Технология переработки пластика: Переработка пластиковых отходов. Cleandex

07.11.1984 alexxlab

Содержание

Вторичная переработка пластика в гранулы

Проблема переработки пластика является актуальной для всех государств современного мира. Это то, что объединяет и экономически развитые страны Запада, и развивающиеся страны Третьего мира. Повсюду ломают голову над вопросом: как утилизировать горы пластикового мусора?

В мире ежегодно производятся колоссальные объемы пластиковой продукции. Полигоны ТБО переполнены выброшенными пластиковыми изделиями. Ситуация усугубляется тем, что период полного разложения пластика составляет около 500 лет. Экологи и природоохранные структуры констатируют, что эти отходы все сильнее загрязняют окружающую среду и мировой океан. Последствия такого положения дел будут ощущать на себе и наши внуки, и их потомки.

По мнению специалистов, лучшим ответом на данную угрозу является развитие вторичной переработки пластиковых изделий. На Западе такие технологии начали развиваться еще с 60-70 годов прошлого века. В России же, как с сожалением констатируют эксперты, проблеме вторичной переработки пластика долгое время не уделялось должного внимания.

Российская специфика

Связано это с тем, что в СССР не было повсеместного распространения пластиковых упаковок для продуктов и товаров. Население не выбрасывало пакеты-майки после разового использования, а бережно хранило их в течение многих лет. И до самого конца 80-х годов в нашей стране не знали такой проблемы, как засилье пластикового мусора.

Но и позднее, когда пакеты-майки и прочие изделия прочно вошли в обиход российских граждан, принято было сквозь пальцы взирать на всё возрастающие горы пластикового мусора.

Во-первых, отсутствовала проработанная законодательная база по охране экологии. Во-вторых, налицо была слабая информированность общества о вреде пластиковых отходов.

Все это привело к тому, что со временем проблема утилизации пластика приобрела в России очень острый характер. При этом к ее решению смогли серьезно подойти лишь недавно.

Методы вторичной переработки пластика

Сегодня у нас есть возможность опираться на передовой западный опыт, который предлагает несколько способов переработки пластикового мусора для его вторичного использования.

Механические методы. Данный подход подразумевает механическое измельчение различных пластиковых волокон, некондиционных лент и отходов литья в крошку или порошок. При этом не происходит изменения физико-химических свойств пластика и его структуры.
Физико-химические методы. Они подразделяются на несколько типов.

Деструкция пластиковых отходов. Предполагает получение олигомеров и мономеров, в дальнейшем используемых для изготовления пластиковых волокон и пленки.
Повторное плавление. Данный вариант предполагает использование технологии литься под давлением. При этом из пластикового мусора получается гранулы.

Переосаждение из растворов. Этот метод дает возможность изготавливать из отходов композиционные материалы и получать порошки, которые в дальнейшем применяются в полимерных покрытиях.
Химическая модификация. При таком варианте переработки из пластиковых отходов получаются субстанции с новыми физическими и химическими качествами.

Их всех вышеназванных методов наиболее популярна технология повторного плавления, также известная как гранулирование или таблетирование.

Гранулирование пластикового мусора

Метод гранулирования бывает двух видов.

Горячее гранулирование. При таком способе пластик сначала плавится, а затем нагнетается через круглые дыры рабочей поверхности. Получаются горячие пластиковые ленты, которые нарезаются специальными ножами на маленькие гранулы или таблетки. На последнем этапе осуществляется охлаждение гранул/таблеток воздушным потоком.

Холодное гранулирование. Данная технология предполагает продавливание материала через особую перфорированную пластину. Так получаются пластиковые ленты, которые быстро охлаждаются и нарезаются вращающимися ножами на мелкие гранулы. Во избежание нагревания полимера во время рабочего процесса допускается применение жидкого азота.

Развитие переработки пластика

По мнению экономистов, если вы хотите получать верную прибыль, то один из наиболее надежных способов достичь этой цели – вложить деньги в строительство завода по переработке пластикового мусора. В нынешних реалиях подобный бизнес-проект просто обречен на успех!

По некоторым данным, в 2016 году рынок вторичного пластика превысил 5 миллиардов долларов. Мировой спрос на утилизированный пластик ежегодно растет на 6,5 %. При этом насыщенность рынка предприятиями-переработчиками – низкая. Особенно в России, где, как мы уже отмечали, нет развитой инфраструктуры переработки пластика.

