CN101942108B - 热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置，所述装置主要包括反应炉，反应物输送固定架、水气引入装置、反应炉废气出口、反应炉压力控制表、活动反应架、气体自动膨胀装置、安全排放装置、废气冷凝回收装置、冷凝压缩管、冷凝喷雾装置、废气处理装置等。该方法主要是利用熔融无机盐热裂解有机高分子，让混合高分子材料中的基材能轻易分离，可以容易达到分类的目的，能取得大面积(体积)的基材，不破坏原有基材的特性，能提高再利用性，而更重要在处理的过程能达到节能减碳的目标与防治污染目的，两者能同时兼顾提供有机高分子废弃物处理的方法，基材分类方法与装置。

Description

热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置

技术领域

本发明是关于一种热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置，特别是指一种是针对有机高分子混合物的处理回收再利用及有机高分子混合材料中的基材与有机高分子分离技术，让回收处理与环境保护皆能兼顾，通过创造资源回收最高再利用价值，并达到节能减碳的目标。

背景技术

有机高分子材料有塑料、橡胶、纤维、黏接剂、涂料等等，广泛被应用在不同领域中，为达到不同的功能性、覆合性组合被大量应用与大量基材结合，如：金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属、玻璃、陶瓷等等结合应用，在生产过程与使用后的相关废弃物回收再利用变得相当复杂困难，分离的步骤繁复，往往要经分类、破碎、筛选、粉碎、溶蚀、焚化等步骤来达到分类回收目的。

按，一般有机高分子的材料有塑料、橡胶、纤维、黏接剂、涂料等等为有机化合物，其比重比金属轻，有良好抗化学性，可塑性高，能固定化机械强度强，绝缘能力高，广泛应用在不同领域及组合成复合材料。其中，基材有金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属、玻璃、陶瓷等等，但有机高分子混合物不耐燃，着火后有持续燃烧特性。一般均以含卤阻燃剂来克服，而有机高分子在自然环境下很难分解，造成目前废弃物处理最大负担，对于有机高分子混合物处理最常见方法是利用焚化来处理，再以热源来应用，而在焚化过程中容易产生卤化物排放污染环境(如：戴奥辛的污染便是常例)处理不易，常有环保问题。现有有机高分子混合材料，必须经过破碎，筛选粉碎整体微小化，透过物理或化学方式再分类不同金属、不同纤维及不同高分子材料等等，在分类过程需有多重的程序、设备、且分类后的物资均为粉状，破坏原有其形状，致使基材可利用性大幅降低，沦为次料或必须重新提炼才能再应用，最后剩余的再焚化应用亦会产生环境污染问题。

其中，有机高分子混合物是可利用热裂解方法来分解回收碳及焦油，虽有研究及执行，但热裂解的设备必须在缺氧封闭的环境下执行，且有机高分子的传热性差，因此热裂解时需要很长的时间，混合材料会对系统形成严重负荷，因热裂解时无法取出基材，所以执行热裂解前必须事先把高分子材料与基材分离后，才能进料执行热裂解程序，而热裂解的程序执行过程中依然有卤化物排放问题，如：聚氯乙烯(PVC)会有氯化氢及戴奥辛的危险。热固形塑料在无法分离困难情况下，只能以采焚化处理为主。

本发明人于2003年2月11日提出一发明专利申请案“对含有溴化环氧树脂及玻璃纤维的废弃品的处理方法及其装置”(如图1所示)，其详细内容烦请参阅中国专利ZL 03192374.6，在此不多做说明，虽该发明对玻璃纤维处理与溴化环氧树脂(有机高分子)确实有良好效果，但在处理过程中仍有下列缺失：

