高炉废塑料高炉喷吹燃料技术据1996年统计,日本每年废塑料的产生量高达909万吨。其中回收再利用只有39%,而大部分是作填埋处理和进行没有热回收的焚烧。
种类多、形状杂,有袋状、薄膜状、瓶状,以及模压成形塑料和泡塑料等等;材质种类多,而且从外观很难判定其材质;在废塑料再利用技术中,*有效的一种办法是将其用于高炉的辅助燃料喷吹。
2篼炉喷吹废塑料技术的现状德国的不莱梅钢铁公司是世界上**个把高炉喷吹废塑料的设想付诸实施的生产厂家。该公司于1994年2月进行了小规模的喷吹试验,经过近一年富有成果的试验之后,1995年2月德国政府批准了不莱梅钢铁公司开发的高炉喷吹废塑料技术。之后该公司于1995年6月在2号高炉(内容积2688m3)上建造了一套喷吹能力为7万t/a的喷吹设备,即按照用8个风口喷吹废塑料计算,每个风口的喷吹量为1.25t/h.在不莱梅钢铁公司的喷吹技术中,向高炉喷吹的是经过分选、去除有害杂质、然后再经烧结成颗粒状的废弃塑料(其理化性能见表。这种塑料颗粒是以按与重油1:1的比例喷入高炉中。约在2100*C的温度环境中,塑料中的所有化合物均被分解,分解所产生的还原气体把铁矿石还原成铁。该公司的喷吹结果表明,所喷入的废塑料对高炉冶炼过程的影响介于煤粉与重油之间,但喷吹废塑料更为便宜。
除了不莱梅钢铁公司外,德国的克虏伯一赫施钢铁公司、蒂森钢铁公司等也在高炉上进行了工业性喷吹试验。
日本NKK公司在喷吹废塑料的工艺中,首先对废塑料进行处理,去除聚氯乙烯,再经过破碎(一次破碎、二次破碎、粉碎)、造粒(*大粒度约6mm),然后随热风一起喷入高炉。入炉后,塑料会立即气化。废塑料的*大理论喷吹量为200kg八铁。NKK公司喷吹废塑料试验的结果表明:废塑料的热量利用率达80%以上;无有害气体产生,副产品煤气还可用于发电。
NKK公司目前已在京滨厂建立一套完整的工业规模喷吹废塑料系统,计划每年处理-其中工程塑料3高炉喷吹废塑料的主要预处理技术bookmark1 3万吨废塑料。此外,该公司正考虑把这项技术出售给其他厂家。
表1塑料颗粒理化性能选条件。
粒度缓慢落下细粒比(<250剩余湿度堆比重氯含量灼烧残渣其中金属含量塑料含量-其中聚烯烃含量3.1瓶/薄膜塑料分离机瓶/薄膜塑料分离机采用冲击式分离机的分离原理,即利用物体反弹力的差异,可同时进行三种物体的分离:一是反弹力小的物体,即薄膜类物体(如袋、包裹类和纸类等);二是反弹力大的物体,即瓶类物体(如瓶子、固体塑料、空罐、玻璃瓶和夹杂物等);三是残余物(如砂土和直径小的物体等)。
下面按照所示对分离原理进行说明。
冲击式分离机是利用曲轴使倾斜安装的筛板作跳汰运动,把物体投入筛板上之后,薄膜类物料向筛的上方运动,瓶类物料向筛的下方运动,而砂土等细颗粒物料则落在筛板下。
这种冲击式分离的分离特性如下:如所示,当曲轴运转速度增大时,向倾斜板上方的运动力会增大,薄膜类的回收率提高,有些瓶类也会进入薄膜类侧。
另外,如所示,当筛板倾斜角度大时,物料容易进入倾斜筛板下方,瓶类的回收率高,薄膜类的回收率低。利用这一特性,就能根据不同的废塑料情况选择*佳的分冲击式分离机的分选结果冲击式分离机的分选结果4高炉喷吹废塑料的经济效益把回收的废塑料经过加工处理后用作高炉喷吹燃料所带来的经济效益是显而易见的。由于回收来的废塑料的价格比煤、油等燃料便宜得多,因此喷吹废塑料可以更大幅度地降低生铁成本。此外从能源利用的角度看,高炉喷吹废塑料也优于目前其它废塑料的回收利用技术(发电厂直接燃烧废塑料发电或废物处理焚烧塑料生热),见表2.这是由于塑料喷入高炉后,其中的碳氧化合物在高炉下部转变成温度达2000*C的高温煤气,煤气在上升过程中将铁矿石加热、还原,尽管反应不能进行完全,但从高炉出来的富化煤气还可用来预热空气或用于发电,因而塑料所含的能量可得到较为充分的利用。喷吹废塑料是废塑料回收利用技术中**能使塑料的能量转化率超过50%的工艺。此外,其能量的附加利用率大约为27%,仅此一项就差不多与废物燃烧场的总利用率一样高。
表2废塑料各处理工艺的能量利用率(%)处理工艺能量综合化学能能量利用率损失高炉喷吹(用部分煤气发电)废物处理场焚烧发电厂焚烧5结语高炉喷吹废塑料作为高炉喷吹燃料技术的一个新发展,尽管目前还处于起步阶段,但已显示出其广阔的发展前景。高炉喷吹废塑料不仅可以减轻废弃塑料的环境污染,也为废塑料的回收利用开辟了一条崭新的途径,该技术比目前其它几种回收利用废塑料能源技术(发电焚烧生热)的能源利用率都要高。此外,由于废塑料的价格十分便宜,用它代替重油或煤喷入高炉可以进一步降低高炉炼铁的成本。