Переработка пвх: технология утилизации отходов этого вида пластика и особенности его вторичного использования

Термическая утилизация полимерных отходов, содержащих поливинилхлорид (стр. 1 из 4)

ВВЕДЕНИЕ

На основе поливинилхлорида (ПВХ) получают более 3000 видов композиционных материалов и изделий, используемых в электротехнической, лёгкой, пищевой, автомобильной промышленности, машиностроении, судостроении, при производстве стройматериалов, медицинского оборудования и т.д., что обусловлено его уникальными физико-механическими, диэлектрическими и другими эксплуатационными свойствами.

Однако в настоящее время применение ПВХ постепенно ограничивается, что связано, прежде всего, с экологическими проблемами, возникающими при эксплуатации изделий, их утилизации и вторичной переработке.

При старении полимеров на основе ПВХ наряду с потерей физико-механических свойств наблюдается негативное воздействие на окружающую среду и человека, обусловленное процессами дегидрохлорирования ПВХ, усиливающимися при температуре 50 — 80 °С (образуются высокотоксичные хлорсодержащие полиароматические соединения).

Глава 1. УТИЛИЗАЦИЯ ВТОРИЧНОГО ПОЛИМЕРНОГО СЫРЬЯ

В настоящее время существуют следующие пути полезного использования вторичного полимерного сырья:

– сжигание с целью получения энергии;

– термическое разложение (пиролиз, деструкция, разложение до исходных мономеров и др.);

– повторное использование;

– вторичная переработка.

Сжигание отходов в мусоросжигательных печах не является рентабельным способом утилизации, поскольку предполагает предварительную сортировку мусора. При сжигании происходит безвозвратная потеря ценного химического сырья и загрязнение окружающей среды вредными веществами дымовых газов.

Значительное место в утилизации вторичного полимерного сырья уделяется термическому разложению как способу преобразования ВПС в низкомолекулярные соединения. Важное место среди них принадлежит пиролизу.

Пиролиз – это термическое разложение органических веществ с целью получения полезных продуктов.

При более низких температурах (до 600°С) образуются в основном жидкие продукты, а выше 600°С – газообразные, вплоть до технического углерода.

Пиролиз ПВХ с добавлением отходов ПЭ, ПП и ПС при Т=350°С и давлении до 30 атм в присутствии катализатора Фриделя-Крафтса и при обработке смеси водородом позволяет получать много ценных химических продуктов с выходом до 45%, таких, как бензол, толуол, пропан, кумол, альфа-метилстирол и др., а также хлористый водород, метан, этан, пропан. Несмотря на ряд недостатков, пиролиз, в отличие от процессов сжигания ГБО, дает возможность получения промышленных продуктов, используемых для дальнейшей переработки.

Еще одним способом трансформации вторичного полимерного сырья является каталитический термолиз , который предусматривает применение более низких температур. В некоторых случаях щадящие режимы позволяют получать мономеры, например, при термолизе ПЭТФ, ПС и др.

Получаемые мономеры могут быть использованы в качестве сырья при проведение процессов полимеризации и поликонденсации.

В США из использованных ПЭТФ-бутылок получают дефицитные мономеры – диметилтерефталат и этиленгликоль, которые вновь используются для синтеза ПЭТФ заданной молекулярной массы и структуры, необходимой для производства бутылок.

Наиболее предпочтительными способами утилизации вторичного полимерного сырья с экономической и экологической точек зрения представляется повторное использование и вторичная переработка в новые виды материалов и изделий.

Повторное применение предполагает возвращение в производственный цикл использованной упаковки после ее сбора и соответствующей обработки (мойки, сушки и др. операций), а также получения разрешения санитарных органов на ее повторное применение при непосредственном контакте с пищевыми продуктами. Этот путь пригоден, главным образом, для бутылочной тары из ПЭТФ.

Вторичная переработка отходов получила широкое распространение во многих странах мира. Этим путем смешанные отходы из полимерных материалов могут перерабатываться в изделия различного назначения (строительные панели, декоративные материалы и т.п.).

В США, где особенно велико использование полиэтилентерефталатной тары, принята и реализуется национальная программа, в соответствии с которой к началу XXI столетия уровень вторичной переработки бутылок из ПЭТФ будет доведен до 25-30% (по сравнению с 9-10% в начале девяностых годов).

Программа предусматривает выполнение четырех этапов: -организация сбора использованной тары у населения; – сортировка собранного сырья;

– переработка (предварительная и окончательная) в изделия народнохозяйственного назначения;

– сбыт получаемых изделий.

Программа предусматривает также создание пунктов сбора по всей стране с привлечением до 50% всего населения, координационных центров, налаживание различных связей, рекламу, публикацию сведений по сбору отходов, создание банка данных, обучение населения, создание “горячих” линий (до 800) для передачи своевременной информации и др. мероприятия. Одним из перспективных направлений в этой области является производство гранулята из отсортированного сырья с использованием различных добавок, повышающих его качество (стабилизаторов, красителей, модификаторов и др.), идущего на переработку в изделия различными способами переработки.

В основе вторичной переработки отходов, например, в Германии лежит “Дуальная система”, включающая сортировку и переработку отдельных видов вторичного сырья на предприятиях-производителях материалов и упаковки из них.

Для облегчения сбора отходов и направления их на переработку создана система, предусматривающая прием использованной упаковки и ее направление на вторичную переработку при наличии экологической маркировки “Зеленая точка” (Der Grune Punkt).

Этот знак обозначает, что данная упаковка подлежит вторичной переработке или повторному использованию, и присваивается упаковкам, прошедшим специальный конкурс, что является основным принципом “Дуальной системы”. Обычно для эффективной переработки ВПС его подвергают модификации.

