废旧塑料处理和回收利用技术国内研究进展

1、收稿日期:20030106作者简介:易长海(1968,男,博士,副教授,现主要从事高分子材料及精细化工的研究工作.废旧塑料处理和回收利用技术国内研究进展易长海陈强刘莺(荆州师范学院化学系434020摘要综述了国内近些年来废旧塑料处理和回收利用技术的研究进展及其发展趋势.关键词废塑料;环境污染;回收中图分类号O69文献标识码A 文章编号1003-8019(200302-0087-041传统处理回收技术塑料工业发展的初级阶段就是废塑料处理和回收利用的低级阶段,传统的处理和回收利用技术较为简单,它主要包括直接回收再生、填埋或露天焚烧5.1.1直接回收再生塑料生产的初级阶段由于成本较高,消费量较小,所

2、以生产量不大,且人们对塑料特性要求较低.因此,只需对废塑料进行简单的清洗、分离和破碎就可作为新塑料的原料6,可按一定比例加到新塑料中进行循环利用7或几种混合加工成复合型塑料.图1废塑料回收加工工艺流程图图1为两种废塑料回收加工成复合型塑料的工艺流程图.如将一定配比的废聚乙烯(PE 和废聚苯乙烯(PS 、过氧化二异丙苯(DCP 、多官能团单体混合均匀后在双螺杆挤出机上进行反应性共混挤出.挤出各段温度均为200,螺杆转速为120r/min ,物料平均停留时间为2min ,可得到一种再生PS/PE 接枝共聚物塑料8.复合再生虽然路线简单,但产品质量较差,性质不稳定,易变脆.目前,国内仅用于建筑填料、

3、垃圾袋、雨具等低档产品的生产9.1.2填埋或露天焚烧对于一些难处理的塑料,采用大面积填埋或露天焚烧,这是一种极为快捷的方法,但会造成二次污染10.填埋后,废塑料短时间内难彻底降解,且废塑料上沾有污染性的重金属、油污等,既浪费了宝贵的土地资源,又对土质和地下水造成不同程度的污染.露天焚烧,由于塑料燃烧产生大量难以净化的CO 2,CO ,NO ,NO 2,SO 2,二恶英等11有害气体,会对大气造成严重污染.2新型处理回收技术近些年,环保引起了各国政府和人民的高度重视,使得废塑料的处理和回收利用技术飞速发展.在传统技术的基础上,一些新型的处理和回收利用技术应运而生,主要有燃烧热量化、裂解单体化和改

4、性再生化.第26卷第2期荆州师范学院学报(自然科学版Vol 126No 122003年4月Journal of Jingzhou Teachers College (Natural Science Apr.20032.1传统处理回收技术的改进直接回收再生既可一定程度上缓解废塑料对环境造成的危害,又可弥补塑料生产上原料的不足,所以有发展潜力,有待进一步改进.随着塑料工业的发展,功能塑料的增多和品种的增加向直接回收再生技术中的分离过程提出了挑战,分离技术的研究探讨就是此种方法的发展方向之一12.当前国内的大多数回收企业,主要是靠人工分离,纯度差,效率低且规模不大13.2.2燃烧热量化此方法在国外是

5、一种发展较为成熟的方法,国内尚属起步.1987年,深圳建成了我国第一座工业化垃圾燃烧发电厂,既能燃烧废旧塑料,还能燃烧其它一些垃圾,一举两得14.其技术和设备引自日本,1988年投入运行,其工艺流程包括接收、焚烧、强通风、废气净化、除尘、灰渣处理等10多个系统.此后,四川、沈阳等地也相继建成了此类发电厂15.回收废塑料经加工处理后用作高炉喷吹燃料炼铁也可以带来较大的经济效益16.利用废塑料作燃料烧制水泥是一种高效安全的热量再利用法17.燃烧法需要解决的主要问题是如何消除燃烧炉中放出的有害气体,使它们对大气无污染,它制约着燃烧法的推广18.2.3裂解单体化裂解废塑料可制备化工原料(乙烯、苯乙烯、

