Principios del reciclaje de plástico (aspectos industriales)
1 Impacto ambiental de los residuos plásticos
1.1 "Contaminación blanca" causada por los residuos de plásticos de embalaje
Los plásticos se utilizan ampliamente debido a su bajo precio y su fácil moldeo Se utilizan como materiales de embalaje para diversos productos. Con el desarrollo de la industria plástica moderna y la mejora de los niveles de consumo, la mayoría de ellos son desechables, provocando contaminación ambiental. Por ejemplo, el plástico de poliestireno expandido blanco se utiliza como material de embalaje para electrodomésticos, instrumentos industriales, cajas de comida rápida, vasos para bebidas, etc. Se caracteriza por su gran tamaño, peso ligero, no corrupción, no descomposición y eliminación después de su uso, provocando espuma blanca en todas partes a lo largo de líneas ferroviarias, ríos, ciudades y lugares escénicos, afectando gravemente el medio ambiente y el saneamiento urbano, y es llamada "contaminación blanca".
Según informes publicados, la producción total de productos plásticos de mi país en 1995 fue de casi 7 millones de toneladas, de las cuales alrededor de 1,7 millones de toneladas se utilizaron como materiales de embalaje. Alrededor de 500.000 toneladas de estos materiales de embalaje ingresan al sistema de tratamiento de residuos sólidos municipales como residuos sólidos, y la otra parte es desechada por los usuarios para formar residuos plásticos. Esta basura plástica se encuentra esparcida en los bordes de las carreteras, espacios verdes o árboles en las calles de ciudades concurridas y atracciones turísticas, destruyendo el paisaje urbano y afectando la apariencia de la ciudad. En las ciudades ventosas, las bolsas de plástico llenas de basura bailan con el viento, causando graves daños a la ciudad. El sistema de suministro de energía de la ciudad representa una gran amenaza. En 1996, se produjeron más de una docena de accidentes por cortocircuito en Tianjin debido a bolsas de plástico enredadas en líneas aéreas de suministro de energía. Los envases de plástico de alimentos y bebidas son un caldo de cultivo para que sobrevivan y se reproduzcan mosquitos, moscas y bacterias, lo que puede provocar fácilmente la propagación de gérmenes y afectar el saneamiento ambiental y la salud pública urbana.
1.2 Impacto de los vertederos de residuos plásticos en el medio ambiente
Actualmente, enviar los residuos plásticos como basura a los vertederos municipales de residuos sólidos es el principal método de tratamiento de los residuos plásticos. Con el rápido desarrollo de la industria del plástico, la producción de residuos de plástico es directamente proporcional a ella, y los problemas ambientales causados por esto se han vuelto cada vez más prominentes. En primer lugar, los vertederos ocupan tierras cultivadas limitadas y desperdician gravemente tierras y recursos. En segundo lugar, los residuos plásticos no se pudrirán durante mucho tiempo después de ser depositados en vertederos, lo que pone en peligro el futuro. La resistencia a la corrosión y a las bacterias son una de las ventajas de los productos plásticos, pero se convierten en un dolor de cabeza para los científicos cuando se convierten en basura. En ausencia de aire y luz, a los microorganismos les resulta difícil descomponer la materia orgánica, y los residuos plásticos también pueden descomponerse después de 200 años en un vertedero. En tercer lugar, los residuos plásticos son arrastrados por la lluvia durante mucho tiempo después de haber sido depositados en vertederos, lo que introduce una gran cantidad de sustancias nocivas en el entorno humano y daña a las generaciones futuras. En resumen, la eliminación de residuos plásticos en vertederos tiene un efecto a largo plazo sobre la contaminación ambiental, y este método debe evitarse en la eliminación real.
El uso de películas plásticas agrícolas ha supuesto un gran desarrollo para la producción agrícola, pero las películas plásticas dañadas y contaminadas también causan grandes daños al suelo. Los fragmentos de película forman una capa de barrera en el suelo, deteriorando las tierras de cultivo, dificultando el desarrollo de las raíces de las plantas y la absorción de agua y nutrientes, y envenenando el suelo.
1.3 Impacto de la incineración de residuos plásticos en el medio ambiente
Para resolver los problemas de gran superficie, alto costo y daño a largo plazo al medio ambiente, muchos países están desarrollando activamente equipos de incineración de plástico y utilizar el calor generado por la incineración para generar electricidad y lograr la reutilización de recursos. Sin embargo, este método aparentemente simple esconde un daño enorme.
