废旧塑料的回收与利用研究(论文).doc

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1、题目:废旧塑料的回收与利用研究2010年1月摘要中国每年产生的废旧塑料量为500万吨左右，由于塑料具有耐腐蚀、不易分解的特性，而它的这一特性以及在垃圾中重量小、体积大，决定了它的最终处置不宜填埋，但它是热值很高的大分子材料，回收利用符合我国可持续发展的基本国策，也能充分利用其内在价值，并节约资源，保护环境。由于治理白色污染是个庞大的系统工程，政府部门须在制定法规和加强管理的同时，提高全社会的科技意识、环保意识和参与意识，这样才是减少和消除白色污染，提高资源综合利用水平的根本途径。 关键字：环境保护 废旧塑料 再生目录摘要2AbstractI目录III绪论1第一章 我国塑料工业的基本概况61.1

2、概述61.1.2限制废旧塑料再生的因素71.2我国塑料制品生产与使用情况71.2.1 我国塑料制品的生产情况71.2.2 我国塑料制品的使用情况91.3废旧塑料的来源领域101.3.1 产业系统和使用于消费系统的废旧塑料101.3.2 农业领域和商业部门的废旧塑料来源101.3.3 家庭日用中的废旧塑料制品11第二章 废旧塑料的再生122.1 废旧塑料的物质再生122.1.1废旧塑料的物理再生122.1.2 废旧塑料的化学再生132.2 废旧塑料的能量再生142.2.1 直接焚烧技术142.2.2 制作燃料RDF焚烧技术152.3 废塑料的热解油化工艺162.3.1 废旧塑料的热分解162.3

3、.2 废旧塑料的催化裂解17第三章 典型塑料的回收与利用183.1 聚乙烯塑料的回收利用183.1.1废旧聚乙烯再生的简介183.1.2 废旧聚乙烯的改性193.2聚丙烯塑料的回收与利用203.2.1废旧聚丙烯的再生简介203.2.2聚丙烯的热解回收与焚烧213.3聚氯乙烯的回收与利用223.3.1 废旧聚氯乙烯的简介223.3.2聚氯乙烯的裂解和焚烧24第四章 废旧塑料回收与利用研究进展264.1 废旧塑料的鉴别技术264.1.1 废旧塑料传统的鉴别方法264.1.2废旧塑料的近代鉴别技术294.2废旧塑料的分离技术304.2.1废旧塑料的传统分离技术304.2.2 废旧塑料的近代分离技术3

4、14.3废旧塑料的传统与近现代的回收与利用324.3.1废旧塑料的物理与化学循环技术324.3.2废旧塑料的超临界流体技术32第五章 废旧塑料利用的典型实例345.1 废旧塑料做涂料和作燃料345.1.1 废旧塑料制作涂料345.1.2 取代重油作燃料345.2 天然溶剂处理和制作为木材355.2.1 用天然溶剂再生处理355.2.2 废旧塑料和纸转化成坚硬的木材365.3 以生物降解塑料取代传统塑料365.3.1 可与聚乙烯竞争的生物降解性塑料365.3.2 Vertix生物降解薄膜37结论38致谢39参考文献40绪论随着我国塑料工业的发展，塑料制品不论是在社会生产和人们的生活中都得到广泛应

5、用。塑料已与钢材、木材、水泥构成当今世界的四大基础材料。塑料以优良的性能在整个国民经济建设中发挥着不可替代的作用。在塑料制品消费量不断增长的情况下，废塑料的量也随之增加，对环境及资源的影响日趋突出。塑料废弃物的回收、处理、再生利用已成为全球关注的问题。必须引起我们的高度重视。一、我国塑料工业基本现状 中国塑料工业是建国后逐步发展起来的，50年来，塑料工业从无到有，从小到大，从弱到强健康发展，取得了举世瞩目的成就。我国已步人世界塑料大国行列，既是生产大国，也是进口大国，同时还是消费大国；塑料制品总产量已超过2000万吨，位居美国之后，名列世界第二位 二、废塑料的主要来源 一般来讲，废塑料的来源主

6、要有以下几个方面： (1)生活中产生的废塑料。这类材料绝大多数是包装材料它们基本上是由高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)及聚酯等塑料组成。这些包装材料都是具有良好加工性能的材料。 (2)由塑料复合材料组成的废塑料。这些材料的主要形式是复合薄膜及片材、多层管材、异型材及模塑制品。 (3)塑料加工过程中产生的废料。这类材料容易回收利用。因为知道其种类和填充程度，材料本身清洁并且纯度比较好。 (4)来自工程材料混合物的废塑料。这类材料产生于家用电器、机械设备的维修部门。由于规格不统一成分不一致，回收利用困难较多。 (5)电缆绝缘材

