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1、第七章 废旧塑料资源化处理,7.1 废旧塑料 7.2 废旧塑料资源化处理技术 7.3 废旧塑料管理制度,第七章 废旧塑料资源化处理,7.1 废旧塑料,7.1.1 废旧塑料定义 废旧塑料：是被废弃的各种塑料制品及塑料材料，包括在塑料及塑料制品生产加工过程中产生的下脚料、边角料和残次品。 目前我国废旧塑料主要为塑料薄膜、塑料丝及编织品、泡沫塑料、塑料包装箱及容器、日用塑料制品、塑料袋和农用地膜等。此外，汽车用塑料、电子电器及家电配套用塑料也成为了废旧塑料的重要来源之一。,7.1.2 废旧塑料分类,受热后的性质,热塑性塑料&固性塑料,力学性能、使用用途,通用塑料&工程塑料&功能塑料,回收性分类,公害
2、性废旧塑料&可回收性废旧塑料,包装塑料的回收标识,具体分类见下表,分类标准,类 别,塑料成分 不同,具体分类见下图,塑料的回收标识,废旧PVC塑料软制品种类构成比例,废旧PVC塑料硬制品种类构成比例,7.1.3废旧塑料优缺点,塑料无法被自然分解,回收分类十分困难,塑料燃烧时产生有毒气体； 高温环境分解出有毒成分,良好的绝缘体；可以用于 制备燃料油和燃料气。,大部分塑料的抗腐蚀能 力强，不与酸、碱反应；,废旧塑料 特点,优点,缺点,塑料制造成本低；防水、质轻；易被塑制成不同形状,7.2 废旧塑料资源化处理技术,7.2.1国内外塑料回收现状 7.2.1.1 国外塑料回收现状,欧盟,日本,日本是塑料
3、生产第二大国，对废旧塑料的回收利用一直持积极态度。先后制定了容器包装回收法了家电回收法、食品回收法、建设回收法、绿色采购法，出台一系列回收法规抑制废物量，促进废旧塑料回收。,欧洲2007年塑料需求增长3%至5250万t。其中50%的塑料回收利用，20.4%循环回收，28.2%回收用作能量。市场上所有PET聚酯瓶收集加以回收利用已达到40%，回收利用率比上一年提高20%。 据欧洲聚氯乙烯（PVC）2008年会议报道，2007年PVC消费后回收利用率提高到80%。2007年PVC消费后回收利用量14.95万t。2007 年回收利用量中窗框超过5万t，管材为2.1万t。,7.2.1.2 国外废旧塑料
4、回收技术 7.2.1.2.1 国外废旧塑料回收方法 废旧塑料回收方法主要有两大类：废旧塑料再生为产品的材料物质回收法及回收燃烧能的热回收法。,回收燃烧能的热回收法,材料物质回收法,塑料回收,使用垃圾发电焚烧炉等设备，将废旧塑料直接燃烧回收热量；或加工成类似煤、石油、气体燃料后再燃烧回收热量。,废旧塑料清洗，杀菌处理后，再经热熔融成型；或加热进行裂解转换成气体、油等石油化学原料；或还用于炼铁及煤化学。,废旧塑料回收法分类,7.2.1.2.2国外废旧塑料回收技术 国外废旧塑料回收技术主要有焚烧发电、油化、高炉还原、气体化、焦炭化、完全循环方式、工业系废旧塑料回收。 （1）焚烧发电 将废旧塑料直接焚
5、烧产生的热量转换成蒸汽和电，用于热水池的热源、照明、工厂动力源等，但焚烧炉所排放的气体中二噁英含量要符合标准(0.1mg/Nm，TEQ、新建炉)要求，避免二噁英对环境产生污染。 （2）油化 从家庭丢弃的废旧塑料中分拣出金属、玻璃等杂物，在300高温下热裂解脱氯，再将温度提高到400使废旧塑料充分热裂解，生产烃类油。,废旧塑料油化处理工艺流程,（3）高炉还原 从家庭废旧塑料中脱除异物及PVC送入高炉，还原成焦炭，替代钢铁矿石，加工工艺流程如图所示。,（4）气体化 将废旧塑料中的异物脱除，再将废旧塑料混入煤中，在高温高压下进行气体化。,第一步将废旧塑料在约4MPa、600下进行热裂解，同时分离出金
