【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料类固废处理，具体为一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统及其方法。
技术介绍
1、塑料是一种高分子碳氢聚合物，由于密度小、可塑性高和抗腐蚀能力强等优点被广泛应用于工业、农业、建筑业等领域。近年来我国的塑料产量与消费量巨大，但其中超过75％的废塑料最终只能被填埋、焚烧和进入自然环境，不仅浪费了宝贵的资源，燃烧产生的粉尘、二噁英等还严重危害环境和人类的健康。因此发展废塑料的资源化回收利用方式显得日益迫切。
2、低阶煤分级分质利用是实现煤炭资源清洁高效转化的有效技术路线之一，其中煤焦油可通过分馏、加氢等处理产出石脑油、柴油等液体燃料以及多种化工原料和产品，是该技术重要的高附加值产品。但由于低阶煤自身h/c原子比限制，其单独热解的焦油产率通常较低。
3、已有研究表明，废塑料是一种优秀的供氢体，在低阶煤热解过程中加入一定量的废塑料可以有效提高焦油收率和高热值热解气产量，二者共热解存在明显的正向协同效应。在新垃圾分类背景下，废塑料的有效回收得到有力保障，为废塑料与低阶煤加压协同热解制油技术的推广创造了有利条件。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统及其方法，不仅可以实现废塑料与低阶煤的大规模高效协同资源化利用，生产优质焦油和热解气，还可以缓解不可再生煤炭资源和环境安全压力，具有广泛的社会效益、环境效益和经济效益。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种塑料类
3、所述原料预处理系统包括清洗单元、烘干单元、破碎研磨单元、筛分单元和机械混合单元；所述清洗单元用于对原料进行清洗，所述烘干单元用于去除原料的水分，且烘干温度设置在90～110℃；当连续两次干燥原料质量的减少小于原料质量的1％时，即输送至破碎研磨单元；所述筛分单元用于选出适合加压协同热解反应的粒径的原料粉末；所述机械混合单元用于实现原料粉末的均匀混合；
4、所述加压协同热解系统包括反应炉体、电热丝、隔热层和热电偶；所述反应炉体为一底部半径0.6m的圆柱形高压反应炉，持续向反应炉体内部通气加压，并达到所需压力条件下完成协同热解反应；所述反应炉体分上中下三段，中段长0.8m，为主反应区；上下段长均为0.35m，防止原料(14)粉末倒流回气路或提前离开炉体，三段分别连接有电热丝和热电偶，电热丝同步加热以保证炉体温度均匀；为控制压力和保证安全，炉体在热解反应过程中为固定床状态；电热丝外安装有隔热层；所述反应炉体的进、出气处分别设有第一压力表和第二压力表，所述第二压力表与产物分离与收集系统之间设有第一减压阀；
5、所述温控单元位于数据采集与控制和加压协同热解系统之间，并按照数据采集与控制系统设置的程序进行热解温度的控制；
6、所述配气系统与数据采集与控制系统通讯连接，受其控制可实现多股气氛的混合，所述配气系统包括高压储气瓶、第二减压阀、配气室和质量流量计；所述的配气室内装有若干个质量流量计，所述第二减压阀位于所述高压储气瓶与所述配气室之间，所使用的热解气氛为非氧气，可以是n2、h2等或其混合气体；
7、所述产物分离与收集系统用于将加压协同热解产生的热解产物进行气固分离；
8、所述的数据采集与控制系统与筛分单元、温控单元和配气系统分别通过通讯连接，所述数据采集与控制系统用于记录下原料及主要热解产物的质量，并输出各自的产率。
9、优选的，所述进料单元采用球阀，进料时阀门打开使原料粉末进入反应炉体，进料完毕后阀门关闭，开始加压协同热解反应。
10、优选的，所述的加压具体指压力范围为0.1-0.6mpa之间，所述的热解反应温度可设置在500～700℃之间。
11、优选的，所述产物分离与收集系统包括旋风分离器、冷却单元、热解气处理单元、焦油分离单元、净化单元、焦油处理单元和灰渣处理单元；旋风分离器安装在反应炉体上部出口处，其中气相产物进入冷却单元，固体半焦、灰渣进入灰渣处理单元进行处理；冷却单元的温度设置在-10℃左右，可将气相产物分离为不可凝的热解气和可凝的油水混合物；其中热解气经热解气处理单元处理为符合排放要求的气体和燃气；油水混合物进入焦油分离单元分离开焦油和水，其中水经过净化单元的处理后可进入清洗单元，实现水资源的循环利用；焦油经焦油处理单元处理为燃油或其他化工原料。
12、本专利技术还提供了一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统的使用方法，包括以下步骤：
13、s1、将初步回收的原料放入清洗单元中进行清洗，清洗所用水来自净化单元处理后的热解水；清洗后的原料进入烘干单元中去除表面水分，并输送至破碎研磨单元；原料被破碎并研磨成粉，经筛分单元筛分出适合加压协同热解反应的粒径的原料粉末；粒径符合的原料粉末进入机械混合单元中进行均匀混合；
14、s2、均匀混合后的一定配比的原料粉末通过进料单元进入反应炉体后，通过加压协同热解系统开始加压协同热解反应过程；
15、s3、同时温控单元、配气系统和产物收集与分离系统同步启动，进气时保持球阀和第一减压阀紧闭，并确保反应炉体气密性良好，持续通气直至第二压力表示值达到所需压力；待加压协同热解反应充分完成后打开第一减压阀逐渐释放炉体压力，并进行协同热解产物的分离与收集利用；
16、s4、通过配气系统中的高压储气瓶出发的气流经第二减压阀流入配气室，经过一段预热后进入反应炉体参与加压协同热解反应；
17、s5、同时通过安装在反应炉体上部出口处的旋风分离器，将加压协同热解产生的热解产物进行气固分离；
18、s6、最后通过数据采集与控制系统记录下原料及主要热解产物的质量，并按内置公式计算并输出各自的产率。
19、优选的，所述筛分单元的筛选方式包括粒径大于0.45mm的原料粉末返回破碎研磨单元继续研磨，粒径不大于0.45mm的原料粉末则进入机械混合单元；粒径过大不利于原料的充分热解，降低热解效率。