Существуют следующие методы модификации ВПС: – химические (сшивание пероксидами, например, пероксидом дикумила, малеиновым ангидридом, кремнийорганическими жидкостями и др.);

– физико-химические (введение различных добавок органической природы, например, технических лигнинов, сажи, термоэластопластов, восков и др.), создание композиционных материалов;

– физические (введение неорганических наполнителей: мела, оксидов, графита и др.) и технологические (варьирование режимов переработки). Введение полиорганосилоксанов совместно с инициирующими добавками и последующей гомогенизацией перерабатываемого сырья позволяет регенерировать сильно изношенные материалы и восстанавливать требуемый уровень их технологических свойств.

В зависимости от используемой среды и режима обработки происходит образование привитых сополимеров или пространственно-структурированных систем с образованием поперечных силоксановых связей.

Их высокая прочность и низкая плотность молекулярной упаковки в полисилоксанах обеспечивает эластичность материала при одновременном улучшении механических свойств, термостабильности, атмосферо- и химстойкости.

Механические характеристики вторичного ПА из изношенных изделий можно существенно улучшить путем термической обработки сырья различными средами-теплоносителями (вода, минеральное масло и др.) с одновременным ИК-облучением.

Термообработка в среде теплоносителя осуществляется по принципу отжига и включает операции нагрева, выдержки и охлаждения. При этом уровень физико-механических показателей определяется видом теплоносителя, режимом термообработки и временем сушки, которое может составлять от 1,5 до 2,5 часов.

В основе большинства предлагаемых способов лежит радикальноцепной механизм взаимодействия между активными группами вводимой добавки или наполнителя и окисленными фрагментами базового полимера.

Среди всех имеющихся методов наибольший практический интерес представляет композиционные материалы из вторичного полимерного сырья. Одной из функциональных модифицирующих добавок может служить природный полимер – лигнин, являющийся отходом целлюлозно-бумажной и гидролизной переработки древесины.

Он представляет собой продукт метаболизма древесины и других растений, накапливаемых в процессе лигнификации в срединной пластинке и клеточной стенке, составляя 30% всей ее массы ( остальные 70% приходятся на целлюлозу и гемицеллюлозу).

По своей химической природе лигнин относится к полифункциональным фенолам, основному классу стабилизаторов полимеров, и оказывает достаточно эффективное свето- и термостабилизирующее воздействие на окисляемые и окисленные полимеры. Технология получения из него микронизированного продукта с применением электромагнитного измельчения разработана в МГУПБ.

Помимо эффективного модификатора вторичного полимерного сырья гидролизный лигнин после соответствующей обработки и подготовки в виде гидролизной муки (микролигнина) может быть использован для получения таких ценных в технологии переработки пластмасс продуктов, как ароматические стабилизаторы, антиоксиданты, структурообразователи и модифицирующие добавки для термопластов, наполнители – для реактопластов, сорбенты медицинского назначения типа “ЭКОЛИС” для выведения из организма токсинов, тяжелых металлов и др. вредных для живого организма веществ, в качестве лекарственного препарата при лечении цирроза печени (исследовалось на кроликах), для получения ванилина и др. целей. В ряде европейских стран проблема утилизации использованных пластмассовых упаковок неразрывно связана с налаживанием четкой службы их сбора, сортировки и разделения смешанных отходов, поскольку эти операции являются самыми трудоемкими.

В странах ЕС вопросы утилизации отходов упаковки решаются в рамках единого для этих стран закона, направленного на предупреждение нарастания объемов полимерной упаковки и тары, рациональных способов их утилизации, главным образом вторичной переработкой, организацией рациональной системы сбора и т.д.

Источник: http://MirZnanii.com/a/329527/termicheskaya-utilizatsiya-polimernykh-otkhodov-soderzhashchikh-polivinilkhlorid

Вторичная переработка и использование бытовых отходов

Объемы производства и потребления постоянно увеличиваются. Вместе с этим вокруг городов стремительно разрастаются свалки, отравляющие землю, воду и воздух. В связи с этим все острее встает проблема утилизации мусора. Если не наладить вторичную переработку отходов, то в скором времени вокруг городов не останется плодородной почвы. Ее заменят ядовитые мусорные поля.

Виды отходов

Вторичные отходы — это не только бытовой мусор. К ним следует отнести отходы производства: металлическое, бумажное, пластиковое и текстильное вторсырье.

Особо остро стоит вопрос переработки пластикового мусора. Другие виды вторичного сырья худо-бедно способны разлагаться в природных условиях на условно безопасные компоненты.

А вот на разложение пластика требуется более 100 лет.

Самая очевидная из них — отсутствие технологий. Но на деле эти технологии в нашей стране давно есть. Просто рентабельность переработки вторичных ресурсов пока минимальна. Компании отказываются заниматься этой работой, потому что она не приносит прибыли.

Впрочем, в последние годы ситуация стала меняться в лучшую сторону. Все больше производителей видят в бытовых отхода основу для получения недорого сырья, которое в дальнейшем можно использовать в производстве.

Наиболее ценными считаются:

  • Лом черных и цветных металлов.
  • Все виды пластика.
  • Стекло и стеклянный бой.
  • Целлюлоза из макулатуры.
  • Резина.
  • Древесина.
  • Различные электронные компоненты.
  • Нефтепродукты.

