- Полімерні відходи: специфіка утилізації
- Переробка відходів пластмаси: основні способи
- Піроліз або термічна деструкція
- Переробка пластику в Росії XXII століття
Рівень розвитку суспільства можна оцінити за способом утилізації відходів. Однак важливо пам'ятати не тільки про складність технологічного процесу, а й про ступінь його впливу на навколишнє середовище. У століття пластмас переробка пластика - це ще один виток в еволюції людства.
Полімерні відходи: специфіка утилізації
Специфіка переробки пластикових відходів пов'язана з двома основними причинами: 
- різноманітний і складний хімічний склад (полистерол, полівінілхлорид, поліфеніл, поліетилентерефталат, поліпропілен і т.п.);
- тривалий період розпаду (до 100 років, а в деяких випадках - до 500 років).
Перспектива пластикових відходів, без переробки - утилізація на полігонах, обсяги яких не безмежні. У зв'язку з цим, переробка пластика - одна з найактуальніших проблем для сучасного суспільства.
Тим часом, пластикові відходи є цінна сировина як для самих виробів з пластмаси, так і різних синтетичних матеріалів. І це стає приводом для пошуку методів і способів переробки відходів пластика, які будуть економічно вигідні і екологічно безпечні для людини і навколишнього середовища.
Переробка відходів пластмаси: основні способи
Основні завдання переробки пластмас:
- скорочення обсягів відходів;
- їх знешкодження;
- переробка пластика в паливо;
- виробництво сировини для вторинного використання.
На сьогоднішній день відомі і використовуються в світі такі способи переробки пластмасових відходів.
механічний рециклинг
Спосіб переробки заснований на подрібненні відходів пластмас з метою подальшого їх вторинного використання. Є класичним для більшості країн Європи і Росії. Основні етапи переробки:
- Сортування відходів за якістю, складом і ступеня забруднення.
- Попереднє подрібнення в дробарці.
- Повторна сортування отриманої субстанції.
- Промивання і сушіння пластикових частинок.
- Переплавлення в спеціальних печах до отримання однорідної полімерного розплаву.
- Виготовлення грануляту в екструдері за заданими характеристиками в'язкості, щільності та розміру.
В результаті такої переробки пластмасових відходів отримують сировину для виробництва штучного волокна, пластикових пляшок, пакувальних матеріалів і полімербетону.
Складність переробки полягає в необхідності ретельної сортування і очищення відходів пластика. У ряді випадків, це не завжди можливо, особливо, безпосередньо в місцях збору та накопичення відходів.
гідроліз
Спосіб заснований на розщепленні пластмас водними розчинами кислот при дії високих температур. Процес гідролізу ефективно розвивався в період існування СРСР і на сьогоднішній день має безліч модифікацій. Їх відмінність в застосовуваних каталізаторах і кількості етапів гідрування.
Переробка пластику здійснюється у відповідності з наступним алгоритмом:
- Промивання й подрібнення відходів.
- Охрупчивание отриманих пластівців.
- Подрібнення до частинок розміром в кілька сотень мікрон.
- Гідролізаціей субстанції водою в скляному реакторі при температурах до 200 ˚ і невеликому вакуумі.
- Нейтралізація отриманих розчинів.
- Фільтрація твердих фракцій.
- Дистиляція отриманого водного розчину.
- Полімеризація утворилася олігомерної суміші.
Продукт переробки - практично повністю очищені від токсичних речовин гранули ПЕТ. Переробка відходів пластика таким способом має два суттєвих недоліки. Це дорожнеча процесу, обумовлена великим витратою води, і велика тривалість обробки відходів. До головного гідності можна віднеси можливість переробки вторинної ПЕТ, в тому числі недостатньо очищеного і з домішками інших полімерів. Гідроліз також вважається досить енергоефективним способом.
Додавання різних каталізаторів на основі гліколів і метанолу дали розвиток способам на основі процесу гліколізу і метаноліза.
гліколіз
Спосіб переробки пластику заснований на процесі гідролізу, де для деполимеризации відходів використовуються гликоли. Обов'язковою умовою реакції також є екстремально високі температури, порядку 210-250 ˚С. При цьому процес протікає при атмосферному тиску. Час реакції і її швидкість залежать від кількості додаються трансетеріфікаціонних каталізаторів. Продукти, одержувані при такому способі переробки пластмас, залежать від типу використовуваного гліколю і його концентрації в вихідному розплаві. Це можу бути суміші олігомерів або біс-оксіетил-рефталат (БОЕТ). Подальше застосування вони знаходять у отриманні з їх використанням поліефірів і полімерів, а також високомолекулярних спиртів.
