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    用(yòng)化学循环将废塑料“吃干榨尽”

    废塑料“诞生(shēng)”的背景(jǐng)


    自20世纪40年代(dài)首次对塑(sù)料进行大规模工业化生产合(hé)成以来,人们对塑(sù)料制品的需求和性能的要求不(bú)断升(shēng)级,塑料制品(pǐn)凭借其易(yì)于加工成型,来源(yuán)广、质量轻,并且具备(bèi)一(yī)定韧(rèn)度(dù)、强度及抗(kàng)腐蚀(shí)性的特点,被(bèi)广泛地应用于人们日常生产生活的每(měi)个领域,从温室、地膜(mó)、涂料(liào)和电线,到包(bāo)装(zhuāng)、薄膜(mó)、封面、袋子和容器(qì),为人(rén)类的工作和生活带来了舒适、安全与便利。在塑料诞生后的70多年间,塑(sù)料工业快速发展,已成长为了一(yī)个品种齐(qí)全,规格(gé)繁多的支柱性产业。

    一个不争(zhēng)的事(shì)实是(shì)人类社会每天生产大量(liàng)的塑料产品,随之(zhī)而来大(dà)量废旧塑料也(yě)在人们工作生活中不(bú)断(duàn)产生(shēng)。联合(hé)国环境规划署2023年发布的报(bào)告显示,全(quán)球塑料年产量超过4.3亿吨,其中(zhōng)三分之二塑料制品均为短期使用,很(hěn)快就(jiù)会变成废(fèi)物。虽然塑(sù)料在人类日常生活和生产中发挥了举足轻重的作用,但是由于其(qí)使用后破(pò)损(sǔn)、老或丢弃成为废弃物,且极难降(jiàng)解,以(yǐ)致废弃(qì)后的塑料能够长期存在,形成(chéng)了所谓的“白色污染”,给人类(lèi)的(de)生存环境带来了巨(jù)大的压力(lì),由此引发的环境问题愈发突出。特别值得(dé)注意的是,当前废塑(sù)料的(de)自然降解速度和处(chù)置及利用速度远远落后于塑料的生产(chǎn)速度,中国2022年(nián)塑料产(chǎn)量为7771万吨,但回收(shōu)量(liàng)仅为1800万吨,而且人(rén)们(men)对(duì)于塑料的使(shǐ)用量依然在大幅度地持续(xù)增(zēng)长,这就使得(dé)由塑(sù)料(liào)垃圾带来的环境污(wū)染更(gèng)加突出。资源是人类永恒(héng)的话题,节约资(zī)源、低碳生活(huó)、绿色可持续发展的意识已深(shēn)入人心,因此(cǐ)人们对塑料垃圾回收利用的觉醒也是大势所趋。


    塑料污染治理已达(dá)成全球共(gòng)识


    世界政治(zhì)首(shǒu)脑在塑料污染的(de)重大危害性方面达成(chéng)共识,多(duō)国针对塑料污染治理达成诸多(duō)国(guó)际公(gōng)约。2015年(nián)9月(yuè),超过150位(wèi)世(shì)界领导人出席联合国可持续发展(zhǎn)首脑会议,193个成员(yuán)国通过(guò)《2030年可持续(xù)发展议程》,提出17个(gè)可持续发(fā)展目标,其中3个目标涉及塑料污染。这是世界政治首脑第一次在塑料(liào)污染方面(miàn)达(dá)成共识。此(cǐ)后,塑料污(wū)染问题不断得到(dào)国际重视,在达沃斯世界经济论(lùn)坛、联合国大会、G7峰会、G20部长会(huì)议、《巴塞尔公约》缔约(yuē)方大会等国际重要组织和会议中,《海洋塑料宪章》、“塑料循环经济”、《巴塞(sāi)尔(ěr)公约塑料(liào)垃圾修正案》等理念(niàn)和公约被(bèi)提出,塑料(liào)污(wū)染治理已成(chéng)全(quán)球共(gòng)识。

    2022年3月2日(rì),第五届联合(hé)国环境大(dà)会续会在肯尼亚首都内罗毕通过《终(zhōng)止(zhǐ)塑料污(wū)染决议(yì)(草案(àn))》,旨在(zài)推动全球治理塑料污染。决议指(zhǐ)出,到2024年达成一项(xiàng)具有国际法律约束力的协议,涉及塑料制品的整个生命(mìng)周期,包括其生产、设计、回收(shōu)和处理等。联合国环(huán)境规划署表示,该(gāi)决议将推动相关(guān)方从根本(běn)上(shàng)转(zhuǎn)变(biàn)生产、消费塑料和管理塑料废弃物的方(fāng)式。2021年,国家发展(zhǎn)改革委、生态环境部(bù)联合(hé)发布了《“十四五”塑(sù)料污染(rǎn)治理行动方案》,这是(shì)继2020年1月两部委《关于进一步加(jiā)强塑料污染治理(lǐ)的意(yì)见》出台后(hòu),国(guó)家对大力治理塑料污染决心的又一次政策升级(jí),进一步完善了塑料污染全链条治理体系,细化(huà)了塑料(liào)使用源头减量,塑(sù)料垃圾清(qīng)理、回收(shōu)、再生利用(yòng)、科学处置等方(fāng)面部署,推动(dòng)塑料污染治(zhì)理(lǐ)持续深(shēn)入(rù)。


