塑料包装废弃物回收处理及进展

2008年油价高涨，以石油为原料的商品的身价自然水涨船高。许多垃圾处理公司现在都将塑料垃圾填埋场视为一个蕴藏着宝贵资源的矿场。当时欧美和亚洲各地已开始进行试点项目，回收塑料及其他石油为原料的废弃物，转换成液体燃料。
(2)气化
热分解气化工艺主要是用于处理城市内混有塑料包装废弃物的垃圾及多种混杂的废旧塑料垃圾。废塑料气化装置的设计需着重考虑两个方面：
一是使废塑料充分气化；二是尽可能少产生有害物质。现有的废塑料气化装置主要有流化床和固定床，原料流程以二段流程为主。
我国有关机构开发出一种利用废塑料生产汽油、煤油、柴油的工艺，将废弃聚烯烃塑料熔化气化的装置，由熔化器及气化炉两部分组成。熔化器的热源部分来自气化炉炉管，部分采用电加热器。气化炉采用自动控制温度的喷燃油的燃烧器加热。废塑料在熔化器内受热熔化成液态，经有计量泵的出口进入气化炉的布料板，受热气化成聚烯烃气体。中国科学院山西煤炭化学研究所发明的气化炉亦属两段流程：废塑料从气化炉下部加入，在720～850℃时热解气化，生成含有焦油的空气煤气；该煤气经过气化炉上部850～920℃的高温区，焦油裂解，即成为不含焦油的煤气。该气体不含高分子烃类物质，水洗后可直接燃烧使用。
目前，德国、美国、日本等发达国家均已开始废塑料气化工艺的研究，并在加压鲁奇炉、高温温克勒和德士古等气化炉中进行了混合废塑料气化中试规模的试验。
(3)炭化
废旧塑料进行热分解时会产生炭化物质，多数情况下是油化工艺或气化工艺中所产生的副产物。当炭化物质排出系统外用作固体燃料时，需要采用高效率并且无污染的燃烧方法。废旧塑料在一定热分解条件下炭化，并经相应处理即可制得活性炭或离子交换树脂等吸附剂。将PVC先进行热分解使其炭化，并采取适当措施使炭化物形成具有牢固键能的立体结构，即得到高性能活性炭。在所采取的措施中，要注意调节升温速率、引入交联结构和使用添加剂等。其具体过程是，将PVC在350℃脱氯化氢后的生成物，以10～30℃／min的速率升温，加热到600～700℃获得炭化物；然后在转炉中用水蒸气于900℃下活化，即得到比表面积为400mL／g、亚甲基蓝脱色能力为120mL／g的活性炭。
日本最近加快开发以废塑料中所含的碳元素作为电炉用的含碳材料的技术。采用该技术后，每年能将约200万t被填埋处理的废塑料进行有效的循环再利用。开发的废塑料循环再利用的工艺流程是，把作为原料的废塑料与铁粉混合后，装入回转窑进行加热，获得废塑料和铁粉混合的颗粒体；将所得的颗粒体采用固化挤压机挤压致密后就成为了可投入电炉用的体积压缩固化的废塑料。体积压缩后的废塑料作为电炉的发热源，与焦炭和无烟煤等含碳材料的效果基本相同。
3.2.2化学分解
化学分解是将废弃塑料通过水解或醇解(乙醇解、甲醇解及乙二醇解等)等分解反应，使塑料变成其单体或低相对分子质量的物质，重新成为高分子合成的原料。化学分解产物均匀，易控制，不需进行分离和纯化，设备投资少。但由于化学分解技术对废旧塑料预处理的清洁度、品种均匀性和分解时所用试剂有较高要求，因而不适合处理混杂型废旧塑料。目前化学分解主要用于聚氨酯、热塑性聚酯、聚酞胺等极性类废旧塑料。
化学分解主要有催化剂分解法和试剂分解法。
(1)催化剂分解法
催化分解法是在复合催化剂的作用下，在常温常压下进行分解反应。分解产物为废旧聚合物的原单体。该分解方法工艺简单，但对于催化剂的选用、装载比较精细。美国Amoco公司开发了一种新工艺，可将废旧塑料在炼油厂中转变为基本化学品。经预处理的废旧塑料溶解于热的精炼油中，在高温催化裂解催化剂作用下分解为轻产品。由PE回收得到LPG、脂肪族燃料；由PP回收得到脂肪族燃料；由PS可得到芳香族燃料。
(2)试剂分解法
试剂分解法中的醇解应用最为广泛。将废旧塑料进行清洁干燥等预处理，破碎后送入反应器中。分解后可获得多元醇类产品。水解反应也是一种较为方便的回收手段，系缩合反应的逆反应，所以水解的对象也多为缩聚物。由于这些分子中具有羟基形成的众多氢键，分子间作用力强，故可作为塑料材料；但也由于它的基团中具有亲水性或易水解性，其最终产物为葡萄糖。
日本崇城大学采用微波进行废塑料的化学分解研究，最近开发出一种高速化学分解法。选择在塑料中含有极高反应活性的酯键的聚酯系塑料，主要是以废PET瓶作为原料进行化学分解研究。由
于PET瓶在废塑料中回收量高，以往进行过很多次化学分解的研究。以往的PET分解法是采用长时间加热或在高压下分解的方法，能耗大。新方法最初试验是在通常的碱性催化反应(H2O-NaOH-PET)的条件下，用微波照射7min后，PET瓶碎片就完全分解。它与一般的加热环流条件相比，分解速率提高30倍。