废塑料回收利用技术的发展与应用

废塑料回收利用技术的发展与应用

利用废塑料是解决环境污染的重要手段。废塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施,普遍受到世界各国的重视。废塑料回收利用方法主要包括分类回收、制取单体原材料、生产清洁燃油和用于发电等技术。一些新的废塑料回收利用技术已陆续开发成功并推向应用领域。据Wrap公司的研究表明,塑料回收利用对减少二氧化碳气体排放有重要作用。生命循环分析表明,与埋地和焚烧以回收能量的替代方案相比,回收利用每吨塑料可避免产生约1.5~2t二氧化碳。1国外废塑料回收利用现状美国是世界塑料生产大国。据统计,美国年生产塑料3400多万t,废塑料超过1600万t。美国早在20世纪60年代就已开展了对废塑料回收利用研究,目前,回收利用废塑料包装制品占50%,建筑材料占18%,消费品11%,汽车配件5%,电子电气制品3%,其他占13%;按塑料原料品种分,所占比例分别为聚烯烃类占61%,聚氯乙烯(PVC)占13%,聚苯乙烯(PS)占10%,聚酯类占11%,其他占5%。美国在20世纪末废塑料回收率达35%以上。其中,燃烧废塑料回收能源由80年代的3%增至18%,废制品的掩埋率从96%下降到37%。可口可乐公司与美国资源回收公司计划在南卡罗林那州Spartanburg建设世界最大的塑料瓶循环回收利用装置。该装置将生产约4.54万t/a食品级可回收利用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料供重新利用,相当于生产近20亿只可口可乐瓶。日本是塑料生产第二大国,而且能源短缺,所以对废塑料的回收利用一直持积极态度。日本废塑料回收利用工作做得较好。据日本“废塑料管理协会”统计,日本1020万t废塑料中,52%回收利用,其中包括2%用作化工原料、3%用作再熔化固体燃料、20%用作发电燃料、13%用于焚烧炉热能利用。日本在混合废塑料的开发应用方面也处于世界领先地位。三菱石油化学株式会社研制的REVERZER设备可以将含有非塑料成分(如废纸)达2%的混合热塑性废塑料制成栅栓、排水管、电缆盘、货架等各种再生制品。欧盟委员会于2006年9月强行通过一项法案,以提高回收塑料包装废弃物的目标比例。新法案把原先确定的回收15%塑料包装废弃物的目标提高至22.5%。据“欧洲塑料制造商协会(APME)”统计,欧盟2006年回收利用废塑料约1220万t,占总量43%。其中65%回收用作能源或再转化成单体用作原料。意大利的废塑料约占城市固体废弃物的4%,其回收率可达28%。意大利还研制出了从城市固体垃圾中分离废塑料的机械装置。回收料加入一些新的助剂,可保证其具有足够的力学性能,用于生产垃圾袋、异型材和中空制品等。据欧洲聚酯行业实体Petcore发布的数据显示,2006年欧洲回收的废聚酯瓶片从2003年的61.2万增长到79万t。德国、法国、意大利3国回收瓶片最多,加起来占到欧洲总量的六成,爱尔兰、波兰和西班牙增长明显。预计到2010年,欧洲将有100万t以上的废瓶片被回收再生利用。据巴西PVC协会称,尽管与欧洲国家相比,巴西缺少政府介入,但巴西的废塑料回收量很高,巴西的废塑料回收率已从1998年9.5%提高到2006年17%,而欧洲的塑料回收率约为15%。2废塑料回收技术回收途径主要分为两种,一种是将废塑料再生成同一品种的原料或分解成单体,另一种是将其制成可综合利用的其他原料和能源。