乐鱼(中国)leyu

    用化学循环将废塑料“吃干榨尽”

    废塑料“诞生”的背景


    自(zì)20世(shì)纪40年(nián)代首次对塑(sù)料进行大规模工业化生产(chǎn)合成以来,人们对塑料制品的需求和性能的(de)要(yào)求(qiú)不断升(shēng)级,塑(sù)料制品凭借其易于加工成(chéng)型,来源广、质量轻,并且具备(bèi)一定(dìng)韧度、强(qiáng)度及抗(kàng)腐蚀性的(de)特点,被广泛地应用(yòng)于人们日常生(shēng)产(chǎn)生活的每个领域(yù),从(cóng)温室、地膜、涂料和电(diàn)线(xiàn),到(dào)包装、薄膜(mó)、封面、袋子(zǐ)和容器,为人类的工(gōng)作和生活带来了(le)舒(shū)适、安全(quán)与便利。在塑料诞生后的70多年间,塑(sù)料(liào)工业快速发展,已成长为了一(yī)个品种齐全,规格(gé)繁(fán)多的支柱性产(chǎn)业(yè)。

    一个(gè)不争的(de)事实是人(rén)类社会每天生产大量的(de)塑料产品,随之而来大量废旧塑料也在人们(men)工作生活中不断产生。联合国环(huán)境规划(huá)署2023年(nián)发(fā)布的报告显示,全球塑料年产量超过4.3亿吨(dūn),其(qí)中三分(fèn)之二塑(sù)料制(zhì)品均为短期使用,很快就会(huì)变成废物(wù)。虽然塑料在人(rén)类(lèi)日常生活和生产中发挥了举足轻重的作用,但是由于其(qí)使(shǐ)用后破损、老(lǎo)或丢弃成为废(fèi)弃物,且极难降(jiàng)解,以致废弃(qì)后(hòu)的塑料能够(gòu)长期存在,形成了所(suǒ)谓的“白色污(wū)染(rǎn)”,给(gěi)人类的生存环境带(dài)来了巨大(dà)的压(yā)力,由此引发的环境问题愈(yù)发突出。特别值得注意的是(shì),当前废塑料的自然降(jiàng)解速度和(hé)处置及利用(yòng)速度远远落后(hòu)于塑(sù)料的生产速度,中国2022年(nián)塑(sù)料产量为7771万吨,但回收量仅为1800万吨(dūn),而且(qiě)人们对(duì)于塑料(liào)的使用量依然(rán)在(zài)大幅度(dù)地持续增长,这就使得(dé)由塑料(liào)垃圾(jī)带来的(de)环境污染更加突出。资源是人类永(yǒng)恒的(de)话(huà)题,节约资(zī)源、低碳生活、绿色可持续(xù)发展的意识已深入人心(xīn),因此人(rén)们(men)对塑料垃圾回收(shōu)利用的觉醒也是大势所趋(qū)。


    塑料污染治理已达成全球(qiú)共(gòng)识


    世界政治首脑在塑料(liào)污染的重(chóng)大危(wēi)害(hài)性方(fāng)面达(dá)成共识,多国(guó)针对塑料污染治理达(dá)成诸(zhū)多国际公约。2015年(nián)9月,超过150位世界(jiè)领(lǐng)导人出席联合国(guó)可(kě)持续(xù)发(fā)展首脑会议,193个成员国(guó)通过《2030年可持续发(fā)展(zhǎn)议程》,提出17个可持续发展目标,其中3个目标涉及(jí)塑(sù)料污染。这(zhè)是世界(jiè)政治首(shǒu)脑第一次在塑料污(wū)染方(fāng)面达成(chéng)共识。此后(hòu),塑料污(wū)染问(wèn)题不断(duàn)得到国(guó)际重视(shì),在达沃斯世界(jiè)经济论坛、联合(hé)国大会(huì)、G7峰会、G20部长会议、《巴塞(sāi)尔(ěr)公约》缔约方大会等国际重要组织和会议中(zhōng),《海洋塑料(liào)宪章》、“塑料循环经济(jì)”、《巴塞(sāi)尔(ěr)公约塑料垃圾修正案》等理念和公约(yuē)被(bèi)提出,塑料污染治理已成全球(qiú)共识。

    2022年3月2日,第五届(jiè)联合(hé)国环境大会续会在(zài)肯尼亚首都内罗毕通过《终止塑料污染(rǎn)决议(草案)》,旨在推动全球治理(lǐ)塑料污染。决议指(zhǐ)出,到2024年达成一项具有国际法律约束力的协议,涉及塑(sù)料(liào)制(zhì)品的整个生命周期(qī),包括其(qí)生(shēng)产、设计、回收和(hé)处理等。联合(hé)国环境规划署(shǔ)表示,该决议将推动相(xiàng)关(guān)方从根本上转变生产(chǎn)、消费塑料和管理塑料废弃物的方式。2021年(nián),国家(jiā)发展改革委、生态环境部联合发布了《“十(shí)四五”塑料污染治理行(háng)动方案》,这是(shì)继2020年(nián)1月两部委《关(guān)于进一步(bù)加强塑料(liào)污染(rǎn)治理的意见》出台后,国家对大力治理塑料污染决心的又一次政策(cè)升级,进一步完善了塑(sù)料(liào)污染全链条治理体系,细(xì)化了(le)塑料使用源头减量,塑料垃圾清理、回(huí)收、再生(shēng)利用、科学处置等方面部署,推(tuī)动塑料污染治理持续深(shēn)入。


