廢舊塑料通常以填埋或焚燒的方式處理。焚燒會(huì)產(chǎn)生大量有毒氣體造成二次污染。填埋會(huì)占用較大空間；塑料自然降解需要百年以上；析出添加劑污染土壤和地下水等。因此，廢塑料處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是回收利用，但目前廢塑料的回收和再生利用率低。究其原因，有管理、政策、回收環(huán)節(jié)方面的問(wèn)題，但更重要的是回收利用技術(shù)還不夠完善。
　　廢舊塑料回收利用技術(shù)多種多樣，有可回收多種塑料的技術(shù)，也有專(zhuān)門(mén)回收單一樹(shù)脂的技術(shù)。近年來(lái)，塑料回收利用技術(shù)取得了許多可喜的進(jìn)展，本文主要針對(duì)較通用的技術(shù)做一總結(jié)。
　　1 分離分選技術(shù)
　　廢舊塑料回收利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是廢棄塑料的收集和預(yù)處理。尤其我國(guó)，造成回收率低的重要原因是垃圾分類(lèi)收集程度很低。由于不同樹(shù)脂的熔點(diǎn)、軟化點(diǎn)相差較大，為使廢塑料得到更好的再生利用，最好分類(lèi)處理單一品種的樹(shù)脂，因此分離篩選是廢舊塑料回收的重要環(huán)節(jié)。對(duì)小批量的廢舊塑料，可采用人工分選法，但人工分選效率低，將使回收成本增加。國(guó)外開(kāi)發(fā)了多種分離分選方法。
　　1.1 儀器識(shí)別與分離技術(shù)
　　意大利Govoni公司首先采用X光探測(cè)器與自動(dòng)分類(lèi)系統(tǒng)將PVC從相混塑料中分離出來(lái)[1]。美國(guó)塑料回收技術(shù)研究中心研制了X射線熒光光譜儀，可高度自動(dòng)化的從硬質(zhì)容器中分離出PVC容器。德國(guó)Refrakt公司則利用熱源識(shí)別技術(shù)，通過(guò)加熱在較低溫度下將熔融的PVC從混合塑料中分離出來(lái)[1]。
　　近紅外線具有識(shí)別有機(jī)材料的功能，采用近紅外線技術(shù)[1]的光過(guò)濾器識(shí)別塑料的速度可達(dá)2000次/秒以上，常見(jiàn)塑料（PE、PP、PS、PVC、PET）可以明確的被區(qū)別開(kāi)來(lái)，當(dāng)混合塑料通過(guò)近紅外光譜分析儀時(shí)，裝置能自動(dòng)分選出5種常見(jiàn)的塑料，速度可達(dá)到20～30片/min。
　　1.2 水力旋分技術(shù)
　　日本塑料處理促進(jìn)會(huì)利用旋風(fēng)分離原理和塑料的密度差開(kāi)發(fā)了水力旋風(fēng)分離器。將混合塑料經(jīng)粉碎、洗凈等預(yù)處理后裝入儲(chǔ)槽，然后定量輸送至攪拌器，形成的漿狀物通過(guò)離心泵送入旋風(fēng)分離器，在分離器中密度不同的塑料被分別排出。美國(guó)Dow化學(xué)公司也開(kāi)發(fā)了類(lèi)似的技術(shù)，它以液態(tài)碳?xì)浠衔锶〈畞?lái)進(jìn)行分離，取得了較好的效果[2]。
　　1.3 選擇性溶解法
　　美國(guó)凱洛格公司和Rensselaser工學(xué)院共同開(kāi)發(fā)了一種利用溶劑選擇性溶解分離回收廢塑料的技術(shù)。將混合塑料加入二甲苯溶劑中，它可在不同的溫度下選擇性溶解、分離不同的塑料，其中的二甲苯可循環(huán)使用，且損耗小[1，3]。
　　比利時(shí)Solvay SA公司開(kāi)發(fā)了Vinyloop技術(shù)，采用甲乙酮作溶劑，分離回收PVC，回收到的PVC與新原料密度相差無(wú)幾，但顏色略呈灰色。德國(guó)也有溶劑回收的Delphi技術(shù)，所用的酯類(lèi)和酮類(lèi)溶劑比Vinyloop技術(shù)少得多。
　　1.4 浮選分離法
