一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统及其方法与流程

本发明涉及一种废塑料处理系统及其方法，特别是一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统及其方法，属于废塑料处理领域。

背景技术：

我国是塑料生产和使用大国，每年废旧塑料的产生量在4000万吨以上，且每年还在以8%的速度增长，然而其回收利用率却不足30%。低值废塑料在其中占比超60%，一直是“白色污染”的罪魁祸首，并且由于多以焚烧或填埋的方式处置，对环境造成了严重的二次污染，同时也造成了塑料资源的浪费。热解制油是针对低值废塑料能源化利用中较为成熟环保的一条路径，面对石油日益枯竭，“塑料从石油来，再回石油去”也恰是循环经济运行的一个很好样板。

低值废塑料成分通常以聚烯烃（含ldpe、hdpe、pp）为主，混有少量的pet、pvc、ps等，甚至还会混入餐厨垃圾、纸张、木料、砂石等，且不同来源收集的低值废塑料含水率不同。现有热解制油工艺的适用废塑料原料大多是膜类的ldpe、hdpe、pp，若以来源广泛的低值废塑料作为原料，废塑料的混杂程度及水分含量均会不同程度地影响热解效率及油品品质，故热解前需要对废塑料原料进行预处理。国内外已公开废塑料热解的预处理工艺主要采用湿法，但湿法预处理不仅消耗水资源，同时产生大量清洗废水，易造成二次污染，且带水物料脱水干燥能耗较大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统及其方法，通过干式处理方法处理不同混杂程度和水分含量的废塑料。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统，其特征在于：包含上料单元、破袋单元、除有机物单元、除非聚烯烃塑料单元、除大杂及非聚烯烃塑料单元、收集聚烯烃膜单元、破碎单元、废塑料水分检测智控单元、脱水单元、除铁单元、除纸张和玻璃单元、除非铁金属单元、脱水干燥单元和除重杂单元，其中包含上料单元、除有机物单元、除非聚烯烃塑料单元、破碎单元、废塑料水分检测智控单元、除铁单元、除纸张和玻璃单元、除非铁金属单元、脱水干燥单元和除重杂单元依次顺序连接，破袋单元两端分别与上料单元和除有机物单元连接，除大杂及非聚烯烃塑料单元一端连接除有机物单元，除大杂及非聚烯烃塑料单元另一端连接收集聚烯烃膜单元一端，收集聚烯烃膜单元另一端连接破碎单元。

进一步地，所述上料单元由料仓和无轴双螺旋输送机构成，破袋单元采用破袋机。

进一步地，所述除有机物单元采用滚筒筛，除非聚烯烃塑料单元采用光选机，除大杂及非聚烯烃塑料单元采用人工剔除。

进一步地，所述收集聚烯烃膜单元采用风选机。

进一步地，所述破碎单元采用粗碎机，废塑料水分检测智控单元采用塑料水分检测仪。

进一步地，所述脱水单元采用离心机。

进一步地，所述除铁单元采用磁选机，除纸张和玻璃单元采用弹道筛，除非铁金属单元采用涡电流分选机。

进一步地，所述脱水干燥单元采用带热风风机的离心机，除重杂单元采用密度分离机。

进一步地，还包含造干粒单元和挤出熔融除氯单元，除重杂单元分别连接造干粒单元和挤出熔融除氯单元，造干粒单元采用团粒机，挤出熔融除氯单元采用投入氧化钙的挤出机。

一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统的处理方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一，卸入上料单元的原料有两种，一种是含有低值废塑料的混合可回收物，另一种是含有低值废塑料的混合生活垃圾；

步骤二，当原料是混合可回收物时，上料单元中的原料被直接输送进入除有机物单元，采用筛孔尺寸40cm的滚筒筛从混合可回收物中筛除混杂的有机物成分；当原料是混合生活垃圾时，上料单元中的原料先被输送进入破袋单元，采用破袋机对包裹袋、塑料袋打包的物料进行破散从而释放出其中的垃圾，再输送进入除有机物单元，采用筛孔尺寸40cm的筛滚筒筛从混合生活垃圾中筛除混杂的有机物成分；

步骤三，原料去除有机物后，混合可回收物先进入除非聚烯烃塑料单元，采用光选机剔除非聚烯烃塑料，再被输送进入破碎单元；混合生活垃圾则先进入除大杂及非聚烯烃塑料单元，通过人工剔除长大体积杂物和非聚烯烃塑料，再进入收集聚烯烃膜单元，采用风选机回收轻质的膜类塑料，回收的膜类塑料最后被输送进入破碎单元，未被风选机回收的物料剔除；

步骤四，物料进入破碎单元后，采用粗碎机将已去除较大干扰物的物料破碎成4cm尺寸的颗粒，之后被输送进入废塑料水分检测智控单元；

步骤五，破碎物料进入废塑料水分检测智控单元后，自动采集一定量的破碎料送入塑料水分检测仪进行水分含量检测，随后根据热解工艺对进料的含水率要求设定的r值来智能指导破碎料的下一步去向单元；