Перспективы вторичной переработки в долгосрочной перспективе будут более чем благоприятные.

Во-первых, среди всего производимого в мире пластика доля вторичного продукта не превышает 7 %. Очевидно, что экологи и природоохранные структуры в дальнейшем будут добиваться многократного увеличения этой цифры.
Во-вторых, производители пластиковых товаров сами заинтересованы в том, чтобы их продукция считалась более экологичной, поэтому всячески способствуют развитию вторичной переработки пластиковых отходов.
В-третьих, в последние годы наблюдается динамичное развитие технологий сортировки бытовых отходов и рециклинга, что позволяет оптимизировать процесс переработки пластикового мусора и максимально увеличить качество вторичного продукта.
В-четвертых, инфраструктура утилизации бытовых отходов, как ожидают специалисты, в будущем будет значительно усовершенствована. Это значительно облегчит и удешевит работу заводов-переработчиков.

Поэтому при всей нынешней рентабельности бизнеса во вторичной переработке пластикового мусора, в будущем это направление станет еще более прибыльным.

Особенно выгодно открывать мусороперерабатывающий бизнес в России, где конкуренция практически отсутствует. При этом российское законодательство стремительно наверстывает упущенное: принимаются все новые нормативно-правовые акты по защите окружающей среды и необходимости вторичной переработки пластика.

Отметим, что многие ведущие российские производители пластиковой продукции также уделяют все больше внимания вопросам экологической безопасности.

В их числе – компания «УпакСнаб». Мы активно участвуем в развитии инфраструктуры вторичной переработки пластикового мусора. Поэтому, делая у нас заказ пакетов с логотипом, вы поддерживаете наши экологические проекты и вносите важный вклад в защиту окружающей среды.

Переработка пластиков: технология непрерывного пиролиза, которая работает — Установка пиролиза УТД

Что мы знаем о накоплении и утилизации отходов пластика? Факты и цифры

Для того чтобы наобещать цивилизации всякие виды мучительной гибели, сегодня вовсе не обязательно заглядывать в «Откровения Иоанна-богослова». С этим может справиться простой пластиковый пакет об руку с ПЭТ бутылкой. Ведь в мировом океане уже к 2025 году, до которого осталось каких-то 5 лет, секунда по историческим понятиям, на одну тонну рыбы придется 3 тонны пластика — это 600 бутылок на каждые 10 кг рыбы. Остров в Тихом океане, целиком состоящий из пластиковых отходов по площади, занимает примерно три Франции. И не стоит думать, что пластиковый мусор в нем плавает лишь на поверхности: постепенно разрушаясь, до 70% его падает на дно, зависает на глубине и совершенно невозможно оценить, насколько загажен на этой огромной площади Тихий океан. Разброс в оценках составляет от 5 до 50 триллионов тонн – в 10 раз.

Пластики – удивительная группа материалов с самыми разнообразными свойствами, давно служащие человеку. Изобретение первого искусственного материала, целлулоида, относится к 1855 году. Вторым прорывом был бакелит, изобретенный в 1907 Лео Бакеландом. С тех пор пластик проник абсолютно во все стороны человеческой жизни и сделался совершенно незаменимым. И, как обычно происходит, начал потихоньку диктовать условия. Сегодня пластик отбирает 8% всей добытой нефти, причем половина идет на его производство, а половина – на утилизацию.

Отходы из пластика, количество которых нарастает со скоростью снежного кома, плохо поддаются утилизации: например, с помощью различных технологий перерабатывается всего 7% пластиковой упаковки. Хотя если проанализировать эти цифры, выяснится, что, например ЕС отправляет такие отходы в низкодоходные страны и считает их утилизированными, в то время как реальную судьбу этих отходов проследить просто невозможно. Чемпионом в переработке пластика является Тайвань, где процент переработки пластиковых отходов достигает 55%.

А что в России? Проблема переработки пластиковых отходов встали перед Россией гораздо позже, чем перед Европой: в Советском Союзе в качестве упаковочного материала гораздо больше использовали бумагу, утилизация которой была достаточно хорошо отработана. Не было ни правовой базы, ни технологий, ни даже интереса к проблеме утилизации пластика. Только в конце XX века об этой проблеме заговорили, ориентируясь на мировой опыт. Несмотря на то, что по данным журнала «ТБО» пластиковые отходы составляют всего 6% от общего количества ТКО, это особый вид отходов, требующий различных подходов как по типу, так и по региону образования. Утилизация пластиков представляет собой проблему, в основном по двум причинам: разнообразия и сложности химического состава и длительного периода распада отходов.

