Recykling chemiczny odpadowych tworzyw sztucznych

Znane i s tosowane aktualnie technologie recyklingu odpadowych tworzyw sztucznych (OTS) obejmują w głównej mierze zas tosowanie procesów przeróbki mechanicznej strumieni odpadów poddawanych przetwarzaniu (tzw. recykling mechaniczny). Procesy te to przede wszystkim mycie, rozdrabnianie, suszenie, sor towanie (rozmiarowe, gęs tościowe, kolorystyczne) oraz granulowanie. W wyniku zas tosowania recyklingu OTS opartego na wymienionych procesach uzyskuje się rozseparowane strumienie (regranulaty) różnych rodzajów tworzyw, które mogą być wykorzystane w produkcji nowych wyrobów.

Zwykle jednak jakość odzyskanych strumieni tworzyw sztucznych jest niska, i nie nadają się one do wytwarzania produktów wysokojakościowych. Jest to podstawowa wada recyklingu mechanicznego OTS. Odpadowe tworzywa mogą być poddawane recyklingowi materiałowemu jedynie ograniczoną liczbę razy, gdyż uzyskiwany w wyniku recyklingu produkt może być za każdym razem przeznaczony do produkcji wyrobów o niższej klasie jakościowej. Proces recyklingu mechanicznego OTS jest najbardziej korzystny w przypadku poddawaniu przerobowi strumieni o możliwie jednorodnym składzie. W przeciwnym przypadku, jego s tosowanie jest nieefektywne zarówno technicznie, jak i ekonomicznie.

Interesującym rozwiązaniem problemu zagospodarowania OTS może być zas tosowanie tzw. recyklingu chemicznego. Jest to me toda znana i s tosowana do przerobu OTS od wielu lat, jednak w ostatnim czasie w związku z upowszechnianiem się idei gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ) obserwuje się intensywny rozwój technologii umożliwiających racjonalne zagospodarowanie OTS z wykorzystaniem recyklingu chemicznego. Jego zas tosowanie jest szczególnie uzasadnione w przypadku niejednorodnych i zanieczyszczonych strumieni OTS. Recykling chemiczny OTS polega na depolimeryzacji łańcuchów polimerowych na monomery bądź inne użyteczne produkty z zas tosowaniem procesów chemolizy, hydrolizy, metanolizy, glikolizy, aminolizy, pirolizy, krakingu katalitycznego, zgazowania, czy też hydrotermalnego upłynniania. Niestety koszty inwestycyjne i eksploatacyjne w przypadku technologii recyklingu chemicznego są zazwyczaj is totnie wyższe w porównaniu do technologii recyklingu mechanicznego. Jednak bez ich zas tosowania nie jest możliwe osiągnięcie coraz wyższych poziomów recyklingu tworzyw wyznaczanych przez organy administracyjne. Przykładami opracowanych i przygo towanych do wdrożenia komercyjnego technologii recyklingu chemicznego są brytyjska technologia ThermoFuel (dedykowana przede wszystkim dla mieszanin poliolefin i polistyrenu), niemiecka technologia ChemCycling^TM (umożliwiająca przetwarzanie mieszaniny różnych tworzyw), czy też japońska technologia SPR (pozwalająca przetwarzać mieszaniny odpadowych tworzyw sztucznych z zawar tością do 20% m/m PCV).

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla ponad dwadzieścia lat temu opracował technologię recyklingu OTS kwalifikującą się do obszaru recyklingu chemicznego i wpisującą się znakomicie w coraz popularniejszą aktualnie ideę GOZ. Is tota technologii polega na termopreparacji rozdrobnionych OTS w środowisku bitumów (mieszanina węglowodorów). W wyniku działania podwyższonej temperatury (350^oC) oraz naprężeń ścinających będących efektem intensywnego mieszania następuje rozpad łańcuchów polimerowych przetwarzanych tworzyw. Proces prowadzony jest dwus topniowo, dzięki czemu można kontrolować selektywne wydzielanie chlorowodoru, a tym samym minimalizować udział chloru w wytwarzanym produkcie. Wytworzony wstępnie gorący, płynny termolizat jest następnie chłodzony bezprzeponowo poprzez kontakt z wilgotnym węglem kamiennym. Finalnym głównym produktem procesu jest karboterm. Jest on pełnowar tościowym produktem węglowym zalecanym do s tosowania jako składnik mieszanki wsadowej w koksownictwie. Schemat ideowy technologii wytwarzania karbotermu prezentuje poniższy rysunek.

W Instytucie trwają aktualnie prace nad rozwijaniem innych me tod recyklingu chemicznego OTS, opartych na technologii rozkładu średniotemperaturowego (piroliza) oraz wysokotemperaturowego (zgazowanie). Jeżeli wyniki tych prac okażą się interesujące o ich efektach będziemy informowali w kolejnych komunikatach.