Технологии и особенности переработки пластика

Проблема утилизации изделий волнует цивилизованное общество. Пластик практически не разлагается со временем. Пластиковые отбросы засоряют планету, реально ухудшают условия жизни людей. Захоронение отходов – это метод, который давно изжил себя. В последнее десятилетие остро встал вопрос переработки полимерного мусора.

Целесообразность переработки пластиковых отходов

Утилизация, переработка полимерного сырья и последующее его использование актуальны по ряду причин:

• Вторичное использование популярного сырья снижает уровень потребления естественных ресурсов. Это важно, так как для пополнения природных возможностей требуется значительное время.

• Проблема увеличения количества отходов на планете требует оперативного решения. Переработка значительной части его позволит очистить жизненную среду человечества, улучшить экологию.
• Вторичное использование ресурсов выгодно в экономическом плане. Производство, к примеру, вторичного полиэтилена высокого давления требует в разы меньше электроэнергии, чем для изготовления из первичного сырья. Опыт подтверждает, что вторсырье требует и меньших финансовых вложений.

Правильно налаженные процессы утилизации и последующего использования пластиковых отходов решают многие актуальные проблемы, с которыми столкнулись люди.

Как организован процесс переработки

Любой производственный процесс требует грамотной организации. Не является исключением и процесс утилизации пластиковых отходов. Технологии переработки считаются перспективными и состоят из несколько значимых этапов:

• Сбор. Это подготовительный этап, который станет значительно продуктивнее, как только в России в полную силу заработает система по раздельному сбору мусора.

• Сортировка и прессование. Разделение отходов по химическому составу и некоторым другим показателям производится вручную или механическим способом. Этот этап необходим, так как пластмассы имеют разную структуру и требуют разных условий при переработке. Последующее прессование позволяет сформировать блоки вторсырья, удобные для транспортировки и использования на производственных линиях.
• Непосредственная переработка. На этом этапе осуществляют резку, промывку, просушивание, производят регранулят.
• Выпуск новой продукции. Из вторичного пластика выпускают продукты для разных отраслей. Наиболее популярными считаются синтетические волокна, утеплители, наполнители, пленки, бандажная лента и многие другие полезные вещи.

В России система утилизации отходов находится на первоначальной стадии по сравнению с Европой. Общество еще не в полной мере освоило культуру сортировки и последующей переработки твердых мусорных отходов. Однако, государственная политика в этой области направлена на широкомасштабное строительство перерабатывающих предприятий и использование современных технологий переработки пластика.

Способы переработки полимерных отходов

2-3 столетия требуется природным факторам, чтобы разложить полимеры. Без помощи человеческих знаний, новых технологий и осознанных усилий по утилизации опасных отходов снизить уровень загрязнения окружающей среды невозможно.

Под переработкой пластика понимаются процессы, позволяющие превратить пластиковый мусор во вторсырьё, энергию или продукты с определёнными свойствами.

По подходу к переработке исходных материалов выделяют следующие способы:

• Термический. При этом способе на пластик воздействуют высокими температурами. Достоинствами данного метода следует считать простоту, относительную дешевизну и возможность получения на выходе тепловой энергии, которая используется для обогрева строений или нагрева воды.
• Химический. Плюсом обработки при помощи специальных реагентов является получение из пластиковой фракции составляющих компонентов – смол и сопутствующих веществ, пригодных для вторичного использования и выпуска новой продукции.
• Механический. Механическая обработка сырья может производиться непосредственно в местах накопления полимерных отбросов. На выходе получаются гранулы и хлопья, служащие основой для производства новой пластиковой продукции. Найти профессиональное оборудование для измельчения и переработки пластика можно всегда на нашем сайте.

Отрицательными сторонами химической переработки считаются

• невозможность воссоздать пластик с первоначальными качествами;
• необходимость использования активных химических составов, способных загрязнять природу;
• применения однородного сырья, что влечет за собой дополнительные расходы на сортировочные устройства.

Для реализации каждого метода были разработаны технологические процессы, базирующиеся на разных механизмах воздействия на сырье.

Технологии термического воздействия

Технологии деструкции полимеров на основе термической обработки разделяются специалистами на основе содержания кислорода, используемого в производственном цикле.