Перевагою гліколізу є:
- відсутність необхідності ретельної сортування і очищення вихідних відходів;
- безвідходність процесу переробки або з допущенням на мінімальну частку відходів.
Однак, виготовлені на основі отриманої сировини пластмаси непридатні для харчового використання.
Метаноліз
В основу способу переробки покладено процес глибокої полімеризації (розщеплення) пластмас за допомогою метанолу. Процес метаноліза здійснюється в спеціальних реакторах, де створюються температури понад 150 ˚С і забезпечується тиск 1,5 МПа. Для прискорення протікання хімічних реакцій використовуються каталізатори переетерифікації. Результатом стає готове хімічна сполука, наприклад, при переробці ПТЕФ - це диметилтерефталат. Продукт переробки пластику дуже специфічний і може використовуватися тільки для подальшого отримання поліефірів. До того ж він відноситься до небезпечних речовин: пилоповітряна суміш вибухонебезпечна, а частинки викликають подразнення слизових оболонок очей, дихальних шляхів і шкіри.
Складність метаноліза викликана, в першу чергу, необхідністю ретельної попередньої очистки сировини і дорожнечею процесу деполімеризації. Додаткове обмеження накладає необхідність отримання метанолу, який є продуктом дуже цінних компонентів, таких як природний газ і деревина.
Піроліз або термічна деструкція
Спосіб є контрольований процес термічного розкладання вихідної сировини - відходів пластика. Особливість перебігу процесу - відсутність доступу кисню до всіх складових горіння. В результаті термообробки вдається для деяких полімерів отримати вихідні мономери. При цьому пластик підлягає переробці не вимагає попередньої ретельної сортування і очищення.
Спрощено алгоритм роботи установки термічної деструкції (УТД) можна описати таким чином:
- Сировина завантажується в реактор через завантажувальний вікно безконтактним способом.
- Нагрівання внутрішньої камери установки здійснюється поступово з повним контролем внутрішнього тиску. При цьому швидкість підйому температури становить 2-3 градуси в хвилину, а максимальні температури можуть досягати 500˚С.
- Початок процесу розкладання супроводжується різким збільшенням тиску в камері, після чого основний нагрів закінчується і система переходить в робочий режим.
- Спочатку установка працює на паливі з паливного бака, а після стабілізації процесу переходить на що виділяється в результаті деструкції піролізний газ.
- Продукти горіння з теплообмінника надходять в газорідинний роздільник. В результаті рідке піролізне паливо і дистильована вода зливаються в накопичувальні ємності, а газоподібна фракція подається на пальник. У піддоні реактора залишається тільки зольний залишок.
- Терморегуляція системи здійснюється за допомогою повітряного і водяного охолодження.
Продуктами переробки пластмас методом піролізу є:
- сухий залишок;
- піролізний газ;
- котельне паливо.
Переробка пластику в Росії XXII століття
Спеціалізуючись на переробці органічних відходів, компанія IPEC виділила метод термічної деструкції пластмасових відходів як найбільш прийнятний і перспективний для Росії метод утилізації. У той же час варто відзначити, що і в Європі він ефективно застосовується і вдосконалюється.
1. Метод піролізу відповідає нормам і вимогам безпеки поводження з відходами прийнятим в Європі.
2. Установки термічної деструкції універсальні в плані можливості утилізації органічних відходів усіх видів.
3. Метод є економічно вигідним, тому що переробка пластика дає цінне паливна сировина, яке підлягає подальшому використанню та, відповідно, реалізації.
Таким чином, піроліз є компромісом між енергоефективним і щодо екологічно чистим способом переробки відходів пластика. Це послужило підставою для організації IPEC власного виробництва установок термічної деструкції. Головна особливість УТД - фінансова доступність, простота розміщення і експлуатації.
Детальніше про обладнання Установка термічної деструкції (УТД)
При використанні матеріалу / будь-який його частини посилання на сайт (www.i-pec.ru) обов'язкове
