废旧塑料垃圾的回收利用方式有哪些?

2022-12-30

废塑料因耐腐蚀、难降解性成为环境污染重要来源,如何处理塑料废弃物已成为当务之急,传统的填埋方式因其带来的环境、占地问题逐渐被研究者摒弃,取而代之的是资源、能源化利用。近年来,许多国家都在倡导废塑料的回收利用,中国在2015年塑料的回收利用率就超过了50%,一些国家如瑞士、奥地利、德国,国家通过政策和法律严格控制废塑料的回收,塑料的资源化利用效率甚至高达98%以上。塑料废弃物的资源化回收利用对于解决全球能源和环境问题具有极其重要的意义。

废塑料几种主要的回收方式包含初级回收、机械回收、化学回收和燃料热能回收法。初级回收又称为重新挤压加工,简单来说是将工业塑料碎片、边角料、单聚合物直接或加入到新材料中挤压成型,以获取特定的塑料制品。这个技术的应用主要在工业生产中,也有对居民家庭生活废塑料的回收处理。但后者面临的挑战主要源于居民所产生的废塑料产物不均匀性大,进行初级再生需要额外的塑料的分类回收技术,且需要较干净的塑料废弃物,这就对城市街边垃圾回收分类设施提出了很大的要求,因此这个技术应用并不广泛。

机械再生被称为是第二级回收方法。指的是将废塑料经筛选、清洗、粉碎、熔融造粒后直接成型加工或者与新材料混合使用的方法。该方法操作简单,技术含量和成本低,对塑料类型和品质的适应性广。常见的例如将农业用的聚乙烯塑料薄膜经再生成型加工后,可再次生产薄膜,或制造垃圾袋、垃圾箱等。然而分离、洗涤、纯化和加工对于机械回收塑料的目标产物的品质至关重要,这个过程中最大的挑战来自于废塑料的均匀性和可降解度,废塑料种类越多意味着分类筛选的成本越高。长远来看,对于国内塑料废弃物种类繁多的现实情况,机械回收再生并不是一个最佳的处理方式。

塑料的化学回收是通过化学的方法打破聚合物内部的分子结构组成得到塑料单体、液体化学品或者化工燃料的方式。化学回收法可以分为解聚方法(醣酵解、水解、溶剂分解和水解),部分氧化和裂解(热裂解、催化裂解和加氢裂解)。燃料热能回收主要是指利用塑料废弃物燃烧时候所产生的热量的方法。废塑料富含C、H两种元素,常见的聚烯烃、聚苯烯类塑料所含的C元素高达80~93wt.%,氢含量8~16wt.%。废塑料的热值可高达40MJ/kg以上,几乎与燃油相持平,利用热能回收法可以高效获取其中的能量。然而塑料燃烧过程中,会释放氮氧化物、二噁英等有污染气体,造成二次污染,且热能回收利用品位低。综合来说,从可持续发展和资源高值化利用角度,废塑料的化学回收利用法更应被广泛关注和应用。

废塑料热解

废塑料热解技术

当前在废塑料资源化利用方式中,以合成气、化工原料等为目标产物的废弃物热解技术因原料适用性广、低污染低排放被认为是最有前景的废塑料利用技术之一。如图所示,通过热解技术以及后续的催化重整,塑料废弃物可转化为气体、固体、液体等一系列化工燃料和原料。

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