2.1vi现行pvc回收工艺苏威公司在意大利费拉腊投产了世界上第一套回收废软PVC树脂装置,投资1060万欧元(920万美元)的装置,采用VinyLoop批量工艺,可从1万t/a废塑料(大多由PVC组成)再生出8500t/aPVC。该技术采用甲乙酮混合物在100~140℃和加压下溶解PVC及其添加剂。含PVC的溶液然后沉淀生成均相的软PVC。甲乙酮混合物循环使用。该装置的原料主要由电缆绝缘PVC组成,至少80%的物料是使用后的废料。欧洲PVC生产商面临环保和欧盟法规的压力,通过焚烧和埋地处理PVC会带来环境问题,采用混合塑料回收工艺因来自PVC的氯对工艺过程有害,也会带来一些问题。而采用VinyLoop工艺可减轻废PVC,尤其是废软PVC对环境的影响。再生PVC纯度很高,出售的树脂可等于或高于原树脂的价格。投资偿还期很短。第二套VinyLoop装置于2004年在法国投运,该装置特定设计用于回收涂复PVC的漆布和织物。另有一些VinyLoop项目也将考虑在欧洲、加拿大和日本建造。来自电缆的废绝缘料常是PVC、橡胶和PE的混合物。该公司在费拉腊投用预处理生产线,采用离心过程分离出非PVC聚合物。比利时苏威公司和日本神户制钢所联合进入日本PVC回收利用业务。神户制钢所也将成为采用苏威VinyLoopPVC回收利用工艺的实施者。两家公司在2005年内建成2套2万t/aVinyLoop装置,一套位于日本东部,另一套位于西部。两家公司组建合资企业承建这两套装置。神户制钢所将确立日本废弃PVC收集途径,并建立回收PVC的销售网络,两家公司也将联合研发和拓展VinyLoopPVC应用范围,并将考虑在亚洲其他国家,包括我国建设VinyLoop装置。日本生产PVC约250万t/a,其中160万t/a国内消费。2.2收集繁殖2.2.1pet树脂循环回收利用技术美国依士曼化学公司1999年中期开发的PET废塑料回收利用工艺,将粉末状PET溶解并解聚成单体,替代用作PET生产的原材料。该工艺已在北欧和日本工业化应用。日本帝人公司开发了从废PET瓶回收对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)的循环利用工艺。该公司已将现有一套DMT装置改成3万t/a循环回收装置。在该工艺中,PET瓶先粉碎和清洗,然后溶解在EG中,在EG沸点和0.1MPa下,PET解聚为对苯二甲酸双羟基乙二醇酯(BHET)。过滤除去脏物和添加剂后,BHET与甲醇在甲醇沸点和0.1MPa下,通过酯交换反应,生成DMT和EG。DMT和EG用蒸馏分离,然后DMT再用重结晶提纯,蒸馏回收EG。甲醇循环使用。产品纯度均为99.99%,循环回收费用相当于常规工艺生产DMT和EG的费用。DMT被转化成用于生产瓶级PET树脂的纯对苯二甲酸(PTA)。上述循环回收装置可生产该公司树脂原料的10%。PETPebirth公司与日本AIES公司组建合资企业将回收利用PET工艺推向工业化。该装置将回收利用2.7万t/a废弃PET瓶,于2003年在川崎投产。该技术由AIES公司和日本洁净化中心(CJC)联合开发。产品为高纯度BHET,为合成PET树脂的中间体。据称,该方法简化了回收利用过程,因为另一些方法将废PET转化为DMT,DMT还要再转化为精PTA用于PET生产。在该工艺中,废PET瓶被粉碎,洗涤,与EG和专用催化剂混合,在200~220℃下解聚为BHET,其产率约为99.5%。该工艺可与用新鲜原料生产PET相竞争。