¿Cómo podemos reducir la contaminación blanca?
Aspectos administrativos
1. Fortalecer la gestión y prohibir el uso de materiales de embalaje plásticos desechables y de difícil degradación. Hangzhou es la primera ciudad de China en prohibir el uso de vajillas de espuma desechables. Al adoptar las medidas anteriores, se ha aliviado hasta cierto punto el daño de la "contaminación blanca". Sin embargo, a juzgar por los resultados prácticos, es difícil resolver completamente el problema de la "contaminación blanca" simplemente prohibiéndola. Todas las ciudades que han emitido prohibiciones exigen que los productos de espuma resistente al fuego sean reemplazados por productos de papel o productos de plástico biodegradables. Sin embargo, las alternativas no pueden competir con los productos de plástico habituales en términos de precio y calidad. Por lo tanto, en las condiciones de la economía de mercado, es difícil operar únicamente mediante órdenes administrativas sin considerar el ajuste de las palancas económicas. 2. Reciclaje forzoso. Los envases de plástico de desecho limpios se pueden reutilizar o reutilizar en granulación, refinación de petróleo, fabricación de pinturas, materiales de construcción, etc. El reciclaje está en consonancia con el principio general de "reducción, utilización de recursos e inocuidad" del tratamiento de residuos sólidos. El reciclaje no sólo puede evitar la "contaminación visual", sino también resolver "peligros potenciales", aliviar la presión de los recursos, reducir la carga del tratamiento de residuos sólidos urbanos, ahorrar tierras y lograr ciertos beneficios económicos.
Reciclaje de residuos plásticos
Los residuos plásticos suelen eliminarse mediante vertederos o incineración. La incineración producirá una gran cantidad de gases tóxicos y provocará contaminación secundaria. Los vertederos ocupan mucho espacio; los plásticos tardan más de cien años en degradarse de forma natural; los aditivos precipitados contaminan el suelo y las aguas subterráneas. Por lo tanto, la tendencia de desarrollo de la tecnología de procesamiento de residuos de plástico es el reciclaje, pero la tasa actual de reciclaje de residuos de plástico es baja. Las razones incluyen cuestiones de gestión, políticas y reciclaje, pero lo más importante es que la tecnología de reciclaje no es lo suficientemente perfecta. Existen diversas tecnologías para reciclar plásticos de desecho, incluidas tecnologías para reciclar diversos plásticos y tecnologías para reciclar resinas individuales. En los últimos años, la tecnología del reciclaje de plástico ha experimentado muchos avances gratificantes. Este artículo resume principalmente las tecnologías más comunes. 1 Separación y tecnología de separación Uno de los eslabones clave en el reciclaje de plásticos de desecho es la recogida y el procesamiento previo de los plásticos de desecho. Especialmente en nuestro país, una razón importante de la baja tasa de reciclaje es el bajo nivel de clasificación y recolección de basura. Dado que los puntos de fusión y de reblandecimiento de las diferentes resinas son bastante diferentes, para reciclar mejor los plásticos de desecho, es mejor clasificar un solo tipo de resina. Por lo tanto, la separación y el cribado son un paso importante en el reciclaje de los plásticos de desecho. Para lotes pequeños de residuos de plástico, se puede utilizar la clasificación manual, pero la clasificación manual es ineficiente y aumentará los costos de reciclaje. Se han desarrollado una variedad de métodos de separación y separación en el extranjero. 