我国废旧塑料的废物再利用现状以及未来趋势

Ｖｏ１．３６。Ｎｏ．４　２０１８年４月　中国资源综合利用　Ｃｈｉｎａ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　凸综合利用　我国废旧塑料的废物再利用现状以及未来趋势　邓炜航，屈茂会　（中国葛洲坝集团绿园科技有限公司，广东深圳　５１８０５２）　摘要：作为２０世纪人类最伟大的发明之一，塑料自诞生以来，将人类带入了一个塑料时代。塑料强度高且　密度低，化学稳定性好，绝缘性极佳，同时能起到良好的防护和减震效果，透光、消音进一步提升了其实用性。　它一跃成为电气、电子、车辆、船舶、建筑、包装等行业不可或缺的工业原料。与此同时，废弃塑料产生　量急剧增加，给生态环境带来严重的污染。因此，本文分析了我国废旧塑料的废物再利用现状及其未来发　展趋势。　关键词：塑料；废物利用；发展趋势　中图分类号：Ｆ４２６．７２；Ｘ７０５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—９５００（２０］８）０４—００７５—０３　Ｗａｓｔｅ　Ｗａｓｔｅ　Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ　Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｆｕｔｕｒｅ　Ｔｒｅｎｄｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ＤｅｎｇＷｅｉｈａｎｇ，ＱｕＭａｏｈｕｉ　（Ｃｈｉｎａ　Ｇｅｚｈｏｕｂａ　Ｇｒｏｕｐ　Ｇｒｅｅｎ　Ｐａｒｋ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ　５　１　８０５２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｅａｔｅｓｔ　ｉｎｖｅｎｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｍａｎｋｉｎｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　２０ｔｈ　ｃｅｎｔｕｒｙ，ｐｌａｓｔｉｃ　ｈａｓ　ｂｒｏｕｇｈｔ　ｈｕｍａｎｉｔｙ　ｉｎｔｏ　ａ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｅｒａ　ｓｉｎｃｅ　ｉｔｓ　ｂｉｒｔｈ．Ｔｈｅ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｈａｓ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｄｅｎｓｉｔｙ，ｇｏｏｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ｐｌａｙ　ａ　ｇｏｏｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｈｏｃｋ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ，ｌｉｇｈｔ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｓｉｌｅｎｃｅｒ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｉｔｓ　ｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ．Ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ａｎ　ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｏｒ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ，ｖｅｈｉｃｌｅ，ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｐａｃｋａｇｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｐｌａｓｔｉｃｓ　ｈａｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｃａｕｓｉｎｇ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｕｓ　ｑｕｏ　ａｎｄ　ｆｕｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｐｌａｓｔｉｃｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｓｔｉｃｓ；ｗａｓｔｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　石油是制造塑料的重要原料，其有限性和不可再　１塑料废弃物的现状　生性使得这种资源的耗费速度将大大提高，结合当今　世界的石油储量和产量，粗略预计石油资源将在五十　年内消耗殆尽。