利用高級(jí)蒸汽裂解 所有塑料廢料都可以變成新的優(yōu)質(zhì)塑料

     瑞典查爾默斯工業(yè)大學(xué)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種有效的方法，可以將任何塑料廢物分解為分子水平，然后可將生成的氣體轉(zhuǎn)換回新塑料，其質(zhì)量與原始塑料相同。這項(xiàng)新工藝可以在其現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的框架內(nèi)將當(dāng)今的塑料工廠轉(zhuǎn)變?yōu)榭苫厥盏木珶拸S。

      塑料不會(huì)分解，因此會(huì)在我們的生態(tài)系統(tǒng)中一直積累，這是我們地球的主要環(huán)境問題之一。但是查爾默斯工業(yè)大學(xué)能源技術(shù)教授亨里克·圖恩曼（Henrik Thunman）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組卻將塑料視為一種資產(chǎn)。它不會(huì)降解的事實(shí)使其可以循環(huán)使用，從而為廢舊塑料創(chuàng)造了真正的價(jià)值，最終為收集它提供了經(jīng)濟(jì)動(dòng)力。

       圖恩曼教授表示：“我們不應(yīng)該忘記塑料是一種奇妙的材料，它為我們提供了夢(mèng)寐以求的產(chǎn)品。問題在于它的制造成本如此之低，以石油和化石氣生產(chǎn)新塑料的成本更低廉，我們并未重復(fù)利用塑料廢品。”現(xiàn)在，通過對(duì)塑料進(jìn)行蒸汽裂化進(jìn)行化學(xué)回收試驗(yàn)，研究人員開發(fā)了一種有效的方法，可以將廢舊塑料轉(zhuǎn)變?yōu)樵假|(zhì)量的塑料。

      圖恩曼教授表示：“通過找到合適的溫度（大約850攝氏度）以及合適的加熱速率與停留時(shí)間，我們已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)每小時(shí)200公斤塑料廢料轉(zhuǎn)變成有用的氣體混合物，然后可以在分子水平上進(jìn)行回收，從而成為原始質(zhì)量的新型塑料材料。”2015年，全球產(chǎn)生了約3.5億噸塑料廢物。總共回收了14％的塑料，其中8％的材料被回收為質(zhì)量較低的塑料，而2％的材料為質(zhì)量與原始質(zhì)量相似的塑料，在此過程中損失了大約4％。

      總體而言，2015年全球收集的塑料廢物中有40％是在收集后進(jìn)行處理的，主要是通過焚化進(jìn)行能源回收或減少體積，從而將二氧化碳釋放到大氣中。其余約60％廢舊塑料被填埋。只有大約1％的塑料垃圾未被收集并泄漏到自然環(huán)境中。盡管只占很小的百分比，但這仍然是一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問題，因?yàn)樗芰蠌U料的總量如此之高，并且塑料的自然降解是如此緩慢，因此會(huì)隨著時(shí)間的推移而積累。

      當(dāng)前的塑料回收模式傾向于遵循所謂的“廢物等級(jí)”。這意味著塑料在最終燃燒以回收能量之前，會(huì)反復(fù)降解，質(zhì)量越來越低。圖恩曼教授表示：“我們專注于從收集的塑料中捕獲碳原子，并使用它們來創(chuàng)建原始質(zhì)量的新塑料，即，回到廢物層次結(jié)構(gòu)的頂部，從而創(chuàng)建真實(shí)的圓度。”如今，全新的塑料是通過在石化工廠中稱為“裂解器”的設(shè)備中粉碎化石石油和天然氣餾分制成的。由簡單分子組成的構(gòu)建基塊可以組合成許多不同的構(gòu)造，從而導(dǎo)致我們?cè)谏鐣?huì)中看到各種各樣的塑料。為了用廢舊塑料做同樣的事情，需要開發(fā)新的工藝。查爾默斯研究人員展示的是一種經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)計(jì)工藝。最終，這種技術(shù)可以使當(dāng)今的石化工廠向未來的回收精煉廠進(jìn)行重大轉(zhuǎn)變。研究人員正在繼續(xù)他們的研究。圖恩曼教授說：“我們從證明該工藝可行性的初步試驗(yàn)轉(zhuǎn)向于更詳細(xì)的理解。需要這些知識(shí)才能將該工藝從每天幾噸塑料擴(kuò)大到數(shù)百噸塑料。如果成功，就是這種技術(shù)商業(yè)化的時(shí)候了。”

      此工藝適用于所有類型的塑料，包括歷史上已存儲(chǔ)在垃圾填埋場(chǎng)或海上的那些塑料。瑞典2017年的塑料廢物總量約為160萬噸，其中只有大約8％被回收用于劣質(zhì)塑料。研究人員看到了循環(huán)使用塑料的機(jī)會(huì)，它能讓我們擺脫了生產(chǎn)各種優(yōu)質(zhì)塑料所需的石油和化石氣體的束縛。圖恩曼教授表示：“循環(huán)使用將讓廢舊塑料具有真正的價(jià)值，從而為在地球上任何地方收集廢舊塑料提供經(jīng)濟(jì)動(dòng)力。反過來，這將有助于最大程度地減少塑料向自然界的釋放，并為已經(jīng)污染了廢舊塑料地區(qū)創(chuàng)造市場(chǎng)。”報(bào)廢的生物基材料，比如紙，木頭和衣服也可以用作化學(xué)過程中的原材料。這意味著我們可以逐漸減少塑料中化石材料的比例。如果在此過程中還捕獲了二氧化碳，我們也可能產(chǎn)生凈負(fù)排放。未來的愿景是為碳基材料創(chuàng)建一個(gè)可持續(xù)的循環(huán)系統(tǒng)。

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