Способы переработки отходов пластмасс

Технология переработки пластиковых отходов

Степень самосознания общества можно косвенно определить по способу его обращения с отходами. Развитие цивилизации прослеживается не только в уровне технологии, облегчающей жизнь, но и в тех последствиях, которые она оказывает на окружающий мир. В эпоху повсеместного использования полимерных материалов умение правильно утилизировать и перерабатывать пластиковые отходы является важным показателем общего состояния культуры человечества.

Главные причины, по которым переработка пластика для его повторного использования набирает все большую популярность, следующие:

• длительное время распада синтетических полимеров в условиях природы (от 100 до 500 лет);
• сложный, неоднородный состав полимерных отходов и малоизученность их воздействия на окружающую среду при длительном пребывании в условиях природы.

Традиционной технологией утилизации пластмасс является их накопление на полигонах отходов. Но, учитывая длительность периода распада материала и ограниченную вместимость полигонов, актуальным вопросом на сегодняшний день является внедрение и распространение технологии переработки пластика для его вторичного использования.

Стимулом для этого является относительно высокая сырьевая ценность отработанных пластмасс, позволяющая превратить процесс переработки отходов в прибыльный вид бизнеса. В целях повышения рентабельности производственного процесса технология переработки полимерных отходов постоянно совершенствуется, становясь все более безопасной и экологичной.

Современные методы переработки отходов пластика

Цели, которые преследуются развитием технологии вторичной переработки отходов полимерных материалов, следующие:

• максимальное сокращение вывоза пластика на полигоны;
• снижение засорения пластиком окружающей среды;
• удешевление различных производственных процессов за счет использования пластика вторичной переработки;
• поиск новых сфер использования вторичного пластика (например – в качестве топлива, строительных материалов).

Сегодня в мировой практике вторичная переработка пластиков осуществляется различными способами. Наиболее распространенными являются 5 методов обращения с полимерными отходами.

Механический способ (рециклинг)

Суть метода состоит в механическом дроблении пластиковых отходов с целью их дальнейшего повторного термического формования. Это самый простой и наиболее часто используемый метод утилизации отходов за рубежом. Технологический процесс состоит из нескольких стадий.

Пластиковые отходы подвергаются сортировке по виду, состоянию, загрязненности. Отсортированный материал проходит предварительное дробление, после чего заново сортируется, промывается и высушивается. Подготовленное сырье обрабатывается в термических установках до момента образования расплава однородной консистенции.

Расплавленный материал подается в экструдер для формования вторичной продукции либо промежуточных гранул, которые затем используются как сырье для нового производства. Механический рециклинг широко применяется для производства полимерных волокон, пластиковой тары и упаковочной продукции.

Основное оборудование для переработки пластиков механическим способом включает в себя дробилки, пеллетайзеры (грануляционные установки) и устройства для агломерации вторичных пластмасс. Кроме этого в состав линии рециклинга могут входить системы замачивания и очистки (центрифуги, ванны), системы автоматизации (подача сырья шнеками, дозаторы), бункера, подъемно-транспортное оборудование.

Главной сложностью этого метода является необходимость в предварительной сортировке, разделении и чистке пластиковых отходов. В некоторых случаях тщательную очистку выполнить не представляется возможным (например, при длительном накоплении отработанных пластмасс на свалках).

Метод гидролиза

Метод заключается в расщеплении отходов полимерных материалов водно-кислотными растворами под воздействием высокой температуры. Технология не нова и имеет множество разновидностей, разработанных еще во времена Советского Союза.

Основной процесс гидролиза производится в специальном вакуумном реакторе, куда подается измельченное сырье, очищенное от примесей. Как правило, дробление пластиковых отходов производится в несколько стадий, в результате чего образуются частицы размером в несколько десятков микрон.

Метод гидролиза считается достаточно энергоемким вследствие значительного потребления воды и большой продолжительности производственного процесса. Однако, в случае организации масштабной переработки отходов все затраты на энергоресурсы окупаются. Достоинством метода также являются невысокие требования к очистке и сортировке отходов пластика.

Метод гликолиза

Гликолиз является разновидностью метода гидролиза, а главными его особенностями является применение гликоля в процессе деполимеризации и наличие повышенных рабочих температур (до 300 градусов). Для сокращения времени химических реакций применяются различные катализаторы, которые также оказывают влияние на характеристики получаемого продукта.

К достоинствам метода относятся низкие требования к предварительной обработке отходов (очистка, сортировка пластмасс) и практически полная безотходность производства. Однако технологические особенности данного метода не позволяют использовать его для дальнейшего производства пищевого пластика.

Метанолиз

Способ подразумевает расщепление отходов пластика метанолом. Процесс протекает в реакторе под давлением в условиях высоких температур. Метод метанолиза относится к процессам повышенной взрывной и химической опасности, вследствие чего применяется в основном в узкоспециализированных циклах производства полиэфиров. Метанолиз требует тщательной подготовки сырья, а также является затратным с точки зрения потребления энергоресурсов.