1.实际操作验证下，热裂解所产生的气体量将随温度增加而增加，当密封性不足有氧入侵时，容易产生燃烧有起火与气爆现象，且碳灰容易随废气排出，

导致操作有风险存在，而建立隔氧操作环境为有其必要性。

2.碳渣浮出后会聚集在一起，量多时会形成块状膜并会阻止废气排出，而在取出反应物时，容易有气体随之喷出会影响操作安全，碳渣浮出装置则有其必要性。

3.当废气利用诱引装置排出时，排出废气的效果有限且速度慢，于负压时更会造成空气(氧气)入侵，造成系统不稳定。

4.利用增氧燃烧装置需要处理有机气体，因物质复杂燃点不一且纯度不足，需要更多能源补充，增加处理成本。其热裂解产生的气体可以加强回收再利用，更可创造成完善节能、减碳处理模式。

5.在密封环境下，热裂解由于其反应是为曲线反应，产气量变化很大，压力起伏很大，对于压力平衡控制不易，操作系统掌握困难。

因此，根据上述现有的技术对有机高分子混合材料处理仍有许多未善尽善美应用，如何有效应用热分解技术是很重要一环，对环境保护有更大责任与义务。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种可确保热裂解过程免除燃烧现象，并可达到强化操作人员处理的安全性。

本发明的次一目的是在于提供一种对于有机气体的部份，可将其加以浓缩纯化形成可利用的燃料或化工原料，除了能降低处理成本的外，亦可增加回收价值，更可创造安全处理装置等多重效益，极具产业利用的价值。

可达成上述发明目的的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置，包括有：

(一)利用熔融无机盐熔液取代现有一般封闭式热裂解装置，让有机高分子混合物在熔融无机盐中进行热裂解，而该熔融无机盐是指硝酸盐或亚硝酸盐是一种热煤提供者，亦是催化剂，亦是安定剂，更是卤元素捕捉反应物，能让无机盐中高活性金属来捕捉卤元素，以形成安定的卤化盐，建立安定环保处理模式。

(二)利用熔融无机盐热裂解有机高分子混合物，通过分离混合物中基材达到分类回收方法，因熔盐是液状，可以任意调整变化接合面，可以随反应物的形状、空间来变化「液态反应装置」进行处理，由于处理有机高分子混合物的温度不高，而一般基材耐温度更高，相对不会对基材产生破坏，如：金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属、玻璃、陶瓷等等，而在热分解后的基材容易分开达到分类目的，可再利用性相对提高，有效增加基材利用价值。

(三)为减少热分解废气产生量及增加碳的回收，可以把热分解的熔盐降到380℃以下执行，让设备处理量提升碳渣能回收再利用，进而提升有机高分子混合物再利用价值，并同时达到节能减碳目标。

(四)为降低热裂解气爆与着火现象，除可增加反应炉体的密封性，形成正压操作环境，隔绝空气(氧气)入侵，特别增加水气稳压反应系统，建立反应炉内有机气体排出功能，让水气参与反应过程，利用水加热膨胀，更可利用水气冷却，熔盐及反应物强制降低熔盐温度，预防反应过激烈，是一种有效冷却方法，让反应物取出前加以冷却，增加操作安全性。

(五)碳渣在熔融无机盐液面全面堆栈形成碳膜时，将会阻碍废气排出，因此，建立碳渣浮出机构在碳膜移出熔盐时先行排出有机气体，可结合水气引入产生水蒸气膨胀推力，可以提高废气排出效率，强化反应炉的安全操作，碳渣能完全移出熔盐表面，还原初始工作条件。

(六)反应后废气处理利用冷凝压缩回收焦油模式取代原有增氧燃烧方式，减少处理成本，降低热排放，增加有机物再利用，大分子有机物与部份碳灰在冷凝后会形成焦油(燃点高)，焦油收集可当燃料使用或再加工为工业原料。无法冷凝有机气体(燃点低)及氮氧气体，可引入燃烧装置回收热能，转换电能等，或经市售有机气体及氮氧气体处理机构(VOCS)处理后便能安全排放。

(七)热分解有机高分子混合物在考虑基材特性允许下或高分子含量不高情况下，为追求更高快速效果，可以把处理温度提高，让热分解的效率更快(因温度愈高反应愈快)，为防止温度过高可以增加熔盐冷却方法(引入水气)抑制熔盐温度上升，亦可得到安全处理模式。

