高爐噴吹廢塑料工藝新探索

齊桂馥

（哈爾濱塑四塑膠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 我國廢塑料的組成及危害

1.1 廢塑料的組成

塑料的主要化學成分是高分子碳氫化合物，密度一般很小，僅為鋼的14%到25%，鋁的50%左右，通常對酸、堿、鹽和有機溶劑有良好的抗腐蝕作用。另外，它還有較高的比強度，加工性能良好。正因為有如此多的優良性能，所以塑料制品被廣泛應用于機械、電子、航空航天、汽車、化學、建筑、鋼鐵、包裝、農林漁業以及日用雜件等諸多領域。我國廢塑料的種類構成見表1。

表1 我國廢塑料的種類構成 %

1.2 廢塑料的危害

1.2.1 影響工農業生產的發展

廢塑料對我國的工農業發展帶來了巨大的影響，在農業發展方面，廢塑料長期的累積在土壤中，阻礙了農作物從土壤中營養的吸收，從而影響到農業的產量和質量。廢塑料在水域中漂浮，對于水源的取用產生了很大的危害，尤其是在水電站中，會堵塞到機器的運行，為水電站的正常運行帶來巨大的影響。

1.2.2 對人與動物的生存構成威脅

對于包裝食物的塑料袋是極易引起細菌和病毒殘留的地方，這些病毒和細菌通過蒼蠅和蚊蟲的傳播，對人體的健康產生影響。此外，廢棄的塑料在高溫下分解所產生的有毒物質對人體的各個系統都會產生影響。存在于陸地或者是水中的塑料被動物吞食，會對胃腸道造成影響，影響到動物的健康甚至是生命危險。

1.2.3 影響土地的可持續利用

我國的土地面積正在逐漸的減少，一旦廢棄的塑料進入到土壤中，將會在很長時間內都不會腐爛，對土壤的質量有很大的影響，使本來就有限的土地資源受到了極大的壓力，嚴重的影響到我國土地的可持續發展。

2 高爐噴吹廢塑料技術簡介

高爐噴吹廢塑料處理廢棄塑料是一種新型的處理方法，其熱利用效率高達80%，其中有50%作為還原劑被利用，這是其它方法無法進行比較的，就是在焚燒爐中作為傳熱和發電時的利用率也只有30%到40%。

我國在高爐噴吹廢塑料這方面實際上還處于理論研究階段，很多工作者做了大量的可行性研究，現就其中的一些作簡要介紹。張崇民等對6種廢塑料的燃燒過程進行了實驗室研究，并計算出它們的動力學參數。研究結果表明：這些樣品的燃燒符合一級反應規律，低溫段活化能低于高溫段活化能45.6。龍世剛等人通過實驗室研究了廢塑料在不同造粒條件下所得試樣在空氣、氧氣和二氧化碳等不同氣氛下的燃燒特性，結果表明：廢塑料在氧氣、空氣和二氧化碳等氣氛中燃燒時，氧化性氣氛越強燃燒越充分，加熱溫度為350℃，恒溫時間15分鐘，高壓水壓力0.5MPa為最佳熱熔法造粒參數。曹楓等用不同的廢塑料在空氣中燃燒，通過尾氣的成分分析比較廢塑料和煤粉的燃燒特性，結果表明：隨著溫度的升高，廢塑料熱解出部分揮發性的可燃氣體，在廢塑料粒周圍形成空氣與可燃氣體的混合氣層，滿足燃燒條件即發生氣-氣單相燃燒反應。對于熱解速度快的廢塑料，整個燃燒過程為單相反應，而對于裂解較慢的品種則在油狀物發生液-氣多相燃燒反應，與煤粉相比塑料著火點較低，燃燒速度快，燃燒后產生的還原性氣體較多。部分研究人員對廢塑料的脫氯也進行理論研究，如郭小汾等人采用熱重法對聚氯乙稀的燃燒過程過了進行了研究，并通過它的微分熱重曲線計算出反應動力學參數和聚氯乙稀的燃燒機理，結果表明：PVC的燃燒過程的第一階段為脫氯階段，燃燒機理可用三個一級反應表示，第二階段的活化能和指前因子明顯低于一三階段，此階段為揮發份釋放階段，升溫速率的增加導致反應開始溫度升高，并且最大反應速率增加升溫速率的增加導致HCL開始釋放溫度升高。文章在前人理論研究的基礎上，對高爐噴吹廢塑料進行了一些新的探索，以期能為該技術的工業化應用提供一些基本數據與理論基礎。

3 高爐噴吹廢塑料工藝新探索

3.1 塑料與煤共熔噴吹技術

在經過了大量實例中得出如下結論，在高爐噴吹的過程中，杜宇氯的含量有嚴格的標準限制；對于噴吹的廢塑料的粒度也有一定的要求，如果粒度過大的話，那么在燃燒的過程中，接觸的表面積過小，對于燃燒效果就會有所影響；如果粒度太小的話，那么可能在還沒有經過槍口的時候就被槍口的高溫所熔化從而粘在噴槍的內壁，嚴重的情況下可能會造成噴槍的堵塞。為了能夠有效的解決這個問題，筆者提出了在高爐噴吹的過程中加入煤來進行共熔噴吹的技術，該項工藝的具體流程如下：首先，通過重力或者是其他方法對于收集到的廢塑料進行分類，然后將其進行破碎處理；其次，將粗煤粉進行預熱后與破碎的廢塑料進行熔融，然后將他們冷卻到一定的溫度；最后，將煤和廢塑料熔融后的物質粉碎到符合要求的粒度，然后噴入高爐中。

3.2 煤與廢塑料共熔噴吹的優越性

煤與廢塑料共熔噴吹技術與傳統高爐噴吹廢塑料技術相比，具有有以下優點：

3.2.1 將煤與廢塑料進行共熔噴吹，簡便了工藝流程，也降低了設備的投入。

3.2.2 煤與廢塑料共熔技術是在二者混合之后進行的再次破碎，而不是破碎后進行的混合，這樣可以使二者在粒度上更加的符合標準，可以達到共同的粒度要求，減少了因為破碎不統一而影響到生產的效果。

3.2.3 煤與廢塑料的共熔噴吹技術，可以使二者在粒度上達到統一，這樣就可以使用一種噴槍，并且也可以防止因為單獨噴吹塑料時造成的堵塞槍口的現象。

煤與廢塑料共熔噴吹技術要比傳統的高爐噴吹技術有很高的技術改進，并且節省了生產成本，減少了資金投入，在工藝流程上有所簡化，混合后的破碎，使二者的粒度更加的均勻，從而減少了對爐況的影響，不需要過多的技術改動，在目前的鋼鐵企業中比較受歡迎。

結語

隨著我國工業的發展，廢塑料的數量將會越來越大，不僅對我國的環境造成了極大的污染，同時也是一種工業浪費。高爐噴吹廢塑料工藝的研究是科技進步的體現，是我國實現可持續發展的積極響應。高爐噴吹工藝對于廢塑料的回收利用不僅減少了其對環境的污染，同時還降低了工業生產成本，節約了能源，提高了工業生產效益。隨著我國工業技術的不斷進步，對于廢棄物的回收再利用技術將會越來先進，對我國的工業發展有更大的促進作用。

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