7、料。这类材料可能具有多层结构，或者是加工时产生的未分类废料的混合物，或者是边角料。 三、国外废塑料回收利用基本情况 全世界塑料总量已超过12000万吨。随着塑料产量的增加，废弃塑料数量也在不断增加，全球废弃塑料量也已达到4000多万吨。全世界循环利用废旧塑料的数量已由1988年的90万吨增加到1998年的430万吨，到2000年为1250万吨，预计2003年将超过1500万吨。塑料废弃物的回收利用已成为世界各国环境保护工作中要加以认真解决的重要课题。各国根据自己的国情在不同程度上研究对策和制定有关的安全卫生及环境保护法律、法规和相关政策积极鼓励企业提高塑料回收和利用率。 世界废塑料主要是在包装

8、、建筑、消费、工业、汽车等领域的废弃物。 国外废旧塑料的回收主要采取以下两种方法，一是熔融再生利用法，这种方法有单纯再生利用和复合再生利用两种属物理过程，此法一般由下列工序组成：预处理-分类-清洗-破碎-熔融造粒-重新成型。二是热分解回收利用法。 四、我国废塑料回收利用基本情况 我国塑料工业相关部门对塑料废弃物的回收利用一直十分重视，在1975年7月原国家轻工业部就在上海主持召开全国废旧塑料回收利用经验交流会，会议指出废旧塑料回收利用不是权宜之计，而是一个长远的工作，1978年9月还组织对废旧塑料回收技术及装置进行了实地考察。1996年原中国轻工业总会塑料工业办公室和塑料加工应用研究所又制订了

9、塑料制品的回收技术国家标准。 20世纪90年代以来，我国塑料加工工业迅速发展，塑料制品的产量由1980年约100万吨增至2002年的超过2000万吨。目前，每年有大量的废旧塑料产生，塑料的回收利用也在逐年发展。近几年，我国废旧塑料的进口量也在不断增加，2002年已经接近250万吨。 目前，我国每年可回收的塑料废弃物量若按制品总量的20计算，将约400万吨。如此大量的塑料废弃物的产生，对环境保护带来了很大的压力。据估计，每年社会上能够回收利用的塑料废弃物约在300万吨，如能处理和利用得当，将会产生一定的经济效益和社会效益，对我国塑料工业的健康发展具有重要的意义。随着塑料在日用品、包装领域的应用迅

10、速增加，城市垃圾中塑料废弃物的含量不断增长，由于污染的废弃塑料回收清洗分离处理的费用提高，再制品的开发利用量又较低，因此回收部门不愿回收，致使城市垃圾几乎绝大部分都采用填埋的方式，不仅占有土地，而且造成二次污染。我国目前废弃塑料的清洗分离技术水平较低，再制品的开发也是低档的产品，经济效益不可能很高。塑料废弃物的综合利用是一项系统工程，涉及政策法规等问题，它与社会的发展是密切相关的，开展塑料废弃物的利用研究是一件十分迫切的事情。 五、我国废旧塑料回收利用的发展前景 目前我国对废塑料的回收处理主要有三种方式：填埋、焚烧、再生利用。 采用填埋或焚烧法处理塑料废弃物的问题较多。填埋时，塑料留在土壤内长

11、期不分解，使土壤处在不稳定状态，并有可能使塑料中的有害物(稳定剂、颜料等)溶出，造成二次污染。将废弃塑料焚烧回收能量，涉及到废气、废渣、热循环过程中对环境无害处理的技术环节，废气处理一定要确保密闭处理、不泄露，废渣处理过程中确保其稳定性、无害化，否则会严重污染环境，降低回收效果。焚烧处理从充分利用资源的角度来看，今后这一处理方法也必须减少。而作为再生原料再利用主要是熔融再生加工利用，能充分循环利用有限的自然资源，能做到对环境无害处置，是理想的回收途径。此外，还有热分解回收油、气的利用和燃烧热利用。 关于热分解回收油、气的利用的技术，多年来国内外一直在研究，但技术尚未成熟。2001年由中国环境保

12、护产业协会组织石化、轻工、废物处理和环境管理的专家召开了废塑料油化技术专家座谈会。与会专家就该技术目前提出了意见和建议：距实用阶段尚有很大距离；油化的技术处于工艺示范阶段，须前后处理系统，成本较高，难以商业化推广；国内油化技术工艺系统化差，设备简陋，存在安全隐患：故不易推广。 目前可回收利用的塑料废弃物主要来自两个方面：一是塑料加工厂产生的副产物、污染的树脂及加工过程的边角残料、清洁的废塑料制品，这部分材料易于收集，可进行有效的回收利用；另一部分是各工业部门、商业、家庭、农业等领域使用过的严重污染的塑料制品，如废弃的农膜、工业用品、日用塑料等。目前，不仅废弃的聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)

