塑料循環(huán)再利用的方法與措施

【專家解說】：你應(yīng)該了解的廢舊塑料回收用途!
迄今為止，包裝工業(yè)仍是中國塑料工業(yè)最大的應(yīng)用領(lǐng)域。專家預(yù)測，2005包裝用塑料同比將增長15%以上，達(dá)到625萬噸。與應(yīng)用量的不斷增長相比，中國包裝用塑料的回收利用卻極不樂觀。廢塑回收應(yīng)用領(lǐng)域狹窄，可謂回收發(fā)展的一大障礙。本期特別介紹國內(nèi)外關(guān)于廢塑料回收再用的幾種主要技術(shù)。

燃料
最初，塑料回收大量采用填埋或焚燒，造成大量的資源浪費(fèi)。因此，國外將廢塑料用于高爐噴吹代替煤、油和焦，用于水泥回轉(zhuǎn)窯代替煤燒制水泥，以及制成垃圾固形燃料（RDF）用于發(fā)電，效果理想。

RDF技術(shù)最初由美國開發(fā)。近年來，日本鑒于垃圾填埋場不足、焚燒爐處理含氯廢塑料時(shí)HCI對鍋爐腐蝕嚴(yán)重，而且燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生二惡英污染環(huán)境，利用廢塑料發(fā)熱值高的特點(diǎn)混配各種可燃垃圾制成發(fā)熱量20,933kJ/kg和粒度均勻的RDF后，既使氯得到稀釋，同時(shí)亦便于貯存、運(yùn)輸和供其他鍋爐、工業(yè)窯爐燃用代煤。

高爐噴吹廢塑料技術(shù)也是利用廢塑料的高熱值，將廢塑料作為原料制成適宜粒度噴入高爐，來取代焦炭或煤粉的一項(xiàng)處理廢塑料的新方法。國外高爐噴吹廢塑料應(yīng)用表明，廢塑料的利用率達(dá)80%，排放量為焚燒量的0.1%~1.0%，產(chǎn)生的有害氣體少，處理費(fèi)用較低。高爐噴吹廢塑料技術(shù)為廢塑料的綜合利用和治理“白色污染”開辟了一條新途徑，也為冶金企業(yè)節(jié)能增效提供了一種新手段。德國、日本從1995年就已有成功的應(yīng)用。

發(fā)電

垃圾固形燃料發(fā)電最早在美國應(yīng)用，并已有RDF發(fā)電站37處，占垃圾發(fā)電站的21.6%。日本已經(jīng)意識(shí)到廢塑料發(fā)電的巨大潛力。日本結(jié)合大修已將一些小垃圾焚燒站改為RDF生產(chǎn)站，以便集中后進(jìn)行連續(xù)高效規(guī)模發(fā)電，使垃圾發(fā)電站的蒸汽參數(shù)由30,012提高到45,012左右，發(fā)電效率由原來的15%提高到20%~25%。

日本環(huán)境省正在大力支持以廢塑料為主的工業(yè)垃圾發(fā)電事業(yè)，并在2003年度的預(yù)算中提出10億日元的額度，以著手輔助對5處廢塑料發(fā)電設(shè)施的整備工作。計(jì)劃到2010年在日本全國共建150個(gè)廢塑料發(fā)電設(shè)施，使工業(yè)垃圾發(fā)電成為新能源的重要一翼。

目前日本每年形成的廢塑料總量近500萬噸，2000年為489萬噸。其中25%作為塑料原料回收循環(huán)再用；42%埋掉；6%白白燒掉；只有3%用來發(fā)電。當(dāng)然如果能100%回收循環(huán)利用最好，但有些廢塑料目前尚無法循環(huán)再利用。

用廢塑料進(jìn)行發(fā)電可以減少煤炭、石油的消耗，以及二氧化碳的排放。日本計(jì)劃到2010年將目前垃圾發(fā)電量提高5倍，使年垃圾發(fā)電量達(dá)400萬千瓦以上。

油化

由于塑料是石油化工的產(chǎn)物，從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，塑料為高分子碳?xì)浠衔?，而汽油、柴油則是低分子碳?xì)浠衔?，因此，將廢塑料轉(zhuǎn)化為燃油是完全可能的，也是當(dāng)前研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。國內(nèi)外在這方面均已取得一些可喜的成績，如日本的富士回收技術(shù)公司，利用塑料油化技術(shù)，從1公斤廢塑料中回收0.6升汽油、0.21升柴油和0.21升煤油。他們還投入18億日元建成再生利用廢塑料油化廠，日處理10 噸廢塑料，再生出1萬升燃料油。美國肯塔基大學(xué)發(fā)明了一種把廢塑料轉(zhuǎn)化為燃油的高技術(shù)，出油率高達(dá)86%。中國北京、海南、四川等地均有關(guān)于塑料轉(zhuǎn)化為燃油研究成果的報(bào)道，但尚未看到工業(yè)化的實(shí)際應(yīng)用。

建筑應(yīng)用

各種廢塑料都不同程度地粘有污垢，一般須加以清洗，否則會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。利用廢塑料和粉煤灰制造建筑用瓦對廢塑料的清洗要求并不十分嚴(yán)格，有利于工業(yè)化應(yīng)用中的實(shí)際操作。向塑料中加入適當(dāng)?shù)奶盍峡山档统杀?，降低成型收縮率，提高強(qiáng)度和硬度，提高耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境角度綜合考慮，選擇粉煤灰、石墨和碳酸鈣作填料是較好的選擇。粉煤炭表面積很大，塑料與其具有良好的結(jié)合力，可保證瓦片具有較高的強(qiáng)度和較長的使用壽命。

