最新廢塑料回收再利用lca

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1、廢塑料回收再利用LCA胡炳鏞,關肇基,劉湘寧.合成樹脂發(fā)展與環(huán)境的協(xié)調.石化技術與應用,2001,19(3):139-1471　廢塑料回收再利用　　①發(fā)達國家先是采取填埋和簡單焚燒的辦法處理廢塑料。由于可供填埋場地的不斷減少,費用的急劇上升以及簡單焚燒帶來的二次污染等問題,這2種方法難于從根本上解決廢塑料處理的問題。自80年代末期開始,隨著可持續(xù)發(fā)展理論的提出,為了實現(xiàn)合成樹脂與環(huán)境的相互協(xié)調,發(fā)達國家政府開始對包含廢塑料在內的垃圾資源回收利用體系和相關產(chǎn)業(yè)的建設給予了高度重視,已形成相當規(guī)模和

2、相對完善的產(chǎn)業(yè)體系,稱之為“3Ｒ”產(chǎn)業(yè),即Ｒｅｄｃｔｉｏｎ(減少使用)、Ｒｅｃｙｃｌｅ(回收循環(huán))、Ｒｅｕｓｅ(重復使用)。在減少使用方面,不斷的技術革新使過去10年中歐洲28%的塑料包裝減輕了平均質量,減重達180萬ｔ,已超過每年回收150萬ｔ包裝塑料的數(shù)量[1]。最近,各國又提出在聚合物的設計階段就應考慮使用后的回收利用問題。例如,日本豐田公司提出制造環(huán)境友好型汽車,使占豐田汽車車重90%的材料都可以回收利用。1.1　廢塑料回收廢塑料的回收是進行再利用的基礎。其難度在于數(shù)量大、分布廣、品種多

3、、體積大,許多廢塑料與其他城市垃圾混在一起,給回收造成很大困難。目前,國外在廢塑料回收方面已積累了不少經(jīng)驗,他們把廢塑料的回收作為一項系統(tǒng)工程,政府、企業(yè)、居民共同參與。1.2　廢塑料的再利用主要有再生利用、熱能利用以及分解產(chǎn)物的利用(包括熱分解和化學分解)。再生利用　這是一種簡單可行的方法,實現(xiàn)了廢塑料的重復使用,可分為簡單再生和改性再生2類。簡單再生指廢塑料經(jīng)過分類、清洗、破碎、造粒后直接進行成型加工,所得制品性能欠佳,一般只能制成檔次較低的產(chǎn)品。改性再生是指通過化學或機械方法對廢塑料進行改

4、性。改性后的再生制品力學性能得到改善,可以做檔次較高的制品。在化學添加劑方面,汽巴-嘉基公司生產(chǎn)出一種含抗氧劑、共穩(wěn)定劑和其他活性、非活性添加劑的混合助劑,可使回收材料性能基本恢復到原有水平;荷蘭有人開發(fā)了一種新型化學增容劑,能將包含不同聚合物的回收塑料鍵合在一起。美國采用固體剪切粉碎工藝(ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＳｈｅａｒＰｕｌｖｅｒｉｚａｔｉｏｎ,3ＳＰ)進行機械加工,無須加熱和熔融便可將樹脂進行分子水平剪切,形成互容的共混物。共混物大部分由ＨＤＰＥ和ＬＬＤＰＥ組成,極限拉伸強度和撓曲模量可與Ｈ

5、ＤＰＥ和ＬＬＤＰＥ純料相媲美[5]。焚燒回收熱能　對于難以進行清洗分選回收的混雜廢塑料,可以在專門的焚燒爐中焚燒以回收熱能。木材的燃燒熱為14.65ＧＪ/ｋｇ,聚乙烯為46.63ＧＪ/ｋｇ,聚丙烯為43.95ＧＪ/ｋｇ,聚氯乙烯為18.08ＧＪ/ｋｇ,ＡＢＳ為35.26ＧＪ/ｋｇ,均高于木材,若能將這部分熱能加以回收是很有意義的。但是要回收燃燒熱,需要專門的焚燒爐。目前,美國有焚燒爐500多座,日本有300多座。廢塑料熱能回收可最大限度減少對自然環(huán)境的污染,不需要繁雜的預處理,也不需與生活垃圾分

6、離,焚燒后廢塑料的質量和體積可分別減少80%和90%以上,燃燒后的渣滓密度較大,再掩埋處理也很方便。因此,這種集環(huán)保、發(fā)電于一體的工業(yè)技術,正在使廢塑料成為一種資源,在國際上已成為新的投資熱點。日本通產(chǎn)省于1993年公布了“21世紀廢塑料處理規(guī)劃及實施方案”[6]。1995年,日本通過焚燒回收熱能的廢塑料約占總回收量的28%,1997年提高到30%[7],遠高于再生量所占11%的比例。21世紀初,日本廢塑料的熱能利用將占廢塑料回收總量的70%。詳見表1。表1　日本廢塑料處理現(xiàn)狀及21世紀遠景規(guī)劃

7、處理方式所占比例/%1992年1995年2000年21世紀初填埋37372010單純燃燒372415熱利用15(發(fā)熱)28(發(fā)電等)50(發(fā)電等)70(發(fā)電等)再生利用11111520但是,有些廢塑料燃燒會產(chǎn)生ＨＣｌ等二次污染氣體,專用焚燒爐一次性投資較大。不過,隨著燃燒技術的不斷發(fā)展和完善,利用廢塑料回收熱能的前景還是十分廣闊的。熱裂解技術　目前用廢塑料制取化工原料技術主要是針對聚苯乙烯的回收。日本制鋼所以擠出機為裂解裝置,得到的聚苯乙烯分解產(chǎn)物中苯乙烯質量分數(shù)達到了78.6%。ＢＰ公司計劃建

8、設一套2.5萬ｔ/ａ的裝置,將來自生活和工業(yè)的廢塑料凈化、碾碎、加熱后,處理成為一種清潔的液態(tài)烴[8]。國外對廢塑料油化還原技術的研究始于70年代石油危機時期。日本富士循環(huán)應用工業(yè)公司研究開發(fā)了將廢塑料轉化為汽油、煤油、柴油的技術,并建成了5ｋｔ/ａ規(guī)模的裝置。裂解產(chǎn)物經(jīng)分子篩催化裂化,1ｋｇ廢塑料產(chǎn)油最多可達1Ｌ。這種技術不使用攪拌裝置,只適合于聚烯烴,但不能用于含鹵類塑料。為了處理含聚氯乙烯類廢塑料,德國Ｖｅｂａ公司開發(fā)了以減壓渣油、褐煤、廢塑料的混合物為原料,褐煤為催化劑的4萬ｔ/ａ廢塑料