废塑料无公害处置技术

废塑料无公害处置技术――塑料分解生产清洁燃料进入二十一世纪以来，中国塑料工业取得了令世人注视的成绩， 实现了历史性的跨越。塑料树脂表观消费量由 2000年的2300万吨增至2003年的万吨，年均增加率达%。塑料制品产量全数国有和销售收入 500万元及以上非国有独立核算企业由2000年的万吨增至2003年的万吨，年均增加率达 20%；工业产值由2001年的亿元增至2003年的亿元，年均增加%。表1和表2的数听说明，2003年中国塑料原材料表观需用量冲破3000万吨，估量到2005年，中国塑料表观消费量将达到3800万吨；规模以上企业的塑料制品产量将达2300多万吨。但是，正是由于塑料的某些优良性能，致使其在利用或消费后不易腐臭，日积月累，严峻阻碍了地球的生态环境， 引发了世界各国的极大关注。 我国的塑料工业快速进展，目前塑料制品产量超过2000万吨，位居世界第二。废旧塑料的总量也将急剧增加，环境与进展的矛盾日趋突出。因此，对废旧塑料的治理已经迫在眉睫。废旧塑料资源被现代经济学家称之为“人类的第二矿藏”、“城市里的宝藏”！开发利用废旧塑料资源，即可有效治理污染，又可制造庞大的经济和环境效益，是利国利民的绿色环保产业。原国家经贸委作过统计，“九五”期间，我国每一年大约有1400万吨废旧塑料没有取得回收利用，回收利用率只有25％，直接资源浪费高达280亿元／年，如何处置废旧塑料已成为亟需解决的难题之一。一、 塑料废弃物引发生态危机众所周知，塑料作为一种新颖材料，因其性能优良，加工方便，价钱低廉，取得了迅速的进展。它不仅普遍应用于工业、农业、国防等国民经济的各个领域，而且渗透到了人们的日常生活当中。不可否定，塑料材料对推动技术的进步，社会的进展，生活水平的提高作出了庞大的奉献。但是，随着塑料制品的普遍应用，随着塑料的大量应用，产生的废弃物也与日俱增，造成人为环境的严峻污染，即所谓的“白色污染”。专门是塑料包装材料与城市居民天天的消费活动息息相关。大量的一次性利用的包装材料，如购物袋、快餐盒、饮料瓶等，在经历了短暂的消费进程以后，专门快进入了城市垃圾体系。塑料废弃物有别于一样的生活垃圾，它是高分子合成材料，质量轻，乱扔乱丢，空易随风飘扬；由于在自然条件下不易腐臭，弃于野地和河道容易恶化土壤和水源；随意燃烧那么有毒气体会污染空气。在欧美等发达国家，塑料废弃物在整个城市废弃物中的比例，以重量计接近10％，以体积计那么高达30％~40％，而且数字有逐年上升之势。我国属进展中国家，但塑料废弃物占世界总量的10％。在沿海城市，废弃塑料占城市生活垃圾的8％~10％，已达到发达国家的水平。据国家环保局、农业部统计，我国每一年仅一次性产品包装就达5000多万吨，田间的农膜达 800万吨，加上其他废弃塑料达亿吨以上，产量如此之大，而回收利用率却很低，几乎不到 20％。废弃塑料大量散落对环境造成严峻危害，即便是深埋，也需要200年才能化解，埋入泥土的塑料还会污染地下水源、 破坏土壤结构，能够使粮食作物减产 30％。因此，如何治理塑料废弃物对环境造成的负担和污染，早在上世纪60年代就已经引发了全世界环保界和工业界的高度重视，在长期的治理进程中也积存了很多成功的体会。根治“白色污染”的全然，在于实现回收再利用，科学证明，每回收利用1吨废旧物资，可节约自然资源近120吨，节约标准煤吨，减少近10吨垃圾处置。事实证明，通过资源的循环再利用经济模式，可完全取得可观的环境效益、社会效益和经济效益。