(八)利用熔融无机盐热裂解有机高分子混合物反应是一种程序反应，反应后反应生成物必须移出反应炉，反应有量的限制，而反应的程序有加热、分解、反应、排气等程序，其分解反应时间短、气量变化大、掌握不易，为增加操作的安全性建立气体膨胀伸缩系统，让反应程序中产气量，能有适当空间吸收维持一定压力输出，达到安全处理目的，能提高设备处理量，增加投资效益提高产能且又能兼顾设备安全性。

(九)建立垂直移入系统，因反应炉内的热气会由下往上推，当移入反应物时反应架容易夹带部份空气移入反应炉，透过水气引入装置。引入水气或惰性气体或氮气在反应炉表面加热，膨胀产生上升气流及气流导引通道，能移入反应物过程中推挤停留在反应架中空气，进而达到除氧功能。

(十)建立反应物移出熔盐活动密封门系统，反应物在移出熔盐时会有许多气体随反应物溢出造成操作风险，利用活动密封门的系统，可以把反应物移出熔盐，待有机气体排出后再移出反应炉，并可结合水气引入装置让水气或惰性气体或氮气冷却反应物及把有机气体强制推出反应炉外，提升操作安全。

本发明所提供的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置，与其它现有技术相互比较时，更具有下列的优点：

1.本发明是在于提供一种可有效确保热裂解过程的安全性，通过本装置可免除燃烧的现象，以达到操作人员操作处理的安全性，通过避免危安因素的发生。

2.本发明是在于提供一种对于有机气体的部份，可将其加以浓缩纯化形成可利用的燃料或化工原料，其除了能大幅降低处理成本之外，亦可有效增加回收的价值，更可创造安全处理装置等多重效益，极具产业利用的价值，使其兼具有多元化的目的。

附图说明

请参阅以下有关本发明一较佳实施例的详细说明及其附图，将可进一步了解本发明的技术内容及其目的功效；有关该实施例的附图为：

图1为现有技术中的热裂解有机高分子的热裂解流程图；

图2为本发明热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的热裂解回收流程图；

图3为该热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的热裂解反应系统控制视图；

图4为该热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的气体自动膨胀装置结构示意图；

图5为该热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的气体自动膨胀装置另一结构示意图；

图6为该热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的热裂解反应装置整体架构示意图；以及

图7A至图7E为该热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的热裂解反应实施示意图；

附图标记：

100、反应炉；            118、气体自动膨胀装置；

101、反应炉加热器；      119、安全排放装置；

102、熔融无机盐；        120、反应物；

103、反应炉气体缓冲区；  200、废气冷凝回收装置；

104、活动密封门；        201、冷凝压缩管；

105、上盖；              202、冷凝喷雾装置；

106、反应物输送固定架；  203、冷凝水封槽；

107、反应架输送驱动器；  204、焦油；

108、反应架移入驱动器；  205、气体出口；

109、反应架连接器；      206、增压泵；

110、活动反应架；        207、焦油出口；

111、水气引入装置；      208、气水分离槽；

112、反应炉废气出口；    209、水液；

113、反应炉活动水封阀；  210、气体暂存区；

114、废气缓冲区；        300、管路；

115、进水控制阀；        400、废气处理装置；

116、排水控制阀；        500、气体安全排放口；

117、反应炉压力控制表。

具体实施方式

请参阅图2所示，为本发明热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的热裂解回收流程图，是将有机高分子混合物投入熔融无机盐(硝酸盐或亚硝酸盐)中，该熔融形成封闭液态热裂解反应装置对高分子加热，而高分子因热而裂解会形成碳渣、焦油、有机气体等，高分子中卤元素亦会随热裂解而释放，而熔盐中高活性金属如：锂、钠、钾、铷、铯、钫，亦会在热裂解同时与卤元素如：氟、氯、溴、碘、砈，结合形成卤化盐及氮氧化物。在热裂解反应时不但会破坏高分子材料结构，使得有机高分子混合物分解成有机气体及碳灰，同时把卤元素捕捉再回收。而在热裂解反应后，由于无机盐与卤化盐能快速溶于水，而碳渣及基材不溶于水，可轻易达到分类回收目的，且取得的基材为原有基材，如：金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属、玻璃及陶瓷等等，因其热裂解温度不高，不会对基材产生任何破坏影响，将能提升基材再利用效益。而有机气体能利用冷凝压缩方式分离形成可凝结大分子可燃油及不可凝结小分子的燃气分别回收再利用。卤化盐与无机盐熔点及比重有很大差异，分离应用不困难，而分离出的卤化盐能再转化为工业原料再应用。

