Cómo despolimerizar y reciclar materiales de poliéster

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Análisis:

Reciclaje y Reciclaje de Residuos Plásticos

Reciclaje de Residuos Plásticos:

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El reciclaje de los residuos plásticos es la base para su reutilización. La dificultad del reciclaje radica en la gran cantidad, amplia distribución, variedad y volumen de los residuos plásticos. Muchos plásticos de desecho se mezclan con otros residuos municipales, lo que dificulta mucho el reciclaje.

En la actualidad, los países extranjeros han acumulado mucha experiencia en el reciclaje de plásticos de desecho. Consideran el reciclaje de plásticos de desecho como un proyecto sistemático, en el que participan gobiernos, empresas y residentes. Alemania comenzó a implementar el reciclaje y reutilización de envases de embalaje en 1993. En 1997, el reciclaje y reutilización de residuos plásticos alcanzó las 600.000 toneladas, lo que supuso el 75% de las 800.000 toneladas consumidas ese año. En la actualidad, Alemania ha establecido más de 300 puntos de reciclaje y clasificación de envases en todo el país. Cada punto de venta divide uniformemente los productos de plástico en botellas, películas, vasos, productos de espuma de poliestireno y otros productos, y tiene marcas de colores unificadas. El secreto del éxito del reciclaje de resina en Japón reside en el establecimiento de un sistema de reciclaje. El núcleo del sistema de gestión de reciclaje es minimizar los vínculos de reciclaje. Al establecer puntos de venta, los fabricantes también deben considerar establecer puntos de reciclaje. Los fabricantes asumen la responsabilidad de reciclar los residuos producidos por sus propios productos. Al reciclar los residuos producidos por ellos mismos, se pueden recuperar fácilmente las piezas estándar originales y las propiedades de sus materiales, que pueden reutilizarse total y eficazmente, garantizando el rendimiento del producto. productos reciclados. Al mismo tiempo, también puede reducir la recuperación de calor, reducir los procedimientos engorrosos y la contaminación ambiental. Debido a la modularización de los productos, la dirección de la investigación y el desarrollo tecnológico en la parte del reciclaje es más clara.

Para su posterior utilización, los residuos plásticos reciclados a menudo se separan. Las principales tecnologías de separación utilizadas incluyen separación por densidad, separación por disolución, separación por filtración, separación electrostática y separación por flotación, etc., consulte la Figura 2.1. El dispositivo de separación por flotación de agua de la Asociación Japonesa de Promoción del Procesamiento de Plásticos puede alcanzar una tasa de separación de más del 99,9% de una sola vez. La American DOW Chemical Company también ha desarrollado una tecnología de separación similar, utilizando hidrocarburos líquidos en lugar de agua para separar los residuos plásticos mezclados. logrando mejores resultados. Kellogg Company de Estados Unidos y el Instituto Politécnico Rensselaer desarrollaron conjuntamente una tecnología de separación y reciclaje basada en solventes, que puede separar plásticos de desecho mezclados sin clasificación manual. Este método consiste en agregar plásticos de desecho triturados a un determinado solvente. A diferentes temperaturas, el solvente puede disolver selectivamente diferentes polímeros y separarlos. El mejor disolvente a utilizar es el xileno y la temperatura de funcionamiento no es demasiado alta. También hay muchos informes sobre algunas tecnologías de separación nuevas, como el método de calentamiento rápido electromagnético, el método de mezcla química reactiva, etc. El método de calentamiento rápido electromagnético puede reciclar y separar componentes de metal y polímero, y el método de mezcla reactiva puede reciclar y separar parachoques desechados con capas de pintura. Además, se han desarrollado en el extranjero sistemas de clasificación automática por computadora para realizar una automatización continua del proceso de clasificación. La empresa suiza Bueher utiliza una lámpara halógena como fuente de luz potente y, mediante la identificación de cuatro filtros, la computadora puede separar plásticos de desecho de PE, PP, PS, PVC y PET, con una capacidad de producción de It/h.

