一种赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法

本发明涉及一种赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，属于微波辅助催化热解废旧纺织品处理领域。

背景技术：

1、废旧纺织品，是指长久使用后的纺织品或纺织品生产过程中的边角料，往往是由棉麻类、聚酰胺、聚酯类材料构成，其具有高碳含量、结构可调、杂质含量低等特点。

2、目前，废旧纺织品的处理工艺主要有：(1)燃烧发电；(2)降解制备化学品；(3)废旧纺织品制再生纤维重新回用纺织领域。这三类回收工艺所得产品附加值较低，市场自主推动力较弱，亟需推动将废纺转变为高附加值产品的新工艺和新技术。对废旧纺织品进行回收，通过分类回收和再处理重新获得性能优异的原料是一种有效途径，但现有的工艺技术并不适用于废旧纺织品。

3、为提高资源利用效率，利用一定的技术从废旧纺织品中回收能源和有价值的资源，不但可以减少化石燃料的消耗，而且可以促进废旧纺织品的循环利用。由于废旧纺织品大多是混纺，同时含有难以分离的染料、颜料以及细微的杂质，通过物理或化学手段回收利用废旧纺织品生产再生纺织原料时需进行组分分离、净化等前处理，回收难度大，成本高。在各种技术中，微波辅助催化热解处理技术被认为是回收有机废物能量和化学成分的新兴技术之一，可以将有机固体废弃物转化为热解油、热解炭和可燃气体三相高附加值产品，前景广阔。但目前所用催化剂面临着易失活且价格昂贵等问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，以解决当前废旧纺织品处理存在的处理不彻底、产生污染物和处理过程成本高等问题，本发明的技术方案如下：

2、(1)将废旧纺织品清洗并进行脱水处理后，烘干。

3、(2)将烘干后的废旧纺织品破碎后进行造粒。

4、(3)将赤泥烘干后研磨并过筛。

5、(4)将步骤(2)得到的造粒后的废旧纺织品和步骤(3)得到的过筛后的赤泥颗粒进行微波热解处理，得到残余固体即为热解炭。

6、(5)将步骤(4)产生的气体收集后冷凝，得到不凝的热解气和液态的热解油。

7、优选的，步骤(1)所述废旧纺织品清洗和脱水处理的设备为普通家用洗衣机，烘干利用的是电热恒温鼓风干燥箱设备，烘干条件为60～80℃下烘干12～24h。

8、优选的，步骤(2)破碎用破碎装置为双轴剪切式破碎机或双轴剪切破碎机和单轴细破碎机两级联用，造粒用圆盘造粒机，造粒的颗粒直径为4～10毫米。

9、优选的，步骤(3)烘干所用设备为电热恒温鼓风干燥箱，烘干条件为100～120℃下烘干24～48h，所述筛为60～100目。

10、优选的，步骤(4)所述微波热解处理的反应温度控制在400～700℃，热解环境为无氧或缺氧，微波热解处理过程所使用的微波功率为500～3000w，微波频率为915mhz或2450mhz，微波热解处理时间为10～60分钟。

11、优选的，步骤(4)所述造粒后的废旧纺织品与过筛后的赤泥的添加量质量比为2:1～1:2。

12、本发明的原理：利用赤泥作为催化剂将含有较高碳含量的废旧纺织品降解为固体、液体和气体三种热解产物，由于赤泥结构中存在许多弱酸和强酸位点促进废旧纺织品的c-c单键断裂和芳香烃形成，提高了热解油和热解气的产率，同时赤泥的存在降低了反应活化能，进一步提高了产物产率。此外，由于微波的独特的快速加热效果，使得有机物快速升温发生热解，不再发生二次裂解反应，提高了热解油、热解气的产率。

13、本发明的有益效果

14、(1)本发明利用微波辅助热解技术进行废旧纺织物热解，可以节省热解过程的能耗(相对于传统热解)，可以提高热解油、热解气的产量和品质，微波辅助热解还能高效固化废旧纺织物染料中的重金属。

15、(2)本发明能使赤泥和废旧纺织品得到不同程度的消纳，为固废资源化和减少污染物堆存带来的环境污染提供新思路。

16、(3)利用大宗固废赤泥作为催化剂，成本低廉的同时减少了污染，提高了热解产物的产率。

17、(4)热解油和气可用于能源和化工领域，通过利用其发电，并将电能用于微波辅助热解过程，可以进一步降低废旧纺织品热解处理的能耗。

18、(5)用本发明所述方法处理废旧纺织品能使其100％转化为热解炭，热解气和热解油，同时为低成本赤泥的资源化拓宽了新思路。

技术特征：

1.一种赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，其特征在于：具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，其特征在于：步骤(1)中废旧纺织品清洗和脱水处理的设备为普通家用洗衣机，烘干利用的是电热恒温鼓风干燥箱设备，烘干条件为60～80℃下烘干12～24h。

3.根据权利要求1所述赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，其特征在于：步骤(2)破碎所用破碎装置为双轴剪切式破碎机或双轴剪切破碎机和单轴细破碎机两级联用，造粒用圆盘造粒机，造粒的颗粒直径为4～10毫米。

4.根据权利要求1所述赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，其特征在于：步骤(3)烘干所用设备为电热恒温鼓风干燥箱，烘干条件为100～120℃下烘干24～48h，所述筛为60～100目。

5.根据权利要求1所述赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，其特征在于：步骤(4)所述微波热解处理的反应温度控制在400～700℃，热解环境为无氧或缺氧，微波热解处理过程所使用的微波功率为500～3000w，微波频率为915mhz或2450mhz，微波热解处理时间为10～60分钟。

6.根据权利要求1所述赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，其特征在于：步骤(4)所述造粒后的废旧纺织品与过筛后的赤泥的添加量质量比为2:1～1:2。

技术总结本发明公开了一种赤泥催化微波辅助热解废旧纺织品资源化的方法，属于微波辅助催化热解废旧纺织品处理领域。具体步骤如下：将废旧纺织品清洗并脱水处理后，烘干，造粒；将赤泥烘干后研磨并过筛；将造粒后的废旧纺织品和赤泥颗粒一起进行微波热解处理；热解后的得到残余固体即为热解炭；将热解过程产生的气体收集后冷凝，得到不凝的热解气和液态的热解油；本发明利用赤泥作为催化剂将废旧纺织品转化为有价值的油、气和炭，实现赤泥和废旧纺织品的最大消纳和资源化利用。本发明成本低，操作简单，热解产物可满足一些能源利用，使赤泥和废旧纺织品资源化、无害化、减量化，达到减污降碳协同增效的目标，产生较好的经济效益、社会效益和环境效益。技术研发人员：刘泽伟,谢明,王守君,杨雁宇,肖培源,李彬受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/3/24