二、目前塑料废弃物处置的三条途径我国是一个塑料消费的大国，各类利用过的塑料包装物、购物袋、塑料盆、塑料瓶等塑料废弃物到处可见，把这些回收起来用于再生产，不仅可减少环境污染，而且将使得相关企业大幅度降低原料本钱，增加利润。如何治理塑料废弃物对环境的污染，总的目标是实现减量化、无害化和资源化。目前要紧有以下三条途径。2．1 卫生填埋填埋是城市固体废弃物的传统处理方式。这种方法是利用人工建造的填埋场逐次将废弃物埋于地下，封顶后在其上方复土种草，使和周围的环境相协调。填埋技术的关键是防渗和沼气处置。防渗是避免某些填埋物因腐臭分解或雨水浸泡溶出有毒物质而采取一些封锁隔离方法； 沼气处置是设置沼气发电与燃烧装置用来及时处置沼气。由于利用自然地形建设填埋场，可节大量的人力、物力、财务，因此，卫生填埋在许多国家仍占有专门大比重。如美国，年产垃圾近2亿吨，其6000多个填埋场能处置其中的73％，据介绍一个年处置量近12Kt的填埋场，所产沼气用于发电可供十余万户家庭利用。填埋处置废弃物要紧有以下问题：(1)占用大量土地。在土地资源潜力有限，人均面积较小的大城市那个问题尤其突出。如经济发达寸土如金的长江三角洲地域，随着废弃物的不断增加，新增填埋场地愈来愈困难，而填埋费用也是逐年提高。(2)有污染环境之忧。填埋进程处置不妥，有机物等分解产生的气体，废弃物化学分解产生的可溶解物，一些塑料添加剂的析出都有可能对大气、 地表和地下水造成污染。(3)资源利用率低，除少数填埋场用沼气发电能够回收部份能源外，填埋使大多数废弃物成为真正的废物，浪费了废塑料中大量有利用价值的能源和原材料资源。2．2 燃烧处置很多城市废弃物都能够采纳燃烧法来处置。燃烧可使废弃物体积减少85％~90％，解决了大量的垃圾堆积问题，同时使废弃物中蕴涵的能源得以利用。来自美国的数听说明，燃烧每吨城市废弃物可发电25000度，折合电价0．％美元／度。另外，发电排出的烟道气用来预热空气，并雾化燃油或助燃，可节约10％~15％的燃料。燃烧法在我国大约占垃圾处置量的2％，这主若是因为燃烧处置的装置建设和运行费用较高，另外燃烧法对垃圾的热值要求较高。国外一样要求热值大于3360kJ／kg，我国那么要求在5000kJ／kg以上，达不到要求的需要不断的添加辅助燃料助燃，从而增加费用。城市废弃物中，塑料废弃物具有最高的热值，平均每千克热值32．5mJ。燃烧混合废计算所时，能够利用塑料的热值去补充，并增进非塑料废弃物的完全燃烧。燃烧废弃物对环境的阻碍是一个灵敏问题。过去的一些资料以为，燃烧进程中排出的温室气体、酸性气体、粉尘和灰渣等有害物质对人类和环境会有较多的不良阻碍，但目前的研究说明，在商业性燃烧装置上，燃烧废弃物产生的温室气体二氧化碳的排放量与石油、钢铁、水泥和化学工业相较要小的多。第二，就可致使酸雨的硫、氢氧化物而言，与碳基燃料如通常的燃油和燃煤相较，废弃塑料相对是一种比较干净的燃料。另外让公众担忧和恐慌的二到英的排放，进一步的研究以为，先前的报告有被夸大的成份。事实上，二到英的排放量与垃圾中塑料的含量并无相关性，所有的废弃物，除玻璃和金属外，都含有能产生二到英的含氯成份。检测结果说明，只要采纳先进的污染操纵装置，确保燃烧充分，烟道当中的二到排放量就可低于苛刻的欧洲排放标准。塑料废弃物作为燃料，最近被用在了高炉冶炼上。这项技术由德国和日本的科研人员开发，它基于如此一个原理，即塑料成份要紧由碳、氢元素组成，因此可作为高炉冶炼的还原剂和发烧剂，像焦炭、煤粉、重油一样作为高炉喷炉燃料。这项技术投入运行以来已经取得了十分显著的经济效益和社会效益。该项技术的优势是：废塑料在高炉中的热利用率达80％，而单纯把废塑料加入燃烧炉中燃烧，作为供热和发电时的热利用率为30％~40％。