高分子废弃物资源化利用与研究进展

大庆石油学院本科生毕业设计（论文）I摘要高分子材料自问世以来给人类生活带来便利的同时也带来了极大的负效应,其形成“白色污染”,影响生态环境和危害人体健康。高分子废弃物的传统处理方法是焚烧和填埋，其对环境的危害较大。随着自然资源与能源资源的匮乏废弃高分子材料循环利用越来越受到人们的重视，且成为全球环保界关注的热点。本文通过介绍高分子废弃物的来源、特点及影响，阐明了对高分子废弃物回收处理的意义，并系统介绍了国内外高分子废弃物回收处理现状以及国内外高分子废弃物回收再生技术的最新进展，并且对高分子废弃物循环利用技术进行了展望。关键词：高分子废弃物；回收；再生；资源化大庆石油学院本科生毕业设计（论文）IIAbstractThepolymermaterialhaslivedsincebeingpublishedforthehumanitybringstheconvenienceatthesametimealsotobringtheenormousnegativeeffect,itsformation“thewhitepollution”,affectstheecologicalenvironmentandtheharmhumanbodyhealth.Thepolymerreject'straditionprocessingmethodisburningdownandfillsinburies,ittheharmisbigtotheenvironment.Abandonthepolymermaterialcirculationusealongwiththenaturalresourceandtheenergyresourcestobevaluedpeople'smoreandmoredeficiently,andbecomestheglobalenvironmentalprotectionattentionthehotspot.Thisarticlethroughtheintroductionpolymerreject'sorigin,thecharacteristicandtheinfluence,hadexpoundedtothepolymerwastedisposalprocessingsignificance,andthesystembriefedthedomesticandforeignpolymerwastedisposalprocessingpresentsituationaswellasthedomesticandforeignhighpolymerwastedisposalregenerationtechnologynewestprogress,andhascarriedontheforecasttothepolymerrejectcirculationusingthetechnology.Keyword:polymerreject;recycling;regeneration;convertingintoresources大庆石油学院本科生毕业设计（论文）III目录第1章概述.......................................................11.1引言...........................................................11.2高分子废弃物的来源、特点及影响..................................21.3高分子废弃物回收处理的意义......................................6第2章高分子废弃物循环利用现状.....................................82.1国外高分子废弃物循环利用现状....................................82.2国内高分子废弃物循环利用现状...................................102.3高分子废弃物资源化利用存在的问题..............................112.4本论文研究内容................................................12第3章高分子废弃物循环处理技术进展................................133.1高分子废弃物的前期处理........................................133.2物理循环回收技术...............................................173.3化学回收技术...................................................213.4热能再生.......................................................26第4章高分子废弃物循环利用技术展望................................284.1研究高效无污染的废旧塑料热能转换焚烧装置.......................284.2研究能将废旧塑料改性成高附加值产品的方法和设备.................284.3建立健全有关废弃物回收的法律法规，提高全民环保意识............29结论..............................................................30参考文献..........................................................31致谢..............................................................33大庆石油学院本科生毕业设计（论文）1第1章概述1.1引言高分子材料自上世纪问世以来，因具有质量轻,加工方便，产品美观实用等特点，颇受人们青睐，广泛应用于各行各业。