Utilizado directamente o mezclado con otros polímeros para formar aleaciones poliméricas. Estos productos se pueden utilizar para fabricar productos plásticos, rellenos plásticos, materiales filtrantes, materiales barrera, revestimientos, materiales de construcción y adhesivos, etc. Este es un método simple y factible que permite el uso repetido y se puede dividir en dos categorías: regeneración por fusión y regeneración modificada.

(1) Regeneración por fusión

Este método consiste en calentar y fundir el plástico residual para luego volver a plastificarlo. Según la naturaleza de las materias primas, se puede dividir en dos tipos: regeneración simple y regeneración compuesta.

El reciclaje simple ha sido ampliamente adoptado, principalmente reciclando los desechos generados durante el proceso productivo de las plantas de producción de resina y fábricas de productos plásticos. También puede incluir aquellos residuos de un solo uso que son fáciles de limpiar y seleccionar. Las características de esta parte de los materiales de desecho son que son relativamente limpios y tienen una composición relativamente simple. Utilizando procesos y equipos simples se pueden obtener plásticos reciclados con buenas propiedades y su rendimiento es similar al de los materiales nuevos. Alrededor del 20% de los desechos plásticos utilizan ahora este método de reciclaje, y la mayoría de las plantas de reciclaje de plástico en esta etapa entran en esta categoría.

Los plásticos residuales utilizados en el reciclaje compuesto se recogen de diferentes canales, contienen muchas impurezas y son diversos, mezclados y sucios.

Debido a las diferencias en las propiedades físicas y químicas y a la incompatibilidad de varios plásticos, sus mezclas no son adecuadas para el procesamiento directo. Se deben realizar diferentes tipos de separación antes de la regeneración. Por lo tanto, el proceso de reciclaje y regeneración es relativamente complicado. Se ha adoptado internacionalmente. Se pueden clasificar localmente diferentes materiales de forma sistemática, pero la inversión única en equipo es relativamente alta. En términos generales, las propiedades de los plásticos compuestos reciclados son inestables y fáciles de volverse quebradizos, por lo que a menudo se utilizan para preparar productos de menor calidad, como masillas para la construcción, bolsas de basura, sandalias microporosas, impermeables y materiales de embalaje para equipos.

En la actualidad, Dalian, Chengdu, Chongqing, Zhengzhou, Shenyang, Qingdao, Zhuzhou, Handan, Baoding, Zhangjiakou, Guilin, Beijing, Shanghai y otros lugares de mi país han introducido más de 20 conjuntos (Taiwán) de Máquinas de fusión de Japón y Alemania respectivamente. Es un dispositivo que recicla y procesa plásticos de desecho. Se utiliza principalmente para producir materiales de construcción, productos plásticos reciclados, materiales de ingeniería civil, revestimientos, rellenos plásticos, etc.

(2) Modificación y regeneración

Se refiere a la modificación de residuos plásticos mediante métodos químicos o mecánicos. Los productos reciclados modificados tienen propiedades mecánicas mejoradas y pueden convertirse en productos de mayor calidad.

El Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Tecnología Industrial Takarazuka de Japón ha inventado un método para procesar papel usado y polietileno usado en madera sintética. Esta madera sintética se puede procesar como la madera natural y tiene la misma textura. bien. El Centro de Investigación Cooperativa de Polímeros Clayton de Australia ha desarrollado un proceso de producción para utilizar restos de películas de polietileno y fibras de papel usado para producir sustitutos de la madera para la industria de la construcción. El proceso se lleva a cabo en una extrusora de doble tornillo y la temperatura del proceso es inferior a 200 ℃. se puede evitar la degradación. La apariencia, densidad y propiedades mecánicas del compuesto de papel periódico/polietileno producido mediante este método son similares a las de los tableros duros. Puede cortarse y moldearse con herramientas estándar. También es muy resistente al agrietamiento cuando se clavan los clavos y su rendimiento a prueba de agua es alto. mejor que el de los tableros duros. La tecnología "Einwood" de Nishihori Sadao utiliza molienda y limpieza en seco para reciclar desechos plásticos. Utiliza materias primas recicladas como PE, PP, PVC, ABS y otras astillas de madera de desecho mixtas para producir nuevas tablas de madera con un contenido de astillas de madera de más de 50. %. La llegada de la tecnología Einwood ha atraído la atención de países de todo el mundo, especialmente de los países desarrollados, y ha generado fuertes respuestas.