Существуют следующие группы отходов:

  • Биологические. Речь идет о тлене. Его в огромных количествах производят как человек, так и животные. Подобные отходы поступают из больниц, ветеринарных клиник, общепита и различных санитарных организаций. Переработка сводится к их утилизации методом сжигания. Только так можно гарантировать, что они не станут источником заразы.
  • Промышленные отходы. Это результат работы различных производств и строительства. Например, после возведения дома остается много испорченных материалов для отделки и облицовки: теплоизоляция, дерево, керамика, кафель, лакокрасочные покрытия. Нередко производственный «хлам» просто сжигают.
  • Радиоактивный мусор. Речь идет о газах и жидкостях, которые больше непригодны для использования в отрасли. В зависимости от степени опасности такой мусор могут сжигать или же просто закапывать в специальных хранилищах.
  • Медицинские отходы. В эту группу попадают все вещества, появляющиеся после выполнения медиками своих профессиональных обязанностей. Подавляющая часть этого мусора можно отнести к бытовому. Он не несет угрозы окружающей среде и человека. Поэтому его утилизируют в общем порядке. Но есть отдельные виды отходов, которые могут нести потенциальную опасность. С ними обращаются в соответствии с тщательно прописанными требованиями. Для такого мусора создаются специальные могильники и печи.
Читайте также:  Лом и отходы черных металлов - что можно сделать из железа, нержавейки, чугуна и стали

Рекомендуем:  Вторичная переработка древесины и отходов леса

Для обеспечения условий для дальнейшей утилизации мусор нужно правильно сортировать. Разделение на классы позволяет уменьшить расходы и повысить рентабельность переработки.

Способы конверсии

В прессе все отходы принято называть вторичным сырьем. Это неточная терминология. Не все отбросы можно повторно пустить в дело. Есть отдельные группы мусора, которые целесообразнее использовать для получения тепловой энергии. Их следует называть вторичным энергетическим сырьем.

К вторичному сырью следует относить только те материалы, которые можно после переработки пустить в оборот. Например, макулатуру нельзя после переработки использовать для изготовления туалетной бумаги или производства книг, а вот для создания экологически чистой упаковки она подходит.

Естественная переработка

Речь идет о компостировании. Этот метод используется очень давно. Выглядит он следующим образом: выкапывается большой котлован, в который сбрасывается преимущество органический мусор. Сверху захоронение закрывается землей. После разложения отходов их снова откапывают и используют полученный компост в сельскохозяйственных нуждах.

Этот метод не так давно был модифицирован. Инженеры спроектировали установки, позволяющие подогревать мусор, находящийся под землей. Избыточная температура повышает скорость разложения и увеличивает выделение биологического газа. Последний можно собирать и успешно использовать в качестве топлива.

По всему миру возникают компании, которые активно производят мобильные станции для переработки биологических отходов. Их продукция находит применение в сельском хозяйстве и коттеджных поселках. А вот для больших городских поселений они не подходят, так как обслуживание оборудования нерентабельно.

Термическое дожигание

Под этим способом подразумевается утилизация твердых отходов. Он отлично подходит для обезвреживания опасной органики, которая может находиться на твердом мусоре. После обработки огнем полученные отходы захораниваются или утилизируются.

Рекомендуем:  Переработка лома: утилизация черного металла

Термическое дожигание позволяет получать электричество и тепло, которое обычно пускают для обслуживания утилизационного предприятия. Последние устраивают рядом с большим мусорными полигонами возле крупных городов.

Термическая утилизация может быть прямой и пиролизной. В первом случае предприятие получает полезную тепловую энергию, используемую для обогрева в системе отопления. Во втором случае на заводе можно получить жидкое и газообразное топливо.

К сожалению, безопасной для окружающей среды работу такого завода назвать нельзя. Он выбрасывает в атмосферу огромное количество вредных веществ. Применяемые фильтры неспособны радикально изменить негативное воздействие на окружающую природу.

Для сжигания медицинских отходов используются особые печи, оснащенные специальными системами очистки газов.

Плазменная утилизация

Эта технология считается самой перспективной. Утилизация проходит в 3 этапа:

  • Поступившие на завод отходы тщательно перемалываются и попадают под пресс, где превращаются в гранулы. При необходимости сырье проходит дополнительную сушку.
  • Полученная масса отправляется в топку, где под воздействием потока плазмы она превращается в газ.
  • Чтобы полученный газ сразу не вспыхивал, в реактор добавляется окислитель.

Полученный продукт очень похож на природный газ, но его энергетическая ценность значительно ниже. Его закачивают в специальные емкости и отправляют потребителю. Он служит неплохим топливом для турбин, котлов обогрева и электрогенераторов.

Этот способ переработки уже завоевал популярность в США и Канаде. В Европе эта технология только начинает внедряться, но в планах ее повсеместное использование. В Россию такое оборудование не поставляется.

Вторичное сырье

Переработка таких ресурсов позволяет получить новые предметы быта и производства. К ним относятся стекло, пластик, металл, бумага и нефтепродукты.

Металлический мусор во время переработки разделяется с помощью сепарации. Черный металл изымается из общей массы с помощью магнитов. Затем он прессуется в пакеты. Последние позднее уходят на последующую переплавку.

Рекомендуем:  Особенности переработки автомобильных шин

Стеклянный бой и бутылки тщательно сортируются, очищаются и сушатся. После тщательного измельчения их разогревают в специальном оборудовании. На выходе получается техническое стекло, которое строители могут использовать в своих целях.

Особое внимание уделяется переработке макулатуры. Дело в том, что при производстве бумаги на целлюлозных комбинатах используются химически опасные реагенты. Несмотря на все меры защиты они неизбежно попадают в окружающую среду и все воруг отравляют. Кроме того, на производство бумаги уходит один из ценнейших ресурсов на планете — древесина.

К сожалению, в нашей стране бумага оказывается на свалке среди других бытовых отходов. Выделить ее невозможно. Она исключается из дальнейшего оборота. Единственное решение этой проблемы — раздельный сбор бытовых отходов.

Еще хуже дела обстоят с полимерами. Их повторное использование связано с некоторыми сложностями. В частности, сырье обычно грязное и не соответствует качеству, необходимому для производства новых товаров. Чтобы устранить недостатки нужно приложить много усилий и затратить много средств. Поэтому полимерные продукты проще производить из чистого первичного сырья.

Впрочем, полимерное вторсырье отлично подходит для производства строительных материалов, но только в том случае, если к такой продукции предъявляются не слишком высокие требования экологичности.