    废塑料化学(xué)回收是未来发展趋势


    现阶段,废塑料(liào)回收利用量低(dī),国内外处理废塑料的(de)方法主要有(yǒu)填埋、焚烧以及再造粒等。填埋和焚烧简单方便,但填埋会造(zào)成土(tǔ)地占用和土壤与地下水污染,而焚烧虽可回收部(bù)分能量,但会产(chǎn)生一级致癌物质(zhì)-二噁英,污染空气。

    物理回收的产品一般难以(yǐ)达(dá)到原生塑料的(de)质量,其(qí)循环利(lì)用多属于降级使用。在处理(lǐ)低(dī)值的、混合的、受污染的塑料垃圾(jī)上,这一技术难度大、经济性差(chà),不太适用。各(gè)类(lèi)复合膜类、塑料袋等废(fèi)弃后混入生(shēng)活垃圾的(de)一次(cì)性包装物,占塑料垃(lā)圾的比(bǐ)重较大,是塑(sù)料污染治理的(de)“硬骨(gǔ)头”,也是塑料垃圾资源(yuán)化利(lì)用、高(gāo)值化利用急需攻(gōng)关的难题(tí)。

    废(fèi)塑(sù)料化学回收技术不仅可(kě)以“吃掉”现有物理回收(shōu)技术无法处理或回收效益低(dī)的低值、混合、受污染的塑料废(fèi)弃物(wù),进一步提高资源(yuán)综合利用率(lǜ),同(tóng)时有助于减(jiǎn)少生产原生料所(suǒ)需的化石原料的消耗,避免塑料焚烧产(chǎn)生(shēng)的大量(liàng)二氧化(huà)碳,从而(ér)降低塑料产(chǎn)品全生命周期(qī)的二氧化碳排放量。同(tóng)时因其卓越的(de)技(jì)术经济性,可能(néng)会成为环卫固废和石油化(huà)工(gōng)领域的(de)“第二增长曲(qǔ)线”。

    废(fèi)塑料的化学回收是(shì)将废塑料转(zhuǎn)化为高品质油品燃料或化工(gōng)原(yuán)料的方法,正成为世界(jiè)范(fàn)围科技研发的重点,是未来(lái)塑料(liào)垃圾处置和(hé)回收的发展方向。


    废塑料化学回收(shōu)的工业化瓶颈


    废塑料(liào)化学回收实现工业化生产存在着巨大的难题需(xū)要(yào)攻克。

    原料

    对塑料垃圾(jī)种类要(yào)求(qiú)苛刻,大多局限于处理单一种类,不能处理任意比率混合(hé)的塑料(liào)垃圾,特别(bié)是含(hán)氯的聚氯乙烯。

    运转(zhuǎn)

    受限于进料的不可持续性与结焦的定期清理,大多为间歇性,无法保持长周(zhōu)期运(yùn)转。

    规模

    受(shòu)限于(yú)投入与产出效率,工艺的(de)不成熟等,大都属于实验性,规模较小。

    能耗

    无论采用何(hé)种加(jiā)热(rè)方式,都不可避(bì)免的(de)导致热量大量散失。

    加(jiā)热方式

    如果不采用载体或辅助机构,裂解(jiě)时塑料垃(lā)圾受热(rè)不均匀,可能部分未发生裂解,部分过裂解,最终导致部(bù)分(fèn)塑料结焦碳化,出(chū)油(yóu)率(lǜ)下降,甚至粘(zhān)结附着在裂解(jiě)器壁,损伤裂解(jiě)设备(bèi)。


    leyu和惠城环保(bǎo)废塑料化学回(huí)收技术(shù)


    leyu和惠城环保自主研发的混合(hé)废塑料深度(dù)催化裂(liè)解(CPDCC)技术,成(chéng)功开创了碳氢资源循(xún)环使(shǐ)用的新(xīn)途径,这将(jiāng)是中国(guó)经(jīng)过验(yàn)证(zhèng)认可的最具影响力的(de)废塑料化学回收工(gōng)艺,大幅拓宽了废塑料处理方式并将其转化成具有高附加值(zhí)的化(huà)工原料,帮助降低中国在废塑料(liào)加工过程中的能耗和成本,从而减少了碳排放,促进(jìn)实现塑料的(de)循(xún)环利用。


