Способы переработки полимерных материалов

Основные направления переработки полимеров

Успешнее всего в мире перерабатывают отходы ПЭТ, главным образом, бутылки из-под шипучих напитков, соков, масла и т. д. Емкости закрывают крышками из полиэтилена, которые из измельченной смеси отделяются методом флотации. Это самая дорогая стадия вторичной переработки, она забирает на себя до 30 % стоимости процесса. Наиболее прогрессивной является переработка полимерных отходов во вторичное полимерное сырье. Поиск рационального решения этого вопроса ведется в направлениях, рассмотренных ниже.

Захоронение

Самый безперспективный вариант, поскольку ценное полимерное сырье закапывается, а огромные территории становятся непригодными для сельскохозяйственных нужд.

Сжигание

Очень распространенным способом утилизации отходов потребления пластмасс является сжигание. Теплотворная ность 2 т пластиковых отходов упаковки эквивалентна теплотворной способности 1 т нефти (теплотворная способность ПЭТ —22700 кДж/кг).В некоторых странах рют&небольшиео сжиганию бытовых отходов, в состав которых вход0 % отходов полимерной упаковки. Как источник тепловой энерходы упаковочных материалов используют многие страны. По различным оценкам, на сегодня сжигается до 40 % полимерных отхbr>
Мусор сжигают в специальных печах различной конструкции, оборудованных фильтрами, очищающими вредные газы. Эти фильтры сложны в производстве и использовании и не всегда обеспечивают необходимую степень очистки. Пластмассы содержат различные стабилизирующие добавки и пигменты, в состав которых входят соли тяжелых металлов. При температуре свыше 700 °С они переходят в газообразное состояние, и их последующее улавливание чрезвычайно затруднено. Использование для этих целей воды приводит к загрязнению и необходимости организации ее сложной очистки. Для сжигания требуются затраты, которые в настоящее время не могут быть компенсированы использованием выделяющейся тепловой энергии. Кроме того, для сжигания необходимо значительное количество кислорода.

Наиболее перспективным считается использование пластмассовых отходов (кроме ПВХ) в доменном производстве. Отходы пластмасс проявляют восстановительные свойства и при этом не образуются диоксины. Смешанные отходы пластмасс используются при выплавке стали путем вдувания отходов в доменные печи. Такой способ использования пластмассовых отходов получил широкое распространение в Германии (заводы в Бремене и Айзенхюттенштадте).

Пиролиз

Пиролиз — термическое разложение органических веществ в отсутствие кислорода с целью получения полезных продуктов. При низких температурах (до 600 °С) образуются в основном жидкие продукты, а выше 600 °С — газообразные. В твердом остатке образуются в основном технический углерод и соединения металлов. Пиролиз позволяет переработать смешанные и загрязненные отходы. Несмотря на ряд недостатков, пиролиз, в отличие от сжигания, дает возможность получать промышленные продукты, используемые для дальнейшей переработки. По данным британских ученых, пиролиз ПЭТ при 550 °С дает следующие продукты: масло (23,1 %), воск (15,9 %), кокс (12,8 %), Н2 (0,06 %), этилен (1,27 %), пропилен (1,6%), CO2 (24,3 %) и CO (21,5 %). Этот «химический суп» используется как топливо или как сырье для нефтехимической промышленности. Затраты на пиролиз не превышают затраты на сжигание отходов, но в настоящее время пиролиз убыточен. Химическая рециркуляция — еще один распространенный метод переработки отходов потребления. Однако, затраты на оборудование в этом случае весьма высоки, поэтому для обеспечения рентабельности требуются большой товарооборот.

Химические способы переработки пластиковых отходов в основном направлены на использование ПЭТ-отходов потребления, потерявших первичные свойства и трудных для переработки материальными способами. Направление охватывает наиболее распространенный, экономичный, непрерывный и безопасный для окружающей среды способ переработки отходов ПЭТ — деполимеризацию отходов ПЭТ нейтральным гидролизом до терефталевой кислоты и этиленгликоля, снова идущих на синтез ПЭТ.

