塑料回收利用新技术-计算机在化工中的应用课程论文

计算机在化工中的应用课程论文 中国矿业大学银川学院计算机在化工中的应用课程论文（ 12 级）题 目 塑料回收利用新技术 系 别 化学工程系 学 号 120120401132 专业班级 化学工程与工艺 学生姓名 莫名 课程教师 美人儿 1 废旧塑料回收利用方法 11 复合法 复合法是指将废旧塑料与其它材料复合 ，从而 生产出具有一定附加值的产品，目前研究较多的有木塑复合材料以及塑料复合建筑材料等。复合法不 但可以实现废弃塑料的回收处理，还能满足建筑。 家装等对传统木材的需求。 高芙荣?以 PVC和木粉为原料制备木塑复合材 料 。为了防止产 品起泡 ，作者首先对木粉进行 了 热处理 ，去除其含有的水分和易分解物质 ，并用偶联法和表面接枝法对其进行高分子包覆 ，使其具有亲油性 。筛选 出最佳复合材料合成条件为 ：PVC： 木粉 ： DOP：CaCO3：ACR一401为 100：45：6：2： 45，稳定剂处理温度为 190230 ，铝酸脂偶联 剂一XL一955和过氧化苯甲酰作为助剂。对复合材料 的性能进行考察后发现 ：铝酸脂和丙烯酸偶联后的 木粉所制备的 PVC 材料力学性能显著提高 ；DOP 的加入也会显著改善 PVC木粉材料的力学性能和 加工性能。蔺焘 以城市垃圾中分选出的废弃塑料 以及 山东省无棣县 的棉秆刨花为原料 ，采用热压法 制备复合板。考察了废旧塑料的形态以及纯度对复合 板性能的影响 ，结果显示：废旧塑料的重均粒径越小 ， 复合材料的性能越佳；塑料的纯度越高，复合材料的 性能越好。张志梅 _4等人以废旧塑料和粉煤灰为原 料制造建筑用瓦。实验首先对废弃塑料进行稀碱水清 洗预处理，然后用粉煤灰 、石墨和碳酸钙作为填料 ，在热压温度为(1455)C，热压压力为 130140 MPa 的操作条件下进行制备。结果显示：当聚乙烯质量分 数为35左右时，瓦的抗折强度最大，聚乙烯含量过 低会使瓦的抗折强度变低 ，而过高时，瓦的硬度会变 低 ，因此应控制好聚乙烯的含量 。 虽复合法具有可观的发展前景 ，但工艺流程复 杂 ，同时还受到廉价的水泥等建筑材料的市场冲击。 收稿 日期 ：201 3-091 2 作者简介 ：王睛，女，天津宝坻人，研究方 向：环境影响与评价。E-mail：510094522qqcorn。 通讯作者 ：张金辉 (1 963一)，男，辽宁抚顺人，教授。研究方向：石油及化工产品的应用研 究。E-mail：zhangj1nhu1422l 26corn。 第 43卷第 4期 王 晴，等：废旧塑料回收利用技术研究进展 601 此外 ，在制备过程 中，各种塑料的混入比率不当及 相容性差异会导致产品质量不稳定 ，性能较差。 1.2 改性再利用法 改性再利用法是将塑料废弃物通过物理或者化 学方法进行改性后再加lT成型。经过改性过 的废 旧 塑料在性能上尤其是力学性能会有很大提高。 杜拴丽 0等人以废旧家用电器中的热固性塑料 和热塑性塑料为原料，用不同方法进行 回收再利用 ， 最终确定了废旧电器塑料具有可回收再利的性质。结果表明苯乙烯一顺丁烯二酸酐塑料 (SMAH) 对共混物的增容作用最好 ，当共混物 比例为 ABS： PSHT=70：30，SMAH质量分数为 8 时，共混物 力学性能有较大的提高。当 SEBS质量分数为 10， ABS和 PSHI共混物的冲击强度达到 20 kJm 以 上 ，且拉伸强度 28 MPa，断裂伸长率 4(】， 弯曲强度 45 MPa。严义芳 等人用聚醋酸乙烯 酯乳液和松香作为改性剂，对废聚苯乙烯进行改性， 并用于乳胶漆的制备。结果显示：聚苯乙烯：聚醋 酸乙烯为 5：l，混和溶剂体积 比为 3：1：3 ，复合乳化 剂体积比 1：4时 ，乳胶漆的性能较好 ，附着力范围 是 5，表面干燥时间小于 40 min，实际干燥时间小 于 10 h。 改性 法再生产品性能会得 到提高，质量也会相对较好，但是制作工艺复杂，往往需要特定 的配套 设备和大的投资。 13 建筑材料改良剂 该法主要是通过再生技术对废旧塑料进行再生，并作为改性剂添加到建筑材料中，使建筑材料 性能有所提高 。 廖利等人以混合废塑料和线性 SBS(改性剂 ) 为研究对象，验证了混合废塑料可 以用于改善道路 沥青，作者还考察了聚合物沥青和废塑料等其他物 质的各种性能指标。试验中当 P 2时，沥青具有较差 的低温 塑性；当PI： 22之间时，沥青性能较好 。