我国的５０％石油和４２％塑料原料依　在世界各国中，我国的塑料产业产量始终位居前　列，国家统计局数据表明，我国塑料产量在２０１２年　为５　７８１．８万ｔ，同比上年增长８．９９％。但是，我国的　塑料品消耗量更为巨大，约为产量的１５０％，我国已　经成为废塑料进口消费最多的国家Ⅲ。２０１１年，我国　赖国外进口，因此，我国自然将塑料的再生利用列为　重大战略问题之一。丰富且廉价的再生塑料原料势必　能够解决我国塑料原料短缺的问题。　新时代，社会经济快速发展给了塑料广泛运用　的废旧塑料量已十分巨大，约为２亿ｔ，然而，仅有　１　５００万ｔ能够得到回收利用，回收比例不及十分之一。　的机会，塑料依靠自身优异的物理化学性能，在越来　越多的领域替代木材、钢铁、皮革、布匹等传统原料，　在生产生活中起到越来越重要的作用。废弃塑料的再　度利用是减少塑料废弃物污染环境，同时缓解我国石　油供给压力的重要手段，势在必行。　环境保护部统计，我国一次性塑料泡沫包装、塑料薄　膜在２０１１年就已超９　５００万ｔ，超过塑料产量６０％，　据估计，一次性包装制品约有８０％在一年内便遭到　废弃。中国每日买菜塑料袋消耗１０亿个，每年一次　性饭盒消耗１５０亿个，零售行业消耗塑料袋５００亿个　收稿日期：２０１８—０２—０６　作者简介：邓炜航（１９９２一），男，广东东莞人，硕士研究生，高级专员，研究方向：再生资源利用、水土治理。　７５—　一凸综合利用　中国资源综合利用　第４期　（中国塑料加工工业协会数据）。报废家电与汽车中　的塑料６　５００万ｔ，随着汽车与电子电器的大量报废　期到来，此类废旧塑料的产生量不断提高。　２回收废弃塑料技术　塑料质量较小、体积相对较大，在自然环境下　不易降解，这些特殊性质决定了塑料想要进行无害化　处理的难度较大。填埋、焚烧、再生回收是当今处理　塑料废弃物的三种主要方式。填埋法由于其建设、运　行成本低，是世界各国最广泛使用的处理方式【２］。但　是，对土地资源的大量占用，对地下水的阻塞和污染，　对地面水下渗的阻碍，增塑剂溶出的二次污染都是该　方法的劣势。此外，该方法还会浪费大量可回收的废　弃塑料资源。焚烧回收热能再利用是另一种塑料的回　收方式。这种方法具有运行成本较低、废弃塑料处理　效率高等优点，但是燃烧塑料会释放大量二嗯英、呋　喃等有害物质，如果塑料中含有镉、铅等重金属化合　物，它们会随着焚烧残渣烟尘一并释放，对环境造成　严重污染。塑料回收利用的方法主要有：直接利用发、　油化法、改性法、气化法、解聚单体化法、直接作原　料以及还原剂等各种不同的方法　］。　２．１直接利用法　经过简单处理，塑料废弃物便可以直接再次利　用，经过分选分离、破碎清洗、干燥后再对塑料进行　热熔、拉丝、冷却、切粒等工序，塑料废弃物便可以　制成塑料再生粒。　塑料废弃品要经过加热干燥的程序，造成这种　塑料回收方式的能耗较高。根据某进行再生造粒工序　的企业的统计数据，造粒车间的用电量占企业总用电　量的９７％。同时，滤网的网孑Ｌ也极易被塑料废弃物中　的杂物堵塞，更换频率较高。　直接利用法来回收废弃塑料工序简单，但是再　生后的塑料在力学性能上表现能力就大打折扣，无法　满足高档次产品的需求。此种再生方法如果能够和改　性技术搭配使用，那么再生材料的力学性ｉｉｉｉ够大大　改善，以满足专用制品的特殊需要。　２．２改性法　改性塑料的消费数量近年来逐渐上涨，年增长率　达１５％，我国改性法再生塑料产品的产量已达５　８３０　万ｔ。这些材料使用集中在家用电器和汽车生产行业，　这也和近年来家用电器和汽车工业的发展势头相契合。　塑料的改性大多数情况是指利用机械的共混或　一７６～　者化学接枝的方法，来对再生材料进行改性操作，多　是在塑料原料中添加矿物质、纤维、阻燃剂、弹性体　等物质，有效地改善塑料的抗蠕变、抗疲劳、耐热、　抗老化的性能。力学性能也在改进之后，得到有效提　高，甚至超过原树脂，可以用于制作高档再生塑料制　品。不仅如此，矿物质成本相对较低，可以有效降低　塑料材料再生的成本花费。　刘亚群和李忠恒等人的改性塑料研究分别肯定　了改性塑料的力学性能和环保性能，这为改性塑料的　推广应用提供了有效的学术支持［４－５１￣如今，改性塑　料年产量已达数千万吨，成为我国塑料行业的重要支　柱之一【６　Ｊ。这种再生方法不仅能够提高塑料性能，低　塑料制品的成本，还可以降低合成新型的、拥有独特　功能的高分子化合物经济成本。　但是，改性技术并非十全十美：一是非金属矿　物密度过大，导致改性材料增重过多；二是填料颗粒　表面技术仍有不足，使用后的具体结果无法有效清晰　预见；三是再生料无法摆脱降级使用的结果，改性后　的塑料再分离仍旧是一个很大的问题。　２．