CN103361089A - 一种利用自身裂解残渣促进厨余微波裂解制取焦油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用自身裂解残渣促进厨余微波裂解制取焦油的方法，（1）将厨余垃圾进行脱水处理后，在90℃的温度下干燥5小时；（2）将经历了500℃以上微波裂解的厨余垃圾按照5%～15%混合并置于微波裂解炉内；通入氮气开始加热裂解，并在无氧条件下进行反应；（3）将反应的挥发分经过一级冷凝装置，收集冷凝产物于收集瓶中；使厨余垃圾的温度达到500℃以上，无气体、液体产生时停止裂解5min钟后，收集瓶中的液体分成两层，上层是焦油，下层是红棕色的弱碱性液体。本发明既可加快厨余垃圾微波裂过程，有效节约电能，还能增加焦油的产率。本发明制取工艺简便易行，微波裂解后的残渣还能循环利用，成本低，可推广使用。

Description

一种利用自身裂解残渣促进厨余微波裂解制取焦油的方法

技术领域

本发明涉及厨余垃圾制取焦油的工艺，尤其涉及一种利用自身裂解残渣促进厨余微波裂解制取焦油的方法。

背景技术

随着我国城市规模的日益增大和城市人口膨胀，城市生活垃圾的年排放量正以8-10%的速度在递增，目前我国城市生活垃圾的年排放量已超过2亿吨。城市生活垃圾急剧增加带来了诸多问题，如：制约可持续发展、影响废物管理和污染人类生存环境等。在众多的城市生活垃圾组分中，厨余垃圾最多，往往占垃圾总量的50%以上。数量庞大的厨余垃圾，不但其处理问题让社会头疼不已，而且还伴生了“地沟油”、“垃圾猪”等各类食品安全问题。

厨余垃圾富含有机物，含水率高，易腐烂，容易滋长病原微生物、霉菌毒素等。传统的处理方式有填埋、焚烧、饲料化处理、堆肥等，但各种处理方法都存在一定的缺陷。微波裂解因升温速度快、容易控制、垃圾减量效果好，以及无二次污染等优点而迅速成为广大研究者关注的新型垃圾处理方式。然而，在实施微波裂解的过程中，需要消耗大量的电能。通常，人们把活性炭、CaO等物质作为微波吸收剂以加快裂解速度，但是，本领域技术人员发现，粉末状的活性炭与CaO会使厨余垃圾结块而减慢裂解速度。况且，活性炭与CaO的成本都较高。因此，急需寻找一种廉价的微波吸收剂。

焦油是一种重要的化工原料，可分离出多种产品，例如奈、沥青、酚、蒽等等，这些产品广泛应用于生产、生活的各个行业。此外，将焦油改性处理后可以部分代替汽油、柴油或者煤油，而作为发动机的原料；焦油与柴油按一定比例混合，也可以作为柴油的替代品使用。目前，焦油主要是在煤炭焦化过程中产生的，然而，煤炭是不可再生资源。因此，开辟一条新的制造焦油的途径是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种工艺简单、廉价的利用自身裂解残渣促进厨余微波裂解制取焦油的方法。

本发明技术方案如下：

一种利用自身裂解残渣促进厨余微波裂解制取焦油的方法，采用以下步骤：

（1）将厨余垃圾进行脱水处理后，在90℃的温度下干燥5小时，使其含水率<5%；

（2）将经历了500℃以上微波裂解的厨余垃圾残渣与步骤（1）所述厨余垃圾按照5%～15%均匀混合，装入微波裂解反应器，并放入微波裂解炉内；通入氮气20min后，开始加热裂解，并在无氧条件下进行反应；

（3）将上述反应的挥发分经过一级冷凝装置（冷水），收集冷凝产物于收集瓶中；

（4）不凝结的气体产物用收集袋收集；

（5）使厨余垃圾的温度达到500℃以上，无气体、液体产生时停止裂解；

（6）停止裂解5min钟后，收集瓶中的液体分成两层，上层是焦油，下层是红棕色的弱碱性液体，将上层焦油分离出装入储油瓶内。

本发明既可加快厨余垃圾微波裂过程，有效节约电能，还能增加焦油的产率。本发明制取工艺简便易行，微波裂解后的残渣还能循环利用，成本低，可推广使用。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例1：

收集经历了500℃以上微波裂解的厨余垃圾残渣，将干燥的厨余垃圾与其质量5%的残渣均匀混合，装入微波裂解反应器，放入微波裂解炉内。通入20min氮气后，开启微波裂解炉，微波功率的大小按照其与厨余垃圾的比值为13.33W/g设置。基本无气体、液体产生时关闭电源。裂解过程中，厨余垃圾的最高温度为686℃，微波裂解炉工作时间为11.00min，焦油相对厨余垃圾的得率为19.70%，产生残炭相对厨余垃圾的得率为42.80%，产生可燃气体相对厨余垃圾的得率为21.10%。相对于不添加残渣时的情况，最高温度增加了4.10%，耗时减少了12.00%，焦油得率减少了0.60%，残炭得率增加7.27%，可燃气体得率减少7.63%。

实施例2：

本实施例残渣的比率为10%。裂解过程中厨余垃圾最高温度为717℃，微波裂解炉工作时间为5.20min，焦油相对厨余垃圾的得率为20.70%，产生残炭相对厨余垃圾的得率为33.30%，产生可燃气体相对厨余垃圾的得率为29.23%。相对于不添加残渣时的情况，最高温度增加了8.80%，耗时减少了58.40%，焦油得率增加了0.40%，残炭得率减少2.23%，可燃气体得率增加0.50%。

实施例3：

本实施例残渣的比率为15%。裂解过程中厨余垃圾最高温度为732℃，微波裂解炉工作时间为5.90min，焦油相对厨余垃圾的得率为21.30%，产生残炭相对厨余垃圾的得率为32.13%，产生可燃气体相对厨余垃圾的得率为29.33%。相对于不添加残渣时的情况，最高温度增加了11.08%，耗时减少了52.80%，焦油得率增加了1.00%，残炭得率减少3.40%，可燃气体得率增加0.60%。

实施例4：

本实施例微波功率减少为10W/g。裂解过程中厨余垃圾最高温度为669℃，微波裂解炉工作时间为14.10min，焦油相对厨余垃圾的得率为22.70%，产生残炭相对厨余垃圾的得率为35.53%，产生可燃气体相对厨余垃圾的得率为23.33%。相对于不添加残渣、功率为13.33W/g时的情况，最高温度增加了1.52%，耗时增加了12.80%，电能消耗减少15.40%，焦油得率增加了1.40%，残炭得率不变，可燃气体得率减少5.40%。

上述实施例中所得的残渣都可以循环利用。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种利用自身裂解残渣促进厨余微波裂解制取焦油的方法，其特征在于以下步骤：

（1）将厨余垃圾进行脱水处理后，在90℃的温度下干燥5小时，使其含水率<5%；

（2）将经历了500℃以上微波裂解的厨余垃圾残渣与步骤（1）所述厨余垃圾按照5%～15%均匀混合，装入微波裂解反应器，并放入微波裂解炉内；通入氮气20min后，开始加热裂解，并在无氧条件下进行反应；

（3）将上述反应的挥发分经过一级冷凝装置，收集冷凝产物于收集瓶中；

（4）不凝结的气体产物用收集袋收集；

（5）使厨余垃圾的温度达到500℃以上，无气体、液体产生时停止裂解；

（6）停止裂解5min钟后，收集瓶中的液体分成两层，上层是焦油，下层是红棕色的弱碱性液体，将上层焦油分离出装入储油瓶内。

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