Сольволиз

Другой распространенный способ химической переработки отходов ПЭТ — получение сравнительно недорогой ненасыщенной полиэфирной смолы. Для этого отходы ПЭТ подвергаются гликолизу и поликонденсации с добавлением ненасыщенных многоосновных кислот или их ангидридов с целью получения ненасыщенной полиэфирной смолы. Деполимеризация ПЭТ производится различными методами, в результате которых получаются продукты для деполимеризации до первичного ПЭТ, а также новые продукты, используемые в других областях химической промышленности. К сожалению, до сих пор деполимеризация остается весьма дорогим способом переработки вторичных пластмасс, в основном из-за значительных энергетических затрат или использование дорогих химических продуктов. Понятие сольволиз объединяет различные способы деполимеризации — метанолиз, гидролиз, ацидолиз, алкоголиз.

Грануляция

Отходы ПЭТ могут использоваться в качестве добавок для улучшения механических или электромеханических свойств другого полимера. Для переработки ПЭТ-бутылок используют дробилки, мельницы, грануляторы. В ходе процесса под механическим и тепловым воздействием отходы переходят из твердого в смолоподобное состояние. На выходе из гранулятора расплав продавливают через калибровочные отверстия и нарезают на гранулы, которые затем охлаждаются. Одним из перспективных направлений в этой области является производство гранулята из отсортированного сырья с использованием различных добавок, повышающих его качество (стабилизаторов, красителей, модификаторов и пр.).

Очистка отходов от загрязнений может быть осуществлена различными способами: путем обработки материалов в воде или водных растворах моющих средств, а также в неводных растворах, гравитационным разделением. Наиболее простым и экономичным является отмывка отходов ПЭТ в водных и неводных средах на аппаратах непрерывного или периодического действия. Для обработки отходов упаковки используются ножевые дробилки мокрого измельчения в комплекте со шнековыми промывателями.

Агломерация

Равномерность загрузки пленочных отходов в перерабатывающее оборудование после промывки обеспечивается агломерацией. При агломерации из пленки получаются окатыши (компактные зерна) произвольной формы с достаточно высокой насыпной плотностью и хорошей сыпучестью.

Агломерация менее энергоемка, более производительна, чем грануляция и поэтому позволяет снизить расходы на подготовку материала к дальнейшей переработке. Кроме того, агломерация протекает без изменения молекулярной массы материала при этом в процессе агломерации возможно введение в полимер красителей, стабилизаторов, наполнителей.

Наиболее эффективны дисковые агломераторы непрерывного действия, когда отходы ПЭТФ, измельченные до размера хлопьев 5-10 мм, непрерывно подаются в зону агломерации.

Экструзия

Излишки тепла выводятся водяным охлаждением и пневмотранспортом. Одним из наиболее распространенных способов переработки измельченных отходов полиэтилентерефталата является экструзия. Для этой цели используют как одно-, так и двухшнековые экструдеры. ПЭТ перерабатывается литьем под адвлением во всех типах литьевых машин, предназначенных для переработки термопластов. При этом необходимо соблюдать чрезвычайно жесткий режим во избежание деструкции полимера.

Для литья ПЭТ смешивают с полиэтиленом высокого давления и модификаторами до получения композиции, по свойствам близкой к ПЭТФ-КМ (литьевой лавсан). Температура расплава такой композиции — 250–260 °С. При увеличении ее сверх 280 °С возможна деструкция. Полностью аморфная структура получается при температуре формы 50 °С. Аморфные изделия обладают лучшей стойкостью к ударным нагрузкам, но более низкой температурой эксплуатации.

Переработка «бутылка-в-бутылку» (bottle-to-bottle)

Рециркуляция «бутылка в бутылку» развивается в США в течение многих лет; в Европе это направление осваивается сравнительно недавно. Причиной тому послужило ограничение в законодательстве ЕС относительно переработанного материала, предназначенного для контакта с пищевыми продуктами.&nbspвка, изготовленная из вторичного сырья, не допускалась к контакту с продовольствием. Производитель мог разливать в такие бутылки технические жидкости, но не имел право разливать напитки.

Иногда при переработке по принципу «бутылка в бутылку» вторичный ПЭТ «зажимается» между двумя слоями первичного полимера. Этот способ получил назв«многослойной технологии». Многослойные бутылки могут содержать до оричного ПЭТ, причем отдельные емкости могут включать и большие количества вторичного материала. Многослойные бутылки используют для розлива напитков во многих странах, например в Швейцарии, Швеции и США.