请参阅图3所示，为该热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的热裂解反应系统控制视图，对于利用熔融无机盐热裂解有机高分子混合物，通过分离混合材料中基材达到分类回收方法中对热裂解反应系统，本发明人建立下列的快速安全节能的热裂解新的方法：

(1)建立正压隔氧操作系统：其目的是在于阻隔空气(氧气)入侵，形成一安定的热裂解环境，防止有机物产生燃烧现象(如：起火与气爆)，热裂解过程中会有大量气体形成，产生正压、在没有热裂解时(反应物进出反应炉时)压力会下降时可以关闭反应炉前后端通道，防止空气引入，并利用水气引入提供操作时必要正压系统，建立真正的正压操作环境。

(2)引入水气(少量水)稳压反应系统：其是利用水加热形成水蒸气产生膨胀推力，可以把反应炉中有机气体强制推出反应炉，且能利用水气产生推力，在移入反应物时利用上升气流排除可能引入空气(氧气)有事先除氧作用，更可利用水气降低反应物及熔盐温度，防止熔盐反应过激烈(因反应温度过高时会有大量放热现象，会有操作风险)确保操作安全，增加反应的稳定性，除了可应用雾化水气、水滴、少量水亦可利用水蒸气或惰性气体或氮气来取代。

(3)建立气体自动平衡系统：其是利用气体自动膨胀装置来稳定热裂解曲线产气变化量，当气体量大时有足够空间移开存放，减缓压力上升影响操作安全，该装置利用压力上升时，将会自动移出空间来维持系统操作的压力，而当产气量缩小时会自动恢复缩小空间，让系统压力可以平衡，能安定反应过程，利用水封或油封系统来限制其压力上限，可以降低操作压力，其设计原理可利用弹簧拉力平衡结构重量，提高其灵敏度(如图4所示)，或可利用重量平衡原理提升自动膨胀装置的灵敏度，增加运作可靠度(如图5所示)。

(4)建立垂直入料系统：其主要是利用热气上升原理防止热对流让反应物移入反应炉时，从正上方移入时反应炉热气上升不会造成对流情形，更可利用水气引入产生大量水蒸气，提供强而有力的推力把反应物移入可能夹带空气推出反应炉外，可让操作系统更安全，且不会有烟囱效应由下方引入空气(如图7B所示)。

(5)建立垂直反应架与碳膜移出系统：在热裂解有机高分子混合物时依照组合的不同与温度的关系，会形成有机气体及碳灰，而当碳灰量大时，会浮起堆积在熔盐表面，而在取出反应物时可能有碳膜存在，其将会影响下回操作条件，有必要给予同时移除在活动反应架上方设有碳膜移出网，让取出反应物时同时取出碳膜，而活动反应架主要必须克服反应物比重密度问题；比重偏低时反应物会浮起熔盐表面，则反应效果不佳且不安全；比重大时会沈降在熔盐底部，反应物最好在一定限制熔盐位置且方便移出熔盐，则设计反应物固定于活动反应架内，让反应物能在固定位置反应，不会因比重关系浮起或沉淀把反应物限制在一定位置，达到反应条件一致。

(6)建立反应炉开启及开闭排气系统：在热裂解反应时会有大量气体产生，有必须让气体快速排出反应炉，防止压力上升就必须把排气通道开启，在热裂解反应完成时产气量停止，为防止后段气体倒回，则必须开闭排气系统。利用水位上升形成水封，能轻易得到控制作用。

