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    用化学循环将废塑料“吃干榨尽”

    废塑料(liào)“诞生”的背景


    自20世纪40年代首次(cì)对塑料进行大规模工(gōng)业化生产合成以(yǐ)来(lái),人(rén)们对(duì)塑(sù)料制(zhì)品的需求和性能的要求不断升级,塑(sù)料制品凭借其易(yì)于加工成型,来源广、质量(liàng)轻,并且(qiě)具备一(yī)定韧度、强度及抗腐蚀性的特(tè)点(diǎn),被广泛地应(yīng)用于(yú)人(rén)们日常(cháng)生产(chǎn)生活的每个领(lǐng)域,从温室(shì)、地膜、涂料和电线(xiàn),到包(bāo)装、薄膜、封面、袋子和容器,为人类的工作和生活带来了舒适(shì)、安(ān)全与(yǔ)便利。在(zài)塑料诞生后的70多年间,塑料工业快(kuài)速发展,已成长为了一个品种齐(qí)全,规格繁多的支柱性产业(yè)。

    一个不争的(de)事实是人类社(shè)会每天生产大量的塑料(liào)产品,随(suí)之而来大量废(fèi)旧塑料也在(zài)人们工作生活中不(bú)断产生。联合(hé)国环境规(guī)划署2023年发布(bù)的报告(gào)显示(shì),全球塑料年产量超过4.3亿(yì)吨,其(qí)中三分(fèn)之二塑料(liào)制品均为(wéi)短期(qī)使用,很(hěn)快就会变成废物(wù)。虽然(rán)塑料在人(rén)类(lèi)日(rì)常生活和生产中(zhōng)发(fā)挥了举(jǔ)足轻重的作用,但是由于其使用后破损、老或丢弃(qì)成为废弃物,且极(jí)难降解,以(yǐ)致废弃(qì)后的塑料能够长(zhǎng)期存在,形成(chéng)了所谓的“白色污(wū)染”,给人类的生存(cún)环境带来(lái)了巨大的压力,由此引发(fā)的环境(jìng)问题愈发突(tū)出。特别值得注意(yì)的是,当前(qián)废塑料的自然降解速(sù)度和(hé)处置及利用速度远远落后于(yú)塑料的(de)生产速度,中国2022年塑料产(chǎn)量为7771万(wàn)吨,但回收量仅为1800万吨,而且人们对于塑料的使用量依然在大幅度(dù)地持续增(zēng)长(zhǎng),这就使(shǐ)得由塑料垃圾(jī)带来的环境污染更加突出。资源是人(rén)类永恒的话题,节约资(zī)源、低(dī)碳(tàn)生活、绿色可持续发展(zhǎn)的意(yì)识已深入人心,因此人们对塑(sù)料(liào)垃圾回收利用的觉醒也是大势所趋。


    塑料污(wū)染治理(lǐ)已达成全球共识


    世界(jiè)政(zhèng)治(zhì)首脑在塑(sù)料污染的重大危害(hài)性(xìng)方面(miàn)达成共识,多国针对塑料(liào)污染治(zhì)理达成诸多国际(jì)公约。2015年9月,超过150位世(shì)界领导人出(chū)席联合(hé)国可持续(xù)发展首脑会议,193个(gè)成员(yuán)国(guó)通过《2030年可持续(xù)发展议程》,提出17个可持续发展目(mù)标,其中3个(gè)目标涉及塑料污染。这是世界政治首脑第(dì)一次(cì)在(zài)塑料污染方面达成共识。此后(hòu),塑料污染(rǎn)问题不断得到国际重视,在达沃斯世界经济(jì)论坛、联(lián)合(hé)国大会、G7峰会、G20部长会议、《巴塞尔公(gōng)约》缔约(yuē)方大会等国际重要组织和会议中,《海洋塑料宪章》、“塑料循环经济”、《巴塞尔公(gōng)约塑料(liào)垃圾修正(zhèng)案》等理念和公约(yuē)被提出,塑料污染治理已成全球(qiú)共(gòng)识。

    2022年(nián)3月2日,第(dì)五届联合(hé)国环(huán)境大会(huì)续会在肯(kěn)尼亚(yà)首都(dōu)内罗毕通过(guò)《终止塑料污染(rǎn)决议(yì)(草(cǎo)案)》,旨在推动全球治(zhì)理塑料(liào)污染。决议指出,到2024年达(dá)成一项(xiàng)具有国际(jì)法律(lǜ)约束(shù)力的协议,涉(shè)及塑料制品的整个生命周期,包括其生产(chǎn)、设计、回收和处(chù)理(lǐ)等(děng)。联合国环境(jìng)规划署表(biǎo)示,该决议将推动(dòng)相关方(fāng)从根本上转变生产、消费塑料和管理塑料废(fèi)弃物的(de)方式(shì)。2021年(nián),国家发展改革(gé)委、生态环境部(bù)联合发布了《“十四五”塑料(liào)污染治理行动方案(àn)》,这是继2020年1月两(liǎng)部委(wěi)《关于进一步加强塑料污染治理的意见》出台后,国家对大力治理塑(sù)料污染决心的(de)又(yòu)一次政策升(shēng)级,进(jìn)一步完善了塑料污染全链条治理(lǐ)体系,细(xì)化了塑料使用源头(tóu)减量,塑料垃(lā)圾清理、回收、再(zài)生利用、科学处置等方面部署,推动塑料污染治理持续深(shēn)入(rù)。