３裂解法　裂解油化的方法即为在高温或者催化剂的作用　下，废弃塑料转化为再生油，从而当作燃料、化工原　料来使用。如果有适当的温压催化剂条件，废塑料裂　变后可以转换为柴油或汽油　０。热裂解法、热裂解一　催化改质法、催化热裂解法是处理废弃塑料的三种主　要裂解方法。　热裂解法在所有方法中最为简单，用热能克服　裂解所需活化能，塑料发生解聚反应，成为低分子化　合物和单体。该方法投资低廉，工艺简便，但是出油　率相对较低，产品混合后杂乱，此外，过高的温度和　过长的时间导致汽油、柴油的含量较低。催化热裂解　法投资也较少，工艺简便，反应速率相对较快，反应　产物中异构化、芳构化油品相对上一种方法更多。但　是，反应时的焦炭沉积导致反应失活，催化剂再生与　回收较为困难，催化剂的选择成为本方法的最大阻碍。　热裂解一催化改制法亦称二段法，先热裂解塑料后，　再对裂解气催化改质。这样避免了热裂解汽柴油品相　差的短板，运行成本低廉，但是工艺繁复，建设成本　过高。　早在２０世纪７０年代，欧美发达国家便将此技术　投入实际生产。我国由于技术的不成熟，均采用热裂　解法，使用原料品质不一，品种繁杂，所生产出的油　第４期　邓炜航等：我国废旧塑料的废物再利用现状以及未来趋势　。综合利用　的质量低下，无法满足标准汽油的指标，过高的成本　和较低的回报使得盈利匮乏，也掣肘了行业的发展。　２．４气化法　利用气化介质分解塑料，可以用空气、氧气或　者水蒸气来充当介质，以得到一氧化碳、氢气、甲烷　等合成气体。它们可以用作生产甲醇、合成氨等化工　产品的原料，或者燃烧发电、供热。　本方法简单易行，可以有效回收废弃塑料制品，　气化产品能够在燃烧供热发电和制造化工产品上得到　充分利用。　２．５解聚单体化法　光照、热量、氧气与微生物等多种外部作用会　使塑料中的键被切断，造成塑料老化，综合属性下降。　但是，人们可以这种方法来分解废弃塑料，以达到再　生再利用的最终目的。利于外界因素解聚塑料，为塑　料回收提供了新的方式。　不同种类的塑料可以使用不同的单体化解聚方　法，同时产物的数量也是不同的。热解法、水解法、　醇解法是较为常用的方法。为了产物质量达标，单体　化解聚对废弃塑料的纯度要求较高，因此分选为单一　品种的工作较为严格复杂。　２．６替代还原剂或化学原料的方法　废塑料在高炉炼铁时可以代替焦炭，充当反应　过程的还原剂。废弃塑料在被碾碎后被吹人高炉，分　解出一氧化碳和氢气，将铁矿石还原为铁。由于立足　于已有设备，本方法投资小，成本低，能处理较为杂　乱的塑料废弃物。塑料的最终燃烧排出二氧化碳和水，　减少了有害气体的排放。但是，在被吹入前塑料的粒　度要求无形中增加了整体成本。　３塑料废弃品回收与再生的未来趋势　目前，塑料回收与再生工艺越发清洁、高效、　便捷，相关技术也越发成熟。人们要坚持经济效益与　环境效益相统一，选择合适的塑料回收与再生工艺。　直接利用法推广较好且技术成熟，但是品种少、质量　低。改性再生法对塑料废弃物改性再利用，可以有效　提高材料强度，值得推广；裂解油化技术可回收混合　塑料制品，但是质量参差不齐，成本过高，经济效益　不足，催化剂也是本方法的瓶颈；气化技术可回收混　合塑料，高效地抑制了二嚼英等有害物质的产生。　塑料废弃物再生利用的核心为突破技术瓶颈和　开展设备更新，开发新技术，推动技术实用化，这是　废弃塑料回收行业健康发展的不竭动力。回收塑料的　方法不是单一的，人们应当根据分选性、纯度等各种　因素综合考虑　Ｊ。　４结语　废弃塑料是环境的重要污染源，同时却拥有资　源化的潜力，将其资源化并实现去污染化是刻不容缓　的事情。出了回收废弃塑料之外，减少塑料生产量、　开展环保设计也是很好的配套方法。回收废弃塑料，　可以将污染物变废为宝，同时实现经济效益和环境效　益的有效提升，这对绿色经济的发展有着重要的意义。　参考文献　张雪，张承龙．我国废旧塑料的资源再利用　现状与发展趋势ｆＪ］．上海第二工业大学学报，　２０１４，３１（３）：１９３—１９７．　２　温勇，杜建伟，项贽，等．废旧塑料再生造　粒清洁生产的潜力分析与途径探讨［Ｊ］＿环境保护，　２０１３。４１（２１）：５３—５４．　３　汤桂兰，胡彪，康在龙，等．废旧塑料回收利　用现状及问题『Ｊ】Ｉ再生资源与循环经济，２０１３，　６（１）：３１—３５．　４　刘亚群，刘亚青．高填充量的滑石粉／聚乙烯材　料流变性能的研究［Ｊ］．中北大学学报（自然科学　版），２Ｏｏ０，２１（２）：１８２—１８４．　５　李忠恒，张宁，陶宇．ＰＮＢＲ增韧改性ＳＭＣ　的研究［Ｊ］．橡胶工业，２００８，５５（４）：２０３—２０７．　６　李芳蓉，童丹．白色污染的危害及其绿色化　治理对策【Ｊ１．江苏教育学院学报（自然科学），　２０１３，２９（３）：３９—４４．　７　高涛，章煜君，潘立．我国废旧塑料回收领　域的现状与发展综述［Ｊ］．机电工程，２００９，２６（６）：　５—８．　８　丁明洁，陈新华，席国喜，等．我国废旧塑料回　收利用的现状及前景分析ｆＪ］．中国资源综合利用，　２００４，（６）：３６—３９．　一７７—