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    六(liù)大(dà)技术突破

    01

    垃圾中全量废塑料分选回收及原料(liào)化(huà)技术

    全(quán)新的(de)垃圾分类模式,可以全量回收垃(lā)圾中的中低价值废塑料及(jí)低值纺织(zhī)、竹木类,从颗粒形貌和元素组成两方面,对固体(tǐ)废塑(sù)料(liào)进(jìn)行(háng)预处理,如分选、清洗、机械粉碎和水热脱(tuō)氯(lǜ)等(děng)过程,获得颗粒尺寸合适和杂质含量符合要求的(de)废塑(sù)料颗粒(lì)原料(liào),实现(xiàn)无差别(bié)化高值利用。除(chú)垃圾外,还可从农田中将地膜进行分选,实现高值回收。


    02

    连续(xù)差压恒温稳(wěn)定进料

    拥有自(zì)主知识产权的差压恒温连续稳定(dìng)进(jìn)料技(jì)术(shù),废塑料从常温常压到(dào)高(gāo)温高压实(shí)现了跨相(xiàng)转变,使用文丘(qiū)里管、高温溶剂熔融(róng)等(děng)液(yè)固(gù)输送(sòng)方法(fǎ)和气固输送方法组(zǔ)合的工(gōng)艺型(xíng)式,构建废塑料颗粒的连(lián)续稳(wěn)定进料系统,有效避免再生造粒和液化工(gōng)艺等变相过程产生的碳化和VOCs无序排放问题,为大(dà)型(xíng)工业化提供(gòng)了可(kě)能。


    03

    温度梯(tī)度(dù)分(fèn)布的逆流反应(yīng)器(qì)

    根据高分子(zǐ)裂(liè)解是(shì)强吸热反应,结合同族烃类分子量与裂解活化能(néng)的负相关关系(xì),通过(guò)设计气固逆向(xiàng)接触的流化床形成温(wēn)度(dù)梯度,来满足废塑料裂解过程中不(bú)同分子量(liàng)烃类(lèi)适配最优裂(liè)解活(huó)化能(néng)的需求。


    04

    废气中氯化氢捕集回收技术

    废气中氯化氢高(gāo)效捕集技术,解决了含(hán)PVC塑料裂解(jiě)过程中氯污染和回(huí)收难的技术瓶颈,实现废(fèi)气(qì)无污染(rǎn)排放。


    05

    多产(chǎn)烯烃催化剂研发

    公(gōng)司独(dú)家开发的废塑(sù)料裂解专(zhuān)用催化剂(jì),灵活调变的催化(huà)剂配方搭配合适的工艺条件,使得(dé)乙烯、丙(bǐng)烯(xī)、丁(dīng)烯及三(sān)苯收率(lǜ)可调。根据原料中PVC含(hán)量的不同(tóng),三烯三苯的总收率变动范围为85%~95%。


    06

    反应过程(chéng)无(wú)污(wū)染(rǎn),超(chāo)低能耗(hào)

    通过自热式能量利用,裂解产生的焦炭可供应(yīng)整个装(zhuāng)置的能量需(xū)求,不再(zài)需要(yào)额外能(néng)源的补充(chōng)。


    塑料代替原(yuán)油(yóu)成(chéng)为现实

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    废塑料(liào)通过深度裂解(jiě),可制(zhì)取乙烯、丙烯、丁烯低碳烯烃(tīng)及混合芳烃等化工(gōng)原料,根据leyu和惠城环保技(jì)术转化率测算,回收利用1公斤(jīn)废塑料产生的基础化工(gōng)原料,相当于5公斤中间基原油裂解产(chǎn)生的化工原(yuán)料,可减少固体废弃物填埋1公斤。以年(nián)回(huí)收裂解5000万吨废塑料计算,可节省2.5亿(yì)吨原油消耗量,相当于(yú)中国每年原(yuán)油进口量的30%,同时(shí)减少5亿吨(dūn)CO2排放量(liàng),对(duì)降(jiàng)低我国原油(yóu)对外依存度(dù)、赋能双战略实(shí)施具有高度(dù)的支(zhī)撑意义。


    废塑料化学(xué)回收的战略意义


    经过多年技术攻关和(hé)中试装置(zhì)成功(gōng)运行,首套(tào)20万吨/年(nián)混(hún)合(hé)废塑(sù)料资源化综合(hé)利用示(shì)范项目(mù)开工在即。混合废(fèi)塑料深度催化裂解(CPDCC)技(jì)术实现工业化(huà),不仅以节能降(jiàng)碳为(wéi)重要抓(zhuā)手,转变了发展方式,优化了经济(jì)结构,转换了增长动力(lì),在资源高效利用(yòng)和绿色低碳(tàn)发(fā)展的基础上推动(dòng)区域的经济(jì)社会(huì)发展,同时,打开了废(fèi)塑料化学回收再利(lì)用领(lǐng)域的新格(gé)局,抢(qiǎng)占了再生资源技术的(de)制高(gāo)点,从(cóng)废(fèi)物(wù)中寻(xún)求资源,助力(lì)国家“能(néng)源-经济-环境”战略转型及双碳战略的实(shí)现(xiàn)。


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