1.1 Tecnología de identificación y separación de instrumentos La empresa italiana Govoni utilizó por primera vez detectores de rayos X y sistemas de clasificación automática para separar el PVC de las mezclas de plásticos [1]. El Centro de Tecnología de Reciclaje de Plásticos de EE. UU. ha desarrollado un espectrómetro de fluorescencia de rayos X que puede separar automáticamente los contenedores de PVC de los rígidos. La empresa alemana Refrakt utiliza tecnología de identificación de fuentes de calor para separar el PVC fundido de los plásticos mezclados a una temperatura más baja mediante calentamiento[1]. El infrarrojo cercano tiene la función de identificar la materia orgánica. Los filtros ópticos que utilizan tecnología de infrarrojo cercano [1] pueden identificar plásticos a una velocidad de más de 2000 veces por segundo, y los plásticos comunes (PE, PP, PS, PVC, PET) pueden distinguirse claramente. Cuando los plásticos mezclados pasan por el analizador de espectro de infrarrojo cercano, el dispositivo puede clasificar automáticamente cinco plásticos comunes a una velocidad de 20 a 30 piezas por minuto. 1.2 Tecnología de hidrohilado La Asociación Japonesa de Promoción del Procesamiento de Plásticos desarrolló un separador de hidrociclón basado en el principio de separación ciclónica y la diferencia de densidad de los plásticos. Los plásticos mezclados se colocan en el tanque de almacenamiento después del procesamiento previo, como la trituración y la limpieza, y luego se transportan cuantitativamente al mezclador. La lechada formada se envía al separador ciclónico a través de una bomba centrífuga y los plásticos con diferentes densidades se descargan por separado. La Dow Chemical Company de Estados Unidos también ha desarrollado una tecnología similar, utilizando hidrocarburos líquidos en lugar de agua para la separación, y ha logrado buenos resultados [2]. 1.3 Método de disolución selectiva Kellogg Company de los Estados Unidos y el Instituto Politécnico Rensselaer desarrollaron conjuntamente una tecnología para la disolución selectiva de solventes, la separación y el reciclaje de plásticos de desecho. Agregar plásticos mezclados al solvente de xileno puede disolver y separar selectivamente diferentes plásticos a diferentes temperaturas, y el xileno se puede reciclar con pocas pérdidas [1, 3]. La tecnología Vinyloop fue desarrollada por la empresa belga Solvay SA. Esta tecnología utiliza metiletilcetona como disolvente para separar y recuperar el PVC. La densidad del PVC reciclado es casi la misma que la de las materias primas nuevas, pero el color es ligeramente gris. Alemania también cuenta con la tecnología Delphi para la recuperación de disolventes, que utiliza muchos menos disolventes de ésteres y cetonas que la tecnología de vinilo. 1.4 Método de separación por flotación Un instituto de investigación de materiales japonés utilizó agentes humectantes comunes, como lignosulfonato de sodio, ácido tánico, OT en aerosol, saponina, etc., para separar con éxito PVC, PC (polímero) de otras mezclas de carbonato plástico y POM (polioximetileno). ), EPI (éter de polifenileno) [4]. 1.5 Tecnología de separación eléctrica [5] El método triboeléctrico se utiliza para separar plásticos mixtos (como PAN, PE, PVC, PA). El principio es que cuando dos materiales no conductores diferentes se frotan, se obtienen cargas opuestas mediante la ganancia y pérdida de electrones. El material con una constante dieléctrica alta se carga positivamente y el material con una constante dieléctrica baja se carga negativamente. Las mezclas de reciclaje de plástico a menudo se ponen en contacto en un tanque giratorio para crear una carga y luego se envían a otro tanque con una superficie cargada para su separación. El calor de combustión del polietileno y el poliestireno recuperados por incineración llega a 46.000 kJ/kg, superando el valor medio del fueloil de 44.000 kJ/kg, y el poder calorífico del PVC llega a 18.800 kJ/kg.
