高爐噴吹廢塑料技術(shù)的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和效益

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上海金屬高爐噴吹廢塑料技術(shù)的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和效益李博知?jiǎng)⒄窭祝R鞍山鋼鐵公司技術(shù)中心，243⑴0）況，并對(duì)高爐噴吹廢塑料技術(shù)所帶來(lái)的環(huán)境保護(hù)、能源利用和降低煉鐵成本等方面的效果作了敘述?！　?在不萊梅鋼鐵公司的噴吹技術(shù)中E命油心（3）！吹比為200鐵時(shí)％的發(fā)生膃副1前言據(jù)1996年統(tǒng)計(jì)，日本每年廢塑料的產(chǎn)量高達(dá)909萬(wàn)t.其中回收再利用的只有39%，而大部分是作填埋處理和進(jìn)行沒(méi)有熱回收的焚燒?！　≡趶U塑料再利用技術(shù)中，將其作為燃料噴吹入高爐是最有效的方法之一?！　?高爐噴吹廢塑料技術(shù)的現(xiàn)狀德國(guó)的不萊梅鋼鐵公司是世界上第一家把高爐噴吹廢塑料的設(shè)想付諸實(shí)施的公司111.該公司于1994年2月起經(jīng)過(guò)近一年富有成果的小規(guī)模噴吹試驗(yàn)之后，于1995年6月在2號(hào)高爐（內(nèi)容積2688m3）上建造了一套噴吹能力為7萬(wàn)t/a的噴吹設(shè)備。吹的是經(jīng)過(guò)分選、去除有害雜質(zhì)、然后再經(jīng)燒結(jié)成顆粒狀的廢棄塑料（其理化性能見(jiàn)表1），這種塑料顆粒是以按與重油1：1的比例噴入高爐中。約在2100*C的溫度環(huán)境中，塑料中的所有化合物均被分自解分解所產(chǎn)生的還原氣體把鐵礦石還原成鐵。該公司的噴吹結(jié)果表明，所噴入的廢塑料對(duì)高爐冶煉過(guò)程的影響介于煤粉與重油之間12，但噴吹廢塑料更為便宜。除了不萊梅鋼鐵公司外，德國(guó)的克虜伯一赫施鋼鐵公司、蒂森鋼鐵公司等也在高爐上進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)?！　∪毡綨KK公司在噴吹塑料的工藝中，首先對(duì)廢塑料進(jìn)行處理，去除聚氯乙烯，再經(jīng)過(guò)破碎（一次破碎、二次破碎、粉碎）、造粒（最大粒度約6mm）然后隨熱風(fēng)一起噴入高爐，入爐后，塑料立即氣化。廢塑料的最大理論噴吹量為200kg/t鐵13.NKK公司噴吹廢塑料試驗(yàn)的結(jié)果表明：廢塑料的熱量利用率達(dá)80%以上；廢塑料對(duì)焦碳的置換比為1不同的廢塑料情況選擇最佳的分選條件lec她icp程中將鐵礦石加熱，還原管反應(yīng)不能進(jìn)行完加（4）無(wú)有害氣體產(chǎn)生，副產(chǎn)品煤氣還可用于發(fā)電；NKK公司目前已在京濱廠建立一套完整的工業(yè)規(guī)模噴吹廢塑料系統(tǒng)，計(jì)劃每年處理3萬(wàn)t工業(yè)廢塑料。此外，該公司正考慮把這項(xiàng)技術(shù)出售給其他廠家。　　表1塑料顆粒理化性能粒度緩慢落下細(xì)粒比（粒徑<250"m）剩余濕度堆比重氯含量灼燒殘?jiān)?其中金屬含量塑料含量*其中聚烯烴含量*其中工程塑料3高爐噴吹廢塑料的預(yù)處理技術(shù)高爐噴吹用廢塑料需經(jīng)分離預(yù)處理，目前主要采用瓶/薄膜塑料分離機(jī)進(jìn)行分離處理?！　∑?薄膜塑料分離機(jī)采用沖擊式分離機(jī)的分離原理，即利用物體反彈力的差異，同時(shí)進(jìn)行了三種物體的分離：一是反彈力小的物體，即薄膜類(lèi)物體（如袋、包裹類(lèi)和紙類(lèi)等）二是反彈力大的物體，即瓶類(lèi)物體（如瓶子、固體塑料、空罐、玻璃瓶和夾雜物等）三是殘余物（如砂土和直徑小的物體等）?！　∠旅妫凑諏?duì)分離原理進(jìn)行說(shuō)明。沖擊式分離機(jī)是利用曲軸使傾斜安裝的篩板作跳汰運(yùn)動(dòng)，把物體投入篩板上之后，薄膜類(lèi)物料向篩的上方運(yùn)動(dòng)，瓶類(lèi)物料向篩的下方運(yùn)動(dòng)，而砂土等細(xì)顆粒物料則落在篩板下?！　∵@種沖擊式分離的分離特性如所示，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速度增大時(shí)，向傾斜板上方的運(yùn)動(dòng)力會(huì)增大，薄膜類(lèi)的回收率提高，有些瓶類(lèi)也會(huì)進(jìn)入薄膜類(lèi)側(cè)。另外，如所示，當(dāng)篩板傾斜角度大時(shí)，物料容易進(jìn)入傾斜篩板下方，瓶類(lèi)的回收率高，薄膜類(lèi)的回收率低。利用這一特性，能根據(jù)4高爐噴吹廢塑料的經(jīng)濟(jì)效益把回收的廢塑料經(jīng)過(guò)加工處理后用作高爐噴吹燃料所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。由于回收來(lái)的廢塑料的價(jià)格比煤、油等燃料便宜得多，因此噴吹廢塑料可以降低生鐵成本。此外從能源利用的角度看，高爐噴吹廢塑料也優(yōu)于目前其他廢塑料的回收利用技術(shù)（發(fā)電廠直接燃燒廢塑料發(fā)電或廢物處理焚燒塑料生熱），見(jiàn)表2.這是由于塑料噴入高爐后，其中的碳氧化合物在高爐下部轉(zhuǎn)變成溫度達(dá)2000 *C的高溫煤氣，煤氣在上升過(guò)全，但從高爐出來(lái)的富化煤氣還可以用來(lái)預(yù)熱空氣或用于發(fā)電，因而塑料所含的能量可得到較為充分的利用。噴吹廢塑料是廢塑料回收利用技術(shù)中唯一能使塑料的能量轉(zhuǎn)化率超過(guò)50%的工藝?！　〈送?，其能量的附加利用率大約為27%僅此就幾乎與廢物燃燒場(chǎng)的總利用率一樣高?！　”?廢塑料不同處理工藝的能量利用率（％）處理工藝能量綜合利用率化學(xué)能利用率能量損失高爐噴吹（用部分煤氣發(fā)電）廢物處理場(chǎng)焚燒發(fā)電廠焚燒5結(jié)語(yǔ)高爐噴吹廢塑料作為高爐噴吹燃料技術(shù)的一個(gè)新動(dòng)向，盡管目前還處于起步階段，但已顯示出其廣闊的發(fā)展前景，高爐噴吹廢塑料不僅可以減輕廢棄塑料的環(huán)境污染，也為廢塑料的回收利用開(kāi)辟了一條嶄新的途徑，該技術(shù)比目前其它幾種回收利用廢塑料能源技術(shù)（發(fā)電焚燒生熱）的能源利用率更高。此外，由于廢塑料的價(jià)格十分便宜，用它代替重油或煤噴入高爐可以進(jìn)一步降低高爐煉鐵的成本。