13、、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(PS)、酚醛等塑料被回收利用，而且废弃的泡沫塑料、热固性塑料等也得到利用。 城市垃圾(包括工业垃圾中的废弃塑料)利用清洗和分解除掉污秽物料(因为需要高纯度的物料)的有效系统是具有重要意义的，这不仅关系到处理混杂塑料垃圾的技术对提高回收料的质量、降低成本的作用，而且与再生塑料制品的开发应用和其性能也密切相关。 六、废塑料回收利用存在的问题 目前我国回收和加工企业分散、规模一般较小，很多国内外的废旧塑料回收与加工新技术和设备难以推广实施，回收加工产品质量低下。对废塑料再生利用宣传力度不够，人们对废旧塑料再生利用认识和环保意识不足。 废旧塑料

14、的回收与利用是朝阳产业，一方面由于在宣传力度不够，人们对塑料的回收利用价值认识不足，导致了社会上对塑料制品的不良印象。人们说起塑料就是漫天飞的白色污染，但应当指出：治理的根本出路在于增强人们的环保意识，作好白色污染物的回收与处理。目前，在我国塑料制品的大多数产品中无回收标志，这给企业的回收、分类造成诸多不便。 另外，塑料回收利用技术开发投入严重不足。由于资金投入少，技术开发能力弱，导致废塑料加工处理工艺落后，技术及装备水平极低，使得一些与废塑料加工处理相伴的环境污染物未能妥善处理。即使是先进适用的技术，也由于现行政策落实不到位或缺少资金而难以推广应用。由于我们对废塑料的加工处理技术还比较落后，

15、与资源综合利用和环境保护的要求差距甚远。全国范围内对废塑料回收利用网点不健全。现在全国范围内回收塑料的网点虽然比较多，但是能够大量正确处理这些废旧塑料，使这些塑料发挥其最大功效的企业还不是很多。也就是说，塑料回收处理企业没有将废旧塑料的经济效益发挥到最大。另外，塑料回收率低，不易回收利用的再生资源丢弃现象严重。 国家对废塑料回收利用的扶持政策较力。国家对塑料回收、加工、利用企业的扶持力度不够。企业实际上没有在资金上、税收减免政策上和其它方面得到有效支持。由于废旧塑料的回收加工可能产生二次污染。废塑料回收利用企业普遍经营规模小、工艺技术落后。尽管国家出台了一些优惠政策鼓励和扶持塑料回收企业的发展

16、，但目前绝大多数废塑料回收加工企业仍是微利或无利，基本没有条件和能力开发、引进或采用新技术、新工艺、新设备，产品的技术含量和附加值较低，从而阻碍了废塑料回收利用的发展进程。 总而言之，近20多年来，废塑料回收利用的研究进展表明，废塑料的处理不单纯是厂的技术问题，它需要建立全社会的处理体系，建立科学合理的资源回收技术系统，也需要政府的支持和生产部门的重视，各个环节的相互配合，并制定相关的法规加以保证。促使废塑料回收再利用事业健康发展。第一章 我国塑料工业的基本概况 随着我国塑料工业的发展，塑料制品在工业、农业、国防及人们日常生活的各个领域得到广泛应用，但伴随而来的是塑料废弃物的日益增多，带来了严

17、重的环保问题，危害着生态环境和人类的身体健康。因此，废弃塑料的处理已成为公众关注的热点。 从保护环境资源的综合利用角度考虑，回收利用是我国当前消除塑料废弃物对环境污染的首要途径。本章介绍我国塑料工业的基本概况。1.1概述 塑料一般指以天然或者合成的高分子化合物为基本成分,可在一定条件下塑化成型,而产品最终形态能保持不变的固体材料。在塑料的生产、消费途径的每个环节中都会产生废料和废旧制品。1.1.1白色污染与人们的日常生活密切相关的大量的废旧包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具以及使用后的地膜，这些废旧塑料被称为“白色污染”。“白色污染”对环境造成的三方面不利影响。 一、因为废旧塑料不易生物降解

18、，塑料散落在各处，严重影响城市市容和景观环境。 二、因废塑料质量轻、体积大且不易生物降解，垃圾填埋时占用了较多的空间，而且容易引起填埋场火灾。三、由于塑料中含有较多添加剂，如填充剂、稳定剂、塑化剂、增强剂等，其中一些塑料中含有重金属，易造成环境污染。解决废旧塑料对环境的影响，目前主要从两个不同的方面着手：一方面是对废旧塑料进行后置处理，主要方法包括填埋和资源化再生；另一方面是从源头做起，通过减量和重复使用减少废旧塑料的产生量，以及采用可降解塑料生产不易回收再利用的短期和一次性使用的塑料制品，使其在完成使用功能后，在环境中自行分解。1.1.2限制废旧塑料再生的因素由于塑料填埋的诸多弊端，废旧塑料