Los residuos plásticos se queman rápidamente y tienen un bajo contenido de cenizas. Se utilizan en el extranjero para sustituir el carbón o el petróleo en los altos hornos de inyección o en los hornos rotatorios de cemento. Dado que la combustión de PVC producirá cloruro de hidrógeno, el cloruro de hidrógeno corroerá las calderas y las tuberías, y los gases de escape contienen furanos, dioxinas, etc. Estados Unidos ha desarrollado la tecnología RDF (combustible sólido de residuos), que mezcla residuos plásticos con papel usado, astillas de madera, cáscaras de frutas, etc. , que no sólo diluye los componentes que contienen cloro, sino que también facilita el almacenamiento y el transporte. Para los residuos de plástico que técnicamente no pueden reciclarse (como diversos materiales compuestos o productos mixtos de aleaciones) y son difíciles de regenerar, se puede utilizar la incineración para recuperar energía térmica. Sus ventajas son gran capacidad de procesamiento, bajo costo y alta eficiencia. La desventaja es que se producen gases nocivos, se requiere un incinerador especial y los costos de inversión, pérdida, mantenimiento y operación del equipo son altos. 3. Tecnología de regeneración de material fundido: la regeneración de material fundido consiste en calentar y derretir el plástico residual y luego volver a plastificarlo. Según la naturaleza de las materias primas, se puede dividir en regeneración simple y regeneración compuesta. El reciclaje simple recicla principalmente restos de fábricas de resina y de productos plásticos, así como botellas de bebidas de poliéster, bolsas de embalaje de alimentos y otros productos de consumo desechables que son fáciles de seleccionar y limpiar. El rendimiento después del reciclaje es casi el mismo que el de los materiales nuevos. Las materias primas para la regeneración de compuestos son residuos plásticos recolectados de diferentes canales. Tienen las características de muchas impurezas, variedades complejas, diversas formas y suciedad. Por lo tanto, los procedimientos de tratamiento de regeneración son complicados y la tecnología de separación y la carga de trabajo de detección son pesadas. En términos generales, los plásticos compuestos reciclados son inestables y quebradizos y, a menudo, se utilizan para preparar productos de menor calidad. Como rellenos de construcción, bolsas de basura, sandalias microporosas, impermeables, materiales de embalaje de equipos, etc. 4 Craqueo para recuperar combustibles y materias primas químicas 4.1 Tecnología de craqueo térmico y craqueo catalítico Debido a la continua investigación teórica en profundidad sobre las reacciones de craqueo [6-11], el desarrollo de la tecnología de craqueo en el país y en el extranjero ha logrado muchos avances. La tecnología de craqueo se puede dividir en dos tipos debido a los diferentes productos finales: uno es para recuperar materias primas químicas (como etileno, propileno, estireno, etc.) [12], y el otro es para obtener combustible (gasolina, diesel, alquitrán). , etc.). ).Aunque ambos convierten los residuos de plástico en sustancias de bajo peso molecular, los procesos son diferentes. La preparación de materias primas químicas consiste en calentar los plásticos residuales en una torre de reacción y alcanzar la temperatura de descomposición (600 ~ 900 °C) en un lecho fluidizado. Generalmente, no se producirá contaminación secundaria, pero los requisitos técnicos son altos y el costo sí. alto. La tecnología de craqueo suele incluir craqueo térmico y craqueo catalítico. La tecnología de la Fuji Recycling Company de Japón para convertir plásticos de desecho en gasolina, queroseno y diésel utiliza un catalizador ZSM-5 para descomponer los plásticos en combustible mediante reacciones de conversión en dos reactores. Cada kilogramo de plástico puede producir 0,5 litros de gasolina, 0,5 litros de queroseno y diésel. Amoco ha desarrollado una nueva tecnología que convierte los residuos de plástico en productos químicos básicos en las refinerías. Los plásticos de desecho pretratados se disuelven en aceite refinado caliente y se descomponen en productos ligeros bajo la acción de catalizadores de craqueo catalítico de alta temperatura. El gas licuado de petróleo y los combustibles alifáticos se pueden recuperar del polietileno; los combustibles alifáticos se pueden recuperar del polipropileno y los combustibles aromáticos se pueden obtener del poliestireno. Yoshio Uemichi et al [13] desarrollaron un sistema catalítico compuesto para la degradación del polietileno. Los catalizadores son sílice/alúmina y zeolita HZSM-5. Los resultados experimentales muestran que el catalizador puede preparar de forma efectiva y selectiva gasolina de alta calidad, con un rendimiento de gasolina del 58,8% y un octanaje de 