Proveedor de máquinas de reciclaje de plástico: saber hacer, proporcionar claves, crear valor.
Transformación del tratamiento de residuos plásticos al reciclaje verde
I. La gente presta cada vez más atención al tratamiento de los residuos plásticos
Los plásticos son considerados 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 residuos plásticos se acumulan en vertederos o se desechan en el medio ambiente, lo que supone una grave amenaza para el ecosistema natural. Los métodos de tratamiento tradicionales no pueden cambiar el status quo del desperdicio de recursos y la contaminación ambiental. Por lo tanto, explorar formas económicas y respetuosas con el medio ambiente de reciclar residuos plásticos y lograr la transformación del consumo de plástico de una economía desechable a una economía circular del carbono se han convertido en puntos candentes y problemas en el campo del reciclaje de plástico.
Los países desarrollados se han desarrollado tempranamente en la dirección de la tecnología de reciclaje de residuos de plástico y tienen sistemas de aplicación relativamente maduros. Vale la pena resumir y aprender de la experiencia relevante. Japón ha emitido requisitos de producción especiales para las empresas de plástico. Por ejemplo, para las botellas de PET, se estipula que no se deben utilizar asas, se prohíbe colorear y se deben utilizar etiquetas físicamente removibles y tapas de plástico para botellas; Las empresas necesitan poner en producción los plásticos de desecho para formar un circuito cerrado de recursos. Estados Unidos tiene más de 1.700 empresas de reciclaje de residuos plásticos. La Asociación Estadounidense de la Industria del Plástico ha propuesto un método para etiquetar y clasificar los tipos de plástico para reciclar los residuos de plástico; La NASA ha realizado investigaciones sobre el uso de sensores remotos satelitales para identificar desechos plásticos en el océano; Las empresas de energía ubicadas en áreas costeras deben brindar capacitación sobre productos plásticos a los empleados que trabajan en la plataforma continental exterior, y se alienta a los voluntarios a eliminar los desechos plásticos en las áreas costeras. Algunos países de la UE han establecido un método de reciclaje relativamente completo para los envases de plástico de desecho doméstico y han emitido políticas que exigen que los fabricantes de envases paguen una determinada tarifa a los recicladores o que los fabricantes de envases sean responsables del reciclaje y el procesamiento.
Gracias al rápido desarrollo de los materiales y las industrias manufactureras, la eliminación y utilización de residuos plásticos ya no se limitan a los modos de eliminación tradicionales, como el vertedero y la incineración. Con el enriquecimiento continuo de los tipos de residuos plásticos y la mejora de las tecnologías de procesamiento, es útil clasificar de manera integral el sistema tecnológico de eliminación y utilización correspondiente y aclarar el camino de desarrollo basado en las condiciones nacionales reales para comprender el enfoque de desarrollo del campo. Después de una revisión técnica, este artículo forma una clasificación de las tecnologías de eliminación y utilización de residuos de plástico desde 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 residuos de plástico, y proporciona una referencia directa para la investigación sobre el reciclaje, la eliminación y la utilización limpios y eficientes de plásticos de desecho. .
II. Clasificación de tecnologías de eliminación y utilización de residuos de plástico.
1. Tecnología de eliminación mecánica.
La tecnología de eliminación mecánica de residuos plásticos tiene como objetivo principal una reducción conveniente, pero generalmente existen problemas de impactos ecológicos y ambientales posteriores. Por ejemplo, los vertederos y los vertidos en los océanos ampliarán el alcance del impacto de los microplásticos. Teniendo en cuenta el continuo impacto ecológico, los vertederos y los vertidos en los océanos no son tecnologías ideales para la eliminación de residuos plásticos, ni se ajustan al principio de desarrollo sostenible verde. Es necesario realizar previamente una evaluación del impacto ecológico y ambiental y mejorar el plan de implementación para la eliminación de residuos plásticos en vertederos. Aunque el método de relleno de materiales de construcción se encuentra en etapa de investigación y desarrollo, tiene ciertas perspectivas de desarrollo en el reciclaje y utilización de plásticos de desecho.
2. Conversión de energía y recursos de plásticos de desecho.
Desde la década de 1960 hasta finales del siglo XX, el problema de la escasez de energía y recursos recibió amplia atención. Con la introducción de conceptos como desarrollo sostenible y economía circular, la industria del plástico se ha desarrollado rápidamente y la producción de residuos plásticos ha aumentado. Los investigadores han centrado su atención en el aprovechamiento energético y de recursos de los plásticos de desecho. El reciclaje y la eliminación de residuos de plástico tienen como principal objetivo lograr la inocuidad, la reducción y el aprovechamiento de la energía o los recursos. La tecnología de reciclaje químico con fines de protección ambiental es una tecnología representativa de reciclaje de energía y recursos, que descompone los polímeros plásticos residuales de alto peso molecular en compuestos de moléculas pequeñas para el reciclaje secundario. La conversión de energía y recursos incluye principalmente tecnología termoquímica, hidrólisis, alcohólisis y biodegradación.