19、的资源化再生是治理“白色污染”的主要发展方向。但主要是由三点原因限制了塑料再生产业的发展：塑料种类较多、性质不同、成分各异，很难采用一种单一模式进行集中处理；由于废旧塑料多存于垃圾之中，杂质较多，塑料分离步骤比较复杂，分离成本较高；塑料质量轻、体积大，收用成本较高。对废旧塑料的管理主要是垃圾源头管理和包装废物管理。废旧塑料分选的目的是清除废旧塑料中的金属、沙石、织物等杂物,并把混杂在一起的不同种类的塑料制品分开、归类。1.2我国塑料制品生产与使用情况塑料制品作为三大合成材料之一,具有众多优点,广泛运用于工业、农业、国防建设和人们的日常生活中。1.2.1 我国塑料制品的生产情况 我国是世界上十大

20、塑料制品生产国之一。据统计，全世界塑料的产量在1992年为1.05亿吨。其中我国塑料产量约为370万吨。1995年，全国塑料产量增至519万吨，进口量增至近600万吨，共计达1119万吨。比1992年翻了一番。1996年全国塑料生产和进口达到1514万吨，其中薄膜产量约为241万吨。随着塑料生产量的增加，塑料包装材料的比率也在迅速增加。据资料介绍，1990年国内包装用塑料为95万吨，到1995年增至211万吨，年增长率为17.3%，是世界平均增长率的两倍。这些废旧塑料被弃于环境中。有关资料表明，我国塑料回收量1980年为24万吨，1994年为73万吨，1996年为95万吨，废旧塑料的回收率呈明

21、显的下降趋势。回收率从1980年的20%下降至1994年的10%。再生利用率从1980年的20%下降至1994年的15%。我国塑料工业是国民经济的支柱产业之一，已步入世界塑料大国的行列。2001年，我国合成树脂已名列美国、德国、日本之后居第四位，总产量达1204万吨，但远远满足不了社会消费的需求，进口合成树脂达1426万吨，进口废塑料223万吨，创历史进口最高记录。因而2001年全国塑料表观消费量为2400多万吨，人均超过18公斤。塑料已成为人类社会生活中不可缺的生产资料和生活资料，塑料制品生产与应用发展走势很好，增幅保持两位数。 我国每年产生的废弃塑料量约为500万吨左右，由于塑料具有耐腐蚀

22、、不易分解特性，尤其是一次性塑料包装废弃物、塑料农地膜被人们随意丢弃而造成的视觉污染，即所谓的“白色污染”，以及废塑料对环境造成的潜在危害，已成为我国社会各界关注的环境问题。而它的这一特性以及在垃圾中重量小、体积大，决定了它的最终处置不宜填埋，但它是热值很高的大分子材料，回收利用符合我国可持续发展的基本国策，也能充分利用其内在价值，并节约资源，保护环境。正确处理发展与环境的关系，合理利用自然资源是21世纪提出的迫切要求。随着我国塑料工业的不断发展，废弃塑料再生利用越来越成为我国资源再生和环境保护事业的一个重要方面。 我国在塑料材料稀缺时就十分注重回收利用，为我国的经济腾飞做出过贡献。目前，全国

23、各地已形成大大小小的废塑料加工、经营集散地十几处，交易额大都在几个亿以上，呈蓬勃发展之势，为农村富裕劳动力提供了就业、致富的门路之一。但是在一些地方由于设备简陋和对塑料了解甚少，存在资源浪费和对环境的二次污染，所以，对废塑料回收利用的综合治理成为一个迫切的问题。需要政府有关部门结合当地实际情况会同有关专业协会共同合理规划、并配以正确的指导措施，达到综合治理的目的。 发达国家的经验和做法值得借鉴。解决塑料发展与环境问题的成功策略是实施“三R”战略，即塑料制品的减量（Reduce）,再使用 (Reuse) 和塑料废弃物的回收利用(Recycle)。2002年4月19日欧洲塑料制造者协会最新发布的数

24、据显示：2000年在所有应用领域中再循环和以其他方法回收的塑料显著增长，减少了垃圾中的废塑料处置。2000年，西欧塑料需求增长了3%，达到3676.9万吨，但是通过机械再循环、再生原材料和能量回收的总回收量增长了11%。2000年西欧塑料消费和回收的一项分析显示：尽管塑料需求增长了，使用后废弃塑料总量仍然低于所有材料的废料总量的1%，废塑料回收的增长达到36%，已经减少了废塑料的填埋，一个最重要的因素就是减少了塑料对环境的负面影响。2000年有八个国家回收了超过50%的包装用废塑料，他们是荷兰、瑞士、丹麦、挪威、德国、瑞典、奥地利和比利时。据悉美国塑料工业协会（SPI）在全美设立了6000多个