En términos de aditivos químicos, Ciba-Geigy produce un aditivo mixto que contiene antioxidantes, 100% estabilizadores y otros aditivos activos e inactivos, que pueden hacer que el rendimiento de los materiales reciclados básicamente vuelva a los niveles originales; Los Países Bajos también han desarrollado un nuevo compatibilizador químico que puede unir plásticos reciclados que contienen diferentes polímeros. Estados Unidos informa que el proceso de pulverización por cizallamiento en estado sólido (S3P) se utiliza para el procesamiento mecánico. La resina se puede cortar a nivel molecular sin calentarla ni fundirla para formar una mezcla mutuamente compatible. El material está compuesto principalmente de HDPE y LLDPE. y su máxima resistencia a la tracción y módulo de flexión son comparables a los materiales puros de HDPE y LLDPE. El método de extrusión por cizallamiento en fase sólida, el método de mezcla mixta reactiva, la tecnología de moldeo por inyección tipo sándwich multicapa y el método de moldeo por extrusión por reacción que han surgido en los últimos dos años han hecho posible reciclar algunos plásticos de desecho que son difíciles de reciclar.

(3) Plástico de desecho modificado relleno de polvo de madera

El plástico de desecho modificado relleno de polvo de madera es un nuevo material plástico de madera ecológico y respetuoso con el medio ambiente, y su método de procesamiento también es una modificación física. y método de regeneración. Dado que se han realizado muchos estudios sobre este aspecto en el país y en el extranjero en los últimos años, se ha desarrollado rápidamente y han aparecido productos comerciales, el desarrollo de materiales de madera y plástico y tecnologías relacionadas se ha convertido en una tendencia

Madera polvo y El desarrollo y la investigación de materiales compuestos de plástico de desecho no solo pueden brindar oportunidades para aprovechar al máximo los recursos naturales, sino también reducir la contaminación ambiental causada por los plásticos de desecho. Por lo tanto, este tipo de material compuesto de madera y plástico es ecológico y respetuoso con el medio ambiente. Método que ahorra energía y protege el medio ambiente. Su rango de aplicación es muy amplio, se utiliza principalmente en materiales de construcción, industria automotriz, embalaje y transporte de mercancías, materiales decorativos y utensilios diarios, etc., y tiene amplias perspectivas de desarrollo. Esto también puede verse en las encuestas sobre patentes nacionales y extranjeras. Como relleno orgánico para plásticos, la harina de madera tiene muchas propiedades excelentes que otros rellenos inorgánicos no pueden igualar: fuentes amplias, precio bajo, baja densidad, buen aislamiento y poco desgaste en los equipos de procesamiento. Sin embargo, no se usa tan ampliamente como las cargas inorgánicas. Las razones principales son los dos puntos siguientes: mala compatibilidad con la resina de matriz; pobre efecto de dispersión en termoplásticos fundidos, lo que resulta en poca fluidez y dificultad en el moldeo por extrusión y el procesamiento.

① Tratamiento del polvo de madera: el material de fibra de madera es preferiblemente material de madera para cocinar, como madera de álamo, aserrín de cedro, etc. Este tipo de fibra de madera tiene una forma y una relación de aspecto regulares y debe procesarse. antes de usarlo, séquelo tanto como sea posible y luego procéselo hasta obtener polvo de madera similar a las especificaciones del aserrín. Cada patente tiene regulaciones correspondientes sobre las especificaciones y el tamaño del polvo de madera: la longitud es preferiblemente de 1 a 10 mm, el espesor es de 0,3 a 1,5 mm, la relación de aspecto es de 2,5 a 6,0 y la tasa de absorción de humedad es inferior al 12% (por peso). ).

② Requisitos de procesamiento para compuestos de madera y plástico: al extruir partículas compuestas en madera, si se utiliza un proceso de extrusión sin equipo de ventilación, las partículas deben estar lo más secas posible y el contenido de humedad debe ser del 0,01 %. ~5% (fracción de masa), preferiblemente menos del 3,5%. Con equipos de ventilación, es aceptable un contenido de humedad inferior al 8%. De lo contrario, el material extruido desarrollará grietas u otros defectos superficiales.