步骤六，不管初始原料是混合可回收物还是混合生活垃圾，当在废塑料水分检测智控单元中含水率的测试值低于r值时，物料直接送入除铁单元，采用磁选机将物料中的含铁杂质去除；当在废塑料水分检测智控单元中含水率的测试值高于r值时，物料则先送入脱水单元，采用离心机将破碎料夹杂的附着水和一些杂质离心分离，再输送进入除铁单元，采用磁选机将物料中的含铁杂质去除；

步骤七，物料去除含铁杂质后，被输送进入除纸张和玻璃单元，采用弹道筛将物料中的纸张和玻璃杂质去除；

步骤八，物料去除纸张和玻璃杂质后，被输送进入除非铁金属单元，采用涡电流分选机将物料中的非铁金属杂质去除；

步骤九，物料去除非铁金属杂质后，被输送进入脱水干燥单元，利用通入热风的离心机，物料在离心进一步脱水除杂的同时进行干燥；

步骤十，物料进一步脱水干燥后，被输送进入除重杂单元，采用密度分离机去除重杂；

步骤十一，物料除重杂后，有两个去向，一个去向是将物料送入造干粒单元，采用团粒机在高温高压条件下将已除杂干净的物料制成颗粒，颗粒态物料再送入后续热解系统；另一个去向是将物料送入挤出熔融除氯单元，采用挤出机将碎膜态塑料进行熔融挤出的同时送入后续热解系统。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明针对热解制油工艺对废塑料进料成分及特性的要求提供了一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统及其方法，该系统及方法采用干式方法可以处理不同混杂程度和水分含量的废塑料，处理过程中不增加额外的水，从而不产生多余的废水，且不需要进行高能耗的多次脱水干燥，工艺经济高效，环保友好，并能达到良好的除杂脱水效果，从而确保改善后续热解效率及油品品质。

附图说明

图1是本发明的一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统的示意图。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统，其特征在于：包含上料单元、破袋单元、除有机物单元、除非聚烯烃塑料单元、除大杂及非聚烯烃塑料单元、收集聚烯烃膜单元、破碎单元、废塑料水分检测智控单元、脱水单元、除铁单元、除纸张和玻璃单元、除非铁金属单元、脱水干燥单元、除重杂单元、造干粒单元和挤出熔融除氯单元，其中包含上料单元、除有机物单元、除非聚烯烃塑料单元、破碎单元、废塑料水分检测智控单元、除铁单元、除纸张和玻璃单元、除非铁金属单元、脱水干燥单元和除重杂单元依次顺序连接，破袋单元两端分别与上料单元和除有机物单元连接，除大杂及非聚烯烃塑料单元一端连接除有机物单元，除大杂及非聚烯烃塑料单元另一端连接收集聚烯烃膜单元一端，收集聚烯烃膜单元另一端连接破碎单元，除重杂单元分别连接造干粒单元和挤出熔融除氯单元。

上料单元由料仓和无轴双螺旋输送机构成，无轴双螺旋输送机因无中心轴干扰，便于输送易缠绕的低值废塑料。

破袋单元采用破袋机，对生活垃圾包裹袋、塑料袋打包的物料进行破散从而释放出其中的垃圾。

除有机物单元采用滚筒筛按垃圾粒度大小从低值废塑料中筛除混杂的有机物成分。

除非聚烯烃塑料单元采用光选机剔除pet、pvc、ps等非聚烯烃塑料；光选机适合分选成分比较简单的物料。

除大杂及非聚烯烃塑料单元采用人工剔除长木棍、大纸板、长铁丝等大体积杂物和pet瓶、pvc管材、ps泡沫等非聚烯烃塑料；相比光选机，人工分选更适合分选成分复杂的物料。

收集聚烯烃膜单元采用风选机回收轻质的ldpe、hdpe、pp等膜类塑料，未被风选机回收的物料剔除。

破碎单元采用粗碎机将已去除较大干扰物的物料破碎成一定粒径范围的颗粒，便于后续更好地除杂。

废塑料水分检测智控单元采用塑料水分检测仪自动采集一定量的破碎料进行水分含量检测，随后根据热解工艺对进料的含水率要求来智能指导破碎料的下一步去向单元。

脱水单元采用离心机将破碎料夹杂的附着水和一些杂质离心分离，实现初步干化。

除铁单元采用磁选机将物料中的含铁杂质去除。

除纸张和玻璃单元采用弹道筛将物料中的纸张、玻璃等杂质去除。

除非铁金属单元采用涡电流分选机将物料中的含非铁金属（如铝、铜等）的杂质去除。

脱水干燥单元采用带热风风机的离心机，利用离心机中的风机通入热风，物料在离心脱水除杂的同时进行干燥，更大程度降低物料中水分含量，并且更利于后续环节对塑料表面杂质的去除。

