废旧塑料资源利用在我国的发展分析

2015-04-02 20:45杨菁
科技创新与应用 2015年10期
关键词:再生技术利用

杨菁

摘 要:文章主要针对我国当前存在的废旧塑料资源进行了分析,并着重对其利用现状展开了论述,通过对比分析不同的资源特点以及利用工艺,对其发展趋势进行了预测,并提出了废旧塑料资源利用对社会的发展具有重要意义。

关键词:再生;废旧塑料资源;利用;技术

引言

在传统的材料应用中,主流材料主要有木材、钢铁、布料以及皮革等,在国民经济的各个领域广泛的被应用开来。而塑料自其发明以来,逐渐的成为了当前应用最广泛的材料,据统计,其应用已经超出了钢铁材料的应用量。但是塑料制品难以降解,因此废旧的塑料资源会造成环境污染。为了解决这一难题,避免废旧塑料造成的环境问题,废旧塑料资源化研究成为了当前社会的有一大课题,如何才能够提取其中有用的资源,成为了目前研究人员的核心研究内容。

1 回收利用技术

塑料这一材料的质量相对较小,且降解十分困难,塑料制品一般体积都相对较大,对废旧塑料制品进行无害化处理难度相对较高。目前所使用的方式主要有卫生填埋、焚烧以及再生利用三种,而再生利用的是未来对废旧塑料资源化的主要方式,具体利用技术包括以下几种。

1.1 直接利用

通过简单处理可以实现废旧塑料的资源化,即重新利用。简单处理主要包括分选→分离→破碎→清洗→干燥,在完成上述预先处理步骤后在进一步进行热熔处理,热熔后对材料进行拉丝冷却和切粒处理,再生塑料便由此产生。废旧塑料的来源较多,因此成分相对较为复杂,由于塑料种类多,因此材料性质具有较大的差异,所以在进行废旧塑料资源化处理钱首先需要将回收的废旧塑料中的杂质去除,将塑料品类进行单一化处理,从而提高再生料的品质。废旧塑料首先需要进行干燥处理,但是这一步骤耗能相对较高。由于废旧材料中具有较多的杂质,因而滤网极易遭到堵塞,所以需要常常更换。直接利用是较为简单的方式,但是其材料的力学性能相对较低,不能再次利用在高档铲平中。在实际的应用中通常还会加入改性技术,对其力学性质进行改善,从而满足材料的应用需求,或者将其开发为全新的高分子结构材料。但是这样耗资就会明显提高,因而大多还是利用改性技术进行处理。

1.2 改性

改性塑料的表观消费量逐年增长,平均年增长率超过15%,2010年我国改性塑料产品的产量已经达到5830万吨。我国改性塑料产品主要集中于家电和汽车行业,这也与近些年我国家电和汽车行业的发展趋势相吻合。

塑料改性一般是指通过机械共混或化学接枝对再生料进行改性。经过改性的再生制品其力学性能得到改善或提高,甚至高于原树脂的性能,可以做档次较高的再生制品。

但至今改性技术仍有其缺陷:(1)“增重”问题,非金属矿物的密度比合成树脂大很多,通常要大2~3倍,有的如重晶石粉的密度比聚乙烯大5倍左右;(2)填料表面处理问题,填料颗粒与高分子基体之间的界面非常复杂,填料颗粒表面处理技术及效果还有待进一步研究;(3)改性利用固然增加了废旧塑料的附加值,但是再生料仍擺脱不了降级使用,并且改性之后塑料的再分离也是问题。