Пиролиз

Пиролизом называется метод термической деструкции пластиковых отходов при отсутствии доступа воздуха. В результате данного процесса сырьевой материал деполимеризуется (разлагается на мономеры). Для обеспечения протекания реакции не требуется предварительная очистка и сортировка отходов.

Основное оборудование для переработки пластиковых отходов методом пиролиза – это установка термической деструкции или реактор, а сам технологический процесс переработки состоит из следующих стадий:

• подготовка и загрузка сырья в установку реактора;
• плавный нагрев до рабочей температуры (500 градусов) и повышение давления в реакторе;
• непосредственно пиролиз или разложение сырья на мономеры;
• выделяемый в результате реакции газ используется в качестве дополнительного топлива и поступает в горелку пиролизной установки;
• контроль рабочих температур осуществляется системами радиаторов в автоматическом режиме.

Технология пиролиза, являясь одним из самых перспективных методов обращения с отходами пластика, постоянно совершенствуется и находит эффективное внедрение в отечественной и зарубежной практике. Термическая деструкция соответствует всем современным санитарно-гигиеническим и экологическим нормам.

Помимо расщепления пластика пиролизные установки могут перерабатывать и другие органические отходы. Одним из продуктов пиролиза является топливный газ, реализация которого может являться источником дополнительного дохода.

Источник

Технология вторичной переработки пластика и утилизации его отходов

Технический прогресс во многом облегчил жизнь человека. Но вместе с тем принес новые проблемы. Так, за последние годы было произведено огромное количество пластиковых предметов: мешки, одноразовая посуда, бутылки, емкости и тары – список бесконечен. Но лишь около пяти процентов от всего объема используется вторично, оставшаяся же часть лежит на свалках.

Проблема пластиковых отходов

Чтобы понять масштабы трагедии, взглянем на факты:

• ежегодно из-за него погибает порядка миллиона животных, птиц;
• около 80% морских птиц не в состоянии отличить отходы от добычи. В результате мусор попадает в желудочно-кишечный тракт, вызывая мучительную гибель;
• почти половина всех отходов сконцентрирована внутри мирового океана. Свалка на его поверхности видна из космоса и получила название Большое Тихоокеанское мусорное пятно.

Полностью снять с производства все виды продукции из синтетических материалов не удаётся. Именно поэтому основные задачи: правильная утилизация пластика и вторичная переработка.
Сколько лет перерабатывается пластик в природе

Процесс разложение до простых соединений синтетических материалов происходит крайне долго. Для каждого вида пластмасс имеется свой определенный промежуток. Для наглядности рассмотрим домашние, часто используемые предметы:

• полиэтиленовые пакеты, мешочки, которые можно взять вближайшем супермаркете разлагаются до 500 лет. Исключение – современные упаковки, на которых есть значок вторичной переработки;
• бутылка из-под газировки – до 400;
• подгузники, женские гигиенические прокладки – до 300;
• кофейный стаканчик – 50;
• трубочка для коктейлей – 200;
• пластиковые столовые приборы – до 1000

Это далеко не полный список. Средний показатель по пластику – 300-500 лет. Ежегодно на свалку свозят сотни миллионов тонн подобных отходов по всему миру. Земля под ними не получает кислорода, питательных веществ, солнечного света. Вся растительность и насекомые погибают. Это лишь поверхностное описание проблемы.
Опасность отходов пластмассы для окружающей среды и человека

Изделия из пластмасс негативно сказываются на окружающей среде, ведут к гибели растительного, животного мира. Кроме того, попадая вместе с пищей в органы желудочно-кишечного тракта, синтетические материалы отравляют и организм человека. Они несут с собой такие опасные соединения, как пестициды, бисфенолы.

Частицы высокомолекулярных синтетических соединений, которыми является пластик, попадая в организм, оказывают негативно влияние:

1. Замедляется рост и обновление клеток.
2. Страдает лимфатическая система из-за обилия токсичных веществ.
3. Ослабляется иммунитет, снижаются защитные реакции по отношению к вирусам, вредоносным бактериям, инфекциям.
4. Ухудшается работа желудочно-кишечного тракта.
5. Изменяется состав крови.
6. Замедляются восстановительные процессы.
7. Прогрессирует старение.

Причем вовсе необязательно, что частицы попадут в организм с едой. Элементы пластика есть в воздухе, воде, привычных бытовых вещах.
Преимущества вторичной переработки пластика
Переработка пластмассы должна стать обычным, естественным процессом. В результате этого снизится негативное воздействие. Кроме того появятся два важных аспекта.

Первый, наиболее важный – выгода для экологии. Технология и схема производства будут построены таким образом, что все отходы будут идти на вторичное сырье. Тогда на свалках значительно снизится количество предметов из не разлагаемых материалов. Это положительно скажется на общем состоянии окружающей среды.