对于 SK一90# 沥青 ，单独掺加废塑料时，4的掺加量会使聚合物 沥青综合性最优 ；混合掺加废塑料 、SBS时，3的 SBS掺量 、1的废塑料掺量会使聚合物沥青综合性 能最优 。赵云腾 以 5、10、15三种掺量再生 的 ABSPC塑料颗粒为原料 ，将其掺入普通混凝 土中，研究不同掺量的再生塑料颗粒对混凝土各种 力学性能所产生 的影响。从强质比折线 图看 出，随 着 塑料碎料 颗粒掺量不 断增加 ，强质 比先升高到 687之后又降低到 598，但掺塑料后的强质 比均 比 未处理 的混凝土高。实验结果表明，塑料再生后的 颗粒掺入普通混凝土后 ，能够改善混凝土的部分力 学性能。 用废 旧塑料对生产建材 进行改性虽具有投资 少，效益高等优点，但是用于建材的废旧材料需要进 行分类筛选，且回收后的塑料杂质多而且品质较差。 14 机械物理法 机械物理法是指通过各种强烈持久 的复合机 械力对废 旧塑料进行作用 ，从而使材料的物理性质 或形态发生改变 ，然后对其进行 回收再利用的过程 。 赖微 ”将废旧塑料喷吹进入高炉，从而代替煤 粉或重油等传统燃料” ，并对此法的可行性进行了 验证。喷煤粉的燃烧率为 5060，而喷废塑料的 燃烧率可达 80，可见塑料效果好于煤粉。此外，由于高炉封 口温度极高，且系统处于强还原性状态，因此，气体中二恶英等有毒有害物质的量并没有增 加。吴仲伟 等人采用剪切、挤压、碰撞等机械作用对废旧塑料进行粉碎再生 ，并对再生机理进行了分析。复杂的外力作用会使热固性塑料交联度降低， 恢复一定的塑性 ，且表面能会有所增加 。当转速为 2 000 rrain时 ，30 rain后可观察到塑料的塑性增强 ， 立即挤压会有 明显的固化成型现象 。洪东 等人研 发了新型翻盖式废塑料脱水机 ，弥补了老式脱水机 产能低 、对螺杆平衡要求高 、维护困难等缺点。新 型翻盖式脱水机转速可达 2 940 radmin，对标准的 PET 瓶片进行脱水 ，效率在 2以内。同时，更换 螺杆和拨片的时间缩减到原来 的 14，极大的提高 了工作效率。 机械物理法对原材料的利用率较高 ，不产生有 害气体 ，处理 费用也较低 ，但这些机械需要有人看 管操作 ，达不到 自动化要求 。 15 热裂解法 热裂解法是指在缺氧条件下 ，利用热能使废弃 塑料中树脂高聚物的化合键断裂 ，由大分子量的有 机物转化成小分子量的燃料气 、液状物 (油、油脂等 )及焦炭等 。 刘贤响等人制备了一种新型的粉煤灰基固体 酸催化剂 ，并将其应用 到废聚苯乙烯裂解制燃料油 的过程中。结果显示最佳反应条件为：温度为 380 o【=，裂解时间 60 min，此时裂解率可高达 818， 产油率达 90以上，所得产物有较高利用价值。董 艽 等人 以废弃塑料为原料，采用热解法在连续给 料的鼓泡流化床反应器 中进行液体燃料制备 ，同时 考察温度对产率的影响以及产生气体 的主要成分。 结果表明，液体产率均可达 90以上 ，且温度升高 时，液体产率降低，气体产率增加，热解气的主要 602 当 代 化 工 2014年 4月 成分为 甲烷 、乙烯和乙烷 ，净能量收益为 15 040 kJkg。王吉林 州等人利用裂解法，以废聚乙烯为原 料 ，并加入适 当溶剂辅助 ，进行聚乙烯蜡的制备。 考察 了溶剂种 、溶剂加入量、温度、时间对产物 收率和结构的影响。结果表明 ：芳烃类溶剂为最佳 的溶剂助剂 ，最佳的反应温度为 425，最佳反应 时间为 15 min，且溶剂的加入并不会时聚乙烯蜡 的 结构发生改变 ，溶剂易于回收。 传统热裂解法 由于传热不均易产生积碳 ，且产品相对分子质量范围过大，转化率低，因此，如何改良单纯的热裂解法 ，从而提高效率是今后研究的重点。 2 结 论 废旧材料的回收利用是化工行业亟待解决的重 大问题。笔者对近年来处理废旧塑料 回收利用方法 进行 了综述 ，建议今后主要从以下几个方面展开工 作着重研究：第一，对复合法的工艺流程进行简化， 尽可能降低复合材料的生产成本，筛选最佳的复合 材料制备条件。第二 ，探究简便可行的改性再生方 法 ，尽量降低再生成本 。第三 ，开发高效的废旧塑 料杂质去除方法 ，设计更为 自动化的机械物理法设备。第四 ，对单纯热裂解法进行改进 ，弥补其受热 不均、效率不高等缺点。 