(7)建立有机气体冷凝压缩回收系统：热裂解的有机气体在冷凝压缩后，可以形成凝结油状有机物(大分子)，而燃点高物质其会与碳灰形成焦油(可燃油)。不可凝结有机气体为气状可燃烧气(小分子)燃点低。其分开回收可提高回收再利用，增进回收效益，更有节能减碳效果，除可以把油与气转化燃料再利用外，亦可再加工转化为工业化学品利用。利用凝结压缩方式，除可利用直接水冷或油冷方式，亦可利用热交换方法间接冷却来达到冷凝压缩目的。

(8)建立活动密封门控制系统：在取出反应物时，会因为移动反应物时造成气体外泄，对操作人员有风险存在影响安全，特别利用活动式密封门，利用水封或油封原理在移出反应物时，依然有密封效果，而当在有机气体完全排除后(可利用水气引入强制排出有机气体及冷却反应物)取出反应物才是安全的操作模式(如图7D所示)。

(9)建立反应压力追踪系统：于热裂解时有气体产生压力则会上升，当反应完成后气量减少及停止时，压力下降可以明显知道系统热裂解情况，能清楚知道热裂解是否结束，热裂解反应是否太激烈，量是否过多，可以清楚反应系统是否安全，可以建立追踪确保操作安全。

请参阅图6所示，为该热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的热裂解反应装置整体架构示意图，其是利用熔融无机盐热裂解有机高分子混合物，通过分离混合物中基材达到分类回收装置，其包括有：

反应炉100，其底部及其四周下方设有反应炉加热器101，并于反应炉100内的下半部装有熔融无机盐102，该熔融无机盐102是可为硝酸盐或亚硝酸盐，透过反应炉加热器101使得熔融无机盐102呈熔融状，而反应炉100中间为反应炉气体缓冲区103，并于反应炉100正上方设有活动密封门104及上盖105；该反应炉加热器101可为电能加热或燃料加热；

反应物输送固定架106，其是架设于反应炉100外上方，负责提供反应物120输送运动，而该反应物输送固定架106上方设有反应架输送驱动器107及反应架移入驱动器108，反应架输送驱动器107可提供左、右移动，而反应架移入驱动器108可提供上、下移动；该反应架移入驱动器108上设有一组反应架连接器109，其可与活动反应架110相连接或分开，并于活动反应架110内可供反应物120的容置；该反应物120可为有机高分子混合物；该反应架连接器109是可利用机械连结或利用电磁铁吸力来达成；该反应架输送驱动器107可为油压、气压方式来驱动，亦可利用电动螺杆来驱动；该反应架移入驱动器108可为油压、气压方式来驱动，亦可利用电动螺杆来驱动；

水气引入装置111，其设于反应炉100的反应炉氧气体缓冲区103上方侧边位置，其主要提供喷头可向熔融无机盐102表面喷出水气，在反应物120进出反应炉100时，让喷出水气可以直接受热膨胀产生上升的推力，以结合活动密封门104，通过阻绝外部空气进入反应炉100内，从而达到阻氧作用，同时，可随时提供熔融无机盐102表面冷却作用，预防反应温度过高产生危险；

反应炉废气出口112，其设于反应炉气体缓冲区103的另一侧边与反应炉活动水封阀113连接，主要提供反应物120热裂解废气流动出口的导向，经反应炉活动水封阀113进入废气缓冲区114，而反应炉活动水封阀113主要提供有热裂解反应过程中能自动降低水位，利用水控制开启功能由一排水控制阀116执行，在停止反应时则补充水，形成水封作用防止后段的气体导回反应炉100内，以达到关闭作用，利用进水控制阀115执行；该废气是可为一氮氧气体；该废气是可为有机气体；

反应炉压力控制表117，其是设于反应炉废气出口112上方，以检出反应炉100内的压力，当压力上升时则热裂解开始，下降时则热裂解反应结束，即能清楚知道反应是否结束，以及是否能安全移出反应物120，配合时间确认及温度变化能更确实，判断热裂解是否完成；

活动反应架110，其是可连接于反应架移入驱动器108前端或脱离其反应架，提供反应物120在热裂解反应空间，且排除反应物120比重问题，让反应物120停留在熔融无机盐102中进行热裂解，且能保留气体排放通道，其上方有碳渣浮出网，使于移出反应物同时移出熔融无机盐102上方表面碳渣；