作为燃料的处置费用仅为燃烧或再生利用的30％~60％，经济上有优势。有害气体排放量仅为燃烧的％~1％，对环境阻碍小。为高炉炼铁提供了一种新的能源，且较之喷吹煤粉技术有利于高炉经济指标的提高。由于该技术为综合利用废塑料开辟了一条新途径，也为冶金行业节约能源增加效益提供一种新手腕，其潜在的进展前景已引发了国内科研部门的重视， 并着手进行研究开发。2．3 回收利用塑料废弃物的回收利用确实是通过各类途径对易回收而又具有回收价值的废塑料实现资源的回收利用。具体方式有以下几种：2．3．1再生利用废弃塑料中大部份是热塑性塑料，由于分子结构并未受到太大多破坏，通过度选、清洗、干燥、粉碎、配料混合、造粒如此一个工艺进程，能够从头加工成塑料制品。废塑料再生可比新材料节约树脂能量 85％~90％，节约加工能量 6％~17％。废弃塑料成功用于再生制品，目前看来取决于以下几个因素： (1)从搜集分类处处置有一个科学合理的回收系统； (2)先进的技术和设备的支撑，例如选择一个奥地利生产的塑料瓶挑选设备， 能辨识PET、PVC、PE、PP、PS、PA、ABS、PC等8种不同材质的塑料瓶，不管塑料瓶上是不是贴有标签或瓶身是不是变形，它都能以每秒5~7个的速度将塑料瓶分类，这就大大提高了处置的效率；(3)获利空间。若是在政策上给以较多的支持， 降低回收再生的本钱，专业生产厂就有了踊跃性。废旧塑料加工成颗粒后，仍然具有较好的综合材料性能，可知足吹膜、拉丝、拉管、注塑、挤出型材等技术要求，大量应用于塑料制品的生产。 最近几年来塑料原料价钱的大幅度上扬，引发了塑料回收利用的再度兴隆。全国各地塑料市场前一时期平均价钱为7000元／吨，而其回收利用后的再生颗粒平均价钱只有3800元／吨，二者相差3200元。也确实是说，只要这家农膜厂半数采购再生塑料颗粒，原料本钱一项一年就可节省160万元，何乐而不为？何况，眼下新生产出来的塑料原料价钱这么高，更使得塑料制品厂把采购原料的目光投向再生塑料。而再生塑料行业除从国内收购废旧塑料外，还把目光投向了国外。目前大部份废塑料入口申报价钱仅为二三百美元／吨，即便加上进口关税和运输等费用再在国内加工销售，仍然有利可图。最近几年来我国入口废塑料显著增加，日本2002年向中国出口废旧塑料同比增加40％，约为万吨，10年间大约增加倍。目前，日本国内废旧原料搜集经营者在备货以后，集中向中国出口。最近几年来，我国已经成为美国、日本、韩国等最大的废旧塑料入口国。日常生活中，再生颗粒可用来制造各类塑料袋、桶、盆、玩具、家具、文具等生活用具及各类塑料制品。服装工业方面，可用来制造服装、领带、纽扣、拉链。建筑材料方面，可用来制造各类建筑构件、建筑工具、塑料门窗、泥灰桶。农业方面，可用来制农膜、抽水管、农机具、肥料包装袋、水泥包装袋。机械工业方面，再生颗粒经特殊配方后，可用于制造机械零部件，各类形式的轴承、齿轮、凸轮、异轮、密封环、各类叶片、各类水泵叶轮。化学工业方面，可用来应作反映釜、管道、容器、泵、阀门等，应用在解决侵蚀磨损的化工生产场所。另外，再生颗粒还大量应用在电器工业和电讯工业中。但塑料回收利用热中的某些情形却不能不引发人们的忧思。就在我国废塑料入口量大幅度上升的同时，从多个口岸传来了退运不合格入口废塑料的消息。今年8月初，福建马尾出入境查验检疫局在查验一批从日本入口的废塑料时，发觉其中带有泥土，蚊蝇孳生，臭味很重。该局依法出具了环保不合格报告，并责令收货人当即退运。国家质检总局已经发布公告，暂停入口源自日本的废塑料。社会责任是咱们每一个企业都必需牢记的，任何生产经营活动都应该注意爱惜咱们的环境，不能给环境带来污染。