25、回收点，日本也有近1000个。而在废塑料回收利用新途径上日本环境省计划在未来的8年中在全日本建150个废塑料发电站，到2010年将目前垃圾发电量提高5倍，使年垃圾发电达量达400万千瓦以上。另外，日本川崎钢铁公司将研究利用废塑料作为炼铁还原剂的技术。该公司计划在3年内开发出实用化的操作技术和设备。我国首钢也在这方面做了尝试。而挪威政府则把废塑料用在修建公路上，经多年使用证明，塑料公路使用期限长，能消除和减轻路基下部建筑不稳而导致的路基损坏，而且弹性好，修起来十分方便。可见国外环境意识强的一些国家政府能够积极通过实际应用的演示和做法来刺激废塑料的回收利用和带动本国环保产业和事业的发展，而且这已成

26、为各国经济、社会、环境可持续发展的重要选择。1.2.2 我国塑料制品的使用情况 我国的塑料制品的消费领域看，以农膜为主体的农用塑料、包装塑料、日用品三大领域是废旧塑料的主要来源途径。以全国塑料制品总产量为基数，九十年代初，各大塑料制品所占的比例约为：包装用塑料制品占27%，塑料日用品占25%，农用塑料占20%。此三类塑料制品合计占72%。仅农用薄膜与棚膜转向制品就占塑料制品总量的11%左右。图1-1 塑料制品的总量图1.3废旧塑料的来源领域废旧塑料来源领域大致包括产业系统的废旧塑料,使用和消费系统的废塑料,农业领域的废旧塑料制品,商业部门的废塑料制品和 家庭日用中废塑料制品。1.3.1 产业系

27、统和使用于消费系统的废旧塑料 在产业系统中，在废旧塑料的生产和加工过程中不可避免的会出现废品、边角料、实验料等。如注塑成型时产生的飞边、流道和浇口。机械加工中形成的切削等。这些废料由于品种单一，品质均匀，较少被污染，便于回收利用。使用和消费系统的废塑料，主要来源于农用塑料，日用品和包装用塑料。回收废旧塑料的难点在于：一是农用薄膜用量大、分布广，回收比较困难，残留在土壤中的塑料薄膜对农田危害更大。二是日用杂品或家庭消费塑料制品的回收，这些废旧塑料品种多，且废旧塑料品与其他生活垃圾混杂为城市垃圾,其分离和回收工作难度大。1.3.2 农业领域和商业部门的废旧塑料来源我国农用塑料制品占塑料制品的比重比

28、较大，在农业领域塑料制品的应用主要在四个方面:农用地膜和棚膜；编织袋，例如化肥、种子、粮食、的包装编织袋等；农用水利管件，包括硬质和软质排水、输水管道；塑料绳索和网具。上述塑料制品的树脂品种多为聚乙烯树脂，其次为聚丙烯树脂，还有聚氯乙烯树脂，其次为聚丙乙烯树脂，还有聚氯乙烯树脂在诸多的农业用塑料制品中回难度大的是农用地膜一是农膜质量差，超薄膜用后难以回收二是回收农膜的价格过低回收废旧塑料可行之有效的一个措施可能为经济的杠杆作用，即吊高废旧农用塑料的收购价，如果质量相同，农用膜废旧品价应高于其他废旧塑料制品的收购价，以鼓励农民积极回收农膜 商业部门的塑料制品的废弃物至少表现在两大方面一个是经销部

29、门，这类部门可回收的塑料制品大都为一次性包装，如包装袋，打捆绳，仿真泡沫塑料，包装箱，隔层板等此类的塑料制品品种较多，但基本无污染回收后通过分类即可再生处理另一个部门是消费中废旧塑料制品，如旅店，旅游区，饭店，咖啡厅等塑料制品这一类的一般均使用过由污染物它们出分类回收外，还需要清洗等处理这类商业销售部门和经销部门的废气旧塑料回收工作，主要应该放在强化管理，制定强制性措施上，把回收废弃物的垃圾袋，制定，组织一系列回收，运送，处理，再生系统将商业部门的塑料废弃物在作为城市垃圾之前分拣出来，不仅能够减轻处理城市垃圾的费用和负担，同时也为有效的处理费塑料提供了良好的条件。1.3.3 家庭日用中的废旧塑

30、料制品日常生活中所用的塑料制品占整个塑料制品的较大比重,而且比率越来越大.通常,这些日用品分为三种:包装材料。如包装袋、包装盒、家用电器的PS泡沫塑料减震材料、包装绳等。一次性塑料制品。如饮料瓶、牛奶袋。非一次性用品。如各类器皿、塑料鞋、灯具、文具等。第二章 废旧塑料的再生 废旧塑料回收利用的关键是对其回收利用并再生，主要是通过熔融再生。废旧塑料的再生包括物质再生、能量再生和热解油化三方面。2.1 废旧塑料的物质再生随着人们对环境保护和资源再生问题的日益关注,废旧塑料的资源化技术不断发展。目前废旧塑料的资源化应用包括物质再生和能量再生两大类。物质再生包括物理再生和化学再生。2.1.1废旧塑料的