Виды пластиков: какие можно перерабатывать? Что означают треугольники с цифрами

Коды переработки пластика – специализированные обозначения материала, из которого изготовлено изделие. Маркировка, состоящая из идентификаторов в виде цифр и букв, значительно облегчает процесс сортировки пластиковых отходов и последующей переработки. Именно в зависимости от физико-химических характеристик полимера определяется способ обращения с его отходами.

Тип пластика	Маркировка	Основные характеристики	Области применения
ПЭТ, ПЭТФ Полиэтилентерефталат PET/PETE		«>высокая термостойкость чистота и прочность температура плавления — от 245°C устойчивость к растворителям и агрессивным жидкостям повторное использование не рекомендуется, могут выделяться фталаты подлежит переработке	бутылки для питьевой воды, безалкогольных и спортивных напитков, банки для специй, жаропрочные контейнеры для еды и мешки для запекания, банки для лекарств, волокна для одежды
ПНД, ПЭВП (ПЭНД) Полиэтилен высокой плотности/ Полиэтилен низкого давления PEHD/HDPE		«>высокая устойчивость к влаге и химикатам твердость и прочность гладкая воскообразная поверхность газопроницаемость термический неустойчивый материал температура плавления — от 120°C низкая степень опасности => практически не выделяет вредных веществ подлежит переработке	бутылки для молока и негазированных напитков, строительная трубы, мебель, упаковка для продуктов питания, бутылки для шампуня и жидкости для полоскания рта, пластиковые заборы, горшки для растений
ПВХ Поливинилхлорид PVC		«>может быть жестким и гибким высокая прозрачность прочность высокая устойчивость к химикатам, жиру и маслу тонет в воде при нагревании выделяет канцерогенные вещества, негативно влияет на организм человека (гормональный баланс, репродуктивную и иммунную системы) cодержит фталаты, бисфенол А, винилхлорид, ртуть и т.д. при сжигании выделяет диоксины! не подлежит переработке!	водопроводные трубы, прозрачная упаковка для продуктов питания, термоусадочная пленка, пластиковые детские игрушки, скатерти, виниловые напольные покрытия, детские игровые коврики и блистеры (например, для медикаментов), оконные и дверные рамы, медицинские изделия, трубы и фитинги, оболочка из проволоки и кабеля, водостоки, изделия из синтетической кожи
ПВД Полиэтилен низкой плотности/ Полиэтилен высокого давления LDPE/PEBD		«>практически безвреден простота переработки высокая прочность низкая температура плавления — от 100°C в редких случаях выделяет формальдегид подлежит переработке	мешки для химической чистки, мешки для газет, мусорные мешки, а также «бумажные» коробки для молока и стаканы для горячих/холодных напитков, упаковочные пленки, пузырчатая упаковка, мешки для покупок, мешки для замороженных продуктов, мешки для проволоки и кабеля, мешки из высокопрочных материалов
ПП Полипропилен PP		«>устойчивость к низким и высоким температурам, к агрессивным жидкостям устойчивость к низким и высоким температурам, к агрессивным жидкостям прочность и жесткость относительно безопасен и безвреден высокая температура плавления — от 160°C выделяет формальдегид при неправильном хранении либо длительном применении подлежит переработке	баночки для йогуртов, крышки для бутылок, бутылки для кетчупа и сиропа, рефрижераторные контейнеры, горшки для растений, питьевые соломинки, ланч-боксы
ПС Полистирол PS		«>эксплуатационная гибкость, прозрачность теплоизоляционные свойства высокая температура плавления — от 240°C относится к канцерогенам, неблагоприятно действующим на кровеносную и репродуктивную системы, печень и почки при высоких температурах выделяет вредное вещество – стирол частично подлежит переработке (имеются ограничения)	одноразовая посуда чашки, тарелки, контейнеры, лотки для мяса в супермаркете, яичные коробки, коробки для продуктов питания, вешалки для одежды и футляры
Другие виды пластика Other types of plastic		«>любые другие виды пластика (поликарбонат, полиамид, нейлон, биопластики и т.д.), кроме вышеперечисленных использование для пищевых целей допустимо только при наличии соответствующей маркировки при нагревании выделяет бисфенол А! не подлежит переработке!	волоконный текстиль, бутылки для кулера, «биоразлагаемый» пластик, тюбики для зубной пасты, многоразовая тара

