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廢塑料變油?真的!有這(zhè)項航天技術(shù)加持

來源:中國妖精影院樹脂網 2022-05-27 09:44:39

塑料,作為一種重要(yào)的基礎材料,日常生(shēng)活中隨處可見。塑料汙染(rǎn)的本質是塑(sù)料垃圾進入到(dào)土(tǔ)壤、水體等自然環境中且難以降解(jiě),帶來視覺汙染、土壤破壞(huài)、微塑料等(děng)環境危害。

在廢塑料治理中,除了熟知的物理回收,還有化學回收,主要運用熱解、解聚等方式。那麽航天熱解SHCP技(jì)術(shù),這項軍(jun1)用技術轉民用的項目,具(jù)備什麽樣的優(yōu)勢?將如何發揮作用?未來,廢塑料化學回收又會朝著什麽樣的方向發展?

記(jì)者專訪(fǎng)北京航天動力研究所副所長、研究員,SHCP技術主要發明人張彥軍。

廢塑料化學回收正(zhèng)當時

“我國廢塑料(liào)化學回收剛起步。”張彥軍說。

2021年4月,生態環境部組織編製(zhì)了《廢塑料汙染控製技術規範(征求意見稿)》,並於今年4月審議並原則通過。其中指出,廢塑料的化(huà)學再生指利用化學技術使廢塑料重新轉換(huàn)為樹脂單體、低聚物、裂解油或妖精影院氣的方法,適用(yòng)於處理低價值、成分複雜(zá),較(jiào)難進行物理再生的廢塑料。

2021年7月,國家發改委印發《“十四五”循環(huán)經濟發展規劃》,提出到 2025 年,廢舊物資回收網絡更加完善,再生資源循環利用能力進一(yī)步提升,覆蓋全社會的資源循環利用體係基本建成。

2021年9月(yuè),國家發改委、生態環境部印發了《“十四五”塑料汙染治理行動方案》,主要任務之一就是加快(kuài)推進塑料廢棄物規範回收利用和處置,包括加強塑料廢棄物(wù)規範回收和清運、建立完善(shàn)農村塑料廢(fèi)棄物收運處置體係、加大塑料廢棄物再生(shēng)利用、提升塑料(liào)垃(lā)圾無害化處置水平等。

2021年11月,工業和信息化部印發《“十四五”工業綠色發展規劃》,其中提到落實塑料汙染治理要求(qiú),實施廢塑料綜合利用行業規範(fàn)條件,鼓勵開展廢塑料化學循環利用。推進低值廢塑料熱裂解。

廢塑料化學再生(shēng)在困境中(zhōng)前進

據張彥軍介紹,廢塑料(liào)化(huà)學回收的方式(shì)可減少化石(shí)能源消耗,實現廢塑料同級再(zài)生利用,具有(yǒu)顯(xiǎn)著的減碳效果。“但(dàn)尚未有成功的商業化應(yīng)用案例。”

症結到底(dǐ)在(zài)哪兒?

產業鏈仍麵(miàn)臨困境。“在《國民經濟行業分(fèn)類》中,並沒有(yǒu)對廢塑料化學回收產(chǎn)業進行準確的分類,缺乏明確的定位和監管;部分地(dì)區政府要求項目落地在非常稀缺的(de)化(huà)工園(yuán)區或者化(huà)工聚集區;同時廢塑料(liào)的化學回收技術參差不齊易與(yǔ)‘土法煉油’混(hún)淆,由此導致此類項目落地困難。”張彥軍說。

