Технология утилизации и вторичной переработки полимеров

Несмотря на большой объем вторичного сырья в виде использованной полимерной продукции, переработка выполняется только на 30%. Уничтожение стандартными, устаревшими способами ведет к загрязнению и утрате нужных ресурсов. Вторичная переработка полимеров решает эти проблемы, поэтому должна стать основным способом утилизации.

Что такое полимерная продукция

Большая часть полимеров в России – это упаковочная тара. Область применения обусловлена надежным сохранением продукции и привлекательным видом. Ежегодно образуется около 3,3 миллиона тон полимерных отходов и эта цифра неуклонно растет.

Основные разновидности полимерной продукции:

• Около 35% — полиэтилен.
• 19% — ПЭТ.
• 17% — ламинированная бумага.
• 8% — полистирол.
• 14% — поливинилхлорид.
• 7% 0 полипропилен.

Справка! Большая часть полимеров поддается сжиганию или захоронению, что совершенно небезопасно для экологии. В результате утилизации происходит выделение токсических веществ.

Классификация полимеров

Выделяют несколько основных типов полимерного мусора:

1. Общественного потребления. Это отходы полимеров, что образуются в повседневной жизни. Выбрасываются они обычно с твердым мусором в общие баки. Переработка полимерных материалов будет более эффективной, если у каждого войдет в привычку сортировать мусор.
2. Технологические. Бывают еще двух типов. Первая группа – неустранимые – брак, который сразу перерабатывается. Вторая – устранимые – это отходы, что образуются при производстве пластика, их также ликвидируют вторичной переработкой.
3. Производственные. Вторичные полимеры, которые включают мешки, упаковку, шины и другие изделия, вышедшие из строя. Все они попадают в линию переработки полимерных отходов.

Какая продукция подходит в качестве ценного сырья

Переработка подходит не для всех полимеров. Предприятия принимают термопластичные синтетические материалы, среди которых ПВХ (поливинилхлорид), ПС (полистирол), АБС (акрил-бутадиенстирольный пластик), ПП (полипропилен).

Справка! Предварительно проводится сортировка мусора. Полимеры разделяют по типу материала, размеру и цвету. Обычно это ручной и довольно дорогостоящий способ.

К термопластичным (пригодным для переработки) материалам относят:

• Полиэтилен высокой плотности.
• Поливинилхлорид.
• Полиэтилен низкой плотности.
• Полистирол.
• Полиэтилентерефталат.
• Полипропилен.

Непригодные материалы – эпоксидные и фенольные смолы, полиуретан.

Пластиковые отходы могут выступать в качестве ценного вторичного сырья и готового материалы для рециклинга, повторного изготовления пластмассовых изделий. Каждый вариант имеет превосходство перед такими способами утилизации, как сжигание, захоронение и вывоз на полигоны.

Используемое оборудование при вторичной переработке

Переработка выполняется по определенной технологической цепочке:

1. Организация пунктов приема сырья, где проводится сортировка и прессование.
2. Сбор полимеров на полигонах перерабатывающими компаниями.
3. Продажа предварительно обработанного вторичного сырья.

Обработка полимеров проводится в несколько этапов. Сначала нужна тщательная сортировка. Затем выполняется измельчение, разделение, мойка, сушка и грануляция.

В процессе обработки применяется следующее оборудование:

• Линии для мойки и сушки.
• Дробилки.
• Транспортеры.
• Дозаторы.
• Шредеры.
• Смесители.
• Агломераторы.
• Грануляторы.
• Аппараты для постобработки.
• Холодильные камеры.
• Прессы.

