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溶解回收，能否改變塑料回收的格局？

2024-07-26 10:49:06廢塑料新觀察閱讀量：964 我要評(píng)論


導(dǎo)讀：先進(jìn)回收市場(chǎng)主要聚焦于熱解和解聚技術(shù)(包括熱、化學(xué)和酶解過(guò)程)。此外，氣化和水液化等方法也在不斷被探索。

　　【包裝印刷產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】IDTechEx 最新報(bào)告預(yù)測(cè)，到 2034 年，熱解和解聚工廠每年將處理超過(guò) 1700 萬(wàn)噸的廢塑料。這一數(shù)字頗為可觀，但有賴(lài)于巨額投資和價(jià)值鏈上各利益相關(guān)者的持續(xù)參與?；瘜W(xué)回收在閉環(huán)回收系統(tǒng)中扮演著重要角色，但它僅僅是解決全球環(huán)境挑戰(zhàn)的一小部分。
 
　　先進(jìn)回收市場(chǎng)主要聚焦于熱解和解聚技術(shù)(包括熱、化學(xué)和酶解過(guò)程)。此外，氣化和水液化等方法也在不斷被探索。然而，由于這些技術(shù)可能對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，它們?cè)谀承┑貐^(qū)正面臨日益嚴(yán)格的審查和限制。盡管機(jī)械回收因其成本效益和高效性而廣受歡迎，但在要求高純度和機(jī)械性能的應(yīng)用中卻頗有不足。為應(yīng)對(duì)化學(xué)回收和機(jī)械回收所面臨的挑戰(zhàn)，溶解技術(shù)(有時(shí)稱(chēng)為溶劑萃取)展現(xiàn)出了極大的潛力和前景。
 
　　溶解過(guò)程
 
　　溶解過(guò)程利用溶劑來(lái)分離聚合物廢料。溶劑可以選擇性地溶解目標(biāo)聚合物，這一過(guò)程有效地將它們從污染物和其他非目標(biāo)物質(zhì)中分離出來(lái)。隨后，溶液將被凈化，溶劑被去除，留下幾乎純凈的塑料，這些塑料能夠被重新加工成顆粒，用于制造新產(chǎn)品。
 
　　此方法可以處理受污染或混合廢塑料，這類(lèi)材料通常很難通過(guò)機(jī)械手段進(jìn)行回收，但該過(guò)程不會(huì)將聚合物分解成分子或原料。使用正確的溶劑混合物時(shí)，可以選擇性地溶解和分離出不同塑料種類(lèi)，因此大大簡(jiǎn)化了在回收前需要精細(xì)分選不同聚合物類(lèi)型的工序。針對(duì)具體塑料種類(lèi)，如聚丙烯、聚苯乙烯以及丙烯腈丁二烯苯乙烯等，都有定制化的溶劑和分離方法。
 
　　PureCycle Technologies 是塑料溶解領(lǐng)域的杰出代表。該公司利用寶潔公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)有技術(shù)回收聚丙烯。他們的工藝涉及利用溶劑(主要為正丁烷)將廢棄聚丙烯凈化成與原生塑料品質(zhì)相當(dāng)?shù)牟牧?。PureCycle 表示，其回收的 PP 可用于機(jī)械回收(如食品級(jí)包裝)無(wú)法滿(mǎn)足要求的應(yīng)用。目前，PureCycle 在這一領(lǐng)域作為專(zhuān)業(yè)的商業(yè)規(guī)模供應(yīng)商，處于行業(yè)前沿。
 
　　與其他化學(xué)回收技術(shù)相比，溶解技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)在于它可以提供更高的理論產(chǎn)能。這是因?yàn)樽罱K產(chǎn)品是可以立即使用的樹(shù)脂重新進(jìn)入塑料供應(yīng)鏈，而不是簡(jiǎn)單的聚合物分子或碳?xì)浠衔铩?br /> 
　　目前進(jìn)展
 
