Современные способы переработки полимерных отходов

Современные способы переработки отходов полимеров.

Современные способы переработки отходов полимеров.

Проблема переработки отходов пластика и полимеров – одна из самых остро стоящих в России и в мире, в целом. На сегодняшний день важно увеличить процент собственного (российского) вторичного полимерного сырья и уменьшить объемы его конечной утилизации не экологичными опасными методами. Ведь только из Польши и Болгарии мы закупаем каждый год по 3 тысячи тонн вторичного полиэтилена, когда могли бы вырабатывать его на своих заводах.

Пока дела обстоят крайне плохо, так как всего 5% пластика перерабатывается, 10% сжигается, 85% по-прежнему захоранивается. Большой бедой является размещение пластиковых отходов на несанкционированных свалках.

А главные трудности на пути к росту перерабатываемых отходов состоят в том, что нет мощностей, нет сортировки, не организована системы раздельного сбора. Власти пытаются вести и внедрять новшества параллельно с появлением и испытанием новых методов утилизации, которые в мире развиваются быстрее, чем в России.

Большим стимулом к ускорению процессов изучения переработки полимеров является их высокая сырьевая ценность. Лаборатории идут к тому, чтобы сделать технологии переработки более безопасными и экологичными.

Развитие рынка утилизации в России

Итак, как уже говорилось выше, сегодня в России большее количество пластика сжигается и захоранивается. Если учесть, что всего 2 года назад Россия поставила рекорд по выработке промышленных отходов (5,4 млрд тонн), можно себе представить, как обстоят дела.

Статистика пытается приободрить, ведь уровень полезного использования мусора достиг 60% (вырос на 20% за последние 10 лет). Однако процент вторично используемого сырья еще очень низок.

И главная проблема отрасли переработки в нехватке сырья для этой самой переработки. Необходимой сырьевой базой, на которую есть спрос, является пластиковая тара, упаковочный материал, строительные материалы с пластиком, корпуса техники.

Требуемый вторичный продукт – дробленка, гранулы, флекс, агломерат. Из него предприятия, работающие со вторичкой, производят: тару для не пищевых продуктов, дренажные трубы, мешки для мусора, нетканые материалы, технические пленки, ведра, емкости и пр. Также потребителями вторичного сырья являются производители ПЭТ-бутылок и прочей полимерной упаковки, щетин для уборочной техники, строительных материалов. Мировая отрасль дошла до технологий, которые позволяют перерабатывать ПЭТ-бутылки в абсолютно идентичные ПЭТ-бутылки.

С 2007 года ситуация изменилась и в стране уже действуют 78предприятий в 28 регионах, но все они производят исключительно техническое сырье, из которого нельзя изготавливать пищевую тару.

Технологии, которые используются на предприятиях:

• Гранулирование, дробление или рециклинг;
• Пиролиз.

Все методы сводятся к упрощенным этапам и их нельзя назвать высокоэффективными. Для гранулята прибывшее сырье сортируется, очищается, дробится, моется, сушится, упаковывается и вывозится с завода на другие предприятия для переработки. Это наиболее дешевый и простой способ утилизации, который не требует применения дорогостоящего оборудования.

Пиролиз – одна из разновидностей химических методов.Технология подразумевает разложение отходов полимеров на молекулярные соединения и получение синтетического топлива в присутствии высоких температур, кислорода или без него. Сырье разлагается на мономеры. Особенностью способа утилизации является отсутствие необходимости очищать и сортировать пластик.

Отметим, что химическая деструкция довольно перспективное направление утилизации полимеров, она постоянно развивается и совершенствуется, соответствует всем экологическим и санитарно-гигиеническим нормативам.Получаемый при этом газ используется на самих предприятиях или продается.Вторичное сырье пригодно для технических изделий.

Развитие рынка утилизации в мире

В мире практикуется 5 способов утилизации пластика, и все они успешно применимы за рубежом потому, что там уже хорошо развита система раздельного сбора отходов. Первый метод – пиролиз, также используют:

• Рециклинг (механическая утилизация) – полный цикл

Предварительно отсортированный материал дробят, заново сортируют, промывают и сушат. Затем идет обработка в автоклавах до однородного расплава. Получают вторичную продукцию или промежуточный гранулят, из которого изготавливают волокна, тару или упаковку.

Расщепление пластика водно-кислотными составами и термической обработкой. В России также используется, но крайне редко, хотя технология была открыта еще в СССР. Ее минус в высокой энергоемкости и большом потреблении воды. В Европе данный метод применим в виду масштабности. Расходы окупаются, так как пластик перерабатывается в больших количествах. Достоинства технологии в низких требованиях к очистке пластика.