Из старой электроники после переработки получают редкие химические элементы и драгоценные материалы. Выделяются такие металлы, как серебро, золото, платина, палладий, никель. Отсортированные остатки в дальнейшем сжигаются.

Источник: https://vtothod.ru/pererabotka/vtorichnaya-pererabotka-i-ispolzovanie-bytovyh-othodov

Переработка и утилизация отходов пластмасс

Полимерные материалы благодаря своим уникальным физико-химическим технологическим и потребительским свойствам находят широкое применение во всех сферах жизни современного общества.

Особенно перспективно использование некоторых видов синтетических смол (полиэфирных, эпоксидных, кремний органических), не требующих сложного оборудования и значительных затрат энергии.

Но при этом выделяются вредные летучие вещества (фенол, этиленгликоль, ацетон): чтобы снизить вред целесообразно все стадии процесса выполнять в герметизированных емкостях.

Это не всегда возможно (может потребоваться изменение физико-химических свойств исходных компонентов или смеси в ущерб экологии).

Например, чтобы быстро и качественно заполнить форму (пористый каркас) приходится вводить дополнительное количество растворителя (пластификатора), который обладает повышенной летучестью и токсичностью. Устранить этот недостаток можно использованием вибровоздействия при частоте 50-200 Гц.

Для обеспечения высокой текучести вязких смесей без применения пластификатора необходимо знать диапазон собственные частот колебаний элементов наполнителя, арматуры и формы, играющих роль резонатора.

Вибровоздействие может быть поверхностным или объемным.

При этом на разных стадиях процесса могут использоваться различные частоты колебаний: на стадии заполнения — создать резонансные колебания элементов формы, затем для дегазирования смеси и ускорения процесса отвердения частоту колебаний увеличивают до сотен герц. Если производится внешний нагрев при изготовлении крупных деталей, то это сопровождается неравномерностью температуры по массе, что ухудшает экологические условия процесса.

Применение высокочастотного магнитного поля с добавкой менее 1% ферромагнитных веществ в состав смеси улучшает условия протекания технологического процесса по всему объему изделия.

Наибольшая интенсификация, производства при изготовлении порошковых деталей достигается при холодном выдавливании детали из спеченных порошковых заготовок и холодное формование порошка в закрытой матрице с последующим спеканием.

Первый технологический процесс требует сначала приготовления порошковой шихты (из порошков: железного, пластификатора, легирующих элементов), из которой в закрытом штампе формуют заготовку простой формы (например, цилиндр) с пористой структурой (если не принять специальных мер).

Затем эту заготовку спекают в восстановительной атмосфере (водород, аммиак) или атмосфере, не допускающей окисления (аргон, азот).

После спекания эта заготовка стала твердым телом, которое подвергается последующей холодной штамповке выдавливанием (аналогично обычной заготовке, отрезанной от цилиндрического прутка).

Теперь деталь подвергается термообработке в защитной атмосфере (отжиг, закалка). Этот процесс, мало применим, так как требует применения больших усилий при формоизменении заготовки простой формы, т.е.

требует большой прочности от штамповочного оборудования.

Второй вид технологического процесса производства высокоплотных порошковых деталей состоит в том, что из приготовленной порошковой шихты в закрытой матрице формуют деталь сразу требуемой формы, которую впоследствии подвергают спеканию в защитной атмосфере, а при необходимости, и закалке.

Пластмассы — это материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под воздействием нагревания или давления формоваться: в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять полученную ими форму.

В зависимости от технологического процесса производства, применяемого наполнителя и связующего (смолы) пластмассы могут быть композиционными, слоистыми или литыми, а по природе применяемой смолы — термореактивными или термопластичными.

При производстве пластмасс в процессе переработки полимерных материалов происходит выделение газообразных продуктов (аммиак, метиловый спирт, окись углерода), органических кислот, фенола, стирола.

Для локализации выделяющихся веществ необходимо предусмотреть местные отсосы от оборудования с подключением их к системам вытяжной вентиляции.

В процессе переработки термопластических материалов происходит накопление твердых отходов (слитки и куски полимеров, литники, обрезки, изделия с дефектами), которые могут быть полностью переработаны на дробильном оборудовании и вновь использованы как вторичное сырье в виде добавок к основному производству.

Но при этом образуется почти такое же количество отходов, которые не могут быть использованы: они вместе с бытовыми отходами отправляются на полигон ТБО. Пластмассы мало используются как вторичное, сырье из-за многообразия их типов и сложности их составов. Производство пластмасс не связано с загрязнением сточных вод, так как по технологии должно быть обеспечено оборотное водоснабжение.

Основные направления утилизации и ликвидации отходов пластмасс таковы:

  1. захоронение на полигонах и свалках;
  2. переработка их по заводской технологии;
  3. сжигание совместно с ТБО и промышленными отходами;
  4. пиролиз или раздельное сжигание в специальных печах;
  5. использование отходов пластмасс как готового материала в других технологических процессах.

Наиболее оптимальным методом использования отходов пластмасс является их переработка по заводским технологиям. При многообразии способов переработки общая схема процесса может быть представлена, как показано на рисунке.

Первая ступень включает отделение непластмассовых компонентов (ветошь, картон, остатки упаковки: бумажные, деревянные или металлические) и сортировку отходов по внешнему виду.

На второй ступени производится измельчение отходов пластмассы (иногда в несколько стадий) до размеров, достаточных для осуществления их дальнейшей переработки.

Третья ступень обеспечивает отмывку измельченных отходов от загрязнений органического и минерального характера.

Читайте также:  Кто отвечает за падение снега и льда с крыш на людей и машины

Четвертая стадия определяется способом разделения отходов по видам пластмасс:

  1. если это мокрый способ, то сначала производят классификацию отходов, а затем сушку;
  2. при использовании сухих методов сначала измельченные отходы сушат, а затем классифицируют.