　　日本一家材料研究所采用普通浸潤(rùn)劑，如木質(zhì)素磺酸鈉、丹寧酸、Aerosol OT和皂草甙等，成功地將PVC、PC（聚碳酸酯）、POM（聚甲醛）和PPE（聚苯醚）等塑料混合物分離開(kāi)來(lái)[4]。
　　1.5 電分離技術(shù)[5]
　　用摩擦生電的方法分離混合塑料（如PAN、、PE、PVC和PA等）。其原理是兩種不同的非導(dǎo)電材料摩擦?xí)r，它們通過(guò)電子得失獲得相反的電荷，其中介電常數(shù)高的材料帶正電荷，介電常數(shù)低的材料帶負(fù)電荷。塑料回收混雜料在旋轉(zhuǎn)鍋中頻繁接觸而產(chǎn)生電荷，然后被送如另一只表面帶電的鍋中而被分離。
　　2 焚燒回收能量
　　聚乙烯與聚苯乙烯的燃燒熱高達(dá)46000kJ/kg，超過(guò)燃料油的平均值44000 kJ/kg，聚氯乙烯的熱值也高達(dá)18800 kJ/kg。廢棄塑料燃燒速度快，灰分低，國(guó)外用之代替煤或油用于高爐噴吹或水泥回轉(zhuǎn)窯。由于PVC燃燒會(huì)產(chǎn)生，腐蝕鍋爐和管道，并且廢氣中含有呋喃，二惡英等。美國(guó)開(kāi)發(fā)了RDF技術(shù)（垃圾固體燃料），將廢棄塑料與廢紙，木屑、果殼等混合，既稀釋了含氯的組分，而且便于儲(chǔ)存運(yùn)輸。對(duì)于那些技術(shù)上不可能回收（如各種復(fù)合材料或合金混煉制品）和難以再生的廢塑料可采用焚燒處理，回收熱能。優(yōu)點(diǎn)是處理數(shù)量大，成本低，效率高。弊端是產(chǎn)生有害氣體，需要專(zhuān)門(mén)的焚燒爐，設(shè)備投資、損耗、維護(hù)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高。
　　3 熔融再生技術(shù)
　　熔融再生是將廢舊塑料加熱熔融后重新塑化。根據(jù)原料性質(zhì)，可分為簡(jiǎn)單再生和復(fù)合再生兩種。簡(jiǎn)單再生主要回收樹(shù)脂廠和塑料制品廠的邊角廢料以及那些易于挑選清洗的一次性消費(fèi)品，如聚酯飲料瓶、食品包裝袋等?；厥蘸笃湫阅芘c新料差不多。
　　復(fù)合再生的原料則是從不同渠道收集到的廢棄塑料，有雜質(zhì)多、品種復(fù)雜、形態(tài)多樣、臟污等特點(diǎn)，因此再生加工程序比較繁雜，分離技術(shù)和篩選工作量大。一般來(lái)說(shuō)，復(fù)合回收的塑料性質(zhì)不穩(wěn)定，易變脆，常被用來(lái)制備較低檔次的產(chǎn)品。如建筑填料、垃圾袋、微孔涼鞋、雨衣及器械的包裝材料等。
　　4 裂解回收燃料和化工原料
　　4.1 熱裂解和催化裂解技術(shù)
　　由于裂解反應(yīng)理論研究的不斷深入[6-11]，國(guó)內(nèi)外對(duì)裂解技術(shù)的開(kāi)發(fā)取得了許多進(jìn)展。裂解技術(shù)因最終產(chǎn)品的不同分為兩種：一種是回收化工原料（如乙烯、丙烯、苯乙烯等）[12]，另一種是得到燃料（汽油、柴油、焦油等）。雖然都是將廢舊塑料轉(zhuǎn)化為低分子物質(zhì)，但工藝路線不同。制取化工原料是在反應(yīng)塔中加熱廢塑料，在沸騰床中達(dá)到分解溫度（600～900℃），一般不產(chǎn)生二次污染，但技術(shù)要求高，成本也較高。裂解油化技術(shù)則通常有熱裂解和催化裂解兩種。
　　日本富士循環(huán)公司的將廢舊塑料轉(zhuǎn)化為汽油、煤油和柴油技術(shù)，采用ZSM-5催化劑，通過(guò)兩臺(tái)反應(yīng)器進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)將塑料裂解為燃料。每千克塑料可生成0.5L汽油、 0.5L煤油和柴油。美國(guó)Amoco公司開(kāi)發(fā)了一種新工藝，可將廢舊塑料在煉油廠中轉(zhuǎn)變?yōu)榛净瘜W(xué)品。經(jīng)預(yù)處理的廢舊塑料溶解于熱的精煉油中，在高溫催化裂化催化劑作用下分解為輕產(chǎn)品。由PE回收得LPG、脂肪族燃料；由PP回收得脂肪族燃料，由PS可得芳香族燃料。Yoshio Uemichi等人[13]研制了一種復(fù)合催化體系用于降解聚乙烯，催化劑為二氧化硅/氧化鋁和HZSM-5沸石。實(shí)驗(yàn)表明，這種催化劑對(duì)選擇性制取高質(zhì)量汽油較有效，所得汽油產(chǎn)率為58.8%，辛烷值94。
