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| 日本废塑料回收技术的发展趋势 |
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| 2005-5-12 中国聚合网 |
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日本是世界仅次于美国的第二大塑料生产和消费国，塑料年产量超过1400万t，消费量近1000万t，目前废塑料排出量约为900万t／a，废塑料占生活垃圾体积的30％--50％。日本国土面积狭小、人口稠密，日益增多的大量废塑料已不能再用焚烧或掩埋的方法处理，废塑料公害对日本大众的生存环境构成了严重的威胁。另一方面，日本资源缺乏，将废塑料作为资源加以回收利用，建立资源循环型社会已成为当务之急。
日本计划2001年废塑料回收重用率达65％(其中热能回收50％、材料回收15%)，21世纪初回收重用率达到90％(其中热能回收70％、材料回收20％)。
1．PET瓶
塑料容器包装材料占日本塑料制品的40％，是家庭生活垃圾的主要部分。PET瓶在日本主要用于清凉饮料的包装(约占PET瓶的80％)，品种比较单，易于分别收集，其再生料适合重新利用。1996年世界PET瓶的回收率为17．5％，中国达5．1％，日本仅2．9％。而到了1997年，日本PET瓶回收率激增至9％，1998年增至18％，2001年将增至27．7％，平均年增长卑为10％。日本为此制定了"PET瓶自主设计准则"，其中规定，饮料、酱油和酒类PET瓶不使用底杯、把手、禁止着色，使用可用物理方法剥除的标签，不使用铝盖，只准用塑料盖等。为便于将收集的大量PET瓶运至再生处理工厂，废PET瓶启运前要作减容处理。日本PET瓶再生树脂主要用于制造纤维、片材和非食品包装用瓶，三者的消耗量大致相同；目前纤维用比例逐渐增多，已超过70％。日本PET的以上用途正趋于饱和，随着今后PET瓶回收量的进一步增加，必须为再生PET开发新的用途，如土木建筑材料、食品包装和容器等。目前日本公司已利用聚合物合金改性技术将再生PET加工成性能优于用PET新料制造的粉末涂料。
用化学回收法将PET降解成单体重新合成PET新料才是最有效的解决方法。为此，日本正在开发废PET的乙二醇热解回收法及PET的超临界甲醇分解回收方法。
日本帝人公司最近开发了一种从废PET瓶中DMT(对苯二甲酸二甲酯)和EG(乙二醇)的循环方法，先把废PET瓶压碎并清洗，然后溶解于EG中，在EG的沸点温度和0.1MPa的压力下，把PET进行解聚，生成双一对苯二甲酸羟乙酯(BHET)。再经过滤，除去滤渣和添加剂，使BHET与甲醇起反应，在甲醇的沸点温度和0.1MPa的压力下，经过酯交换反应生成DMT和EG。再经过蒸馏，把DMT和EG进行分离，然后通过重结晶过程，把DMT精制；通过蒸馏把EG进行纯化，甲醇可循环使用。回收的DMT和EG的纯度都达到99．99％，生产成本与通用的DMT和EG法的成本不相上下。DMT可以转化成纯TPA(对苯二甲酸)，用于制造瓶级PET树脂。循环装置可以生成10％左右的该公司生产树脂用的原料。
2．其它废塑料