气体自动膨胀装置118，其是放于废气缓冲区114的侧边，提供气体量大时，可自动调整移动出空间存放气体，当气体量减少时，会自动把空间气体压出而关闭其结构，利用水封或油封及弹簧装置来加强灵敏度或利用水封与配重平衡轮以重量差控制灵敏度(如图4、图5所示)，当压力大时能自动打开，压力小时自动关闭，可以产生互补效果；

安全排放装置119，其设于废气缓冲区114的侧边，利用气体压力大于水封压力时则气体能冲出排放，达到结构安全的目的，能有效确保反应炉100与操作人员安全，且能防止外部气体渗入反应炉100；

废气冷凝回收装置200，其是设于废气缓冲区114的后端，连接于后方废气处理装置400随后得以安全排放，达到环保处理的要求；

冷凝压缩管201，其是与反应炉的废气缓冲区114相连接，且其接端内设有冷凝喷雾装置202，以直接利用水气与废气混合通过冷凝压缩管201凝结形成液态的焦油(是指油与碳灰的混合物)，导入后段的冷凝水封槽203，再进入气水分离槽208中，以将焦油204与气化物质分开，即可以轻易达到回收焦油204的目的，而气化部份的气体随后经气体出口205排出至气体暂存区210，而气体暂存区210的后段连接有一管路300，并与后段的废气处理装置400相连接，再于废气处理装置400上设置有一废气安全排放口500，以将处理过后的废气排放至外部；

冷凝喷雾装置202，其是设于冷凝压缩管201前端内，其冷凝可为直接冷却方式，亦可为间接冷却的方式来执行冷凝装置，而其前端设有一增压泵206与气水分离槽208下方水部份其连接，即完成一完整系统，而水温度上升可以利用强制风冷或液冷方式来补偿；

焦油出口207，其是设于气液分离装置水液209的上方仅能排出油，把水留在气水分离槽208中，上述冷凝水及水封部份亦可使用油封方式来取代的；

废气处理装置400，其是设于气体暂存区210气体出之后端并透过管路300相连接，可利用市售有机气体与氮气气体处理装置来处理或采直接燃烧方式回收废气热能或转换发电方式来再利用，随后得以安全排放。

另，请参阅图7A至图7E为该热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法及其装置的热裂解反应实施示意图，是先将反应物120垂直置入于活动反应架110内，再驱动反应架输送驱动器107致使其上的反应架连接器109与活动反应架110相连接，并开启反应炉正上方的上盖105(如图7A、B所示)，以便活动反应架110下降至反应炉100内，再利用引入水加热膨胀产生水蒸气把活动反应架110夹带氧气先行推出反应炉100外，让反应炉100有正压效果，而活动反应架109上适当处的活动密封门104将会暂时封闭反应炉100的上端处，以建立阻氧作用，避免外部空气会进入反应炉100内，而当活动反应架110内的反应物120完全浸泡于熔融无机盐102时，即可进行热裂解反应的程序(如图7C所示)，而热裂解反应的时间大约1至5分钟左右，而热裂解反应过程中，是将产生的废气经由反应炉废气出口112强制排出至反应炉活动水封阀113内，待热裂解反应完全结束后，便可将活动反应架110上移，同时利用水气产生的水蒸气，把反应后的废气移出反应炉100内以及可冷却反应物120(如图7D所示)，并将上盖105再次盖合于反应炉100正上方的开口(如图7E所示)，即完成热裂解反应的过程。

其中，该反应物120于熔融无机盐102进行热裂解反应时间以3分钟为最佳。

其中，利用熔融无机盐热裂解有机高分子混合物，通过分离混合材料中的基材，达到分类回收的方法中，熔融无机盐可为含有锂、钠、钾、铷、铯、钫等高活性硝酸盐或亚硝酸盐，或可为单一或混合熔盐方式来建立液态热裂解反应炉，其熔融温度可控制在180℃～580℃的间，能依不同有机高分子材料进行不同温度热裂解，将反应物直接包覆加热温度不但均匀且快速，熔盐可提供安全稳定热裂解环境。

