張艷杰

（中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心，北京100000）

1 引言

廢舊塑料配煤煉焦工藝是傳統(tǒng)的煉焦工藝與廢塑料熱解工藝的有機(jī)結(jié)合。它以傳統(tǒng)的煤焦化處理為基礎(chǔ)，結(jié)合廢舊塑料熱解工藝，對廢舊塑料經(jīng)過去除雜質(zhì)造粒等技術(shù)處理后，與煤混合裝入設(shè)備進(jìn)行煉焦生產(chǎn)。該工藝的基本原理就是將煤和難降解的廢舊塑料在高溫下共熱解，使它們發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，在獲得優(yōu)質(zhì)焦炭的同時(shí)，將塑料轉(zhuǎn)化為焦油，焦炭和煤氣等焦?fàn)t產(chǎn)品，產(chǎn)物按照煉焦工藝焦?fàn)t產(chǎn)物的常規(guī)處理方法進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)塑料與煤焦化產(chǎn)物的一體化處理[1-3]。

煤與廢舊塑料的共焦化處理技術(shù)不僅會(huì)提高焦油的收率，提高焦炭的質(zhì)量，而且還能有效減少廢舊塑料所帶來的污染，響應(yīng)能源戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，達(dá)到節(jié)約有限煤炭資源的目的。其研究具有多重意義和廣闊的應(yīng)用前景，必定能為我國的能源問題和世界環(huán)保問題做出貢獻(xiàn)[4-6]。本文以生活垃圾中的廢塑料和來自雙鴨山建龍化工有限公司生產(chǎn)用的四種煤為原料，研究煤與廢塑料共焦化技術(shù),分析廢塑料的加入量以及種類對所得焦炭的產(chǎn)率以及焦炭強(qiáng)度的影響，找出所得焦炭強(qiáng)度最好的廢塑料添加量的最佳方案。

2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

本實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)原料取自雙鴨山建龍化工有限公司生產(chǎn)用煤：肥煤、氣煤、 主焦煤、 1/3焦煤。塑料取自日常生活用品：塑料袋（LDPE低密度聚乙烯），礦泉水瓶（PET 聚對苯二甲酸乙二醇脂），橡膠軟管（PVC聚氯乙烯），微波爐餐盒（PP聚丙烯），快餐盒（PS聚苯乙烯）。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

馬弗爐(SRJX-4-13天津市泰斯特儀器有限公司)、高速萬能粉碎機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司）、碳?xì)錅y定儀（BCH-1江蘇江分電分析儀器有限公司）、元素分析儀（EA2000耶拿公司）、電子式壓力試驗(yàn)機(jī)（DY-1000長春科新公司）

3 結(jié)果討論

3.1 塑料對煉焦產(chǎn)品的影響分析

圖1 加入不同比例聚氯乙烯的焦炭產(chǎn)率Fig. 1 Coke yield by adding different proportions of PVC

由圖1可知，隨著聚氯乙烯添加量的增加焦炭產(chǎn)率呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，在聚氯乙烯添加量為3%時(shí)，焦炭產(chǎn)率為最大。

圖2 加入不同比例聚苯二甲酸乙二醇酯的焦炭產(chǎn)率Fig. 2 Coke yield with different proportions of polyphenyl two formic acid glycol ester

由圖2可知，當(dāng)加入1%聚苯二甲酸乙二醇酯時(shí)焦炭的產(chǎn)率最大，并且高出了配合煤的焦炭產(chǎn)率，而從2%時(shí)開始，隨著聚苯二甲酸乙二醇酯比例的增加，焦炭產(chǎn)率逐漸出現(xiàn)了劣化趨勢。

圖3 加入不同比例低密度聚乙烯的焦炭產(chǎn)率Fig. 3 Coke yield with different proportion of LDPE

由圖3可知，加入不同比例低密度聚乙烯時(shí)，所得的焦炭產(chǎn)率呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，但都沒有高于配合煤時(shí)所得的焦炭產(chǎn)率。

圖4 加入不同比例聚丙烯的焦炭產(chǎn)率Fig.4 Coke yield by adding different proportions of polypropylene

