固体废物资源化利用技术第七章ppt课件.ppt

第七章废旧塑料资源化处理 7 1废旧塑料7 2废旧塑料资源化处理技术7 3废旧塑料管理制度 第七章废旧塑料资源化处理 7 1废旧塑料 7 1 1废旧塑料定义废旧塑料 是被废弃的各种塑料制品及塑料材料 包括在塑料及塑料制品生产加工过程中产生的下脚料 边角料和残次品 目前我国废旧塑料主要为塑料薄膜 塑料丝及编织品 泡沫塑料 塑料包装箱及容器 日用塑料制品 塑料袋和农用地膜等 此外 汽车用塑料 电子电器及家电配套用塑料也成为了废旧塑料的重要来源之一 7 1 2废旧塑料分类 受热后的性质 热塑性塑料 固性塑料 力学性能 使用用途 通用塑料 工程塑料 功能塑料 回收性分类 公害性废旧塑料 可回收性废旧塑料 包装塑料的回收标识 具体分类见下表 分类标准 类别 塑料成分不同 具体分类见下图 塑料的回收标识 废旧PVC塑料软制品种类构成比例 废旧PVC塑料硬制品种类构成比例 7 1 3废旧塑料优缺点 塑料无法被自然分解 回收分类十分困难 塑料燃烧时产生有毒气体 高温环境分解出有毒成分 良好的绝缘体 可以用于制备燃料油和燃料气 大部分塑料的抗腐蚀能力强 不与酸 碱反应 废旧塑料特点 优点 缺点 塑料制造成本低 防水 质轻 易被塑制成不同形状 7 2废旧塑料资源化处理技术 7 2 1国内外塑料回收现状7 2 1 1国外塑料回收现状 欧盟 日本 日本是塑料生产第二大国 对废旧塑料的回收利用一直持积极态度 先后制定了 容器包装回收法 了 家电回收法 食品回收法 建设回收法 绿色采购法 出台一系列回收法规抑制废物量 促进废旧塑料回收 欧洲2007年塑料需求增长3 至5250万t 其中50 的塑料回收利用 20 4 循环回收 28 2 回收用作能量 市场上所有PET聚酯瓶收集加以回收利用已达到40 回收利用率比上一年提高20 据欧洲聚氯乙烯 PVC 2008年会议报道 2007年PVC消费后回收利用率提高到80 2007年PVC消费后回收利用量14 95万t 2007年回收利用量中窗框超过5万t 管材为2 1万t 7 2 1 2国外废旧塑料回收技术7 2 1 2 1国外废旧塑料回收方法废旧塑料回收方法主要有两大类 废旧塑料再生为产品的材料物质回收法及回收燃烧能的热回收法 回收燃烧能的热回收法 材料物质回收法 塑料回收 使用垃圾发电焚烧炉等设备 将废旧塑料直接燃烧回收热量 或加工成类似煤 石油 气体燃料后再燃烧回收热量 废旧塑料清洗 杀菌处理后 再经热熔融成型 或加热进行裂解转换成气体 油等石油化学原料 或还用于炼铁及煤化学 废旧塑料回收法分类 7 2 1 2 2国外废旧塑料回收技术国外废旧塑料回收技术主要有焚烧发电 油化 高炉还原 气体化 焦炭化 完全循环方式 工业系废旧塑料回收 1 焚烧发电将废旧塑料直接焚烧产生的热量转换成蒸汽和电 用于热水池的热源 照明 工厂动力源等 但焚烧炉所排放的气体中二噁英含量要符合标准 0 1mg Nm TEQ 新建炉 要求 避免二噁英对环境产生污染 2 油化从家庭丢弃的废旧塑料中分拣出金属 玻璃等杂物 在300 高温下热裂解脱氯 再将温度提高到400 使废旧塑料充分热裂解 生产烃类油 废旧塑料油化处理工艺流程 3 高炉还原从家庭废旧塑料中脱除异物及PVC送入高炉 还原成焦炭 替代钢铁矿石 加工工艺流程如图所示 4 气体化将废旧塑料中的异物脱除 再将废旧塑料混入煤中 在高温高压下进行气体化 第一步将废旧塑料在约4MPa 600 下进行热裂解 同时分离出金属类 第二段将温度提高到约1300 生成氢 CO等气体 脱氯后用于甲醇 氨的原料 5 焦炭化将废旧塑料中的异物进行分离 脱氯后 与煤一起送入焦炭炉中使废旧塑料热裂解生成焦油 柴油 气体等产物 产生的残渣用作焦炭 加工工艺流程如图所示 6 工业系废旧塑料回收许多企业建设小型油化装置将废旧塑料转换成蒸汽 电能以期达到节能 削减碳酸气体的目的 