苏州生活源软塑料废弃物化学循环项目报告

1 2 2 2 2 4 6 6 6 7 8 9 9 4.3尾渣情况说明 4.3.1碳含量及热值 1摘要师范大学、苏州城投再生资源发展有限公司、浙江科茂环境科技有限公司及科茂化学回收研究院合作开展了“苏州的塑料废弃物，其中硬质塑料占比小于40%,软质塑料占比超过60%,软塑废弃物中有超过(43%),食品包装(20%)和快递包装(17%)。5.项目产出的塑料热解油能满足主流下游石化企业继续加工生户塑料单体及新塑料的进料要7.广出的固态破渣具有约1/3的破含量，热值约为褐煤(23.0-27.2MJ/kg)的28.6%-50.1%2第一章项目简介本项目隶属于“重塑包装-中欧合作赋能回收循环价值链项目”(简称“重塑包装项目”)朗、芬欧蓝泰和农夫山泉),由德国国际合作机构(GIZ)执行，旨在通过试点先进的废弃物收集和分拣模式，提高展有限公司(简称：苏州城投再生)、浙江科茂环境科技有限公司(简称：科茂环境)及科茂化学回收研究院合作本项目于2023年6月启动，12月结束。经过分拣生活垃圾中的混合软塑料1、三次化学循环中试制取塑料热解油、加氢精制中试及产物全面检测等环节，证实了中国典型城市生活垃圾中全部塑料3苏州生活源软塑料废弃物化学循环项目报告废弃物中的80%以上)均可通过科茂环境的化学循环装置进行化学循环，产出品质较好的塑料热解油，满足主要产的固态碳渣具有约1/3的碳含量，热值约为褐煤(23.0-27.2MJ/kg)的28.6%-50.1%。催化剂气固固水气气油污水(原料自带)热解油4苏州生活源软塑料废弃物化学循环项目报告第二章原料收集本项目通过德国国际合作机构(GIZ)、北京师范大学、苏州城投再生的协作，从生活垃圾中的其他垃圾中合计收集了近300kg混合软塑料，运送到科茂环境的化学循环中试基地。详细的原料组分如下表所示：苏州试点低值软包塑料废弃物组分均值分析铝塑-鉴化、油性食品包装袋食品外包装(不直接接触食品).2.91%无纺布袋2.45%可降解型料袋0.22%有色购物袋196%其他不能纳入上述类别的膜袋类其他不能纳入上述类别的膜袋类食品包层(与食品直接接触)直空，冷冻食品包装袋，6.48%友/白色快通包装袋311%填充气袋1.33%球光/信封气泡袋，2.96%胶带(包括适明及有色)、编织袋2.10%一次性手套(通明),0.30%软质无色包装袋、塑封袋，3.55%牛奶袋076%杂色平口包裴袋0.87%有色背心就5.42%口罩包装袋/果蒸保解袋/不粘白粘袋/外卖客具包装袋3.28%背心袋，造明塑料购物袋、连卷袋、垃圾袋，3210%图2:原料组分分析5苏州市城市生活源型料度物图3:生活源塑料废物来源分析结果显示：第一，进入到垃圾焚烧厂的其他垃圾中仍然存在大量的塑料废弃物，其中硬质塑料占比小于40%,软质塑料占比超过60%。软塑废弃物中有超过40%来源于垃圾袋、背心袋、连卷袋及购物袋等。第二，按用途分类，居民端产生的塑料废弃物，超过90%为各类包装，其中占比较高的是各类袋子(43%),食品包装(20%)和快递包装(17%)。第三，根据收集的样本，目前进入到垃圾焚烧处置的塑料废弃物的50%以上2及软塑废弃物中的80%以上，均适合通过化学循环工艺进行回收。6该原料以生活膜类塑料为主，含有一定量水分(主要来自厨余垃圾),大部分水分被包裹在塑料包装袋中，收集时难以直接去除。为减少能耗，同时测试除水效果，通过破碎后晾晒等预处理方式进行除水，具体情况如下：(晾晒2天)(晾晒3天)(晾晒5天)原料重量(kg)晾晒后重量(kg)除水重量(kg)表1:三次中试原料含水率该原料是城市生活垃圾通过人工分拣出的低值软塑料，金属杂质较少，经过磁选，挑选出1.01kg金属3,占比低于0.5%,与科茂化学回收研究院在全国数个城市的原料调研结果相近。7将去除金属杂质和部分含水量的原料投入化学循环装置进行三次中试，产出塑料热解油、热解气和固态残渣。其中原料、热解油、水分、固碳残渣质量为实测值，热解气质量为计算值(实测体积×检测机构测量密度),误差率为计算值(100%-三项产物收率)。以干基原料计算(不计含水率),三次中试平均油品收率74.33%,固态残渣收率11.63%,热解气收率12.13%,误差率(遗漏在装置内无法排出的产物)1.91%。