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因为塑料具有质轻、价廉、强度高和简单加工等优秀功用,在出产和日子中得到了十分广泛的运用。与此同时,废塑料形成的环境污染已成为全球性问题。塑料废物质轻又体积巨大,它们被填埋后不分化,形成土地板结,妨碍作物呼吸和吸收营养,使之减产;残膜中的有毒添加剂和聚氯乙烯会富集于蔬菜和粮食及动物体;在紫外线效果和燃烧时,它们排放出的CO、氯乙烯单体(VCM)、HCl、甲烷、NOx、SO2、烃类、芳烃、碱性及含油污泥、粉尘等污染水体和空气,含氯塑料燃烧开释二恶英等有害物质[1,2]。
对废塑料的处置越来越显得迫切和必要。处置废塑料问题的首要途径是收回运用,包含收回和再生运用2种办法。收回首要指废塑料的会集、运送、分类、洗刷、枯燥等处置进程,只要先收回,才干再生或运用。再生运用的详细进程:成品→废弃物→收回→再生成品→再废弃物→收回→再生成品。
此外,推广运用可降解塑料也是一项有用的办法。可降解塑料是近年来开发研发出来的。降解塑料是在一般塑料中参加填充物质,添加其在自然环境中的降解才干。依据其降解办法不一样,降解资料首要有光降解资料和生物降解资料2种。可是降解资料当前在某些功用方面不如一般塑料。此外,某些降解资料因为添加了其它物质而不利于塑料的再生运用。
1塑料的品种
按塑料受热所呈现的根本举动,塑料分为热塑性塑料和热固性塑料2大类。热塑性塑料是指在特定温度范围内,能重复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯丙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
按塑料的物理—力学功用和运用特性,分为通用塑料、工程塑料及功用塑料。
通用塑料的产值大、报价低、功用一般,是当前塑料废物的首要组成部分。它首要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯丙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛树脂(PF)和氨基树脂等。
工程塑料一般是指能够作为构造资料,能在较广的温度范围内接受机械应力和较为严苛的化学物理环境中运用的资料,如聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)等。
功用塑料是指大家用于特种环境的具有特种功用的塑料。如医用塑料、光敏塑料等。
2废旧塑料的物理收回与运用
塑料是由石油化工衍生的质料制成,当前它的产值以体积计已超越金属资料的产值。除极少数塑料管、板材以外,90%的塑料成品运用寿命只要1~2a,形成废塑料数量的急剧添加。对废塑料的污染治理应侧重于收回、再生和综合运用。
现阶段,中国废塑料收回技能依然以物理收回为主,收回运用工序首要为搜集、分类别离、清洁、枯燥、破碎或造粒,经过改性再加工制成合适市场需求的商品或与新料混合运用[3]。废旧塑料收回再运用情况见表1。
表1废旧塑料物理收回再运用的一些典型用处
3废旧塑料热解油化技能
日子废塑料一般选用热解油化技能加以收回,即经过加热或参加必定的催化剂使废塑料分化,取得聚合单体、柴油、汽油和燃料气、地蜡等商品。废塑料的热解油化技能不仅对环境无污染,又能将原先用石油制成的塑料还原成石油成品,能最有用地收回资本。因此,废塑料热解油化就是以石油为质料的石油化学工业制作塑料成品的逆进程。
废塑料热解的商品:首要为C1~C14的燃料气、燃料油和固体残渣。
热解温度及难易程度:PE、PP、PS、PVC等热塑性塑料当加热到300~500℃时,大多数分化成低分子碳氢化合物,其间,PVC加热到约200℃时发作脱氯反响,进一步加热发作断链反响。
酚醛树脂,脲醛树脂等热固性塑料则不合适作为热解质料;PEP、ABS树脂富含氮、氯等元素,热解时会发作有害气体或腐蚀性气体,也不适宜做热解质料;PE、PP、PS只富含C和H,热解不会发作有害气体,它们是热解油化的首要质料。如PE热解所的质料油的热值和C、H、N含量与成品油根本一样。