Se ha estudiado la forma de la sección transversal de las partículas compuestas y se cree que las secciones con formas geométricas regulares son más ventajosas, incluidos triángulos, cuadrados, rectángulos, hexágonos, elipses, círculos, etc. y se prefieren aquellos con formas geométricas regulares. Un cilindro regular con sección transversal aproximadamente circular o elíptica.

En el proceso de extrusión, las fibras de madera se orientan preferiblemente a lo largo de la dirección de extrusión. Esta orientación permite que las fibras de madera paralelas adyacentes se superpongan con los polímeros que recubren las fibras de madera orientadas, permitiendo así mejorar las propiedades físicas de los materiales. Habitualmente el grado de orientación es del 20%, preferentemente del 30%. El material de esta estructura tiene una resistencia y un módulo de tracción totalmente mejorados y es adecuado para fabricar puertas y ventanas.

Se estudió la proporción de mezcla de polvo de madera y residuos de plástico. Las condiciones óptimas fueron 45% de plástico (fracción de masa, la misma a continuación) y 55% de polvo de madera. También se encontró que a partir de 40% de plástico y. 60% de fibra de madera a plástico. Las proporciones de mezcla de 60% y 40% de fibra de madera pueden producir productos adecuados. La selección de los componentes de la mezcla depende de las propiedades del producto final, del tipo de plástico y de la fibra de madera.

③Mejora de la compatibilidad: Dado que el componente principal del polvo de madera es la celulosa, la celulosa contiene una gran cantidad de grupos hidroxilo. Estos grupos hidroxilo forman enlaces de hidrógeno intermoleculares o enlaces de hidrógeno intramoleculares, lo que hace que el polvo de madera absorba la humedad. La tasa de absorción puede alcanzar del 8% al 12% y es muy polar. Sin embargo, la mayoría de los termoplásticos son no polares e hidrófobos, por lo que la compatibilidad entre los dos es pobre y la adhesión de la interfaz es muy pobre. El uso de aditivos apropiados para modificar la superficie del polímero y el polvo de madera puede mejorar la afinidad interfacial entre el polvo de madera y la resina. La masilla en polvo de madera modificada tiene propiedades mejoradas y puede transferir bien la interacción entre la masilla y la resina, y por tanto. mejorar la resistencia de los materiales compuestos. Por tanto, para obtener materiales compuestos plástico-madera con excelentes prestaciones y que cumplan las condiciones, el primer problema a solucionar es el de la compatibilidad. ·

Los problemas de compatibilidad se solucionan principalmente añadiendo diversos aditivos.

Método del agente de acoplamiento: el agente de acoplamiento puede mejorar la compatibilidad entre cargas inorgánicas y fibras inorgánicas y resina de matriz, y también puede mejorar la interfaz entre el polvo de madera y el polímero. Los agentes de acoplamiento de silano y los agentes de acoplamiento de titanato son los dos agentes de acoplamiento más utilizados. Los experimentos han demostrado que ambos agentes de acoplamiento pueden mejorar la compatibilidad entre cargas y resinas.

Método compatibilizador: Agregar el método compatibilizador es el método más simple y efectivo. Según los informes, los compatibilizadores adecuados incluyen fibras vegetales injertadas tales como anhídrido maleico o resinas de poliolefina modificadas con anhídrido maleico, polímeros de acrilato y polímeros de ácido etilenoacrílico. La mayoría de estos compatibilizadores contienen grupos hidroxilo o anhídrido, que pueden esterificarse con los grupos hidroxilo del polvo de madera y reducir la polaridad y la higroscopicidad del polvo de madera, por lo que tienen buena compatibilidad con la resina.

④El impacto de la cantidad de aditivos en el rendimiento de los materiales compuestos: la cantidad de agente de acoplamiento no es directamente proporcional al efecto de activación del relleno. Cuando el contenido de aditivo es del 1%, la resistencia a la tracción y. módulo de tracción del material La mejor cantidad es la mejor A medida que aumenta la cantidad de aditivos, el rendimiento del material disminuye. Por lo tanto, la cantidad de aditivos no puede ser demasiada, de lo contrario no solo afectará el rendimiento, sino que también provocará desperdicios innecesarios.