每千克回收处理费用为几美分。意大利Equipolymers公司(陶氏化学公司控股)建设工业规模装置,实现PET聚酯树脂的循环回收利用。该公司于2006年在意大利撒丁(Sardinia)建成1万t/a装置。采用该技术将聚酯树脂饮料瓶转化成聚酯原料精PTA,然后再与新鲜的PTA一起送去生产聚酯树脂。这是该技术在欧洲第一套验证的工业化装置。日本月岛机械(TSK)公司推出回收PET废料工艺。该工艺从废弃PET瓶回收高纯度PTA和EG。在TSK过程中,PET树脂碎片在EG中170~185℃和0.1MPa下经40~60min与碳酸钠反应,PET被解聚为EG和PTA,后者形成对苯二甲酸钠(NaTP)。因为NaTP不溶于EG,生成的EG用过滤和蒸馏方法分离后循环使用。NaTP溶解于水中,在稍高于90℃下分两步加入硫酸,在硫酸钠溶液中得到PTA结晶。结晶过滤和洗涤得到纯度大于99.9%的PTA;硫酸钠回收。TSK公司已完成100t/a规模的中试,PTA回收率约98%。因过程在低压下进行,反应时间短,故投资费用较低。估算8000t/a的工业化装置投资约1100万美元。在考虑到PET处置费用的节约,认为该过程经济可行。日本开发出一种将废塑料变废为宝的新方法———用微波炉快速分解塑料瓶为乙二醇和对苯二酸。这种新方法的能耗仅为塑料瓶传统分解法的1/4。新方法首先用机械将塑料瓶切割成碎片,再向碎片中加入氢氧化钠及酒精类的物质,使用微波炉加热1.5min即可。在微波的作用下,塑料瓶碎片可分解为乙二醇和对苯二酸。乙二醇可用于生产聚酯纤维和防冻剂,高纯度的对苯二酸能够用来制造油漆和塑料容器。GE塑料公司开发了“绿色”途径生产基于聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的树脂和PC/PBT混配物。据称,该方法将有助于节能、减少温室气体排放和减少消费后的废物。这类树脂的应用目标是汽车工业,它可85%从PET废弃瓶生产。GE公司专有的工艺可在化学上使废弃聚酯瓶获得再生,废弃聚酯瓶可来源于世界各地。生产PBT的传统工艺是将石油转化为PTA或DMT,然后将它们与丁二醇(BDO)反应制取PBT。而GE公司则可使废弃的PET瓶再生,然后与BDO反应。这样可避免另外两种化学品进料。因为不是一直需要制取这类其他的化学品进料,从而可大大减少CO2排放、减少能耗,并可免除某些消费后的埋地而额外增效。一些独立的环境审计公司已认可GE公司的计算,即生产每吨树脂,若采用新的工艺可减少CO2排放至少1.7t,生产每吨树脂并可减少所用的原油数量8.5bbl。如果所有PBT都采用GE公司ValoxiQ树脂技术制造,则每年可减少140万tCO2排放。另外,GE公司正在开发其他“绿色”产品,包括从消费后废物生产热塑性弹性体;新一代ValoxiQ树脂,可将其消费后废物作原料与生物基原料相组合生产,可进一步降低CO2排放,并可替代石油基材料。这些材料在2007年推向商业化。2.2.2可扩张型聚氨酯材料在高聚物塑料制品中的应用中科院兰州理化技术研究所推出利用废聚酯生产聚酯多元醇技术。该成果利用工业和生活中废弃的矿泉水瓶、饮料瓶、食用油桶,以及聚酯厂的废料,聚酯制品的边角料、废料等材料,在有机醇类化学品及催化剂作用下,经化学处理制成聚酯多元醇,用来生产聚氨酯发泡材料以及塑料、橡胶、涂料、胶粘剂等合成材料的中间体。