简述PVC回收方法和技术

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中国聚氯乙烯(PVC)的需求量每年以10%的速度递增。PVC的回收利用,不仅可以解决环保题目,而且可以缓解这一资源紧缺的压力。尤其在PVC原料价格持续上涨的今天,其回收再利用具有重要的意义。

建筑行业PVC的使用量甚大,若能将废旧产品循环再用,可大幅度减低PVC对环境的污染。

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实际上,PVC废弃物经常跟其他塑胶材料混合在一起。一般需要先进行塑胶分拣,然後再使用物理或化学手段加以综合利用。

简述PVC回收方法和技术

PVC的分拣

分捡是塑胶废弃物处理过程中比较困难的一环,也是决定处理结果的关键性因素之一。

常见的塑胶有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、低(高)密度聚乙烯、聚胺、聚氨酯等。由人工分拣存在较多缺点:效率低;作业职员处於有害的环境中;材料分类的误差大等等。

产业化生产中已大多使用自动化分拣系统,世界发达国家在这方面的研究较多。德国一家化学科技协会曾经发明了利用红外线从废塑胶中筛选PVC的技术,但物件仅限於透明瓶,存在筛选精度低、本钱高的题目。

最近,日本开发成功了从废塑胶中高精度筛选聚氯乙烯树脂(PVC)的技术。该技术利用PVC与其他塑胶的加热特性(50°C以内)和带电特性的差别进行检测,检测到的PVC用红光标记,轻易被操纵者筛选。该法比近红外线技术精度高,本钱仅为其1/2。

美国胶回收中心(CPRR)则发明了一种将PVC瓶与其他废弃容器分离的方法。这一工艺的关键在於使用一种由Asoma仪器公司研制的X射线荧光探测仪。CPRR研究职员已研制出一套电脑系统。它使用一种来自放射性同位素的X射线,激发化合物中所有的电子,含氯分子受辐射後即发出X射线荧光分析仪轻易显示的X射线反射图像。分离工作由一套机械装置来完成。它既可以通过传送带将所有含有氯原子的瓶移出,也可将不含氯原子的瓶移出。

PVC的回收技术

目前用於回收PVC的技术主要有三种:一是物理法回收利用;二是化学回收法综合利用;三是通过燃烧PVC材料回收与利用能量。其中物理法与化学法综合利用是值得推崇的方法,它们可以再次循环利用废旧品,充分发挥材料的使用性能。

物理回收法

物理回收,指PVC废物的回收过程只是由机械处理,主要通过切碎、筛选、磨碎等程式,终极得到薄膜、粉末、颗粒或其他形式的再生料。这些再生料可用来生产重包装袋、农用水管和鞋底等。

PVC塑胶制品分为软制品和硬制品两种。软制品主要包括薄膜、电缆护套、塑胶鞋及革制品;硬制品主要包括瓶子、管材、异型材、板片材。

在软制品中,农用薄膜是使用量较大的一类。农用薄膜的制造材料有PVC、PE、EVA等多种材料。在回收再生利用时,应先将PVC膜和其他材料薄膜区分开来。农用薄膜常夹带有土壤、沙石、草根和铁钉等,要除往这些杂质并进行清洗,然後经过乾燥、切碎等工序制成碎片或粒料,再制成农用产品包装膜、农用再生水管和鞋底等。由於重复回收利用的废农用PVC薄膜被多次加温加工以及机械作用,不可避免地会产生部分降解,强度随之降低。为保证产品的质量,需添加部分新PVC树脂和相应的助剂。假如要使再生料经过密炼、二辊、四辊机收卷等制成二级塑胶薄膜,在密炼过程中加进不同色料,所生产出来的压延薄膜还会呈现出不同颜色。此外,在废农用PVC薄膜中残留的增塑剂(主要是DOP),约30%可以进行回收,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种产品,其废弃物可以加工成型材、管材和折叠板等。在塑胶加工厂,首先将PVC碎片清洗乾净,往除瓶盖和标签後乾燥,然後粉碎成小於0.5mm的小片。美国主要的PVC生产厂家之一――BFGoodrich公司进行了一个试验,采用新PVC和回收PVC共挤出,结果表明,回收PVC保存了新料的优良性能,可在性能要求较低的场合应用。

对於物理回收法而言,PVC回收物的质量与污染程度、所选材料的组成有较大关系。回收物的质量决定了原始材料能够被回收物替换的程度:“高质量”的回收物能够在PVC同样类型的应用中再利用,然而来自於混合废物部分的“低质量”回收物只能被“低级回收”到通常用其他材料制作的产品中。

