Аннотация
Пластиковые твердые отходы (PSW) представляют собой проблемы и возможности для общества независимо от их осведомленности в области устойчивого развития и технического прогресса. В данной работе рассматривается прогресс в утилизации и восстановлении PSW в последнее время. Особое внимание уделяется отходам, образующимся из полиолефиновых источников, что составляет большой процент от ежедневного производства пластмассовых изделий. Подробно описаны и обсуждены четыре пути восстановления PSW, касающиеся использования первичной (повторное прессование), вторичной (механическое), третичной (химическое) и четвертичной (рекуперация энергии) схемы и технологии переработки. Первичная переработка, которая включает в себя повторное введение чистого лома одного полимера в цикл экструзии с целью получения продуктов аналогичного материала, обычно применяется в самой технологической линии, но редко применяется среди переработчиков, так как редко обладает необходимыми качествами.
Различные отходы, состоящие из лома отходов, служат исходным сырьем для вторичных методов переработки, таким образом, как правило, они уменьшаются в размерах до более подходящей формы, такой как таблетки, чешуйки или порошки, в зависимости от источника, формы и использования. Схемы доочистки внесли большой вклад в технологии обработки PSW в последние годы. Передовые термохимические методы обработки охватывают широкий спектр технологий и продуктов, топлива или сырья для нефтехимии. В наше время термолизу вновь уделяется повышенное внимание, из-за этого повышается стоимость нефти и становится очень ценным продуктом. Но факт остается фактом, что передовым термохимическим методам обработки по-прежнему не хватает правильной конструкции и кинетических предпосылок, чтобы ориентироваться на определенные необходимые продукты и/или химические вещества. Было установлено, что регенерация энергии из PSW в общем и твердых бытовых отходов (ТБО), в частности достижимое решение. Количество энергии, производимой в обжиговых печах и реакторов, используемых в этом направлении достаточно исследованы с точки зрения эксплуатации, но не с точки зрения интеграции с любой из нефтехимическими или перерабатывающими заводами. Хотя первичная и вторичная схемы утилизации хорошо отработаны и широко применяются и сделан вывод о том, что многие из третичной и четвертичной схемы обработки являются надежными и достойными дополнительного исследования.
Основная часть
С тех пор как первое производство в промышленном масштабе из синтетических полимеров (пластмасс) имело место в 1940-х годах, производство, потребление и скорость образования твердых пластиковых отходов значительно возросла. Таким образом, переработка PSW была в центре внимания многих исследователей в последние несколько десятилетий. Такое исследование также обусловлено изменениями в управляющих и экологических проблемах.
Пластмассы используются в нашей повседневной жизни во многих сферах применения: в теплицах, в покрытиях и проводке, для упаковки, в пленках, чехлах, сумках и контейнерах. Разумно, что значительная часть PSW находится в потоке твердых бытовых отходов (ТБО). В странах Европейского Союза, более 250 × 106 тонн твердых отходов производится каждый год, с годовым ростом на 3 %. По данным на 1990 год каждый человек в мире производит в среднем 250 кг ТБО в общем объеме 1,3 × 109 тонн ТБО (Beede and Bloom, 1995). Десять лет спустя, эта сумма удвоилась — 2,3 × 109 тонн. В США количество PSW, находящихся в ТБО, увеличилось с 11 % в 2002 году (USEPA, 2002) до 12,1% в 2007 году (USEPA, 2008). На рисунке 1 показаны различные фракции ТБО для таких стран как Великобритании и США.
Термопласты вносят вклад в общее потребление пластика примерно на 80 %, и используются в типичной области применения пластмасс, например, такие как упаковка, но и в не пластмассовых, таких как текстильные волокна и покрытия. В то время как производство во всех основных категориях ТБО, тары и упаковки пластмасс (мешки, вкладыши, и обертывания, другие упаковки, другие контейнеры, и безалкогольные напитки, молоко и емкости для воды) представляют самый высокий тоннаж (USEPA, 2002 and USEPA, 2008). В отношении товаров длительного пользования, пластики встречаются в бытовой технике, мебели, корпусов свинцово-кислотных аккумуляторов, и других продуктов. Недавние исследования показывают, что в Великобритании PSW составляют 7 % от конечного потока отходов (Parfitt, 2002). Упаковывать приходится 37,2 % от всех материалов, потребляемых в Европе и 35 % в мире (Clark and Hardy, 2004).
Выводы
Различные технологии переработки PSW, представленные в данной работе, внесли большой вклад в эко-образ обращения с отходами, в частности к PSW рециркуляции, обработки и восстановления. Повторное использование и уменьшение полимерных материалов, безусловно, хорошо влияет на текущую ситуацию. Инициируя цикл переработки в технологической линии, можно интегрировать его с процессом лома, повторная экструзия происходит в разных масштабах с различными термопластами. Некоторые недостатки появляются при механической рециркуляции, которая выбрана в качестве способа переработки. Типы пластика на основе полимера, их состояние и пригодность, а также интенсивное потребление энергии связанны со всеми основными проблемами, касающимися PSW. Для практического применения любого из этих методов утилизации, чтобы он был успешным, следует подчеркнуть, что побочные продукты в результате различных механических обработок должны иметь аналогичные свойства пластиков торгового класса относительно их типа и мономера происхождения. Доочистка сточных пластмассовых изделий на сегодняшний день является более устойчивым решением. Мало того, она восстанавливает ценные нефтехимические вещества в качестве исходного сырья, обеспечивая в процессе переработки маршрута, она также производит энергию в виде тепла, пара и тому подобное..
Пластиковые твердые отходы (PSW) получают из нефти и извлекают энергию, в некоторых случаях, сравнимую с другими источниками энергии. Прямое сжигание отходов с помощью одного или двух технологий сжигания, безусловно, может уменьшить объем PSW, а также уменьшить зависимость от ископаемого топлива, что в результате может привести к лучшему сохранению природных ресурсов и интегральных схем обращения с отходами. Очень важно рассмотреть вопрос о рециркуляции и рекуперации энергии в пластмассовом производстве. Многие третичные и четвертичные технологии представляются надежными и могут оправдать дальнейшие исследования и разработки в ближайшем будущем.
Перечень ссылок
- J. Aguado, D. P. Serrano, G. S. Miguel, J. M. Escola, J. M. Rodriguez, Catalytic activity of zeolitic and mesostructured catalysts in the cracking of pure and waste polyolefins//Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 78 (1) (2007), pp. 153–161
- Ahrenfeldt, J., 2007. Characterization of biomass producer gas as fuel for stationary gas engines in combined heat and power production. Ph. D. Thesis, Department of Chemical Engineering, Technical University of Denmark, Lyngby, Denemark.
- Al-Jayyousi, 2001. O. Al-Jayyousi A methodology for evaluating environmental impact of solid waste disposal sites: case study from Jordan/ Arabian Journal of Science and Engineering, 26 (2C) (2001), pp. 81–88