    废塑(sù)料化学(xué)回(huí)收(shōu)是未(wèi)来发(fā)展趋势


    现阶(jiē)段,废塑料回收(shōu)利用量低,国内外处理废塑料的方法主要有(yǒu)填(tián)埋、焚烧以及(jí)再造(zào)粒(lì)等。填埋和(hé)焚(fén)烧简单方便,但(dàn)填埋会(huì)造成土地占用和(hé)土壤与地(dì)下(xià)水污染,而焚烧虽可回收部分能量,但会产生一级致(zhì)癌物(wù)质(zhì)-二噁英,污染空气。

    物理回收的产品一般难(nán)以达到原生塑料的质量,其(qí)循(xún)环利用多属于降级使用(yòng)。在处理低值(zhí)的(de)、混合的、受污染的塑料垃圾上(shàng),这一技(jì)术难度(dù)大、经济性差,不太适(shì)用。各类复合(hé)膜(mó)类、塑料袋等(děng)废弃后混入生活(huó)垃圾(jī)的一次性包装物,占塑料垃圾(jī)的比重较大,是塑(sù)料污染治理的“硬骨(gǔ)头”,也是塑料垃圾资源化利用、高值化利用(yòng)急需攻(gōng)关(guān)的难题。

    废塑料化学(xué)回收(shōu)技术不仅可以“吃掉”现有(yǒu)物理回(huí)收技术无法处理或回收效益低的(de)低值、混合、受污染的塑料废弃(qì)物,进一步提(tí)高资源综合利用率,同时(shí)有助于减少生产原(yuán)生料所需的化石原料的消耗(hào),避免塑料焚烧产生的大量二氧(yǎng)化(huà)碳,从而降低塑(sù)料产品全生(shēng)命周期的二氧化碳排放(fàng)量。同时因其卓越的技术经济(jì)性,可(kě)能会成为环卫(wèi)固(gù)废和石油化工领(lǐng)域的“第二增长(zhǎng)曲线”。

    废(fèi)塑(sù)料的化(huà)学(xué)回收(shōu)是将废塑(sù)料转化为高品质油品燃料或化工原(yuán)料的方法(fǎ),正成为世界范围(wéi)科(kē)技研(yán)发(fā)的重点,是未来塑料垃圾处置和回(huí)收的发展方向。


    废塑料化学回收的工业化瓶颈


    废塑料化学回收实现工业化生产存在着巨大(dà)的(de)难题需要攻克。

    原(yuán)料(liào)

    对塑料垃圾种类要求苛刻,大多局限于处(chù)理(lǐ)单一种类,不能处理任意比率(lǜ)混合的(de)塑料垃圾(jī),特别是含氯的聚氯乙烯。

    运转

    受限于进料的不可持续(xù)性与结焦的定期(qī)清(qīng)理,大多为间歇性,无(wú)法(fǎ)保(bǎo)持长周期运(yùn)转。

    规模

    受限于投入与产出(chū)效率,工(gōng)艺的不成熟等,大都属于实验性,规(guī)模(mó)较小。

    能耗

    无论采用(yòng)何种加(jiā)热方式,都不(bú)可避免的(de)导致热量大(dà)量散失。

    加热(rè)方式(shì)

    如果不(bú)采(cǎi)用载(zǎi)体或辅助机构,裂解时塑料(liào)垃(lā)圾受热不(bú)均匀,可能部分未发生裂解,部分过裂解,最终(zhōng)导致部分塑料(liào)结焦碳(tàn)化,出油率(lǜ)下降,甚至粘结附着在(zài)裂解器壁(bì),损(sǔn)伤(shāng)裂解设备。


    惠(huì)城(chéng)环保废塑料化学回收技术


    乐鱼和惠城环保自(zì)主研发的混(hún)合废塑料深(shēn)度催化裂解(CPDCC)技术,成(chéng)功开(kāi)创了碳氢资源(yuán)循环使用(yòng)的新(xīn)途径,这将是中(zhōng)国经过验证认可(kě)的最具(jù)影(yǐng)响力的(de)废塑料化学回收工艺,大幅拓宽了废塑料处理方式并将其转化成具有(yǒu)高附加值(zhí)的化工原料,帮(bāng)助降低中国(guó)在废塑料加工过程中(zhōng)的能耗和成本,从而减少了碳排放,促进实现塑料的循环利用。


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    六大技术突破

    01

    垃圾中全量废塑料分选回收及原料化技术(shù)

