TW294686B - - Google Patents

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2 j 46 8 Q B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、> 發明説明（ 1 ) C 發 明 領 域 ) 本 發 明 有 關 -~1 種 熱 裂 解 多 種 塑 膠 廢 棄 物 之 方 法 和 裝 置 y 其 主 要 可 製 得 有 用 之 液 態 烴 油 〇 { 發 明 背 景 已 知 聚 烯 烴 塑 膠 廢 棄 物 可 藉 加 熱 熔 融 和 熱 裂 解 轉 化 爲 低 分 子 量 之 烴 油 P 利 用 該 知 識 已 發 展 許 多 方 法 和 裝 置 從 事 該 油 轉 化 〇 例 如 參 照 附 圖 2 其 概 要 地 顯 示 一 種 通 常 已 知 爲 將 聚 烯 烴 塑 膠 廢 棄 物 油 轉 化 之 方 法 依 據 該 已 知 方 法 在 經 油 轉 化 之 裝 置 處 理 之 -W- 刖 主 要 利 用 一 種 擠 製 機 熔 融 壓 降 之 塑 膠 該 如 此 主 要 熔 融 之 材 再 送 入 一 個 材 料 混 合 容 器 中 於 該 容 器 中 完 全 熔 融 〇 該 完 全 熔 融 材 料 再 送 入 — 熱 裂 解 容 器 中 且 於 相 同 容 器 和 加 熱 爐 中 循 環 因 此 可 進 行 熱 裂 解 〇 形 成 之 經 熱 裂 解 產 物 送 至 -~~ 個 含 有 一 種 觸 媒 之 催 化 裂 解 容 器 中 〇 該 來 白 熱 裂 解 容 器 之 產 物 藉 著 該 觸 媒 被 催 化 裂 解 或 再 形 成 重 油 ( 相 對 於 煤 油 和 製 氣 油 餾 份 ) 輕 油 ( 相 對 於 汽 油 m 份 ) 和 輕 烴 氣 〇 這 些 油 和 烴 氣 通 過 一 冷 凝 管 送 入 儲 氣 器 和 儲 油 槽 中 〇 另 一 方 面 隨 著 熱 裂 解 產 生 之 殘 餘 定 時 取 出 並 通 •iJBL 週 一 個 位 於 熱 裂 解 容 器 和 該 加 熱 爐 之 間 之 澄 清 器 〇 如 一 種 稱 爲 分 批 法 之 較 簡 易 方 法 其 中 進 行 每 一 次 加 熱 時 將 壓 碎 之 塑 膠 廢 棄 物 裝 填 入 熱 裂 解 容 器 中 以 產 生 裂 解 油 〇 這 種 慣 用 方 法 和 裝 置 適 用 於 聚 烯 烴 塑 膠 廢 棄 物 大 規 模 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - A 7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（2 ) 轉化爲油，但是具有下列問題。 (1 )因爲材料之熔融和熱裂解係分離步驟，使用之 裝置數量大，且整個方法複雜化。 (2 )因爲多種不同於聚烯烴塑膠廢棄物，以及添加 劑，係混合於原塑膠廢棄物，諸如觸媒毒之有毒氣體會由 於熱裂解步驟中產生之裂解氣體中放出，因此縮短該觸媒 使用斯限。 (3 )介於熱裂解容器和爐中間之循環油包含殘餘物 ，焦炭（coak )和雜質（諸如塑膠之添加物，例如鈣，和 多種含於染料中之金屬）。這些原料黏住'爐之連接和內部 管線。因此很難長時間操作。 (4 )這種分批方法中，必須重複進行原料裝填，加 熱和焦炭清除，且熱裂解產物之製造於該熱裂解反應最終 時係經濃縮，因此與觸媒接觸之原塑膠廢棄物數量並非定 量，因此難以達到產物穩定。 本發明之目的係提供一種用於塑膠廢棄物熱裂解之方 法與裝置，其方法和裝置適用於任何處理容量，尤其是一 種在經濟，簡易和操作穩定性各方面皆優良，且可放鬆原 料限制之塑膠廢棄物熱裂解方法和裝置。 〔發明摘要〕 本發明之塑膠廢棄物裂解方法包括將已經由一個熱裂 解容器之外部熔融不完全之塑膠廢棄物送入一個位於該熱 裂解容器上方且具有網狀出口之容器中，使該塑膠於上述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-°

