某垃圾處理中心每天從垃圾中可以回收12噸廢塑料,1噸廢塑料可以煉汽油25升.如果一輛出租車平均每天用汽?
作者:化工綜合網發布時間:2022-12-08分類:無機化工瀏覽:181
某垃圾處理中心每天從垃圾中可以回收12噸廢塑料,1噸廢塑料可以煉汽油25升.如果一輛出租車平均每天用汽?
12×25÷(20×3)
=300÷60
=5(天);
答:可供3輛出租車行駛5天.
廢塑料回收工藝介紹
廢塑料回收工藝介紹
廢塑料回收利用有利于環境保護節省資源,熱塑性塑料廢棄物是價值良好的可再生資源,將它們回收造粒,或通過改性以后再造粒,可以再次用來生產塑料制品。
一、廢塑料的特性
廢塑料按其產生的場合可分為三種類型:
一種是生產過程產生的邊角廢料,這種廢料較為潔凈,較少污染和含有雜質, 如薄膜生產中的不合規格的薄膜、切邊,PP 扁絲生產中的廢絲,管材、型材生產中的引料部分或不合格品,注射生產中的未充滿制件等等;
一種是使用過的、物料體系單一的塑料廢棄物,如拆卸下的管材、門窗、經嚴格分揀按樹脂種類區分的包裝材料或其他廢塑料制品;
還有一種是難于區分的或根本無法分開的混合廢塑料,如多層共擠復合薄膜、帶有涂層的塑料制品,塑料與其他材料的復合制品等。
不同種類的廢塑料有著不同的特性,就雜質含量而言,工廠生產中邊角廢料雜質含量低于0.1 %,堆放了一定時間的邊角料和其他用過的產品雜質含量為0.1 % ~0.5 %,混有鋁、布和紙的復合廢塑料雜質含量往往大于10 %。對于使用過的廢塑料,根據使用條件的不同,會包含紫外線輻射,熱、氧老化產生的影響,污染物產生的影響。對于不同形狀的廢塑料,經破碎后物料的體積密度有很大的差別,薄膜、片材、扁絲的破碎料體積密度較小,這是在廢塑料回收造粒的加料過程中必須要考慮的問題。
二、廢塑料的預處理
主要來自于廢棄包裝物,如包裝袋、購物袋、瓶、罐、箱及廢舊農用膜的廢塑料,在造粒前要經過預處理。預處理的過程主要包括分類、清洗、破碎和干燥等。分類的工作是將種類繁雜的廢塑料制品按原材料種類和制品形狀分類。按原材料種類分揀需要操作人員有熟練的鑒別塑料品種方面的知識,分揀的目的是避免由于不同種類聚合物混雜造成的再生材料不相容而性能較差;按制品形狀分類是為了便于廢塑料的破碎工藝能夠順利進行,因為薄膜、扁絲及其織物所用破碎設備與一些厚壁、硬制品的破碎設備之間往往不能互相代替。
對于造粒之前的清洗和破碎,有如下三種工藝。
1.先清洗后破碎工藝
污染不嚴重且結構不復雜的大型廢塑料制品,宜采用先清洗后破碎工藝,如汽車保險杠、儀表板、周轉箱、板材等。首先用帶洗滌劑的水浸洗,然后用清水漂洗,取出后風干。因體積大而無法放進破碎機料斗的較大制件,應粗破碎后再細破碎,以備供擠出造粒機喂料。為確保再生粒料的質量,細破碎后應進行干燥,常采用設有加熱夾層的旋轉式干燥器,夾層中通入過熱蒸汽,邊受熱邊旋轉,干燥效率較高。
2.粗洗-破碎-精洗-干燥工藝
對于有污染的異型材、廢舊農膜、包裝袋,應首先進行粗洗,除去砂土、石塊和金屬等異物,以防止其損壞破碎機。廢塑料制品經粗洗后離心脫水, 再送入破碎機破碎。破碎后再進一步清洗,以除去包藏在其中的雜物。如果廢舊塑料含有油污,可用適量濃度的堿水或溫熱的洗滌液中浸泡,然后通過攪拌,使廢塑料塊(片) 間產生摩擦和碰撞,除去污物,漂洗后脫水、燥干。
3.機械化清洗
廢塑料進入清洗設備之前,在一個干的或濕的破碎設備中進行破碎,干燥后被吹人一個儲料倉,再由螺旋加料器將破碎料定量輸入到清洗槽中。兩個反向旋轉的漿葉軸慢慢地輸送物料通過清洗槽,產生的渦流漂洗掉塑料上的臟物。臟物沉人清洗槽底部,并在槽底按規定的時間間隔清除。經過清洗干凈后的廢料浮起,由螺旋輸送器排出。大部分水被去掉。螺旋輸入器將破碎料定量送入干燥系統。干燥系統由旋轉干燥器和熱風干燥器組成。從干燥系統輸出的物料殘余水分占1 % ~2 %。清洗干凈的料被送入儲料倉,再由這個儲料倉送往擠出造粒機造成顆粒料。