Это применение, как ожидается, будет быстро распространяться после формализации в законодательстве. Технология «бутылка в бутылку», внедренная на предприятиях Германии, включает экструзию ПЭТ под вакуумом, сопровождаемым поликонденсацией в твердом состоянии (SSP), что приводит к увеличению вязкости расплава. Обычная экструзия неизбежно снижает вязкость материала из-за частичного гидролиза расплава. Данная технология позволяет получить регранулят ПЭТ, полностью пригодный для дства пищевой упаковки, в том числе бутылок для напитков. Основная задача этой технологии обеспечить замкнутый оборот упаковочного ПЭТ.

Радиодеструкция

Метод подразумевает разрушение химических связей макромолекул полимеров с помощью нейтронов, гамма-излучения, бета-частиц, что способствует процессам фото- и термоокислительной деструкции, и образованию низкомолекулярных продуктов, которые могут быть задействованы в биоциклических процессах. В России этот метод практически не используется

Таким образом, бывшие в употреблении пластмассовые изделия могут быть использованы вторично. Во многих странах принимаются программы по решению проблем, связанных с рециклингом ПЭТ. Так в США существует национальная программа по переработке полиэтилентерефталатной тары. В западной Европе каждая третья ПЭТ- бутылка изготовлена из вторичных материалов.

Источник

Что такое полимерные отходы, способы их утилизации и переработки

Что такое полимерная продукция?

Каждый год объем выработки полимерных материалов увеличивается приблизительно на 5%. Такая популярность связана с их многочисленными положительными свойствами.

Данная продукция преимущественно используется в качестве тары. Она повышает срок службы изделий, которые находятся внутри упаковки. Также полимеры имеют отличный внешний вид и долгий срок службы.

Современная промышленность выпускает следующие разновидности продукции данного типа:

• полиэтилен и материалы, изготовленные на его основании – 34%;
• ПЭТ – 20%;
• бумага с ламинацией – 17%;
• ПВХ – 14%;
• полипропилен – 7%;
• полистирол – 8%.

Переработка пластика как бизнес: аргументы и факты

Единственный способ решения экологических проблем – массовое внедрение технологий вторичной переработки. По статистике, в России на специализированные предприятия попадают не более 5% отходов из пластика, а значит, бизнес по их переработке является очень перспективным.

В некоторых странах из полимеров вторичной переработки делают дорожные покрытия и даже строят дома. Конечно, о таком применении пластиковых отходов в России пока можно только мечтать, но открыть собственное дело в этой сфере вполне реально. Как показывает практика, затраты на оборудование окупаются за 2-3 года, а неограниченный объем сырья (по факту – различные отходы из пластмасс) позволяет надеяться на высокую прибыль.

Специалисты утверждают, что ниша по переработке пластика только начинает заполняться: реальное количество мини-заводов по переработке пластика составляет всего 10-12% от необходимого. По мнению инвесторов, бизнес является легко открываемым: в большинстве случаев власти демонстрируют заинтересованность, и если не помогают, то, хотя бы, не мешают открытию подобных предприятий.

Одна из основных проблем – поиск помещения, площадь которого достаточна для установки линий по переработке пластика. Задача значительно упрощается, если в регионе предполагаемой деятельности действуют специальные экологические программы: в этом случае выделение помещений возможно даже на безвозмездной основе. Оборудование для переработки пластика может быть установлено в любом здании – от заброшенного цеха предприятия, прекратившего свою деятельность, до быстровозводимого ангара.

Вопрос с закупкой оборудования решается довольно быстро: не подбор необходимых линий и станков уйдет минимум времени. К продаже предлагаются линии по переработке пластика как импортного, так и отечественного производства, причем последние ничуть не уступают в производительности и технологичности, но и значительно выигрывают в цене. Так, , входящая в ГК «Полимер групп», предлагает как отдельные установки для конкретных операций, так и готовые технологические решения полного цикла. Цены на оборудование для вторичной переработки пластмасс варьируются в широком диапазоне, что помогает сделать правильный выбор в зависимости от предполагаемой производительности.