Вариант процесса переработки отходов пластмасс

Высушенные измельченные отходы смешивают при необходимости со стабилизаторами, красителями, наполнителями и гранулируют. Иногда на этой ступени отходы смешивают с товарным продуктом.

Если в этой смеси отходы превысят 20%, то изделия будут шероховатыми, ухудшается глянец. На заключительной ступени процесса производится переработка гранулята в изделия.

Эта ступень аналогична исходному процессу переработки, но иногда требует специфического подхода к выбору режимов работы оборудования.

Полная реализация такого процесса трудоемка и дорогостояща, поэтому на практике (например, при переработке отходов полиэтиленовой пленки) часто довольствуются исключением 3—5 ступеней.

При качественной предварительной рассортировке пластмасс по видам, достижении высокой степени очистки и выделения отдельных отходов из смесей их переработка практически не отличается от переработки первичных пластмасс.

При этом необходимо учитывать способность полимеров сохранять или изменять свойства в процессе многократной переработки, что вообще определяет целесообразность выполнения переработки отходов.

Изменение физико-химических свойств большинства полимеров при многократной переработке связано со снижением молекулярной массы пластмасс, разветвленностью их структуры. Снижением молекулярной массы пластмасс приводит к изменению их прочностных показателей.

Для переработки отходов методом литья под давлением обычно используют машины, работающие по типу интрузии (лат. вталкивания) с постоянно вращающимся шнеком, что обеспечивает самопроизвольный захват и гомогенизацию отходов.

Особенностью повторной переработки поливинилхлорида (ПВХ) является необходимость его дополнительной стабилизации. Отходы мягкого ПВХ используются для получения бытовых изделий, пленочных покрытий и пленок.

При этом 20% отходов измельчают на смесительных вальцах, смешивают с товарным ПВХ, красителями, смазками и стабилизатором, а затем пропускают через систему подогревательных и отделочных вальцов.

Из отходов полиэтилена высокого давления производят мешки для мусора, трубы, хозяйственные ведра, уплотнительные профили и прокладки. Полипропиленовые отходы перерабатывают в текстильные шпули, детали сантехники, дверные ручки, ящики для растений.

Выполнение утилизации смесей отходов без предварительного разделения их составляющих делает процесс утилизации более дешевым, но физико-механические свойства полученных при этом изделий гораздо хуже.

Источник: http://ohrana-bgd.ru/prombit/prombit1_29.html

Вторичные пластмассы как способ улучшения экологической обстановки в индустриальных городах

XX век считают веком стали и цветных металлов. Алюминий, медь, сплавы железа можно было встретить повсюду – в кроватных спинках, мостах, механизмах всех типов, облицовочных панелях.

Однако в результате механической переработки 50–80% от выплавленного материала уходило в стружку. Большие надежды, связанные со снижением материалоемкости, экспертами возлагались на химическую отрасль.

И все-таки, невзирая на рост использования полимеров, результаты деятельности промышленности к 80-м годам были примерно теми же: половина ресурсов расходовалась впустую.

Очевидно, что кажущаяся доступность полимеров – иллюзия. Сырье, используемое для их изготовления, представляет природную редкость.

Доступ к его источникам является ежедневным и неизменным поводом и причиной торговых, дипломатических и других войн. География добычи природных ископаемых все более смещается в места не столь отдаленные.

Поэтому сегодня все чаще говорят о необходимости внедрения ресурсосберегающих моделей хозяйствования.

Уникальность технологических приемов современных химических производств заключается не только в способности синтезировать материалы, с успехом заменяющие металл, бумагу или дерево.

Большинство сегодняшних промышленных комплексов развитых экономик способны переработать вышедшие из употребления полимерные изделия в новые – востребованные пользователем.

Вторичные пластмассы

К основным классам полимеров относят:

  • полиэтилены,
  • полипропилены,
  • поливинилхлориды,
  • полистиролы (включая сополимеры – АБС-пластики),
  • полиамиды,
  • полиэтилентерефталат.

Сложные по составу изделия первым делом разделяют. Для физической очистки применяют различные механизмы – вакуумные, термические, криогенные.

Наиболее распространены и экономически обоснованы технологии флотации и растворения.

В первом случае пластик измельчают, погружают в воду. Туда же добавляют соединения, влияющие на способность различных пластмасс поглощать влагу. После сепарации получают разделенные полимеры.

При втором способе сложные спрессованные детали дробятся и последовательно подвергаются воздействию различных растворителей.

Чтобы восстановить материалы в чистом виде, полученные соединения подвергают воздействию водяных паров. В результате точно выполненного процесса получаются готовые продукты высокой степени очистки.

Дальнейшая переработка различных пластмасс может иметь свои особенности, связанные с индивидуальными свойствами полимеров.

Полиэтилен высокого и низкого давления (ПЭВД и ПЭНД)

Группу этих соединений еще называют полиолефинами. Они нашли широкое применение во всех видах промышленности, медицине, аграрном секторе. ПЭ являются термопластами – материалами, пригодными для переплавки. Эту особенность с успехом использует промышленность, перерабатывая собственные технологические отходы с целью снижения текущих издержек.

Сложность вторичного применения пластика, бывшего в пользовании, обусловлена частичной деструкцией его поверхностей, вызванной солнечными лучами. Продукция, полученная путем обычной переработки изделий: измельчением, механической очисткой, переплавкой, – не является высококачественной. Чаще всего такой полиэтилен идет на изготовление вспомогательного бытового инвентаря.

Более совершенным оказывается вторичный полиэтилен, прошедший химическую модификацию. Различные добавки, помещаемые в расплав полимера, связывают измененные молекулярные звенья, выравнивают структуру вещества.

В качестве модификаторов используют пероксид дикумила, воск, лигнины, сланцы. Добавки определенных видов приводят к изменению тех или иных свойств вторичного ПЭ.