除此之外(wài),原(yuán)料端、生產端、產品端,關(guān)關都有難題。

原料收集難(nán)——目前大部分(fèn)低值廢塑料主要(yào)流向了填埋場(chǎng)和焚燒廠,在地理分布上較為分散。

生產難以規模化發展——一是技術不成熟。以熱解技術為例,無論是間歇操作設備,還(hái)是連續外熱管式和回轉式設備,都存在傳熱速度慢、傳熱不均勻的問(wèn)題,導致設備處理規模小,結焦嚴重,對原料適應差等。二是技術規範缺位。技術(shù)路線、耗能等方麵隻能借鑒焚(fén)燒發電或者化工行業標準,設計建造成本高。三是技術瓶頸有待突破。低(dī)品質廢(fèi)塑料成分複雜,汙染程度高,塑料熱解油中Cl、Si等雜質含量高,不能直(zhí)接進(jìn)入煉廠深加工。

終端(duān)產品仍需“闖關”——例如《廢塑料汙染控製技術規範(fàn)》(征求意見稿)提到,未進行(háng)加工的裂解油和不符合相關產品質量標準的加工產物(wù)應按照危(wēi)險廢物管理。鑒於缺少廢塑料熱解油標(biāo)準,則需(xū)將產物加工達到相(xiàng)關燃料油的標準,提高了生(shēng)產成本。

然而,若想順利進入下遊煉廠生產環節製新塑(sù)料,還需解決對廢塑料熱解油的除雜提質問題。

即便經過(guò)一番(fān)回爐造血,終端產品再生塑料(PCR)也會因缺乏使用領域、比例等的明確規定和相關財稅政策鼓勵而無法闊步前進(jìn)。

航天技術用於環保(bǎo)優勢在哪?

作(zuò)為中國航(háng)天科技(jì)集團(tuán)公司重大(dà)創新研發項目,已申報發明專利49項的(de)航天熱解SHCP技術,究竟是一項怎樣(yàng)的技術?在廢塑料化學回收領(lǐng)域會如(rú)何發(fā)揮作用?

“它依托火箭發動機燃燒、傳熱和密封技術, 原創研發采用了固體熱載體循環機械流化加熱的(de)有機固廢熱解處理技術(shù)(SHCP),進而將廢塑料在絕氧環境中加熱分解,生成熱解油、熱解氣、熱解碳。”張彥軍回答道。

“熱解(jiě)氣和熱解碳作為燃料,為係(xì)統自身提供熱解反應所需要的能量,同(tóng)時利用(yòng)分離後高溫煙氣餘熱產(chǎn)生(shēng)蒸汽(qì)用於裝置自用和外供,最終輸出熱解油、蒸汽。熱解油可作為燃料油,也可作為煉廠原料(liào)深加工(gōng)為成品油或(huò)化工品,實現(xiàn)廢塑料同級循環(huán)利用。”張彥軍補充道。

“整個(gè)流程包括廢塑料預處理單元、熱解單元、熱(rè)解油(yóu)氣分離淨化單元、熱解油精製單元、煙氣淨化單元以及其他輔助單元。”張彥軍說。

那麽優勢如何體現?張彥軍進行了詳細解讀:

技術具備領先(xiān)性。

一是原料適應性廣:熱解設備可吃“粗(cū)糧”,處理各類混雜塑料時無需分類(lèi)、清洗。真正(zhèng)解決了物理回收不能處理的低殘值廢塑料的無害化和資源化利用問題(tí),豐富了(le)應用場景,從源頭適應性上推動了產業發展(zhǎn)。

二(èr)是避(bì)免結焦:與外熱(rè)式熱解技術相比,采用固體熱(rè)載體加熱,升溫速度快,傳熱均勻,可有效減少裂解焦前驅體形(xíng)成(主動預防結焦),同時高溫流態化介質(zhì)與廢塑料研磨混合,反應器內不發生結焦(jiāo)現象,清焦功(gōng)能徹底(流化動(dòng)態(tài)清(qīng)焦)。

規(guī)模化發展可實現(xiàn)。

一方麵,相較其他企業一般單套裝置(zhì)在10—30 t/d,SHCP技術(shù)可實現(xiàn)單機350t/d的規模化(huà)生產。提高了經濟(jì)效益,增強了項目相關方信心,為下遊(yóu)石(shí)化企業突破熱解油深加(jiā)工技術和規模化使用增添動力,助力廢塑料化學再生閉環(huán)產業鏈的(de)實(shí)現;

