廢舊聚丙烯材料回收再利用技術的發展現狀及前景

張振文+黃濤+王興平+張思燈+朱美芳

摘要：本文詳細闡述了國內外廢舊聚丙烯回收與分離技術的發展現狀，以及廢舊聚丙烯焚燒的熱能回收和熱分解發展的過程，并總結了近幾年廢舊聚丙烯材料的直接再生利用技術和改性再生利用技術，最后對其發展前景進行了預測。

關鍵詞：廢舊聚丙烯；再生；回收利用；塑料；纖維

中圖分類號：TQ340.41 文獻標志碼：A

Recycling Technology Development of Wasted Polypropylene Materials

Abstract： The development status-quo of waste polypropylene recycling and separation technology， as well as the process of heat recovery and thermal decomposition from the burning of waste polypropylene were introduced in this article. Meanwhile， the authors summarized the direct and modified recycling technologies of waste polypropylene in recent years， and pointed out the development trend of waste polypropylene recycling in the future.

Key words： wasted polypropylene； regeneration； recycling； plastics； fiber

聚丙烯（PP）因具有較高的熱變形溫度，優良的剛性、電絕緣性，密度小，卓越的耐折疊性和易加工成型等特點，被廣泛應用于塑料、纖維、日用品、包裝薄膜、工業制品、涂料等領域。近年來，隨著PP產品產量和消耗量的不斷增加，廢舊PP也越來越多。以往通常對其采用焚燒和填埋的處理方法，近年來，由于石油資源日益緊張，PP的價格有所浮動。因此，廢舊PP的回收利用受到世界各國的廣泛關注和高度重視。本文主要對廢舊PP的回收、分離以及再生利用等加以闡述。

1 廢舊塑料的回收與分離

1.1 廢舊塑料的回收

廢舊塑料的回收是進行再利用的前提，回收的難處在于種類多、數量大、分布廣、差異小，很多塑料和其他生活垃圾混在一起，使得回收困難重重。國外在廢舊塑料回收方面已經積累了豐富的經驗，有很多值得我們借鑒的地方，他們把廢舊塑料的回收作為一項系統工程，由政府引導，企業牽頭，全體居民共同參與其中。例如，日本采取建立回收管理小循環體制，盡量減少回收環節，在生產企業的銷售網點建立回收網點，企業負責回收自己生產的產品廢舊物，并再利用。這樣可以充分有效地進行再生利用，同時再生產品的性能也能得到一定的保障。

1.2 廢舊塑料的分離技術

回收的廢塑料往往要進行分離，目前常用的分離技術主要包括密度分離、溶解分離、過濾分離、靜電分離和浮游分離等幾類，分離效率各異。據了解，日本塑料處理促進協會的水浮選分離裝置的一次分離率可達99.9%以上；美國DOW（陶氏）公司也開發了類似的分離技術，他們以液態碳氫化合物取代水作為分離介質，分離效率更高；美國凱洛格公司開發的溶劑法選擇分離回收技術利用不同溫度下溶劑有選擇地溶解不同的聚合物而將之分離；瑞士Bueher公司采用鹵素燈作為照射光源，通過 4 種過濾器來識別，用計算機可分離出PE、PP、PS、PVC和PET廢塑料。

2 廢舊PP的再生利用

2.1 能源化

2.1.1 焚燒的熱能回收

PP廢料燃燒可釋放大量的熱量，因此可充分利用廢舊PP的高熱值。相關研究表明廢舊PP完全具備作為燃料的基本要求，其發熱量與煤和石油相當，且具有不含硫、灰分少以及燃燒速度快等優點。

用廢舊PP塑料焚燒回收熱能的方式主要有兩種：（1）使用專用焚燒爐焚燒廢塑料回收熱能，所用的焚燒爐有流動床式燃燒爐、浮游式燃燒爐以及轉爐式焚燒爐等；（2）將廢舊PP塑料作為補充燃料與生產蒸汽的其他燃料摻混使用，這是一項可行且先進的能量回收技術。

2.1.2 熱分解

熱分解是利用熱能使PP的高分子鏈發生斷裂，得到低相對分子質量的化合物。廢舊PP料與其他物質的共裂解可克服單一塑料裂解時因導熱性差、反應溫度不均勻導致產物收率低的缺點。趙金安等利用低溫煤焦油與廢舊PP料共裂解制油，油品收率可達86%；Gersten等用頁巖油與廢舊PP通過一步低溫熱解制油，油品收率可達93% ～ 95%；Takao Masuda等設計出了一種用廢舊PP料制燃油的新反應器，在高溫氮氣流中，利用陶瓷球作為攪拌介質對廢舊PP塑料進行裂解，由于陶瓷球的滾動所產生的攪拌作用，使廢PP顆粒與氣流間保持很高的傳熱速率，從而使廢PP塑料制油的油品收率得到提高、殘余物減少。

2.2 資源化

資源化是將廢舊PP塑料作為一種有效資源，再次加以利用的過程，主要包括以下幾類。

2.2.1 直接再利用

直接再利用指無需改性，將廢舊PP經過一定的分類、清洗、破碎、塑化直接加工成型或通過造粒后加工成型。優點是工藝簡單，再生制品成本低廉；缺點是再生材料制品的力學性能下降較大，不宜制作高檔制品。廢舊PP可再生為粒料、絮狀料等，返回與原樹脂混合，加工成與原樹脂用途相同的制品或將其熔融固化，直接成型制造各種制品。

廢舊PP塑料進行直接使用的前提是其成分單一，老化程度低，性能與新料相差不大。但大部分廢舊PP塑料都難以滿足以上條件，因此對廢舊PP塑料的直接再利用很有限。直接再利用主要是回收PP樹脂生產廠和PP塑料制品廠在生產過程中產生的邊角廢料，也可以包括那些易于清洗和挑選的一次性廢棄品，如PP編織袋、儀表盤、CD盒以及PP扁絲等。此外，將廢PP塑料熔融再生，即將廢舊塑料加熱熔融后重新塑化，也是一種直接使用的方法。