《城市生活源廢塑料化學循環(huán)項目報告》 發(fā)布！

為研究化學循環(huán)方式在回收城市生活源軟塑包裝廢棄物的技術與經(jīng)濟可行性，浙江科茂環(huán)境科技有限公司、科茂化學回收研究院、德國國際合作機構（GIZ）、北京師范大學、蘇州城投再生資源發(fā)展有限公司合作開展了“蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)”項目。本項目隸屬于德國經(jīng)濟合作與發(fā)展部（BMZ）委托的“重塑包裝-中歐合作賦能回收循環(huán)價值鏈項目”，該項目旨在通過試點先進的廢棄物收集分揀模式，探索提高包裝廢棄物回收率的再生路徑，最終延長循環(huán)回收價值鏈。

報告結論：

1.對中國典型城市生活垃圾組分分析結果顯示，進入到垃圾焚燒廠的其他垃圾中仍然存在大量的塑料廢棄物，其中硬質(zhì)塑料占比小于40%，軟質(zhì)塑料占比超過60%。軟塑廢棄物中有超過40%來源于垃圾袋、背心袋、連卷袋及購物袋等。

2. 按用途分類，居民端產(chǎn)生的塑料廢棄物，超過90%為各類包裝，其中占比較高的是各類袋子（43%），食品包裝（20%）和快遞包裝（17%）。

3. 根據(jù)收集的樣本，目前進入到垃圾焚燒處置的塑料廢棄物的50%以上及軟塑廢棄物中的80%以上，均適合通過化學循環(huán)工藝進行回收。

4. 本項目將收集到的全部軟塑料未進行二次篩分的情況下進行混合粉碎，經(jīng)三次化學循環(huán)中試得到干基原料的平均油品收率為74.33%。

5. 項目產(chǎn)出的塑料熱解油能滿足主流下游石化企業(yè)繼續(xù)加工生產(chǎn)塑料單體及新塑料的進料要求，經(jīng)過加氫后得到的精制熱解油品質(zhì)進一步提升。

6. 產(chǎn)出的熱解氣成分類似液化石油氣，熱值高于天然氣，具有很高的能量回收價值。

7. 產(chǎn)出的固態(tài)碳渣具有約1/3的碳含量，熱值約為褐煤（其熱值為23.0-27.2MJ/kg）的28.6%-50.1%。

8. 證實了化學循環(huán)是解決城市生活源軟塑廢棄物的有效方法，可以大幅提高城市廢舊塑料回收率，替代節(jié)約原油資源，降低塑料焚燒導致的溫室氣體排放。

9. 根據(jù)中試數(shù)據(jù)推算規(guī)?；a(chǎn)成本，城市生活源軟塑廢棄物通過GIZ及蘇州城投再生確立的簡潔垃圾分類方案進行收集后，進行適度機械分揀，并以該化學循環(huán)技術工藝進行回收，可以實現(xiàn)良好的投資收益，適合規(guī)模化工廠建設及向全國推廣。

1、項目概況

本項目于2023年6月啟動，12月結束。生活垃圾中的混合軟塑料經(jīng)分揀（其中包含近30種不同類別軟塑料）、三次化學循環(huán)中試制取塑料熱解油、加氫精制中試及產(chǎn)物全面檢測等環(huán)節(jié)，具體流程圖如圖1-1所示：

圖1-1 生活源廢塑料化學循環(huán)工藝流程

Fig.1-1 Chemical recycling process of domestic waste plastics

研究證實了中國典型城市生活垃圾中全部塑料廢棄物的50%以上（全部軟塑廢棄物中的80%以上）均可通過科茂環(huán)境的化學循環(huán)裝置進行化學循環(huán)，產(chǎn)出品質(zhì)較好的塑料熱解油。

從品質(zhì)上來講，產(chǎn)出的塑料熱解油滿足主要產(chǎn)品國標要求和主流下游石化企業(yè)進料要求，經(jīng)過加氫后得到的精制熱解油品質(zhì)進一步提升，可單獨或摻混進蒸汽裂解、催化裂化等裝置。產(chǎn)出的熱解氣尾氣成分類似液化石油氣，熱值高于天然氣，具有很高的能量回收價值；產(chǎn)出的固態(tài)碳渣具有約1/3的碳含量，熱值約為褐煤（23.0-27.2MJ/kg）的28.6%-50.1%，

2、原料收集

本項目通過德國國際合作機構（GIZ）、北京師范大學、蘇州城投再生的協(xié)作，從生活垃圾中的其他垃圾中合計收集了近300kg混合軟塑料，運送到科茂環(huán)境的化學循環(huán)中試基地。生活源混合軟塑料及詳細原料組分如圖2-1、圖2-2所示：