Методы утилизации и переработки пластиковых отходов

Основные методы обращения с пластиковыми отходами можно разделить на 4 группы:

Механическая переработка (вторичная переработка)
Химическая утилизация
Захоронение
Термические методы (инсинерация, пиролиз)

Механический метод – грануляция, так можно переработать отходы пленки, поликарботната, полиэтилена низкого давления, полистирола и пенополистирола, полиамида и некоторых других. Метод заключается в нагреве, пропускании через экструдер, гранулировании и охлаждении. Гранулы затем можно повторно использовать в производстве пластиковых товаров. Недостатком этого метода можно считать тот факт, что из вторичного сырья удастся изготовить лишь менее качественные пластиковые товары.

Химическая утилизация (рециклинг) вовлекает применение токсичных растворителей, с помощью которых также не удастся «пересоздать» пластик исходного качества. Кроме того, любой химический процесс критически зависит от однородности сырья, чего трудно добиться в отношении отходов. Необходимы сортировочные мощности.

Преимущества и недостатки такого метода как захоронение несколько неуместно даже обсуждать. Это метод позавчерашнего дня, к сожалению, широко распространенный и сегодня в силу относительной дешевизны для настоящего момента, однако в ближайшем будущем он отыграет куда худшими опасностями, чем остальные методы.

Термические методы, подразделяемые на инсинерацию и пиролиз, также широко применяются для утилизации пластиков.

Преимущество инсинерации – в ее «всеядности» и уменьшении изначального объема отходов, особенно в отношении пластиков, обладающих немалой теплотворной способностью (конечно, теплотворная способность разных видов пластика кардинально различается). При условии качественной современной системы газоочистки инсинерацию широко используют и сегодня, например, Германия сжигает до 60% своих пластиковых отходов. Всплеск инсинерации пластика наблюдался в 2000-2016 годах в Европе, где количество сжигаемого пластика увеличилось на 61%. В Китае действует 231 крупный мусоросжигательный завод и соответственно, доля инсинерации там тоже велика. Однако, бессмысленная трата достаточно ценного вторичного ресурса сегодня непозволительна.

Пиролиз предполагает нагрев сырья без доступа кислорода и разложение полимерных цепочек без их окисления. Это достаточно перспективный способ, в меньшей степени, чем инсинерация или химический рециклинг нагружающий окружающую среду, имеет одну ахиллесову пяту – низкую производительность.

Практически все пиролизные технологии, представленные на современном рынке, до сих пор имеют периодический или полунепрерывный принцип работы, что связано со сложностью герметизации процесса.

Вращающаяся печь непрерывного пиролиза УТД-2 – идеальное решение для переработки отходов пластика

Компания IPEC, уже хорошо известная своими установками непрерывного пиролиза углеводородсодержащих отходов УТД-2 различной производительности, разработала новую технологию непрерывного пиролиза, предназначенную для утилизации различных видов пластика: полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиэтилентерефталата, полиамида и некоторых других, кроме поливинилхлорида, в котором присутствует хлор.

Технологический процесс переработки пластика в УТД-2:

Пластиковые отходы из загрузочной емкости подаются на измельчитель и после него на экструдер, где проходит нагрев и плавка пластических масс до пастообразного состояния. Далее сырье подается в реактор, нагреваемый горелками на пиролизном газе, образующемся в процессе реакции. В реакторе, благодаря вращению камеры, сырье равномерно распределяется по стенкам и разлагается без доступа кислорода. Далее парогазовая смесь проходит фильтр пиролизных газов, где очищается от тяжелых компонентов и механических примесей (золы) и поступает в каталитическую колонну, которая препятствует образованию парафинов. После парогазовой смеси она подается в газожидкостный сепаратор, где разделяется на жидкую и газовую фазу. Жидкость – пиролизное топливо – сливается в бак хранения (готовой продукции). Пиролизный газ через газоосушительную колонну, где отделяется остаточный водяной пар, подается на горелки через фильтр и газовый компрессор.

Сухой углеродный остаток непрерывно удаляется из реактора с помощью системы автоматического золоудаления в бункер – золоприемник.

