I. Las personas prestan más y más atención al tratamiento de los plásticos residuales
Los plásticos se consideran uno de los mayores inventos del siglo XX, que facilita enormemente la producción y la vida de las personas. Sin embargo, una gran cantidad de plásticos de desechos se amontonan en vertederos o se descartan en el medio ambiente, lo que representa una seria amenaza para el ecosistema natural. Los métodos de tratamiento tradicionales no pueden cambiar el status quo de los desechos de recursos y la contaminación ambiental. Por lo tanto, explorar formas económicas y económicas para reciclar los desechos plásticos y realizar la transformación del consumo de plástico de una economía desechable a una economía circular de carbono se han convertido en puntos calientes y problemas en el campo del reciclaje de plástico.
Los países desarrollados se han desarrollado temprano en la dirección de la tecnología de reciclaje de plástico de residuos y tienen sistemas de aplicación relativamente maduros. Vale la pena resumir y aprender la experiencia relevante. Japón ha emitido requisitos de producción especiales para compañías plásticas. Por ejemplo, para las botellas de PET, se estipula que no se deben usar manijas, se prohíbe la coloración y se deben usar etiquetas físicamente extraíbles y tapas de botella de plástico; Las empresas deben poner a la producción de los plásticos residuales para formar un circuito cerrado de recursos. Estados Unidos tiene más de 1.700 empresas de reciclaje de plástico de desechos. La Asociación Americana de la Industria de Plásticos ha propuesto un método de etiquetado y clasificación de tipos de plástico para reciclar los plásticos de desechos; La NASA ha realizado investigaciones sobre el uso de la teledetección satelital para identificar los plásticos de desechos en el océano; Se requieren compañías de energía ubicadas en áreas costeras para proporcionar capacitación de productos plásticos a los empleados que trabajan en la plataforma continental externa, y se alienta a los voluntarios a eliminar los plásticos de los desechos en las zonas costeras. Algunos países de la UE han establecido un método de reciclaje relativamente integral para los envases de plástico de desechos domésticos, y han emitido políticas que requieren que los fabricantes de envases paguen una cierta tarifa a los recicladores o que los fabricantes de envases son responsables del reciclaje y el procesamiento.
Gracias al rápido desarrollo de materiales y industrias manufactureras, la eliminación y la utilización de los plásticos de los desechos ya no se limitan a los modos de eliminación tradicionales, como el vertedero y la incineración. Con el enriquecimiento continuo de los tipos de plástico de residuos y la mejora de las tecnologías de procesamiento, es útil resolver de manera integral el sistema de tecnología de eliminación y utilización de eliminación correspondiente y aclarar la ruta de desarrollo en función de las condiciones nacionales reales para comprender el enfoque de desarrollo del campo. Después de una revisión técnica, este documento forma una clasificación de las tecnologías de eliminación y utilización de plástico de residuos de cuatro aspectos: eliminación mecánica, conversión de energía y recursos, reciclaje y reutilización, y nuevas tecnologías; Compara las características, las condiciones de uso y el estado de desarrollo actual de varias tecnologías, comprende el estado de la industria y los desafíos de desarrollo de la eliminación y utilización de plástico de residuos, y proporciona una referencia directa para la investigación sobre reciclaje, eliminación y utilización de desechos plásticos de desechos. .
II. Clasificación de las tecnologías de eliminación de plástico y utilización de residuos
1. Tecnología de eliminación mecánica
La tecnología de eliminación mecánica para los plásticos de desechos está dirigida principalmente a una reducción conveniente, pero generalmente existen problemas de impactos ecológicos y ambientales posteriores. Por ejemplo, el vertedero y el vertido oceánico difundirán el rango de impacto de los microplásticos. Teniendo en cuenta el impacto ecológico continuo, el vertedero y el vertido oceánico no son las tecnologías de eliminación de plástico de desechos ideales, ni se ajustan al principio del desarrollo verde sostenible. Es necesario llevar a cabo una evaluación de impacto ecológico y ambiental de antemano y mejorar el plan de implementación para la eliminación del vertedero de los plásticos de desechos. Aunque el método de relleno de material de construcción está en la etapa de investigación y desarrollo, tiene ciertas perspectivas de desarrollo en el reciclaje y la utilización de los plásticos de los desechos.