⑤ Mejora de las propiedades de flujo: para el procesamiento de moldeo por extrusión, se requiere que los materiales procesados ​​tengan un cierto grado de fluidez. En la mayoría de los casos, los plásticos rellenos deben fundirse, tensarse, deformarse y luego enfriarse y moldearse para fabricar diversos productos. Por lo tanto, se debe estudiar el impacto de la adición de cargas de polvo de madera sobre las propiedades reológicas de la masa fundida. El más importante de ellos es el efecto sobre la viscosidad de la masa fundida.

A medida que aumenta el contenido de polvo de madera, aumenta la viscosidad del polímero fundido, lo que está relacionado con la dispersión del polvo de madera en la resina matriz.

Las partículas de polvo de madera existen en un cierto estado de agregación en la matriz. El impacto del polvo de madera agregado en el rendimiento del flujo del sistema de llenado es desfavorable. Se puede agregar una cantidad adecuada de ácido esteárico para reducir el número de agregación de partículas de polvo de madera y mejorar. El fenómeno de aglomeración lo hace completamente disperso en la resina matriz. Además, los compuestos de madera y plástico son fluidos pseudoplásticos en estado fundido y su viscosidad aparente disminuye a medida que aumenta la velocidad de corte. Por lo tanto, para que el sistema de llenado tenga buenas propiedades de flujo de procesamiento, se debe utilizar una tensión de corte más alta tanto como sea posible para reducir la viscosidad de corte del sistema de llenado y hacerlo adecuado para el procesamiento de moldeo por extrusión.

⑥Mejora de las condiciones de procesamiento: el moldeo por extrusión, el moldeo por prensado en caliente y el moldeo por inyección son los principales métodos de moldeo para procesar materiales compuestos de madera y plástico. Debido al ciclo de procesamiento corto, la alta eficiencia y el proceso de moldeo simple del moldeo por extrusión, el método de moldeo por extrusión es una mejor opción.

La extrusora monohusillo puede completar las tareas de plastificación y transporte de materiales. Dado que el relleno de polvo de madera aumenta la viscosidad del polímero fundido y aumenta la dificultad de extrusión, la extrusora de un solo tornillo utilizada para el relleno y modificación del polvo de madera debe utilizar un tornillo especialmente diseñado, y el tornillo debe tener una fuerte capacidad de mezcla. capacidad.

Debido a la estructura esponjosa de la harina de madera, es difícil alimentar el tornillo extrusor. El material debe mezclarse y granularse antes de la extrusión. Dado que el polvo de madera absorbe agua, el polvo de madera debe secarse antes de la granulación. La temperatura de secado es de aproximadamente 150 °C y el tiempo adecuado es de 3 horas. Si el secado es insuficiente, se generarán burbujas en el producto, lo que provocará una disminución. en la resistencia mecánica del material. El control de la temperatura de procesamiento también es muy importante. Si la temperatura es demasiado alta, el polvo de madera se carbonizará debido a la acción térmica, afectando así el color aparente del material. Por lo tanto, la temperatura de procesamiento debe controlarse adecuadamente durante el procesamiento.

Método químico:

Se refiere a convertir los residuos plásticos en compuestos u oligómeros de bajo peso molecular mediante reacciones químicas. Estas tecnologías se pueden utilizar para producir fueloil, gas, monómeros poliméricos y materias primas petroquímicas y químicas a partir de plásticos de desecho.

Desde un punto de vista técnico, los métodos químicos incluyen principalmente craqueo a alta temperatura, craqueo catalítico, hidrocraqueo, método de fluidos supercríticos y solvólisis. El craqueo térmico produce hidrocarburos con un amplio rango de puntos de ebullición y tiene un bajo valor de reciclaje. Debido a la presencia de catalizadores en el craqueo catalítico, la temperatura de reacción se puede reducir decenas de grados, la distribución del producto es relativamente fácil de controlar y se puede obtener gasolina con posiciones cristalinas altas. El método del fluido supercrítico se está convirtiendo en un punto de investigación actual debido a su protección ambiental, economía, rápida velocidad de descomposición y alta tasa de conversión. Es adecuado tanto para la aceitación de plásticos de desecho como para la solvólisis de polímeros de condensación. La solución solvente se utiliza principalmente para despolimerizar plásticos de desecho polimerizados por condensación y convertirlos en monómeros.