Специфика бизнеса по переработке пластика заключается в доступности и дешевизне сырья. Крупные города задыхаются от полимерных отходов (к примеру, в Москве ежедневно через супермаркеты реализуется более 20 тонн упаковочных пакетов из полиэтилена, не говоря уже о другой таре из пластика – бутылках, коррексах, стрейч-пленке и т.д.). Собственнику бизнеса остается лишь провести экономический анализ и решить, какие способы получения сырья будут наиболее эффективны (организация пунктов приема, заключение договоров на сортировку и т.п.). По статистике, средняя стоимость ПЕТ-бутылок, принимаемых на переработку, составляет около 150 долларов за тонну (9 рублей за кг.), а цена переработанного пластика достигает 700-850 $/т в зависимости от цвета и размера гранул.

Какая продукция пригодна для переработки?

Рециклингу подвергаются не все полимеры.
Термопластические синтетические материалы, которые при воздействии высокой температуры способны изменять свою форму, чаще всего используются для вторичной переработки.

Поэтому для этой цели собирают и специальным образом подготавливают такие виды отходов:

• материалы, которые остаются в процессе производства пластика. Чаще всего это всевозможные отрезки. Продукция данного типа отличается высоким качеством, поскольку в их составе отсутствуют примеси. На перерабатывающие заводы они поступают уже в отсортированном виде, что значительно упрощает подготовительный этап работы. Рециклингу обычно подвергается до 90% от всех промышленных отходов;
• полимеры, полученные после потребления. Их также называют бытовыми отходами. Это пакеты, одноразовая посуда, пластиковые бутылки, оконные профили и многие другие изделия. Особенностью данных материалов считается их загрязненность. Для переработки полимеров данного типа следует затратить много сил и ресурсов для сортировки и очистки отходов.

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.

В чем основная проблема переработки полимерных отходов?

На данный момент переработке подвергается лишь небольшая часть от всех существующих отходов. Развитие данной сферы происходит медленно, несмотря на ее актуальность. Это связано со следующим:

• государство не обеспечивает всеми необходимыми нормативными и техническими нормами, которые могли бы обеспечить высокое качество вторсырья. Именно поэтому отсутствуют мощные производства, поставляющие на рынок переработанные отходы с оптимальными характеристиками;
• поскольку для осуществления процесса переработки не применяются современные технологии, для его поддержания необходимы огромные денежные ресурсы;
• из-за отсутствия поддержки государства уровень сбора отходов среди населения и мелких предприятий находится на низком уровне;
• получаемое вторсырье не обладает достаточной конкурентоспособностью;
• среди населения не проводится агитация, которая б стимулировала их к раздельному выбросу мусора. Большинство людей не понимают, что использование вторсырья позволяет ограничить потребление других ресурсов – нефти, газа.

Раздельный выброс мусора

Что можно переработать

Рециклингу подлежат не все виды полимеров. Для переработки подходят только синтетические термопластичные материалы, к которым относятся:

• полиэтилен, обладающий высокой или низкой плотностью;
• поливинилхлорид;

• полистирол;
• полипропилен;
• полиэтилентерефталат.

Фенольные смолы, полиуретан и эпоксидные смолы считаются не пригодным для переработки материалом.

К рециклингу можно подготовить следующие виды отходов:

• Изделия из полимеров, которые уже не подлежат использованию. С ними трудно работать из-за высокой степени загрязненности. На сортировку и чистку тратится много физического труда.
• Материалы, остающиеся после изготовления пластиковой продукции. В основном данная группа состоит из обрезков. Такой материал характеризуется чистотой и высоким качеством.

Методы рециклинга

Технология процесса переработки вторичных полимеров включает в себя следующие этапы:

• Сортировка. Вторичные полимеры делят на группы в зависимости от их свойств.
• Измельчение. Применяют дробилку для получения рыхлой массы. В итоге получается мелкая крошка.
• Разделение. Пластиковую смесь помещают в воду с добавлением ПАВ, которые меняют характеристики полимеров.
• Сушка и мойка. Применяют промышленные машины и специальные моющие вещества. Первичную сушку выполняет центрифуга. Завершает процесс сушильная установка.
• Грануляция. Отходы полимеров помещают в специальный агрегат для уплотнения. Благодаря этому дальнейшая переработка значительно облегчается. В результате получаются гранулы, используемые для производства новых предметов.

Вторичная переработка обеспечивает предприятия дополнительной прибылью. С помощью современных способов утилизации отходов улучшается экологическая обстановка, а изделия из пластика становятся дешевле.

Стоит рассмотреть отдельно каждый метод переработки. Они приведены в таблице.

