废塑料的回收与再利用

【专家解说】：你应该了解的废旧塑料回收用途! 迄今为止，包装工业仍是中国塑料工业最大的应用领域。专家预测，2005包装用塑料同比将增长15%以上，达到625万吨。与应用量的不断增长相比，中国包装用塑料的回收利用却极不乐观。废塑回收应用领域狭窄，可谓回收发展的一大障碍。本期特别介绍国内外关于废塑料回收再用的几种主要技术。 燃料 最初，塑料回收大量采用填埋或焚烧，造成大量的资源浪费。因此，国外将废塑料用于高炉喷吹代替煤、油和焦，用于水泥回转窑代替煤烧制水泥，以及制成垃圾固形燃料（RDF）用于发电，效果理想。 RDF技术最初由美国开发。近年来，日本鉴于垃圾填埋场不足、焚烧炉处理含氯废塑料时HCI对锅炉腐蚀严重，而且燃烧过程中会产生二恶英污染环境，利用废塑料发热值高的特点混配各种可燃垃圾制成发热量20,933kJ/kg和粒度均匀的RDF后，既使氯得到稀释，同时亦便于贮存、运输和供其他锅炉、工业窑炉燃用代煤。 高炉喷吹废塑料技术也是利用废塑料的高热值，将废塑料作为原料制成适宜粒度喷入高炉，来取代焦炭或煤粉的一项处理废塑料的新方法。国外高炉喷吹废塑料应用表明，废塑料的利用率达80%，排放量为焚烧量的0.1%~1.0%，产生的有害气体少，处理费用较低。高炉喷吹废塑料技术为废塑料的综合利用和治理“白色污染”开辟了一条新途径，也为冶金企业节能增效提供了一种新手段。德国、日本从1995年就已有成功的应用。 发电 垃圾固形燃料发电最早在美国应用，并已有RDF发电站37处，占垃圾发电站的21.6%。日本已经意识到废塑料发电的巨大潜力。日本结合大修已将一些小垃圾焚烧站改为RDF生产站，以便集中后进行连续高效规模发电，使垃圾发电站的蒸汽参数由30,012提高到45,012左右，发电效率由原来的15%提高到20%~25%。 日本环境省正在大力支持以废塑料为主的工业垃圾发电事业，并在2003年度的预算中提出10亿日元的额度，以着手辅助对5处废塑料发电设施的整备工作。计划到2010年在日本全国共建150个废塑料发电设施，使工业垃圾发电成为新能源的重要一翼。 目前日本每年形成的废塑料总量近500万吨，2000年为489万吨。其中25%作为塑料原料回收循环再用；42%埋掉；6%白白烧掉；只有3%用来发电。当然如果能100%回收循环利用最好，但有些废塑料目前尚无法循环再利用。 用废塑料进行发电可以减少煤炭、石油的消耗，以及二氧化碳的排放。日本计划到2010年将目前垃圾发电量提高5倍，使年垃圾发电量达400万千瓦以上。 油化 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、柴油则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公斤废塑料中回收0.6升汽油、0.21升柴油和0.21升煤油。他们还投入18亿日元建成再生利用废塑料油化厂，日处理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成果的报道，但尚未看到工业化的实际应用。 建筑应用 各种废塑料都不同程度地粘有污垢，一般须加以清洗，否则会影响产品质量。利用废塑料和粉煤灰制造建筑用瓦对废塑料的清洗要求并不十分严格，有利于工业化应用中的实际操作。向塑料中加入适当的填料可降低成本，降低成型收缩率，提高强度和硬度，提高耐热性和尺寸稳定性。从经济和环境角度综合考虑，选择粉煤灰、石墨和碳酸钙作填料是较好的选择。粉煤炭表面积很大，塑料与其具有良好的结合力，可保证瓦片具有较高的强度和较长的使用寿命。 将消泡后的废聚苯乙烯泡沫塑料加入一定剂量的低沸点液体改性剂、发泡剂、催化剂、稳定剂等，经加热可使聚苯乙烯珠粒预发泡，然后在模具中加热制得具有微细密闭气孔的硬质聚苯乙烯泡沫塑料板，可用作建筑物密封材料，保温性能好。 