随着塑料制品消费量的不断增长，塑料废弃物也迅速增加，对环境的影响日趋突出。废塑料弃物的处理也成为全球性的问题。况且，高分子材料的原料是石油和天然气，都是不可再生的资源。近年来，石油原料的有效开采储量迅速下降，能源价格不断上升，更加速了废旧高分子材料的资源化进程。70年代初，美国就开始研究塑料对环境的污染问题，制止乱丢废弃物，积极处置废弃物。他们采取的措施主要是减少来源、回收利用、焚烧作为能源利用、填埋等。西欧国家对固体废弃物的管理采取一致行动，目标一体化，但也考虑各自的地理环境、人口、工业生产能力、国民的生活习惯等因素。德国焚烧技术较为完善；英国仍以填埋为主,约占其城市固体废弃物的8%[1]；但是，现在欧洲最重要的发展趋势是塑料原料的回收和再利用。意大利塑料废弃物的回收利用工作十分活跃，除了回收利用本国的废弃聚乙烯制品外，还从其他国家如德国、法国进口大量的塑料废弃物进行回收。日本是亚洲塑料废弃物回收利用工作做得较好的国家之一，日本塑料废弃物的收集、分类、处理、利用都已系列化、工业化。我国有关部门已将废旧塑料资源化列入议事日程：国家科委已将废旧塑料资源化列入科技攻关项目；环保局将废弃塑料列为21世纪在环保领域要控制的三大重点之一，指出必须强化管理，依靠科技进步搞好回收利用；国家经委等部门也将塑料弃物的综合利用列入重点课题。大庆石油学院本科生毕业设计（论文）21.2高分子废弃物的来源、特点及影响塑料，特别是热塑性塑料，从生产加工到消费使用的每一个环节都会产生废料，我们称之为废弃塑料（WastePlastics）。生产加工时产生的废弃塑料叫消费前废弃塑料或工业生产废弃塑料（PreconsumerorIndustrialWastePlastics），其总量少、回收成本低且回收价值大，通常由生产加工部门直接回收。消费使用后产生的废弃塑料叫消费后废弃塑料（PostconsumerWastePlastics），其总量很大、分散地很不集中，这类废弃塑料回收成本高，容易造成环境污染。本论文提及的废弃塑料是指后者。常见的高分子材料有：塑料、橡胶、合成纤维和复合材料等。图1显示了2000年中国这些材料的消耗量[2]，据此可见，它们的循环回收利用已迫在眉睫。合成纤维450万吨31%塑料800万吨55%橡胶180万吨12%复合纤维22万吨2%复合纤维橡胶合成纤维塑料图1-12000年中国各种高分子材料的消耗量1.2.1高分子废弃物的来源塑料具有质轻、耐腐蚀、机械加工性能好、比强度高等特点，广泛应用于国民经济的各个领域。全球塑料年产量十分巨大，表1显示了一些国家塑料的年产量。表1-1各国塑料的年产量1990年2000年2004年2008年美国1000万吨1700万吨1900万吨2000万吨日本400万吨1000万吨1100万吨1300万吨意大利--------中国250万吨--872万吨--塑料制品广泛地应用工业、农业等诸多产业上，并和人们的生活密切相关，大庆石油学院本科生毕业设计（论文）3同时也产生了大量塑料废弃物，废旧塑料的来源有如下几个方面：1.2.1.1工业生产废弃塑料在这个环节里，产生的废旧塑料少，也容易回收。（1）来自于树脂生产。主要是合成树脂生产中产生的等外品，副产品以及过筛时残渣等。这些废旧塑料，一般厂方采用循环使用的方法来处理，而实际上没有形成废料。（2）来自于塑料制品的生产。塑料制品中不可避免有余边、浇口、次品，这些都属于废料之列。塑料二次加工所产生的边角料、次品等也是废旧塑料的来源，但大多数加工厂可自行消化解决。1.2.1.2消费后废弃塑料在这个环节里，产生的废旧塑料多。占的比例也比较大，使用寿命也比较短促，回收也比较困难。（1）工、农业领域中的废旧塑料。我国是一个制造工业大国，也是农业大国，工、农用塑料占塑料制品中的比重大，这个比例还在逐年上升。工业领域中的废旧塑料制品来源有包装材料、管件、管道等;农业领域中的废旧塑料制品来源有下列几个方面：农用地膜和棚膜；编织袋，如化肥、种子、粮食的包装编织袋；农用水利管件，包括硬质、软质、排水、输水管道：塑料绳索和网具等。（2）商业部门废弃的塑料制品。经销环节：杂货店和私人经营店、批发店，这些部分可回收塑料制品为一次性包装材料，它们本身基本上无污染，该类塑料制品可通过一次回收、分类，即可再生处理；消费环节：旅店、饭店、旅游区、餐厅、火车、汽车等出售的食品盒、饮料瓶、包装袋等塑料杂品，这一类塑料制品均用过，有污染，除了分类之外，还要进行清洗处理。（3）家庭中日用废旧塑料用品。日常生活中所用的塑料用品在整个塑料用品中比重大，且呈现上升趋势。一次性塑料用品：主要是包装材料，如包装绳、包装袋、包装盒、家用电器的聚苯乙烯泡沫塑料的减震材料；非一次性用品:各种塑料器皿、灯具、文具、饮具、厕具、化妆用具等塑料物品。这几种日常用品被随时随地丢弃，这类废弃塑料数量很大，大部分存在于城市生活垃圾之中，约占城市生活垃圾的2%一10%，回收利用时分选、清洗等前期处理成本高，无论是直接回收利用，还是改性综合利用都很困难[3]。目前己经对环境造成严重污染，通常所说白色垃圾，主要是指这部分废弃塑料。它们基本是聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。1.2.2高分子废弃物的特点由于具有良好的理化性质，高分子材料被广泛应用于电子电器、汽车等产品大庆石油学院本科生毕业设计（论文）4中。随着这些产品的报废，大量的热固性塑料被废弃。废弃热固塑料主要具备以下特性：（1）高增长性目前我国电视机的社会保有量达3.5亿台、冰箱社会保有量达1.3亿台、洗衣机社会保有量达1.7亿台。这些电器多是20世纪80年代中后期进入家庭的，按10年至15年的使用寿命计算，从2003年起，我国每年至少有500万台电视机、400万台冰箱、600万台洗衣机要报废。电视机外壳、冰箱内胆、冷冻盒、冷藏盒、洗衣