300 градусов температуры и гликоль в качестве деструктирующего компонента. Для ускорения реакции используют различные катализаторы, влияющие на конечный вторичный продукт. Производство полностью безотходное.

Расщепление полимеров метанолом под давлением и высокой температурой. Затратный, химически опасный способ, который используется для восстановления полиэфиров – узкой специализации полимеров.

Заделы на будущее

Ученые развивают биологические методы утилизации пластиков –использование аэробных и анаэробных бактерий и создают все новые биоразлагаемые пластики. Однако они не решают проблем экологии. Скорость распада сложно контролировать и регулировать, стоимость производства биополимерных материалов достаточно высока, их безопасность для природы все еще не доказана полностью.Самый главный их минус в потерях ценного сырья в виде ресурса.

Поэтому в мировом сообществе принято решение о развитии других направлений. Наша страна включилась в процесс и с 2019 г. будет запрещено захоронение отходов полиэтилена и полиэтиленовой упаковки, с 2021 г.– компьютерной и оргтехники, аккумуляторов и бытовых приборов.

К 1 января 2019 года все субъекты РФ должны выбрать региональных операторов, которые, фактически, с этой даты должны приступить к осуществлению деятельности в области обращения с отходами: их раздельному сбору.

Разработка отрасли вторичного использования пластика вместо его сжигания и захоронения позволит в долгосрочной перспективе национальному доходу вырасти на 20% и освободить площади, занимаемые сегодня свалками.

Источник

Как утилизируют пластик: о способах вторичной переработки, современных технологиях и оборудовании

В публикации:

В минуту в мире продается около 1 млн пластиковых бутылок, а каждый год человек производит более 50 кг пластиковых отходов, большая часть которых — ПЭТ-бутылки. И поскольку сегодня пластиковый мусор относится к наиболее часто используемому, он больше остальных наносит непоправимый вред окружающей среде.

Основное решение, которое поможет справиться с пластиковым загрязнением, — это вторичная переработка, в результате которой образуются дополнительные продукты для других промышленных отраслей. Использование вторичных отходов (полимеры, стекло, бумага, резиносодержащие отходы и др.) также существенно сокращает потребление первичного сырья: электроэнергии, нефти, газа.

Именно поэтому вторичная переработка — наиболее оптимальный вариант. И об этом я бы хотел рассказать подробнее.

4 метода переработки полимеров и изделий, которые уже вышли из потребления

Гидролиз. Пластиковые отходы утилизируются за счет воздействия на них кислот. В процессе расщепления происходит химическая реакция, которая помогает “растворить” пластик. Гидролиз бывает разным, например, с применением катализаторов. Такой способ рециклинга чаще всего используют за рубежом.

Гликолиз. В процессе применяют гликоли — специальные спирты, в состав которых входят гидроксильные группы. Чтобы произошла реакция, нужно правильно подобрать катализатор и поддерживать высокий температурный режим.

Метанолиз. Это метод глубокой полимеризации и расщепления пластмасс, все это удается осуществить за счет использования этанола. Если в процессе не будет специальных реакторов, поддерживающих температуру (15 градусов) и давление (1,5 МПа), метанолиз произвести не получится.

Пиролиз. По-другому этот метод еще называется “термическая деструкция”. Сырье разлагается за счет термической обработки, но без поступления кислорода. Если использовать пиролиз, то сырье предварительно сортировать не нужно.

Какой метод рециклинга используют в России?

В нашей стране не прижились все те методы, о которых я говорил выше. Поэтому в России применяют механический метод, который заключается в физическом измельчении перерабатываемого сырья.

ВАЖНО! Пластик не теряет своих свойств при использовании механического метода переработки.

Современные устройства, которые непосредственно участвуют в механической переработке, утилизируют:

• пластиковые бутылки;
• полиэтиленовые пакеты;
• разные изделия из пластмассы;
• заводские упаковки.

И в результате получаются:

• гранулы ПВХ разного объема;
• флексы;
• химволокно;
• топливо.

То, что годится для последующей реализации, материал, с которым наиболее выгодно работать в дальнейшем, — гранулы и флексы. Во-первых, оба вида вторичного сырья пользуются высоким спросом, во-вторых, сама технология производства проще, чем остальные.

ВАЖНО! Для производства флексы (полимерных хлопьев для изготовления пластиковой тары, химволокна и другой продукции) применяют обычное дробление, а для гранул — экструзию. Гранулы же постоянно используют в промышленности, так что можно сказать, что они пользуются еще более высоким спросом.

Как перерабатывают пластмассу: этапы

Перед загрузкой сырья в линию его сортируют. А уже после этого производят следующий рециклинг пластмассы, который состоит из нескольких этапов:

Сначала сырье дробят.