2. Conversión de energía y recursos de los plásticos de desechos
Desde la década de 1960 hasta finales del siglo XX, el problema de la escasez de energía y recursos recibió una atención generalizada. Con la introducción de conceptos como el desarrollo sostenible y la economía circular, la industria plástica se ha desarrollado rápidamente, y la producción de los plásticos de desechos ha aumentado. Los investigadores han centrado su atención en la utilización de energía y recursos de los plásticos residuales. El reciclaje y la eliminación de los plásticos de los desechos están destinados principalmente a lograr inofensivos, reducción y utilización de energía o recursos. La tecnología de reciclaje químico para la protección del medio ambiente es una tecnología representativa de reciclaje de energía y recursos, que descompone polímeros de plástico de desechos de alta molecular en compuestos de moléculas pequeñas para el reciclaje secundario. La conversión de energía y recursos incluye principalmente tecnología termoquímica, hidrólisis, alcoholisis y biodegradación.
3. Reciclaje de plásticos de desechos
Los plásticos se pueden dividir en termoplásticos y plásticos termoplásticos de acuerdo con sus propiedades físicas: el primero se puede fundir en líquido a altas temperaturas y luego convertirse en objetos de diferentes formas de acuerdo con los requisitos, y se puede reciclar y moldear repetidamente; Este último no puede derretirse o remodelarse, y solo se puede procesar en objetos de plástico duro y usarse una vez, y el calentamiento aumentará su dureza. Los termoplásticos se utilizan principalmente para el reciclaje de recursos y energía, mientras que los plásticos termoforituladores solo se usan para el reciclaje de energía para evitar los desechos.
(1) Método de reciclaje simple
El reciclaje simple se refiere a la tecnología de clasificación, limpieza, trituración, fusión y rehacer plásticos de desechos reciclados sin modificación, y usarlos directamente para el procesamiento de moldeo de plástico. Tiene bajo costo y bajo inversión, pero tiene requisitos para los tipos de plásticos que se pueden procesar. El método de reciclaje simple es aplicable a casi todos los plásticos de desechos termoplásticos y una pequeña cantidad de plásticos de desechos mezclados con plásticos termoestables. Se divide principalmente en tres tipos de eliminación: ① Los restos del proceso de producción de las plantas de procesamiento de plástico y las plantas de producción de resina suelen estar limpias y tienen un solo componente. Pueden ser aplastados y plastificados directamente sin clasificar; ② Desechos de plásticos de plásticos reciclados, como varios materiales de empaque, películas, etc. Los materiales deben clasificarse, limpiarse, triturarse y plastilizar; ③ Los plásticos de desechos de plásticos de uso especial, como las vainas de cable, necesitan un pretratamiento especial antes de reutilizar, y pueden reutilizarse o combinarse con otros polímeros después de la disolución, precipitación y secado; Los plásticos de desechos se agregan para reaccionar en el proceso de fabricar poliéster a partir de productos químicos, como el ácido tereftálico (TPA) y EG. Los plásticos de desechos se pueden agregar en el proceso de fabricación de poliéster.