复合再生 复合再生所用的废塑料是从不同渠道收集到的，杂质较多，具多样化、混杂性、污脏等特点。由于各种塑料的物化特性差异大而且多具有互不相容性，它们的混合物不适合直接加工，在再生之前必须进行不同种类的分离，因此回收再生工艺比较繁杂。国际上已有先进的分离设备可以系统地分选出不同的材料，但设备一次性投资较高。一般来说，复合再生塑料的性质不稳定，易变脆，故常被用来制备较低档次的产品，如建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨鞋等。目前，国内渖阳、青岛、株洲、邯郸、保定、张家口、桂林以及北京、上海等地分别由日本、德国引进20多套(台)熔融法再生加工利用废塑料的装置，主要用于生产建材、再生塑料制品、土木材料、涂料、塑料填充剂等。 合成新材料 匈牙利科学家研究出将塑料垃圾转化成为工业原料并进行再利用的新技术，从而改变了以往将这些垃圾随便丢弃或进行焚烧的做法。 据介绍，科学家们使用该项新技术能将塑料垃圾加工成一种新型合成材料。实验表明，这种合成材料与沥青按比例混合后可以用来铺路，增加路面的坚硬程度，减少碾压痕迹的出现，还可以制成隔热材料而广泛用于建筑物上。专家认为，由于该技术是塑料垃圾转化为新的工业原料，不仅在环保方面意义重大，而且还能够减少石油、天然气等初级能源的使用，达到节约能源的效果。 中科院广州化学所科学家经多年研制而成的SPS高效减水剂系列产品，可赋予混凝土良好的保塑性能、防水性能及抗冻结性能。SPS高效减水剂主要由废旧聚苯乙烯塑料构成，根据聚苯乙烯较容易引进离子基团的性质，通过化学反应，将离子基团引入到废旧聚苯乙烯苯环上，使经过改性的废旧聚苯乙烯，具有表面活性剂作用，能使水泥丧失包裹拌合水的能力，达到减水的效果。另外，由于聚苯乙烯是分子量很高的高分子物质，在水泥混凝土凝固过程中，这种改性聚苯乙烯分子可在水泥颗粒表面形成薄膜，提高水泥颗粒间粘合力，从而增强水泥混凝土的强度，因而成为优良的水泥防水、减水剂和增强剂。 制取基本化学原料、单体 混合废塑料经热分解可制得液体碳氢化合物，超高温气化可制得水煤气，都可用作化学原料。德国Hoechst公司、Rule公司、BASF公司、日本关西电力、三菱重工近几年均开发了利用废塑料超高温气化制合成气，然后制甲醇等化学原料的技术，并已工业化生产。 近年来，废塑料单体回收技术也日益受到重视，并逐渐成为主流方向，其工业应用正在研究中。现时研究水平已达到单体回收率聚烯烃为90%，聚丙烯酸酯为97%，氟塑料为92%，聚苯乙烯为75%，尼龙、合成橡胶为80%等。这些结果的工业应用也在研究中，它对环境及资源利用将会产生巨大效益。 美国Battelle Memorial研究所已成功开发出从LDPE、HDPE、PS、PVC等混合废塑料中回收乙烯单体技术，回收率58%（质量分数），成本为3.3美元/kg。 人造沙 2004年起，日本V-ARC公司开始将家电以及汽车等产生的废塑料粉碎制成人造沙。废塑料制成的人造沙将应用于地基改良材料以及混凝土二次制品等。将废塑料再利用为人造沙的例子非常罕见。V-ARC公司计划在2005年5月将其发展成年产值5亿日元的大事业。 资料显示，日本国内每年有500万吨左右的废塑料不能被再利用，其中大部分不得不采取掩埋以及焚烧的方法处理。V-ARC打算把这些废塑料粉碎有效利用为人造沙。人造沙的颗粒大小在1.5毫米到7.0毫米间，能够根据用途自由设定。 与天然沙相比，人造沙的特征是成本低、重量轻（不到天然沙的一半）；颗粒大小均一，不含水等。人造沙可以应用于各种建筑材料、屋顶绿化材料、地基改良材料、瓦片、瓷砖以及外墙材料等