Далее оно проходит этап агломерации, который заключается в спекании полимеров в комки небольших размеров.

И заключительный этап — гранулирование массы: специальное оборудование производит гранулы разного объема.

Я бы сказал, что каждый из этих этапов — законченный сам по себе, если говорить в целом. И то, что получается в результате, можно использовать как итоговый продукт.

Какое оборудование нужно для механической переработки?

Чтобы осуществить полный процесс механической переработки, нужно следующее оборудование:

Наша компания “СтанкоПЭТ” уже более 25 лет занимается разработкой и производством оборудования для переработки пластмасс. За это время мы поставили 187 комплексов для переработки полимеров, а также более 1000 отдельных единиц оборудования.

Разработано 28 концептуально новых машин, которых ранее не предлагал рынок поставщиков оборудования для России и близлежащих стран.

Для вашего бизнеса у нас вы можете приобрести как отдельное оборудование, так и целый комплекс, например, комплекс оборудования для переработки ПЭТ.

Почему захоронение пластиковых отходов не решит проблему, а приведет к еще большим?

Ситуация следующая: период естественного разложения пластика — от 100 до 400 лет, такие огромные цифры говорят об одном: захоронение отходов на полигонах не решит проблему, а только усугубит ситуацию.

Уничтожение пластмассы термическим способом тоже не подходит, потому что в процессе горения синтетических материалов выделяются вредные вещества, а они оседают в организме человека.

Так что, как вы понимаете, вторичная переработка пластика — действенный способ, чтобы спасти окружающую среду от загрязнения хотя бы минимально.

Источник

Переработка и утилизация полимерных отходов

В России сфера переработки и утилизации полимерных отходов развивается медленными шагами. То, что в Европе успешно перерабатывается, у нас складируется или отправляется на захоронение. В результате полимерный мусор грозит «затопить» Россию. С каждым годом его становится больше. Вместе с увеличением количества отходов растёт и угроза для экологии окружающей среды.

Что относится к полимерным отходам?

Высокомолекулярные полимерные продукты получают путём поликонденсации и полимеризации из мономеров – простых веществ. Процесс осуществляется на промышленных предприятиях. Отслужившие изделия из синтетических полимеров – это и есть полимерные отходы. В эту группу входят такие изделия:

• оконные профили;
• пластмассовые ящики и другие ёмкости;
• корпусы бытовой и иной техники;
• полимерная плёнка;
• полиэтиленовая упаковка;
• пластиковые бутылки и т. п.

Подсчитано, что на долю отслуживших полимерных материалов на российских свалках приходится 60% объёма мусора.

Всё названное выше практически не поддаётся биологическому разложению. Это делает перечисленные предметы опасными для экологии планеты.

Какую продукцию можно перерабатывать?

Не каждый вид отходов из полимеров подлежит рециклингу. Вторичной переработке могут быть подвергнуты только те синтетические термопластические материалы, которые изменяют форму под воздействием высоких температур.

Есть смысл собирать и готовить к переработке такие виды отходов:

1. Бывшие в употреблении изделия из полимеров. К данному типу относятся бытовые отходы – бутылки из пластика, одноразовая посуда, отслужившие оконные профили и т. д. Сложность работы с такими материалами связана с их загрязнённостью. Много сил и ресурсов уходит на их сортировку и очистку.
2. Материалы, которые остаются после производства продукции из пластика. В основном в эту группу входят отрезки. Из данной группы рециклингу подлежит 90% от всего объёма отходов. Это чистый и качественный материал.

Основные проблемы переработки отходов из полимеров

Рециклинг полимеров — сфера, развивающаяся крайне медленно. Лишь небольшое количество всех имеющихся на планете отходов описываемой группы подвергается переработке. Причина торможения важного направления связана со следующими проблемами:

1. Подавляющая часть населения не понимает необходимости сортировать полимерные отходы и выбрасывать их, складировать в специальные ёмкости, в пригодном для переработки виде. Населению не объясняют, что такой подход позволит снизить потребление исчерпываемых ресурсов планеты, таких как газ и нефть.
2. У полученного вторсырья недостаточная конкурентоспособность.
3. Так как государство не поддерживает направление, сбор отслуживших полимеров происходит крайне медленно.
4. В России на осуществление переработки отходов применяются устаревшие технологии, что делает процесс дорогостоящим и нерентабельным.
5. В стране не разрабатываются нормативы и технические нормы, обеспечивающие получение вторсырья высокого качества. Это препятствует развитию мощного производства, обеспечивающего российский и мировой рынок переработанными отходами с максимально качественными характеристиками.

Как происходит сбор вторсырья и куда сдавать?

