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    PVC回收方法和技術
    發布時間:2019-10-11 0:31:25 來源:金泰來塑料粒子

      中國聚氯乙烯(PVC)的需求量每年以10%的速度遞增。PVC的回收利用,不僅可以解決環保問題,而且可以緩解這一資源緊缺的壓力。尤其在PVC原料價格持續上漲的今天,其回收再利用具有重要的意義。

      建筑行業PVC的使用量甚大,若能將廢舊產品循環再用,可大幅度減低PVC對環境的污染。

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      實際上,PVC廢棄物常常跟其他塑膠材料混合在一起。一般需要先進行塑膠分揀,然後再使用物理或化學手段加以綜合利用。

      PVC的分揀

      分撿是塑膠廢棄物處理過程中比較困難的一環,也是決定處理結果的關鍵性因素之一。

      常見的塑膠有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、低(高)密度聚乙烯、聚胺、聚氨酯等。由人工分揀存在較多缺點:效率低;作業人員處於有害的環境中;材料分類的誤差大等等。

      工業化生產中已大多使用自動化分揀系統,世界發達國家在這方面的研究較多。德國一家化學科技協會曾經發明了利用紅外線從廢塑膠中篩選PVC的技術,但物件僅限於透明瓶,存在篩選精度低、成本高的問題。

      最近,日本開發成功了從廢塑膠中高精度篩選聚氯乙烯樹脂(PVC)的技術。該技術利用PVC與其他塑膠的加熱特性(50°C以內)和帶電特性的差別進行檢測,檢測到的PVC用紅光標記,容易被操作者篩選。該法比近紅外線技術精度高,成本僅為其1/2。

      美國膠回收中心(CPRR)則發明了一種將PVC瓶與其他廢棄容器分離的方法。這一工藝的關鍵在於使用一種由Asoma儀器公司研制的X射線熒光探測儀。CPRR研究人員已研制出一套電腦系統。它使用一種來自放射性同位素的X射線,激發化合物中所有的電子,含氯分子受輻射後即發出X射線熒光分析儀容易顯示的X射線反射圖像。分離工作由一套機械裝置來完成。它既可以通過傳送帶將所有含有氯原子的瓶移出,也可將不含氯原子的瓶移出。

      PVC的回收技術

      目前用於回收PVC的技術主要有三種:一是物理法回收利用;二是化學回收法綜合利用;三是通過燃燒PVC材料回收與利用能量。其中物理法與化學法綜合利用是值得推崇的方法,它們可以再次循環利用廢舊品,充分發揮材料的使用性能。

      物理回收法

      物理回收,指PVC廢物的回收過程只是由機械處理,主要通過切碎、篩選、磨碎等程式,最終得到薄膜、粉末、顆?;蚱渌问降脑偕?。這些再生料可用來生產重包裝袋、農用水管和鞋底等。

      PVC塑膠制品分為軟制品和硬制品兩種。軟制品主要包括薄膜、電纜護套、塑膠鞋及革制品;硬制品主要包括瓶子、管材、異型材、板片材。

      在軟制品中,農用薄膜是使用量較大的一類。農用薄膜的制造材料有PVC、PE、EVA等多種材料。在回收再生利用時,應先將PVC膜和其他材料薄膜區分開來。農用薄膜常夾帶有泥土、沙石、草根和鐵釘等,要除去這些雜質并進行清洗,然後經過乾燥、切碎等工序制成碎片或粒料,再制成農用產品包裝膜、農用再生水管和鞋底等。由於重復回收利用的廢農用PVC薄膜被多次加溫加工以及機械作用,不可避免地會產生部分降解,強度隨之降低。為保證產品的質量,需添加部分新PVC樹脂和相應的助劑。如果要使再生料經過密煉、二輥、四輥機收卷等制成二級塑膠薄膜,在密煉過程中加入不同色料,所生產出來的壓延薄膜還會呈現出不同顏色。此外,在廢農用PVC薄膜中殘留的增塑劑(主要是DOP),約30%可以進行回收,精制後可重新使用。

      硬制品中的PVC瓶也是使用量非常大的一種產品,其廢棄物可以加工成型材、管材和折疊板等。在塑膠加工廠,首先將PVC碎片清洗乾凈,去除瓶蓋和標簽後乾燥,然後粉碎成小於0.5mm的小片。美國主要的PVC生產廠家之一――BFGoodrich公司進行了一個試驗,采用新PVC和回收PVC共擠出,結果表明,回收PVC保留了新料的優良性能,可在性能要求較低的場合應用。

      對於物理回收法而言,PVC回收物的質量與污染程度、所選材料的組成有較大關系?;厥瘴锏馁|量決定了原始材料能夠被回收物替代的程度:“高質量”的回收物能夠在PVC同樣類型的應用中再利用,然而來自於混合廢物部分的“低質量”回收物只能被“低級回收”到通常用其他材料制作的產品中。