En términos de uso, los métodos químicos se pueden dividir en dos tipos debido a los diferentes productos finales. Uno es para preparar combustible (gasolina, queroseno, diesel, gas licuado, etc.) y el otro es para. Preparar materias primas químicas básicas y monómeros.

(1) Tecnología petroquímica para la producción de combustibles (petróleo, gas)

Los países extranjeros han comenzado a desarrollar tecnología petrolera ya en la crisis de Shishu en la década de 1970.

Durante el craqueo, un kilo de plástico residual puede producir hasta un litro de petróleo. Esta tecnología no utiliza un dispositivo de agitación y solo es adecuada para poliolefinas y no puede usarse para plásticos que contienen halógenos.

APME (Asociación Europea de Productores de Plásticos) cree que para que el proceso de reciclaje sea viable debe poder aceptar una amplia gama de plásticos mixtos. Actualmente, la industria ha llevado a cabo investigaciones de ingeniería de laboratorio y pruebas piloto preliminares con plásticos de desecho ricos en PVC (hasta un 60%), pero aún no se han proporcionado las condiciones de proceso óptimas para la construcción de dispositivos de demostración.

Después de que Japón implementara plenamente la "Ley de Reciclaje de Envases y Envases" para residuos plásticos en abril de 2000, con el fin de resolver el problema aceitoso de los plásticos mixtos, la Asociación Japonesa de Promoción del Reciclaje de Residuos Plásticos y la Fundación de Investigación de Residuos en * ** Con financiación, se desarrolló con éxito la tecnología basada en petróleo para residuos plásticos mixtos en general. El proceso incluye proceso de pretratamiento, proceso de decloración y descomposición térmica. Para mejorar la calidad de los productos derivados del petróleo, se añaden catalizadores para su modificación.

Empresas japonesas como Mitsubishi Heavy Industries, Toshiba y Nippon Steel han realizado sucesivamente pruebas piloto o industriales, que pueden producir cristales de petróleo como gasolina, diésel y petróleo pesado. La tecnología ha pasado la prueba. pero la economía aún no ha pasado. Con este fin, las empresas relevantes están mejorando los procesos para reducir significativamente los costos. El resultado más destacado es que Tohoku Electric Power y Mitsubishi Heavy Industries utilizaron agua supercrítica para realizar pruebas de residuos plásticos aceitosos después de que el tiempo de reacción se redujera significativamente de las 2 horas anteriores. a 2 minutos, los productos derivados del petróleo La tasa de recuperación se mantiene en un nivel alto de más del 80%, lo que favorece la reducción de costos.

Teniendo en cuenta que el aumento de los precios del petróleo ayudará a mejorar los beneficios económicos, se espera que la actual prueba industrial de 0,5 t/h se ponga en práctica poco después del éxito.

(2) Tecnología para producir materias primas químicas básicas y reciclar monómeros:

Descomposición térmica de residuos plásticos mixtos para producir hidrocarburos líquidos, gasificación a temperatura ultraalta para producir gas agua, ambos Se puede utilizar como materia prima química. Hoechst Company de Alemania, Rule Company, BASF Company, Kansai Electric Power Company de Japón y Mitsubishi Heavy Industries han desarrollado tecnologías en los últimos años para utilizar la gasificación a temperaturas ultraaltas de residuos plásticos para producir gas de síntesis y luego producir materias primas químicas como como metanol, y tienen producción industrializada.

