View
22
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
RECYKLACE PLASTŮ
ZÁKLADNÍ BILANCE A ZPŮSOB
NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI PLASTY Z
KOMUNÁLNÍHO SBĚRU
Zdroj: ČSÚ, březen 2009
Komunální odpad v ČR - cca 3 mil. tun / rok (cca 300 kg /obyv.)
Vzrůstající trend vytříděných složek odpadu - téměř 3x od roku 2002!
5,9 %
14,3 %
Složení komunálního odpadu
▶ Využitelné složky
• Papír
• Sklo
• Plasty
• Nápojové kartony
• Kovy
• Organický odpad
Zdroj: EKO-KOM
▶ Objemné odpady
▶ Nebezpečné odpady
▶ Ostatní odpady
Struktura nevratných obalů 2008
Plastové odpady z komunálního sběru – způsoby
nakládání
▶ Materiálová recyklace
- vysoké nároky na čistotu vytříděných složek → omezené využití pro
plastové odpady z komunálního sběru, závislost na poptávce po výrobcích
- např. PET – textilní průmysl, stavební průmysl, atd…
▶ Surovinová recyklace
- chemické zpracování plastů na výchozí surovinu
- hlavně PET, PUR, PA
- u plastových směsí – zplyňování kyslíkem a výroba syntézního plynu,
pyrolýza nebo hydrogenace
▶ Energetické využití
- výroba tepla a el. energie – spalování, zplyňování
- alt. palivo v cementárnách (nároky na předúpravu)
- využití ve vysokých pecích – energeticko-surovinové využití
Míra recyklace v ČR v roce 2008
Nejčastěji v ČR:
▶ PET flakes
▶ PE fólie - regranulace
▶ směsné plasty - PE, PP, PS, ABS tepelné lisování výrobků
▶ produkty pro stavebnictví
▶ zbytek alternativní palivo, skládkování
Zdroj: EKO-KOM
Skládkování x Spalování komunálního odpadu v
letech 2003 - 2007
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
2003 2004 2005 2006 2007
rok
tis.
tun
skládkování spalování
Zdroj: ČSÚ, březen 2009
Zdroj: Eurostat
Spalování
Skládkování
Úprava nebo využití
Zdroj: ČSÚ
Plastové odpady z komunálního sběru
Systém sběru a separace komunálního plastového
odpadu v ČR
- Sběrné nádoby a kontejnery (sklo, plast, papír)
- Vytřídění využitelných složek na dotřiďovací lince (PET, PE…)
- Lisování nebo drcení nevyužitelného materiálu
- Využití jako alternativního paliva (cementárny) nebo
skládkování !!
Množství vyprodukovaných plastových obalů
• Ročně se v ČR vyprodukuje do 200 000 tun plastových obalů
• Systémem třídění a recyklace komunálního odpadu se podaří recyklovat cca
50% plastových obalů
• Zbývájící nevyužité množství: max 80 000 – 100 000 tun/rok
ODPADNÍ PLASTY - využití
• PLASTY JEDINÉHO DRUHU, NEZNEČIŠTĚNÉ
• PLASTY JEDINÉHO DRUHU, KONTAMINOVANÉ
• SMĚSNÉ PLASTOVÉ ODPADY O ZNÁMÉM
SLOŽENÍ
• NÁHODNĚ SEBRANÝ KOMUNÁLNÍ ODPAD
Primární recyklace
• Obvykle ve výrobním závodě
• Odpad se přidává k originálnímu materiálu
• Problémy:
– Extruze
– Stárnutí (oxidace, fotolýza, změny v řetězci,
odštěpování chloru u PVC
– Nutnost restabilizace
Sekundární recyklace
• Směs plastů – granulace, drcení, separace,
čištění, sušení:
• Recyklace tříděných plastů
• Recyklace netříděných plastů
Separace plastů
• Fluidní (oddělení pěnových plastů)
• Flotačně sedimentační postup
– Voda
• PP, PE od PS, PVC,
– Speciální kapaliny
• HDPE od PP, LDPE
• Hydrocyklony
• Spektroskopické metody (NIR, FTIR)
Tavení směsi polymerů
• Různorodost směsí vede ke špatným
vlastnostem rezultujícího blendu
• Zlepšení:
– Úprava složení směsi
– Kompatibilizace přídavkem aditiv
– Přídavek nepolymerních komponent
Terciární recyklace
• TERMICKÉ POSTUPY
– Depolymerace
– Pyrolýza
– Zplyňování
• CHEMICKÉ POSTUPY
– Hydrogenace
– Hydrolýza
– Glykolýza
DEPOLYMERACE
• POLYMETHYLMETAKRYLÁT
(PMMA)
• Při 400-500 °C se uvolňuje monomer
Hydrogenace/Hydrogenolýza/
Hydrokrakování
• Štěpení velkých molekul vodíkem pomocí
katalyzátoru
KATALYTICKÉ HYDROKRAKOVÁNÍ
Reakční podmínky
Teplota 400 - 450°C
Tlak 5 – 20 MPa ( velký přebytek vodíku )
Surovina nejčastěji plynové oleje,vakuové destiláty,
lehké a těžké oleje z fluidního katalytického
krakování a koksování + VE SMĚSI S PLASTY
(POLYOLEFINY)
Katalyzátor difunkční
krakovací složka amorfní alumosilikáty,zeolity
hydrogenačně-dehydrogenační složka Pt,Pd,
sulfidy Mo W Co Ni
HYDROLÝZA, ALKOHOLÝZA
• Polyestera, polyamidy, polykarbonáty,
polyuretany
– Pára, vysoká teplota, tlak
– Alkalická katalýza
HYDROLÝZA A ALKOHOLÝZA
Hydrolysis and Alcoholysis. Another way to break down
polyester is hydrolysis or alcoholysis which sometimes requires
drastic reaction conditions and long reaction times. The
hydrolysis of polyesters results in the formation of carboxylic
acids and alcohols, from which new polyester can only be
produced after separation and purification.