聚酯多元醇与目前市场上应用广泛的聚醚多元醇相比,在耐温、耐磨、耐油和机械强度等方面占有优势,因此在聚氨酯发泡材料、合成革、涂料、胶粘剂、弹性体等制品中显示出其特性而得到发展。特别是近年来大量应用的聚醚型聚氨酯硬泡材料中,加入一定比例的聚酯多元醇,可较大幅度提高材料的强度,从而显著降低聚氨酯硬泡材料的生产成本;由于聚酯型发泡材料导热系数小,保温隔热性能优异,目前在管道保温及建筑隔热等方面应用广泛。该成果采用废弃的聚酯塑料制品废料为原料,不仅有利于环保,而且生产设备和工艺简单,投资少,成本低廉,产品用途广泛,回收资金快;生产中应用的少量化学溶剂可以回收,基本上做到无污染物排放。2003年,华东理工大学承接了国家科技部“863”重大科技攻关项目“基于回收PET塑料的高聚物塑性体的工业制备及应用”。经过两年多的攻关,课题组通过独创性的配方设计,并采用目前处于世界领先水平的低温固相加工与反应挤出技术,开发了一种以回收聚酯瓶为主要原料,加入增韧橡胶、扩链剂等其他助剂,与PC形成一种高性能的、应用前景良好的新型高分子合金材料。该技术不仅解决了回收聚酯塑料再生利用时性能普遍下降的难题,还完善了现有高分子材料的成型加工技术体系,为聚酯材料的回收利用提供了新原理、新技术。2.3聚苯乙烯单体的生物可降解聚合物ps日本东芝Kensetsu公司建设了1000t/a试验装置,从废PS泡沫塑料生产苯乙烯单体。5~10kg/h的中型装置取得良好效果。现已将该工艺推向市场。熔融的废PS进入管式反应器,在500~700℃和约6.65kPa(50mm汞柱)减压下被分解。分解的物料依次进入两座减压蒸馏塔。第一座塔分离较轻组分,第二座塔去除重质组分,生产的苯乙烯单体纯度为99.83%。苯乙烯单体产率为废PS的70%左右,剩余30%大多为重油,用于过程加热。据估算,3000t/a处理PS的装置投资费用约为300万美元,投资偿还期为2~4年。爱尔兰国立大学和德国汉堡大学的研究人员开发了一种工艺,可将废PS转化为可生物降解塑料。采用的两步法途径涉及聚苯乙烯热解为苯乙烯油,然后再用细菌使油转化为聚羟基烷基酸酯(PHA)可生物降解聚合物。这种PHA可应用于塑料涂层和压敏胶粘剂,以及医疗领域。研究人员利用微生物,在一定的供氮条件下使苯乙烯油转化为PHA,微生物需要氮气以产生氨基酸。酶作用48h后,这类PseudomonasputidaCA-3微生物可从16g苯乙烯油制取1.6g中等链长的PHA。所得混合物由低聚合分散度的高分子链组成,适合于生产通用热塑性塑料。已有几家公司从可再生的农业原材料(如谷物)生产PHA类聚合物。ADM和Metabolix公司已计划组建各持股50%的合资企业建设生产PHA的第一套工业化装置。该装置初期能力为5万t/a,采用由Metabolix公司开发的专有技术,使谷物糖类发酵制取PHA聚合物。2.4废塑料回收利用方法日本室兰工业大学应用化学系开发成功由废弃聚烯烃塑料选择性化学回收低碳烯烃(C2~C5)的技术。采用硼硅酸盐与中孔的多孔硅石(MCM-41)机械混合的微孔型多孔性复合催化剂进行催化裂解,低碳烯烃收率75%,比单独使用硼硅酸盐收率可提高20%以上。反应条件最佳化还可能进一步提高选择性。雪佛龙公司和肯塔基大学的联合研究小组已开发了将废塑料转化为极高质量基础油的新途径。该转化过程采用了雪佛龙公司异构脱蜡的蜡异构化技术。雪佛龙和许多其他炼制商已采用这一技术用于矿物油炼油厂生产Ⅱ类和Ⅲ类基础油。异构脱蜡是该工艺过程中的一部分。