柯敏静
(博禄公司)
废塑料的回收利用,是变废为宝和解决生态环境污染的重要途径。废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施,普遍受到世界各国的重视。本文对中国废塑料市场的规模、经营模式和发展趋势作了初步的研究和探讨。
废塑料是在民用、工业等用途中,使用过且最终淘汰或替换下来的塑料的统称。是若干年后才能腐烂的塑料,常常造成大面积污染。
随着塑料制品消费量不断增大中国市场的年应用数量超过8000万吨,废弃塑料也不断增多。目前中国废弃塑料主要来源于塑料薄膜、塑料丝及编织品、泡沫塑料、塑料包装箱及容器、日用塑料制品、塑料袋和农用地膜等。中国废塑料产生量预测2018年达到5000万吨[9]。这些废塑料的处理若不得当,势必会破坏环境,危害百姓健康,危害千秋万代。
根据粗略估算,中国废塑料应用主要组成是纺织15%、工业包装10%、快销品及包装40%,由于快销品及包装的终端使用地地点分散种类繁多,回收率的高低很大程度依赖消费费者的意识、行为和回收便利性。估计笔者的估算,中国各种塑料的需求和应用,以及废塑料的需求和应用的市场规模估算大致如图1所示。
全球原油价格的升高,作为石石油衍生物之一的塑料制品价格自然也水涨涨船高,废塑料的再生利用也被提到了重要的位置。废弃塑料的回收再利用已经被现代化工企业普遍采用。废塑料经过人工筛检分类后,还要经过破碎,造粒,改性等流程,变成各种透明或不透明塑料颗粒,再次应用到各种塑料制品中。
图1 中国废塑料和回收的市场规模
表2 塑料的种类
塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules),俗称塑料(plastics)或树脂(resin),可以自由改变成分及形体样式,然后添加各种添加剂而制得的可塑性材料。
塑料应用广泛,塑料制品的种类繁多,但是不是所有的塑料制品都适合回收。例如通讯和市政给排水管道埋在地下五十年以上;例如使用后的尿布卫生巾等卫材产品。不是所有的塑料制品都需要或者可以再生。常用再生废塑料是热塑性的,种类主要有:PE、PP、PVC、PS、PET。
废塑料的来源主要有国内产生和进口两大部分。国内各行各业和居民日常活动过程中都会持续地产生废塑料。
表3 废塑料的主要来源和行业[10]
曾经中国是全世界废塑料的的目的地和处理大国。废塑料再生行业的原料很大的比例来源于国外回收的废塑料。据国际回收总局(BIR)统计,2016年中国港口和香港地区塑料废品进口量约为1020万吨,占中国市场废塑料的40%。2017年7月出台政策将在2019年底前全面禁止国外废塑料的进口。不仅居民日常生活产生的废塑料,而且工业产生的也被禁止。从政策出台至今,该政策受到拥护和强大的执行力度。可以预见不久将来,中国市场将完全消除废塑料的进口来源[4]。
图4 中国废塑料市场 (万吨)
根据中国塑料加工工业协会的的统计,2016年中国国内塑料回收量超过1400万万吨,回收率达到46%左右。不同的统计方法可能导导致回收率数值存在较大的差异,主要是研究的领领域不同。本文回收率是根据消费者自助回收数量量占可回收塑料消耗量的比值。全国各地区居民点点实行垃圾分类的推广有效提高废塑料的回收效率率。奥地利、比利时、丹麦、德国、荷兰、挪威、瑞瑞典和瑞士2016年塑料废弃物回收率均超过82%,,相比之下仍然存在很大的提升空间[10]。
国内回收率低下的原因分析::
1. 从废塑料的来源分析,工业业生产过程产生的边角料基本被完全回收利用。
2. 工业包装、渔农、建材也建建立了相应的回收系统。虽然这些塑料制品是使用用后收集带有油污、泥沙、产品残留等,但是这些些回收的塑料制品分类质量高,方便建立统一的回回收流程和处理方法。