4废塑料的热能运用技能
热能运用技能是对难以进行资料再生或化学再生的废塑料经过燃烧,运用其热能。关于没有进行分类搜集和分选的混合塑料,进行燃烧收回热能是最为有用的办法之一。燃烧废塑料可有2种办法[4]。
(1)直接燃烧运用其热能,燃烧废塑料时,发热量高达33.6~42MJ/kg,比煤高、相当于重油。据预算,燃烧120kt的塑料相当于2400kt木材或相当于100kt煤焦油的发热量;并且,在燃烧进程中发作的硫只要煤炭的1/20和重油的1/40,灰分也较少;但发作的氯是燃烧煤的3倍和重油的19倍,并有发作二恶英的风险。此外,还需求专门的燃烧设备,并且关于中小城市,搜集满足的废塑料和设置高效燃烧设备均有困难(因高温腐蚀和排气处置不易处置)。所以除了单个回转窑、高炉等,直接燃烧不应发起。
(2)制作废物固体燃料,简称RDF,是将难以再生运用的废塑料破坏,并与生石灰为主的添加剂混合、枯燥、加压、固化成直径为20~50mm颗粒的办法。
无论哪种再生办法或循环运用技能终究归结到怎么进行无污染处置和有用运用的问题上来。资料再生运用是有用运用资本、处置废塑料资料来历、减轻环境污染、下降新成品本钱的最有用处径,而作热能运用则往往是终究运用处置。
燃烧技能是将塑料与混合废物一同作为燃料,替代煤燃烧供热的技能。该办法可有用地战胜填埋占有很多土地的缺陷(可减容90%),遭到一些发达国家的注重。废塑料的热值与燃油相当,是废物燃烧的重要热能来历。
5废旧塑料用作高炉中的还原剂
大家正在留意用磨碎的废塑料替代焦炭和粉煤从出产铁水的高炉底部进料,用作矿石还原剂的办法[4]。这种办法在德国现已得到了运用。不莱梅钢铁厂从1995年开端试喷,现在已达90kt/a。在2010年节能、减废公司自立举动计划中规定,全行业2010年喷吹1000kt,约合钢铁能耗的2%。
日本NKK公司于1998年发展了农用薄膜喷吹并新建30kt/a的造粒设备,1999年又在福山厂新建含氯废塑料的脱氯和造粒设备,继之新日铁公司实施了废塑料焦炉质料化。废塑料经分类、破碎和紧缩成块后与煤混合,可替代1%的原煤。在该进程中废塑料进行热分化反响,发作碳化,生成焦炭、焦油和焦炉煤气。
该办法的首要长处在于废塑料能够用于以高炉为根底的现行钢材制作设备。作为预处置,废塑料只需求加工到能将其进料投到高炉中即可。该法已发展为100%循环再生废塑料的技能。废塑料与煤混合后,经1200℃高温干馏,可分别得到20%的焦炭(用作高炉还原剂)、40%的油化商品(包含焦油和柴油,用作化工质料)及40%的焦炉煤气(用作发电等)。当前,这种办法适用于聚氯乙烯之外的混合塑料,现在正在进行研究与开发运用于一切废塑料的技能。
此外,还能够运用废塑料中的氢作为补充的氢源与煤进行共液化。当温度升到400℃以上时,煤和废塑料都会发作热分化,有大分子裂解为很多自由基小分子,因为塑料的H/C原子比较高,这样,在煤的小分子基团、塑料的小分子基团相互联系或与外界的活化氢原子相联系时,就会生成H/C原子比较高的液体商品。该项技能为煤的洁净运用以及废塑料中氢资本的收回运用供给了新途径。
6催化裂解技能
废塑料的催化裂解是在催化剂存鄙人进行的热解反响。催化裂解反响的商品为汽油、柴油和焦炭。其运用范围首要是聚烯烃类塑料。因为废塑料中能够存在的Cl和N的毒化,以及无机填充剂和杂质的毒化效果,需求先进行预处置。催化剂是反响的要害,常用的催化剂包含ZMS-5沸石催化剂、H-Y沸石催化剂、REY沸石催化剂和Ni-REY催化剂等,催化剂的活性点强度和浓度、比表面积、均匀孔径、孔径的尺寸散布等都影响反响速度和对商品的选择性。
7结束语
防治由废旧塑料发作的“白色污染”问题,各国政府的有关部门作了很多作业。实习表明:废旧塑料的资本化运用技能已趋于老练,处置废旧塑料导致的环境污染问题从技能角度来看不存在问题,要害是经过立法采纳强制收回运用,并加强管理的办法才干有用彻底治愈“白色污染”问题,否则会进一步呈现“放错地方的资本,而没有得到运用”的局势。
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