除重杂单元采用密度分离机去除砂石等重杂。

造干粒单元采用团粒机将已除杂干净的物料制成颗粒，颗粒态塑料便于存储运输和连续供应，并利于在后续热解系统料斗中实现下沉进料。

挤出熔融除氯单元采用投入氧化钙的挤出机将碎膜态塑料进行挤出熔融，挤出熔融的特点是可实现连续进料，出料速度可调，且在挤出过程中还可进一步脱水除杂，提高塑料洁净度，并因该单元中投加了氧化钙，可脱去残留pvc分解产生的hcl，避免hcl对热解系统的腐蚀。

一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统的处理方法，具体包含以下步骤：

步骤一，卸入上料单元的原料有两种，一种是含有低值废塑料的混合可回收物，另一种是含有低值废塑料的混合生活垃圾；如图1中所示的，a:原料为含有低值废塑料的混合可回收物，且从中分离出的低值废塑料含水率小于r值；b:原料为含有低值废塑料的混合可回收物，且从中分离出的低值废塑料含水率大于r值；c:原料为含有低值废塑料的混合生活垃圾，且从中分离出的低值废塑料含水率小于r值；d:原料为含有低值废塑料的混合生活垃圾，且从中分离出的低值废塑料含水率大于r值。

步骤二，当原料是混合可回收物时，上料单元中的原料被直接输送进入除有机物单元，采用筛孔尺寸40cm的滚筒筛从混合可回收物中筛除混杂的有机物成分；当原料是混合生活垃圾时，上料单元中的原料先被输送进入破袋单元，采用破袋机对包裹袋、塑料袋打包的物料进行破散从而释放出其中的垃圾，再输送进入除有机物单元，采用筛孔尺寸40cm的筛滚筒筛从混合生活垃圾中筛除混杂的有机物成分；

步骤三，原料去除有机物后，混合可回收物先进入除非聚烯烃塑料单元，采用光选机剔除pet、pvc、ps等非聚烯烃塑料，再被输送进入破碎单元；混合生活垃圾则先进入除大杂及非聚烯烃塑料单元，通过人工剔除长木棍、大纸板等大体积杂物和pet瓶、pvc管材、ps泡沫等非聚烯烃塑料，再进入收集聚烯烃膜单元，采用风选机回收轻质的ldpe、hdpe、pp等膜类塑料，回收的膜类塑料最后被输送进入破碎单元，未被风选机回收的物料剔除；

步骤四，物料进入破碎单元后，采用粗碎机将已去除较大干扰物的物料破碎成4cm尺寸的颗粒，之后被输送进入废塑料水分检测智控单元；

步骤五，破碎物料进入废塑料水分检测智控单元后，自动采集一定量的破碎料送入塑料水分检测仪进行水分含量检测，随后根据热解工艺对进料的含水率要求设定的r值来智能指导破碎料的下一步去向单元；

步骤六，不管初始原料是混合可回收物还是混合生活垃圾，当在废塑料水分检测智控单元中含水率的测试值低于r值时，物料直接送入除铁单元，采用磁选机将物料中的含铁杂质去除；当在废塑料水分检测智控单元中含水率的测试值高于r值时，物料则先送入脱水单元，采用离心机将破碎料夹杂的附着水和一些杂质离心分离，再输送进入除铁单元，采用磁选机将物料中的含铁杂质去除；

步骤七，物料去除含铁杂质后，被输送进入除纸张和玻璃单元，采用弹道筛将物料中的纸张和玻璃等杂质去除；

步骤八，物料去除纸张和玻璃杂质后，被输送进入除非铁金属单元，采用涡电流分选机将物料中的非铁金属杂质去除；

步骤九，物料去除非铁金属杂质后，被输送进入脱水干燥单元，利用通入热风的离心机，物料在离心进一步脱水除杂的同时进行干燥；

步骤十，物料进一步脱水干燥后，被输送进入除重杂单元，采用密度分离机去除砂石等重杂；

步骤十一，物料除重杂后，有两个去向，一个去向是将物料送入造干粒单元，采用团粒机在高温高压条件下将已除杂干净的物料制成颗粒，颗粒态物料再送入后续热解系统；另一个去向是将物料送入挤出熔融除氯单元，采用挤出机将碎膜态塑料进行熔融挤出的同时送入后续热解系统。

本发明针对热解制油工艺对废塑料进料成分及特性的要求提供了一种基于热解制油的低值废塑料干式预处理系统及其方法，该系统及方法采用干式方法可以处理不同混杂程度和水分含量的废塑料，处理过程中不增加额外的水，从而不产生多余的废水，且不需要进行高能耗的多次脱水干燥，工艺经济高效，环保友好，并能达到良好的除杂脱水效果，从而确保改善后续热解效率及油品品质。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。