Durante el proceso de descomposición térmica de los plásticos, el polímero se agrieta y libera una gran cantidad de gases nocivos. Por ejemplo, la composición del plástico de poliestireno permanece sin cambios por debajo de los 80°C. Cuando supera los 280°C, el peso molecular comienza a disminuir, produciendo gases volátiles, que contienen un 44% de monómero de estireno, un 22% de dímeros, trímeros y una pequeña cantidad. cantidad de tolueno, etilbenceno y otras sustancias nocivas para el medio ambiente.
La quema de plástico PVC no sólo producirá cloro, cloruro de hidrógeno y dioxinas, sino también gases nocivos como C0, NOx, formaldehído, cloruro de vinilo y estireno, que tendrán un gran impacto en el medio ambiente ecológico.
Durante el proceso de incineración de plástico, metales inorgánicos como el plástico de relleno y teñido también se volatilizan a la atmósfera, como el plomo, el arsénico y otras sustancias nocivas, provocando la contaminación del aire.
Como se desprende de lo anterior, con el continuo desarrollo de la industria del plástico, los residuos plásticos tienen un impacto cada vez mayor en el medio ambiente, provocando ciertos daños a la producción y la vida de las personas. Por lo tanto, cómo prevenir el daño de los desechos plásticos se ha convertido en el foco de atención de los trabajadores del plástico y del medio ambiente en varios países. En la actualidad, además del vertido y la incineración, también existen métodos químicos y físicos desarrollados basados en los principios de reducción, inocuidad y utilización de recursos para reciclar los desechos plásticos en recursos, convertir los desechos en tesoros y beneficiar a la humanidad.
2 Métodos y tecnologías de tratamiento de residuos y recursos
El reciclaje de plásticos de desecho es un medio importante para proteger el medio ambiente y una forma importante de aprovechar al máximo los recursos humanos existentes. Se informa que la tasa de crecimiento anual promedio del reciclaje de plástico en los Estados Unidos alcanzó 16, alcanzando 215.000 toneladas en 1988. La industria del plástico de mi país comenzó tarde y el reciclaje de plásticos de desecho acaba de comenzar. En las principales ciudades, algunos hogares autónomos utilizan equipos y mano de obra baratos para procesar los residuos plásticos. Estos estancamientos suelen provocar una contaminación secundaria durante el tratamiento, provocando daños más graves al medio ambiente. Por ejemplo, el Chengdu Commercial Daily informó en junio de 1999 sobre el envenenamiento colectivo de más de 80 estudiantes de primaria en la escuela primaria Qinjiamiao en el condado de Pixian. La causa fue la fuga de gas tóxico cuando un operador utilizó equipo barato para procesar residuos de plástico. También se informa que un puesto de procesamiento individual en Shuangliu utiliza agujas de plástico de desechos hospitalarios para fabricar bolsas de alimentos envasadas de forma privada. El daño causado por su flujo a la sociedad es imaginable.
2.1 Métodos de procesamiento y reciclaje de residuos de plástico
El reciclaje de plástico es diferente del reciclaje de metal, papel y vidrio. Debido a las diferencias en las propiedades físicas y químicas de los distintos plásticos y a la incompatibilidad de los distintos plásticos, sus mezclas no son adecuadas para el procesamiento. Por lo tanto, cada plástico debe recogerse por separado y luego eliminarse individualmente. Durante el proceso de recolección y clasificación, es necesario evitar que se mezclen suciedad e impurezas extrañas, de lo contrario afectará la reutilización de materiales reciclados.
Los diferentes tipos de plástico tienen diferentes vidas útiles. Por ejemplo, el polietileno de baja densidad es principalmente un producto tipo película con una vida útil de 1 a 2 años; las tuberías de PVC tienen una vida útil más larga, de hasta más de 10 años. Por lo tanto, al procesar y utilizar plásticos de desecho, se deben seleccionar métodos de reciclaje apropiados en función de la fuente, el tipo, el nivel de contaminación y las condiciones de mezcla de los plásticos para convertir los plásticos de desecho en materiales adecuados para el reprocesamiento. La Tabla 1 muestra los métodos de reciclaje para diferentes tipos de plásticos.
Tabla 1 Métodos de procesamiento de diferentes tipos de plásticos
Materias primas
Métodos de procesamiento Categorías de productos
Tipos
Color
A PE, PP, PS, ropa de cama, cajas de plástico, piezas de plástico (residuos industriales, 100 plástico), clasificación unicolor, cribado por gravedad específica, aventado, trituración gruesa, lavado, secado, granulación. Pellets reciclados disponibles comercialmente (PE, PP, PS) B PE, PP, PS, ABS, utilizados como revestimiento de cables y piezas de plástico moldeado.