(2) Método de modificación y regeneración
En comparación con el método de reciclaje simple, el método de modificación y reciclaje es más complicado. Después de que los plásticos de desechos se modifican a través de procesos químicos o mecánicos, se producen nuevos plásticos que satisfacen necesidades específicas mezclando diferentes materiales o agregando aditivos. Puede mejorar las propiedades mecánicas básicas de los materiales reciclados y satisfacer las necesidades de producción de productos especiales de alta calidad. La modificación del plástico de los residuos incluye la modificación de la mezcla, la modificación del refuerzo, la modificación de llenado, la modificación de endurecimiento, la modificación del injerto, etc., que se puede dividir aproximadamente de acuerdo con la modificación física y la modificación química. El método de modificación y reciclaje es adoptado principalmente por pequeñas y medianas empresas, consumiendo principalmente plásticos de desechos generados por empresas industriales y mineras y agricultura (como piezas de plástico, productos de embalaje, botellas de pesticidas, bolsas de alimentos, necesidades diarias). Este tipo de plástico de desechos contiene una pequeña cantidad de rellenos y plastificantes, y el peso molecular se puede aumentar después de un pequeño procesamiento para facilitar la reutilización. Por ejemplo, los extensores de cadena se utilizan para extender el enlace entre el grupo carboxilo en ABS y el grupo hidroxilo terminal de polibutadieno in situ para lograr la modificación y utilización de polímeros; La PS está desbrominada y luego se granula utilizando un proceso de mezcla modificado para mejorar sus propiedades físicas y actualizar la tecnología de reciclaje de plástico de desechos; El bisfenol A en el policarbonato producido industrialmente se elimina mediante la mezcla para lograr la modificación de la superficie de la película de polímeros y cumplir con los requisitos de uso normal del producto.
La demanda de productos plásticos en la sociedad está aumentando año tras año, lo que no solo consume mucha energía, sino que también causa contaminación ambiental y daña la salud biológica. En este contexto, el reciclaje de los plásticos de desechos a través de métodos de regeneración modificados es también un método de desarrollo que se adapta a la economía baja en carbono. Es necesario controlar la seguridad ambiental de las empresas de procesamiento de manera específica, esforzarse por reducir los problemas de contaminación ambiental y buscar un desarrollo sostenible integral y coordinado. La tecnología de regeneración modificada puede causar cambios de rendimiento en varios plásticos de desechos. Por ejemplo, PE, PP, PVC, PS, ABS y PA sufrirán cambios de color, la viscosidad y la alargamiento disminuye durante el proceso de regeneración, mientras que la viscosidad de la PE de alta densidad aumentará. Por lo tanto, la tecnología de regeneración plástica de residuos tiene ventajas y desventajas para los cambios de rendimiento de los plásticos reciclados. Se pueden agregar aditivos o se pueden hacer ajustes técnicos para garantizar la calidad del producto.
4. Nuevas tecnologías para la eliminación y utilización de los plásticos residuales
(1) Tecnología de utilización y eliminación de fluidos supercríticos
Los plásticos residuales reaccionan en fluidos supercríticos, lo que tiene las ventajas del tiempo de reacción corto, no hay necesidad de catalizadores y alta tasa de recuperación. Los plásticos de desechos tienen enlaces químicos fácilmente descompuestos, como enlaces de éter, enlaces de acilo y enlaces éster, que pueden descomponerse en monómeros en fluidos supercríticos y luego reorganizarse para producir nuevos productos de plástico. PET puede descomponerse en monómeros en fluidos supercríticos, y PU también puede reciclarse utilizando tecnología de descomposición de fluidos supercríticos. La tecnología de descomposición de fluidos supercríticos tiene buenas perspectivas de desarrollo, pero hay problemas con los requisitos de sellado de alta presión altas cuando se usa.
(2) Tecnología de recuperación de energía de inyección de alto horno
La recuperación de energía utilizando la inyección de alto horno generalmente se considera un método efectivo para reciclar los plásticos de desechos. Desde la perspectiva de la utilización de la energía, la tecnología de inyección de alto horno tiene una alta tasa de utilización de la energía contenida en los plásticos de desechos (aproximadamente el 80%), reduciendo principalmente el mineral de hierro en forma de energía química. Desde la perspectiva de la protección del medio ambiente, el contenido de gas tóxico producido por la tecnología de inyección de alto horno es bajo, lo que es conveniente para la aplicación a gran escala. La tecnología de inyección de alto horno tiene una fuerte capacidad de procesamiento y es propicio para el desarrollo de una economía circular baja en carbono. Sin embargo, los plásticos de desechos reciclados generalmente no están completamente clasificados y no cumplen con los requisitos de inyección de alto horno para materiales reactivos, lo que resulta en el hecho de que la tecnología de inyección de alto horno no se ha utilizado ampliamente en la actualidad.
