專利名稱：廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解的方法
技術領域：
本發明涉及廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解生成可燃性物質的方法，屬于熱解化工技術領域。
背景技術：
隨著科技進步和生活水平提高，電子產品迅速普及到千家萬戶、每個人的手中。由于科技發展，電子產品的更新周期越來越短，淘汰速度越來越快，但是，人們在享受高科技成果帶來的種種好處的同時，也產生了大量的電器產品廢棄物，這些電子垃圾污染會漸漸侵蝕和危害我們的生存環境。聚氨酯便是電子廢棄物中拆卸獲得的一類垃圾。聚氨酷(PU)材料因其可發泡性、弾性、耐磨性、耐低溫性、耐溶劑性、耐生物老化等優良性能而廣泛應用于機電、船舶、航空、車輛、電器中。隨著人類生活水平的提高，電器的種類也日益繁多，其中聚氨酯用量也在増加，因此聚氨酯的產量與日俱增，從而也產生了大量廢棄物，包括生產中的邊角料和使用老化報廢的各類PU材料，在電器回收中，拆卸后廢棄聚氨酯因為體積 大，不易囤放，成為電器回收企業的一個難題，因此廢舊PU的回收利用成為迫切需要解決的問題。傳統的回收處理方法是填埋法和焚燒法。但掩埋法必須在一定的溫度濕度下并且經過很長一段時間才能逐漸分解，并且該法占用土地，消耗資源；焚燒法是聚氨酯在一定的條件下進行燃燒并產生熱量，但在焚燒過程中會產生大量的有毒氣體，污染環境。熱解氣化焚燒技術是近幾年應用于固體廢棄物處理的ー種新技術。熱解氣化是指有機可燃物在無氧或缺氧的條件下，加熱到500°C以上，通過熱化學反應使有機物的化學鍵斷裂，由大分子的有機物轉化為小分子的可燃氣體(CO，CH4, H2, CnHm......)和殘炭及灰分的
熱化學轉化技木。熱解氣化焚燒技術在エ業上的廣泛應用是由于此技術具有以下優點處理徹底、無遺漏；獲取能源、有效利用；密閉式自動化管理；環境友好、無污染.目前，熱解氣化焚燒技術已經在各種廢棄物的處理上得到了エ業應用農業廢棄物熱解氣化焚燒發電，醫療廢棄物無害化處理，エ業廢棄物處理和能源利用，這充分說明熱解氣化焚燒技術在エ業固廢減量化，無害化處理和綜合利用方面是可行和有前景的。

發明內容
本發明的目的是提供廢舊聚氨酯在自行設計的高溫固定床反應器中熱解的方法，為エ業生產固體廢棄物資源化利用開辟了一條新的途徑。本發明ー種廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解的方法，其特征是有以下的過程和步驟
a.首先將廢舊聚氨酯粉碎，過篩，要求的粒徑為3 4目；稱取一定量的試樣放入爐內的爐管中；
b.先用氮氣載氣將爐內管中的空氣排出，然后再輸入空氣，或者直接輸入清潔干燥的空氣載氣；載氣的通入流量為140 240L/h ；C.采取程序升溫進行加熱，加熱溫度為900 1100°C，并在此無難度下恒溫2h ;然后冷卻24h ;使熱解氣中的可凝物充分冷凝下來，收集于熱解液收集器中。本發明ー種廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解的方法所用的固定床反應器，包括有爐管、加熱爐、螺旋喂料器、控制柜、旋風分離器、冷凝器、焦油收集器、鼓風機、灰分收集器；爐管位于加熱爐的中心位置，其上端有螺旋喂料器裝置進行喂料，左側為控制拒，下端ー側設有風管和鼓風機，爐管最低端為灰分收集器，在爐管上方氣體出ロ處有旋風分離器和冷凝器使熱解氣充分冷凝，降落在焦油收集器中。本發明的運作過程
將原料(顆粒或者粉末)倒入裝料漏斗中，蓋上蓋子。原料通過螺旋喂料器持續喂料進入爐管中，通過加熱爐對原料進行加熱反應。反應后的固體產物和沸點較高的液體產物落到設備底部的裝料箱或灰分收集器中，待反應結束，溫度降到室溫后，拆卸下來取出固體液體產物。氣體產物則通過裝置管道經過ー個冷凝器，沸點較低的氣體經過降溫冷凝成液體， 儲存在冷凝器下面的小裝料管中，待反應結束，溫度降到室溫后，打開閥門進行收集。經過冷凝器的氣體通過排氣管排出到室外，必要時可以通過集氣袋進行收集。本發明方法的優點為在本發明中廢舊聚氨酯原料來自于廉價的廢舊冰箱的保溫材料，由于原料體積龐大且難以降解，在環境中會存在數十年甚至上百年，勢必會給環境帶來嚴重的破壞，本發明則利用簡單的熱解處理處理過程，將聚氨酯空間體積縮小至原來體積的8%以下，并且產生的氣體中含有可燃性氣體，從而使能量進行二次利用，產生的焦油也具有很高的熱值，固體焦炭可以進行處理制備活性炭，原料價廉易得且產品具有廣闊的市場前景，是極具社會效益和經濟效率的エ業化發展道路。