Наименование	Описание
Выдувное формование	Получение полых предметов происходит благодаря выдуванию сжатого кислорода. Для этого используют заготовки, заранее разогретые.
Экструзия	Такой способ помогает на выходе получить тончайшую пленку. Горячий воздух раздувается, по итогу получаются полые детали, имеющие отличительную черту — на боковой поверхности остается полоска, имеющая вид полуформы.
Пневматическое формование	Создаются объемные изделия разных размеров: как маленьких, так и больших. Для этого следует разогреть листовую заготовку, затем выполнить ее прижатие к форме, которую необходимо скопировать.
Каландрование	Процесс создания полимеров непрерывный. Он происходит из термопласты. Принцип действия заключается в пропускании расплава через специальный агрегат (каландр), имеющий вращающиеся валки. Одна форма проходит за раз несколько валов.
Горячее штампование	Получаемые материалы имеют разнообразные параметры и формы. Одновременно выполняется воздействие повышенного температурного режима и давления.

Применяемое оборудование

Для выполнения процесса используют специальное оборудование: линии для сушки и мойки, прессы, смесители, агломераторы, грануляторы, дозаторы, транспортеры, холодильные камеры, шредеры, дробилки, агрегаты для постобработки.

Проблемы переработки

Только небольшое количество мусора подвергается рециклингу. Развитие отрасли переработки отходов происходит медленными темпами. Это связано с определенными проблемами:

1. Большинство людей не понимает, зачем выполнять сортировку мусора, складывать отходы в специальные емкости и готовить их к дальнейшей переработке.
2. Получаемое вторичное сырье не обладает достаточной конкурентоспособностью.
3. Государство не всегда поддерживает это направление, поэтому не используемые по назначению выброшенные полимеры редко собирают.
4. В Российской Федерации применяют старые технологии переработки, из-за этого процесс рециклинга стоит дорого и является нерентабельным.
5. Не происходит разработки нормативов и технологических стандартов, способных обеспечить получение вторичного сырья высокого качества. Развитие производства из вторсырья тормозится.

Как происходит сбор вторсырья для переработки?

Вторичная переработка полимеров происходит после того, как пройдены все этапы подготовки сырья:

1. Открываются специальные пункты, которые занимаются сбором и первичной сортировкой полученной продукции. Они сотрудничают как с населением, так и с промышленными предприятиями разного типа.
2. Сбор полимеров на полигонах хранения бытовых отходов. Обычно этим занимаются специальные компании.
3. Сырье попадает на вторичный рынок после предварительной сортировки на специальных мусороперерабатывающих пунктах.
4. Перерабатывающими компаниями производится закупка вторсырья у крупных промышленных комплексов. Такие материалы менее загрязнены и не подлежат столь тщательной подготовки к переработке.
5. Небольшая часть вторсырья также собирается благодаря специальной программе, которая подразумевает раздельный сбор мусора.

Мусороперерабатывающий комплекс

Какая продукция подходит в качестве ценного сырья

Переработка подходит не для всех полимеров. Предприятия принимают термопластичные синтетические материалы, среди которых ПВХ (поливинилхлорид), ПС (полистирол), АБС (акрил-бутадиенстирольный пластик), ПП (полипропилен).

Справка! Предварительно проводится сортировка мусора. Полимеры разделяют по типу материала, размеру и цвету. Обычно это ручной и довольно дорогостоящий способ.

К термопластичным (пригодным для переработки) материалам относят:

• Полиэтилен высокой плотности.
• Поливинилхлорид.
• Полиэтилен низкой плотности.
• Полистирол.
• Полиэтилентерефталат.
• Полипропилен.

Непригодные материалы – эпоксидные и фенольные смолы, полиуретан.

Пластиковые отходы могут выступать в качестве ценного вторичного сырья и готового материалы для рециклинга, повторного изготовления пластмассовых изделий. Каждый вариант имеет превосходство перед такими способами утилизации, как сжигание, захоронение и вывоз на полигоны.

Как осуществляется переработка полимеров?

