可回收物资源化技术现状及发展趋势.docx

可回收物资源化技术现状及发展趋势随着垃圾分类广泛施行以及人们对环境保护和可持续发展的重视，可回收物资源化利用变得越来越重要。可回收物资源化不仅可以减少因处置不当产生的不良环境影响，也带来r许多社会和经济效益。本文将综述典型可回收物资源化技术现状，并展望未来技术发展方向。1可回收物典型资源化技术废那料、废纺织、废玻璃、废纸和废金属五类可回收主要处理和资源化技术见衣1。其中废玻璃和废纸的资源技术已经形成较为完整的产业链，常规废金属通过重新冶炼也得到了较好的应用，稀有贵金属的回收利用成为关注的重点。高品质的废塑料通过再生造粒、高品质废纺织通过循环利用得得到了较好的利用。因此低值废刑料和废纺织的资源化成为行业的关注重点。表1不同品类资源化利用技术类型舔美技术类型现状趋势废切料物理回收：制粒片、再生造花、Jk缩成型券：化学问收：解聚、拱蝌、气化、炼纲材料等；能源回收：制RDF、门焚烧等高他废地料制机片、出生造粒、内加工是废塑料资源化利用的！：流技术，有完壑的产业低值废测料以I'1.接焚烧或制成RDF中低值废灌料资源化利用:热解、制RDF等废纺织物理何收：循环利用、无纺布、再纺织等；化学网收：熊翻再生.维：能源网收：IMRDF、收接焚烧等Aft收好的废旧衣物循环利用以循环利用为主:甲M类（纯涤纶、纯棉）进行化学回收：混纺通过再加1：制成再生布料中低仅资源化利用：制纤潮板、化学回收、制RDF等废破阚回炉再造、铸造用烯制、转蟹利用、原料同收和通复利用回炉烯融再造为卜流技术小巨利用、料收废纸废纸再生、制RDF小假废纸再生（2形成较为成熟的产业储低值废纸资源化：制RDF废金M拆解、火法冶金、海法治金以火法冶金为1：，,有贵金属的回收利用1.1 废册料资源化技术低价值可回收物中的废塑料主要包括外卖餐盒以及快递包装材料等，其原料基本为聚烯燃类，主要包括聚丙烯（PP）、低密度聚乙烯（1.DPE）、高密度聚乙烯（HDPE）.聚苯乙烯（PS）等。聚烯烬类废犁料PP、PE和PS占塑料制品总量的92%,其中PP占28%,1.DPE和HDPE占46%,PS占18%=目前，废塑料的处理路径主要有三种：物理回收、化学回收和能源化利用（主要是焚烧）。（1）废塑料物理回收技术物理回收技术是指通过物理方式将废塑料进行回收利用技术，主要是指废塑料的物理再生利用。根据后端回收的难易程度可以将废塑料分为2类:一是高附加值废理料，如PET（聚对苯二甲酸乙二醉酯），具有良好的化学稳定性和阻断性强的物理特点，可用于矿泉水瓶或饮料水瓶，经箍单的清洗处置后可用于非食品包装或应用于纺织领域;二是低附加值废塑料，如PP（聚丙烯）、PS（聚苯乙烯）等，具有耐高温的性能，常被用于制作外卖餐盒，以及PE（聚乙烯），具有成本低廉、延展性能佳的特点，广泛应用于塑料包装袋。大部分餐盒以及蝌料包装袋由于食物残留等原因导致回收利用价值下降，基本上被当作干垃圾处置。将低附加值废册料经过分类回收后进行清洗、分选、破碎等预处理，根据塑料品质高低再选择宜接造粒或者添加辅料后改性再生。改性再生是先揩废溺料与填充剂等辅料按照特定的比例混配，挤压后经由计量称加入到熔融装置中挤出，挤出后的改性塑料通过冷却水冷却后，然后进入切粒机造粒，最后生成改性再生塑料粒子。直接造粒的工艺流程与改性技术类似，但没有改性剂等相关辅料加入，一般只能再生为品质较低的般料切片，其再生品物理化学性能都会受到较大影响，只能用于生产品质要求较低的塑料制品:挤出冷M港体废物.囿体废卷.废气图1废塑料物理改性再生技术流程物理回收再生处理主要面临的问题：一是混合废塑料组分混杂,废塑料中往往存在杂质及多类添加剂，其回收再生工艺复杂，成本较高，且需要较为严格的分选工作：是再生利用的循环次数有限，经历每个再生循环后塑料制品的性能均有较为显著的卜.