近年来,由于高分子合成技术进一步的提高,世界塑料工业的迅速发展。越来越多的塑料制品走进千家万户,成为人们日常生活中必不可少的物质资料之一。目前,世界塑料制品的年产量已突破2亿吨,并且还在以30%的速度递增。然而随着世界塑料工业的迅速发展,也产生了大量的废旧塑料。而且,这些废旧塑料还在随着塑料制品的增多而不断地增多,但塑料回收处理利用率低,因为它们固有的高分子性能,生物降解性差,分解速度慢,长期分散于自然界中会造成环境污染与对人体健康的负面影响。
对于如何来处理这些废旧塑料,目前世界各国均在积极地寻求合理、经济的方法。由于中国是世界上人口最多的发展中国家,塑料制品的使用较为普遍,产生的废旧塑料相应地也较多。虽然中国也有投入人力、物力进行处理废旧塑料的研究,但由于人才资源、技术条件、社会的重视程度等各种原因,我国的研究还比不上美、德、法、日、意等强国。
所以我组成员想借这次调查,认识现代塑料的处理方法,尝试找出各种方法的优劣,提出自己的见解,试着提出更有效的处理方法或建议。并呼吁广大人民群众认识如今塑料处理形势,共同来寻找、研究处理废旧塑料的方法,减少我国的“白色”污染,保护我国的生态环境。日常生活中的塑料制品按其回收的难易与污染程度可分为:(1)污染严重而难回收的是塑料袋、泡沫塑料饭盒和食品包装袋之类的;(2)污染严重而易回收的是吹塑瓶,塑料厂的边脚材料;(3)污染比较轻也难回收的有小型而使用期长的各类塑料制品。针对不同种类的塑料,人们经过研究如何处理,现在方法大致可分为4种:掩埋、焚烧回收热能、材料再生、化学回收。
其中,掩埋是对废旧塑料处理最简单的方法,但需要占用大量的土地,而它长期留在土壤内不分解,会使土壤长期处于不稳定状态。造成土地资源的浪费。同时废它所带的杂质和所含的添加剂、稳定剂、着色剂也会给环境带来二次污染。而焚烧回收热能虽然可以处理大量废旧塑料、效率高,但这会产生大量二氧杂环己烷等有毒气体,造成严重的大气污染,而有毒气体进一步处理,则后续流程很长,综合经济成本较高。材料再生是将废旧塑料加热熔融后重新塑化制成再生塑料制品。而目前各国研究回收技术的重点是化学回收法。这种方法通常可分为湿法和干法两种。湿法一般是废旧塑料的水解或醇解过程,大多是以单一品种的缩聚物为原料,通过降解反应制成其单体或低分子多聚体,用来作为高分子合成的原料,具有单一性。干法则是一种热裂解过程,主要是以聚烯烃废旧塑料来裂解制取烃类燃料或化工原料,这是化学回收法的重点。而热裂解又以制取燃料为主。
现在我们来谈谈废旧塑料裂解制取燃料。废旧塑料裂解制取燃料油适合于混合废塑料的处理,是一种理想的回收方法,被各国列为大力研究开发的方法。现阶段,以德国的Veba法、英国的BP法、日本的富士回收法等技术较为先进,规模也较大,已进入商业化阶段。我国则只限于小型生产规模的工业试验。
富士回收法工艺是先将废塑料中不适合油化的杂质去除,如预先除去废塑料中的PVC,因为PVC中含有大量的Cl,在温度大于230℃时会产生大量有害的HCl,腐蚀装置,污染大气,粉碎后热裂解产生的气态烃,再进入催化改造器中催化改质。改造器中,填充催化剂¡¡合成沸石ZSM-5。生成物经冷却、分馏后可获得汽油、煤油、柴油等馏分及气体,产率在80%~90%。
本工艺的特点是利用管路中的离心机将热裂解釜中的熔融物料进行循环并加热,使传热均匀,并可把循环物料中的固体残渣分离出来,从而避免了固体物在热裂解釜内的积聚与结渣。
日本理化研究所开发的Kurata法,以Ni、Cu、Al等5种金属为催化剂,该工艺有以下特点:(1)Kurata法在流程后面设置了HCl中和装置,因而对废塑料中的PVC的含量没有明确限制;(2)该法产生的生成油主要是煤油。德国Veba公司以减压渣油、褐煤、废塑料的混合物为原料,褐煤为催化。用Na 2CO3与CaO以中和PVC产生的HCl;产物为C1~C4气态烃,C5以上的烷烃、环烷烃、芳烃,此法需在氢气加压下进行,投资与操作费用昂贵。
英国BP公司采用砂子炉流化裂解反应器,不足之处在于允许废塑料中含2%PVC,而优点是杂质金属沉积在砂子上,最终作为固体废弃物除去。
目前我国已开发出一步法直接催化降解液态聚烯烃为气态烃油的工艺。该法采用多次改性的Y型沸石和高活性氢氧化铝复合催化剂,直接催化降解液态的废聚烯烃塑料;所得气态烃油通过分馏而获得汽油和柴油,总收率在85%~87%。郑州市塑胶有限公司率先在国内研究成功的油化技术,包括了3~30t/a
5个系列的工业化生产技术,产品#70汽油~#10轻质柴油。
北京丽坤化工厂以废PE、PP、PS为原料,两段法工艺,常压反应。生产汽油、柴油,产率为75%。该技术工艺简单、能连续生产、投资少、生产费用低。
我国的废旧塑料的裂解回收技术还在试验阶段,开发的厂还比较少,而对于PVC,我国仍无较好的处理方法。国外一些发达国家废旧塑料的裂解回收技术已进入实用阶段,并竞相建立了商业化废旧塑料处理装置。相比之下,我国的技术还有较大的差距,采用的工艺和设备也比较落后,缺乏对废旧塑料裂解特点的全面考虑。
废旧塑料的回收利用已是一个刻不容缓的问题。针对技术上、政策上、意识上的问题,我组成员想提出我们的个人看法和建议。
在技术上,有HCl的脱除、催化剂的开发和应用和传热差、易结焦等问题的解决。HCl的脱除,是否能从把它收集或与碱中和生成有价值的盐类这方面考虑?传热差、易结焦等问题,可以把加热炉造成接触面积大的长扁形,用砂或其它的沉淀无用的。另外,对于难回收的塑料袋之类,希望能通过技术改造,使它能短期内腐烂在泥土里,或减少有害成分,能以焚烧的方法解决。
在政策上,
(1)我们希望对塑料的处理得到政府的重视,人力、物力、财力的投入比例增大,利于科研与实践。
(2)建立废旧塑料回收的商业系统,把各种塑料回收给工厂作为一种职业。
(3)运用立法与行政手段,对塑料处理不当的工厂进行处罚。
(4)开展有关塑料污染与解决的宣传教育活动,提高人们的意识。
在意识上,呼吁广大人民从自身做起,减少使用不必要的塑料制品,对塑料废品进行分类处理;教育下一代,提高他们的环保意识,鼓励他们去认识塑料,积极投身于塑料回收处理的研究工作,为祖国、为世界、为全人类的环保事业献上自己的一份力量!