Второй – выгода для бизнеса. Перерабатываемый пластик может использовать вторично и значительно снизить затраты производства. Кроме того, крупные производители, использующие переработанный продукт, могут заключить договор сотрудничества с пунктами сбора. Тогда огромное количество людей будет вовлечено в оборот пластиковых отходов. К тому же это будет способствовать росту благосостояния населения – ведь за сданное вторсырьё можно будет получить какое-то вознаграждение.
Во что можно переработать пластик
Переработанный пластик должен стать вторичным сырьем для производства других вещей. Из него можно получить:

• синтетическое волокно – нейлон, органза, тафта, полиэстер – для пошива одежды;
• основу для обуви: набойки, подошвы;
• крышки для различных ёмкостей;
• корпуса для электронных приборов;
• хозяйственный инвентарь: веники, швабры;
• садовые инструменты: грабли, совки;
• коробки для хранения различных вещей;
• веревки, хозяйственные мешки;
• предметы мебели;
• комплектующие для велосипедов, самокатов, роликов;
• ковровые покрытия и искусственные газоны.

Эти материалы также нашли применение в строительстве. Они добавляются в асфальтовое покрытие для дорожного полотна, бетон, являются заполнителями пустот для утепления.
Методы переработки пластика
Различают несколько методов, как перерабатывают пластик. На вооружении у специалистов имеется несколько способов. Различаются они в зависимости от видов пластмасс. Их можно определить по специальной маркировке:

1. РЕТ: емкости, бутылки и тары.
2. РЕНD: пищевые контейнеры и емкости для хранения продуктов.
3. РVС: детали мебели, предметы декора, комплектующие труб.
4. LDРЕ: пакеты, мусорные мешки, пищевая пленка.
5. РР: детали игрушек, автозапчасти, некоторые упаковки для продуктов.
6. РS: посуда, канцелярские товары.
7. Другие: диски для компьютера, линзы, очки, элементы
   строительства, различных производств.

Получается, что современные технологии позволяют работать с огромным количеством материала.
Пиролиз для получения жидкого топлива
Вторсырье может стать основой для топлива. Это происходит при применении такого способа, как пиролиз. В таком случае при помощи оборудования искусственно создаются определенные условия: высокие
температура (свыше 600 градусов), давление, пониженная концентрация кислорода.

Под воздействием данных факторов материал разжижается, приобретает новую структуру. В результате получают мазут, газ и тепловую энергию. Более чистое топливо можно получить при многоконтурном
пиролизе.
Гидролиз для получения гранул ПЭТ
Гидролиз происходит при полном отсутствии кислорода – в условиях вакуума. В данном случае мелкие частицы вещества расщепляются при непрерывном воздействии раствора кислот определенной концентрации, высокой температуры и воды. На выходе получают гранулы ПЭТ.

Данный метод считается затратным с точки зрения энергии и ресурсов. Поэтому его используют только при больших объемах.
Гликолиз для получения олигомеров и БОЭТ
Переработка при таком подходе ведется под воздействием двухатомных спиртов и высоких температур. Полученное сырье применяется для производства деталей, которые не соприкасаются с пищей. Обычно
применяется для литья комплектующих сантехнических изделий, различных труб.
Метанолиз для получения ПТЭФ
Метанолиз наиболее применяется для получения термопластика — Полиэтиле́нтерефтала́та. Расщепление вторсырья до простых соединений происходит под воздействием высоких температур и катализаторов – веществ, которые значительно ускоряют скорость протекания химической реакции.

Единственный недостаток способа – высокая взрывоопасность. Поэтому на производстве его предпочитают заменять другим.
Механический рециклинг
Механическая переработка состоит из нескольких этапов:

Полученное сырьё используется для изготовления новых предметов, в частности ПЭТ-бутылок.
Способы утилизации отходов пластика
Но не все пластмассовые изделия можно переработать. Тогда появляется вопрос, как утилизируют пластик.
Утилизация пластиковых отходов традиционно осуществляется двумя способами: сжиганием и захоронением на полигоне.
Сжигание
Наиболее распространенный способ утилизации пластиковых отходов с выгодой – сжигание. В результате этого выделяется тепло, которое можно использовать на обогрев. Но при этом выделяются токсичные соединения, которые, попадая в атмосферу, нарушают естественный баланс. Поэтому важно использовать очистные фильтры.
Захоронение на полигоне
Захоронение на полигоне также нельзя назвать правильным способом. Отходы также продолжают гнить в грунте, отравляя его токсичными веществами. Впоследствии эти почвы непригодны для выращивания сельскохозяйственных культур, растений.

Как видим, утилизация отходов пластмасс не безопасна для человека и окружающего мира. Поэтому решение проблемы пластиковых отходов состоит в создании материалов с низким периодом разложения, а также организации раздельного сбора отходов, расширения точек приёмки и созданию предприятий по переработке.

Виды пластика для вторичной переработки — какие можно сдавать

Вторичная переработка пластиковых бутылок

Виды отходов производства и методы переработки промышленного мусора

Процесс переработки ПЭТ-бутылок и других пластиков в домашних условиях

Вывоз пластиковых отходов для переработки — куда сдать вторсырье

Вывоз и утилизация отработанных масел, способы их переработки

Источник