降。目前，废塑料回收资源化企业主要采用的就是物理回收处理技术，但仍有上述关键问题需要得到妥善解决。（2）废塑料化学回收技术传统的废塑料物理回收需要增加复杂的预处理步骤，且由于洗脱油污产生大量废水，会给废塑料资源化项目带来巨大的环境压力，甚至无法顺利通过环评。化学回收则对原料的预处理要求不高，是实现废塑料资源化的重要途经。化学回收即以特定的溶剂、试剂或者高温高压等反应条件，通过（热）化学F段将废塑料转化为低分子量、高附加值的产物，如：燃油、单体或其他化工原料。废塑料化学回收主要途径包括热解、气化、水热及溶剂分解法等。M¾(co%HiV)停(zm.«)号(DMTtFTaW)"ArrFu)nfrvrurvc)a*M三石气(UC)HI三a*.三RX«XSM*i*三*«XC图2废塑料化学回收技术分类热塑性塑料根据聚合反应不同，分为加聚类塑料和缩聚类塑料。加聚类册料，是小分子烯烂或烯炫的取代衍生物在加热和催化剂作用下通过加成反应形成的高分子聚合物，主要包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等聚烯妙类诩料和聚苯乙烯（PS）、聚氨乙烯（PVC）等。缩聚类塑料是多官能团单体之间通过发生多次缩合反应，并放出水、辞、品或氯化氮等低分子副产物后形成的高分子缩聚物，主要包括聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酸（PC）、聚氨酯（PU）等。加聚类塑料化学回收方法统称为裂解法，缩聚类塑料化学回收方法统称为解聚法。而低附加值废塑料主要包括PP、PS以及PE等加聚类那料，因此重点关注化学回收方法中的裂解法，主要有热裂解、催化裂解以及加氢裂解三个方向。1.2 废织物资源化技术废纺织按照材料主要分为聚酯类、棉类、混纺类等，目前，比较常见的处理方式主要包括以下四种：一是以二手服装的形式回收，该方式一般在经济发达地区较为普遍：二是直接填埋，目前是大部分废旧纺织品采用的方式，但其存在污染地下水源等问题；三是回收后再利用，回收再利用方法主要包括：能量法、机械法、物理法以及化学法等。目前纺织制品中消耗量最大的为棉纤维、涤纶纤维以及涤棉混纺纤维，对其进行资源化利用具有重要意义。（1）废聚酯织物物理回收物理法回收再利用聚酯的实质是再生造粒，该方法是目前工业处理废旧聚酯最广泛采用的，主要包括以下：冷相造粒法、熔融造粒法以及摩擦造粒法。冷相造粒法是指冷相造粒法是指将废旧聚酯置于258-260°C条件下，最终重新得到聚酯粒子的方法：熔融造粒主要包括三个步骤：废旧聚酯的制备、熔融那化以及切粒包装：摩擦造粒的主要设备是摩擦造粒机，聚酯物料与盘间摩擦产生热量，当温度达到一定时废旧聚酯即理化成条，此时定盘和旋转盘都通入冷水进行冷却，已经成条的聚酯物料冷却后进入切碎机进行粉碎，由旋风分离以及筛选，符合要求的聚酯粒子进入料仓，不符合要求的粒子再重新返回进行再加工。物理法具有工艺简单、投资少、处理成本低、易于推广的优点。近年来较具代表性的技术进展主要有德国Gneuss公司开发的多旋转超高比表面真空挤出机(MRS)技术和奥地利Erema公司开发的VACUREMA系统。(2)废聚酯织物化学法回收利用化学法回收利用的主要思路是利用缩聚反应的可逆性，通过将废旧聚酯解聚到单体或聚合中间体，经分离提纯后，可再缩聚为高品质的再生聚酯，对于高杂质含量的废旧聚酯纺织品的回收而言，采用化学法再生理论上占有绝对优势。同时，由于化学回收的多变性，在再生过程的同时，还可开发出多种具有更高附加值的产品，以实现对废旧聚酯织物的高值化再利用。