Process ir 95 % efektīvs un tiek veikts istabas temperatūrā, kas to padara ekonomiskāku un mērogojamāku nekā tradicionālās metodes.
- Izturīgs plastmasas materiāls pārvērsts degvielā.
- Vienpakāpes process, zema temperatūra.
- Efektivitāte līdz 99 %.
- Apstrādāts PVC bez toksīnu izdalīšanās.
- Iegūst benzīnu un atkārtoti izmantojamu sālsskābi.
- Veicina aprites ekonomiku.
Izšķirošs pavērsiens: tieša un tīra plastmasas atkritumu pārvēršana degvielā
Starptautiska zinātnieku grupa ir izstrādājusi revolucionāru vienpakāpes metodi plastmasas atkritumu, tostarp tādu problemātisku atkritumu kā PVC, pārstrādei atkārtoti izmantojamā degvielā, kas līdzīga benzīnam , un sālsskābē .
Pats pārsteidzošākais ir tas, ka viss notiek istabas vai nedaudz paaugstinātā temperatūrā un atmosfēras spiedienā, kas ievērojami samazina enerģijas patēriņu un vienkāršo procesu.
Pateicoties vairāk nekā 95 % pārveides efektivitātei, šī inovācija var kļūt par pagrieziena punktu cīņā ar vienu no mūsdienu nopietnākajām vides problēmām: 10 miljardiem tonnu plastmasas, kas šobrīd ražota pasaulē un no kuras tikai neliela daļa tiek efektīvi pārstrādāta.
Problēmas konteksts
- PVC un poliolefīni ir plaši izmantoti plastmasas materiāli, kas rada lielus atkritumu apjomus.
- PVC ķīmiskā pārstrāde ir sarežģīta, jo sadaloties rodas toksiskas vielas.
Inovatīvs risinājums
- Pētījumā ir izklāstīta PVC un poliolefīnu ķīmiskās pārstrādes stratēģija zemā temperatūrā .
- Kā katalizatori tiek izmantotas hloraluuminātu jonu šķidrumi, lai pārvērstu šos atliekus:
- šķidros ogļūdeņražos (degvielas veids).
- HCl (sālsskābe), ko var atjaunot un izmantot atkārtoti.
Ārpus laboratorijas: mērogojama un reāla metode
Šo procesu, kas izstrādāts Pacific Northwest National Laboratory, Columbia University, Munich Technical University un East China Normal University pētnieku komandas sadarbībā, paredzēts izmantot tieši reālajā rūpniecībā.
Tas nav teorētisks vai dārgs risinājums, bet gan tehniski realizējama alternatīva, ko var integrēt esošajās infrastruktūrās, piemēram, naftas pārstrādes rūpnīcās vai atkritumu pārstrādes centros.
Atšķirībā no citām ķīmiskās pārstrādes metodēm, kas prasa daudzpakāpju pārstrādi un augstas temperatūras, šī metode apvieno plastmasas dekonstrukciju un attīrīšanu vienā ķīmiskā reakcijā .
Vieglie izoalkani, kas ir parasti naftas pārstrādes blakusprodukti, tiek izmantoti kā šķīdinātāji, lai atvieglotu jaukto un piesārņoto plastmasu pārstrādi, kas bieži sastopama reālajos atkritumos.
Procesa mehānisms
- Tas ir vienpakāpes process, kas apvieno:
- Dehlorēšanu (hlora noņemšanu)
- CC saites pārraušanu
- Alkilēšanu un ūdeņraža apmaiņu ar izobutānu vai izopentānu
- Šāda pieeja kompensē endotermiskās reakcijas ar eksotermiskām, kas ļauj strādāt zemākās temperatūrās.
„Hlora problēmas” risinājums: PVC gadījums
Polivinilhlorīds (PVC) veido aptuveni 10 % no pasaules plastmasas ražošanas, bet tā klātbūtne apgrūtina jebkādus mēģinājumus veikt termisko vai ķīmisko pārstrādi. Tajā esošais hlors veido toksiskus savienojumus, ja to sadedzina vai pārstrādā bez iepriekšējas apstrādes.