1. Пиролиз. Технология признана самой продуктивной, но и самой затратной. Для обработки пластикового вторсырья требуются специальные камеры, где процесс идет без доступа кислорода. Процесс энергозатратен. А получаемый газ требует дополнительной дорогостоящей очистки.

В ходе обработки под действием высоких температур выделяется газ, тепловая энергия и жидкая бензиновая фракция. Продуктивность технологии подтверждается высоким уровнем КПД. До 80% стартовой массы сырья превращается вновые полезные продукты.

Пиролиз считается самым экологичным методом, так как в процессе разрушается 90% вредоносных веществ, входящих в состав обрабатываемых полимеров. Данная технология широко применяется в европейских странах, но не находит широкого применения в России.

• FBR-метод. Иное название технологии - метод «кипящего слоя». Разновидность пиролиза, для осуществления которого используют реакторы кипящего слоя.
• Газификация. Эта технология ориентирована на переработку неотсортированного сырья, что является большим плюсом. Обработка ведется при температуре, превышающей 1200°C. Из синтетического газа впоследствии получают тепловую или электроэнергию, различные биомассы. Из остаточного пепла прессуют строительные брикеты.
• Сжигание. Применяется на мусоросжигательных заводах для уничтожения непригодного для вторичного использования пластика. Кроме электроэнергии и тепла удается получить золу. Ее используют как добавку к строительным материалам.

Из-за повышенного риска загрязнения атмосферы продуктами сжигания данная технология в соответствии с решением Европарламента используется реже других. А мусоросжигательные заводы обязаны оснащаться оборудованием, минимизирующим выбросы диоксинов.

Технологии химического рециклинга

Химическое изменение состава молекул обрабатываемых полимеров открывает возможность получения новых молекулярных структур и продуктов с новыми свойствами: нафты и мономеров для изготовления нового пластика, топлива для транспорта, воска, синтетической нефти и т.п.

В переработку часто идет загрязненный и не рассортированный материал. Деполимеризация ведется с применением микроволнового реактора на основе технологий гликолиза, сольволиза, метанолиза.

• Гидролиз и гликолиз. В первом случае пластик обрабатывается с применением воды при высоких температурах и большом давлении. Реакция в кислотной, щелочной или нейтральной среде длится долго, что снижает эффективность способа.

Гликолиз предполагает использование этиленгликоля и высоких температур, это делает его более экономичным по отношению к гидролизу.

• Сольволиз. Осуществляется при небольших температурах с применением растворителей и катализаторов. Позволяет получать синтетическое волокно и сопутствующие химические вещества.
• Метанолиз. Технологический процесс строится на использовании метанола и ряда химических катализаторов. Обработка ведется в резервуарах при температуре до 200 градусов.

Названные технологии широко используются в Японии. Для их реализации построены заводы с высокотехнологичным оборудованием.

Российскими инженерами разработана технология переработки измельченных полимеров, называемая термокатализ. Экономическая эффективность способа повышается за счет применения катализатора, изготовленного из отходов металлургического производства. Технологический процесс отличается низким потреблением электроэнергии. Однако требует высокотехнологичного оборудования для ведения работ при высоком давлении.

В итоге получают котельное топливо, наполнители для асфальтового покрытия, составляющие дизельного топлива и бензина.

Технология механической утилизации

В России физическая переработка полимерных отходов – самый распространенный метод. Для дробления и перетирания исходного сырья не требуется уникальное дорогостоящее оборудование. На первом этапе становления государственной системы переработки пластика механический рециклинг наиболее приемлем. Обработке подвергаются:

• пластиковая тара;
• полиэтиленовые пакеты и заводская упаковка;
• изделия и лом из пластмассы.

После дробления, мойки и просушивания исходные материалы расплавляются до однородного состояния. В экструдере из горячей массы формируются либо гранулы, либо запланированная вторичная продукция. Гранулы могут смешиваться с чистыми полимерами для получения принципиально нового материала: полимерного волокна, упаковочной пленки, тары.

Технологию можно считать универсальной, т.к. она подходит для любых видов сырья. При таком подходе минимизировано отрицательное влияние на природную среду. Но имеются и существенные недостатки: повышенные энергозатраты и необходимость предварительной сортировки, замедляющая производственный процесс

У каждой из технологий есть преимущества и недостатки. Но нельзя недооценивать тот факт, что вторичное сырье в два раза дешевле первичного пластика. К тому же перерабатывающие производства решают проблему экологического благополучия планеты.