20、优选的，为提高系统的效率，在加压协同热解系统中需要确定加压协同热解反应的最优参数，包括原料的配比、热解温度和热解气氛，最优参数确定方案包括如下：
21、1)首先对低阶煤进行不同温度(400～700℃)下的单独热解反应，选择焦油或热解气产率最高时的温度为最佳热解温度；
22、2)在上述确定好的最佳热解温度下，进行废塑料(或塑料类富氢固废)和低阶煤在不同热解气氛和不同配比(低阶煤掺混比例20％、40％、60％、80％，或其他比例)下的加压协同热解，综合考虑产物产率和协同作用参数，选择加压协同热解的最优参数；
23、3)使用协同作用参数对二者加压协同热解的协同效应进行评价，按如下公式计算：
24、ycal＝x1·y1+x2·y2
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1.一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统，其特征在于：包括原料预处理系统、进料单元、加压协同热解系统、温控单元、配气系统、产物分离与收集系统以及数据采集与控制系统；
2.根据权利要求1所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统，其特征在于：所述进料单元采用球阀，进料时阀门打开使原料粉末进入反应炉体，进料完毕后阀门关闭，开始加压协同热解反应。
3.根据权利要求1所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统，其特征在于：所述的加压具体指压力范围为0.1-0.6MPa之间，所述的热解反应温度可设置在500～700℃之间。
4.根据权利要求1所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统，其特征在于：所述产物分离与收集系统包括旋风分离器、冷却单元、热解气处理单元、焦油分离单元、净化单元、焦油处理单元和灰渣处理单元；旋风分离器安装在反应炉体上部出口处，其中气相产物进入冷却单元，固体半焦、灰渣进入灰渣处理单元进行处理；冷却单元将气相产物分离为不可凝的热解气和可凝的油水混合物；其中热解气经热解气处理单元处理为符合排放要求的气体和燃气
5.一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统的使用方法，其特征在于：所述筛分单元的筛选方式包括粒径大于0.45mm的原料粉末返回破碎研磨单元继续研磨，粒径不大于0.45mm的原料粉末则进入机械混合单元。
7.根据权利要求5所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统的使用方法，其特征在于：在加压协同热解系统中确定加压协同热解反应的最优参数，包括原料的配比、热解温度和热解气氛，最优参数确定方案包括如下：
8.根据权利要求5所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统的使用方法，其特征在于：所述筛分单元与机械混合单元之间设有一电动阀门，阀门开度受数据采集与控制系统的控制，通过控制两路原料的阀门开度来改变原料的配比，所述的配比设为低阶煤20％、40％、60％或80％的掺混比例。
9.根据权利要求8所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统的使用方法，其特征在于：所述数据采集与控制系统和筛分单元通过通讯连接，通过控制两路原料的电动阀门的开度来实现原料配比的改变；所述数据采集与控制系统和温控单元通过通讯连接，通过设置合适的升温程序，控制并保持热解温度的稳定；所述数据采集与控制系统和配气系统通过通讯连接，通过控制配气室内不同气路的流量，实现多股气氛的混合。
10.根据权利要求9所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统的使用方法，其特征在于：所述数据采集与控制系统用于记录原料及主要热解产物的质量，并输出各自的产率，热解产物的产率按如下公式进行计算：
...【技术特征摘要】
1.一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统，其特征在于：包括原料预处理系统、进料单元、加压协同热解系统、温控单元、配气系统、产物分离与收集系统以及数据采集与控制系统；
2.根据权利要求1所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统，其特征在于：所述进料单元采用球阀，进料时阀门打开使原料粉末进入反应炉体，进料完毕后阀门关闭，开始加压协同热解反应。
3.根据权利要求1所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统，其特征在于：所述的加压具体指压力范围为0.1-0.6mpa之间，所述的热解反应温度可设置在500～700℃之间。
4.根据权利要求1所述的一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统，其特征在于：所述产物分离与收集系统包括旋风分离器、冷却单元、热解气处理单元、焦油分离单元、净化单元、焦油处理单元和灰渣处理单元；旋风分离器安装在反应炉体上部出口处，其中气相产物进入冷却单元，固体半焦、灰渣进入灰渣处理单元进行处理；冷却单元将气相产物分离为不可凝的热解气和可凝的油水混合物；其中热解气经热解气处理单元处理为符合排放要求的气体和燃气；油水混合物进入焦油分离单元分离开焦油和水，其中水经过净化单元的处理后可进入清洗单元，实现水资源的循环利用；焦油经焦油处理单元处理为燃油或其他化工原料。
5.一种塑料类固废加压协同热解资源化回收利用系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种塑料类固废加压协同热...
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