6、属类，第二段将温度提高到约1300生成氢、CO等气体，脱氯后用于甲醇、氨的原料。,（5）焦炭化 将废旧塑料中的异物进行分离、脱氯后，与煤一起送入焦炭炉中使废旧塑料热裂解生成焦油、柴油、气体等产物，产生的残渣用作焦炭。加工工艺流程如图所示。,（6）工业系废旧塑料回收 许多企业建设小型油化装置将废旧塑料转换成蒸汽、电能以期达到节能、削减碳酸气体的目的，如图所示。,（7）完全循环方式 将废旧塑料热裂解得到的汽油、石脑油、煤油、柴油、重油等再生成与原来石油成分相同产品的过程。日本废旧塑料完全循环方式如图所示。,7.2.1.3 国内塑料回收现状 进入21世纪以来，中国塑料制品业每年以高于国家GDP的速度
7、增长，产业规模持续扩大。2005年中国塑料制品实际消费量为2658.9万t，废弃塑料产生量约为960.8万t，排放比率约36%。另据测算，2005年中国废旧塑料回收量为600万t左右，处理进口废旧塑料495.6万t。2006年1-9月，中国大陆进口废旧塑料421.4万t，比去年同期增长16.6%。 2008年我国废塑料回收利用总量约1600多万t，其中国内废塑料回收量在900万t左右。废旧塑料年产生量约1000万t，每年进口废旧塑料约500万t，目前，我国每年的废旧塑料拥有量超过1500万t。,7.2.1.4 国内塑料回收技术 现阶段，我国废旧塑料回收技术仍然以物理回收为主，回收利用工序主要为
8、收集、分类分离、清洗、干燥、破碎或造粒，经过改性再加工制成适合市场需求的产品或与新料混合使用废旧塑料回收再利用。,废旧塑料物理回收再利用的一些典型用途,7.2.2废旧塑料分选技术 7.2.2.1 分选技术分类 根据废旧塑料是否进行破碎预处理，分选技术主要分为两大类：一是光电分选，主要包括X射线分离和色彩分离；二是利用密度或电阻率差异进行分选，主要包括干式密度分离、湿式密度分离和电磁静电分离。,（1）光选（X射线、荧光X射线分离） 利用不同种类塑料对X射线的吸收率不同进行分离，但不接触、不破坏塑料制品本身。 X射线分离：将投射的X射线转变成电信号，判断应去除的塑料制品，用压缩空气将其吹落进行分离
9、。 荧光X射线分离：离是由照射X射线被检测物发生的荧光X线，经分光后进行主要成分的定量判断。,光选工艺流程图,（2）色彩分离法 根据色彩进行分离的技术，该法主要应用于颜色存在差异的塑料制品。,1喂料皮带机；2风机；3封嘴；4风选室；5接力滚洞；6离心沉降分离机；7轻质物输送机；8重质物输送机 风力分选装置示意图,（3）常规风力分选 将经破碎的塑料放在分选装置内喷射，风从横向或逆向吹入，利用不同塑料对气流的阻力与自重的合力差进行分选的方法。影响因素：粒度粗细均匀程度,（4）风力摇床分选 利用床面的振动和上升的空气气流使颗粒按密度分层。 具体过程：是从有孔的振动床下边吹出上升空气流（流速为1.0m
10、/s），密度大或粒径大的颗粒分布在下层，而密度小或粒径小的颗粒分布在上层，在振动加速度和床底面的摩擦力作用下，下层重颗粒向倾斜的振动床上侧运动；相反，上层轻颗粒与下层重颗粒之间的摩擦力小，运动到振动床较低的一侧，从而使两者得到分选。,1控制装置；2漏斗；3振动给料机；4波纹；5振动床；6重产品； 7轻产品 风力摇床装置示意图,（5）电磁静电分选 电磁静电分选主要有电磁分选、涡电流分选和静电分选。 电磁分选主要用于去除金属铁； 涡电流分选主要用于去除铝等有色金属； 静电分选是利用正负静电的吸引力进行分离的技术。,静电分选过程示意图,不同成分塑料摩擦带电顺序,7.2.2.2 分选技术应用实例 分选
11、技术选用：结合国内分选设备应用情况，设计采用风力分选X射线分选光电分选组合工艺。 1）粗分选 根据密度差异，采用一级风力分选系统将混合塑料分成轻、重两大类，轻组分塑料以PE、PP和PS为主，重组分塑料以PVC、PET为主；,不同种类塑料的密度,根据密度和摩擦因数差异，采用风力摇床分选系统，将经过一级风力分选后获得的轻组分塑料再次分成轻、重两大类，轻组分塑料主要是密度相近的PE和PP，重组分塑料主要是密度较大的PS。 根据塑料吸光性差异，采用X射线分离系统，将经过一级风力分选后获得的重组分塑料中的PVC和PET 进行有效分离。 2）精分选 考虑PE回收后用于提炼高纯度的PE塑料，可以通过增加一级