试验所用塑料主要为聚乙烯,使该材料从热解开始,在无空气条件下,在加热炉中加热,使其分子破解形成相对分子质量在基础油范围内的含蜡液体,再使该液体异构脱蜡生成柴油和基础油。基础油质量产率为30%~40%,过程中副产物短链烯烃低聚,也可使产率提高。研究表明,基础油质量恒定不变且质量很高,粘度为3.4~5.4mm2/s,倾点为-13~-37℃,粘度指数为150~160。迄今为止,废塑料回收利用通过化学法(将聚烯烃转化成单体)或热法(将塑料转化成液体燃料)。现在,另一种方案由石川岛播磨重工公司(IHI)开发成功,可将聚烯烃转化成苯、甲苯和二甲苯(BTX)等芳烃。该工艺过程基于采用含镓的MFI型沸石催化剂。该催化剂由日本Muroran技术研究院应用化学部开发。转化过程分成两步:第一步,在450~1000℃和0.1MPa下热分解和气化(通过气体洗涤器除氯),然后藉助Ga-MFI催化剂在500~800℃下转化成BTX。BTX产率约为50%(约15%苯、20%甲苯和15%二甲苯)。剩余组分为其他芳烃,如乙苯(<10%),及C1~C4气体烃类(约30%)和残渣,如蜡和焦炭。催化剂采用氧化法定期再生以去除焦炭沉积物。IHI已在10kg/h中型装置中优化了这一新的工艺,从100kg聚烯烃废料产生约60kg芳烃化合物。2.5化学降解及其工艺当前废聚氨酯(PU)的回收利用主要有三种方法:物理法、化学法、能源法。物理法已有许多报道和实用技术。这类方法回收的PU生产的制品性能较差,只适用于低档制品。能源回收是通过将废料焚烧来回收热量,这种方式会造成二次污染,基本不再使用。因此,化学法回收聚氨酯成为人们研究的热点。聚氨酯的化学回收技术,是指聚氨酯树脂在化学降解剂的作用下,降解成低相对分子质量的成分。由于所用降解剂的不同,化学降解又分许多种类型。不同类型降解剂所得降解产物不同,物化性能及作用也不同,可根据使用目的采用相应的降解剂和降解工艺。聚氨酯的降解反应主要有醇解法、氨解法、热解法、碱解法、磷酸酯法等。各种方法都有各自的优缺点,但无论哪种方法,其原理都是将聚氨酯大分子中含有的大量氨基甲酸酯键、脲基和醚键等断键,使其形成相对分子质量较小的含聚酯或聚醚多元醇或聚氨酯多元醇及少量胺的液体混合物。以热塑性聚氨酯(TPU)、玻璃纤维增强的热塑性聚氨酯制备汽车部件如防护板、挡泥板延展部、气道、保险杠等日益增多,所产生的废旧TPU也相应增多。TPU注射模塑时的边角料及汽车报废后拆卸得的废旧TPU的回收利用有两种方法。一种是在TPU成粒过程中将约20%的废旧TPU添加至新的TPU中一起热熔成粒,添加涂漆的废TPU料时,必须熔融过滤再和新鲜TPU一起成粒,否则影响增强TPU的性能。另一种方法是将回收废旧TPU熔融过滤后,直接添加到生产TPU的挤出设备中再用,废TPU的添加量可高达50%。陶氏化学公司和Mobius技术公司在瑞士梅林的陶氏技术开发中心设置了回收利用废旧聚氨酯的示范系统。在Mobius技术公司开发的工艺中,将聚氨酯泡沫粉碎成粒径50μm颗粒,混合以多元醇再生产新的泡沫。据称,粉末状废旧泡沫可替代超过12%的新的多元醇,从而可节减聚氨酯生产费用。2.6从pc回收双酚abpa日本Victor公司与日本先进工业技术研究院(AIST)和日本清洁化中心合作,开发了从废弃光盘(如CD、CD-ROM、DVD等)回收高纯度双酚A的工艺。该新工艺使聚碳酸酯(PC)在约200℃、2MPa下和氮气气氛中分解,以置于环己酮中的碳酸钠为催化剂,60min后约78%的PC分解成粗双酚A,其中含少量其它酚类。