    废塑料化(huà)学回(huí)收是(shì)未来发(fā)展趋势


    现阶段(duàn),废塑料回收利用量(liàng)低(dī),国内外处(chù)理废塑(sù)料的方法(fǎ)主要有(yǒu)填埋、焚烧以及再造粒(lì)等。填埋和(hé)焚烧简单(dān)方便,但(dàn)填埋会造成土地占用(yòng)和(hé)土壤(rǎng)与地(dì)下水污染,而焚烧虽可回收部分能量,但(dàn)会产生一级(jí)致癌物质-二(èr)噁英,污染空气。

    物理回收的产品一般难以达到原生(shēng)塑(sù)料的质量,其循(xún)环利(lì)用多属于(yú)降级使用。在处理低值的(de)、混合的、受污(wū)染的塑料垃圾上,这一技术难度大、经济性差,不太适(shì)用。各类复合(hé)膜类、塑料袋等废弃后混入生(shēng)活垃(lā)圾的一次性包装(zhuāng)物,占塑料(liào)垃圾的比重较大,是塑料污染治理的“硬骨头(tóu)”,也是塑料垃圾资源化(huà)利(lì)用、高值化利用急需攻关的难(nán)题。

    废塑料化学回收技术不仅(jǐn)可以“吃掉”现有(yǒu)物理回收技术(shù)无法处理或(huò)回收效益低的低值、混(hún)合(hé)、受污染(rǎn)的塑料废(fèi)弃(qì)物,进一步提高资源综(zōng)合利用率,同时有助于减(jiǎn)少(shǎo)生产(chǎn)原(yuán)生料所需的化石原(yuán)料的(de)消耗,避免塑料焚烧产生的大量二氧(yǎng)化碳,从而降低塑(sù)料产品全(quán)生命周(zhōu)期的二氧化碳排放量。同时(shí)因(yīn)其卓(zhuó)越的技术经济性,可能会成为环卫固废(fèi)和石油化工(gōng)领域(yù)的“第二增(zēng)长曲(qǔ)线”。

    废(fèi)塑料(liào)的化学回(huí)收是将废塑料转化(huà)为高品质(zhì)油品燃料或化工原料的(de)方法(fǎ),正成为世界(jiè)范围科技研发的重点,是未来塑料(liào)垃圾处置和回收的发展方向。


    废塑料化学回收的工业化(huà)瓶颈


    废塑料化(huà)学回收实现工业化生产存(cún)在着巨大的难题需要攻克。

    原料

    对(duì)塑料垃圾(jī)种类要求苛刻(kè),大(dà)多局限(xiàn)于(yú)处(chù)理单一种(zhǒng)类(lèi),不(bú)能(néng)处理任意比率混合的塑(sù)料垃圾,特别是含(hán)氯的聚(jù)氯乙(yǐ)烯。

    运(yùn)转

    受限于进料的不(bú)可持续(xù)性与结焦的定(dìng)期(qī)清理,大多为间歇性,无法保持长(zhǎng)周期运转。

    规(guī)模

    受限于(yú)投入(rù)与产出效率,工艺(yì)的不成(chéng)熟等,大都属于实验性,规(guī)模较小。

    能耗

    无论采用何种加(jiā)热方式,都(dōu)不可避免的导致(zhì)热量大(dà)量(liàng)散失。

    加热方式

    如果(guǒ)不(bú)采(cǎi)用载体或辅助机(jī)构(gòu),裂解时塑(sù)料垃圾(jī)受热(rè)不均匀(yún),可(kě)能部分(fèn)未发生裂解,部分过裂(liè)解,最终导(dǎo)致部分(fèn)塑料结焦碳化,出油(yóu)率下降,甚至粘结附着在裂解(jiě)器壁,损伤裂(liè)解设备。


    龙8和惠城环(huán)保废塑(sù)料化学回收技术


    龙8和惠城环(huán)保自主研发(fā)的混(hún)合废塑料深(shēn)度催化(huà)裂解(jiě)(CPDCC)技术,成功(gōng)开创了碳氢资(zī)源循环使用的新途径,这将是中国经过验证认可的最(zuì)具影响力的废塑(sù)料化学回收工(gōng)艺,大幅拓(tuò)宽了废塑料处理方式(shì)并将其转(zhuǎn)化成具有高(gāo)附加(jiā)值(zhí)的化(huà)工原料(liào),帮助降低中国在废塑料加(jiā)工(gōng)过程(chéng)中的能耗和成本,从而减(jiǎn)少了(le)碳排(pái)放(fàng),促进实(shí)现塑料的循环利用。