　　作為一個(gè)相對(duì)新興的領(lǐng)域，溶解工藝的研究和開(kāi)發(fā)仍在繼續(xù)。其中一項(xiàng)突出的技術(shù)是來(lái)自威斯康星大學(xué)麥迪遜分校研究人員開(kāi)發(fā)的一種新技術(shù)框架——溶劑定向回收和沉淀 (STRAP)。該技術(shù)旨在攻克多層塑料薄膜成分分離及污染物去除的難題。多層薄膜是廢塑料管理的一大挑戰(zhàn)，因而展現(xiàn)出巨大的商業(yè)潛力。此外，STRAP 開(kāi)發(fā)人員稱(chēng)，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，該工藝具有很多優(yōu)勢(shì)，比如能夠在大氣壓和較低溫度下進(jìn)行操作。
 
　　目前，密歇根理工大學(xué)正在建造一個(gè) STRAP 試驗(yàn)工廠，旨在驗(yàn)證該項(xiàng)技術(shù)。對(duì)于那些難以回收的廢塑料來(lái)說(shuō)，靈活度高的溶解系統(tǒng)有望成為最受歡迎的解決方案。但是，將 STRAP 技術(shù)推向商業(yè)化還面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，可能需要數(shù)年時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。
 
　　存在的挑戰(zhàn)
 
　　盡管溶解技術(shù)前景光明，但它同意面臨一些挑戰(zhàn)和質(zhì)疑。例如，由于聚合物在多次循環(huán)過(guò)程中可能會(huì)降解，因此存在長(zhǎng)期的循環(huán)性問(wèn)題。
 
　　此外，溶解過(guò)程中所用溶劑對(duì)環(huán)境的影響也是一個(gè)問(wèn)題。必須妥善管理這些化學(xué)品，以防止向環(huán)境中釋放有害物質(zhì)。加熱溶劑并將其從溶解的塑料中去除所需的能量，也會(huì)增加整個(gè)工藝的碳足跡。
 
　　溶解技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性也尚不確定。溶劑的成本、能源消耗以及對(duì)復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)施的需求，可能會(huì)導(dǎo)致通過(guò)溶解工廠回收的聚合物比機(jī)械回收的更貴。與其他回收技術(shù)相比，這種“綠色溢價(jià)”的大小將直接影響溶解工廠的經(jīng)濟(jì)可行性。
 
　　另外，要使溶解技術(shù)對(duì)廢塑料管理產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響，所需達(dá)到的規(guī)模是巨大的。建設(shè)必要的基礎(chǔ)設(shè)施以處理大量廢塑料是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，需要大量的資本投入和時(shí)間周期。
 
　　未來(lái)展望
 
　　溶解技術(shù)的成功，比如 PureCycle，取決于市場(chǎng)對(duì)再生塑料的需求。盡管公眾對(duì)可持續(xù)材料的興趣日益濃厚，但與更低成本的原生塑料競(jìng)爭(zhēng)，可能會(huì)限制再生塑料的市場(chǎng)潛力。
 
　　未來(lái)的發(fā)展方向，將著重于開(kāi)發(fā)更廣泛聚合物種類(lèi)的工藝上。APK、Worn Again 和 Polystyvert 等公司分別在研究聚乙烯 (PE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和聚苯乙烯 (PS)的溶解技術(shù)。荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織 (TNO) 正在開(kāi)發(fā)一種名為 Mobius 的工藝，用于回收丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)，但目前尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
 
　　作為一種前景廣闊的技術(shù)，溶解技術(shù)可以滿(mǎn)足對(duì)低碳、多樣廢塑料解決方案的需求。然而，技術(shù)優(yōu)化、商業(yè)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)性仍然是待解決的挑戰(zhàn)。利益相關(guān)方需要在全球廢物管理戰(zhàn)略的大背景下審慎評(píng)估溶解技術(shù)的利弊。
 
　　經(jīng)濟(jì)因素將是決定技術(shù)成功與否的關(guān)鍵，因?yàn)椴捎迷偕牧系墓緯?huì)評(píng)估他們能負(fù)擔(dān)得起的“綠色溢價(jià)”。為了減少?gòu)U塑料對(duì)環(huán)境影響，持續(xù)的研究、投資和政策支持對(duì)于完善溶解工藝和評(píng)估其長(zhǎng)期可行性至關(guān)重要。
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