94. Domestic Li Mei et al. [14] informaron que la gasolina MON73 y el diésel SP-10 se pueden obtener haciendo reaccionar el plástico residual a 350 ~ 420 °C durante 2 ~ 4 s, y se pueden producir de forma continua. Li et al. [3] estudiaron los catalizadores en el proceso de degradación de plásticos de desecho. En el proceso de craqueo catalítico que utiliza polietileno, poliestireno y polipropileno como materias primas, el catalizador ideal es un catalizador de tamiz molecular con una superficie ácida, una temperatura de funcionamiento de 360°C, un rendimiento líquido superior al 90% y un índice de octanaje de gasolina. de más de 80. Liu [15] desarrolló una planta piloto para el craqueo catalítico de residuos plásticos en gasolina y diésel al mismo tiempo, con una producción diaria de 2 toneladas de gasolina y diésel. Realizó la operación continua de separación de gasolina y diésel y descarga de escoria. El reactor tiene un buen efecto de transferencia de calor y una alta capacidad de producción. Cuando la dosis de catalizador es del 1 al 3% y la temperatura de reacción es de 350 a 380°C, el rendimiento total de gasolina y diésel puede alcanzar el 70%. Los índices de octano de la gasolina elaborada a partir de residuos de polietileno, polipropileno y poliestireno son 72, 77 y 86 respectivamente, y los puntos de congelación del diésel son 3, -11 y -22°C. En este proceso, Yuan [16] estudió la tecnología de craqueo catalítico de plásticos de desecho en un reactor de lecho fluidizado, que resolvió los problemas de limpieza de escoria en el fondo del reactor y cementación de tuberías. Sienta las bases para lograr una producción continua segura, estable y a largo plazo, reduciendo el consumo y los costos de energía y mejorando la producción y la calidad del producto. El uso del craqueo de residuos para producir materias primas químicas y combustibles es una forma importante de recuperar recursos y evitar la contaminación secundaria. Hay grandes fábricas en Alemania, Estados Unidos, Japón y otros países, y también hay pequeñas plantas de lubricación de residuos de plástico en Beijing, Xi'an, Guangzhou y otros lugares de mi país, pero todavía quedan muchos problemas por resolver. Debido a la mala conductividad térmica de los plásticos de desecho, los plásticos se calientan para producir masas fundidas de alta viscosidad, lo que no favorece el transporte; el PVC en los plásticos de desecho producirá HCl, que corroerá los equipos y reducirá la actividad del catalizador. El residuo de carbón se adhiere a la pared del reactor y es difícil de eliminar, lo que afecta la operación continua; la vida útil y la actividad del catalizador son bajas y el costo de producción es alto actualmente, no existe un mejor método de tratamiento para el residuo de petróleo generado durante la producción, etc. Todavía hay muchos informes nacionales sobre la producción de petróleo de pirólisis [43-54], pero cómo absorber los resultados existentes y superar las dificultades técnicas es una tarea urgente que tenemos por delante. 4.2 La temperatura y presión críticas del agua en el método del aceite supercrítico son 374,3 °C y 22,05 Mpa respectivamente. El agua crítica tiene las propiedades de una solución orgánica normal, puede disolver materia orgánica pero no materia inorgánica y es completamente miscible con aire, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono.
Una patente japonesa informa que los plásticos de desecho (PE, PP, PS, etc.) se pueden reciclar con agua supercrítica. La temperatura de reacción es de 400~600℃, la presión de reacción es de 25Mpa, el tiempo de reacción es inferior a 65438±00min y el rendimiento de aceite puede alcanzar más del 90%. Las ventajas de utilizar agua supercrítica para degradar los plásticos de desecho son obvias: el uso de agua como medio es de bajo costo; la carbonización se puede evitar durante la pirólisis; la reacción se lleva a cabo en un sistema cerrado y no generará nueva contaminación al medio ambiente; la velocidad es rápida y la eficiencia de producción es alta. Qiu Ting et al. [17] resumieron el progreso de la tecnología supercrítica en el reciclaje de plástico. 4.3 Tecnología de gasificación La ventaja del método de gasificación es que puede mezclar y procesar residuos municipales sin separar los plásticos, pero los requisitos operativos son mayores que los del método de descomposición térmica (generalmente alrededor de 900°C). La refinería Schwaize Pumpe en Espag, Alemania, puede procesar 1.700 toneladas de plástico residual cada año para convertirlo en gas urbano. RWE planea gasificar 220.000 toneladas de lignito, más de 654,38 millones de toneladas de residuos plásticos y lodos de petróleo producidos cada año por las plantas urbanas de procesamiento de petróleo. La empresa alemana Hoechst utiliza el proceso Winkler de alta temperatura para gasificar plásticos mixtos y luego los convierte en agua gaseosa como materia prima para el alcohol sintético. 