    全新的垃圾分类模式,可以全量(liàng)回收垃圾中的中低价值(zhí)废塑料及低值纺(fǎng)织、竹木(mù)类,从(cóng)颗粒形貌和(hé)元素组成(chéng)两方面,对固体废塑料(liào)进行预处理,如分选、清洗、机械粉碎和水热脱氯等过程,获得颗粒尺(chǐ)寸(cùn)合适和杂(zá)质(zhì)含(hán)量符合要求的废塑料(liào)颗粒原料,实现(xiàn)无差别(bié)化(huà)高(gāo)值利用。除垃圾外,还可从(cóng)农田中(zhōng)将(jiāng)地(dì)膜进行分选,实现高(gāo)值回收(shōu)。


    02

    连续差压(yā)恒温稳定进料

    拥有自主知识产(chǎn)权的差(chà)压恒温(wēn)连续稳定进料技术,废(fèi)塑料从常(cháng)温常压到高(gāo)温高压实现了跨相转变,使(shǐ)用文丘里管、高(gāo)温溶剂熔融等液固输送方法和气(qì)固输送方法组合的工艺(yì)型式,构建(jiàn)废塑料颗粒的连续稳定(dìng)进料系统,有(yǒu)效避免再生造(zào)粒和液化工(gōng)艺(yì)等变相过(guò)程产生的碳化和VOCs无(wú)序排放问题,为大型工业化提供了可能。


    03

    温度梯(tī)度分布的逆流反应器

    根(gēn)据高分子裂解是强(qiáng)吸热反应,结合(hé)同(tóng)族烃类分子量与(yǔ)裂解活化能的负相(xiàng)关关系(xì),通(tōng)过设计气(qì)固逆向(xiàng)接触的(de)流(liú)化(huà)床形成(chéng)温度梯度,来满足(zú)废塑料(liào)裂解过程中不同分子量烃类(lèi)适配最优裂解(jiě)活化能的需求(qiú)。


    04

    废气中(zhōng)氯化氢捕集回收(shōu)技术

    废(fèi)气中(zhōng)氯化氢高效捕集(jí)技术,解决(jué)了含PVC塑料裂解过程中氯污染(rǎn)和回收难的技术瓶(píng)颈,实现废气无污染(rǎn)排放。


    05

    多产烯烃催(cuī)化(huà)剂研发

    公(gōng)司独家开发的废塑料(liào)裂解专(zhuān)用催化剂,灵活调变的催化剂配(pèi)方搭配合适的工艺条(tiáo)件,使得乙烯、丙烯、丁烯(xī)及三苯(běn)收率可调。根据(jù)原料中PVC含量的(de)不同,三烯三苯的(de)总收率变动范(fàn)围(wéi)为(wéi)85%~95%。


    06

    反应(yīng)过程无污染,超低能耗(hào)

    通过自热式(shì)能量利用,裂解产生的(de)焦炭可供应(yīng)整(zhěng)个装置的能量需求(qiú),不(bú)再(zài)需要额外能源的补(bǔ)充。


    塑料代替原油成为现实

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    废塑料通过深度裂解,可制取乙烯、丙(bǐng)烯、丁烯低碳烯烃及混合芳烃(tīng)等化工原料,根(gēn)据乐鱼和惠城环保(bǎo)技术转化(huà)率测算,回收(shōu)利(lì)用1公斤废(fèi)塑料产生(shēng)的(de)基础化工原料(liào),相(xiàng)当于5公斤中(zhōng)间基原油裂解产(chǎn)生的化工(gōng)原料,可减少固(gù)体废弃物(wù)填埋1公(gōng)斤。以(yǐ)年回收裂解5000万吨(dūn)废塑(sù)料(liào)计算,可节省2.5亿吨原(yuán)油消耗量,相当于中国(guó)每年原油进口量的30%,同时减少5亿吨(dūn)CO2排(pái)放(fàng)量,对降(jiàng)低我国原油对外依存度(dù)、赋能(néng)双战略实(shí)施具有高度的支(zhī)撑意义。


    废塑料化学回收(shōu)的(de)战略意(yì)义


    经过多年(nián)技术攻关和中(zhōng)试装(zhuāng)置(zhì)成功运行,首套20万吨/年混合(hé)废塑料(liào)资源化综(zōng)合(hé)利用示范项目开工在(zài)即。混(hún)合废(fèi)塑料深度催化(huà)裂解(CPDCC)技术实现工(gōng)业化,不仅以节能降碳(tàn)为重要抓手,转变了(le)发展(zhǎn)方式,优化了经济(jì)结构,转换了增(zēng)长(zhǎng)动力,在资源高效利用(yòng)和绿(lǜ)色低(dī)碳发展的基础(chǔ)上(shàng)推动区(qū)域的(de)经济社会(huì)发展,同时(shí),打开(kāi)了(le)废塑料(liào)化(huà)学回收再(zài)利用领域(yù)的新格局,抢占了(le)再生资源技术的制高点,从废(fèi)物中寻(xún)求资源(yuán),助力(lì)国家“能源-经济-环境”战略转型及双碳(tàn)战略的实现。


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