但无需讳言，塑料再生企业在这方面是存在问题的。这一行业在生产进程中，需要对回收的废塑料进行清洗，洗涤后的污水有的就直接排放到农田或废水池里，给农作物等造成了危害。回收回来的不能加工的废料，一样都采纳露天燃烧的方式，在生产中还有废气排出，这些都对空气质量带来了不良阻碍。环境问题已经成为制约塑料再生企业生存和进展的重要因素，而要解决那个问题，又需要解决企业规模问题。目前我国的塑料再生行业大体上是以小作坊为主，设备比较掉队，技术含量不高，产品档次低，整体利润没有多少，我国废旧塑料回收行业长期以来呈低水平彷徨的状况。这一行业的经营者要改良生产技术，把科技融入到生产中去，提高产品质量，制造品牌产品，同时注意节约资源，避免环境污染，既为自己带来利益，也为社会造福。关于受污染严峻的、难以分离的、和回收利用失去了价值的废弃塑料，回收再生显然是不适宜的。由于氧化和紫外线辐射等作用，塑料会随时刻而降解使得其强度和性能下降，因此利用废旧塑料加工的产品，质量不高，利用生命短。废塑料再生利用只是增加利用寿命，最终仍然还会产生大量的塑料垃圾需要处置， 如此需要最后的消化和无公害处置。2．3．2热解生产油料、气体燃料和回收单体在能源紧缺的今天，废弃塑料能够被视为有利用价值的固体石油化工原料，通太高温分解成为各类碳氢化合物如煤油、汽油、重油和气体燃料。据报导1kg废塑料可产出1L油晶，其中汽油约占50％，煤油和轻油各占25％。热解进程中利用高效催化剂可提高出油率，提高油品质量和降低生产本钱。国内在推广这项技术时还存在诸多问题，如生产设备简陋、工艺设备不完善、油品质量不高、废弃直接排放导致污染等，国外资料评价该技术时，认为只有在废塑料可免费收集，年处理量超过5kt时才具备经济可行性。一般认为，如果原油价格低于收集处理废料的总费用，那推广就会有问题。目前，国际上公认废旧塑料油化是较为理想的回收方式，既可排除白色污染，又能资源再生，实现社会效益和经济效益 “双丰收”。可是，废旧塑料油化技术要求和产业化标准都超级高，国内企业一直未能实现全面冲破。利用聚合物裂解技术还能够从废弃塑料中回收单体，回收的单体通过聚合反映再生成相应的聚合物。目前这项技术在国外用得最多的是普遍用来包装碳酸饮料、饮用水、果汁和茶饮料的PET瓶，即可乐瓶。2．3．3生产其他产品废弃塑料还能够用来制作涂料、粘合剂等化工产品。例如将聚苯乙烯溶解在苯及其同系物中，加入必然量的助剂，搅拌均匀，可制成透明的防水涂料。另外废弃塑料粉碎后可作为填料， 混合在其他主体材料如水泥、 沥青中，用来作建筑材料和路面材料。三、国外发达国家废旧塑料的回收利用随着塑料工业的迅猛进展，废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、爱惜环境的方法，普遍受到重视。尤其是发达国家，这方面的工作起步早，已经收到了明显的效益，我国有必要借鉴其体会。美国是世界塑料生产大国。据统计，到2000年，美国年生产塑料3400余万吨，废旧塑料超过1600万吨。美国早在20世纪60年代就已展开废旧塑料回收利用的普遍研究，但假设不加速回收废旧塑料的步伐，也将无法经受日趋增加的废旧塑料所产生的环境污染及给经济带来的损失。美国回收利用废旧塑料品种的比例为：包装制品占50％，建筑材料占18％，消费品11％，汽车配件5％，电子电气制品3％，其塑料品种所占比例别离为聚烯烃类占61％，聚氯乙烯占13％，聚苯乙烯占10％，聚酯类占11％，其他占5％。80年代末，美国的废旧塑料回收率近10％。据统计，美国在20世纪末废旧塑料回收率达35％以上。