4.4 Tecnología de hidrocraqueo La empresa alemana Vebaeol ha establecido un dispositivo de hidrocraqueo para hidrogenolizar partículas de plástico de desecho a 15 ~ 30 MPa y 470°C para generar aceite sintético, que contiene 60% de parafina, 30% de hidrocarburos nafténicos y 1% de hidrocarburos aromáticos. La tasa efectiva de utilización de energía de este método de procesamiento es del 88% y la eficiencia de conversión de material es del 80%. 5 Se utilizan otras tecnologías para hacer que los plásticos de desecho sean útiles para una amplia gama de propósitos. La Universidad Estatal de Texas utiliza arena amarilla, piedras, PET líquido y agentes de curado como materias primas para fabricar hormigón, y Bitlgosz [18] utiliza plásticos de desecho como materia prima del cemento. Xie Liping[19] preparó carbón activado mesoporoso a partir de residuos de plástico, madera y papel, Lei et al.[20] informaron que utilizaron poliestireno residual como recubrimiento y[21] informaron que el plástico se puede convertir en madera. Song Wenxiang [22] presentó que los países extranjeros utilizan HDPE como materia prima y utilizan métodos especiales para fabricar fibras de vidrio de diferentes longitudes en el molde a lo largo de la dirección axial del flujo del material, produciendo así traviesas de plástico de alta resistencia. Pu et al. [23] utilizaron polietileno residual para producir cera de polietileno de alto valor añadido. Li Chunsheng et al. [24] informaron que, en comparación con otros termoplásticos, el poliestireno tiene las características de baja viscosidad en estado fundido y alta fluidez, después de fundirse, puede infiltrarse bien en la superficie de contacto y desempeñar un buen papel de unión. Zhang Zhengqi et al. [25] utilizaron plásticos de desecho para modificar el asfalto y disolvieron uniformemente uno o más plásticos en el asfalto en una cierta proporción, lo que mejoró el rendimiento del asfalto en la carretera, mejorando así la calidad del pavimento asfáltico y extendiendo la superficie. uso de la vida del pavimento.
Estado técnico
1. Utilice papel en lugar de plástico. El papel está compuesto principalmente de celulosa vegetal natural. Después de ser desechado, los microorganismos del suelo lo descomponen fácilmente. resolverá el "daño potencial" mencionado anteriormente, pero también traerá nuevos problemas ambientales: en primer lugar, la fabricación de papel requiere una gran cantidad de madera y los recursos forestales de mi país no son abundantes; en segundo lugar, el proceso de fabricación de papel provocará la contaminación del agua. Además, los productos de papel no pueden competir con los productos de plástico en rendimiento y costo. Actualmente, mi país también tiene la práctica de utilizar paja de caña de azúcar y paja como materia prima para producir vajillas desechables, pero aún se encuentra en la etapa experimental. 2. Utilice plásticos degradables y agregue una cierta cantidad de aditivos (como almidón, almidón modificado u otra celulosa, fotosensibilizadores, biodegradantes, etc.) Durante el proceso de producción de productos de embalaje de plástico, la estabilidad de los embalajes de plástico se reduce y en la naturaleza Más fácil de degradar en el medio ambiente. Actualmente, 19 unidades en Beijing desarrollan o producen plásticos degradables. Las pruebas han demostrado que la mayoría de los plásticos degradables comienzan a adelgazarse, perder peso, perder fuerza y fragmentarse gradualmente después de haber estado expuestos al ambiente general durante 3 meses. Si estos fragmentos se entierran en la basura o en el suelo, el efecto de degradación no es evidente. El uso de plásticos degradables tiene cuatro desventajas: primero, consume más alimentos; segundo, el uso de productos plásticos degradables aún no puede eliminar completamente la "contaminación visual"; tercero, por razones técnicas, el uso de productos plásticos degradables no puede resolver completamente el problema; impacto ambiental. "Peligros potenciales"; en cuarto lugar, los plásticos degradables son difíciles de reciclar porque contienen aditivos especiales.
Formular disposiciones legales
De acuerdo con el "Aviso sobre restricciones a la producción, venta y uso de bolsas de plástico para la compra" emitido por la Oficina General del Consejo de Estado, a partir del 1 de junio de se prohibirá la producción, venta y uso de bolsas de plástico en todo el país. La venta y el uso de bolsas de plástico con un espesor inferior a 0,025 mm deberán implementar un sistema de uso pago para las compras de plástico. bolsas y no proporcionará bolsas de plástico gratuitas.