The breakdown of polyesters is more readily achieved by
alcoholysis. The diols and dicarboxylates are formed according
to the following reaction scheme :
Kvarterní recyklace – energetické využití
• Speciální přednáška
PŘÍKLADY SEPARACE PLASTŮ
ÚČEL: ENERGETICKÉ VYUŽITÍ
Faktory limitující energetické využití
Problémy spojené s obsahem Cl (PVC)
- výrobní (kvalita produktu)
- technologické (koroze zařízení)
- ekologické (tvorba dioxinů, HCl)
Parametry paliva pro použití
v cementářské peci
Výhřevnost min. 15 MJ/kg
Obsah vody max. 10 %
Obsah popela max. 10 %
Obsah Cl max. 1 %
Separace PVC
Nejběžnější způsoby separace PVC ze směsných plastů
• Ruční a mechanická separace odpadů obsahujících PVC
• Gravitační rozdružování plastů v kapalinách
• Rozdružování plastů působením odstředivých sil
• Pneumatické rozdružování plastů
• Elektrostatická separace plastů
• Separace plastů pomocí infračerveného a rentgenového záření
• Separace plastů na principu selektivního rozpouštění
Separace PVC pomocí
odstředivky
Separace PVC pomocí
hydrocyklonu
Separace na odstředivce Sorticanter (Flottweg)
Zkoušky provedeny na provozní odstředivce Flottweg – Sorticanter (Vilsbiburg,
SRN)
Separace na odstředivce Sorticanter
Technologické schéma:
Separace na odstředivce Sorticanter
Zpracovávaný materiál:
• 750 kg
• předtříděný směsný odpadní plast
(po třídící lince)
• materiál nadrcen na frakci - 4 mm
• odstraněny kovové příměsi + 1 mm
(mag. a elektrodynamická separace)
Dávkování materiálu
do homogenizační
nádrže
Separace na odstředivce Sorticanter
Zkušební
odstředivka
Sorticanter
Separace na odstředivce Sorticanter
Rozdružování plastů v hydrocyklonu Vstupní a provozní parametry testu
délka testu 184 min
průtok vody hydrocyklonem 7.50 l/s
450.00 l/min
spotřeba vody 82642 litrů
dávkování plastů 1.36 kg/min
množství plastu 250 kg
tlak suspenze do hydrocyklonu 75 kPa
Výstupní parametry jednotlivých produktů separace
lehká fáze (plast + zbytková voda) 362.16 kg
1.97 kg/min
5.16 l/min
z toho lehká fáze (plast) 166.39 kg celkem během testu
(66.6% původního množství plastů) 0.91 kg/min
z toho lehká fáze (voda) 195.78 litrů celkem během testu
1.07 l/min
těžká fáze (plast + zbytková voda) 157.98 kg celkem během testu
0.86 kg/min
1.44 l/min
z toho těžká fáze (plast) 83.62 kg celkem během testu
(33.4% původního množství plastů) 0.46 kg/min
z toho těžká fáze (voda) 74.36 litrů celkem během testu
0.40 l/min
odpadní voda 448.53 l/min
7.48 l/s
82372 litrů celkem během testu
hydrocyklon
vstup vody
výstup
téžké fáze
výstup
lehké fáze
Rozdružování plastů v hydrocyklonu
Možnosti transformace odpadních plastů na
využitelnou energii – technologické
principy
Zplyňovací procesy
• Spalování je chemický proces, při kterém probíhá reakce s molekulárním
kyslíkem a dochází při něm k produkci tepla.
• Parní reforming je katalytická reakce uhlovodíků s vodní parou za vzniku
oxidu uhelnatého a vody.
• Parciální oxidace je reakce uhlovodíkové suroviny s kyslíko-parní směsí s
množstvím kyslíku nedostatečným pro úplné spálení a hlavními produkty jsou oxid
uhelnatý a vodík.
• Zplyňování je tepelný proces, při kterém se organické sloučeniny rozkládají na
hořlavé plyny působením vysoké teploty v přítomnosti malých molekul (voda, složky
vzduchu apod.)
• Pyrolýza je nekatalytický radikálový proces štěpení uhlovodíků na nižší olefíny
probíhající při teplotách 700–900 °C.
Spalování (vzduch)
Parní reforming
Parciální oxidace – zplyňování
kyslíkem
Recommended