废旧塑料的循环再利用

2019-05-16 02:42:42 168
本文转载自网络,如有侵权,请联络删除:  *:2002随着近代石油化工的开展和高分子聚合技术进步,树脂产量逐年增长,目前世界塑料树脂产量已突破1亿t.近年来塑料的消费不时出现回升趋势,塑料制品已深刻到各个生活及消费领域。然而,大规模的消费和使用必然伴随着大量废弃塑料的产生了排出。据统计每年全人类要丢弃4000万t废塑料,仅向海洋和河流倾倒的塑料垃圾就有约50万t.这不只毁坏了海洋生物的生存形成鱼类等的死亡,而且因废塑料环绕纠缠在海轮螺旋推进器上形成的海难事件也不足为奇。进入70年代后,塑料废弃物的解决开端成为社会问题,逐渐引起人们的关注。经过多年的努力,在废塑料的解决上已获得了很大的进步。

  目前解决废塑料的办法大体可分为:1.燃烧;2.填埋;3.降解;4.回收再利用。以往人们多采纳前二种办法。但燃烧过程会产生大量有毒有害气体,而在掩埋后土壤中残留的塑料碎片又会影响土壤的透气性,使农作物减产。从环保和节约资源角度看回收再利用是最理想的办法。

  按合成树脂的受热行为,塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类:热塑性塑料受热时能够塑化和软化,冷却时则凝固成形,温度扭转时能够反复变形。如聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、有机玻璃热固性塑料受热时塑化和软化,发作化学变迁,并固化成形,冷却后如再加热时,不再发作塑化变形,假如温度继续升高就会发作分解。如“酚醛塑料、脲醛塑料等。

  按塑料用途可分为通用塑料、工程塑料和功能塑料三类:通用塑料的来源丰硕,产量大,应用面广,价格廉价,成型加工容易。如:聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(P)。

  工程塑料的综合性能(如电性能、机械性能、耐上下温性能等)优异,可替代金属作为工程构造材料。如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)等。

  功能塑料具有某种突出的物理功能,如耐高温、耐腐蚀、耐辐射、导电、导磁等。如:聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜(PSU)等。

  从组成上塑料可分为低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和少量的塑料合金等。

  质轻。塑料一般都较轻,相对密度约在0.8~2.2之间,绝大多数在1.2~1.5之间。泡沫塑料的相对密度能够控制在0.01~0.5之间。

  体积大。塑料制品大都为中空容器。另外还有各种发泡制品。

  电绝缘性好。塑料是不良导体可作为绝缘材料使用。

  具有消声隔热作用。泡沫塑料是隔音、绝热或保温的理想材料。

  废旧塑料作燃烧解决时会放出一些有毒有害的气体。如PVC燃烧时会产生HCl气体不能直接排入大气中。

  塑料在加工、贮存和使用过程中,由于化学因素冰、醇、酸、氧等)及物理因素(热、光、高能辐射、机械力等)作用,引起降解或交联,招致化学性质和物理性能的扭转,使塑料老化,塑料制品的寿命因塑料的品种及用途而异。

  表1塑料制品的使用年限塑料年限塑料制品塑料年限塑料制品包装材料家庭用具及日常用品运输材料建筑材料废塑料产生根本上有两大来源,一是来自塑料制品成型加工厂消费过程中产生的成品、残次品、边角料、下脚料、试验料、混合料等。这类废塑料污染较少,一般经过破碎即可利用。

  另一类来自各类塑料制品的使用和消费过程。

  从国内来看,主要是农用塑料、包装用塑料、日用品三大领域。这类废弃塑料通常是两种或多种废塑料及其它物质(如:金属、玻璃、纸、泥土、水份等)的一种混合体系,既给回收利用带来艰难,又使再生制品质量下降。

  关于那些在技术上不可能分别回收(如各种复合材料的合金混炼制品)和难以再生的废塑料可采纳燃烧解决,回收热能。日本协和空调公司研制的一种废塑料燃烧炉能使废塑料充分燃烧,简直不产生烟雾,塑料热解产生的有味气体在高温下可转化不会形成环境污染。其产生的蒸气供给塑料消费厂,为工厂勤俭了热能。美国煤气技术钻研院开发了都市废料焚化器的改进系统往炉内喷入天然气能够减少70 %氮氧化物,一氧化碳浓度也从30PPM降低到20PPM.通过气体的燃烧回收蒸汽量可增加采纳燃烧法解决废旧塑料的长处是解决数量大,本钱低,效率高。但仍存在弊端:1.燃烧热量大易侵害燃烧炉炉体。2.燃烧时会产生C2、S2、氮氧化物等一些有毒有害物质。如:PVC会产生HCl;聚丙烯晴会产生HCN聚氨酯会产生氰化物等。因而必需安置排放气体的解决设备以避免污染,否则其结果是毁坏地球外层空间臭氧层,形成紫外线直射,形成温室效应,并形成酸雨,危及人类身体安康。

  另外,关于难以再循环的一般性混杂废塑料可采纳瑞士的卡特莱尔工艺参与以生石灰(CaO)为主体的添加剂制成粒状固体燃料(R0F5)。据称掺入生石灰还具有对来自PVC的氯或微量的硫停止脱氯和脱硫的作用。

  填埋是对废塑料解决最简略易行的办法。但其存在严重弊端:塑料留在土壤内长期不分解,降低地基的稳定性,而且随固体宝物排出量的增加可供掩埋的土地不时减少,会加大大地资源压力,严重阻碍水的浸透和公开水流通。另外若塑料中的有害物如增塑剂,或色料等溶出,则可形成二次污染。美国曾经将80%的废塑料停止地埋,形成土空中积的减少和大规模公开水的污染,因而受到美国公众的强烈反对。