6、焦油等和液体燃料(汽油、柴油、液化气19,国内对此技术的研究推广已有10余年的历史20.通常分为热裂解和催化裂解21.图2废塑料热裂解工艺流程图裂解,要花费一定的设备投资、能源和时间,回收成本较高22.热裂解一般是在反应器中使那些无法分选和污染的废塑料加热到其分解温度(600900使其分解,吸收、净化得到可利用分解物23,主要利用废塑料热裂解温度特性的差异图3废塑料催化裂解工艺流程图采用分段热裂解分离回收,其工艺流程图如图224.各种废塑料都有自己的热裂解温度特性.对常见的废塑料聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯通常进行分段热裂解.通过控制热裂解温度,对废塑料混合物进行分段裂解.如在低温阶段对

7、聚苯乙烯进行热裂解,可回收具有较高价值的苯乙烯单体和轻质燃料油,高温段回收重质燃料油25.表1几种塑料裂解条件及主要主物塑料名称工艺流程(催化剂裂解产物PE 120140,O 2氧化蜡350500,H 2,ZnCl 2高辛烷值的汽油350450,Al 2O 32SiO 2燃料油350450,石蜡95%液化产物PP 400650,Al 2硅酸盐异丁烯PVC 200,Cu 二氯乙烷350,H 3PO 4,Na 2硅酸盐芳香族化合物200,Cl 2CCl 4PS 37250500,H 2/ZnCl 2,/Al 2O 32SiO 2乙苯300,H 2O ,CuO 苯乙烯PET 38200250,醋酸锌

8、对苯二甲酸目前国内在煤与废塑料共液化方面进行研究,以期解决环境污染.同时,煤与废塑料共液化为煤的洁净利用以及回收利用废塑料这种碳氢资源提供了新途径39,40.流化床催化裂解废塑料可以得到较高品质的燃料油41,光催化裂解、生物分解也具有一定的市场潜力与研究价值42.2.4改性再生法改性就是根据不同废塑料的特性加入不同的改性剂,使其转化成高附加值的有用材料.按其改性原理的不同可分为物理改性和化学改性.88荆州师范学院学报(自然科学版2003年4月苯乙烯(PS 塑料的物理改性这方面研究较多,如将废聚苯乙烯和溶剂配成溶液再加填料制成模型成型剂,也有用纤维做填料制成保温材料等45.图419801994年

9、国内废塑料的回收率和利用率的变化图3废塑料处理和回收利用的国内现状图4是1980年1994年国内废塑料的回收率(回收量占消费量的比例和再生利用率的变化图.从绝对数量上看,回收和再生利用有很显著的增长,但比较而言,回收率和再生利用率都明显下降了51,废旧塑料的处理和回收利用几乎还是一个空白.由于废塑料处理和回收有利于解决我国塑料工业原料紧张和环境污染问题,1995年至20世纪末,国内在废塑料处理和回收方面有较大的发展,以用废塑料作燃料火力发电和炼油为主导建立了很多相关的企业.4废塑料处理和回收利用技术的发展趋势无论是传统还是新型的回收技术,都有自己的生命力,但为减轻以至消除废塑料对环境的污染,人

10、们不得不加快对废塑料的处理和回收利用技术的研究开发.除了上述传统技术的改进和新型技术的发展外,人们还在积极研究探讨更新更好的回收技术52,如清华大学谢续明教授领导的研究小组已成功研制出系列塑料万能相容剂用于废旧塑料的回收5355.塑料工业的发展必定会引出废塑料回收这一新型工业形式的诞生,在发展塑料工业的同时,应给予废塑料处理和回收利用工业足够的发展空间,同时也应鼓励可降解塑料的开发与研究56.参考文献1苏政权.废杂塑料的综合利用进展J .再生资源研究,1995,(4:3638.2顾秉兰.加强立法控制上海“白色污染”J .上海化工,1997,3(22:4142.3刘永丰.中国固体废弃物管理与减化

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