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    六大技术突破(pò)

    01

    垃圾(jī)中全量(liàng)废塑料分选回收及原料化技(jì)术

    全新(xīn)的垃圾分(fèn)类模式,可以(yǐ)全量回收垃圾中的中低(dī)价值(zhí)废塑料及(jí)低值纺织、竹木类,从颗粒形貌和元素(sù)组成两方面,对固(gù)体废塑料进(jìn)行预处理,如(rú)分选、清洗、机械粉碎和水热脱氯等过程,获得颗粒尺寸合适和(hé)杂质含(hán)量符合要求的废塑料颗粒原料(liào),实现无差别化高值利用。除(chú)垃圾外,还可从农田中将地(dì)膜进(jìn)行分(fèn)选,实现高值回收。


    02

    连(lián)续差压恒温稳定进(jìn)料

    拥有自主知识(shí)产权的差压(yā)恒温连续稳定进料技(jì)术,废塑料(liào)从常(cháng)温(wēn)常压到高温高压实现了跨相转变,使用文丘(qiū)里管、高(gāo)温溶剂熔融等液固(gù)输送方法和气固输送方法组合的工艺型式,构建废(fèi)塑料颗粒的连(lián)续稳定进料系(xì)统(tǒng),有效避免(miǎn)再生造粒和液化工艺等(děng)变相过程(chéng)产生的碳化和(hé)VOCs无序排(pái)放问(wèn)题,为大型(xíng)工业化提供了可能。


    03

    温度(dù)梯度分布的逆流反应器(qì)

    根据(jù)高分(fèn)子裂(liè)解是强吸热反应,结合同族烃类分子量与(yǔ)裂解活化能的负(fù)相关关系(xì),通过(guò)设计(jì)气固逆向接触的流化床形成温(wēn)度梯度,来满足废塑料裂解过程中不同分子量烃类适(shì)配最优(yōu)裂解活(huó)化能(néng)的(de)需求。


    04

    废(fèi)气中氯化氢捕(bǔ)集回收技术

    废气中氯化氢高效捕(bǔ)集(jí)技术(shù),解决了含PVC塑料裂解过(guò)程中氯污染和回收难的技术瓶颈,实现废气无污染排放。


    05

    多产烯烃催(cuī)化剂研发(fā)

    公司独家开发(fā)的废塑料(liào)裂解(jiě)专用催化剂,灵活调变的催化剂配方搭配合适的工艺条件,使得乙(yǐ)烯、丙烯、丁烯及三苯收率可调。根据原料中(zhōng)PVC含(hán)量的不(bú)同,三烯三苯的总收率变动(dòng)范围为85%~95%。


    06

    反应过程(chéng)无污(wū)染,超低能耗

    通过(guò)自热式能(néng)量利用,裂解产生的焦(jiāo)炭可供应整个装置的能量需(xū)求(qiú),不再(zài)需要额外能源的补充。


    塑料代(dài)替原油成为现实

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    废塑(sù)料(liào)通(tōng)过深(shēn)度裂解,可(kě)制取乙烯(xī)、丙烯、丁烯低碳烯烃及(jí)混合(hé)芳烃等化工(gōng)原料,根据龙8和惠城环保技术转化率测算,回(huí)收(shōu)利用1公斤废塑料产生(shēng)的基(jī)础化工原料,相当(dāng)于5公斤中间基原(yuán)油裂解产生(shēng)的化工(gōng)原料,可减(jiǎn)少固体(tǐ)废弃(qì)物填埋1公(gōng)斤(jīn)。以(yǐ)年回收裂解5000万吨废塑(sù)料计算,可节(jiē)省2.5亿吨原(yuán)油消耗量,相当于中国每年原油(yóu)进(jìn)口量的30%,同时减(jiǎn)少(shǎo)5亿吨CO2排放量(liàng),对降低我国原油对外依存(cún)度、赋能双战略实施具有高度(dù)的支撑意(yì)义。


    废(fèi)塑料化学回收的(de)战略意义


    经(jīng)过多年(nián)技术(shù)攻关和中试装(zhuāng)置成(chéng)功(gōng)运行,首套20万吨/年混合废(fèi)塑(sù)料资源(yuán)化(huà)综合利(lì)用示范项(xiàng)目开(kāi)工在即。混合(hé)废塑料深度(dù)催化裂解(CPDCC)技(jì)术实现工业(yè)化(huà),不仅(jǐn)以节能(néng)降碳(tàn)为重要抓手,转变了发(fā)展方式,优化了经济结构(gòu),转换了增(zēng)长动(dòng)力,在资源高效利用和绿(lǜ)色低碳发展的基础上推动区域的经济社会发展,同时,打开了废(fèi)塑(sù)料化学回收(shōu)再利用领域的新格(gé)局,抢占了再生资源技(jì)术的制(zhì)高点,从废物中寻求资源,助力国家“能源-经(jīng)济-环境”战略转型(xíng)及双碳(tàn)战略(luè)的实现。


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