31、物理再生废旧塑料的物理再生不会改变塑料的成分,主要通过熔融和挤压注塑生成塑料再生制品，但再生产品的质量往往会低于原有产品。熔融加工技术是指单一品种塑料经分选、清洗、破碎等预处理工艺后，再经熔融过滤、造粒，并最终成型的过程。图2-1 熔融加工工艺流程图熔融过滤可根据物料的情况，选择不同的回收体系和过滤网尺寸分离杂质。对于含杂质的物料，可使用连续过滤熔融器，再通过可以更换过滤网的普通过滤器熔融过滤；对于含有印刷油墨的物料，需选用滤网孔径足够细的过滤网以保证尽量去除油墨，这样可以防止熔融加工过程中产生气泡。造粒是熔融滤料经过专门的机头，被刀具切为规定尺寸的颗粒，以满足成型不同制品的需要。成型是指再生

32、废塑料颗粒，通过按需要选用的不同塑料成型设备加工成为所需要的不同再生塑料制品。直接成型加工技术是指含杂质的混杂废塑料不经清洗分选，可直接在成型设备之中与按需要的填充料制成所需特性的混合料。填充料可以是玻璃、纤维等增强型添加剂，也可以是高聚物。2.1.2 废旧塑料的化学再生废旧塑料的化学再生是在热、化学药剂和催化剂的作用下分解生成化学原料或燃料，或通过溶解和改性等方法分别生成再生粒子和化工原料。化学再生主要分为七大类：解聚、气化、热解、催化裂解、氢化法、溶解再生和改性法。图2-2 废旧塑料化学再生的方法和产物.化学解聚技术是指废旧塑料加入化学药剂后，塑料反应形成单体的技术。该技术只能用于缩聚型塑

33、料，例如：聚酯PET、聚氨酯PU和聚酰胺PA解聚技术已经得到规模化应用。.废旧塑料的气化反应实际上是一种部分氧化反应。当废塑料与氧气、空气、水蒸汽或上述气体的混合物反应时，可生成一氧化碳和氢气的混合气体。气化技术的最大特点是对废旧塑料的纯度要求较低，含有杂质的混杂塑料也可以进行气化反应。但混合气体的后续工艺比较复杂。从经济的角度讲，如果只是把混合气体产物作为燃料是不经济的，只有当废塑料处理厂附近有合成甲烷、氨气、烃类或者醋酸等物质的化工厂时，把混合气体作为反应原料才能产生较好的经济效益。.废旧塑料的热分解技术是指在惰性环境中进行的高温分解反应。该技术主要应用于聚合性塑料。.废旧塑料的磁化裂解是

34、在催化剂的作用下进行的热分解反应。催化裂解的反应产物是汽油、柴油、燃气和焦炭。.溶解再生技术用于将废聚苯乙烯PS的回收。将PS溶解于柠檬烯溶剂中，静置并将沉淀的杂志去处后把溶液送入蒸发器，挥发的溶剂经过冷凝器冷凝回收后循环利用，留下的PS物料经基础造粒而回收。.改性技术主要用于聚苯乙烯PS泡沫塑料。通过该技术，PS能生成多种化工原料，如：阻燃剂、防水涂料、防腐涂料、建筑密封剂、指甲油涂饰剂、各种粘胶剂、铁板涂料、模型成型剂。2.2 废旧塑料的能量再生废旧塑料的能量再生是在物质再生不可进行时,将塑料直接用作燃料或者制作成RDF衍生燃料在工业锅炉、水泥炉窖或在焚烧炉中燃烧。但是，由于含氯塑料不完全

35、燃烧可能生成二恶英，造成大气污染。因此这类方法很少提倡使用。2.2.1 直接焚烧技术直接焚烧技术是指将塑料与混合垃圾作为燃料,替代煤燃烧供热的技术。该方法有效地克服填埋占有大量土地的缺点，受到一些发达国家的重视。废旧塑料的热值与燃油相当，是垃圾焚烧炉的重要热能来源。由于焚烧含氯塑料可能会产生二恶英等有毒有害物质，因此焚烧设备的设计与焚烧过程控制是该方法的关键。废旧塑料的焚烧法是一种实践多年的垃圾处理方法。它比起填埋法，占地面积小，效率高，曾一度视为一种“减量快”的好方法。吸引了日本、德国等发达国家大力发展。在日本一哄而起地建起了6000多座垃圾焚烧炉，数量居世界首位。经过上百年的实践后，垃圾焚

36、烧却一直未能被广大民众接受，其突出表现在其潜伏性污染更大，耗资昂贵和资源浪费。含氯的塑料焚烧产生二恶英污染物世界公认的一级致癌物。2.2.2 制作燃料RDF焚烧技术RDF是以废塑料为主，配合其他可燃垃圾制成的燃料，可用于水泥回转窑和锅炉。RDF中应去处垃圾中的金属、玻璃和陶瓷不燃物和一切危险品。RDF最早发源于美国，美国材料检查协会将RFD分为七类。其中RDF-5在世界上应用较为广泛。其基本工艺有两类。RMJ方式一般可燃垃圾破碎、混合、干燥后，加入1%的消石灰固化成型为燃料；丁-卡托莱尔方式将可燃垃圾破碎加入5% 的石灰使之吸水发生化学反应，加压成型，经干燥后为燃料。RDF固形燃料有以下特性：