由圖4可知，加入1%聚丙烯時(shí)所得的焦炭產(chǎn)率最高,高于配合煤的焦炭產(chǎn)率但也僅僅是高出了不到0.6%而已,其余數(shù)據(jù)和圖3中加入不同比例低密度聚乙烯的焦炭產(chǎn)率一樣，隨著添加比例的增大，焦炭產(chǎn)率成劣化的趨勢。

圖5 加入不同比例聚苯乙烯的焦炭產(chǎn)率Fig.5 coke yield with different proportions of polystyrene

由圖5可知，加入2%的聚苯乙烯時(shí)所得的焦炭產(chǎn)率最大，高于配合煤的產(chǎn)率，其他比例情況下，焦炭產(chǎn)率均成劣化趨勢。

3.2 焦炭的抗壓強(qiáng)度結(jié)果分析

圖6 不同配比的廢塑料對焦炭強(qiáng)度的影響Fig. 6 Effect of different proportion of waste plastics on coke strength

由圖6數(shù)據(jù)可知，加入1%不同種類廢塑料時(shí)，并沒有得到高于配合煤所得焦炭的強(qiáng)度，反而出現(xiàn)了劣化的趨勢。加入2%的不同比例廢塑料時(shí)，除了聚苯乙烯外，加入其它塑料種類所得的焦炭強(qiáng)度，都高于配合煤所得的焦炭強(qiáng)度。加入3%的不同比例廢塑料時(shí)，除了低密度聚乙烯外，其它的廢塑料種類的加入，都使焦炭強(qiáng)度呈現(xiàn)出了劣化趨勢。加入5%的不同比例廢塑料時(shí)，除了聚對苯二甲酸乙二醇脂以外，其它廢塑料種類的加入所得的焦炭強(qiáng)度都高于配合煤所得的焦炭強(qiáng)度。

同種塑料在不同添加比例下煉焦得到的焦炭的強(qiáng)度也不同：聚氯乙烯放入比例為2%時(shí)所得焦炭強(qiáng)度最好，低密度聚乙烯放入比例為3%時(shí)焦炭強(qiáng)度最高好，放入聚對苯二甲酸乙二醇酯2%時(shí)得到的焦炭強(qiáng)度最好，聚丙烯放入2%時(shí)，所得的焦炭強(qiáng)度最好，聚苯乙烯放入3%時(shí)，所得的焦炭強(qiáng)度最好，綜上圖得出放入3%低密度聚乙烯時(shí)，所得焦炭強(qiáng)度為3.7KN，高于配合煤所得焦炭強(qiáng)度1.7KN，低密度聚乙烯加入量為3%時(shí)所得的焦炭強(qiáng)度最好。

4 結(jié)論

本論通過對廢塑料與煤煉焦后所得的焦炭進(jìn)行研究可知：添加聚氯乙烯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯時(shí)焦炭產(chǎn)率水費(fèi)塑料比例的增加，先上升后下降。添加聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯時(shí)，焦炭產(chǎn)率隨著廢塑料添加比例的增加而減少。整體上來說，廢塑料的添加使焦炭產(chǎn)率成劣化趨勢。加入廢塑料后可以提高焦炭的強(qiáng)度，但根據(jù)所放入的廢塑料種類不同，所得到的焦炭強(qiáng)度也不一樣，放入3%低密度聚乙烯時(shí)，所得的焦炭強(qiáng)度最好。

[1] 肖玉茹,周慶凡.我國油氣資源勘探開發(fā)現(xiàn)狀與展望[J].當(dāng)代石油石化，2010(10):12-18.

[2] 吳文偉,馬婧一,李榮平. 垃圾處理前沿技術(shù)的比較分析[J]. 城市管理與科技，2010(01):18-21.

[3] 孫業(yè)新,張寧國,董曉春,等. 廢塑料配煤煉焦的實(shí)驗(yàn)研究[J].萊鋼科技， 2009(02):35-36.

[4] 錢伯章,朱建芳.廢塑料回收利用現(xiàn)狀與技術(shù)進(jìn)展[J].化學(xué)工業(yè)，2008(12):33-40.

[5] 趙勝利,黃寧生,朱照宇. 解決白色污染的技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 廣州化學(xué)，2008(04):61-73.

[6] 金聲瑯,曹利江.塑料包裝廢棄物的回收處理研究[J]. 資源開發(fā)與市場，2008(07):651-653.