En los últimos años, la tecnología de reciclaje de monómeros plásticos de desecho ha recibido cada vez más atención y gradualmente se ha convertido en una dirección generalizada, y su aplicación industrial también está bajo investigación. En la 14ª Conferencia Académica Internacional sobre Aplicaciones Analíticas de la Pirólisis celebrada en Munich, Alemania, en mayo de 1998, surgieron nuevas tendencias en el desarrollo del reciclaje y la utilización de residuos de polímeros. A juzgar por los artículos publicados en esta conferencia, con respecto al problema de la "contaminación blanca" de los materiales poliméricos, después de que la comunidad internacional básicamente resolvió la investigación e industrialización de desechos poliméricos para preparar combustibles mediante craqueo, ha habido una tendencia a utilizar polímeros. Los desechos mediante un método eficaz de craqueo catálisis son una nueva etapa para convertir las materias primas de la síntesis de polímeros en materias primas. El nivel actual de investigación ha alcanzado una tasa de recuperación de monómeros del 90% para poliolefina, 97% para poliacrilato, 92% para fluoroplásticos, 75% para poliestireno, 80% para nailon y caucho sintético, etc. También se está estudiando la aplicación industrial de estos resultados, lo que tendrá enormes beneficios para el medio ambiente y la utilización de recursos.

El Instituto de Investigación BattelleMemorial de Estados Unidos (Patente estadounidense US5136117) ha desarrollado con éxito una tecnología para recuperar monómero de etileno a partir de residuos plásticos mixtos como LDPE, HDPE, PS, PVC, etc., con una tasa de recuperación del 58% (fracción de masa) y un costo de 3,3 centavos/kg, y la meta es lograr la industrialización en dos años. Mitsubishi Corporation, el agente general de Japón, introdujo esta tecnología y la desarrolló comercialmente, y construyó un dispositivo de reacción continua con un caudal de 20 l/h.

La solvólisis (incluidas la hidrólisis y la alcohólisis) se utiliza principalmente para la despolimerización y recuperación de monómeros de materiales poliméricos de policondensación, y es adecuada para variedades únicas de plásticos de desecho que se han sometido a un tratamiento previo estricto. Actualmente se utiliza principalmente para procesar residuos plásticos polares como poliuretano, poliéster termoplástico y poliamida. Por ejemplo, el método de hidrólisis de la espuma de poliuretano se utiliza para producir poliéster y diamina, los productos duros y blandos de poliuretano se alcoholizan para producir polioles y el PET residual se despolimeriza para producir ácido tereftálico crudo y etilenglicol.

Además, en los últimos años, los métodos de fluidos supercríticos se han utilizado cada vez más para despolimerizar y condensar materiales poliméricos para recuperar sus monómeros, y el efecto es mucho mejor que la solvólisis habitual. Japón T. Sako et al. utilizaron fluido supercrítico para descomponer y recuperar residuos de poliéster (PET), plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP) y películas compuestas de poliamida/polietileno. La ventaja de utilizar metanol supercrítico para recuperar PET es que el PET se descompone rápidamente, no requiere un catalizador y puede lograr una recuperación de monómero de casi el 100 %. También utilizaron agua subcrítica para reciclar membranas compuestas de PA6/PE para hidrolizar PA6 en el monómero caprolactama, con una tasa de recuperación superior al 70% al 80%.

Regeneración de energía térmica:

La combustión de plástico puede liberar una gran cantidad de calor. El poder calorífico del polietileno y el poliestireno llega a 46000 kJ/kg, lo que supera el poder calorífico medio de. fueloil de 44000kJ/kg. Las pruebas de combustión muestran que los residuos plásticos poseen plenamente las propiedades básicas para ser utilizados como combustible. Su prueba de comparación de combustión con carbón pulverizado y petróleo pesado se detalla en la Tabla 2.2. Como puede verse en la Tabla 2.2, el poder calorífico de los plásticos de desecho es equivalente al del carbón y el petróleo y no contiene azufre. Además, al contener menos cenizas, se quema rápidamente.

Por lo tanto, los plásticos de desecho se utilizan en el extranjero para inyección en altos hornos para reemplazar el carbón, el petróleo y el coque, se usan en hornos rotatorios de cemento para reemplazar el carbón para quemar cemento y se convierten en combustible sólido de desechos (CDR) para la generación de energía. y reciclaje. Obtuvo muy buenos resultados.