Их комбинирование позволяет получить материал с необходимыми параметрами.

Полипропилен (ПП)

Этот материал редко попадает во вторичное пользование. Чаще всего пластик имеет одну жизнь, вопреки его отличным потребительскимхарактеристикам, позволяющим использовать полимер в пищевой промышленности. Несмотря на хорошую способность к переплавке, высокие затраты на поддержание гигиеничности отпугивают переработчиков. Тем не менее в Штатах каждая пятая тонна ПП используется вновь.

По мнению химиков, ПП выдерживает не более четырех переплавок. При каждом разогреве накапливается определенное количество деформированных молекулярных звеньев, влияющих на физические характеристики материала. Вторичные гранулы легко перерабатываются в экструдерах и литьевых машинах.

Специальной модификации вторичный пластик не требует. Его параметры сопоставимы с исходным материалом, лишь несколько снижена морозостойкость. Вновь полимер находит применение в корпусах аккумуляторов, садовом инвентаре, емкостях и пленках.

Поливинилхлорид ПВХ

Материал применяется для изготовления линолеумов, отделочных пленок. Пластик подвержен термической деструкции. При температурах выше 100о начинает набирать скорость оксидирование макромолекул, приводящее к ухудшению термопластических свойств материала.

Технология экструзии с использованием вторичного ПВХ требует особой подготовки: исходная сырьевая смесь в расплаве может оказаться неоднородной.

Твердые модификации поливинилхлорида, содержащие переработанный пластик, будут обладать неравномерным внутренним напряжением. С целью минимизации негативных воздействий до экструзии проводят сухую переработку гранул в компакторах.

В результате этой операции образуются волокна, которые армируют стенки новых изделий.

Чаще вторичный поливинилхлорид используют для получения пластизолей, винилпластов. Из этих материалов получают пасты, растворы, изделия, отлитые под давлением. Среди новых технологий набирает популярность многослойное литье. Особенность метода заключается в изготовлении многокомпонентного листа, каждый пласт которого обладает разными характеристиками.

Внешнюю поверхность композита формирует высококачественный полимер, внутренние слои – вторичный пластик.

Полистирол (УПС, ПСМ) АБС-пластик

Различные виды полистирола во вторичную переработку попадают в одной массе – ударопрочные модификации, сополимеры,акрилонитрилбутадиенстирол. Многофункциональность изделий из ПС часто служит причиной для отказа промышленников от его переработки. Слишком велика цена очистки, сортировки, модификации.

Часть ПС сжигается, часть пластмасс идет на изготовление жидких реактивов и топлива. Значительная доля бывших в употреблении полистирольных изделий используется для создания ионитов.

В основе процесса лежит способность материала под воздействием высоких температур присоединять к основному звену группы молекул с подвижными ионами. В результате получают высокомолекулярные звенья с массой, превышающей 40 тыс., что повышает механические свойств полимера – ударопрочность, термостойкость, эластичность.

В соединении с хлорметильными группами иониты дают растворимые соединения: полиэлектролиты – ценные продукты, используемые для обеззараживания сред.

Технологические отходы, возникающие при изготовлении полистирольных деталей, повторно используются, можно сказать, полностью.

Поливинилхлорид – соль и побочный продукт крекинга

Прочный, износостойкий, популярный, выгодный. ПВХ расширяет сферу применения. Заводы выходят на новую мощность

ABS-пластик как материал будущего

Акрилонитрилбутадиенстирол – материал будущего. Пластик, знакомый каждому автомобилисту и компьютерщику, завоевывает новые позиции

Характеристика, особенности и применение разнообразных видов полиамида

Полиамиды являются самыми востребованными пластмассами на мировом производственном рынке. Ежегодно растущий спрос на полиамид и его производные заставляет мировых лидеров в этом сегменте увеличивать мощности производства

Поликарбонат – полимер с удивительными свойствами и сферой применения

Поликарбонат — называние целой группы термопластов, которые объединены общей химической формулой. Этот сложный линейный полиэфир фенолов и угольной кислоты отличается очень обширной сферой использования

Король пластмасс — полипропилен

Полипропилен — кристаллическое вещество, получаемое в процессе полимеризации газа пропилена. Благодаря высокой износостойкости, устойчивости к химическим реагентам материал нашел широкое применение в промышленном производстве

Полиэтилентерефталат – ткань и бутылка. Ресурсосберегающие технологии

Полимеры, становятся популярнее. Ими заменили ткани, тару. Какие новые возможности скрыты в химических технологиях?

Пэнд — полиэтилен низкого давления: свойства, особенности производства и получения материала

Полиэтилен низкого давления, также называемый полиэтиленом высокой плотности, является легко перерабатываемым и биологически безопасным материалом. Производство этого полимера в нашей стране соответствует межгосударственному стандарту ГОСТ 16338-85

Пэвд — полиэтилен высокого давления: свойства, особенности производства и получения материала

ПЭВД является эластичным и мягким материалом, получаемым в процессе полимеризации этилена в условиях автоклавирования или с использованием трубчатого реактора. Это дешёвое и качественное сырьё, которое широко применяется повсеместно

Полиэтиленовый воск: свойства, особенности производства и получения материала

Воск — распространённый и простой липид. Полиэтиленовый воск имеет синтетическое происхождение и представляет собой белый гранулят. Это высококачественное сырьё получают из отходов полиэтилена путём термической деструкции

Полибутилентерефталат: свойства, особенности производства и получения материала

Полибутилентерефталат — широко распространённый и востребованный конструкционный термопластик. Он заслуженно считается лучшим по многим физическим и химическим показателям

Читайте также:  Прием отходов пвх: цена пластика за кг и за тонну, виды изделий, которые можно сдать, технология переработки поливинилхлорида

Полистирол – современный полимерный материал, выпускаемый в гранулах

Рассмотрены типы полистирола, их использование. Приведены данные по мировому и российскому рынкам полистирола. Рассмотрены варианты вторичной переработки полистирола

Этот полимер – один из самых дорогостоящих в производстве. Облой, литники – технологические излишки, образовавшиеся в первичном производстве, идут в повторную переработку полностью.

