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地點： 鄭州市 開展時間： 2024-11-24 舉辦單位： 河南省化工醫(yī)藥安全生產(chǎn)協(xié)會、河南省石油和化學工業(yè)協(xié)會 -
溶解回收，能否改變塑料回收的格局？
導讀：先進回收市場主要聚焦于熱解和解聚技術(包括熱、化學和酶解過程)。此外，氣化和水液化等方法也在不斷被探索。
IDTechEx 最新報告預測，到 2034 年，熱解和解聚工廠每年將處理超過 1700 萬噸的廢塑料。這一數(shù)字頗為可觀，但有賴于巨額投資和價值鏈上各利益相關者的持續(xù)參與。化學回收在閉環(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。
先進回收市場主要聚焦于熱解和解聚技術(包括熱、化學和酶解過程)。此外，氣化和水液化等方法也在不斷被探索。然而，由于這些技術可能對環(huán)境造成負面影響，它們在某些地區(qū)正面臨日益嚴格的審查和限制。盡管機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械性能的應用中卻頗有不足。為應對化學回收和機械回收所面臨的挑戰(zhàn)，溶解技術(有時稱為溶劑萃取)展現(xiàn)出了極大的潛力和前景。
溶解過程
溶解過程利用溶劑來分離聚合物廢料。溶劑可以選擇性地溶解目標聚合物，這一過程有效地將它們從污染物和其他非目標物質(zhì)中分離出來。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，這類材料通常很難通過機械手段進行回收，但該過程不會將聚合物分解成分子或原料。使用正確的溶劑混合物時，可以選擇性地溶解和分離出不同塑料種類，因此大大簡化了在回收前需要精細分選不同聚合物類型的工序。針對具體塑料種類，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 是塑料溶解領域的杰出代表。該公司利用寶潔公司開發(fā)的專有技術回收聚丙烯。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?shù)牟牧稀ureCycle 表示，其回收的 PP 可用于機械回收(如食品級包裝)無法滿足要求的應用。目前，PureCycle 在這一領域作為專業(yè)的商業(yè)規(guī)模供應商，處于行業(yè)前沿。
與其他化學回收技術相比，溶解技術的顯著優(yōu)勢在于它可以提供更高的理論產(chǎn)能。這是因為最終產(chǎn)品是可以立即使用的樹脂重新進入塑料供應鏈，而不是簡單的聚合物分子或碳氫化合物。
目前進展
作為一個相對新興的領域，溶解工藝的研究和開發(fā)仍在繼續(xù)。其中一項突出的技術是來自威斯康星大學麥迪遜分校研究人員開發(fā)的一種新技術框架——溶劑定向回收和沉淀 (STRAP)。該技術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 開發(fā)人員稱，與競爭對手相比，該工藝具有很多優(yōu)勢，比如能夠在大氣壓和較低溫度下進行操作。
目前，密歇根理工大學正在建造一個 STRAP 試驗工廠，旨在驗證該項技術。對于那些難以回收的廢塑料來說，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 技術推向商業(yè)化還面臨一些技術挑戰(zhàn)，可能需要數(shù)年時間才能實現(xiàn)。
存在的挑戰(zhàn)
盡管溶解技術前景光明，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)過程中可能會降解，因此存在長期的循環(huán)性問題。
此外，溶解過程中所用溶劑對環(huán)境的影響也是一個問題。必須妥善管理這些化學品，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，也會增加整個工藝的碳足跡。
溶解技術的經(jīng)濟可行性也尚不確定。溶劑的成本、能源消耗以及對復雜基礎設施的需求，可能會導致通過溶解工廠回收的聚合物比機械回收的更貴。與其他回收技術相比，這種“綠色溢價”的大小將直接影響溶解工廠的經(jīng)濟可行性。
另外，要使溶解技術對廢塑料管理產(chǎn)生實質(zhì)性影響，所需達到的規(guī)模是巨大的。建設必要的基礎設施以處理大量廢塑料是一項艱巨的任務，需要大量的資本投入和時間周期。
未來展望
溶解技術的成功，比如 PureCycle，取決于市場對再生塑料的需求。盡管公眾對可持續(xù)材料的興趣日益濃厚，但與更低成本的原生塑料競爭，可能會限制再生塑料的市場潛力。
未來的發(fā)展方向，將著重于開發(fā)更廣泛聚合物種類的工藝上。APK、Worn Again 和 Polystyvert 等公司分別在研究聚乙烯 (PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和聚苯乙烯 (PS)的溶解技術。荷蘭應用科學研究組織 (TNO) 正在開發(fā)一種名為 Mobius 的工藝，用于回收丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)，但目前尚未實現(xiàn)商業(yè)化。
作為一種前景廣闊的技術，溶解技術可以滿足對低碳、多樣廢塑料解決方案的需求。然而，技術優(yōu)化、商業(yè)規(guī)模和經(jīng)濟性仍然是待解決的挑戰(zhàn)。利益相關方需要在全球廢物管理戰(zhàn)略的大背景下審慎評估溶解技術的利弊。
經(jīng)濟因素將是決定技術成功與否的關鍵，因為采用再生材料的公司會評估他們能負擔得起的“綠色溢價”。為了減少廢塑料對環(huán)境影響，持續(xù)的研究、投資和政策支持對于完善溶解工藝和評估其長期可行性至關重要。
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