Дымовые газы из топки, не содержащие вредных примесей, вытягиваются дымососом в дымовую трубу и выбрасываются в атмосферу. Если температура дымовых газов превышает допустимую по нормативам, предусмотрено либо разбавление их атмосферным воздухом, либо, в качестве опции, блок рекуперации тепловой энергии.

Производительность Комплекса – от 1000 кг пластиковых отходов в час

Главное преимущество процесса IPEC – его непрерывность. Технология пиролиза, дополненная каталитическим блоком – наиболее перспективная из имеющихся на сегодняшний день термических технологий утилизации пластиковых отходов. У нее лишь одно значимое требование – настоятельная необходимость в герметизации реактора и строгой изоляции процесса от окружающей среды. Проникновение атмосферного воздуха в процесс немедленно приводит к аварийной ситуации. К счастью, в IPEC давно знают, как обезопасить оборудование и персонал, безаварийная работа УТД-2 подтверждена многими Заказчиками.

Ознакомиться с Установкой термической деструкции с вращающимся реактором серии УТД-2 для переработки пластика

Статья «Переработка пластиков: технология непрерывного пиролиза, которая работает» опубликована в корпоративном журнале «ЭКОИНЖ»

При использовании материала/любой его части ссылка на авторство и сайт (www. i-pec.ru) обязательна

В центре внимания науки и техники: усовершенствованная переработка пластика

Краткие факты

Объем пластиковых отходов — переполненных свалок и загрязняющих океаны — вырос в США в десять раз с 1970 по 2018 год, поскольку уровень переработки остается низким.

Химическая переработка представляет собой альтернативную или дополняющую технологию к существующим процессам механической переработки (таким как сортировка и измельчение). Технологии химической переработки используют тепло, химические реакции или и то, и другое для переработки использованного пластика в новый пластик, топливо или другие химические вещества, создавая замкнутый цикл, в котором пластик можно перерабатывать бесконечно, чтобы уменьшить зависимость от свалок.

Но внедрение технологий химической переработки сталкивается с препятствиями, такими как высокие начальные затраты и мало стимулов для инвестиций в инновации.

Перейти к основным моментам

Основные моменты

Почему это важно

Объем пластиковых отходов в США вырос в десять раз с 1970 по 2018 год, в то время как уровень переработки остается низким. Скопление пластиковых отходов на свалках и в океанах может загрязнить экосистемы и негативно повлиять на здоровье человека и дикую природу. Технологии химической переработки могут улучшить переработку пластика, но остается несколько проблем.

Технология

Что это? Пластмасса используется во многих предметах повседневного обихода, включая упаковку для пищевых продуктов, бутылки с водой, сумки и бытовую технику. Они в основном изготавливаются из химических веществ на основе ископаемого топлива в сочетании с различными добавками, такими как стабилизаторы или антипирены, для достижения желаемого результата (например, прочности, жесткости, цвета, термостойкости).

Большая часть пластиковых отходов в США попадает на свалки, при этом относительно небольшая часть сжигается, а еще меньшая часть перерабатывается. Аккумулирующиеся на свалках пластиковые отходы, как правило, не разлагаются и не разлагаются.

Рисунок 1. Методы утилизации пластиковых отходов в США

Технологии переработки пластмасс перерабатывают или перерабатывают пластиковые отходы для повторного использования. В настоящее время доминирующей технологией переработки пластика является механическая переработка, в которой используются физические процессы, такие как сортировка, измельчение, промывка, разделение, сушка и повторное гранулирование, для восстановления пластика, который можно заменить первичным или новым пластиком. Однако технология механической переработки является дорогостоящей, трудоемкой и, как правило, приводит к получению пластмасс более низкого качества, чем первичные пластмассы. Следовательно, промышленность рассматривает передовые технологии переработки, а именно химическую переработку, в качестве альтернативы или дополнения к механической переработке. Технологии химической переработки используют тепло, химические реакции или и то, и другое для переработки использованного пластика в эквивалентный девственному пластик, топливо или другие химические вещества.

Кроме того, недавние достижения в технологии сортировки — одного из физических процессов, общих как для химической, так и для механической переработки — могут также повысить эффективность химической переработки и привести к увеличению переработки пластика. Например, технологии искусственного интеллекта могут повысить эффективность автоматизированной сортировки. Точно так же другая передовая технология эффективно сортирует материалы, определяя их молекулярные колебания.