Изделия, отслужившие свой срок, перерабатываются механически в порошки, волокна, пленки разных сечений. В результате химических превращений образуются мономерные соединения, используемые в дальнейшем для приготовления клеев, грунтовок, лаков.

В целом соблюдаются технологические принципы, позволяющие на выходе иметь однородные группы материалов:

  • армирующие волокна;
  • внутренний наполнитель в многослойных пластмассах;
  • нетканые полотнища, пленки;
  • сополимеры с модифицированными химическими звеньями.

Непрерывно появляются новые методы обработки полиамида, совершенствуются давно открытые. В их основе лежат:

  • физические процессы – расплавление, измельчение, дробление;
  • химико-физические – термическое изменение структуры, изменение межзвенных связей с помощью реактивов, добавок, катализаторов,
  • поверхностная модификация готовых изделий;
  • химические – деполимеризация, синтез новых соединений.

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ)

Полимер используется для производства тары для напитков и текстильных нитей. Если весь объем мирового производства ПЭТФ принятьза целое, то третья часть пластмассы в конечном итоге превращается в бутылки. Каждая пятая бутылка попадает во вторичную переработку, и лишь из каждой двадцатой изготавливают новую ПЭТ-тару. Слишком высоки требования стандартов, предъявляемые к этим изделиям.

При вторичном применении полимеры подлежат переработке с помощью всех физико-механических, технологических приемов: плавления, экструзии, литья. На выходе получают порошки, гранулы. Материал практически не подлежит химическому рециклингу.

Вновь полученное сырье направляется:

  • в текстильную промышленность (нити, волокна);
  • на предприятия бытовой химии (для изготовления коробов, лотков, контейнеров);
  • в сектор вспомогательных материалов (с целью получения пленок, лент).

Плюсы использования

Воспроизводство полимеров по сравнению с их синтезом требует меньших организационных хлопот:

  • логистика не требует строительства тысячекилометровых нефте- газопроводов;
  • возведение многих видов производственных мощностей доступно субъектам среднего и малого бизнеса;
  • технологические процессы, как правило, не связаны с использованием сверхактивных химических соединений, провоцирующих
  • техногенные аварии и катастрофы.

Инвестиции в рециклинг стимулируют развитие сопутствующих производств:

  • машиностроительных,
  • транспортных,
  • галантерейных,
  • бытовых товаров и других.

Полимеры – высокомолекулярные органические соединения. Будучи родственниками белков и аминокислот, они имеют долгий век.

Период их полураспада – вне конкуренции. При сгорании макромолекулярные цепочки превращаются в фосгены, цианиды и диоксиды, стойкость и вредоносность которых сопоставима с тяжелым излучением.

На протяжении десятилетий эти вещества, растворенные в воздухе и воде, содержащиеся во флоре и фауне, подавляют механизмы нормального деления живых клеток всех без исключения организмов.

По мнению экологов, формы существования синтетических материалов, которые образуются в результате промышленного воспроизводства пластмасс, менее агрессивны и более функциональны.

Вторичные мономеры, получаемые в результате пиролиза: этилен, пропилен, бутадиен – являются составляющими красок и клеев. Другие тяжеловесные пластики, обладая высокой экологической чистотой, составляют основу канализационных стоков, водопроводов, множества других полезных изделий.

Перспективы рециклинга пластмасс

В развитых экономиках доля переработки пластмасс достигает 26% от выработанного количества – до 90 млн тонн. При этом объеммирового рынка составляет 600 млрд долларов. Отечественный сегмент полимерного рециклинга выглядит несколько скромнее: 5,5 млн тонн.

По оценке специалистов спрос российской промышленности на мономеры и полноценные модифицированные термопласты существенно превышает их предложение. Наличие этих двух факторов приводит к росту национальных мощностей, предназначенных для переработки полимеров. Причем темпы прироста промышленных объемов в этой сфере опережают европейские.

Существующие тенденции рынка учтены в правительственных прогнозах. Приоритет перевооружения перерабатывающей отрасли заложен в двадцатилетний отраслевой план развития газонефтехимии.

Источник: http://greenologia.ru/othody/sinteticheskie/nefteprodukty/polimery

Переработка пластиковых отходов

Пластмасса – один из самых популярных и полезных материалов современности. Его популярность обусловлена тем, что материал для производства стоит дешевле стекла, весит легче.

Но эта популярность является частью проблемы: расход пластика стал в 20 раз больше, чем 50 лет назад. Тем не менее, есть возможность оптимизировать срок службы пластмассы с помощью сбора, повторного использования и утилизации изделия столько раз, сколько это возможно.

Существует множество различных видов пластика, некоторые из которых можно использовать повторно. Для этого существуют новые технологии, которые способствуют эффективной переработке материала. Они есть и, в настоящее время, доступны.

Одна ошибка повторяется изо дня в день: пластмасса по-прежнему идет на свалку (например, при вывозе мусора в Ногинске), некоторые сжигают ее, а некоторые отправляются за границу для переработки. 70% сбора пластиковых отходов – специализированный прием и оплата, накладывающая прямой экономический стимул к участию.

В остальном, пластмассовые отходы берутся из мусорных контейнеров для утилизации.

Что изготавливают из переработанных пластиковых отходов?

Вот примеры продуктов, изготовленных из переработанных пластиковых отходов:

  • полиэтиленовые пакеты для мусора;
  • пластиковые бутылки;
  • полы и оконные рамы;
  • строительная теплоизоляция доски;
  • видео и компакт-диски, кассеты;
  • ограждения и садовая мебель;
  • садовые навесы и компостеры;
  • лотки для еды;
  • волоконный наполнитель для спальных мешков и пуховых одеял;
  • различные аксессуары для офиса.

