近年來,由于高分子合成技術進一步的提高,世界塑料工業的迅速發展。越來越多的塑料制品走進千家萬戶,成為人們日常生活中必不可少的物質資料之一。目前,世界塑料制品的年產量已突破2億噸,并且還在以30%的速度遞增。然而隨著世界塑料工業的迅速發展,也產生了大量的廢舊塑料。而且,這些廢舊塑料還在隨著塑料制品的增多而不斷地增多,但塑料回收處理利用率低,因為它們固有的高分子性能,生物降解性差,分解速度慢,長期分散于自然界中會造成環境污染與對人體健康的負面影響。
對于如何來處理這些廢舊塑料,目前世界各國均在積極地尋求合理、經濟的方法。由于中國是世界上人口最多的發展中國家,塑料制品的使用較為普遍,產生的廢舊塑料相應地也較多。雖然中國也有投入人力、物力進行處理廢舊塑料的研究,但由于人才資源、技術條件、社會的重視程度等各種原因,我國的研究還比不上美、德、法、日、意等強國。
所以我組成員想借這次調查,認識現代塑料的處理方法,嘗試找出各種方法的優劣,提出自己的見解,試著提出更有效的處理方法或建議。并呼吁廣大人民群眾認識如今塑料處理形勢,共同來尋找、研究處理廢舊塑料的方法,減少我國的“白色”污染,保護我國的生態環境。日常生活中的塑料制品按其回收的難易與污染程度可分為:(1)污染嚴重而難回收的是塑料袋、泡沫塑料飯盒和食品包裝袋之類的;(2)污染嚴重而易回收的是吹塑瓶,塑料廠的邊腳材料;(3)污染比較輕也難回收的有小型而使用期長的各類塑料制品。針對不同種類的塑料,人們經過研究如何處理,現在方法大致可分為4種:掩埋、焚燒回收熱能、材料再生、化學回收。
其中,掩埋是對廢舊塑料處理最簡單的方法,但需要占用大量的土地,而它長期留在土壤內不分解,會使土壤長期處于不穩定狀態。造成土地資源的浪費。同時廢它所帶的雜質和所含的添加劑、穩定劑、著色劑也會給環境帶來二次污染。而焚燒回收熱能雖然可以處理大量廢舊塑料、效率高,但這會產生大量二氧雜環己烷等有毒氣體,造成嚴重的大氣污染,而有毒氣體進一步處理,則后續流程很長,綜合經濟成本較高。材料再生是將廢舊塑料加熱熔融后重新塑化制成再生塑料制品。而目前各國研究回收技術的重點是化學回收法。這種方法通常可分為濕法和干法兩種。濕法一般是廢舊塑料的水解或醇解過程,大多是以單一品種的縮聚物為原料,通過降解反應制成其單體或低分子多聚體,用來作為高分子合成的原料,具有單一性。干法則是一種熱裂解過程,主要是以聚烯烴廢舊塑料來裂解制取烴類燃料或化工原料,這是化學回收法的重點。而熱裂解又以制取燃料為主。
現在我們來談談廢舊塑料裂解制取燃料。廢舊塑料裂解制取燃料油適合于混合廢塑料的處理,是一種理想的回收方法,被各國列為大力研究開發的方法。現階段,以德國的Veba法、英國的BP法、日本的富士回收法等技術較為先進,規模也較大,已進入商業化階段。我國則只限于小型生產規模的工業試驗。
富士回收法工藝是先將廢塑料中不適合油化的雜質去除,如預先除去廢塑料中的PVC,因為pvc中含有大量的Cl,在溫度大于230℃時會產生大量有害的HCl,腐蝕裝置,污染大氣,粉碎后熱裂解產生的氣態烴,再進入催化改造器中催化改質。改造器中,填充催化劑¡¡合成沸石ZSM-5。生成物經冷卻、分餾后可獲得汽油、煤油、柴油等餾分及氣體,產率在80%~90%。
本工藝的特點是利用管路中的離心機將熱裂解釜中的熔融物料進行循環并加熱,使傳熱均勻,并可把循環物料中的固體殘渣分離出來,從而避免了固體物在熱裂解釜內的積聚與結渣。
日本理化研究所開發的Kurata法,以Ni、Cu、Al等5種金屬為催化劑,該工藝有以下特點:(1)Kurata法在流程后面設置了HCl中和裝置,因而對廢塑料中的PVC的含量沒有明確限制;(2)該法產生的生成油主要是煤油。德國Veba公司以減壓渣油、褐煤、廢塑料的混合物為原料,褐煤為催化。用Na 2CO3與CaO以中和PVC產生的HCl;產物為C1~C4氣態烴,C5以上的烷烴、環烷烴、芳烴,此法需在氫氣加壓下進行,投資與操作費用昂貴。
英國BP公司采用砂子爐流化裂解反應器,不足之處在于允許廢塑料中含2%PVC,而優點是雜質金屬沉積在砂子上,最終作為固體廢棄物除去。
目前我國已開發出一步法直接催化降解液態聚烯烴為氣態烴油的工藝。該法采用多次改性的Y型沸石和高活性氫氧化鋁復合催化劑,直接催化降解液態的廢聚烯烴塑料;所得氣態烴油通過分餾而獲得汽油和柴油,總收率在85%~87%。鄭州市塑膠有限公司率先在國內研究成功的油化技術,包括了3~30t/a
5個系列的工業化生產技術,產品#70汽油~#10輕質柴油。
北京麗坤化工廠以廢PE、PP、PS為原料,兩段法工藝,常壓反應。生產汽油、柴油,產率為75%。該技術工藝簡單、能連續生產、投資少、生產費用低。
我國的廢舊塑料的裂解回收技術還在試驗階段,開發的廠還比較少,而對于PVC,我國仍無較好的處理方法。國外一些發達國家廢舊塑料的裂解回收技術已進入實用階段,并競相建立了商業化廢舊塑料處理裝置。相比之下,我國的技術還有較大的差距,采用的工藝和設備也比較落后,缺乏對廢舊塑料裂解特點的全面考慮。
廢舊塑料的回收利用已是一個刻不容緩的問題。針對技術上、政策上、意識上的問題,我組成員想提出我們的個人看法和建議。
在技術上,有HCl的脫除、催化劑的開發和應用和傳熱差、易結焦等問題的解決。HCl的脫除,是否能從把它收集或與堿中和生成有價值的鹽類這方面考慮?傳熱差、易結焦等問題,可以把加熱爐造成接觸面積大的長扁形,用砂或其它的沉淀無用的。另外,對于難回收的塑料袋之類,希望能通過技術改造,使它能短期內腐爛在泥土里,或減少有害成分,能以焚燒的方法解決。
在政策上,
(1)我們希望對塑料的處理得到政府的重視,人力、物力、財力的投入比例增大,利于科研與實踐。
(2)建立廢舊塑料回收的商業系統,把各種塑料回收給工廠作為一種職業。
(3)運用立法與行政手段,對塑料處理不當的工廠進行處罰。
(4)開展有關塑料污染與解決的宣傳教育活動,提高人們的意識。
在意識上,呼吁廣大人民從自身做起,減少使用不必要的塑料制品,對塑料廢品進行分類處理;教育下一代,提高他們的環保意識,鼓勵他們去認識塑料,積極投身于塑料回收處理的研究工作,為祖國、為世界、為全人類的環保事業獻上自己的一份力量!