如图所示 7 完全循环方式将废旧塑料热裂解得到的汽油 石脑油 煤油 柴油 重油等再生成与原来石油成分相同产品的过程 日本废旧塑料完全循环方式如图所示 7 2 1 3国内塑料回收现状进入21世纪以来 中国塑料制品业每年以高于国家GDP的速度增长 产业规模持续扩大 2005年中国塑料制品实际消费量为2658 9万t 废弃塑料产生量约为960 8万t 排放比率约36 另据测算 2005年中国废旧塑料回收量为600万t左右 处理进口废旧塑料495 6万t 2006年1 9月 中国大陆进口废旧塑料421 4万t 比去年同期增长16 6 2008年我国废塑料回收利用总量约1600多万t 其中国内废塑料回收量在900万t左右 废旧塑料年产生量约1000万t 每年进口废旧塑料约500万t 目前 我国每年的废旧塑料拥有量超过1500万t 7 2 1 4国内塑料回收技术现阶段 我国废旧塑料回收技术仍然以物理回收为主 回收利用工序主要为收集 分类分离 清洗 干燥 破碎或造粒 经过改性再加工制成适合市场需求的产品或与新料混合使用废旧塑料回收再利用 废旧塑料物理回收再利用的一些典型用途 7 2 2废旧塑料分选技术7 2 2 1分选技术分类根据废旧塑料是否进行破碎预处理 分选技术主要分为两大类 一是光电分选 主要包括X射线分离和色彩分离 二是利用密度或电阻率差异进行分选 主要包括干式密度分离 湿式密度分离和电磁静电分离 1 光选 X射线 荧光X射线分离 利用不同种类塑料对X射线的吸收率不同进行分离 但不接触 不破坏塑料制品本身 X射线分离 将投射的X射线转变成电信号 判断应去除的塑料制品 用压缩空气将其吹落进行分离 荧光X射线分离 离是由照射X射线被检测物发生的荧光X线 经分光后进行主要成分的定量判断 光选工艺流程图 2 色彩分离法根据色彩进行分离的技术 该法主要应用于颜色存在差异的塑料制品 1喂料皮带机 2风机 3封嘴 4风选室 5接力滚洞 6离心沉降分离机 7轻质物输送机 8重质物输送机风力分选装置示意图 3 常规风力分选将经破碎的塑料放在分选装置内喷射 风从横向或逆向吹入 利用不同塑料对气流的阻力与自重的合力差进行分选的方法 影响因素 粒度粗细均匀程度 4 风力摇床分选利用床面的振动和上升的空气气流使颗粒按密度分层 具体过程 是从有孔的振动床下边吹出上升空气流 流速为1 0m s 密度大或粒径大的颗粒分布在下层 而密度小或粒径小的颗粒分布在上层 在振动加速度和床底面的摩擦力作用下 下层重颗粒向倾斜的振动床上侧运动 相反 上层轻颗粒与下层重颗粒之间的摩擦力小 运动到振动床较低的一侧 从而使两者得到分选 1控制装置 2漏斗 3振动给料机 4波纹 5振动床 6重产品 7轻产品风力摇床装置示意图 5 电磁静电分选电磁静电分选主要有电磁分选 涡电流分选和静电分选 电磁分选主要用于去除金属铁 涡电流分选主要用于去除铝等有色金属 静电分选是利用正负静电的吸引力进行分离的技术 静电分选过程示意图 不同成分塑料摩擦带电顺序 7 2 2 2分选技术应用实例分选技术选用 结合国内分选设备应用情况 设计采用风力分选 X射线分选 光电分选组合工艺 1 粗分选 根据密度差异 采用一级风力分选系统将混合塑料分成轻 重两大类 轻组分塑料以PE PP和PS为主 重组分塑料以PVC PET为主 不同种类塑料的密度 根据密度和摩擦因数差异 采用风力摇床分选系统 将经过一级风力分选后获得的轻组分塑料再次分成轻 重两大类 轻组分塑料主要是密度相近的PE和PP 重组分塑料主要是密度较大的PS 根据塑料吸光性差异 采用X射线分离系统 将经过一级风力分选后获得的重组分塑料中的PVC和PET进行有效分离 2 精分选考虑PE回收后用于提炼高纯度的PE塑料 可以通过增加一级光电分选装置将PE和PP进一步分离 此外 还可根据再生塑料的需要精度 适当增加色彩分选系统对分选后的同种类塑料进行不同颜色的细分 