Šī jaunā pieeja izslēdz hloru no PVC tajā pašā procesā, kurā ražo degvielu, izvairoties no bīstamām emisijām un pārveidojot atlikušo hloru sālsskābē (HCl).
Šis blakusprodukts ir ne tikai viegli neitralizējams, bet arī var tikt atkārtoti izmantots tādās nozarēs kā ūdens attīrīšana, metalurģija, pārtikas vai farmaceitiskā rūpniecība.
Augsta efektivitāte, izmantojot reālu plastmasu
Viens no daudzsološākajiem pētījuma aspektiem ir tas, ka tehnoloģija neprasa tīras plastmasas izmantošanu. Testos ar jauktiem PVC un poliolefīnu atkritumiem, kas parasti sastopami atkritumu poligonos vai pārstrādes rūpnīcās, pārveides pakāpe sasniedza 96 % pie temperatūras tikai 80 °C.
Tas paver iespēju tieši izmantot piesārņotos ūdens objektos bez nepieciešamības veikt iepriekšēju šķirošanu, kas ir galvenais šķērslis esošajās pārstrādes sistēmās.
Piemēram, mīkstās PVC caurules, kabeļu izolācija un cietie konteineri tika veiksmīgi pārvērsti šķidros ogļūdeņražos ar 6–12 oglekļa atomiem — komerciālās benzīna pamatvielu.
Turklāt, izvairoties no ekstremālām temperatūrām, tiek samazinātas gan elektroenerģijas izmaksas, gan ar to saistītās emisijas, kas palielina to ekoloģisko un ekonomisko pievilcību.
Potenciāls
Šādas tehnoloģijas ne tikai risina atkritumu problēmu, tās pārvērš draudus par resursu. Šeit ir daži konkrēti veidi, kā tie var veicināt ilgtspējīgāku nākotni:
- Atbrīvot atkritumu poligonus un teritorijas, kas pārpildītas ar plastmasas atkritumiem, kurās pašlaik nav pārstrādājamo atkritumu pieņemšanas punktu.
- Samazināt atkritumu sadedzināšanu un, kā rezultātā, dioksīnu un citu piesārņojošo vielu emisijas, kas rodas tradicionālās sadedzināšanas procesā.
- Izmantot esošos rūpnieciskos tīklus , piemēram, naftas pārstrādes un ķīmiskās rūpnīcas, lai mērogu palielinātu bez nepieciešamības veidot jaunu infrastruktūru.
- Ražot degvielu lokāli no atkritumiem, samazinot atkarību no primārās naftas un palielinot enerģētisko drošību.
- Veicināt patiesi cikliskas ekonomikas attīstību , kurā pat viskomplicētākajiem plastmasas veidiem ir otrā dzīve kā rūpnieciskajām izejvielām.
Piemērojamība
- Darbojas ar reālām plastmasas atkritumu maisījumiem , pat ja tie ir piesārņoti.
- Izmantotie reaģenti (piemēram, izoalkani) var tikt iegūti naftas pārstrādes rūpnīcās vai pārstrādāti no paša procesa.
Līdzīgi pilotprojekti jau tiek virzīti Eiropā un Āzijā, jo īpaši reģionos, kur atkritumu šķirošana joprojām neļauj efektīvi šķirot atkritumus. Kombinācijā ar politiku, kas veicina jaukto atkritumu pārstrādi, piemēram, nesenā ES iniciatīva par ķīmisko pārstrādi, šī tehnoloģija var kļūt par centrālo elementu globālajā stratēģijā par slēgtu plastmasas pārstrādes ciklu .
Tagad galvenais ir pāriet no laboratorijas pētījumiem uz praktiskiem pētījumiem. Un ar šādiem risinājumiem vairs nebūs attaisnojuma turpināt aprakt vai sadedzināt to, ko varētu pārvērst noderīgā enerģijā tagad un nākotnē.