　　國(guó)內(nèi)李梅等[14]報(bào)道廢舊塑料在反應(yīng)溫度350～420℃，反應(yīng)時(shí)間2～4s，可得到MON73的汽油和SP-10的柴油，可連續(xù)化生產(chǎn)的工藝。李穩(wěn)宏等[3]進(jìn)行了廢塑料降解工藝過(guò)程催化劑的研究。以PE、PS及PP為原料的催化裂化過(guò)程中，理想的催化劑是一種分子篩型催化劑，表面具有酸性，操作溫度為360℃，液體收率90%以上，汽油辛烷值大于80。劉公召[15]研究開(kāi)發(fā)了廢塑料催化裂解一次轉(zhuǎn)化成汽油、柴油的中試裝置，可日產(chǎn)汽油柴油2t，能夠?qū)崿F(xiàn)汽油、柴油分離和排渣的連續(xù)化操作，裂解反應(yīng)器具有傳熱效果好，生產(chǎn)能力大的特點(diǎn)。催化劑加入量1～3%，反應(yīng)溫度350～380℃，汽油和柴油的總收率可達(dá)到70%，由廢聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯制得的汽油辛烷值分別為72、77和86，柴油的凝固點(diǎn)為3，-11，-22℃，該工藝操作安全，無(wú)三廢排放。袁興中[16]針對(duì)釜底清渣和管道膠結(jié)的問(wèn)題，研究了流化移動(dòng)床反應(yīng)釜催化裂解廢塑料的技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期連續(xù)生產(chǎn)，降低能耗和成本，提高產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量打下了基礎(chǔ)。
　　將廢料通過(guò)裂解制得化工原料和燃料，是資源回收和避免二次污染的重要途徑。德國(guó)、美國(guó)、日本等都有大規(guī)模的工廠，我國(guó)在北京、西安、廣州也建有小規(guī)模的廢塑料油化廠，但是目前尚存在許多待解決的問(wèn)題。由于廢塑料導(dǎo)熱性差，塑料受熱產(chǎn)生高黏度融化物，不利于輸送；廢塑料中含有PVC導(dǎo)致HCl產(chǎn)生，腐蝕設(shè)備的同時(shí)使催化劑活性降低；碳?xì)堅(jiān)掣接诜磻?yīng)器壁，不易清除，影響連續(xù)操作；催化劑的使用壽命和活性較低，使生產(chǎn)成本高；生產(chǎn)中產(chǎn)生的油渣目前無(wú)較好的處理辦法等等。國(guó)內(nèi)關(guān)于熱解油化的報(bào)道還有很多[43-54]，但如何吸收已有的成果，攻克技術(shù)難點(diǎn)，是我們急需要做的工作。
　　4.2 超臨界油化法
　　水的臨界溫度為374.3℃，臨界壓力為22.05Mpa。臨界水具有常態(tài)下有機(jī)溶液的性能，能溶解有機(jī)物而不能溶解無(wú)機(jī)物，而且可與空氣、氧氣、氮?dú)?、二氧化碳等氣體完全互溶。日本專(zhuān)利有用超臨界水對(duì)廢舊塑料（PE、PP、PS等）進(jìn)行回收的報(bào)告，反應(yīng)溫度為400～600℃，反應(yīng)壓力25Mpa，反應(yīng)時(shí)間在10min以下，可獲得90%以上的油化收率。用超臨界水進(jìn)行廢舊塑料降解的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的：水做介質(zhì)成本低廉；可避免熱解時(shí)發(fā)生炭化現(xiàn)象；反應(yīng)在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行，不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)新的污染；反應(yīng)快速，生產(chǎn)效率高等。邱挺等[17]總結(jié)了超臨界技術(shù)在廢塑料回收利用中的進(jìn)展。