(3) Tecnología de fotoprocesamiento
La tecnología de fotoprocesamiento utiliza la energía de la luz como fuente de energía para tratar los plásticos residuales. Tiene baja contaminación y ventajas económicas y ha atraído mucha atención en los últimos años. En comparación con la tecnología termoquímica, las condiciones de fotorreacción son leves y el consumo de energía es bajo. Puede romper con precisión los enlaces químicos específicos para lograr una alta selectividad de los productos objetivo. La tecnología de fotoprocesamiento se divide principalmente en dos categorías: fotodegradación y fotocatálisis.
Aunque las perspectivas de aplicación de la tecnología de fotoprocesamiento son buenas, todavía hay problemas para resolver, como explorar métodos para identificar y controlar con precisión las rutas de reacción, desarrollar fotocatalizadores de bajo costo y alto rendimiento y desarrollar métodos de pretratamiento económicos y ecológicos según Diferentes tipos de plásticos de desechos.
(4) Tecnología electrocatalítica
Todavía hay pocos estudios aplicados sobre la conversión de plásticos de desechos en productos valiosos mediante electrocatálisis. Aunque la tecnología electrocatalítica tiene las ventajas del potencial energético controlable, el electrolito reciclable y la conversión selectiva, enfrenta muchos desafíos de aplicación: es difícil convertir equipos de producción experimentales en aplicación industrial y el proceso de separar los ácidos orgánicos y las sustancias redox de los electrolitos es energía es -TRANTE, que requiere catalizadores más eficientes, ecológicos y económicos.
Iii. Sugerencias sobre el desarrollo de la eliminación de plástico de los desechos y la tecnología de utilización
Primero, reduzca la cantidad de la fuente y fomente el uso de plásticos reciclados. Tome un enfoque basado en políticas para alentar el empaque de los productos básicos para elegir alternativas como plásticos biodegradables, reducir el consumo de plásticos desechables no degradables y esforzarse por reducir la producción de plásticos residuales de la fuente. Formule un sistema estándar para plásticos reciclados, estandarice el reciclaje y la reutilización de los plásticos de los desechos y mejore el reconocimiento público de los plásticos reciclados y la tasa de reciclaje de los plásticos de desechos.
En segundo lugar, fortalezca la clasificación y el reciclaje de los plásticos residuales. La eliminación y la utilización de los plásticos de desechos en mi país se desarrollaron relativamente tarde, y los mecanismos relevantes de reciclaje y gestión aún no son sólidos. La conciencia ambiental del público aún no se ha transformado en hábitos de comportamiento, y la comprensión de la importancia de la clasificación de basura es relativamente débil. Es necesario fortalecer la implementación y publicidad de las políticas relevantes de clasificación de basura y reciclaje, y promover efectivamente la industrialización de la clasificación y el reciclaje de plástico de los desechos.
El tercero es promover la innovación tecnológica y la transformación de los logros. Las nuevas tecnologías para el tratamiento de plástico de desechos aún no son maduros y tienen deficiencias prominentes en comparación con las tecnologías maduras. Se debe dar apoyo necesario al diseño de la investigación sobre la eliminación y la utilización de la eliminación de plástico de los residuos para promover los avances en problemas técnicos clave. La financiación pública debe usarse para impulsar el entusiasmo de las empresas a participar en la investigación tecnológica, centrarse en la investigación básica impulsada por las necesidades de la aplicación y promover la transformación suave de los logros tecnológicos innovadores en el tratamiento y la utilización de los residuos de plástico.