12、光电分选装置将PE和PP进一步分离；此外，还可根据再生塑料的需要精度，适当增加色彩分选系统对分选后的同种类塑料进行不同颜色的细分，进一步提高纯度和再生产品质量。,废旧塑料分选的工艺流程图如图所示。,（2）工程可行性分析 废旧塑料分选工程应用以设备的合理配置为基础。分选设备主要有风力分选机、X射线分选机和光电分选机。 塑料分选工程的投资较大，以设备投资为主，其中风力分选机投资较低，而X射线分选机，特别是光电分选机投资较高。此外，就运行成本而言，各种分选设备均以耗电为主，因此运行成本相对较低。,7.2.3 废旧塑料破碎技术 （1）破碎机理 塑料属于粘弹性材料，既有刚性固体的弹性，又有粘性液体在外力
13、作用下不可逆的流动性。具有粘弹性的高分子材料宏观的破坏，可分为脆性断裂和塑性断裂。 （2）破碎设备的选择原则 选择破碎设备时，主要应考虑原料性质、原料状态、原料大小、处理能力、破碎方式等基本条件。具体分析如下：,原料 性质,原料性质包括可破碎性、比重等。对于塑料聚合物，但影响比较大的主要有机械力学特性、热物理特性等。,原料 状态,原料状态是指湿度和温度。因为塑料大多属于热敏性材料，在选择破碎设备时，不仅要考虑原料的初始状态，还应考虑破碎过程中的材料状态的变化,粒度 大小,产品粒度主要依据产品要求而定，它在一定程度上决定了破碎级数的选择和破碎机类型的取舍。,处理 能力,破碎设备处理能力是以原料粒
14、度、产品粒度为前提，是选择破碎机的第一要素。根据所要求的处理能力、对机械品种、规格和破碎方式等进行合宜的选择。,分类标准,类 别,破碎 方式,破碎方式有湿式和干式、闭路和开路、单级和多级之分。选择时根据具体工艺条件、产品要求、操作条件等而定。,7.2.4废旧塑料造粒技术,使用过的废旧塑料的回收，须进行分选和除去杂质及附着在薄膜表面的灰尘、油渍、颜料等其他物质。 收集到的废旧塑料需要剪切或研磨粉碎成易处理的碎片。,清洗的目的:除去附着在废旧表面的其他物质，使最终的回收料有较高的纯度和较好的性能。,经清洗后的塑料碎片含有大量水分，必须脱水，脱水方法主要有筛网脱水和离心过滤脱水。,造粒能耗成本的降低
15、的方式,7.2.5废旧塑料卫生填埋 废旧塑料由于具有大分子结构，故废弃后长期不易分解腐烂，并且质量轻、体积大，暴露在空间可随风飞动或在水中漂浮。人们常利用丘陵凹地或自然凹陷坑池建设填埋场，对其进行卫生填埋。卫生填埋法具有建设投资少、运行费用低和回收沼气等优点，已成为现在世界各国广泛采用的废塑料最终处理方法。 7.2.6废旧塑料焚烧技术 焚烧处理废旧塑料方法具有处理数量大、成本低、效率高等优点，其方式主要有3种。 1）使用专用焚烧炉（流动床式燃烧炉、浮游式燃烧炉、转式燃烧炉等）焚烧废旧塑料回收利用热能。 2）将废旧塑料作为补充燃料与生产蒸汽的其他燃料掺混使用。 3）通过氢化作用或无氧分解，使废塑
16、料转化成可燃气体或其他形式的可燃物，再通过燃烧回收热能。,7.2.7废旧塑料再生技术 废旧塑料的再生技术可分为简单再生和改性再生两大类,改性 再生,简单 再生,塑料再生,将再生料通过机械共混或化学接枝进行改性的技术，如增韧、增强、并用、复合，活化粒子填充的共混改性，或交联、接枝、氯化等化学改性，可以做档次较高的再生制品。,简单再生指回收的废旧塑料制品经过分类、清洗、破碎、造粒后直接进行成型加工，或是塑料制品加工厂的过渡料或产生的边角料，经过适当添加剂的配合、再成型的利用。,7.2.8废旧塑料其他处理技术,废旧塑料 处理技术,1,2,3,废旧塑料用作高炉中的还原剂 用磨碎的废旧塑料代替焦炭和粉煤从生产铁水的高炉底部进料作矿石还原剂的方法。,废旧塑料的催化裂解技术 废旧塑料的催化裂解是在催化剂存在下进行的热解反应。,废旧塑料的热能利用技术 热能利用技术是对难以进行材料再生或化学再生的废旧塑料通过焚烧，利用其热能的技术： 直接燃烧利用其热能； 制造垃圾固体