三、廢塑料的擠出造粒工藝及設備
廢塑料在性能上與新樹脂是不同的,這是由于它們經受過成型加工過程的熱歷程和剪切歷程,并且在使用過程中經歷了熱、氧、光、氣候和各種介質的作用,因此,再生材料的力學性能,包括拉伸強度和沖擊性能均低于原樹脂, 龜裂引起表面結構變化,外觀質量也大不如前,顏色發黃、透明度下降。
各種材料的性能變化是不同的。聚烯烴料的變化比較小。由于加工,特別是多次加工造成的相對分子質量降低,可以通過交聯反應加以補償,因而,加工性一定程度上可以保持恒定。苯乙烯共聚物的情況有所不同,每經過一次加工過程,拉伸性能就降低一次。大約經過四個加工過程,韌性降低非常嚴重。而且橡膠相沖擊改性劑的效用由于交聯也被降低了,雖為高抗沖聚苯乙烯,但沖擊韌性并不比通用聚苯乙烯好。
廢塑料性能可以通過摻混新料或添加特定的穩定劑和添加劑加以改善,如加入抗氧劑、熱穩定劑,可以使廢塑料造粒過程中減少熱、氧作用產生的不良影響。在一些混雜的廢塑料當中,還可以適當加入相容劑,如在聚乙烯和聚丙烯混雜的廢塑料當中加入EPDM 或EVA 。在廢塑料回收造粒中還可以進行填充改性,如在PP 廢膜中同時加入10%~35%的填充料,3%~6%的潤滑劑,2 %~4%的色母粒。填充劑為CaCO3制得的再生料用于注射制品,可有效地縮短成型周期,改善制品的剛性,提高熱變形溫度,減小收縮率。潤滑劑則改善了熔體的流動性。一些工程塑料的回收利用中,也可以進行填充、增強和合金化。對于一些易吸濕的材料,如PA 、PET等,在加工中,水分會造成降解,使相對分子質量減小,熔體粘度降低,物理性能下降。加工之前應除去廢塑料中的水分,充分干燥,以確保再生料的質量。
不同類型和不同形狀的廢料,可采用的回收系統多種多樣。用于預先切短的薄膜、纖維狀廢料和各類破碎料的擠出造粒設備。
與一般擠出造粒生產相比,廢塑料再生的擠出造粒設備在如下方面有其特點。
1.加料
廢塑料制品破碎后物料的體積密度較小,尤其是廢薄膜和纖維的破碎料,為了保證這種物料能準確地喂料且對熔融區和造粒機頭供料充足,可采用加大加料段尺寸的設計形式。 當廢塑料體積密度小于200g/L 時需采用強制加料,大于200g/L 則不需強制加料裝置。加大加料段的設計,對于不易輸送的物料,像PP、PA 和PET 纖維廢料也能令人滿意地再生加工。對于PA 、PET 可采用加料段螺桿加熱的方式提高輸送效率,對PP 料加料段料筒開槽,并對料斗座部分充分冷卻,將大大改善喂料和輸送性能。若加入的物料是薄膜、絲和帶狀邊角料,可將加料口開得更大,以便于加料。
2.塑煉
對于廢塑料的塑煉要考慮到回收料是由不同的熔體流動速率、不同潤滑劑成分、不同填充劑或不同類型的聚合物構成的混合料這樣一個事實,所以,廢塑料的塑煉應足夠充分,以便使物料中的各種組分均化,質量均一。
一般說來,廢塑料的造粒過程只是再生而不進行填充和增強時用單螺桿擠出機,若在造粒的過程中還進行填充、增強和合金化的改性加工,則需采用混煉效果良好的雙螺桿擠出機。就產量而言,雙螺桿擠出機高于單螺桿擠出機。
3.排氣
大多數聚烯烴的再生無需排氣,而吸濕性聚合物,如PA、PET,排氣是必需的。有些廢塑料上未清洗干凈的污染物也可能是一些易揮發物,加熱過程中會產生氣體。排氣段應保證熔融物料在此有較長的停留時間、高的熔體溫度、強剪切變形和大的熔體表面積,以使熔體中的氣體充分脫出。
4.熔體過濾
熔體過濾的作用是濾去廢舊塑料中的雜質。這些雜質會使得再生料的質量大大下降。雜質會造成吹膜時的破泡,紡絲時的斷絲,注射成型中的噴嘴堵塞,并最終導致制品質量下降或全部不合格。
允許的污染程度取決于最終制品所要求的級別和質量。再生料如用來生產薄膜,雜質顆粒應小于20μm,以便生產30μm 厚的薄膜不至破泡。用于注射成型,雜質尺寸即使大于100μm 也是可以接受的。因此,過濾網細度選擇必須適應質量要求或二次原料的使用。 過濾過粗對質量不利,而過細又影響經濟效益。細的過濾網除產量低外,且換網頻繁。否則,造成生產率降低,能耗增加。