  气化法品种繁多,但SA公司(瑞士洛迦诺市)将竞争导向了市场。其设在意大利诺巴巴亚的小规模厂每小时加工4. 2t未加分类的城市垃圾。该公司发售的一种解决才干为20t/小时的装置用1t废塑料可消费出14641b合成气、4901b可用于混凝土的惰性无机残渣、501b金属汞剂、401b工业级盐及7031b可直接排放到城市污水系统的水。简直不产生任何废气、灰分和滤粉尘。

  可将1700t废塑料加工成城市煤气。西门子KWU公司(德国,厄兰根市)也领有一个对未分类的城市垃圾停止热解决的系统,这种系统被称为垃圾回收热加工。德国LB代理公司(庆普齐沃兹)的工厂里,RWE公司方案每年将22万t褐煤、10万t塑料垃圾和城镇石油加工厂产生的石油矿泥停止汽化。

  工艺将混合塑料气化,再转换成水煤气作为合成醇类的原料。

  气化法的长处在于能将城市垃圾(MSW)在一条线上加工,而不用将塑料离开。

  1992年德国Vebaoel石化集团负责组建的Kohleoel―AnlageBottrop(KAB)结合体停止了工业规模的氢化试验。该氢化妆置每小时解决24t残渣油。经过改装后可将磨碎了的塑料作为原料。此氢化法许可原料中含氯和填料、颜料等惰性添加剂。

  产物中的氯都转变成固体氯化钙。1994年该装置全面投产,每年解决4万t含有10%聚氯乙烯的混合塑料,加工20%直径小于8mm的磨碎了的塑料颗粒。

  Weba的装置是使碎废旧塑料颗粒在15~ 30Mpa压力、470°C温度下通入氏,生成一种“合成油”,其中链烷烃为60%石脑油为30%芳香烃为1%.这种加工办法能量利用有效率为88%物质转化有效率约为80%若采纳家庭垃圾废塑料时回收率为65%,采纳聚烯烃工业肥料时回收率大于目前德国开发的另一种氢化复原工程在25Mpa压力、400°C温度下把汽油和油矿泥加工成光滑油原料的瑞兹设备能百分之百地间断加工废塑料,每年猛加工废旧塑料2000多万t.热分解是将废塑料置于无氧或低氧条件下高温加热使其分解。热分解温度取决于废塑料的品种和组成以及回收的宗旨产品。温度超越600C热分解主要得到混合燃料气,如H2XH4、轻烃;温度在400~600C时主要得到混合烃、石脑油、重油、煤油混合燃料油等液态产物和腊。热塑性塑料热裂解的主要产物是燃料气和燃料油。废PS热解产物主要是苯乙烯单体,而PVC热分解产生HCl酸性气体。

  英国BP石化公司(伦敦)研制的高温分解加工工艺是在600C条件下消费出含有60%的石脑油类的C2、C3、C4混合物裂性汽油。依据汉堡大学化学华尔特。凯米斯基教授说,若在450~500C的温度下,用惰性气体使沙床流态化,能回收亚甲基、甲基丙烯酸酯达97%.废塑料的热分解通常有高温裂解和催化裂解两种方式。高温裂解的工艺流程见下图。

  废塑料~水洗塔卜4渠油罐1 I洗机hH粉碎机h*「低温加炉1未炫物单线的热裂解油化须要550 ~650C的高温催化裂解仅用350~400°C的低温即可裂解,而且裂解速度还快了3~5倍,装置还可小型化。日本富士再生公司与几家合作,将部分废弃塑料经高温熔融催化裂解,分别回收燃料油,1公斤塑料可回收1升燃料油,其中50%为汽油,余为柴油和石脑油。

  与热分解油化相比,超临界水油化可加速塑料分解,所需设备尺寸较小,回收的油主要是轻油,简直无副产物。日本东北电力公司从1992年开端钻研超临界水油化,1997年10月开端同三菱重工业公司停止结合钻研,在其子公司被日本电线公司建造一解决才干为0.5t/d的实证装置,1998年1月投入实验运转。该装置用于解决电力工业的废塑料如废电线包皮等。废塑料粉碎后与水混合,加热、加压至1Mpa超临界状态分解成油。

  此外,日本物质工学工业钻研所和熊本县工业技术中心独特钻研用超临界水分解玻璃纤维加强不饱和树脂复合材料(RP)回收油分和纤维成分已获初步成绩。

  进入二十一世纪废旧塑料作为一种重要的资源已被人们所器重,要使废旧塑料得到充分的循环再利用,首先应进步全民的环保及宝物回收利意图识。

  立法化,建设相应的法制约束机制政府也应建设更完善的塑料制品消费、流通消费、回收和再利用循环体制以促进和推广相应法制。

  另外,还应建设废旧塑料回收组织,对从事此项工作的人给予一定的经济补偿。

  为便于辨别按树脂品种做出明显标志。

  结合本地域实际,以市场为导向,选定回收利用工艺。进一步开拓再生树脂的新市场和新用途;开发单体原料回收技术,对难以再生利用的废塑料作燃烧解决回收热量。

  门路有:1.避免树脂老化,延长使用期限。特别是包装材料应正确使用。另外,如塑料瓶等容器可反复使用。2.在具有同样功能条件下减小使用数量,降低制品次品率。

  如:光降解塑料、生物降解塑料、光毕生物降解塑料、水降解塑料。

  综上所述,为了爱护环境、减少资源的浪费,对废塑料的回收解决、循环利意图义严重,是功在当代,利在千秋的大事。

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