Пластмасса – популярный, полезный материал, но общество слишком много использует его. За счет оптимизации продолжительности жизни пластмасс путем повторного использования и переработки элементов столько раз, сколько это возможно, например, путем переработки использованных пластиковых бутылок в новые, мы можем уменьшить нашу потребность создавать новую пластмассу.

Пластичные материалы могут быть утилизированы различными способами. Легкость переработки варьируется в зависимости от типа полимера, дизайна упаковки и типа продукта. К примеру, жесткие контейнеры, состоящие из одного полимера, проще и экономичнее перерабатывать, чем многослойные и многокомпонентные пакеты.

Как происходит переработка пластиковых отходов?

Процесс сбора и переработки пластиковых отходов происходит по следующей схеме:

  • сбор;
  • сортировка;
  • дробление;
  • промывание;
  • плавка (агломерация);
  • гранулирование.

Весь процесс переработки происходит в два этапа:

  • Сортировка, главным образом, проходит ручным способом. Удаляется загрязнение, лишние элементы.
  • Пластик измельчается и переплавляется в новую форму, или измельчается в хлопья, затем прогревается перед процессом грануляции.

В настоящее время огромные инвестиции, сделанные по всему миру, идут на разработку технологии переработки полимерных материалов, чтобы помочь переработчикам справляться с многообразием пластмасс.

В то же время легко внести свою лепту, чтобы улучшить положение вещей. Правильная утилизация пластмассы для дальнейшего сбора является одним из простых способов помочь.

На продукте легко заметить символы, поясняющие из какого типа пластика они сделаны и как их утилизировать.

Достоинства переработки отходов из пластика

Переработка пластика помогает:

  • Экономить невозобновляемые ископаемые виды топлива (нефть).
  • Снизить потребление применяемой энергии.
  • Сократить количество твердых отходов.
  • Снизить выброс углекислого газа (и других вредных продуктов горения пластмассы) в атмосферу.

Кстати, существует и другой вид пластика – разлагающийся. Он создается на масляной основе и не содержит добавок.

После использования, в конце концов, он либо ломается, либо разбивается на более мелкие фрагменты при длительном воздействии света, кислорода, тепла или механического воздействия.

Однако такой пластик, попав на свалку в нижний слой мусора, будет разлагаться дольше положенного срока, выделяя вредные вещества в атмосферу.

См. также:

Источник: http://alon-ra.ru/pererabotka-plastikovyh-othodov.html

Переработка отходов пластмасс

В данное время в промышленности переработка отходов пластмасс и их ликвидация заключается в таких основных направлениях:

  • переработка отходов пластмасс во вторичное сырье с последующим применением для изготовления новой продукции;
  • уничтожение посредством сжигания с бытовым мусором;
  • утилизация для получения газообразного или жидкого топлива;
  • захоронение на специальных полигонах.

В отечественных реалиях, независимо от уровня преимуществ повторного применения полимерных материалов, их утилизация посредством данной технологии практически не проводится, что обусловливается такими факторами, как: трудоемкость процесса сбора, разделения, сортировки и очистки пластмассовых отходов, особенно это актуально для отходов бытового применения. В силу этих обстоятельств, наряду с процедурой вторичной переработки пластмассовых отходов в новые виды продукции, применяются и другие методы утилизации.

Сжигание пластмасс

Так, например, сжигание пластмассовых отходов хоть и является самым неэффективным методом утилизации и обезвреживания пластмассовых отходов, применяется в тех случаях, когда выделение дорогостоящего полимера и других компонентов из смеси отходов по техническим и экономическим причинам является нецелесообразным.

Для выполнения процедуры сжигания пластмассовых отходов используются печи различных конструкций, разработанные с учетом особенностей горения данного материала.

Данные печи оснащаются специальными системами дожига и системами обработки и очистки дымовых газов, которые в результате горения пластмассы насыщаются такими токсичными веществами:

  • аммиак;
  • хлористый водород;
  • оксиды азота;
  • диоксиды и прочее.

Захоронение пластмасс

Переработка отходов пластмасс посредством их захоронения на специальных полигонах является весьма неэффективным методом, так как не только наносит непоправимый ущерб экологическому состоянию окружающей среды, а, соответственно, и здоровью человека, но и провоцирует нерациональное применение природных ресурсов.

Максимально эффективная переработка отходов пластмассы заключается в ее утилизации с последующим повторным применением для производства какой-либо продукции, тем более что данный метод не требует каких-либо значительных капиталовложений. При том, что в результате он обеспечивает повторное вовлечение материалов в производственный процесс, тем самым позволяя избегать лишних загрязнений окружающей среды.

Создание частного специализированного производства по переработке пластмассовых отходов имеет смысл только в том случае, если налажен рынок сбыта готовой вторичной продукции, а также налажены поставки пластмассового сырья и технология его переработки. В обратном случае наиболее целесообразным считается сдача небольших количеств полимерных отходов на предприятия специализирующиеся на их переработке.

В большинстве случаев промышленные пластмассовые отходы не нуждаются в выполнении всех этапов процесса, в то время как полимерные отходы бытового назначения требуют тщательной подготовки. Так, например, процедура переработки технологических отходов термопластов должна начинаться с определения уровня изменения свойств материала и выбора максимально эффективной технологии его применения.

Как правило, высокое качество вторичной продукции обеспечивается за счет равномерного дозирования гранулированных или измельченных отходов, а также в хорошем смешении его с исходным материалом. Для сохранения эксплуатационных характеристик пластмасс, во время ее переработки в состав вводятся специальные дополнительные стабилизаторы.

Переработка отходов из пластмассы, видео:

Источник: http://hromax.ru/pererabotka_otxodov_plastmass.html

Ссылка на основную публикацию