物料平衡详情如下表所示：重量(kg)收率重量(kg收率产出油渣气表2:三次中试物料平衡8根据科茂化学回收研究院废塑料原料及化学循环数据库，不同原料加工产出的三相产物收率有所差异，几种代表原料(干基)化学循环产物情况如下：废PP片材(某上市公司合作项目)(某跨国石化企业合作项目)(某固废上市公司合作项目)(某化工上市公司合作项目)(某国有固废集团合作项目)表3:几种代表原料化学循环产物因生活源废塑料中不可避免地混有少部分无法处置的杂质，如铝塑包装中的铝、各类包装袋中的无机添加剂(滑石粉、碳酸钙等)、鸡蛋壳等食物残渣、其他无机杂质等，预估干基原料中的有效塑料成分在80%-90%之间，纯塑料化学循环液相产物收率85%-90%,故生活源废塑料化学循环表现出的综合液相产物收率为70%-75%左右。9第四章产物检测经权威第三方检测机构检测，三次中试及第三次中试热解油初步加氢的数据情况如下：(初步)说明热解油密度较低，为轻质热解油，加一步增加初馏点≤终馏点≤热解油油品组分在后油品组分在C5-C22之间12%以上热解油氢含量高，品，加氢后氢含量进一步提升，可加1-500ppm不等可与原油或馏分油(光选、水选等)降低PVC等含氯塑热、油品后处理或纳更多塑料热解油1-100ppm不等热解油硅含量相对10ppm以内；基于加氢中试设备限制(催化剂中硅元素规模化装置充分加氢可降至3ppm以下金属和金属单元素小于5ppm,总量小于100ppmFe超量，其余小于5ppm,总5ppm,总5ppm,总量小1ppm,总1ppm,总受限于中试装置配以通过精馏装置进一步下降小于10200表4:三次中试及第三次中试热解油初步加氢数据对城市生活源废旧塑料进行机械分拣(水选或光选等),降低原料中聚氯乙烯(PVC)等杂塑含量，可得到更甲烷%(V/V)乙烷%(V/V)乙烯%(V/V)丙烷%(V/V)丙烯%(V/V)总碳4烃%(V/V)氢气%(V/V)氧气%(V/V)氮气%(V/V)一氧化碳%(V/V)二氧化碳%(V/V)密度(kg/m³)高位体积发热量(MJ/m³)低位体积发热量(MJ/m³)表5:三次中试热解气主要数据4.3尾渣情况说明经权威第三方检测，三次中试固碳残渣主要数据如下：%表6:三次中试固碳残渣主要数据根据检测报告，依据GB5085.7-2019《危险废物鉴别标准通则》,此次鉴别的物料具有《危险废物鉴别标准》(GB5085.6)中规定的毒性含量，判断该送检样品属根据GB5085.1-2007危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别3.1,固废的pH值为10.68,不具有(G2007)规定的pH值危险腐蚀性特征。根据GB5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别表1,该固废的主要毒性鉴别机物如：苯、甲苯、二甲苯、乙苯，但均未超出毒性鉴别表1的限制，不具有(GB5085.3-2出毒性的特征。根据挥发性有机物、半挥发性有机物、金属全扫结果先对检测项目进行初筛；再对析。其中未检出挥发性、半挥发性有机物。但其中重金属类毒性物质含量的综合超固废的范畴。原因分析：毒性物质超标主要来自钛元素，因为白色和浅色塑料袋会添加钛白粉以提高耐候性、耐碱性等产品性能。(4)反应性(4)反应性根据GB5085.5-2007危险废物鉴别标准反应性鉴别4.2.3,该固废不具有(GB5085.5-2007)的硫化(5)易燃性(5)易燃性根据GB5085.4-2007危险废物鉴别标准易燃性鉴别4.2,该固废不属于(GB5085.4-2007)规定的固(6)急性毒性初筛根据GB5085.2-2007危险废物鉴别标准-急性毒性初筛4.1,该固废不属于(GB5085.2-2007)规定的急性经口毒性渭县毒性的固体废物。表7:第三次中试固碳残渣检测数据检测结果显示：以生活源软塑废弃物为原料，通过科茂公司化学循环装置产出的固态碳渣，具有约1/3的碳含量，热值约为褐危废检测六个方面中的五个方面检测合格，毒性物质方面存在钛元素超标。原因可能是项目仅进行一次危废检测，可能存在一定误差，也可能是由于原料中的白色和浅色塑料袋添加的钛白粉所致。尾渣在规模化项目中，可制成环保砖或通过化学法处理达到一般工业固废标准，交由有资质的企业处置。图4:生活源软塑废弃物化学循环产物图5:生活源软塑废弃物化学循环产物能够大幅缓解塑料污染料，品质与原生塑料一致，可将城市塑料回收率从当前的30%潜在提升至70%-80%,是解决塑料污染、能节约替代原油，实现碳减排，助力国家资源安全用化学循环的产物生产新塑料或材料，能够替代原油制取塑料，潜在可降低中国原油依赖度约10%-20%,同时减少塑料焚烧有效降低城市垃圾处理碳排放。实现“以废养废”,为深化“无废城市”建设注入关键经济动力“分类分选+资源化”体系建设，同时能提升其他废弃物(废纸、玻璃、金属、有机质等)分离和循环利具备优秀的经济效益，也为相关产业提供“绿色低碳赋能”科茂化学回收研究