T " -5 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 204686 A7 B7 五、發明説明（3 ) 容器中熔融，使熔融之塑膠通於該網狀出口滴入該熱裂解 容器，使用同一容器熱裂解該熔融塑膠，將形成之汽狀產 物送至分離柱中使高沸點產物自有害氣體，不凝烴氣和低 沸點產物中分離，將該有害氣體，不凝烴氣和低沸點產物 送至一個含鹵素鍛燒爐，於再加熱該高沸點產物時，將部 分經再加熱之高沸點產物循環至該熱裂解容器，將殘餘部 分送至一沸石觸媒層作催化轉換，並由該熱裂解容器之下 方取出熱裂解步驟中該塑膠廢棄物熱裂解形成之殘餘物。 本發明之塑膠廢棄物熱裂解裝置包括： 一種於單一容器中用熔融和熱裂解塑'膠廢棄物之熔融 和熱裂解裝置，該熔融和熱裂解裝置具有一個熱裂解容器 與一個位於該熱裂解容器內上方之容器，上述之容器構成 塑膠廢棄物熔融部分，且具有網狀出口，該熔融和熱裂解 裝置另外具有使熱裂解殘餘物濃縮部分和藉由攪拌清除該 熱裂解容器內壁澱積物之裝置，以及由該熱裂解容器之下 方取出熱裂解殘餘物之裝置； 一種用於將經由熱裂解之汽狀產物分離成二組之分餾 柱，其中一組包含有毒氣體，不凝烴氣和低沸點產物，而 另一組包含高沸點產物；以及 一種用於再加熱一部分於分餾柱中分離之高沸點產物 ，然後將其循環至熱裂解容器之循環系統。 〔圖表之簡要說明〕 圖1係概要顯示適用於進行本發明方法之步驟圖， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-·* r * 6 - A7 B7 五、發明説明（4 ) 圖2係一解釋該轉化爲油之慣用已知方法之示意圖 〔參考數字之解釋〕 1 2 3 • 4 5 6 7 擠製機 材料混合容器 熱裂解容器 催化裂解容器 加熱爐 冷凝器 澄清器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 1 10 2 10 3 10 4 熱裂解容器 塑膠廢棄物熔融部分 熱裂解殘餘濃縮部分 攪拌器 10 5 .........刮板 10 6 .........加熱爐

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 10 7 10 8 10 9 110 111 112 113 114 螺旋運輸器 加熱爐之慣用部分 分餾柱 冷凝器 沸石觸媒層 冷凝作用容器 接收器 儲氣器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7 - 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 甲请案民國#10月修正nJ補充 五、發明説明（5 ) 115 .........儲油槽 116 .........含鹵素鍛燒爐 117 .........條.氣塔 〔本發明之詳細說明〕 本發明中使用之塑膠廢棄物並無特殊限制。實例爲聚 烯烴塑膠，諸如聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚苯乙烯，含 這些塑膠爲必要組份之共聚物，以及含氯或含氮之聚合物 *諸如聚氣乙嫌•耐输和A B S。 1 本發明參考圖1作下列敘述。 