日本废塑料包装容器的排出量极大，年废塑料总排出量为884万t，其中产业废弃物443万t，一般废弃物441．4万t。而PET瓶以外的塑料包装容器323．8万t，占一般生活废塑料的73％以上。这部分废塑料不仅数量多，而且种类混杂，形态各异，包括PE、PP、PVC、PS、PET薄膜、中空容器、片材等，不能像P盯瓶那样按单一品种收集，很难按种类分拣作为材料回收重用。目前这部分废塑料在日本主要作为热能回收利用，为此，日本正在开发和改进以下多种热能回收技术：(1)直接燃烧，回收能量，包括垃圾发电，用于炼铁高炉取代焦炭作还原剂、用作水泥窑的燃料；(2)燃料化后用于各种发电锅炉，一部分油化燃料可用于汽车，包括固形燃料化、粉体燃料化、固体水浆液燃料化、热分解油化、超临界水油化、煤气化。废塑料油化可以得到价值较高的液体燃料或化工原料，而其它热能回收和燃料化法只能提到煤或煤气的替代品，所以油化是日本政府规定的混杂废塑料的回收方法。虽然处理的产业系统的废PP、PE、Ps的小型油化装置已实用化，但含PVC的一般废塑料的大型油化装置尚未实用化。目前，日本开发的油化装置不能用于热固性树脂的油化，对PET、ABS、PVC的油化也不适用，只能处理PVC<20％的混杂废塑料。东芝公司研究成功废塑料油化中连续脱氯的技术，试制成含50％PVC的废塑料袖化装置。
与热分解油化相比，超临界水油化可加速塑料分解，所需设备较小，回收的主要是轻油，几乎无副产物。日本东北电力公司建立一座处理能力为0．5t／a的试验装置，1998年1月投入试验运转，用于处理电力公业的废塑料，如废电线包皮等。废塑料粉碎后与水混合、加热、加压至3740C和22.1MPa超临界状态分解成油。
用废塑料替代焦炭，不仅能量利用率高，而且高炉产生的CO2生成量比用焦炭少。但在废塑料中需附去PVC。日本目前采用的方法主要有：重力分离法除去PVC；将混合废塑料脱氯处理后造粒用于高炉炼铁；从一般废塑料中分离出的PVC经转窑分解脱氯处理后用作高炉还原剂。目前，处理能力已达到3～6万t／a。
既生产PVC又生产水泥的日本德山曹达公司将除去PVC的废塑料粉碎至25mm以下的粒度，不作造粒处理，直接用于水泥窑取代煤粉用用燃料获得成功，处理能力已达到万吨以上。目前该公司又在试验研究含PVC的废塑料分解脱氯后用作水泥烧制燃料的系统，脱氯产生的HCI重用于PVC的制造。
废塑料在窑中燃烧后的残渣留在水泥中起填料的作用。热固性树脂细碎也可能作用水泥窑燃料。上述4种热能回收方法是适合大规模处理大量混杂废塑料的方法，是目前研究开发的重点，其它回收法如固形燃料法、粉体燃料法等只适合某些特定的小规模处理场合。
日本是家用电器生产与消费大国，每年产生大量的家用电器废弃物。其塑料壳休送常温破碎工序，然后分离出金属与玻璃，剩余塑料送金属、树脂混合物燃料化工序，经干馏处理将废塑料变成燃料回收。
日本每年报废汽车约500万辆，每辆车上的塑料约占车重的7．5％。主要为保险杠、仪表盘、座椅蒙皮、电线包皮等回收树脂材料。
3．热固性塑料的回收
热固性塑料加热不熔融，不可能重新作用材料，也很难用热分解法油化，而每年报废的家用电器、计算计和汽车中大量酚醛树脂和聚氨酯等热固性塑料必须处理回收。同的日本一些研究机构正在研究热固性塑料的回收方法，井已取得很大进展。日本资源环境研究所研究成功利用氢授溶剂四氢化萘将废酚醛树脂分解成单体的液相分解法。此法还可用于环氧树脂、聚氨酯、FRP等的油化回收。大阪工业研究所将废酚醛树脂粉碎以代木粉用作酚醛树脂制品的增强材料，与传统制品相比耐水性提高6倍，电绝缘性提高10倍，耐热性亦佳。该所将废聚酯粉碎后与苯酚混合，在酸性条件下加热，然后与甲醛反应制造酚醛树脂，添加六亚甲基四胺作固化剂，可制成强度、韧性和耐热性良好的酚醛树脂产品。化学回收法一般投资大，成本高，日本目前研究尚少，仅有少数实用化的实例。 |
| （责任编辑：一文） |
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