另一方麵,熱解反應速率(lǜ)快,二次反應程度(dù)低,熱解油收(shōu)率高(gāo),可自供熱。大大提高了廢塑料的利(lì)用價值,從經濟驅動角度上吸引資本關注廢塑料的高附加(jiā)值(zhí)利用,改變廢塑料化學回收行業現狀。

據張彥軍介紹,航天熱解SHCP技術經過6年的技術研發和中試驗證,已經開始布局商(shāng)業化示範裝置建設(shè)。

“2018年7月在河北霸州建成了(le)一套10噸每天規模的中試裝置,實現了不同有機固(gù)廢的連續進料、連續產油、排渣等‘全流程、自閉環、滿負荷’和168小時連續運行的目標。”張彥軍說。

“產出的熱解油經過分餾調和後可滿足SH/T 0356-1996 4#燃料油標準指標要求,精製後可作為GB17411-2015船用燃料油的調和油,也可作為原料油進行(háng)深加工。”張彥軍回答道。

在談到應用推廣時,張彥軍表示,3萬噸每(měi)年(nián)的回收裝置總投資約1億元,內部收益率大於20%,投資回(huí)收(shōu)期為5年,經(jīng)濟效益良好。

“這項技術可實現對生活垃圾分選廢塑料(liào)、填埋場陳腐垃圾塑料、快遞(dì)包裝(zhuāng)物(wù)、造紙廠尾(wěi)渣塑料、工業拆解廢(fèi)塑料,以及危廢包裝物、油泥等的(de)無害化和資源化處理,市場前景(jǐng)可期。”張彥軍說。

未來廢塑料化(huà)學回收行業(yè)如何發展?

在有關部門鼓勵和支持下,以航天科技(jì)、中石化、中石油為代表的高科技企業和以石化聯合會、再生資源協會、妖精影院樹脂協(xié)會為代表的協會(huì)機構都在積極推動廢塑料化學回收。

談及未來發展(zhǎn),張彥軍提出了他的看法:

製定廢塑(sù)料化學回收行業相關標準和規範(fàn)勢在必行,明確化學(xué)回收行業分類,同時引導和建設一批化學回收示範產業集聚園區。

應進一步健全生活垃圾分類收集(jí)設施(shī),如設立配套廢塑料垃圾分選設施、建立廢塑料資源交易中(zhōng)心等,建立低(dī)值廢塑料的回收體(tǐ)係,保障原料供應。同時,規範工業源(yuán)廢塑料(liào)的收集處置,限(xiàn)製廢塑料的填埋(mái)、焚燒等汙染嚴重處置(zhì)方式。

鑒於目(mù)前(qián)歐洲各國出台了包裝稅從經濟驅動層麵推進廢塑料化學(xué)回收和PCR塑料使用。我國可以出(chū)台關於化學回收(shōu)PCR的使用領域和比例以及熱解油等(děng)相應政策(cè),並運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手(shǒu)段鼓勵廢塑料再生,規(guī)避PCR原料油按危廢管理;探索建立塑料(liào)中間產品和終端產品的綠色認證體係,構(gòu)建綠色全生(shēng)命周期體係,鼓勵和規範終端應用。

麵對“卡脖子”的技術難題,加大(dà)政策支持,支持擁有創新技(jì)術企業新建或利(lì)用現有(yǒu)裝置開展工業化(huà)示(shì)範,引導(dǎo)頭部企業加強攻關,推動建立產學(xué)研合作、產業鏈協作;在金融支持方麵(miàn),除了爭取地方財政,還可設立專業的產業基金和綠色金融渠道,對廢塑料化學回收項目給(gěi)予(yǔ)直接投資和優先發行債券等。

相信在全社會對低碳經濟和廢塑料汙染治理的(de)關注(zhù)下,在政策(cè)的推動下,廢(fèi)塑料化學回收產業的(de)蓬勃發展將很快到來(lái)。


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