圖I為本發明固定床反應器的簡單示意圖。圖2為本發明廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解的流程圖。
具體實施例方式
現將本發明的實例具體敘述于后。實施例I
在實施例中采用了本發明的固定床反應器。本實施例中的エ藝過程和步驟如下
取214g粒徑為3目-7目的聚氨酯樣品置于設備喂料裝置中，打開喂料器，將料進入爐膛內，然后蓋上密封蓋。通IOmin氮氣載氣排出爐管中空氣，然后通入清潔干燥的空氣空氣載氣通入流量為140L/h，加熱。在實施例中采用了本發明的固定床反應器
本發明ー種廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解的方法所用的固定床反應器，包括有爐管I、加熱爐2、螺旋喂料器3、控制柜4、旋風分離器5、冷凝器6、焦油收集器7、鼓風機8、灰分收集器9 ;爐管I位于加熱爐2的中心位置，其上端有螺旋喂料器3裝置進行喂料，左側為控制柜4,下端一側設有風管和鼓風機8,爐管最低端為灰分收集器9,在爐管上方氣體出ロ處有旋風分離器5和冷凝器6使熱解氣充分冷凝，降落在焦油收集器7中。在爐管I的頂部和中部還設有電熱偶T。采取程序升溫，目標溫度為1000°C。在加熱溫度達到設定值后，系統恒溫2hour，之后冷卻一天。為使熱解氣中的可凝物質充分冷凝下來，采用了水冷凝器，在冷凝器下方有熱解液收集管，接收冷凝下來的液體產物。最后得到氣體產率為56%(氣體產率為50%吋，聚氨酯的空間體積就減小為原來體積的8%)，液體產率為37. 6%。實施例2
本實施例中的エ藝過程和步驟與上述實施例I完全相同。所不同的是將載氣換成直接清潔干燥的空氣，將空氣流量調節為240L/h，溫度調節為900°C。最后所得氣體產率為63%,液體產率為35. 1%。實施例3
本實施例中的エ藝過程和步驟與上述實施例2完全相同。所不同的是將空氣流量調節成140 L/h，溫度調節為1000°C。最后所得氣體產率為59%，液體產率為37. 9%。實施例4
本實施例中的エ藝過程和步驟與上述實施例2完全相同。所不同的是取原料粒徑為7 14目的聚氨酯粉末，空氣載氣流量為240L/h，目標溫度為900°C。最后所得氣體產率為 62%,液體產率為37%。
權利要求
1.一種廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解的方法，其特征是有以下的過程和步驟 a.首先將廢舊聚氨酯粉碎，過篩，要求的粒徑為3 4目；稱取一定量的試樣放入爐內的爐管中； b.先用氮氣載氣將爐內管中的空氣排出，然后再輸入空氣，或者直接輸入清潔干燥的空氣載氣；載氣的通入流量為140 240L/h ； c.采取程序升溫進行加熱，加熱溫度為900 1100°C，并在此無難度下恒溫2h;然后冷卻24h ;使熱解氣中的可凝物充分冷凝下來，收集于熱解液收集器中。
2.. 一種廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解的方法所用的固定床反應器，包括有爐管(I)、加熱爐(2)、螺旋喂料器(3)、控制柜(4)、旋風分離器(5)、冷凝器(6)、焦油收集器(7)、鼓風機(8)、灰分收集器(9);其特征是爐管(I)位于加熱爐(2)的中心位置，其上端有螺旋喂料器(3)進行喂料，左側為控制柜(4)，下端一側設有風管和鼓風機(8)，爐管最低端為灰分收集器(9)，在爐管上方氣體出口處連有旋風分離器(5)和冷凝器(6)，使熱解氣充分冷凝，降落在焦油收集器(7)中。
全文摘要
本發明涉及廢舊聚氨酯在固定床反應器中高溫熱解生成可燃性物質的方法，屬于熱解化工技術領域。本發明的具體步驟為取一定量顆粒大小的聚氨酯原料置于設備喂料裝置中，然后蓋上密封蓋，通過喂料器進行喂料。然后打開載氣開關并調節載氣流量，調節好溫度加熱，溫度范圍在900～1100℃，向冷凝裝置中通入冷凝水。在加熱溫度達到設定值后，用集氣袋收集氣體，系統恒溫2小時，之后待溫度冷卻下來，收集液體和固體的物質。本發明不僅解決了廢舊聚氨酯所占空間體積龐大問題，同時所生成的產物又具有二次利用的價值 ，是降低廢舊聚氨酯污染，增加利潤的一條有效途徑。
文檔編號C10B47/02GK102690667SQ20121018491
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者朱萍, 李守光, 郭曉亞, 錢光人 申請人:上海大學