Описываемый процесс в идеале состоит из нескольких этапов:

1. Открытие пунктов. Они находятся в городах и сотрудничают с промышленными предприятиями и населением на предмет приёма и сортировки отслуживших пластиковых изделий.
2. Полимеры аккумулируются на полигонах бытового мусора, созданных специализированными компаниями.
3. Отработанное сырьё поступает на мусороперерабатывающие пункты, где осуществляется ещё одна сортировка.
4. Вторсырьё закупается перерабатывающими компаниями.

Часть вторичного сырья собирается в рамках специальных программ, стимулирующих население очищать территории от мусора.

Важно: В мегаполисах в пунктах выброса мусора имеются специальные контейнеры для складирования пластика.

Как осуществляют переработку полимеров?

Сбор отработавших продуктов это лишь начальный этап всего процесса. Переработка полимеров осуществляется следующим образом:

1. Сырьё измельчается. Это важнейший этап подготовки полимеров к дальнейшей переработке. От качества измельчения зависит качественная характеристика будущих изделий. В XXI веке на перерабатывающих заводах применяют криогенный метод. В результате его использования получают порошок, имеющий степень дисперсности 0,5-2 мм.
2. Пластмассы разделяются по типам. Популярная методика – флотационная, подразумевающая добавление в воду поверхностно-активных элементов, действующих на отдельные виды полимеров, меняя их гидрофильные характеристики. Ещё один эффективный путь – растворение сырья специально применяемыми для данной технологии веществами. Далее осуществляется паровая обработка для выделения необходимых продуктов. Помимо описанного, есть и другие менее популярные пути переработки: глубокая заморозка, химический метод, аэро- и электросепарация.
3. Мойка. Процесс осуществляется в несколько этапов. Для промывки применяют специальные средства.
4. Сушка. Сначала в центрифугах из обрабатываемого материала удаляется вода. Далее сырьё помещается в специальные машины. На выходе получается продукт, влажность которого составляет 0,2%.
5. Гранулирование. Промытое и высушенное сырьё загружают в установку, обеспечивающую его максимальное уплотнение. Получаемый продукт направляется на заводы, производящие различные виды продукции из полимеров.

Какое оборудование применяют на мусороперерабатывающих производствах?

Промышленная переработка полимеров требует применения специальной технической оснастки. На заводах для утилизации отходов используют следующее оборудование:

• конвейер для мойки, призван снизить до минимума ручной труд;
• экструдер – используя метод подавления, агрегат придаёт расплавленной массе необходимую форму;
• ленточный транспортёр, перемещающий полимерные отходы от одного оборудования к другому;
• шредер – дробит материалы на первичном этапе переработки;
• дробилка – измельчает поступающий материал до минимальных размеров;
• дозатор;
• смеситель;
• агломератор – применяется для переработки тонкой полимерной плёнки;
• гранулятор – уплотняет сырьё;
• прессовальный агрегат;
• сушилка;
• холодильник и т. д.

Сколько стоят отходы?

Главная проблема утилизации состоит в том, что их стоимость в 3-6 раз ниже стоимости вторичного сырья и в 7-10 раз уступает стоимости первичного сырья. Если в качестве примера взять полиэтиленовую плёнку, за её килограмм можно выручить такие деньги:

• первичный материал – 37.00-49.00 рублей;
• гранулы или агломерат – 25.00-35.00 рублей;
• отработанный материал с мусоросвалок – 5.00 рублей;
• отмытое и отсортированное сырьё – 12.00 рублей.

Иная разница цен у ПВХ. Здесь она отсутствует. То же можно сказать о АБС-пластике, полистироле и полипропилене. Вторичный ПЭТ дешевле первичного только в 2-3 раза.

Что происходит с вторсырьём после переработки?

Предприятия, занимающиеся переработкой мусора, продают полученный продукт. При наличии соответствующего оборудования они же производят полимеры. Выгодно производить из вторичного сырья:

• запчасти для транспортных средств;
• стройматериалы;
• канализационные трубы.

Реализация полученного материала проблематична, так как это однотипные изделия. Перечисленная продукция пользуется спросом, но перечень востребованных товаров невелик.

В XXI веке применяется практика сторонней переработки. Её суть заключается в том, что предприятие передаёт отходы на переработку, а потом забирает их для изготовления продукции. Такая услуга предоставляется по цене 8.00-10.00 рублей за переработанный килограмм.

Заключение

Утилизация полимерных отходов – больная тема для России. Ученые решают проблему, но слишком медленно; население постепенно обретает сознательность, но не так быстро, как хотелось бы; правительство принимает решения и даёт обещания, но проблема почти не решается, мусорные свалки продолжают разрастаться.

Источник