5.切粒
由于再生料常常是與一定比例的新料搭配在一起加工,如果顆粒尺寸相差太大,形狀不規則,會造成新舊料加料不均衡,最終造成制品性能不均一。因此,將回收料采用水冷模面切粒,得到的粒料形狀和尺寸與新料差別最小,最易與新料摻混均勻。
燃料
最初,塑料回收大量采用填埋或焚燒方法,造成巨大的資源浪費。因此,國外將廢塑料用于高爐噴吹代替煤、油和焦,用于水泥回轉窯代替煤燒制水泥,以及制成垃圾固形燃料(RDF)用于發電,效果理想。
RDF技術最初由美國開發。近年來,日本鑒于垃圾填埋場不足、焚燒爐處理含氯廢塑料時HCI對鍋爐腐蝕嚴重,而且燃燒過程中會產生二惡英污染環境,而利用廢塑料發熱值高的特點混配各種可燃垃圾制成發熱量20933kJ/kg和粒度均勻的RDF后,既使氯得到稀釋,同時亦便于貯存、運輸和供其他鍋爐、工業窯爐燃用代煤。
高爐噴吹廢塑料技術也是利用廢塑料的高熱值,將廢塑料作為原料制成適宜粒度噴入高爐,來取代焦炭或煤粉的一項處理廢塑料的新方法。國外高爐噴吹廢塑料應用表明,廢塑料的利用率達80%,排放量為焚燒量的0.1%-1.0%,產生的有害氣體少,處理費用較低。高爐噴吹廢塑料技術為廢塑料的綜合利用和治理“白色污染”開辟了一條新途徑,也為冶金企業節能增效提供了一種新手段。德國、日本從1995年就已有成功的應用。
發電
垃圾固形燃料發電最早在美國應用,并已有RDF發電站37處,占垃圾發電站的21.6%。日本已經意識到廢塑料發電的巨大潛力。日本結合大修已將一些小垃圾焚燒站改為RDF生產站,以便集中后進行連續高效規模發電,使垃圾發電站的蒸汽參數由30012提高到45012左右,發電效率由原來的15%提高到20%-25%。
日本環境省正在大力支持以廢塑料為主的工業垃圾發電事業,并在2003年度的預算中提出10億日元的額度,以著手輔助對5處廢塑料發電設施的整備工作。計劃到2010年在日本全國共建150個廢塑料發電設施,使工業垃圾發電成為新能源的重要一翼。
目前日本每年形成的廢塑料總量近500萬噸,2000年為489萬噸。其中25%作為塑料原料回收循環再用;42%埋掉;6%白白燒掉;只有3%用來發電。當然,如果能100%回收循環利用最好,但有些廢塑料目前尚無法循環再利用。
用廢塑料進行發電可以減少煤炭、石油的消耗,以及二氧化碳的排放。日本計劃到2010年將目前垃圾發電量提高5倍,使年垃圾發電量達400萬千瓦以上。
油化
由于塑料是石油化工的產物,從化學結構上看,塑料為高分子碳氫化合物,而汽油、柴油則是低分子碳氫化合物,因此,將廢塑料轉化為燃油是完全可能的,也是當前研究的重點領域。國內外在這方面均已取得一些可喜的成績,如日本的富士回收技術公司,利用塑料油化技術,從1 公斤廢塑料中回收0.6升汽油、0.21升柴油和0.21升煤油。他們還投入18億日元建成再生利用廢塑料油化廠,日處理10 噸廢塑料,再生出1萬升燃料油。美國肯塔基大學發明了一種把廢塑料轉化為燃油的高技術,出油率高達86%。中國北京、海南、四川等地均有關于塑料轉化為燃油研究成果的報道,但尚未看到工業化的實際應用。
建筑應用
各種廢塑料都不同程度地粘有污垢,一般須加以清洗,否則會影響產品質量。利用廢塑料和粉煤灰制造建筑用瓦對廢塑料的清洗要求并不十分嚴格,有利于工業化應用中的實際操作。而且向塑料中加入適當的填料可降低成本,降低成型收縮率,提高強度和硬度,提高耐熱性和尺寸穩定性。從經濟和環境角度綜合考慮,選擇粉煤灰、石墨和碳酸鈣作填料是較好的選擇。粉煤灰表面積很大,塑料與其具有良好的結合力,可保證瓦片具有較高的強度和較長的使用壽命。