После сбора и первичной сортировки переработка полимерных отходов происходит таким способом:

1. Измельчение сырья. Является одним из важных этапов подготовки полимеров к дальнейшей переработке. Степень измельчения материалов определяет качественные характеристики изделий, которые будут изготовляться в дальнейшем. Для проведения данного этапа работ современные заводы используют криогенный способ переработки. Он позволяет получить из полимерной продукции порошок со степенью дисперсности от 0,5 до 2 мм.
2. Разделение пластмасс по видам. Для осуществления данной операции чаще всего применяется флотационный метод. Он подразумевает добавление в воду специальных поверхностно-активных веществ, которые способны воздействовать на некоторых типы полимеров и изменять их гидрофильные свойства. Также очень эффективно растворение сырья специальными веществами. В последующем его обрабатывают паром, что позволяет выделить необходимые продукты. Существуют и другие методы разделения полимеров (аэро- и электросепарация, химический способ, проведение глубокой заморозки), но они менее популярны.
3. Мойка. Полученное сырье моют в несколько этапов с применением специальных средств.
4. Сушка. Материалы предварительно избавляются от воды в центрифугах. Заключительная сушка происходит в специальных машинах. В результате получают продукт с влажностью 0,2%.
5. Гранулирование. Подготовленный материал попадает в специальную установку, где он максимально уплотняется. В результате получают продукт, который подходит для производства полимерной продукции любого типа.

Переработка пластиковых бутылок

Классификация полимеров

Выделяют несколько основных типов полимерного мусора:

1. Общественного потребления. Это отходы полимеров, что образуются в повседневной жизни. Выбрасываются они обычно с твердым мусором в общие баки. Переработка полимерных материалов будет более эффективной, если у каждого войдет в привычку сортировать мусор.
2. Технологические. Бывают еще двух типов. Первая группа – неустранимые – брак, который сразу перерабатывается. Вторая – устранимые – это отходы, что образуются при производстве пластика, их также ликвидируют вторичной переработкой.
3. Производственные. Вторичные полимеры, которые включают мешки, упаковку, шины и другие изделия, вышедшие из строя. Все они попадают в линию переработки полимерных отходов.

Стандартный перечень оборудования для мусороперерабатывающего завода

Переработка отходов полимеров осуществляется при помощи следующего оборудования:

• линия для мойки, где очищение сырья происходит с минимальными трудозатратами;
• экструдер – применяется для придания пластичной массе желаемой формы методом продавливания;
• ленточные транспортеры – для перемещения сырья в нужном направлении;
• шредеры – предназначены для первичного дробления материалов. Они способны работать практически с любым сырьем;
• дробилки – активно применяются для более тщательного измельчения сырья после применения шредера;
• смесители и дозаторы;
• агломераторы – необходимы для переработки тонких полимерных пленок;
• грануляторы – используются для уплотнения переработанного сырья;
• сушилки;
• холодильники;
• мойки;
• пресс и другие.

Дробилка для 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.

Какая стоимость отходов на соответствующем рынке?

Проведя анализ цен на рынке, понятно, что стоимость отходов, которые хранятся на мусорных полигонах, ниже от цены на вторсырье в 3-6 раз (относительно первичного сырья в 7-10 раз). Если проанализировать ценообразование на примере полиэтиленовой пленки, можно понять следующее:

• цена полигонного материала у компаний-посредников составляет 5 рублей за 1 кг;
• после мытья и сортировки стоимость пленки повышается до 12 руб./кг;
• сырье в виде агломерата или гранул имеет еще большую стоимость – 25-35 руб./кг;
• цена на первичный полиэтилен варьируется от 37 до 49 руб./кг.

Такая большая разница в ценах наблюдается не у всей продукции. Например, она почти не ощутима с ПВХ, полипропиленом, полистиролом и АБС-пластиком. В случае с ПЭТ стоимость полигонного сырья отличается от вторпродукции всего в 2-3 раза. Это объясняется особенностями его переработки, в результате которой за счет измельчения получают хлопья.

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 2020 г. будет запрещено захоронение отходов полиэтилена и полиэтиленовой упаковки, с 2021 г.– компьютерной и оргтехники, аккумуляторов и бытовых приборов.

К 1 января 2020 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.

Куда сбывают полученное вторсырье?

Компании, которые занимаются переработкой отходов, чаще всего отправляют полученный продукт на продажу. Если такие заводы имеют собственное оборудование, они могут заниматься производством полимеров из полученного сырья. Только это не всегда экономически выгодно

. Изготовленные пластиковые изделия чаще всего однотипные, что утрудняет их реализацию большими партиями.