(1) Fuelización: combustible sólido de residuos (RDF)

Japón promueve activamente el uso de plásticos de desecho para fabricar combustible sólido de residuos (RDF). La tecnología RDF se desarrolló originalmente en Estados Unidos. En los últimos años, Japón ha aprovechado el alto poder calorífico de los residuos plásticos para mezclarlos ante la escasez de vertederos, la corrosión de las calderas por el HCI en las incineradoras al procesar cloro. que contiene plásticos de desecho y la contaminación del medio ambiente por la emisión de dioxinas del gas de cola. Después de mezclarlo con diversos desechos combustibles para obtener RDF con un poder calorífico de 20933 kJ/kg y un tamaño de partícula uniforme, el cloro se diluye y se También es conveniente para almacenamiento, transporte y uso como sustituto del carbón en otras calderas y hornos industriales.

La generación de energía con combustibles sólidos residuales se aplicó por primera vez en los Estados Unidos, y hay 37 centrales eléctricas RDF, que representan el 21,6% de las centrales eléctricas residuales. Junto con la reforma, Japón ha convertido algunas pequeñas estaciones de incineración de residuos en estaciones de producción de RDF para facilitar la generación de energía centralizada y continua de alta eficiencia a gran escala. Los parámetros de vapor de la central eléctrica de residuos se han incrementado de <30012 a aproximadamente 45012. y la eficiencia de generación de energía se ha incrementado del 15% original al 20%~25%. Chichibu Onoda Cement Co., Ltd. ha probado con éxito el RDF en un horno rotatorio. No sólo reemplazó al carbón, sino que la ceniza también se convirtió en un componente útil del cemento, y el efecto es mejor que usarlo para generar electricidad.

Actualmente, varias plantas de cemento en Japón lo están promoviendo activamente.

(2) Inyección en alto horno e inyección en horno rotatorio de cemento

La tecnología de inyección en alto horno de plásticos de desecho utiliza el alto poder calorífico de los plásticos de desecho y los utiliza como materia prima para fabricar materiales de pulverización con un tamaño de partícula adecuado. El alto horno es un nuevo método para procesar residuos de plástico en lugar de coque o carbón pulverizado. La aplicación de la inyección de residuos de plástico en altos hornos extranjeros muestra que la tasa de utilización de los residuos de plástico alcanza el 80%. Las emisiones son del 0,1% al 1,0% del volumen de incineración, solo se producen menos gases nocivos y los costos de tratamiento son bajos. La tecnología de inyección de residuos plásticos en altos hornos abre una nueva vía para la utilización integral de los residuos plásticos y el control de la "contaminación blanca", y también proporciona un nuevo medio para que las empresas metalúrgicas ahorren energía y aumenten la eficiencia.

La Bremen Steel Company de Alemania roció por primera vez residuos plásticos en su alto horno número 2 (volumen 2688 m3) en 1995 y estableció un conjunto de equipos de inyección de 70 kt/a. Posteriormente, Krupp/Hirsch Steel Company también instaló un equipo. conjunto de equipos de inyección de 90 kt/a, y otras empresas siderúrgicas en Alemania también se están preparando para adoptar esta tecnología. En 1996, la empresa japonesa NNK inyectó residuos de plástico en el alto horno número 1 (volumen de 4.093 m3) de su planta de Keihin y planeó procesar 30 kt/a de residuos de plástico. También planeó transferir esta tecnología a otras plantas en Japón. La comunidad japonesa de protección del medio ambiente y los círculos de opinión pública tienen grandes esperanzas en esto. La Japan Steel Alliance lo ha incluido en el plan de conservación de energía de 2010, que requiere una inyección anual de más de 1 millón de toneladas, equivalente al 2% del consumo de energía del acero. industria. El futuro es prometedor.

Además, el horno rotatorio de cemento de Japón ha probado con éxito la inyección de residuos de plástico. Basándose en la quema a largo plazo de neumáticos de desecho, la planta de cemento de Deshan Company realizó con éxito una prueba de inyección de plástico de desecho en el horno rotatorio en 1996 con la cooperación de la Asociación de Promoción del Procesamiento de Desechos de Plástico.

Método de fermentación

Se informa que el polietileno residual se puede convertir en proteína microbiana mediante dos métodos: fermentación oxidativa y fermentación por pirólisis. Este método es un método no convencional y no se utiliza comúnmente en la actualidad.

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