3. Reciclaje de plásticos de desecho
Los plásticos se pueden dividir en termoplásticos y termoestables según sus propiedades físicas: los primeros pueden fundirse hasta convertirse en líquido a altas temperaturas y luego transformarse en objetos de diferentes formas según las necesidades, y pueden reciclarse y moldearse repetidamente; estos últimos no se pueden derretir ni remodelar, y solo se pueden procesar para convertirlos 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 termoestables solo se utilizan para el reciclaje de energía para evitar residuos.
(1) Método de reciclaje simple
El reciclaje simple se refiere a la tecnología de clasificar, limpiar, triturar, fundir y rehacer plásticos de desecho reciclados sin modificaciones y utilizarlos directamente para el procesamiento de moldeo de plástico. Tiene bajo costo y baja 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 desecho termoplásticos y a una pequeña cantidad de plásticos de desecho mezclados con plásticos termoestables. Se divide principalmente en tres tipos de eliminación: ① Los restos del proceso productivo de las plantas procesadoras de plástico y de las plantas productoras de resina suelen ser limpios y tener un solo componente. Se pueden triturar y plastificar directamente sin clasificar; ② Residuos de plástico procedentes de plásticos reciclados, como diversos materiales de embalaje, películas, etc. Los materiales deben ser clasificados, limpiados, triturados y plastificados; ③ Los plásticos de desecho de plásticos para fines especiales, como las fundas de cables, necesitan un tratamiento previo especial antes de su reutilización y pueden reutilizarse o mezclarse con otros polímeros después de su disolución, precipitación y secado; Los plásticos de desecho se agregan para reaccionar en el proceso de fabricación de poliéster a partir de productos químicos, como el ácido tereftálico (TPA) y EG. Se pueden agregar plásticos de desecho 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 desecho se modifican mediante 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 de residuos de plástico incluye modificación de mezcla, modificación de refuerzo, modificación de relleno, modificación de endurecimiento, modificación de injerto, etc., que se pueden dividir aproximadamente según modificación física y modificación química. El método de modificación y reciclaje es adoptado principalmente por pequeñas y medianas empresas, que consumen principalmente residuos plásticos generados por empresas industriales y mineras y por la agricultura (como piezas de plástico, productos de embalaje, botellas de pesticidas, bolsas de alimentos y artículos de primera necesidad). Este tipo de plástico de desecho contiene una pequeña cantidad de cargas y plastificantes, y el peso molecular se puede aumentar después de un pequeño procesamiento para facilitar la reutilización. Por ejemplo, se utilizan extensores de cadena para extender el enlace entre el grupo carboxilo en ABS y el grupo hidroxilo terminal del polibutadieno in situ para lograr la modificación y utilización del polímero; El PS se desbroma y luego se granula mediante un proceso de mezcla modificado para mejorar sus propiedades físicas y actualizar la tecnología de reciclaje de residuos de plástico; El bisfenol A en el policarbonato producido industrialmente se elimina mediante mezcla para lograr la modificación de la superficie de la película de polímero y cumplir con los requisitos de uso normal del producto.
La demanda de productos plásticos en la sociedad aumenta año tras año, lo que no solo consume mucha energía, sino que también provoca contaminación ambiental y perjudica la salud biológica. En este contexto, el reciclaje de residuos plásticos mediante métodos de regeneración modificados es también un método de desarrollo que se adapta a la economía baja en carbono. Es necesario controlar de manera específica la seguridad ambiental de las empresas procesadoras, esforzarse por reducir los problemas de contaminación ambiental y perseguir un desarrollo sostenible integral y coordinado. La tecnología de regeneración modificada puede provocar cambios en el rendimiento de diversos plásticos de desecho. Por ejemplo, PE, PP, PVC, PS, ABS y PA sufrirán cambios de color, la viscosidad y el alargamiento disminuirán durante el proceso de regeneración, mientras que la viscosidad del PE de alta densidad aumentará. Por lo tanto, la tecnología de regeneración de residuos de plástico tiene ventajas y desventajas para los cambios de rendimiento de los plásticos reciclados. Se pueden agregar aditivos o realizar ajustes técnicos para garantizar la calidad del producto.