经4步蒸馏后,双酚A纯度提高至99.9%,即:第1步除去溶剂;第2步除去低沸点酚类;第3步除去有机碳酸酯;第4步从重油残留物中分离出双酚A。反应在小试高压釜中完成。日本清洁化中心进行的模拟试验表明,双酚A收率可达80%,纯度可达99.9%。帝人化学公司开发了可完全循环回收利用废PC树脂新工艺。该工艺采用新的提纯技术,回收和循环利用高纯度双酚A(BPA),预计可使从纯单体制取BPA所需能耗降低66%。从废PC回收BPA的不同工艺正在开发中,它们采用碳酸钠分解PC树脂,并用4步蒸馏工艺提纯被回收的BPA,以去除苯酚和其他残余物。而在帝人的工艺中,PC代之以被强碱在常压和40~50℃下分解。在这种条件下,不生成副产物,因而产品单体适宜于制取纯度达99.9%的BPA,它可直接用PC装置生产PC。该工艺关键的创新之点在于专有的液相提纯工艺,与蒸馏相比,可大大节约操作费用,BPA总回收率可超过95%。2.7pet/尼龙瓶回收利用技术特点日本松下电器产业公司宣布开发出含溴阻燃剂的塑料回收利用设备,可回收利用报废的电视机壳等原料,回收料的冲击强度等性能基本上不受影响,制造的产品可再次利用该设备回收,总计可以反复回收10次左右。德国塑料单丝和包装带挤出设备生产厂家Reimotec公司发明了不用相容剂就能把PET/尼龙瓶直接回收和加工成包装带技术。而此前,德国塑料加工厂回收PET/尼龙瓶都必须添加相容剂。这项新技术诀窍在于双螺杆挤出机能把尼龙高度分散成细颗粒。3综合利弊3.1废塑料油化回收利用的进展废塑料的综合利用方面,也有很多成功的国外经验可以借鉴。美国EFD公司开发的专利技术可从混合的废塑料中回收清洁的燃料级柴油,并在澳大利亚和新西兰建设了一批小型装置,每套装置的费用约250万美元,投资偿还期约为1年。美国燃料加工公司环境燃料开发公司(EFD)开发的专利技术可从混合的废塑料回收清洁的燃料级柴油。废塑料在接近真空条件下,被加热至高于700℃,并喷向催化板块即产生柴油和天然气。EFD公司已在凯尔索建有验证装置,并将该工艺推向商业化。该公司已向澳大利亚Ozmotech公司转让该工艺,用于澳大利亚和新西兰建设一批小型装置,每套装置的费用约250万美元。该工艺可生产含硫1μg/g的柴油,远低于直馏柴油的含硫量,可用于现有的柴油机而无需改造。7t的废塑料粗料可回收约7350L柴油。Ozmotech公司于2003年2月在澳大利亚建设10套小型装置。该装置生产柴油的投资偿还期约为1年。若依旧采用填埋法处理,废塑料填埋费用约为18美元/t。Ozmotech公司还将该技术转让给新西兰Hurunui塑料公司,在新西兰南岛的装置已投用。波兰Tokarz公司开发了新的T-Technology工艺过程,应用于在德国科隆(Cologne)Entsorga的废塑料回收利用设施中。该技术将废塑料通过解聚转化为液体燃料或用于制取油品馏分,操作时无需加压。该公司的T-Technology过程是废塑料造粒或焚烧的替代方案,因为该工艺过程将废塑料转化为含有C1~C4链长的气体馏分烃类。这种烃类可进一步在炼油厂加工或以燃料油馏分形式用于家用取暖。除了PE和PP之外,Tokarz公司在Entsorga的加工生产线可处理废弃材料总量中高达25%的其他废塑料,并且可处理受高度污染的和质量各异的混合塑料。日本已建多处废塑料油化处理设施,以札幌塑料油化处理装置为例,废塑料先经预处理(破碎、干燥、造粒准6~20mm大小),油化处理过程:300~350℃下加热熔融,除去PVC中的含氯元素,送至焚烧炉,熔融后在350~400℃下热分解,将热分解气体冷却至100℃生成再生原油。