圖 2-1 生活源混合軟塑料

Fig.2-1 Life source mixed with soft plastic

圖 2-2 原料組分分析

Fig.2-2 Raw material composition analysis

分析結果顯示：

第一，進入到垃圾焚燒廠的其他垃圾中仍然存在大量的塑料廢棄物，其中硬質(zhì)塑料占比小于40%，軟質(zhì)塑料占比超過60%。軟塑廢棄物中有超過40%來源于垃圾袋、背心袋、連卷袋及購物袋等。

第二，按用途分類，超過90%的居民端塑料廢棄物為各類包裝，其中占比較高的是各類袋子（43%）、食品包裝（20%）、快遞包裝（17%）。

第三，根據(jù)收集的樣本，目前進入到垃圾焚燒處置的塑料廢棄物的50%以上及軟塑廢棄物中的80%以上，均適合通過化學循環(huán)工藝進行回收。（注：其他部分的塑料廢棄物當前主要通過物理循環(huán)方式回收，化學循環(huán)技術也可以處置。）

3、化學循環(huán)

01 |降低原料含水量

該原料以生活膜類塑料為主，含有一定量水分（主要來自廚余垃圾），大部分水分被包裹在塑料包裝袋中，收集時難以直接去除。為減少能耗，同時測試除水效果，通過破碎后晾曬等預處理方式進行除水，具體情況如表3-1所示：

表3-1 三次中試原料含水率

Table 3-1 Moisture content of the three pilot raw materials

02 | 去除金屬雜質(zhì)

該原料是城市生活垃圾通過人工分揀出的低值軟塑料，金屬雜質(zhì)較少，經(jīng)過磁選，挑選出1.01kg金屬，占比低于0.5%，與科茂化學回收研究院在全國數(shù)個城市的原料調(diào)研結果相近。

注：該部分金屬指的是原料中混有的金屬雜質(zhì)，比如鐵釘、易拉罐拉環(huán)、圓珠筆彈簧、螺絲等能夠通過磁選分離出來的金屬，不包括鋁塑復合包裝等。

03 | 化學循環(huán)加工

將去除金屬雜質(zhì)和部分含水量的原料投入化學循環(huán)裝置進行三次中試，產(chǎn)出塑料熱解油、熱解氣和固態(tài)殘渣。其中原料、熱解油、水分、固碳殘渣質(zhì)量為實測值，熱解氣質(zhì)量為計算值（實測體積×檢測機構測量密度），誤差率為計算值（100%-三項產(chǎn)物收率）。以干基原料計算（不計含水率），三次中試平均油品收率74.33%，固態(tài)殘渣收率11.63%，熱解氣收率12.13%，誤差率（遺漏在裝置內(nèi)無法排出的產(chǎn)物）1.91%。物料平衡詳情如表3-2所示。

表3-2：三次中試物料平衡

Table 3-2: Mass balance of three pilot tests

04 | 收率分析

根據(jù)科茂化學回收研究院廢塑料原料及化學循環(huán)數(shù)據(jù)庫，不同原料加工產(chǎn)出的三相產(chǎn)物收率有所差異，幾種代表原料（干基）化學循環(huán)產(chǎn)物情況如表3-3所示：

表3-3：幾種代表原料化學循環(huán)產(chǎn)物

Table 3-3: Several representative raw material chemical cycle products

因生活源廢塑料中不可避免地混有少部分無法處置的雜質(zhì)，如鋁塑包裝中的鋁、各類包裝袋中的無機添加劑（滑石粉、碳酸鈣等）、雞蛋殼等食物殘渣、其他無機雜質(zhì)等，預估干基原料中的有效塑料成分在80%-90%之間，純塑料化學循環(huán)液相產(chǎn)物收率85%-90%，故生活源廢塑料化學循環(huán)表現(xiàn)出的綜合液相產(chǎn)物收率為70%-75%左右。

4、產(chǎn)物檢測

01 | 油品情況說明

經(jīng)權威第三方檢測機構檢測，三次中試及第三次中試熱解油初步加氫的數(shù)據(jù)情況如表4-1所示：

表4-1：三次中試及第三次中試熱解油初步加氫后數(shù)據(jù)

Table 4-1: Preliminary hydrogenation data of the third and third pilot tests of pyrolysis oil

由上表可知：

第一，生活源全混軟塑廢棄物在未進行品類分揀情況下，通過科茂公司化學循環(huán)裝置產(chǎn)出的熱解油，除氯含量略高外，基本滿足大部分下游主流石化企業(yè)對塑料熱解油的要求。

