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当废旧塑料回收利用的研究一

发布时间:2021-09-10 14:04:34 阅读: 来源:旋塞阀厂家
当废旧塑料回收利用的研究一

废旧塑料回收利用的研究(一)

在江河田野、交通沿线、城市大街小巷,随处可见废弃塑料垃圾,大风天气到处飘散,或漂浮于水面,或缠绕于树枝,或悬挂于电线电缆,污染环境,影响观瞻。据专家统计,全国现有668个市,三分之二都处在垃圾环带的包围之中。航空遥感测量显示,北京郊区50平方米以上的垃圾堆就有7000多个,2001年北京清运垃圾285万吨,相当于两个半景山。如此推算,从90年代至今,北京已被20多座景山一样巨大的垃圾山包围着。全国每年投入城市垃圾管理的资金近400亿,其中人员费占了约70%。这笔巨大的投资相当于全国每年开采黄金的总产量。也就是说,每年我国开采的黄金全都被垃圾吃掉了。我国垃圾处理仍处在被动接收之中,就是说产生多少、接受多少、清扫--收集--运输、转运--填埋(或处理),没完没了,无穷无尽……另据(新华社北京2001年8月1日电)报导,长江葛洲坝岸边漂浮堆积的“白色垃圾”,足容得下多人站立而不下沉。长江上游漂浮的垃圾顺江而下,在2600多米长的Jany表示大坝前被拦阻堆积,白茫茫一片,对船闸和电厂带来严重威胁,经常造成停适用于厚度小于1mm的塑料薄膜或薄片在给定高度的自由落镖冲击下机,损失巨大。人们逐渐意识到塑料在给人类造福的同时,也给人类的生存环境带来了威胁。

塑料已广泛应用于工业、农业、国防及人们日常生活的各个领域,塑料工业已经成为发展迅速的重要行业之一,年加工量以约10%的速度递增,塑料制品产量超过2,000万吨,在世界上位居第二。据预测到2005年,全国塑料制品产量将达到或超过2,500万吨, 其中农用470万吨,包装550万吨,日用和医用472万吨,合计占总量的59.7%。随着塑料的大量使用,产生的塑料废弃物是塑料制品消费过程中的必然产物。由于塑料质轻,不易降解,因此在垃圾中特别醒目,尤以一次性包装塑料袋和塑料餐盒更为引人注目。特别是农用塑料、包装塑料、日用和医用塑料的使用周期比较短,大约6~12个月时间便废弃,到处散落,形成“白色污染”,其中相当部分废弃塑料最终进入了城市垃圾,使城市垃圾中的废塑料成分所占的比重从1%上升为4%左右,有的城市达到8%~10%,体积比占到1/3,若不加处理,直接填埋,不仅是资源的浪费,还会对环境造成长期危害。 “白色污染”已受到社会的广泛关注,并引发种种争议。试图“以纸代塑”,未必可取,强制禁用,未必可行,正确处理发展与环境的关系,合理利用自然资源是21世纪提出的迫切要求。发达国家的经验和做法值得借鉴,解决塑料发展与环境问题的成功策略是实施“三R”战略,即塑料制品的减量(Reduce),再使用 (Reuse) 和塑料废弃物的回收利用(Recycle)。

发达国家十分重视对废弃塑料回收利用的研究工作,并开始了回收利用工艺技术及设备的开发研究。美国废弃物的最终处理方式分为三大类:一是回收再利用,约占29%,二是填埋,占53%,三是焚烧(其中一部分用于发电),占18%。用废弃物产生的能量,每年相当于3000万桶石油,用来发电,产生的电力可供240万个家庭全年进而提供详细的数据提供给人们分析使用。日本[4]1996年废塑料合计909万吨,其中再生利用103万吨(11%),作为固体燃料、发电、供热共利用255万吨(28%),总计有效利用为39%;其余未能利用的废塑料中,单纯焚烧处理314万吨(24%),填埋处理337万吨(37%)。 日本[5]计划2000年废塑料回收重用率达到65%(其中热能回收50%,材料回收15%),21世纪初回收重用率将达到90%(热能回收70%,材料回收20%),即基本上进入资源循环型社会。

近年来,随着人们环保意识的增强,国内对废旧塑料的回收、综合利用(即再资源化)日益重视,研究日趋活跃,时有大量报导。目前,国内研究主要集中在能源回收和化学(或资源)回收利用两个方面。能源回收利用包括油化、与煤共液化焦化、高炉焚烧,化学回收包括利用废旧塑料加工为油漆、涂料、粘合剂、建材等。

1.废旧塑料能源回收研究

废旧塑料油化、液化或焦化技术是把废旧塑料或与煤一起在高温下热裂解或催化裂解得到价值较高的液体燃料。焦化则是把废塑料与炼焦煤在低温下共焦化,以节约炼焦煤,提高净焦煤焦化产物的收率,降低热解水分,提高出油率。油化和共焦化是废旧塑料回收能源技术的重要方法,受到广泛重视,研究比较活跃。国内外近几年的研究进展主要在以下几个方面:

1.1热解/催化裂解油化

角仕云、贾愚等对下行循环流化床中液态废塑料热裂化转换过程中的最佳工艺条件进行了研究和计算机模拟。计算机模拟结果显示:在最佳工艺条件下,下行循环流化床能在较短的时间(<1.2s=内达到较高的中等组分产率0.5477),而这种组分是比较理想的高附加值产品。最佳工艺条件为:固体载热体的初始温度为645℃,废塑料气体进入反应器的初始温度范围为450-500℃,薛苏生对废塑料催化热解回收燃料油和化学品工艺进行了试验,试验结果表明催化剂对废塑料热解产品的产值和产量和明显的促进作用,特别是氧化锌和氧化钛对提高热解产品的产值和产量效果最佳。

李稳宏、李迓红等人选取废聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯混合料为试样 ,对其催化裂化、催化改质过程中催化剂对产物分布与收率的影响进行了较系统的研究,得到了不同催化剂与油品收率和汽油辛烷值之间的关系。

陆江银、吴海涛、李茹等对废聚苯乙烯塑料(PS)催化裂解回收方式进行了研究,同时对裂解产物进行了成分分析,对其综合利用进行了研究和讨论。该化学回收方式简便易行,对实际环境保护具有一定的实际意义。

王敏等考察了废旧塑料生产当送油阀开得小1些汽油、柴油的工厂及生产情况,结合几年的试验开发 ,设计了一套以中小城市废弃塑料为原料 ,采用溶剂预热溶化,管式炉加热,自动循环排渣裂解炉,采用自制高效催化剂 ,生产汽油、柴油新工艺生产线造价 16.5万元 /套 ,年处理15 0吨废塑料 ,年产 10 0吨汽油、柴油 ,年利税 15万元。适合城郊乡镇小企业生产开发。

陆江银等建立了废塑料催化裂解的实验室装置,探讨了影响塑料催化裂解制汽油的因素,如温度、压力、催化剂、原料等。在优化条件下获得了 80 % - 90 %的分解燃料油 ,其中汽油含量达 50 % - 70 %。对烃类高聚物塑料的催化裂解机理进行了初步探讨,并预测了在工业化放大情况下该工艺的使用价值及意义。

程水源、金毓峑、郝瑞霞等对聚乙烯和聚丙烯的混合物裂解成原料油进行了研究,在 44 0℃条件下 ,不同比例的聚乙烯和聚丙烯被裂解。结果发现,聚丙烯有最高的液体回收率。几种催化剂被应用到聚丙烯的裂解过程中。通过比较几种不同催化剂的催化结果发现,复合催化剂有更好的催化效果。为将来的废塑料综合利用提供了一种新的有用方法。

刘以荣、冀星等选取几种典型的废塑料进行热降解和催化降解,对其降解现象及产物分布与特性进行了测试,推荐了各类废塑料的加工方向。废PS、PP、PE热降解产物的液体收率高,因而有较高的利用价值。其中PS热降解产物可生产苯乙烯单体或高辛烷值汽油调合组份;PP、PE热降解可获得蜡或燃料油,如欲生产高质量的汽油、柴油,则必须进行催化改质。

日本 斋藤喜久 、松原亘等[专利公开号 、]发明了一种方法,可将热塑塑料、交联塑料、热固塑料或其混合物可连续和迅速降解并转化成油,而不需要区分各种类型的废塑料。通过研磨热塑塑料、交联塑料、热固塑料或其混合物得到的粉状塑料与水混合形成浆料,向浆料中加入分散剂如吸水树脂、水溶性聚合物或表面活性剂。将得到的混合浆料加入到管状连续反应器中,在反应器中使水处于或接近其超临界区域的条件下粉状塑料降解,最后,从反应产物中回收油。

目前回收所得油品主要是焦油、柴油,标号较低,成本较高,且普遍认为油化技术只适合于聚烯烃类塑料。研究的重点是寻找高效、长寿命的催化剂,提高出油率,降低成本,克服加工过程中对环境产生的二次污染。

国家经济贸易委员会等四部委于2001年6月12日发布 “关于加强利用废塑料生产汽油、柴油管理有关问题的通知”(国经贸技术[2001]440号),据国家经贸委会同有关部门对部分地区用废塑料生产汽油、柴油情况进行了专题调查,并组织有关专家进行了研究后认为,目前利用废塑料生产汽油、柴油只取得了实验室成果,工业化生产技术尚不成熟。主要存在以下问题:一是企业生产设备简陋,工艺不完整,缺乏必要的产品检测手段,有的企业甚至从未进行过正规产品检测;二是经对部分产品抽检,所取汽油、柴油样品有多项指标达不到90号汽油和0号柴油的标准,不合格油品已流入市场;三是在炼油过程中产生的不凝气体,直接排放,存在较明显的二次污染;四是缺乏必要的安全措施,存在安全隐患。为此,通知指出要规范对利用废塑料生产汽油、柴油技术的研究开发和管理。

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