当然,终极产品的质量与回收设备本身也分不开。目前,德国回收加工PVC废物的设备及工艺已达到很高的水平。其中污染物含量小於1%,获得的PVC二次粉碎料可以用各种方法加工成诸多产品。美国塑胶产业协会聚氯乙稀协会也大力鼓励PVC的回收工作,拟从PVC瓶的回收开始,带动其他PVC制品的回收工作。

化学回收法

化学回收,是指利用聚合物的化学性质,将聚合物转换为小分子化合物或简单化合物。化学分解的方法,对资源的利用率较高,但是工艺复杂、本钱较高,因而影响了塑胶制品的回收利用。

对PVC来说,除了高分子链被击碎之外,链上连接的氯原子也以HCI的形式开释出来。HCI要麽在提纯之後被再利用,要麽就必须被中和而形成不同的产品,有的可以再利用,有的就必须被处置掉,这都是受处理过程使用的技术决定的。世界各国都加强了这一领域的研究。

中国所开发的废旧塑胶回收再生利用技术,可把PVC废旧地膜、棚膜回收後再生产油品、石蜡、建筑材料等。采用该项技术设备在连续生产的情况下,日处理废弃农膜能力强,出油率可达40%~80%,汽柴油转化率高,符合车用燃油的标准和环境排放标准。另外,由於PVC薄膜中含有30%~37%的邻苯二甲酸二辛酯,可采取常温溶剂萃取DOP技术,在低於800°C的温度下回收溶剂。DOP是一种用途广泛的增塑剂,目前市场价格为7000元~8000元/吨,回收1吨废PVC薄膜可获利2000多元,并消除了环境污染。

欧洲也有两个较为先进的溶剂法回收PVC工艺。比利时索尔维公司投资1060万欧元,在意大利建成世界第一套软PVC树脂回收装置。该装置采用VinyLoop批量工艺,每年可从1万吨废塑胶(大多由PVC组成)再生出8500吨PVC。其技术采用甲乙酮混合物为溶剂,在100°C~140°C和加压条件下,选择性地将PVC和添加剂溶解,溶液经沉淀可得到含添加剂的软PVC。此工艺回收生产PVC的用度与生产新PVC相当,而且所得PVC中含有添加剂,所以树脂售价较高。采用VinyLcop工艺可减轻PVC,尤其是软PVC对环境的影响。第二套VinyLoop装置将於2004年在法国投运,设计用於回收涂覆PVC的漆布和织物。

欧洲另一个以溶剂法回收PVC的新工艺是用於从整个汽车配线板中回收PVC。此工艺是由位於德国Wuppertal和Delphi的汽车厂商及Wuppertal大学联合开发的,三年前即已被德国Nohfelden-Fisen的一家汽车部件回收商WiefekGmbH实现产业化。采用此工艺回收PVC,所耗用度低於新PVC价格近20%。该工艺以酯和酮为溶剂,但溶剂用量比Vinyloop工艺少得多。溶剂并不将废PVC完全溶解,而只是将其软化,使之易於与铜线分离,而所得铜线即可用於支付回收PVC过程所需用度。Wiefek公司已发明了一种采用离心法分离塑胶与溶剂的工艺,并已获专利权。该公司按此工艺建立的回收PVC生产线,每年可回收225吨可重新使用的PVC。

回收热能法

目前,通过焚烧PVC制品获取能量也是PVC再利用的方法之一。但这种方法有被淘汰的趋势。

在焚烧过程中,PVC废物产生盐酸(氯化氢),并随烟道气开释出来,这些气体需要进行中和。方法是向焚烧炉里投加中和性的物质,最普遍应用的是石灰石,这样就可以中和焚烧气体中的酸性成份。由於PVC燃烧时放出的氯气有强烈的腐蚀破坏力,而且是引起二恶英的首恶,因此各国环保团体都大力反对使用焚化法回收热能。

PVC塑料的回收一般是指将使用过PVC,经过破碎、清洗、甩干、加温塑化、拉丝、冷却、造粒,加工处理后,天生料粒PVC,以供再制成PVC相关产品,尤其是作为原料用量更大。由于PVC在管、具中被大量使用,也由于卫生等原因,只能一次性使用,所以回收PVC的设备一直是人们关注的。一般PVC上分离PE、pp,同样可以集中处理回收造粒(用DY废旧塑料再生造粒机做PP、PE、ABS等)。各种废旧塑料的回收广受关注,一般说来塑料破碎机通用,其他设备都和PVC的回收设备相同,回收处理的设备配置不同,回收到的塑料品质也不相同,其中关键是清洗和造粒的好坏程度。

一般塑料回收加工处理的过程是:

Pvc塑料→pvc塑料→自动清洗→塑化成型→拉丝切粒→质检包装

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