      當然,最終產品的質量與回收設備本身也分不開。目前,德國回收加工PVC廢料的設備及工藝已達到很高的水平。其中污染物含量小於1%,獲得的PVC二次粉碎料可以用各種方法加工成諸多產品。美國塑膠工業協會聚氯乙稀協會也大力鼓勵PVC的回收工作,擬從PVC瓶的回收開始,帶動其他PVC制品的回收工作

      化學回收法

      化學回收,是指利用聚合物的化學性質,將聚合物轉換為小分子化合物或簡單化合物?;瘜W分解的方法,對資源的利用率較高,但是工藝復雜、成本較高,因而影響了塑膠制品的回收利用。

      對PVC來說,除了高分子鏈被擊碎之外,鏈上連接的氯原子也以HCI的形式釋放出來。HCI要麼在提純之後被再利用,要麼就必須被中和而形成不同的產品,有的可以再利用,有的就必須被處置掉,這都是受處理過程使用的技術決定的。世界各國都加強了這一領域的研究。

      中國所開發的廢舊塑膠回收再生利用技術,可把PVC廢舊地膜、棚膜回收後再生產油品、石蠟、建筑材料等。采用該項技術設備在連續生產的情況下,日處理廢棄農膜能力強,出油率可達40%~80%,汽柴油轉化率高,符合車用燃油的標準和環境排放標準。另外,由於PVC薄膜中含有30%~37%的鄰苯二甲酸二辛酯,可采取常溫溶劑萃取DOP技術,在低於800°C的溫度下回收溶劑。DOP是一種用途廣泛的增塑劑,目前市場價格為7000元~8000元/噸,回收1噸廢PVC薄膜可獲利2000多元,并消除了環境污染。

      歐洲也有兩個較為先進的溶劑法回收PVC工藝。比利時索爾維公司投資1060萬歐元,在意大利建成世界第一套軟PVC樹脂回收裝置。該裝置采用VinyLoop批量工藝,每年可從1萬噸廢塑膠(大多由PVC組成)再生出8500噸PVC。其技術采用甲乙酮混合物為溶劑,在100°C~140°C和加壓條件下,選擇性地將PVC和添加劑溶解,溶液經沉淀可得到含添加劑的軟PVC。此工藝回收生產PVC的費用與生產新PVC相當,而且所得PVC中含有添加劑,所以樹脂售價較高。采用VinyLcop工藝可減輕PVC,尤其是軟PVC對環境的影響。第二套VinyLoop裝置將於2004年在法國投運,設計用於回收涂覆PVC的漆布和織物。

      歐洲另一個以溶劑法回收PVC的新工藝是用於從整個汽車配線板中回收PVC。此工藝是由位於德國Wuppertal和Delphi的汽車廠商及Wuppertal大學聯合開發的,三年前即已被德國Nohfelden-Fisen的一家汽車部件回收商WiefekGmbH實現工業化。采用此工藝回收PVC,所耗費用低於新PVC價格近20%。該工藝以酯和酮為溶劑,但溶劑用量比Vinyloop工藝少得多。溶劑并不將廢PVC完全溶解,而只是將其軟化,使之易於與銅線分離,而所得銅線即可用於支付回收PVC過程所需費用。Wiefek公司已發明了一種采用離心法分離塑膠與溶劑的工藝,并已獲專利權。該公司按此工藝建立的回收PVC生產線,每年可回收225噸可重新使用的PVC。

      回收熱能法

      目前,通過焚燒PVC制品獲取能量也是PVC再利用的方法之一。但這種方法有被淘汰的趨勢。

      在焚燒過程中,PVC廢物產生鹽酸(氯化氫),并隨煙道氣釋放出來,這些氣體需要進行中和。方法是向焚燒爐里投加中和性的物質,最普遍應用的是石灰石,這樣就可以中和焚燒氣體中的酸性成份。由於PVC燃燒時放出的氯氣有強烈的侵蝕破壞力,而且是引起二惡英的元兇,因此各國環保團體都大力反對使用焚化法回收熱能。

      PVC塑料的回收一般是指將使用過PVC,經過破碎、清洗、甩干、加溫塑化、拉絲、冷卻、造粒,加工處理后,生成料粒PVC,以供再制成PVC相關產品,尤其是作為原料用量更大。由于PVC在管、具中被大量使用,也由于衛生等原因,只能一次性使用,所以回收PVC的設備一直是人們關注的。一般PVC上分離PE、pp,同樣可以集中處理回收造粒(用DY廢舊塑料再生造粒機做PP、PE、ABS等)。各種廢舊塑料的回收廣受關注,一般說來塑料破碎機通用,其他設備都和PVC的回收設備相同,回收處理的設備配置不同,回收到的塑料品質也不相同,其中關鍵是清洗和造粒的好壞程度。

      一般塑料回收加工處理的過程是:

      Pvc塑料→pvc塑料→自動清洗→塑化成型→拉絲切?!|檢包裝


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