Чаще всего подобные компании занимаются производством канализационных труб, строительных материалов или некоторых деталей автомобилей. На продукцию данного типа существует большой спрос на рынке.

Также очень популярна сторонняя переработка отходов полимерного типа. Эта услуга заключается в том, что заинтересованная компания отдает свой мусор заводу, который после проведения рециклинга возвращает ей готовое вторсырье. Владелец полимерных отходов платит за их переработку около 8-10 руб./кг, что считается очень выгодной сделкой.

Утилизация полимеров

Разработаны высокотемпературные, химические и механические методы утилизации полимерных отходов. Некоторые из них предусматривают получение полезных продуктов или тепла.

Способ утилизации отходов зависит:

• от химического состава образующих компонентов;
• степени загрязнения;
• токсичности – способности выделять вредные вещества.

Учитывают затратность технологии, возможную рентабельность.

Сжигание

В печь отправляют:

• пластик со следами масла, для переработки такие отходы не годятся;
• несортированный мусор.

• не требуется линия первичной сортировки отходов;
• оборудование занимает небольшую площадь;
• генерируемое тепло используется для отопления.

• выбросы загрязняют атмосферу, способствуют «парниковому эффекту».

Оснащать утилизаторы дорогостоящими фильтрами нецелесообразно, производство тепла станет убыточным.

Захоронение

Устаревший способ утилизации полимеров, связанный со структурными изменениями ландшафта, нарушением среды обитания флоры и фауны. Вредный с точки зрения экологической безопасности.

Пиролиз полимеров

Термическое разложение применяется для получения газообразных, жидких и твердых углеводородов. Газообразная фракция улавливается или отводится для факельного сжигания. Жидкая используют для смазок, лакокрасочных материалов, всевозможных пропиток. Твердая нужна при производстве битума, сингенетических смол.

Пиролиз полимеров происходит в вакуумных установках под высоким давлением и температурой. Производные пиролиза:

• гидролиз (расщепление молекул в жидкой среде с присутствием катализаторов);
• метанолиз (разложение под действием спирта).

Оборудование для переработки пластмасс

Согласно теории, именно спрос определяет предложение. В настоящий момент десятки компаний в России предлагают отдельные установки и полностью укомплектованные линии для переработки пластмасс импортного и отечественного производства. Одним из лидеров среди поставщиков подобного оборудования является . Узкая специализация позволила досконально изучить потребности рынка, что позволило включить в ассортимент наиболее востребованные позиции.

1. Моющие линии

На участке мойки происходит очистка, отделение и удаление посторонних включений. Обычно измельченные отходы проходят через два вида мойки – фрикционную и флотационную. При фрикционной мойке загрязнения удаляются с поверхности пластика за счет трения частиц друг о друга и о вращающиеся детали. Вода используется многократно, что позволяет значительно сократить ее расход. Более тонкая очистка происходит во флотационных ваннах. Далее измельченный и очищенный пластик подвергается сушке в центрифугах или отжимных прессах, где содержание влаги снижается до 15-17%. Технология дальнейшей переработки требует, чтобы остаточное содержание воды не превышало 5-7%, поэтому пластик досушивается горячим воздухом до достижения заданного параметра.

2. Грануляторы

После измельчения и мойки пластик попадает в гранулятор, где нагревшись до определенной температуры, плавится и подвергается гомогенизации. Благодаря тщательному перемешиванию химический состав смеси выравнивается по всему объему, что позволяет получить на выходе гомогенный продукт. В зависимости от сырья (пленка, мешки, канистры, пенопласт, композиты) оборудование различается по конструктивному оформлению отдельных узлов.

3. Шредеры

Предназначены для измельчения деталей из различных видов пластмасс, в том числе содержащих различные примеси (металл, дерево). Размеры установки зависят от производительности, а конструктивные особенности – от вида перерабатываемого сырья.

4. Дробилки

Назначение оборудования – измельчение сырья до размеров, необходимых для дальнейшей переработки пластика. Конструктивно дробилки различаются по способу загрузки и выгрузки, а также по типу ножей.

5. Комплектующие

не ограничивается продажей готового оборудования и линий по переработке пластика, и предлагает широкий ассортимент комплектующих и запчастей (шнековые пары, нагреватели, ножи для дробилок, редукторы, ЗИП для грануляторов).

Источник