將消泡后的廢聚苯乙烯泡沫塑料加入一定劑量的低沸點(diǎn)液體改性劑、發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑等，經(jīng)加熱可使聚苯乙烯珠粒預(yù)發(fā)泡，然后在模具中加熱制得具有微細(xì)密閉氣孔的硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫塑料板，可用作建筑物密封材料，保溫性能好。
復(fù)合再生

復(fù)合再生所用的廢塑料是從不同渠道收集到的，雜質(zhì)較多，具多樣化、混雜性、污臟等特點(diǎn)。由于各種塑料的物化特性差異大而且多具有互不相容性，它們的混合物不適合直接加工，在再生之前必須進(jìn)行不同種類的分離，因此回收再生工藝比較繁雜。國際上已有先進(jìn)的分離設(shè)備可以系統(tǒng)地分選出不同的材料，但設(shè)備一次性投資較高。一般來說，復(fù)合再生塑料的性質(zhì)不穩(wěn)定，易變脆，故常被用來制備較低檔次的產(chǎn)品，如建筑填料、垃圾袋、微孔涼鞋、雨鞋等。目前，國內(nèi)瀋陽、青島、株洲、邯鄲、保定、張家口、桂林以及北京、上海等地分別由日本、德國引進(jìn)20多套(臺(tái))熔融法再生加工利用廢塑料的裝置，主要用于生產(chǎn)建材、再生塑料制品、土木材料、涂料、塑料填充劑等。

合成新材料

匈牙利科學(xué)家研究出將塑料垃圾轉(zhuǎn)化成為工業(yè)原料并進(jìn)行再利用的新技術(shù)，從而改變了以往將這些垃圾隨便丟棄或進(jìn)行焚燒的做法。

據(jù)介紹，科學(xué)家們使用該項(xiàng)新技術(shù)能將塑料垃圾加工成一種新型合成材料。實(shí)驗(yàn)表明，這種合成材料與瀝青按比例混合后可以用來鋪路，增加路面的堅(jiān)硬程度，減少碾壓痕跡的出現(xiàn)，還可以制成隔熱材料而廣泛用于建筑物上。專家認(rèn)為，由于該技術(shù)是塑料垃圾轉(zhuǎn)化為新的工業(yè)原料，不僅在環(huán)保方面意義重大，而且還能夠減少石油、天然氣等初級(jí)能源的使用，達(dá)到節(jié)約能源的效果。

中科院廣州化學(xué)所科學(xué)家經(jīng)多年研制而成的SPS高效減水劑系列產(chǎn)品，可賦予混凝土良好的保塑性能、防水性能及抗凍結(jié)性能。SPS高效減水劑主要由廢舊聚苯乙烯塑料構(gòu)成，根據(jù)聚苯乙烯較容易引進(jìn)離子基團(tuán)的性質(zhì)，通過化學(xué)反應(yīng)，將離子基團(tuán)引入到廢舊聚苯乙烯苯環(huán)上，使經(jīng)過改性的廢舊聚苯乙烯，具有表面活性劑作用，能使水泥喪失包裹拌合水的能力，達(dá)到減水的效果。另外，由于聚苯乙烯是分子量很高的高分子物質(zhì)，在水泥混凝土凝固過程中，這種改性聚苯乙烯分子可在水泥顆粒表面形成薄膜，提高水泥顆粒間粘合力，從而增強(qiáng)水泥混凝土的強(qiáng)度，因而成為優(yōu)良的水泥防水、減水劑和增強(qiáng)劑。

制取基本化學(xué)原料、單體

混合廢塑料經(jīng)熱分解可制得液體碳?xì)浠衔?，超高溫氣化可制得水煤氣，都可用作化學(xué)原料。德國Hoechst公司、Rule公司、BASF公司、日本關(guān)西電力、三菱重工近幾年均開發(fā)了利用廢塑料超高溫氣化制合成氣，然后制甲醇等化學(xué)原料的技術(shù)，并已工業(yè)化生產(chǎn)。

近年來，廢塑料單體回收技術(shù)也日益受到重視，并逐漸成為主流方向，其工業(yè)應(yīng)用正在研究中?，F(xiàn)時(shí)研究水平已達(dá)到單體回收率聚烯烴為90%，聚丙烯酸酯為97%，氟塑料為92%，聚苯乙烯為75%，尼龍、合成橡膠為80%等。這些結(jié)果的工業(yè)應(yīng)用也在研究中，它對環(huán)境及資源利用將會(huì)產(chǎn)生巨大效益。

美國Battelle Memorial研究所已成功開發(fā)出從LDPE、HDPE、PS、PVC等混合廢塑料中回收乙烯單體技術(shù)，回收率58%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），成本為3.3美元/kg。

人造沙

2004年起，日本V-ARC公司開始將家電以及汽車等產(chǎn)生的廢塑料粉碎制成人造沙。廢塑料制成的人造沙將應(yīng)用于地基改良材料以及混凝土二次制品等。將廢塑料再利用為人造沙的例子非常罕見。V-ARC公司計(jì)劃在2005年5月將其發(fā)展成年產(chǎn)值5億日元的大事業(yè)。

資料顯示，日本國內(nèi)每年有500萬噸左右的廢塑料不能被再利用，其中大部分不得不采取掩埋以及焚燒的方法處理。V-ARC打算把這些廢塑料粉碎有效利用為人造沙。人造沙的顆粒大小在1.5毫米到7.0毫米間，能夠根據(jù)用途自由設(shè)定。

與天然沙相比，人造沙的特征是成本低、重量輕（不到天然沙的一半）；顆粒大小均一，不含水等。人造沙可以應(yīng)用于各種建筑材料、屋頂綠化材料、地基改良材料、瓦片、瓷磚以及外墻材料等