3. 耐用品家电家具和汽车的的回收也是有比较统一的回收流程和处理方法。
5. 居民日常生活的废塑料,产产生的频次高、源头分散、种类五花八门。。本来快销品的品牌商就是通过包装差异化和功能能提升达到吸引眼球刺激消费的目的。因此快销品品的包装没有统一的结构、材料和颜色,不同品牌牌的包装废塑料回收价值低,再生过程需要耗费大大量的人力和额外的工序从而使回收工厂成本增加加。其次,快销品和一次性餐具等本来的使用目的的就是便利性、其使用后产生的废塑料带有餐厨残残渣,再生过程中会消耗大量的水资源而带来二次次污染。最后,国内消费者的回收意识有待加强。。随地随时乱丢弃的习惯仍然普遍,各地区生活垃垃圾分类的效果参差不齐。
纺织品中纤维的回收在在本文中没有计算和讨论。
图5 2016不同国家/地区废塑料的回收率[10]
废塑料密度小、体积大,占用用空间大。而全国每年的塑料垃圾总量则估计高达达数百万吨。这些垃圾若不经处理而直接丢弃,不不仅会给土壤、水体、大气等造成无法估算的损害害,而且经雨水河流的冲刷和运输最终汇集到大海海,这些海洋垃圾影响海洋景观,威胁航行安全,,并对海洋生态系统的健康产生影响,进而对海洋洋经济产生负面效应。
废塑料难以降解,最初,废塑塑料处理大量采用填埋或焚烧方法。填埋后将成为为永久垃圾,当真成了“不朽之物”,塑料中的添加加剂析出后还会污染土壤和水体资源。不但占用大大量宝贵的土地资源,而且目前填埋作业不规范、、技术水平低,填埋场产生的渗滤液污染地下水。。
简单焚烧也会排放有害气体和和残渣,同时由于无法回收废旧塑料燃烧是产生的的大量燃烧热而造成能源的巨大浪费,两者均非良良策。
因此如何处理塑料垃圾,也成成为世界各国及各级政府共同研究和关注的课题。。研究的关键是如何变废为宝,解决废旧塑料的资资源化问题。
全球原油价格的升高,作为石石油衍生物之一的塑料制品价格自然也水涨船高,,废塑料的再生利用也被提到了首要的位置。
废弃塑料的回收再利用已经被被现代化工企业普遍采用。废塑料经过人工筛检分分类后,还要经过破碎,熔融切粒,改性等流程,,变成各种透明不透明塑料颗粒,最后成为可以再再次利用的再生塑料。
垃圾固形燃料发电最早在美国国应用,并已有RDF发电站 37处,占垃圾发电站站的 21.6%。日本已经意识到废塑料发电的巨大潜潜力。日本结合大修已将一些小垃圾焚烧站改为RRDF生产站,以便集中后进行连续高效规模发电,,使垃圾发电站的蒸汽参数由30012提高到450122左右,发电效率由原来的15%提高到20%-25%。。
高炉喷吹废塑料技术也也是利用废塑料的高热值,将废塑料作为原料制成成适宜粒度喷入高炉,来取代焦炭或煤粉的一项处处理废塑料的新方法。国外高炉喷吹废塑料应用表表明,废塑料的利用率达80%,排放量为焚烧量的的0.1%~1.0%,产生的有害气体少,处理费用较低低。高炉喷吹废塑料技术为废塑料的综合利用和治治理“白色污染”开辟了一条新途径,也为冶金企企业节能增效提供了一种新手段。德国、日本从11995年就已有成功的应用[6]。
如前面所介绍,塑料是是单体在一定的条件下高温高压催化剂等聚合而成成,塑料分子链有长有短因为聚在一起单体的个数数不同,所以塑料没有固定的分子量。化学回收的的方法就是将聚合物解聚,重新变成短链的分子或或单体。
在废 PET化学循环方方面,目前就有水解方法、甲醇解聚法和乙二醇解解聚法。水解方法需要使用浓酸浓碱,对环境和设设备都有很大影响。甲醇解聚法的转化率比较高压,但是反应过程需要高温高压,转化成本高,还不不能商业化。乙二醇解聚法目前取得较快进展,但但是工艺过程中也有一些不足的地方。
除了化学方法外,学术术研究上废塑料的解聚还有酶和微生物方法,但是是同样存在如何商业化的问题。目前,最有效并可可行的办法就是废塑料的回收再生。
图6 2008日本市场废塑料的利用情况[7]