其中，有机气体利用冷凝压缩系统分离成可凝结的，形成燃油(大分子)燃点高，会与溢出碳灰形成焦油，可当燃料使用或再加工转换工业原料。不可凝结气体为燃气(小分子)燃点低，能直接引入燃烧装置回收热能，或转换电能或利用市售VOCs废气处理装置，能处理反应后有机气体及氮氧化物可以安全无害排放，大量处理时亦可把燃气高压压缩纯化燃气利用。

其中，利用熔融无机盐热裂解有机高分子，通过分离混合材料中基材，达到分类回收的方法中，反应后的反应物的分类可藉由水洗方式来分离，因熔融盐与卤化盐能轻易溶于水，碳渣及基材不溶于水，可轻易分离碳渣与基材，因比重的不同能轻易分开。基材表面碳化物需清除时，可利用有氧环境中加热达400℃以上时，碳会分解离开基材表面，能取得高纯度基材。回收后的碳渣能为燃料，亦可再加形成有利用价值工业原料，如：碳黑、活性碳等，无机盐与卤化盐的熔点及比重有很大差异，分离并不困难，能轻易转化工业原料再利用。

上列详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：将反应物置入于活动反应架内，再驱动反应架输送驱动器致使其上的反应架连接器与活动反应架相连接，并开启反应炉正上方的上盖，让活动反应架下降至反应炉内；

步骤二：再利用引入水加热膨胀产生水蒸气把活动反应架夹带氧气先行推出反应炉外，让反应炉有正压效果，而活动反应架上的活动密封门将会暂时封闭反应炉的上端处，以建立阻氧作用，避免外部空气会进入反应炉内，而当活动反应架内的反应物完全浸泡于熔融无机盐时，即进行热裂解反应的程序，而热裂解反应的时间为1至5分钟；

步骤三：于热裂解反应过程中，将产生的废气经由反应炉废气出口强制排出至反应炉活动水封阀内，待热裂解反应完全结束后，便将活动反应架上移，同时利用水气产生的水蒸气，把反应后的废气移出反应炉内以及冷却反应物；

步骤四：最后，将上盖再次盖合于反应炉正上方的开口，即完成热裂解反应的过程。

2.如权利要求1所述的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法，其特征是，所述熔融无机盐为锂、钠、钾、铷、铯、或钫的高活性金属硝酸盐或亚硝酸盐，且该熔融盐利用单一或混合盐来进行处理，其熔融温度由180℃～580℃之间应用于有机高分子材料的热裂解条件。

3.如权利要求1所述的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法，其特征是，所述有机高分子混合物中高分子材料为塑料、橡胶、纤维、黏接剂、或涂料。

4.如权利要求1所述的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材方法，其特征是，所述基材为玻璃纤维、碳纤维、金属、玻璃、或陶瓷。

5.一种热裂解有机高分子混合物以分类回收基材装置，其特征是，包括：

反应炉，其下方设有反应炉加热器，并于反应炉内下半部装有熔融无机盐，透过反应炉加热器使得熔融无机盐呈熔融状，而反应炉中间为反应炉气体缓冲区，并于反应炉正上方设有活动密封门及上盖；

反应物输送固定架，其架设于反应炉外上方，负责提供反应物输送运动，而反应物输送固定架上方设有反应架输送驱动器及反应架移入驱动器，反应架输送驱动器提供左、右移动，而反应架移入驱动器提供上、下移动；

水气引入装置，其设于反应炉的反应炉气体缓冲区上方侧边处，其提供喷头向熔融无机盐表面喷出水气，在反应物进出反应炉时，让喷出水气直接受热膨胀产生上升推力，以结合活动密封门，通过阻绝外部空气进入反应炉内达到阻氧作用，同时，随时提供熔融无机盐表面冷却作用，预防反应温度过高产生危险；