a)化学解聚聚酯织物的解聚方法及解聚产物可归纳为下图，其中水解(Hydro1.ysis)»甲醇解(MethanoIysis),乙二醉解(GIycoIysis)三种方法的解聚产物分别为对苯二甲酸(Terephtha1.icacid,TPA),对苯二甲酸二甲酯(Dimethy1.terephtha1.ate,DMT),对苯二甲酸二乙二醇酯(Bis(2-hydroxyethy1.)terephtha1.ate.BHET),经提纯后可直接作为PET的合成原料，是目前化学回收PET研究的重点。HOHHydrotysisTerepNhaIicadd.TPAe/。乂尸PoM"W<mterephtha1.ate).PETMtha11o*yssGtyooiyMDimethy1.Ierephtha1.a1.e.DMT(s(2>ydroxyethy1)terephtha1.ate.BHTHOCM1图3聚酯织物主要的解聚方法b)热解法热解法主要针对废旧合成纤维纺织品的高值化利用，通过热解将合成纤维转化为可燃性气体、汽油、柴油等有机小分子，废弃物利用率高，且产品为通用化工原料，因此也具有一定的循环利用特征。该法原料适应性较强,但裂解产物较杂乱，而且易出现催化失效等问题,整体上工艺复杂，产业化运营成本高，推广难。(3)废棉织物机械法回收机械法再利用废弃纺织类产品的本质是纤维还原，将纤维还原到初始状态，仅仅是改变了纤维的原始形态，几乎不破坏原本纤维的分f构成，因此，机械法是当下应用最广的废棉织物再资源化方法。机械法再利用废弃纺织类产品步骤少、工艺简单、要求低，无需进行分离，所得纤维符合成纱标准，能够直接加工；废弃纺织类产品通过简单处理即可重回市场；亦或是将废弃纺织类产品加工成非织造产品。一些因款式过时或者是穿着不再合适而被丢弃的半新程度的纺织品，如若将其粉碎作为再生纤维难免在很大程度上有些浪费资源，对这部分的废弃纺织类产品可以进行再改造或者是再加工成为一款新的产品更加适合再利用。余下废弃纺织类产品的机械回收流程：预处理、成纤、纺纱以及成型。机械回收废弃纺织类产品的预处理阶段主要包括：金属拉链和纽扣的分离拆卸以及清洗处理（一般的清洗处理主要有预洗、漂洗、干燥以及消毒等）:纤维的回收阶段最主要的是要注意尽可能的减少对纤维的损伤以及飞花现象，与此同时，可以根据实际情况加油剂或是加湿使纤维变软，相关研究显示，空气中水汽压与饱和水汽压的百分比为60%,温度为20°C时，纤维经过特殊处理的平均增长24m;成纱阶段可加入一些其他纤维，通过共纺以得到品质优良的纱线，一般纯棉废弃纺织类产品的工艺过程为：增湿、分割、开松、梳棉、并条、纺纱：前三阶段后所得纤维有长有短、性能有好有差，长纤以及性能优良的纤维可直接作为纺纱原料，经过预处理，纤维较短性能较差的，通常用于生产非织造布。（4）废棉织物化学法回收对废棉织物的化学回收利用可以看作是将纯棉中的棉纤维进行溶解以及再生，制备成再生纤维素材料。黏胶纤维和1.yoce1.1.纤维是目前占比比较大的再生纤维素纤维。以废旧棉为原料，经蒸煮、漂白提纯过程制成浆粕，再经碱化、横化等工序后溶解于稀碱中制成黏胶,1.yoce1.1.纤维是将纤维素直接溶解在NMMO水溶液中再经纺丝而成的再生纤维素纤维。对废旧棉织的回收利用还可以通过对其纤维素大分子或纤维表面进行改性，接枝新元素，使纤维素分子结构发生变化,形成纤维素衍生物材料加以利用。然而化学法回收废旧棉仍处于初步阶段，需要更多的研究及发展来实现规模化。（5）废涤棉混纺织物资源化技术涤棉混纺织物是一种由涤纶和棉纤维混合纺纱织造的织物，即同一根纱线中既有棉纤维，乂有涤纶纤维。涤纶的化学组成主要为聚对苯二甲酸乙二酯，简称聚酯。在聚酯分子链中，苯环和亚甲基比较稳定，结构中唯一能发生化学反应的基团是酯基，它的化学稳定性比较高。涤棉混纺织物是所有混纺织物中产量最高的，相应的，产生的废旧涤棉类织物也占比很高。因此对废旧涤棉混纺织物进行分离，各自回收利用，可以减少资源浪费，减缓生态环境压力。1.3 废纸资源化