进一步提高纯度和再生产品质量 废旧塑料分选的工艺流程图如图所示 2 工程可行性分析废旧塑料分选工程应用以设备的合理配置为基础 分选设备主要有风力分选机 X射线分选机和光电分选机 塑料分选工程的投资较大 以设备投资为主 其中风力分选机投资较低 而X射线分选机 特别是光电分选机投资较高 此外 就运行成本而言 各种分选设备均以耗电为主 因此运行成本相对较低 7 2 3废旧塑料破碎技术 1 破碎机理塑料属于粘弹性材料 既有刚性固体的弹性 又有粘性液体在外力作用下不可逆的流动性 具有粘弹性的高分子材料宏观的破坏 可分为脆性断裂和塑性断裂 2 破碎设备的选择原则选择破碎设备时 主要应考虑原料性质 原料状态 原料大小 处理能力 破碎方式等基本条件 具体分析如下 原料性质 原料性质包括可破碎性 比重等 对于塑料聚合物 但影响比较大的主要有机械力学特性 热物理特性等 原料状态 原料状态是指湿度和温度 因为塑料大多属于热敏性材料 在选择破碎设备时 不仅要考虑原料的初始状态 还应考虑破碎过程中的材料状态的变化 粒度大小 产品粒度主要依据产品要求而定 它在一定程度上决定了破碎级数的选择和破碎机类型的取舍 处理能力 破碎设备处理能力是以原料粒度 产品粒度为前提 是选择破碎机的第一要素 根据所要求的处理能力 对机械品种 规格和破碎方式等进行合宜的选择 分类标准 类别 破碎方式 破碎方式有湿式和干式 闭路和开路 单级和多级之分 选择时根据具体工艺条件 产品要求 操作条件等而定 7 2 4废旧塑料造粒技术 使用过的废旧塑料的回收 须进行分选和除去杂质及附着在薄膜表面的灰尘 油渍 颜料等其他物质 收集到的废旧塑料需要剪切或研磨粉碎成易处理的碎片 清洗的目的 除去附着在废旧表面的其他物质 使最终的回收料有较高的纯度和较好的性能 经清洗后的塑料碎片含有大量水分 必须脱水 脱水方法主要有筛网脱水和离心过滤脱水 造粒能耗成本的降低的方式 7 2 5废旧塑料卫生填埋废旧塑料由于具有大分子结构 故废弃后长期不易分解腐烂 并且质量轻 体积大 暴露在空间可随风飞动或在水中漂浮 人们常利用丘陵凹地或自然凹陷坑池建设填埋场 对其进行卫生填埋 卫生填埋法具有建设投资少 运行费用低和回收沼气等优点 已成为现在世界各国广泛采用的废塑料最终处理方法 7 2 6废旧塑料焚烧技术焚烧处理废旧塑料方法具有处理数量大 成本低 效率高等优点 其方式主要有3种 1 使用专用焚烧炉 流动床式燃烧炉 浮游式燃烧炉 转式燃烧炉等 焚烧废旧塑料回收利用热能 2 将废旧塑料作为补充燃料与生产蒸汽的其他燃料掺混使用 3 通过氢化作用或无氧分解 使废塑料转化成可燃气体或其他形式的可燃物 再通过燃烧回收热能 7 2 7废旧塑料再生技术废旧塑料的再生技术可分为简单再生和改性再生两大类 改性再生 简单再生 塑料再生 将再生料通过机械共混或化学接枝进行改性的技术 如增韧 增强 并用 复合 活化粒子填充的共混改性 或交联 接枝 氯化等化学改性 可以做档次较高的再生制品 简单再生指回收的废旧塑料制品经过分类 清洗 破碎 造粒后直接进行成型加工 或是塑料制品加工厂的过渡料或产生的边角料 经过适当添加剂的配合 再成型的利用 7 2 8废旧塑料其他处理技术 废旧塑料处理技术 1 2 3 废旧塑料用作高炉中的还原剂用磨碎的废旧塑料代替焦炭和粉煤从生产铁水的高炉底部进料作矿石还原剂的方法 废旧塑料的催化裂解技术废旧塑料的催化裂解是在催化剂存在下进行的热解反应 废旧塑料的热能利用技术热能利用技术是对难以进行材料再生或化学再生的废旧塑料通过焚烧 利用其热能的技术 直接燃烧利用其热能 制造垃圾固体燃料 4 废旧塑料的其他处理技术1 用混合废旧塑料制造代木制品 2 废旧塑料油化 3 玻璃 塑料复合材料 1 直接燃烧利用其热能 燃烧废旧塑料时 发热量高达33 6 42 0MJ kg 比煤高 相当于重油 据估算 