37、防腐性 RDF水分含量10%，且加入部分消石灰，因此具有较好的防腐性。运营性 一般按照500kg装袋，卡车运输即可，管理较方便。适用于小城市分散制造后集中于一定规模的发电站使用。燃烧性 热值在40006000kcal/kg 之间，且形状一致而均匀，有利于稳定燃烧和提高效率。烟气净化措施 由于含氯塑料比例较小，加上石灰的脱氯作用，HCl的产生量较小，相对容易治理。利用性 作为燃料使用虽然不如油、气方便,但用作水泥回转窑燃料时,较多的灰分也变为有用成分。RDF与焚烧技术相比较有四个优点：能源利用特性 热值较高，形状均匀，燃烧效率明显高于垃圾发电厂。环保特性 RDF经干燥、脱臭处理和加入石灰后，烟气

38、和二恶英等污染物的排放量少，而且易于治理。残渣特性 RDF制造过程产生的不燃物约占1% 8%，需要适当处理，直接燃烧后残渣约占8%25%，比焚烧炉灰少，且干净，含钙高，易利用，对减少填埋场有利。维修管理特性RDF无高温部，寿命长，维修管理容易，开庭方便，利于处理废塑料。2.3 废塑料的热解油化工艺废旧塑料的热解技术是在惰性环境中进行的高温分解反应。热解技术主要用于聚合型塑料，废塑料的催化裂解是在催化剂存在下进行的热分解作用。2.3.1 废旧塑料的热分解一般来说，热分解反应分为四类反应产物：烃类气体（碳分子数为C1C5）、油品（汽油碳分子数为C5C11,柴油碳分子数为C12C20，重油碳分子数大

39、于C20）、石蜡和焦炭。不同反应产物的产量主要取决于塑料的种类、反应条件、反应器类型和操作方法等。聚苯乙烯PS和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA主要生成相应的单体物质，而其他塑料种类的反应产物比较分散。反应温度是影响反应的最关键因素。反应温度升高时，气体和焦炭产量增加，而油品产量减少。热分解反应主要是自由基反应，塑料聚合物分子链的断裂分为末端断裂和随机断裂两种。其中PS和PMMA主要通过末端断裂反应生成相应的单体，其他种类塑料则是由随机反应生成混合物。聚烯烃类塑料的热分解速度与支、侧链取代基有关。热分解速度的排序是：HDPELDPEPPPS。HDPE热解温度为447，LDPE的热解温度为417，PP的

40、热解温度为407，PS为376，PVC塑料在热分解时先在较低温度（200360）释放出HCl产生烃，然后在较高温度（500）下进一步分解。 废塑料 重油 气体 汽油 柴油 焦炭 焦炭 气体 柴油 汽油 焦炭 气体 焦炭图23塑料热分解反应机理模式2.3.2 废旧塑料的催化裂解废旧塑料的催化裂解是在催化剂存在下进行的热分解反应。催化裂解的产物是汽油、柴油、燃气和焦炭。其应用范围主要是聚烯烃类塑料。由于废塑料中可能存在的Cl和N的毒化，以及无机填充剂和杂质的毒化作用,需要先进行预处理。催化剂是反应的关键，常用的催化剂包括ZMS5沸石催化剂、HY催化剂、REY沸石催化剂等。催化裂解与化学解聚相比，具

41、有以下优点：在较低温度下废塑料可以分解。例如聚烯烃塑料在催化剂存在下，200可以明显分解，而他们的热分解在400才开始。催化裂解反应所需活化能低，相同温度下，催化裂解反应速度比热分解反应速度快。产物质量高。 第三章 典型塑料的回收与利用 塑料可以分为两大类，即热塑性塑料和热固性塑料。在人们日常生活中常见的塑料包括聚乙烯塑料、聚丙烯塑料和聚氯乙烯塑料。本章将分别介绍三种塑料的回收与利用。3.1 聚乙烯塑料的回收利用聚乙烯是由乙烯单体聚合而成，可采用一般热塑性塑料成型加工方法。聚乙烯可分为低密度聚乙烯（LDPE)、高密度聚乙烯（HDPE)、和线性低密度聚乙烯（LLDPE）三大类。目前废旧聚乙烯的再