9005t废塑料可产出再生油7935t。2006~2009年内,荷兰EnvoSmart技术公司将在欧洲建设31套ThermoFuel系统,将废塑料转化为低硫柴油燃料。前6套系统建在德国柏林附近,从4.2万t/a废旧塑料生产3800万L/a柴油,于2007年年中投运。下一批装置将建在荷兰、波兰、瑞典和捷克。这些装置将由澳大利亚OzmotechPty公司提供技术。该公司基于日本的设计开发了ThermoFuel工艺。该系统的效率已得到改进,使其与欧洲的埋地费用相比,更具竞争性。在ThermoFuel工艺中,混合的废塑料在370~420℃下的一个圆形室内被连续地高温热解,热解气体然后冷凝为烃类馏出物,它们由直链和支链烷烃、环烷烃和芳烃组成。产生的燃料含硫量低于10μg/g。ThermoFuel工艺尤其适用于处理聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。少量(小于5%)的其他塑料(如ABS树脂、PVC、聚酯和聚氨酯)也可混入。一套ThermoFuel装置可从10t废塑料生产多达9500L的合成燃料,该系统的能力可达10~20t/d。3.2基于光催化氧化的污水处理系统日本昭和电工公司投资6200万美元建设一套装置,以气化6.4万t/a废塑料来生产合成氨,装置于2003年4月投产。该装置生产氢气提供给5.8万t/a合成氨装置。该项目标志宇部工业公司和Ebara公司开发的二段气化法工艺第一次实现商业化应用。粉碎的废塑料送入流化床设施,用氧和蒸汽在600~850℃下进行部分氧化气化,产生包括CO、H2、CO2、焦油和炭黑的混合物,第二气化设施在1300~1500℃下气化焦油和炭黑。这两台气化器均在0.5~2.0MPa下操作。下一步骤将氯以氯化钠方式洗涤除去,CO转化成CO2,其余的硫以二硫化钠方式除去。该装置将出售所有产品,包括炉渣(用作建筑材料),不留下废物。预计生产的氢气为常规氨合成装置的氢气费用的一半。3.3蒸汽透平烟气日本Sanix公司利用废塑料为燃料,在日本苫小牧建设了工业化发电装置。该发电装置燃烧704t/d废弃塑料,外供发电74MW。Sanix公司在日本有8套废塑料处理设施。来自这些设施的废塑料运往苫小牧,切碎成小于50mm的颗粒,送入发电装置的循环流化床锅炉。物料在850℃以上温度下燃烧,发生400℃、6.2MPa蒸汽驱动蒸汽透平。排气通过石灰和活性炭去除氧化硫和其他污染物。飞灰收集在袋式过滤器内。中试表明,排气含NOX小于200μL/L,SOX小于50μL/L,烟尘小于0.04g/m3、二噁英小于0.1g/m3。该工业化装置投资约8300万美元,每年外售电力收入约4600万美元。该公司还建设了2套以上的同类装置。3.4可高效燃烧的粉末燃料帝斯曼公司开发了一种工艺,可将纸厂废物与回收的废塑料相组合,生产粉末燃料,其能量相当于煤炭。该粉末燃料含有高达60%的塑料,可高效燃烧。该生产工艺已在荷兰一造纸厂获得验证,现已申请专利。为制取这种粉末燃料,将造纸废物过量水分压干、切碎和干燥,至其水分含量小于5%。含有塑料和纸料的物料由干燥器送入专用造粒机。塑料在造粒过程中熔融,形成硬性、均一、易贮存的粉末小球,而不会扬尘。3.5pvc和中氯在hc日本神户钢铁公司与Riken和Waseda大学合作,开发了一种新工艺,可使混合废塑料中PVC选择性地去除氯,从而可使混合废塑料用作高炉中的焦炭替代物,而不致对高炉耐火衬里造成腐蚀性危害。