其中，燃烧废旧塑料回收能源由80年代的3％增至18％；废旧制品的掩埋率从96％下降到37％。美国在燃烧废旧塑料利用热能，热分解提取化工原料等方面进行了大量工作并取得了一些功效。另外，美国各州为解决塑料废弃物问题，利用了立法如此的强硬方法。日本是塑料生产大国，废旧塑料的回收已成为日本的严峻社会问题。而且日本是能源欠缺的国家，因此对废旧塑料的回收利用一直维持踊跃态度。90年代初，日本回收利用废旧塑料率为7％，燃烧利用热能率为35％。日本在混合废旧塑料的开发应用方面也处于世界领先地位。如三菱石油化学株式会社研制的REVERZER设备能够将含有非塑料成份达2％（如废纸）的混合热塑性废旧塑料制成各类再生制品，如栅栓、排水管、电缆盘、货架等。日本约有 20多台如此的设备，世界上有 30多家公司利用这种设备加工再生制品。据报导依照日本容器和包装物回收利用的有关法规， 在2002财政年度，新日铁公司回收利用 12万吨市政废塑料。新日铁公司已在君津厂和名古屋厂建造了搜集、处置市政废塑料的高效回收利用系统，该公司处置的废塑料量约占日本废塑料总量的40%。新日铁开发了将市政废塑料用作焦炉原料的回收利用技术，现有系统的回生效率估量在90%左右，比其它的废塑料化工回收利用系统的效率要高。2002年春天，新日铁公司开始在八幡厂和室兰厂利用上述技术回收利用市政废塑料。另外，该公司还在君津厂和名古屋厂采纳相同工艺按工业规模回收利用废塑料。该公司投资20亿日元在八幡厂建造了废塑料回收利用设备，年处置能力为2万吨，其预处置设备建造在原无缝钢管厂，现有的焦炉用作废塑料的热分解用。该公司的君津厂和名古屋厂的废塑料年处置能力均为4万吨，在2001财政年度处置了市政废塑料 8万吨。因此，加上八幡厂和室兰厂均为 2万吨的年回收利用能力，2002财政年度，新日铁公司的市政废塑料处置能力达 12万吨。作为提高经营能力的组成部份，新日铁公司已经开发了包括预处置和热分解的废塑料回收利用系统。预处置设备的处置能力为h，先将打包运来的废塑料用手工去除杂质，再粉碎成100mm大小的块体、磁选去除金属、振动分离玻璃和砂石碎块、用重力分离去除聚氯乙烯塑料后，再粉碎成20mm左右并紧缩制粒。热分解在焦炉内进行，废塑料在1200℃下分解成碳氢油料（40%）、焦炉煤气40%）和焦炭（20%）。碳氢油料、焦炉煤气和焦炭用作化工原料、电厂燃料和高炉炼铁的还原剂。新日铁公司自2000年秋季开始在君津厂和名古屋厂回收利用市政废塑料。该公司于2001财年回收了8万吨废塑料；2002财年开始在八幡厂和室兰厂运转废塑料回收利用系统，年处置能力均为 2万吨。在2003年后，该公司还将把废塑料处置系统安装到大分厂。意大利是目前欧洲回收利用废旧塑料工作做得最好的国家。意大利的废旧塑料约占城市固体废弃物的 4％，其回收率可达 28％。意大利还研制出从城市固体垃圾中分离废旧塑料的机械装置。 意大利对废旧塑料回收一样是将塑料碎片和纸片一路搜集，并用干法分眩分离后的废旧聚乙烯制品经粉碎后， 用磁筛除去铁等金属杂质，经清洗、脱水、干燥后，通过螺杆挤出机进行造粒。这种回收料加入新料，可保证其具有足够的力学性能，可生产垃圾袋、异型材、中空制品等。废塑料分解生产清洁燃料技术工艺介绍由于塑料是石油化工的产物，从化学结构上看，塑料为高分子碳氢化合物，而汽油、柴油那么是低分子碳氢化合物，因此，将废塑料转化为燃油是完全可能的，也是当前研究的重点领域。国内外在这方面均已取得一些可喜的成绩，如日本的富士回收技术公司，利用塑料油化技术，从1千克废塑料中回收升汽油、升柴油和升煤油。