將消泡后的廢聚苯乙烯泡沫塑料加入一定劑量的低沸點液體改性劑、發泡劑、催化劑、穩定劑等,經加熱后可使聚苯乙烯珠粒預發泡,然后在模具中加熱制得具有微細密閉氣孔的硬質聚苯乙烯泡沫塑料板,可用作建筑物密封材料,保溫性能好。
復合再生
復合再生所用的廢塑料是從不同渠道收集到的,雜質較多,具多樣化、混雜性、污臟等特點。由于各種塑料的物化特性差異大,而且多具有互不相容性,它們的混合物并不適合直接加工,在再生之前必須進行不同種類的分離,因此回收再生工藝比較繁復。國際上已有先進的分離設備可以系統地分選出不同的材料,但設備一次性投資較高。一般來說,復合再生塑料的性質不穩定,容易變脆,故常被用來制備較低檔次的產品,如建筑填料、垃圾袋、微孔涼鞋、雨鞋等。目前,國內沈陽、青島、株洲、邯鄲、保定、張家口、桂林以及北京、上海等地由日本、德國引進20多套(臺)熔融法再生加工利用廢塑料的裝置,主要用于生產建材、再生塑料制品、土木材料、涂料、塑料填充劑等。
合成新材料
匈牙利科學家研究出將塑料垃圾轉化成為工業原料并進行再利用的新技術,從而改變了以往將這些垃圾隨便丟棄或進行焚燒的做法。
據介紹,科學家們使用該項新技術能將塑料垃圾加工成一種新型合成材料。實驗表明,這種合成材料與瀝青按比例混合后可以用來鋪路,增加路面的堅硬程度,減少碾壓痕跡的出現,還可以制成隔熱材料而廣泛用于建筑物上。專家認為,由于該技術是塑料垃圾轉化為新的工業原料,不僅在環保方面意義重大,而且還能夠減少石油、天然氣等初級能源的使用,達到節約能源的效果。
中科院廣州化學所科學家經多年研制而成的SPS高效減水劑系列產品,可賦予混凝土良好的保塑性能、防水性能及抗凍結性能。SPS高效減水劑主要由廢舊聚苯乙烯塑料構成,根據聚苯乙烯較容易引進離子基團的性質,通過化學反應,將離子基團引入到廢舊聚苯乙烯苯環上,使經過改性的廢舊聚苯乙烯,具有表面活性劑作用,能使水泥喪失包裹拌合水的能力,達到減水的效果。另外,由于聚苯乙烯是分子量很高的高分子物質,在水泥混凝土凝固過程中,這種改性聚苯乙烯分子可在水泥顆粒表面形成薄膜,提高水泥顆粒間粘合力,從而增強水泥混凝土的強度,因而成為優良的水泥防水、減水劑和增強劑。
制取基本化學原料、單體
混合廢塑料經熱分解制得的液體碳氫化合物,超高溫氣化制得的水煤氣,都可用作化學原料。德國Hoechst公司、Rule公司、BASF公司、日本關西電力、三菱重工近幾年均開發了利用廢塑料超高溫氣化制合成氣,然后制甲醇等化學原料的技術,并已工業化生產。
近年來,廢塑料單體回收技術也日益受到重視,并逐漸成為主流方向,其工業應用正在研究中。現時研究水平已達到單體回收率聚烯烴為90%,聚丙烯酸酯為97%,氟塑料為92%,聚苯乙烯為75%,尼龍、合成橡膠為80%等。這些結果的工業應用也在研究中,它對環境及資源利用將會產生巨大效益。
美國Battelle Memorial研究所已成功開發出從LDPE、HDPE、PS、PVC等混合廢塑料中回收乙烯單體技術,回收率58%(質量分數),成本為3.3美元/kg。
人造沙
2004年起,日本V-ARC公司開始將家電以及汽車等產生的廢塑料粉碎制成人造沙。廢塑料制成的人造沙將應用于地基改良材料以及混凝土二次制品等。將廢塑料再利用為人造沙的例子非常罕見。V-ARC公司計劃在2005年5月將其發展成年產值5億日元的大事業。
資料顯示,日本國內每年有500萬噸左右的廢塑料不能再利用,其中大部分不得不采取掩埋以及焚燒的方法處理。V-ARC打算把這些廢塑料粉碎有效利用為人造沙。人造沙的顆粒大小在1.5毫米到7.0毫米間,能夠根據用途自由設定。
與天然沙相比,人造沙的特徵是成本低、重量輕(不到天然沙的一半);顆粒大小均一,不含水等。人造沙可以做為各種建筑材料、屋頂綠化材料、地基改良材料、瓦片、瓷磚以及外墻材料等。
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