反应炉废气出口，其设于反应炉气体缓冲区的另一侧边与反应炉活动水封阀连接，主要提供反应物热裂解废气流动出口的导向，经反应炉活动水封阀进入废气缓冲区，而反应炉活动水封阀主要提供有热裂解反应过程中能自动降低水位，利用水控制开启功能由排水控制阀执行，在停止反应时则补充水，形成水封作用防止后段的气体导回反应炉内，以达到关闭作用，利用进水控制阀执行；

反应炉压力控制表，其设于反应炉废气出口上方，以检出反应炉内的压力，当压力上升时则热裂解开始，下降时则热裂解反应结束，即能清楚知道反应是否结束，以及是否能安全移出反应物，配合时间确认及温度变化能更确实，判断热裂解是否完成；

活动反应架，其连接于反应架移入驱动器前端或脱离其反应架，提供反应物在热裂解反应空间，且排除反应物比重问题，让反应物停留在熔融无机盐中进行热裂解，且能保留气体排放通道，其上方有碳渣浮出网，使于移出反应物同时移出熔融无机盐上方表面碳渣；

气体自动膨胀装置，其放于废气缓冲区的侧边，提供气体量大时，自动调整移动出空间存放气体，当气体量减少时，会自动把空间气体压出而关闭其结构；

安全排放装置，其设于废气缓冲区的侧边，利用气体压力大于水封压力时则气体能冲出排放，达到结构安全的目的，能有效确保反应炉与操作人员安全，且能防止外部气体渗入反应炉；废气冷凝回收装置，其设于废气缓冲区的后端，连接于后方废气处理装置随后得以安全排放，达到环保处理的要求；

冷凝压缩管，其与反应炉的废气缓冲区相连接，且其接端内设有冷凝喷雾装置，以直接利用水气与废气混合通过冷凝压缩管凝结形成液态的焦油，导入后段的冷凝水封槽，再进入气水分离槽中，以将焦油与气化物质分开，即可以轻易达到回收焦油的目的，而气化部份的气体随后经气体出口排出至气体暂存区，而气体暂存区的后段连接有一管路，并与后段的废气处理装置相连接，再于废气处理装置上设置有一废气安全排放口，以将处理过后的废气排放至外部，亦将气体暂存区气体，直接压缩成液化燃气；

冷凝喷雾装置，其设于冷凝压缩管前端内，其冷凝为直接冷却方式，或间接冷却的方式来执行冷凝装置，而其前端设有增压泵与气水分离槽下方水部份其连接，即完成完整系统；

焦油出口，其设于气液分离装置水液的上方仅能排出油，把水留在上述的气水分离槽中；

废气处理装置，其设于气体暂存区气体出口，利用市售有机气体与氮气气体处理装置来处理或采直接燃烧方式回收废气热能或转换发电方式来再利用，随后得以安全排放。

6.如权利要求5所述的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材装置，其特征是，所述反应炉加热器为电能加热或燃料加热。

7.如权利要求5所述的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材装置，其特征是，所述反应架移入驱动器上设有一组反应架连接器，其与活动反应架以机械连结或利用电磁铁吸力相连接或分开，并于活动反应架内供反应物的容置。

8.如权利要求5所述的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材装置，其特征是，所述气体自动膨胀装置是利用重量差平衡方法及弹簧引力吸收装置方式加强灵敏度控制灵敏度，使其随产气量的大小伸缩足够空间让操作压力均匀化，让操作条件单一化达到平衡作用，让批次反应能有确实均匀的效果。

9.如权利要求5所述的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材装置，其特征是，所述水封为水冷却方式，或利用油封油冷却方式。

10.如权利要求5所述的热裂解有机高分子混合物以分类回收基材装置，其特征是，所述冷凝喷雾装置中喷雾直接冷凝压缩方式，或采用间接冷凝方式，经液态水或油直接捕捉碳灰及大分子油类存于气液分离槽中，无法液化部份再排出进行处理，分两段处理方法能建立密闭水封系统，有阻隔空气作用强化安全，并减少能源浪费，提高回收再利用效率，达到节能减碳的好方法，其冷凝方式利用直接或间接热交换方式来补捉有机气体凝结成油，或让油气分离达分段回收。

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