Как это работает? Химическая переработка может способствовать созданию замкнутой системы, известной как экономика замкнутого цикла, в которой пластмассы используются повторно, а не выбрасываются на свалки или сжигаются. Существует три основных категории технологий химической переработки: конверсия, разложение и очистка.

Рис. 2. Замкнутый цикл химической переработки

Конверсия фокусируется на преобразовании полимеров — молекул углеводородов с длинной цепью, построенных из более мелких повторяющихся единиц, называемых мономерами, — в смешанных или отсортированных пластмассах в более мелкие молекулы. Это может происходить с помощью различных методов, включая пиролиз и газификацию.

Пиролиз, иногда называемый «пластик в топливо», превращает пластиковые отходы в синтетическую сырую нефть, которую можно перерабатывать в дизельное топливо, бензин, печное топливо или воск. Этот процесс включает в себя нагрев пластиковых отходов до высоких температур (300-900°C) в отсутствие кислорода. Различные формы пиролиза используют разные температуры, давления и время обработки.
Газификация также нагревает пластиковые отходы до высоких температур (500–1300°C) в среде с низким содержанием кислорода для преобразования пластиковых отходов в синтез-газ или «синтез-газ». Синтез-газ — топливная смесь, содержащая в основном водород и монооксид углерода — может сжигаться для производства электроэнергии или преобразовываться в другие виды топлива или химические вещества, такие как этанол и метанол.

Разложение расщепляет полимеры в отсортированных пластмассах на мономеры для производства новых пластмасс. Это разложение может быть сделано с помощью тепла или химических веществ. Химическое разложение использует растворители для разрушения полимеров на мономеры. Некоторые технологии разложения используют ферменты для разрушения полимеров при температуре ниже комнатной, что приводит к меньшему потреблению энергии.

Очистка использует растворители для отделения полимеров от добавок или загрязнителей. В отличие от других видов химической переработки, очистка не разрушает и не модифицирует полимер. Очистку можно использовать со смешанными или отсортированными пластиками.

Насколько он зрелый? Несмотря на то, что такие технологии, как пиролиз и газификация, являются зрелыми, их использование в переработке пластика является относительно новым, отчасти из-за низкой стоимости первичного пластика и проблем, связанных с переработкой загрязненных или сложных пластиковых изделий. Конверсия в настоящее время является наиболее зрелой из технологий химической переработки, при этом несколько компаний используют пиролиз, и по крайней мере одна компания использует газификацию в промышленных масштабах. Несколько компаний также разрабатывают или находятся на начальных этапах пилотных испытаний термического и химического разложения. Очистка является наименее зрелой технологией химической переработки, хотя исследования в этой области продолжаются. Передовые технологии сортировки различаются по степени зрелости: молекулярные вибрации для идентификации материалов уже используются, а сортировка с использованием искусственного интеллекта все еще находится в стадии разработки.

Возможности

Сохранение ресурсов . Химическая переработка может производить сырье первичного качества, тем самым снижая спрос на ископаемое топливо и другие природные ресурсы.
Сокращение использования полигонов . Значительное количество пластиковых отходов попадает на свалки. Новые технологии могут сократить потребность в мусорных свалках, что может сократить выбросы вредных химических веществ в окружающую среду.
Новые рынки . Разработка передовых технологий переработки может способствовать развитию отечественного бизнеса и занятости. Химическая переработка создает рынок пластиковых отходов и новый способ повторного использования некоторых пластмасс.

Проблемы

Препятствия для внедрения . Компании, стремящиеся использовать химическую переработку, могут столкнуться с рядом препятствий, включая технологические и технологические проблемы, высокие начальные и эксплуатационные расходы, недостаточно развитые внутренние рынки для переработанных продуктов и ограниченные стимулы для инноваций и инвестиций в переработку.
Пригодность . Химическая переработка подходит не для всех типов пластика, особенно когда полимерные цепи необратимо связаны друг с другом.
Конкурс . Первичные пластмассы, как правило, дешевле в производстве, чем переработанные пластмассы, отчасти из-за транспортных расходов и ограниченной инфраструктуры переработки, что затрудняет конкуренцию процессам переработки.