使用一種適用之裝置壓碎塑膠廢棄物，且該壓碎之塑 膠藉著，例如直接使用一擠壓機或於軟化狀態或於完全熔 融狀態前之狀態（例如，半熔融狀態）下送入一塑膠廢棄 物熔融部分1 0 2，該塑膠廢棄物熔融部分’1 0 2係由一 容器構成，該容器係位於一個熱裂解容器內之上層，且其 具有一網狀出口。假如只有已被送入該熔融部分之塑膠廢 棄物可直接受該熱裂解容器之內部溫度和經熱裂解之汽狀 產物影響，且於其中熔融並通過網狀開口滴入該熱裂解容 器之熱裂解反應區中，則該熔融部分10 2之形狀，結構 和材料並無特殊限制。基於此種塑膠殘餘物，諸如碳化物 和透明物質之考量，因此該熔融部分1 0 2必須是非封閉 形狀。通常使用鐵製之籠狀容器。該出口或該網之較佳篩 目約爲5 0 m m。 該熱裂解容器101中之加熱溫度視該欲處理之塑膠 本紙張尺度適用中國國家樣隼（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 A7 204686 B7___ 五、發明説明（6 ) 原料之熱分解溫度而異，但是通常於350°至450 °C 之範圍內。關於該壓力條件無特殊限制，但是通常於大氣 壓力下或接近此壓力較佳。關於加熱，該熱裂解容器本身 可加熱。因此，加熱爐1 0 6可保持溫和加熱，且其加熱 亦由該熱裂解系統外部構成較佳。本發明中，以分餾柱 1 0 9分離之高沸點餾份構成該加熱爐之對流部分。並於 其中再加熱，然後其中一部分再循環至該熱裂解容器。提 出該加熱爐1 0 6用於分批法，但是於連續操作（大容量 )時，該加熱處理只於該系統外加熱較佳。 該熱裂解容器包括上述之塑膠廢棄物、融部分1 0 2 ，一種藉由攪拌清除該熱裂解容器內壁澱積物之裝置 1 0 5 ，該裝置1 0 5且具有一個用於塑膠廢棄物熱裂解 殘餘物之濃縮部分1 0 3，與用於由該熱裂解容器之下方 之取出殘餘物之裝置1 0 7。 由水塑膠熔融部分1 0 2滴落之熔融塑膠於該熱裂解 容器10 1之反應區內熱裂解。 於熱裂解反應中伴隨產生之殘餘物於具有圓錐形且位 於該熱裂解容器之下方之濃縮部分1 0 3中累積1且必須 藉由該殘餘物取出裝置取出。該殘餘取出裝置爲一螺旋運 輸器1 0 7較佳，可運輸高黏度流體，漿狀流體等。 清除附著於該熱裂解容器內壁之殘餘物是必要的。本 實例中，使用一個具有葉片，且刮板1 0 5固定於每個葉 片外側，如此可清除該容器內壁之澱積物》 使用該攪拌器不只可清除該熱裂解容器內壁之澱積物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） n' n^r ^^^1 m HJ n n^i HI flun ^^^1 m· nn --5JI ---又 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（7 ) ，也可以使該塑膠廢棄物於熱裂解反應時具有均勻之溫度 分佈，因此該熱裂解可以有效率地進行。 於熱裂解容器中熱裂解形成之產物以汽狀送入分餾柱 1 09中。於該柱1 09頂端加入一個冷凝器以調整柱頂 溫度。由該柱頂分離出有害氣體，不凝烴氣和低沸點產物 ，而柱底分離出高沸點產物。因此，藉由通過分餾柱，該 高沸點產物係由受到於沸石觸媒之不良影響之組份中分離 出來。因此，該觸媒使用期限可延長至一長期範圍。 由該柱底分離出之高沸點產物於該加熱爐之對流部分 再加熱，且其一部分循環至該熱裂解容器、因此熱量加諸 同一容器，且製造一個對流旋渦，如此可減少同一容器之 熱傳導。另一項優點係殘餘油之濃縮度可以提高（尤其是 當氮和輕烴混入該循環油時）且於對流部分再加熱時之煉 焦與留置於熱裂解容器內之材料相較大幅減少。該剩餘高 沸點產物送至沸石觸媒層以作催化轉化。該產物通過接收 器1 13送至儲氣器1 1 4和儲油槽1 1 5。 另一方面，由柱頂之分餾物係含有害氣體，烴和酞酐 之混合物，其中酞酐於一酸管中約1 3 0°C左右會形成晶 體。