Методы переработки

Общий процесс переработки вторичного пластика:

1. Сортировка. Первый и важнейших этап, при котором происходит тщательное разделение мусора по разным характеристикам.
2. Измельчение. Уровень измельчения сырья влияет на итоговый продукт. Путем использования дробилок получают рыхлую массу с частицами 2-9 мм. Более современный криогенный способ позволяет получить крошки меньше 2 мм.
3. Разделение. Самый популярный способ заключается в помещении пластиковой смеси в воду, куда добавляется ПАВ, меняющая свойства полимеров.
4. Мойка и высушивание. Для этой цели используют специальные моющие средства и промышленные машины. Центрифуга проводит первичное высушивания, оставляя влажность до 15%, после выполняется окончательная сушка в специальной сушильной установке, которая оставляет не больше 0,2% влаги.
5. Грануляция. Сырье помещается в гранулятор, где уплотняется. Это облегчает переработку в дальнейшем, обеспечивая максимальную приближенность характеристик. После всех процессов получают гранулы, которые и применяются для новых изделий.

Вторичная переработка полимеров очень выгодна для крупных предприятий. Это возможность получить прибыль за то, что обычно выбрасывается. Также важно учитывать пользу для окружающей среды. Еще один фактор в пользу использования вторичного сырья – удешевление производства изделий из пластика.

Выдувное формование

Выдувной способ предполагает выдувание сжатым воздухом для получения полых изделий. Для этого применяется разогретые заготовки.

Экструзия

Путем экструзии на выходе можно получить тонкую пленку. В процессе раздувания горячим воздухом можно получить полые изделия. Характерным их отличием будет след от полуформ в виде полосок на боковой поверхности.

Пневматическое формование

Пневматическое формование дает возможность получить объемные изделия небольшого и крупного размера (как ванны, так и стаканчики). Листовая заготовка разогревается и прижимается к копируемой форме.

Каландрование

Метод каландрования предполагает непрерывный процесс создания полимеров из термопластов. Выполняется путем пропускания расплава через каландр с вращающимися валками. Одна композиция при этом проходит несколько валов.

Одновременно можно наблюдать процесс уплотнения и увеличения ширины, в результате чего получается пленка нужного размера. Ее можно разрезать и наматывать.

Горячее штампование

Путем горячего штампования есть возможность получить материалы самых разных форм и размеров. Суть заключается в том, что происходит одновременное воздействие давления и повышенной температуры. Таким способом получают листовые объекты, пластины, древесные плиты, древесноволокнистые плиты разного назначения.

Утилизация пластика

Утилизация полимерных отходов проводится путем сжигания и захоронения, что крайне невыгодно при возможности использования сырья для последующего изготовления продукции. Однако такие способы все еще активно практикуются.

Применяемые способы утилизации:

1. Пиролиз. Обработка выполняется под воздействием очень высоких температур в больших камерах без кислорода. В результате получается мазут и газ.
2. Многоконтурный пиролиз. Обработка при температуре выше 600 градусов. Пластик при этом плавится и подается в циркуляционную систему для чистки, чтобы на выходе получить максимально чистое топливо.
3. Гидролиз. Пластмасса расщепляется в резервуаре без воздуха под воздействием воды, кислоты и высокой температуры. Это дорогостоящий способ, который рационально применять только при огромных масштабах переработки.
4. Двухатомным спиртом. Применяется этиленгликоль и еще более высокие температуры. Для сокращения времени дополнительно применяются катализаторы. Пластик на выходе качественный, но не пригодный к использованию в пищевой сфере.
5. Метанолиз. Наиболее востребованный вариант переработки с применением высоких температур. В специальном резервуаре пластик расщепляется метанолом. Способ хорошо подходи для крупных перерабатывающих компаний.
6. Механический способ. Проводится стандартная сортировка, затем измельчение, промывание и сушка. Полученное сырье плавится или измельчается в гранулы.

Использование пластикового утильсырья для переработки позволяет сократить количество складируемых на полигонах отходов и защитить природу от загрязнения. Кроме того, полученное сырье сокращает затраты на энергию и нефтяную продукцию. Для глобального решения вопроса переработки нужно начинать с информирования населения о важности сортировки мусора.