Color
Negro
Selección de viento, clasificación, trituración gruesa, trituración, lavado, secado, fusión y formación de rodillos de línea, pilas, cubetas en forma de U, Varillas, Tableros, Bastidores, Materias Primas, Bancos, Contenedores, Arrecifes Artificiales, C APP, PE, Polímeros, Chatarra Reciclada, Contenedores, Productos Industriales (Plásticos Descargados Urbanos, Excluido PVC), Eliminación de PVC Variegado, Trituración Gruesa, Descomposición Térmica, etc. El combustible enterrado (gasolina, carburo de calcio), la energía térmica, los productos químicos (etileno, propileno, monómero de estireno) PVC A y B son los mismos que los anteriores. La categoría C se entierra o se entierra en pedazos después de fundirse y solidificarse. El método principal es incinerar y enterrar.
El principal problema que se encuentra en el reciclaje de plástico es la recogida de residuos plásticos. Para que el trabajo de recogida se desarrolle sin problemas, es necesario mejorar la conciencia medioambiental de los ciudadanos, cambiar la recogida pasiva por el pago activo y exigir una estrecha colaboración entre los departamentos corporativos que generan residuos plásticos y los departamentos de procesamiento. Si el departamento de producción quiere recolectar los residuos plásticos en categorías y transportarlos por separado, ofrecerá una sólida garantía de reciclaje en el departamento de procesamiento.
2.2 Tecnología de reciclaje de residuos de plástico
2.2.1 Tratamiento por fusión de residuos de plástico
Esta tecnología es actualmente el método más económico y conveniente para reciclar residuos de plástico. puede aprovechar al máximo toda la materia y la energía. El principio básico es triturar el plástico residual y enviarlo al dispositivo de fusión, fundir el plástico residual a su temperatura de fusión y obtener el masterbatch secundario después de la extrusión y granulación, enfriamiento y granulación. Los principales problemas que plantea esta tecnología son el elevado consumo energético y el impacto de los rellenos en los residuos plásticos.
2.2.2 Tecnología de reciclaje por hidrólisis de residuos de plástico
Las resinas plásticas producidas por polimerización por condensación, como el poliuretano, la poliamida, el poliéster y el policarbonato, se pueden hidrolizar para convertir estos polímeros en Volver al original monómero o intermedio. La estructura del plástico es estable durante el procesamiento y uso, y la descomposición del polímero requiere ciertas condiciones externas. La Figura 1 es un diagrama esquemático de la descomposición de la espuma blanda de poliuretano. El producto hidrolizado se puede utilizar como material de partida para la producción de espuma.
2.2.3 Tecnología de recuperación de aceites plásticos usados
El plástico es un compuesto polimérico sintetizado a partir del petróleo. Cuando se aplica energía para cortar las cadenas atómicas, se puede obtener una sustancia similar a la estructura molecular del petróleo. Utilizando este principio, se pueden obtener combustibles derivados del petróleo como la gasolina y el diésel mediante descomposición térmica y destilación. Este proceso se llama lubricación plástica. La Figura 2 es un diagrama de flujo del proceso de lubricación de plástico.
La tasa de rendimiento de aceite del proceso de inyección de aceite puede alcanzar más de 75 ~ 80, y el aceite generado se puede utilizar como aceite para calderas de gasoil. Esta tecnología es más difícil y cara que otras tecnologías de tratamiento de residuos plásticos, pero es una tecnología de tratamiento adecuada desde una perspectiva medioambiental.
2.2.4 Pirólisis a alta temperatura de plásticos de desecho
La pirólisis a alta temperatura se refiere a la degradación térmica de materiales poliméricos a altas temperaturas mientras se libera una gran cantidad de gas. El proceso de tratamiento es el siguiente: se coloca una capa de arena en la zona de combustión y se introduce gas para hacer que la arena fluya como un líquido para formar un lecho fluidizado. El material de desecho a procesar se coloca sobre un lecho fluidizado. El reactor es un sistema completamente cerrado con una temperatura de 600 ~ 900°C. Al procesar residuos plásticos se puede obtener un 44% de gas, un 26% de aromáticos, una mezcla de gasolina ligera y alquitrán y un 30% de residuos sólidos.
Este método es adecuado para procesar productos de plástico con láminas o revestimientos metálicos. Se puede utilizar como combustible una mezcla de gas y petróleo, pero los 30 residuos restantes deben reprocesarse.
2.2.5 Método de combustión para el tratamiento de residuos plásticos
Para aquellos plásticos residuales contaminados y productos plásticos residuales reciclados, la incineración es su destino final, de modo que la energía térmica de los plásticos residuales pueda ser obtenido. El poder calorífico del plástico de desecho es equivalente al del fuel oil similar (ver Tabla 2), y la energía térmica obtenida de la combustión se puede utilizar para generar electricidad.