4. Nuevas tecnologías para la eliminación y utilización de residuos plásticos.
(1) Tecnología de eliminación y utilización de fluidos supercríticos.
Los plásticos de desecho reaccionan en fluidos supercríticos, lo que tiene las ventajas de un tiempo de reacción corto, sin necesidad de catalizadores y una alta tasa de recuperación. Los plásticos de desecho tienen enlaces químicos fácilmente descomponibles, como enlaces éter, enlaces acilo y enlaces éster, que pueden descomponerse en monómeros en fluidos supercríticos y luego reorganizarse para producir nuevos productos plásticos. El PET se puede descomponer en monómeros en fluidos supercríticos y el PU también se puede reciclar mediante tecnología de descomposición de fluidos supercríticos. La tecnología de descomposición de fluidos supercríticos tiene buenas perspectivas de desarrollo, pero existen problemas con los requisitos de sellado a alta presión cuando se utiliza.
(2) Tecnología de recuperación de energía por inyección de alto horno.
La recuperación de energía mediante inyección en altos hornos se considera generalmente un método eficaz para reciclar residuos de plástico. Desde la perspectiva de la utilización de energía, la tecnología de inyección de alto horno tiene una alta tasa de utilización de la energía contenida en los plásticos de desecho (alrededor del 80%), reduciendo principalmente el mineral de hierro en forma de energía química. Desde la perspectiva de la protección del medio ambiente, el contenido de gases tóxicos producido por la tecnología de inyección de alto horno es bajo, lo que resulta conveniente para aplicaciones a gran escala. La tecnología de inyección en altos hornos tiene una gran capacidad de procesamiento y favorece el desarrollo de una economía circular con bajas emisiones de carbono. Sin embargo, los plásticos de desecho reciclados generalmente no están completamente clasificados y no cumplen con los requisitos de la inyección en altos hornos para materiales reactivos, lo que resulta en el hecho de que la tecnología de inyección en altos hornos no se ha utilizado ampliamente en la actualidad.
(3) Tecnología de fotoprocesamiento
La tecnología de fotoprocesamiento utiliza la energía luminosa como fuente de energía para tratar los residuos plásticos. 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 suaves y el consumo de energía es bajo. Puede romper con precisión 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 quedan problemas por 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 respetuosos con el medio ambiente según Diferentes tipos de residuos plásticos.
(4) Tecnología electrocatalítica
Todavía existen pocos estudios aplicados sobre la conversión de plásticos de desecho en productos valiosos mediante electrocatálisis. Aunque la tecnología electrocatalítica tiene las ventajas de un potencial energético controlable, electrolitos reciclables y conversión selectiva, enfrenta muchos desafíos de aplicación: es difícil convertir equipos de producción experimentales a aplicaciones industriales, y el proceso de separar ácidos orgánicos y sustancias redox de los electrolitos consume energía. -intensivo, que requiere catalizadores más eficientes, ecológicos y económicos.
III. Sugerencias sobre el desarrollo de tecnología de eliminación y utilización de residuos de plástico.
Primero, reducir la cantidad desde la fuente y fomentar el uso de plásticos reciclados. Adoptar un enfoque impulsado por políticas para alentar a los envases de productos básicos a elegir alternativas como plásticos biodegradables, reducir el consumo de plásticos desechables no degradables y esforzarse por reducir la producción de plásticos de desecho desde la fuente. Formular un sistema estándar para plásticos reciclados, estandarizar el reciclaje y la reutilización de plásticos de desecho y mejorar el reconocimiento público de los plásticos reciclados y la tasa de reciclaje de plásticos de desecho.
En segundo lugar, reforzar la clasificación y el reciclaje de los residuos plásticos. La eliminación y utilización de residuos plásticos en mi país se desarrolló relativamente tarde y los mecanismos pertinentes 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 la basura es relativamente débil. Es necesario fortalecer la implementación y publicidad de políticas relevantes de clasificación y reciclaje de basura, y promover efectivamente la industrialización de la clasificación y reciclaje de residuos plásticos.
El tercero es promover la innovación tecnológica y la transformación de los logros. Las nuevas tecnologías para el tratamiento de residuos de plástico aún no están maduras y tienen deficiencias importantes en comparación con las tecnologías maduras. Se debe brindar el apoyo necesario al diseño de la investigación sobre la eliminación y utilización de residuos de plástico para promover avances en problemas técnicos clave. La financiación pública debe utilizarse para impulsar el entusiasmo de las empresas por participar en la investigación tecnológica, centrarse en la investigación básica impulsada por las necesidades de las aplicaciones y promover la transformación fluida de los logros tecnológicos innovadores en el tratamiento y utilización de residuos de plástico.