新技术用微波(2.45GHz)照射废塑料,微波被PVC选择性地吸收。这样,仅PVC被加热到300℃温度。此温度可使PVC中氯以HCl形式释放出来。HCl可利用水洗涤回收,并且HCl可重复利用,或用石灰中和。用1.2kW微波电力照射约10min,就足以使PVC树脂中去除约90%的氯,处理后塑料废物中的氯质量分数低于高炉最高允许量(0.5%)。通常,PVC树脂必须在大于1000℃下焚烧除去氯才能不生成二噁英,而且焚烧过程需要大规模设备。该公司已计划在后几年内开发连续化微波处理过程。3.6玻璃增强热固性部件废水利用废PVC,尤其是来自建筑工业的废PVC,可望用作混凝土的填充剂。意大利的研究表明,建筑工业废PVC可用于生产轻质混凝土。这种轻质混凝土高度隔热和隔音。据称,汽车工业80%的玻璃增强热固性部件废料可望在将来用作水泥窑原材料和能源。据欧洲复合物循环利用公司(ECRC)预测,汽车使用寿命终结的玻璃增强热固性部件(GRP)废料将由17万t增加到2015年25.1万t,其间,GRP将由4.7万t增加到5.3万t。废弃GRP材料如BMC和SMC含有的大量氧化钙、氧化硅和氧化铝,是生产水泥的关键成分,同时,树脂含量可用于其生产所需能源的30%。4中国的发展4.1废塑料回收再生利用市场潜力巨大,市场规模日益据统计,从2000年到2005年,我国塑料制品规模以上企业产量从1035.8万t/a增加到了2198.6万t/a,年均增长16.24%。2005年我国合成树脂表观消费量达3834.8万t,加上进口废塑料495.6万t,塑料表观消费总量达4330.4万t。我国已是世界上名副其实的合成树脂生产、进口、消费大国。预计“十一五”期间,我国塑料工业还将保持平稳增长,年均增长率将达到两位数。而我国合成树脂自给率只有50%左右,每年需要进口近2000万t塑料原料。由于我国塑料工业对国际市场的依存度较高,塑料回收、再生利用成为解决原料紧张的一个重要手段。与此同时,废塑料产生量不断增长给环境带来了更大压力,也给塑料工业发展提出了新课题。应用好这些废塑料会给社会和企业带来巨大效益,但在存放、运输、加工应用以及后处理过程中如果管理不当,势必给环境带来压力。随着我国汽车、电子信息产业快速发展,汽车与电子电器塑料用量增长较快,这一领域的塑料回收问题也日显突出。2005年我国汽车产量达570多万辆,2006年总需求量达650万辆,汽车塑料平均使用量目前约70kg,年消费40多万t,预计到2010年将增加为80多万t。因此,对报废汽车塑料零配件的回收、再生利用来说,任务将越来越艰巨。同时,目前电子电器配套塑料配件用量已达100多万t,我国正逐渐进入家用电器大量报废期。电子电器及汽车用塑料零配件是继塑料包装之后的又一个废塑料重要来源,而且此类材料中塑料品种更加多样,除了工程塑料外,复合材料的数量增加,进一步加大了塑料回收再利用的复杂性和难度。我国塑料工业相关部门对废塑料的回收利用已开始重视。现在我国废塑料交易场所遍布全国。目前,已经形成一批较大规模的废弃塑料回收交易市场集散地和加工聚集地,主要分布在广东、浙江、江苏、山东、河北、辽宁等塑料加工业发达省份。其中浙江台州、东阳、慈溪;广东南海、东范、汕头;江苏连云港、徐州、兴化;河北的文安、望都、霸州、雄县、玉田;山东临沂、莱州、淄博、东营;河南安阳、长葛、捷河;安徽五河等地的废塑料回收、加工、经营市场规模越来越大,年交易额大多在几