資源化利用技術(shù)搬走兩座“垃圾山”
在人類享受汽車工業(yè)和塑料工業(yè)帶來的無限便利的同時，廢輪胎、廢塑料所帶來的污染始終如兩座“垃圾山”壓在頭頂。如今，獲得國家科技進(jìn)步二等獎的工業(yè)連續(xù)化廢橡膠廢塑料低溫裂解資源化利用成套技術(shù)及裝備項目為早日搬走這兩座大山帶來了希望。
該項目負(fù)責(zé)人青島科技大學(xué)教授汪傳生在接受記者采訪時說：我國是世界橡膠塑料消耗第一大國，2010年消耗橡膠630萬噸，塑料3000萬噸，由此產(chǎn)生了大量的廢橡膠廢塑料。以廢橡膠為原料的“土煉油”在某些地區(qū)大量存在，產(chǎn)品產(chǎn)率低、質(zhì)量差、能耗大、二次污染嚴(yán)重，并且存在嚴(yán)重的安全隱患。因此，濟南友邦恒譽科技開發(fā)有限公司與青島科技大學(xué)一直在探尋將這些廢橡膠廢塑料實現(xiàn)資源化利用新途徑，并最終取得成功，將廢橡膠廢塑料成功裂解成燃料油，還可生產(chǎn)炭黑、鋼絲等高附加值產(chǎn)品。
據(jù)汪傳生介紹，早在2002年和2007年，他們就分別研制成功并出口廢橡膠、廢塑料工業(yè)連續(xù)化低溫裂解生產(chǎn)線，目前已分別生產(chǎn)和銷售16條廢橡膠、10條廢塑料裂解生產(chǎn)線。這些生產(chǎn)線不僅在國內(nèi)運用，還銷往國外。累計處理廢橡膠16余萬噸，廢塑料10余萬噸，實現(xiàn)產(chǎn)值16億元。
如今，回想起在研發(fā)中遇到的諸多難題，汪傳生依然記憶猶新。要實現(xiàn)廢橡膠廢塑料工業(yè)連續(xù)化資源化利用的目標(biāo)，必須解決三大技術(shù)難題：首先是解決混合物料裂解問題，從而實現(xiàn)裂解生產(chǎn)的工業(yè)化。廢塑料種類很多，其熱穩(wěn)定性、裂解反應(yīng)活化能、裂解機理都存在差異。為解決這個問題，項目組研發(fā)出了多區(qū)段變溫技術(shù)，使不同組分的廢塑料可在不同溫度下進(jìn)行裂解,從而實現(xiàn)了廢塑料的免分揀免清洗。
在裂解過程中，催化劑對提高裂解速度、降低裂解溫度、提高燃料油產(chǎn)率和品質(zhì)都具有重要作用。但石化工業(yè)中的裂解催化劑不能完全適合廢橡膠廢塑料裂解的需要，為此他們制備出低成本、高效率的復(fù)合催化劑，其催化裂解效率提高了20%，催化長效穩(wěn)定性提高了25%。此外，項目組還發(fā)明了脫除率達(dá)99%的HCl脫除技術(shù)，有效防止了裂解產(chǎn)生的HCI氣體對裂解裝置的腐蝕和對催化劑的危害。
第二個難題就是解決物料的均勻傳熱、防結(jié)焦及動態(tài)密封問題，從而實現(xiàn)裂解過程的連續(xù)化。為解決均勻傳熱和防結(jié)焦問題，該項目研發(fā)了防結(jié)焦熱分散技術(shù)，既提高了導(dǎo)熱均勻性，又可去除裂解器內(nèi)壁的粘附物，防止結(jié)焦和積炭，提高導(dǎo)熱效率。廢橡膠廢塑料在密閉、高溫和常壓等條件下進(jìn)行裂解，在這個過程中氣體、液體與固體同時存在，因此物料的動態(tài)密封是實現(xiàn)裂解連續(xù)化的另一個關(guān)鍵。據(jù)汪教授介紹，他們研發(fā)的熱氣密技術(shù)不僅使這一難題迎刃而解，還使連續(xù)裂解設(shè)備結(jié)構(gòu)變得更加簡單，制造、安裝和維修也更為簡便。
第三個難題就是裂解過程中產(chǎn)生的不凝可燃?xì)獾膬艋。不凝可燃(xì)庵泻蠬2S等有害氣體，這會直接影響到后邊的凈化利用。為此，項目組研發(fā)了不凝可燃?xì)鈨艋盎赜萌紵夹g(shù)及裝置，將裂解后的不凝可燃?xì)鈨艋，通過特殊裝置全部回送到加熱爐，使其充分燃燒，實現(xiàn)燃料自給自足。此外，針對加熱系統(tǒng)和裂解過程中產(chǎn)生的含有SOX與NOX等有害氣體的煙氣，項目組研制了煙氣多級凈化技術(shù)及裝置，使煙氣通過多級凈化后再排放，能夠達(dá)到國家及歐洲國家工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
攻破了多重難關(guān)后，該項目終于實現(xiàn)了由間歇到連續(xù)化生產(chǎn)的技術(shù)飛躍。其成套技術(shù)與裝備的主要創(chuàng)新技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，而裝備價格僅為國外同類裝備的1/3，具有很強的市場競爭優(yōu)勢。自從該項目研發(fā)的技術(shù)和裝備在國內(nèi)外成功應(yīng)用后，逐步取代了進(jìn)口，并大量銷往德國、泰國、愛沙尼亞、印度、波蘭、等多個國家和地區(qū)，受外用戶的普遍歡迎。
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