燃烧120吨的废旧塑料相当于2400吨木材或相当于100吨煤焦油的发热量 而且 在燃烧过程中产生的硫只有煤炭的1 20和重油的1 40 灰分也较少 但产生的氯是燃烧煤的3倍和重油的19倍 并有产生二噁英的危险 还需要专门的焚烧装置 2 制造垃圾固体燃料 简称RDF 是将难以再生利用的废旧塑料破碎 并与生石灰为主的添加剂混合 干燥 加压 固化成直径为20 50mm颗粒的方法 废旧塑料用作高炉中的还原剂技术是利用高炉独特的高温 高还原性环境 将废旧塑料作为一种燃料喷入高炉中 故该法也称为高炉喷吹废旧塑料法 它不仅充分实现了废弃物的资源回收和再利用 节约了煤炭资源 而且 具有传统废旧塑料处理技术无可比拟的能量利用率高 处理后无污染的优点 废旧塑料的催化裂解生产工艺流程为 废旧塑料 净塑料 溶化脱渣 热解 提馏 分馏 冷凝 精馏 冷凝 汽油 柴油 当裂解炉温度到70 开始出油 到100 汽油出完 再加热到150 出柴油到200 1 用混合废旧塑料制造代木制品利用混合废旧塑料和破布烂麻等纤维垃圾 不分选 不清洗 利用特有的技术装备 形成 泥石流效应 经初级混炼 混熔造粒 混合配方 混熔挤出 压延 冷却加工为各种厚度和宽度的改性混塑板材 代替木材用于机床 设备等的包装箱板 2 废旧塑料油化废旧塑料在反应器内得到充分的裂解 裂解后的碳黑 土和催化剂一起由卸出设备送入再生器 再生后的催化剂被气吹入旋风分离器 催化剂落入底仓控制料位 由催化剂加料器再加入反应器中 所有裂解气从输出管道进入旋风分离器 其中重组分粉尘留在底部 然后进入催化改质反应塔 进行催化改质 改质后的气体进入精馏塔分馏 然后经冷却器冷凝后得到汽油 柴油 重油等 剩余不凝气体经压缩进入再生器燃烧 3 玻璃 塑料复合材料一种由玻璃 塑料复合而成的产品 如复合砖是由多种塑料组分包括聚对苯二甲酸乙二醇 聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯及丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物等 这种材料在20 50 范围变化时 经过抗压实验 发现其断裂应力是普通粘土砖的两倍多 制备该产品不需要区分热塑性和热固性塑料 是将废旧塑料和玻璃应用到商业建筑材料的美好前景 7 3废旧塑料管理制度 7 3 1废旧塑料回收 运输和贮存要求 废旧塑料管理制度 废旧塑料包装和运输要求 废旧塑料回收要求 废旧塑料回收和再生利用企业要求 1 废旧塑料回收应按原料树脂种类进行分类回收 并严格区分废旧塑料来源和原用途 不得回收和再生利用属于医疗废物和危险废物的废旧塑料 2 含卤素废旧塑料回收和再生利用应与其他废旧塑料分开进行 3 废旧塑料分类鉴别采用GB T19466 3与红外光谱相结合的方法 4 废旧塑料回收中转或贮存场所 企业 必须经过当地人民政府环境保护行政主管部门的环保审批 并有相应的污染防治设施和设备 5 废旧塑料回收过程中不得进行就地清洗 如需进行减容破碎处理 应使用干法破碎技术 并配备相应的防尘 防噪声设备 1 废旧塑料运输前应进行包装 或用封闭的交通工具运输 不得裸露运输废旧塑料 2 废旧塑料包装应在通过环保审批的回收中转场所内进行 3 废旧塑料包装物应防水 耐压 遮蔽性好 可多次重复使用 在装卸 运输过程中应确保包装完好 无废旧塑料遗洒 4 包装物表面必须有回收标志和废旧塑料种类标志 标志应清晰 易于识别 不易擦掉 并应标志废旧塑料的来源 用途和去向等信息 废旧塑料回收的种类标志执行GB T16288 5 超高 超宽 超载运输废旧塑料 宜采用密闭集装箱或带有压缩装置的箱式货车运输 1 废旧塑料应贮存在通过环保审批的专门贮存场所内 2 贮存场所必须为封闭或半封闭型设施 应有防雨 防晒 防渗 防尘 防扬散和防火措施 3 不同种类 不同来源的废旧塑料 应分开存放 7 3 2废旧塑料预处理和再生利用要求 预