参考文献 ： 1高芙荣废旧塑料再利用技术J木塑复合材料成型，2010(9)：7173 2Maria Adiez，Ramon AlvarezAdvances in the recycling of plastic wastes for metallurgical coke production 川l Journal of Material Cycles and Waste M anagement2013，l5r31：247255 3蔺 焘，郭文静，常 亮，等 废弃塑料对棉秆塑料复合板材性能的 影响 【JJ木材工业，2011，25(6)：4-6 4张志梅，刘志刚，陈庆琰，等利用废旧塑料和粉煤灰制建筑用瓦 J1综合利用，2000，2O(1)：2527 5杜拴丽，李迎 春，李洁，等电子电器用塑料的高值化再利用Jl 工程塑料应用，2012，40(12)：3740 6严义芳，陈福北，张 良军，等利用废聚苯乙烯塑料制备乳胶漆的 研究 J1l化工与材料，2010，5(138)：2223 7廖利，王刚，范春华 利用混合废塑料改善道路沥青性能的研究 再生资源研究，2005(4)：2326 8赵云腾再生塑料颗粒改性混凝土力学性能试验研究J】_材料研究 与探讨，2012(7)：2627 1 9 J Akio Kamimum，Yugo Akinari，Takeru Watanabe，et a1Efficient chemical recycling of waste fiber-reinforced plastics：use of reduced amounts of dimethylaminopyridine and activated charcoal for the purification of recovered monomerJJournal of Material Cycles and Waste Management，2010，l2(2)：9397 10赖微 高炉喷吹废塑料技术Jl工业安 全与环保，2005，31(5)： 45_46 1 1 1 J Kazuo Yamada，Fumiaki Tomonaga，mkio KamimuraImproved preparation of recycled polymers in chemical recycling of fiber-reinforced plastics an d molding of test product using recycled polym ers J】 Journal of Material Cycles and Waste Managemem，2010，12(3)：271274 12吴仲伟，刘志峰，刘光复，等基于机械物理法 的热同性塑料粉碎 及再生机理研究J1中国机械工程，2012，23(14)：16391644 13洪东 浅谈翻盖式废塑料脱水机的开发与应用 J企业技术开 发，2013，32(6)：7677 14刘贤响，尹笃林废塑料裂解制燃料的研究进展 化T进展， 2008，27(3)：348-357 15董芄，尹水娥，齐国利，等废塑料制取液体燃料试验研究J化 学工程，2007，35(2)： 6467 16王吉林 ，王璐璐，周萍溶剂辅助聚乙烯废塑料 裂解制聚乙烯蜡 Jl现代塑料加工应用，201 0，22(2)：3235 (上接 第 599页 ) 每个最小割集都是环氧乙烷生产 中发生火灾爆 炸事故的一种可能途径，根据最jtj集理论，任意 最小割集 中的基本事件全部发生就会导致火灾爆炸 事故 的发生 ，说明发生火灾爆炸事故 的可能性很大。 最小径集有 3个 。最小径集表示系统的安全性 ，根 据最小径集理论 ，任意最小径集中的基本事件全不 发生 ，火灾爆炸事故就不会发生。预防环氧乙烷生 产中火灾爆炸事故发生的最直接有效的方法就是破 坏基本事件 ，消除形成火灾爆炸隐患的条件。 分析结构重要度 ：基本 事件 、 、 、 的结构重要度最大 。所 以杜绝固有点火源 、防止 循环气体倒流进入氧气管道，将氧气浓度控制在爆 炸范围以外是防止火灾爆炸事故 的最佳方法 。结构 重要度排序是制定环氧乙烷生产中火灾爆炸事故预 防方案的重要依据 ，改进设计方案，提高设计的合 理性 ，从源头上杜绝火灾爆炸事故的发生 。 参 考文献 ： 1史润水，张芝华事故树定量分析与安全指标的数学模 型的建立IJ】 中国安全科学学报，1997，7(2)：1417 2赵新颖，李 自力，王春涛石油储罐火灾爆炸事故树分析I J】l油气 储运，2007，26(1)：3740 3b全民，王涌涛，汪德燧事故树分析法的应