1.3 裂解

在高温高压催化剂的条件下,废旧塑料可以裂解,产生再生油,该产物可以作为化工原料以及燃料使用。温度适宜的条件下,在一定的压力下,催化剂会催化反应,废旧塑料便会裂解,生成低分子化合产物,通过这一反应可以制得柴油、汽油。废旧塑料裂解油的方式主要有三种即热裂解-催化改质法、催化热裂解法以及热裂解法。其中最为简单的废旧塑料回收技术即热裂解法。通过对反应物持续的提供热能,从而克服裂解的活化能。从而使得高分子聚合物反应,产成低分子化合物。通过该方式能够最大程度的减少投资,降低工艺难度,但是该种方式所产生的油品质相对较低,杂质较多,且出油率相对较低。还需要长时间的反应,所得到的有机燃料中可用燃料含量低。在三种方法中,催化裂解法成本相对较低,且工艺简便,相对比热裂解法,其产物中芳构化油品以及异构化油品相对较多。但是反应中催化剂会很快受到反应影响而失去活性,催化剂的回收相对较为困难,因而裂解反应会受到严重影响,反应速率也相对较低,这是该方式目前无法逾越的技术瓶颈。二段法即热裂解-催化改质法,主要是裂解废旧塑料后针对裂解气改制。该方式能够对上述两种方式中的缺陷进行改进,从而提高裂解所得到的柴油、汽油含量以及品质。该种方式的运行成本相对较低,且操作较为辩解,但是前期的投入成本较高,且工艺复杂。

1.4 气化

废塑料气化技术是利用气化介质将塑料分解,以获得合成气。这些气体可作为生产其他化工产品的原料,也可作为燃料来发电和供热。气化法是一种简单可行的回收废塑料的方法,气化产物不仅可用于高效、低污染联合循环电站发电和供热,还可用于制造高附加值的化工产品。同时,可通过高温气化温度控制等措施抑制二

英的产生。

1.5 替代法

在炼钢工业的高炉炼铁过程中,废塑料可以作为还原剂代替焦炭。在炼钢高炉中吹入粉碎的废塑料,废塑料在高温下裂化生成CO与H2等还原性气体,使铁矿石还原为铁。该法投资小、成本低,可直接利用已有的设备,而且可对混合塑料进行处理。在炼钢温度下,废旧塑料材料燃烧会十分充分,产生二氧化碳、水两种产物,有效减少有害气体的产生。但是该种技术下需要将再生塑料加工成一定的粒度,因而生产成本便有所增加。炼焦时若仅仅使用煤炭其焦油产量相对比加入脱氯塑料、去杂质塑料的煤炭要低很多。因此混合塑料可以通过该种方式进行处理,其利用率也相对较高。并且,该种方式能够有效节约资源,是的温室气体排放量大大降低。在水泥的烧制加工过程中,化石燃料也可以为废旧塑料所替代。在水泥窑中加入脱氯废塑料,不但能够有效降低化石燃料的使用率,而且在燃烧时废旧塑料所产生的酸性气体还能够作为水泥生产的中和剂。该方式在近些年开始得到推广,其经济性、环保型也得到了工业领域的认可。

2 技术发展趋势

当前废旧塑料的再生利用中,所推广研究的技术大多倾向于污染小且高效便于操作的经济性工艺技术,这也成为了废旧塑料技术发展的新型趋势。

首先,针对废旧塑料的资源化处理方式相对较较多,因而其利用方法的选择就显得十分重要,对于不同的废旧塑料需要选择不同的处理方式,合理的方式不但回收率高,且对环境的影响也最小。能够以最小的投入获得最大的环境、经济、社会效益。其次,配套设施也是对废旧塑料进行回收再利用的关键内容。废旧塑料的回收利用中,相关工艺设备的研发也是重点内容之一,如何才能够将研发的新技术转变为实际的生产力,即将技术落实到塑料再生利用中,是目前技术研发领域的努力方向。最后,废旧塑料的再生利用并非能够通过单一的方法能够实现的,想要有效提高废旧塑料的利用率,要综合各种方式,寻求出一个最佳的组合方式才能够克服单一方法中的不足,满足废旧塑料的利用要求。

3 结束语

废旧塑料的资源性和污染性并存,通过对其资源化再利用,消除其环境污染性并作为资源加以回收利用,是刻不容缓的事。在我国的废塑料处理技术中,通过合理的资源再生技术,可以有效实现资源的回收以及再利用。保护环境、实现人与自然的和谐发展。

参考文献

[1]中国塑料加工工业协会.中国塑料工业(2012)[J].中国塑料,2013,27(5):1-4.

[2]温勇,杜建伟,项 ,等.废旧塑料再生造粒清洁生产的潜力分析与途径探讨[J].环境保护,2013,41:53-54.

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