將部分該柱頂冷凝物再冷卻作逆流劑量，然後倒入該 柱頂管中洗去形成之晶體，同時其冷凝溫度控制在 1 0 0°C以除去有害氣體。該洗去之晶體定時由容器下方 取至容器外。將含有大量不冷凝有害氣體之氣體於含鹵素 锻燒爐內以1 1 〇 〇°C與燃燒改善劑一同燃燒並熱分解。 將這些高溫之燃燒氣體廢棄物迅速冷卻，然後送入一個滌 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -a Γ -10 一 2946d6 A7 ___B7 五、發明説明（8 ) 氣塔，其中將未分解之酸性氣體（氯化氫和氟化氫）以驗 性水中和之。以此方式處理之氣體爲無污染氣體，經由煙 囱排放至大氣中。 藉由本發明可得到下列效果 (1 )即使在小規模油轉化亦可確保所有之高經濟優 點，操作性和應用性》 ‘ （2)採用一種外部系統加熱方法充作塑膠廢棄物之 熱力供給，使本發明適用於大規模之油轉化。 (3 )其可防止熱裂解殘餘物於熱裂解容器中累積， 並防止該容器內壁形成焦炭，如此可以長^時間穩定操作。 (4 )因爲可以清除有害氣體，本發明之處理方法可 涵蓋大範圍之塑膠廢棄物。 — nfj^— LJU n ^ .策 I I I I ! I (I S--0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 家 國 國 中 用 適 尺 紙 _本 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 附件2A: 第84102999號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國85年1 0月修正 1. 一種用於塑膠廢棄物之熱裂解方法，該法包括 將在熱裂解容器外未完全熔融之熔融不完全塑膠廢棄物送 入一個位於上述熱裂解容器內之上方且具有網狀出口之容 器，使該塑膠於上述容器內熔融，使形成之熔融塑膠通過 上述網狀出口滴入該熱裂解容器，於該熱裂解容器內熱裂 解該熔融塑膠，將形成之汽狀產物送入一分餾柱使高沸點 產物和有害氣體，不凝烴氣和低沸點產物分離，將該有害 氣體，不凝烴氣和低沸點產物送入一含鹵素鍛燒爐，當再 加熱該高沸點產物時，部分該再加熱高沸點產物循環至上 述熱裂解容器，將殘餘部分送至沸石觸媒層作催化轉化， '由該熱裂解容器下方取出於熱裂解步驟中塑膠廢棄物熟裂 解形成之殘餘物。 2 .—種塑膠廢棄物之熱裂解裝置，其包括： —種熔融和熱裂解裝置，其係用於單一容器中熔融及 熱裂解塑膠廢棄物，該熔融及熱裂解裝置具有一個熱裂解 容器，有一個容器位於上述熱裂解容器內之上方，上述容 器構成塑膠廢棄物熔融部分，且具有網狀出口，該熔融和 熱裂解裝置另外具有熱裂解殘餘物濃縮部分和藉由攪拌作 用清除該熱裂解容器內部澱積物之裝置，以及由該熱裂解 容器下方取出熱裂解殘餘物之裝置： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） - —i i''·: ΛΊ, - - - — 111 I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A8 B8 C8 · __ D8 六、申請專利範圍 一種分餾柱，其用於將經熱裂解之汽狀產物分爲二組 ’其中一組包含有害氣體，不凝烴氣和低沸點產物，另一 組則包含高沸點產物；和 —種循環系統，其用於再加熱部分於上述分餾柱中分 離之高沸點產物，然後將該再加熱部分直接送入上述熱裂 -解容器中，因此影響該熱裂解容器之熱能供給，構成一對 流旋渦且改善殘餘油之濃縮程度》 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） -2 -