Политический контекст и вопросы

Поскольку объем пластиковых отходов, как ожидается, со временем будет расти, некоторые ключевые вопросы для рассмотрения директивными органами включают:

Какие шаги могут предпринять федеральное правительство, штаты и другие заинтересованные чем утилизация? Каковы потенциальные преимущества и проблемы этих подходов?
Какие шаги могут предпринять политики для поддержки перехода к экономике замкнутого цикла, включая инновации и инвестиции в производственные и перерабатывающие мощности?
Что могут сделать политики для продвижения передовых технологий переработки, а также снижения опасностей, связанных с существующими методами производства и переработки пластика?

Для получения дополнительной информации обращайтесь: Карен Л. Ховард по телефону (202) 512-6888 или по электронной почте [email protected].

Полный отчет

Полный отчет (2 страницы)

Доступный PDF (2 страницы)

Контакты ГАО

Новые технологии переработки пластмасс | Waste360

Пластмассы имеют множество применений и дешевы в производстве. Но взрыв в производстве и потреблении намного опережает возможности управлять ими в конце жизни. Согласно прогнозам The Pew Charitable Trusts, к 2040 году поток пластика в океан почти утроится, а нынешние методы обращения с отходами сопряжены с большими расходами, которые затмевают низкую стоимость первичного пластика.

Арлин Каридис | 04 августа 2022 г.

В этой серии из двух частей оцениваются несколько новых технологий переработки, включая химические процессы и экспериментальный биологический процесс, а также еще несколько известных механических методов переработки. Далее обсуждается то, что, по мнению некоторых отраслевых экспертов, необходимо в плане политики и финансирования для продвижения новых технологий.

Политики, потребители, а также некоторые бренды и производители — все знают об этой проблеме — продвигают тенденцию: переосмысление мирового подхода к пластику, включая способы его переработки. Новые технологии и корректировки старых технологий развиваются, чтобы улучшить извлечение и обработку этих материалов, чтобы они не попадали в окружающую среду и находились в обращении при максимальном использовании.

Economist Impact, исследовательское подразделение Economist Group, которое освещает глобальные политические и экономические события, опубликовало исследование: Rethinking Plastics in a Circular Economy, финансируемое Dow Chemical, в котором оцениваются несколько технологий переработки по категориям химических и биологических подходы (часто называемые «продвинутой переработкой»), а также некоторые механические методы.

Оценка Economist Impact разбита на пять категорий:

Применимость: количество типов пластика, которые может обрабатывать технология; способность управлять многокомпонентными или смешанными потоками отходов; требуемый уровень сортировки и обеззараживания.
Качество продукции: Является ли переработанная продукция такого же или более высокого качества или более низкого качества, чем исходное сырье, и является ли продукция пригодной для пищевых продуктов.
Эффективность и устойчивость: рассмотрение температуры процесса и того, является ли процесс «открытым циклом» (выходные данные не могут использоваться для производства исходного продукта) или «замкнутым циклом» (выходные данные могут использоваться для производства исходного продукта).
Интеграция: Насколько хорошо метод интегрируется с последующими процессами во всей системе обращения с отходами, а также диапазон применения выходных данных.
Охват и масштабируемость: Зрелость; количество действующих и планируемых объектов; и их емкость.

Исследованы следующие химические процессы:

Каталитический пиролиз (термическое разложение пластиковых отходов в отсутствие кислорода с использованием катализатора для улучшения различных показателей производительности).
Некаталитический термический пиролиз (термическое разложение материала в отсутствие кислорода с получением пластичного масла).
Плазменный пиролиз [объединение обычного пиролиза с термохимическими свойствами плазмы для преобразования пластиковых отходов в синтез-газ (синтез-газ)].
Газификация (включающая нагревание и высокое давление с небольшим количеством кислорода или без него для получения синтез-газа, который может быть преобразован в мономеры).
Хемолиз (с использованием химических реагентов или просто воды для расщепления пластика на мономеры).
Гидротермальная переработка (использование воды, высокого давления и высокой температуры для разрыва углеводородных связей в пластмассах с целью получения масел и химикатов и, в конечном счете, для производства новых пластмасс).

Также был изучен биологический процесс:

Ферментативный гидролиз (использование фермента, содержащегося в отходах, который в сочетании с другим ферментом ускоряет расщепление пластика на мономеры).