　　4.3 氣化技術(shù)
　　氣化法的優(yōu)點(diǎn)在于能將城市垃圾混合處理，無(wú)需分離塑料，但操作需要高于熱分解法的高溫（一般在900℃左右）。德國(guó)Espag公司的Schwaize Pumpe煉油廠每年可將1700t廢塑料加工成城市煤氣。RWE公司計(jì)劃每年將22萬(wàn)噸褐煤、10萬(wàn)噸塑料垃圾和城鎮(zhèn)石油加工廠產(chǎn)生的石油礦泥進(jìn)行氣化。德國(guó)Hoechst公司采用高溫Winkler工藝將混合塑料氣化，再轉(zhuǎn)化成水煤氣作為合成醇類(lèi)的原料。
　　4.4 氫化裂解技術(shù)
　　德國(guó)Vebaeol公司組建了氫化裂解裝置，使廢塑料顆粒在15～30Mpa，470℃下氫解，生成一種合成油，其中鏈烷烴60%、環(huán)烷烴30%、芳香烴為1%。這種加工方法的能量有效利用率為88%，物質(zhì)轉(zhuǎn)化有效率為80%。
　　5 其他利用技術(shù)
　　廢舊塑料還有著廣泛的用途。美國(guó)得克薩斯州立大學(xué)采用黃砂、石子、液態(tài)PET和固化劑為原料制成混凝土，Bitlgosz [18] 將廢塑料用作水泥原材料。解立平等[19]利用廢舊塑料與木料、紙張等制備中孔活性炭，雷閆盈等[20報(bào)道應(yīng)用廢舊聚苯乙烯制涂料，李玲玲[21]報(bào)道塑料可變成木材。宋文祥[22]介紹了國(guó)外用HDPE作原料，通過(guò)一種特殊的方法，使長(zhǎng)度不同的玻璃纖維在模具內(nèi)沿著物料流向的軸向同向，從而生產(chǎn)高強(qiáng)度塑料枕木。蒲廷芳[23]等使用廢舊聚乙烯制高附加值的聚乙烯蠟。李春生等[24]報(bào)道，聚苯乙烯與其他熱塑性塑料相比，具有熔融粘度小，流動(dòng)性大的特點(diǎn)，因此熔融后可以很好地浸潤(rùn)所接觸的表面而起到良好的粘接作用。張爭(zhēng)奇等[25]用廢塑料改性瀝青，將某一種或幾種塑料按一定比例均勻溶于瀝青中，使瀝青的路用性能得到改善，從而提高瀝青路面質(zhì)量，延長(zhǎng)路面壽命。
　　結(jié)束語(yǔ)
　　治理白色污染是個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，需要各部門(mén)，各行業(yè)的共同努力，需要全社會(huì)在思想上和行動(dòng)上的共同參與和支持，有賴于全民科技意識(shí)、環(huán)保意識(shí)的提高。政府部門(mén)在制定法規(guī)加強(qiáng)管理的同時(shí)，可把發(fā)展環(huán)保技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為刺激經(jīng)濟(jì)和擴(kuò)大就業(yè)的重要渠道，使廢塑料的收集、處理及回收利用產(chǎn)業(yè)化。目前我國(guó)回收和加工企業(yè)分散，規(guī)模小，很多國(guó)內(nèi)外塑料回收與加工的新技術(shù)和新設(shè)備無(wú)法推廣實(shí)施，回收加工產(chǎn)品質(zhì)量低下，因此對(duì)塑料回收企業(yè)應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化管理，以提高其科技含量和經(jīng)濟(jì)效益。在回收利用的同時(shí)，更需研究開(kāi)發(fā)可環(huán)境消納塑料，尋求切實(shí)可行的替代品?！园⒗锇桶?/p>

標(biāo)簽：可以重新利用