42、生处理方法主要有直接再生、改性再生和裂解再生。3.1.1废旧聚乙烯再生的简介废旧聚乙烯的直接再生是指不经过任何改性，将废旧聚乙烯清洗、破碎、塑化等处理后直接加工成型，或通过造粒后加工成型的再生方法。这种直接再生利用废旧聚乙烯再生的方法的优点是工艺简单、再生制品的成本廉价，缺点是再生制品的基本力学性能下降较大，这是由于废旧聚乙烯在使用和再生加工过程中老化所致，不宜制作高档次制品。该类再生制品广泛应用于农业、建筑业何日常用品等领域，因此废旧乙烯的直接再生具有广泛的市场前景。在聚乙烯制品中，属于大宗品种的使农用膜。下面介绍三种废旧农膜直接再生利用的加工工艺。开炼法塑化与模压成型 开炼法塑化成型工艺的

43、优点是，农膜无需破碎，投资少，见效快，产品多样化，特别适用于乡镇企业。生产缺点是劳动强度较大。其工艺路线如下：经洗净干燥后的废地膜计量塑炼在模具中压制修整制品。主要生产设备是双辊炼塑机、平板液压机、模具。工艺操作中应注意辊温的控制，一般在135145左右，过低的辊温对充分塑化不利。过高温度则会黏辊。挤出法塑化与成型 此种工艺与开炼化得主要区别在于使用的塑化设备不同。该工艺使用单螺杆挤塑机制备热熔料坯，并趁热立即将料坯放在液压机上的模具中进行冷压定型，此工艺优点是生产效率较高，劳动强度小。其工艺路线为：破碎料挤出塑化料坯计量放入模具中压制成型修整制品。吹塑中空成型 吹塑中空成型与挤塑塑化压制成型

44、的不同之处在于，熔融料坯放入中空成型机中的模具中，然后通入压缩空气吹胀而定型。此工艺最大优点是可生产较大的制件，生产的机械化程度高，生产能力也大，可生产再生塑料筒何各类中空容器。其工艺路线如下：挤出塑化熔融型坯放入模具闭模通压缩空气吹胀定型后启模修整制品。3.1.2 废旧聚乙烯的改性废旧聚乙烯的共混改性主要可分为聚乙烯族内共混改性和聚烯烃族内共混改性两大类。由于聚乙烯族内组分间容性好，效果显著。如LLDPE德各种物理性能均接近于HDPE，但其环境应力开裂性能缺十分突出，在二者流动速率相同情况下LLDPE的耐环境应力开裂性能约为HDPE的100倍以上。LLDEP与HDPE的能以任何比例混合，不仅

45、可以改善HDPE的韧性，降低结晶度，还可以提高HDPE的耐温性。乙烯醋酸乙烯的共聚物(EVA)和HDPE共混改性就会收到很好的效果。在回收的聚乙烯塑料中，可能有的是LDPE,有的是HDPE或者LLDPE如农膜等是其中二者的合金，按其中品种进行即困难又耗费人力。而从不同品种PE可以实施共混改性原理出发，则没有必要将PE回收品进行分别处理。一般情况下，硬质PE管材大都为HDPE的制品；农用PE膜基本是LLDPE/LDPE或LDPE/HDPE的混合料吹塑膜；使用包装膜基本是LDPE或HDPE与少量LLDPE合金吹塑膜。首先通过小型试验测定所收集的PE型回收料的基本力学性能，如拉伸强度、断裂伸长率、冲

46、击强度等。然后根据再生制品对性能的要求进行共混改性，一直调整到所需要的性能。聚烯烃族内共混改性 利用回收的HDPE、LDPE或LLDPE和回收的PP料可以制备PP二元合金，也可直接采用回收农膜与回收PP料制备PP的三元合金，因为通常农膜已是二元聚乙烯混合物。制备PP二元或者三元合金的意义在于：如果回收的废旧塑料中只含PP、PE且以PP废料为主体，而不需将PP与PE进行分拣，而直接在清洗和干燥后，将破碎塑料通过加入适量EPR(二元乙丙共聚物）增溶剂即可制成冲击性能较好的回收PP合金。3.2聚丙烯塑料的回收与利用聚丙烯是五大通用塑料之一，因其具有良好的加工性能好物理、化学、力学性能而获得广泛应用，

47、随之也产生了大量的废旧塑料。目前，我国每年生产并投入市场的塑料有360万吨，产生的废旧塑料的约为250万吨，而废旧塑料的回收利用率不足20%，因此，如何处理大量的废旧塑料已经成为环境治理的已达重要课题。3.2.1废旧聚丙烯的再生简介简单再生利用时将回收的废旧塑料制品经过分类、清洗、破碎、造粒加工成型。这类再生利用的工艺比较简单，再生制品的性能欠佳，一般只能做低档次的塑料制品。简单再生利用主要是回收树脂生产工厂和塑料制品厂生产过程中产生的边角废料，也可以包括那些易于清洗挑选的一次性使用废弃物，如聚丙烯编织袋、仪表盘等。废旧塑料简单在胜利用的条件是其成分单一，老化程度低，其性能与新料差不多。大部分的聚