Также оценивались следующие механические процессы:

Фильтрация расплава и экструзия (плавление пластика для фильтрации примесей и пропускание его через экструдер для изготовления пластиковых гранул).
Отслаивание до преформы (изготовление преформ путем отслаивания, обеззараживания, плавления, фильтрации с последующей подачей материала в машину для литья под давлением, без гранулирования).
Очистка/растворение (растворение пластмассы в растворителе, отделение полимера от добавок и загрязнителей, затем кристаллизация полимеров (называемая другими представителями отрасли физической и/или химической рециркуляцией, а не механической)

Мартин Кёринг, директор по исследованиям для этого исследования, говорит: «Существует огромное расхождение между этими технологиями, и они сопряжены с компромиссами, поэтому это исследование так важно. Он всесторонне оценивает каждую технологию переработки пластика на предмет атрибутов, которые будут важны для политиков, инвесторов, производителей пластмасс и других заинтересованных сторон, которые будут играть ключевую роль в продвижении этих технологий».

Некоторые из основных выводов заключаются в том, что химические процессы, особенно пиролиз, газификация и гидротермальная переработка, дают высококачественную и ценную продукцию. И они могут работать с многокомпонентной упаковкой, гибкой упаковкой и потоками смешанных отходов.

Все химические технологии получили высокие оценки за свою способность обрабатывать материалы, пригодные для пищевых продуктов (преформирование хлопьев было единственным механическим процессом, который также показал хорошие результаты в этой области). Ферментативный гидролиз также эффективен для продуктов питания и открывает возможности для вторичной переработки, обеспечивая продукт с такой же или более высокой ценностью, чем в его первой жизни.

Недостаток передовых процессов, особенно пиролиза, газификации и гидротермальной переработки, заключается в том, что они являются энергоемкими и могут генерировать выбросы двуокиси углерода, если не работают на возобновляемых источниках энергии.

Кроме того, многие из них зависят от химических реакций, представляющих потенциальную угрозу безопасности. Таким образом, они требуют больших инвестиций в проектирование и строительство, а также передовые протоколы безопасности для снижения связанных рисков.

А с химическими процессами переработанная продукция потребует большой подготовки для производства новых пластиковых материалов.

Участник исследования Сухас Диксит, основатель и исполнительный директор APChemi, сказал: «Вы не можете просто взять пластиковое масло [после пиролиза] и начать добавлять его в крекер». APChemi строит традиционные установки для термического пиролиза по всему миру.

Chemolyis, однако, был исключением, поскольку было обнаружено, что он требует небольшой подготовки перед производством по сравнению с пиролизом и газификацией. Хотя Керинг предполагает, что это будет коммерчески выгодно только в больших масштабах.

Следует отметить, что он говорит: «Применительно ко многим химическим технологиям и биологическим процессам, которые мы оценивали, возникают вопросы относительно технической зрелости и эксплуатационных возможностей. Многие из этих передовых технологий переработки не опробованы в больших масштабах, и путь к коммерциализации отсутствует, в то время как большинство рассмотренных нами механических технологий являются коммерчески жизнеспособными и обладают высокой производительностью».

Из «передовых» процессов дальше всего продвинулись газификация, каталитический и некаталитический пиролиз, гидротермальные технологии; они находятся на ранних стадиях коммерческой установки; некоторые из них уже работают в коммерческих масштабах. Хемолиз находится на стадии демонстрации. А ферментативный гидролиз и плазменный пиролиз пока находятся на лабораторной стадии.

Что касается «интеграции вниз по течению», то механические варианты были самыми сильными. Им хорошо удается интегрировать переработанную продукцию в следующий этап цепочки создания стоимости.

От хлопьев до преформы занимает первое место по способности замкнуть цикл (использование материала для изготовления оригинального продукта). Но поскольку он обычно может возвращать материалы только в их первоначальный формат, этот вариант ограничен с точки зрения применимости к различным материалам или продуктам.

В целом, механические процессы давали более низкое качество, чем передовые методы переработки, иногда теряя качество во время обработки или, по крайней мере, не перерабатывая их в продукт более высокого качества.

Заглядывая вперед, технологии химической переработки хорошо дополняют механическую переработку, говорит Керинг.

«У обоих есть ограничения и преимущества. В то время как передовые химические технологии могут обеспечить более высокое качество и более высокую стоимость продукции, механическая переработка по-прежнему будет основным путем для некоторых материалов, поскольку они требуют меньшего количества этапов и уже применяются и являются коммерчески жизнеспособными».

Кёринг подчеркивает, что для внедрения и масштабирования этих инноваций и укрепления всей цепочки создания стоимости переработанного пластика необходимы политика и отраслевые инициативы.