他们还投入18亿日元建成再生利用废塑料油化厂，日处置10吨废塑料，再生出1万升燃料油。美国肯塔基大学发明了一种把废塑料转化为燃油的高技术，出油率高达86%。中国北京、海南、四川等地均有关于塑料转化为燃油研究功效的报导，但尚未看到工业化的实际应用。目前，国际上公认废旧塑料油化是较为理想的回收方式，既可排除白色污染，又能资源再生，实现社会效益和经济效益“双丰收”。可是，废旧塑料油化技术要求和产业化标准都超级高，国内企业一直未能实现全面冲破。北京高新利华化工有限责任公司长期致力于石油炼制和石油化工技术开发和应用技术研究，在清洁燃料生产技术开发方面， 催化加氢和加氢裂化是除去油品中的硫和氮等杂质，提高油品的利用性能，爱惜环境。北京高新利华化工有限责任公司开发的汽油加氢、催化加氢和加氢裂化技术和催化剂在大庆石化分公司和大港大型炼油装置取得普遍应用， 在清洁燃料油生产的技术和催化剂方面有着良好的技术基础。最近几年来联合国内大学和科研院所开发成功废塑料催化分解生产清洁燃料技术，具有反映温度低，汽柴油液收高，燃料率高达 95%以上。目前正在进行关于应用实验。利用热催化裂解技术将废塑料经高温解聚，裂解成动力和燃料油，技术成熟，催化剂本钱低、无二次污染，有较好的经济效益和社会效益。、工艺废塑料分解生产清洁燃料技术工艺预处置（分拣、清洗破碎、干燥）、催化解聚、精馏、尾气、炉渣处置和产品精制等工序产品散布废塑料→

→ 可燃气→LPG产品→汽油→煤油→柴油→炉渣2、设备预处置设备：SP型塑料破碎机、离心式甩干机解聚设备：旋转式分解反映釜粗馏设备：填料塔气体收贮设备：浮简式贮气罐、液化气紧缩机、冷冻机等。旋转式解聚釜是咱们的专利，这种解聚釜的釜体为卧式，容积大，釜体在加热炉中作360度旋转，使釜体受热面积扩大三倍以上， 受热均匀，塑料的热传导率仅为M。/K，传热性较差，一样的解聚设备，釜底长期与高温接触，局部温度太高，釜底塑料熔融以后专门快进入气化段，而现在釜上部的塑料还不能熔化，造成釜底干烧，使釜底专门快损坏，即利用重油与废料混装，也无法完全解决，因此固定式的解聚设备没有进展前途。 旋转式解聚炉釜用煤作热源，与利用锅炉和电作热源的解聚设备相较，投资少，专门适合废料散布广、运输不便的特点，便于推行。、生产步骤）预处置废塑料的品种很多，除聚氯乙稀塑料由于受热易分解出氯化氢气体，极易侵蚀设备和具有爆炸性之外，所有的热塑性塑料（如：农膜、地膜、各类塑料袋、包装袋等）都能够进行油、气化处置。不同品种的塑料别离进行油气化处置，有利于选择不同的产出物，为了充分利用解聚釜的空间，进行湿式清理很有必要，方式是在对塑料进行破碎的同时用水清洗。每小时可净洗破碎塑料100KG左右，净洗破碎后的废塑料，泥沙等杂质大为减少，堆积体缩小，解聚时一次进料量增加，排渣量减少，提高了产量。）分解将净洗破碎晾干的废塑料用人工或螺旋送料机装填进解聚釜，解聚炉点火升温，开动解聚釜使釜体旋转，釜内温度慢慢上升至300℃，废塑料在釜内慢慢熔融气化，气态物通过管道进入粗馏塔。）粗馏由于解聚釜和粗馏塔一步相通，在解取釜中产生的裂解气直接进入粗馏塔，依照需要在粗馏塔的必然高度凝结后引出，腊状物和解聚不充分组份均落入塔底通过管道返回解聚釜，解聚釜的温度上升不断，直至将有所废塑料裂解完毕。在粗馏塔中未凝结气体上升塔顶后，引至浮简式贮气釜存贮备用。、生成物吨废塑料粗解聚后生成15-40%的轻质油40%的重油。气体中C3、C4占80%左右，少量的C1、C2占15%左右，这是一种专门好的民用燃气，其热值可达40000MJ/kg。废塑料在我国大量存在且愈来愈多，已有形成“白色污染”的趋势，目前虽有一部份被加