第二，對城市生活源廢舊塑料進行機械分揀（水選或光選等），降低原料中聚氯乙烯（PVC）等雜塑含量，可得到更低含氯雜質(zhì)的熱解油，以滿足石化企業(yè)蒸汽裂解、催化裂化等裝置單獨或摻混進料的要求。

第三，該原料產(chǎn)出的熱解油經(jīng)過加氫精制可脫除雜質(zhì)，進一步提升品質(zhì)，提升烴類飽和度，能滿足煉化裝置更高的進料要求。同時，塑料原料預加熱，油品礦物吸附、溶劑萃取等技術手段也能大幅降低氯含量。

02 | 熱解氣情況說明

經(jīng)權威第三方檢測，三次中試熱解氣主要數(shù)據(jù)如表4-2所示：

表4-2：三次中試熱解氣主要數(shù)據(jù)

Table 4-2: Main data of three pilot tests of pyrolysis gas

根據(jù)表中分析結果可知：經(jīng)科茂公司化學循環(huán)裝置的處理，生活源全混軟塑料廢棄物產(chǎn)出的熱解氣成分類似液化石油氣，熱值高于天然氣，能量回收價值高。

03 | 尾渣情況說明

經(jīng)權威第三方檢測，三次中試固碳殘渣主要數(shù)據(jù)如下，碳含量及熱值方面檢測數(shù)據(jù)如表4-3所示：

表4-3：三次中試固碳殘渣主要數(shù)據(jù)

Table 4-3: Main data of carbon sequestration residues in the third pilot test

固廢鑒定方面，根據(jù)檢測報告并結合GB 5085.7-2019《危險廢物鑒別標準通則》，報告中除個別指標略高外，其他總體符合標準，詳情如表4-4所示：

表4-4：第三次中試固碳殘渣檢測數(shù)據(jù)

Table 4-4: Detection data of carbon sequestration residue in the third pilot test

檢測結果顯示：

第一，以生活源軟塑廢棄物為原料，通過科茂公司化學循環(huán)裝置產(chǎn)出的固態(tài)碳渣，具有約1/3的碳含量，熱值約為褐煤（23.0-27.2MJ/kg）的28.6%-50.1%。

第二，報告中鈦元素指標略高，原因可能是原料中白色、淺色塑料袋的鈦白粉成分所致。

第三，尾渣在規(guī)?；椖恐校芍瞥森h(huán)保磚或通過化學法處理達到一般工業(yè)固廢標準，交由有資質(zhì)的企業(yè)處置。

5、項目意義

以化學循環(huán)技術處置中國城市生活軟塑廢棄物，具有潛在重要的環(huán)境價值、社會價值和經(jīng)濟效益。

第一，能夠大幅緩解塑料污染?；瘜W循環(huán)技術能夠很好地適應占廢塑料總量50%以上的低值廢塑料，產(chǎn)出的基礎化學品可用于加工成新塑料，品質(zhì)與原生塑料一致，可將城市塑料回收率從當前的30%潛在提升至70%-80%，是解決塑料污染、促進資源回收利用的關鍵技術。

第二，能節(jié)約替代原油，實現(xiàn)碳減排，助力國家能源安全。用化學循環(huán)的產(chǎn)物生產(chǎn)新塑料或材料，能夠替代原油制取塑料，潛在可降低中國原油依賴度約10%-20%，同時減少塑料焚燒有效降低城市垃圾處理碳排放。

第三，實現(xiàn)“以廢養(yǎng)廢”，為深化“無廢城市”建設注入關鍵經(jīng)濟動力。化學循環(huán)可實現(xiàn)末端高值化應用，將為城鄉(xiāng)垃圾和廢塑料分類分選設施提供關鍵運營資金，有力推動垃圾“分類分選+資源化”體系建設，同時能提升其他廢棄物（廢紙、玻璃、金屬、有機質(zhì)等）分離和循環(huán)利用率。以市場化方式實現(xiàn)“以廢養(yǎng)廢”，有效降低政府財政負擔。

第四，具備優(yōu)秀的經(jīng)濟效益，也為相關產(chǎn)業(yè)提供“綠色低碳賦能”。科茂化學回收研究院估算，化學循環(huán)產(chǎn)業(yè)潛在產(chǎn)值超過1000億元/年，將貢獻豐厚的企業(yè)利潤及財政稅收。中國有潛力建設約150-200座廢塑料處置能力4萬-10萬噸/年的工廠，約15-20座30萬-100萬噸/年的大型工廠?；瘜W循環(huán)工廠產(chǎn)出的綠色低碳塑料原料，可為我國塑料制品、化工、新材料、汽車、建材、消費品等行業(yè)注入“低碳循環(huán)靈魂”，助力各行業(yè)在碳稅壁壘格局下提升全球競爭力。