ZÁKLADNÍ BILANCE A ZPŮSOB NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI PLASTY Z KOMUNÁLNÍHO SBĚRU

Transkript

1 RECYKLACE PLASTŮ

2 ZÁKLADNÍ BILANCE A ZPŮSOB NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI PLASTY Z KOMUNÁLNÍHO SBĚRU

3 14,3 % 5,9 % Zdroj: ČSÚ, březen 2009 Komunální odpad v ČR - cca 3 mil. tun / rok (cca 300 kg /obyv.) Vzrůstající trend vytříděných složek odpadu - téměř 3x od roku 2002!

4 Využitelné složky Papír Sklo Plasty Nápojové kartony Kovy Organický odpad Složení komunálního odpadu Objemné odpady Struktura nevratných obalů 2008 Nebezpečné odpady Ostatní odpady Zdroj: EKO-KOM

5 Plastové odpady z komunálního sběru způsoby nakládání Materiálová recyklace - vysoké nároky na čistotu vytříděných složek omezené využití pro plastové odpady z komunálního sběru, závislost na poptávce po výrobcích - např. PET textilní průmysl, stavební průmysl, atd Surovinová recyklace - chemické zpracování plastů na výchozí surovinu - hlavně PET, PUR, PA - u plastových směsí zplyňování kyslíkem a výroba syntézního plynu, pyrolýza nebo hydrogenace Energetické využití - výroba tepla a el. energie spalování, zplyňování - alt. palivo v cementárnách (nároky na předúpravu) - využití ve vysokých pecích energeticko-surovinové využití

6 Míra recyklace v ČR v roce 2008 Nejčastěji v ČR: PET flakes PE fólie - regranulace směsné plasty - PE, PP, PS, ABS tepelné lisování výrobků produkty pro stavebnictví zbytek alternativní palivo, skládkování Zdroj: EKO-KOM

7 tis. tun Skládkování x Spalování komunálního odpadu v letech skládkování spalování rok Zdroj: ČSÚ, březen 2009

8 Zdroj: Eurostat

9 Plastové odpady z komunálního sběru Spalování Skládkování Úprava nebo využití Zdroj: ČSÚ

10 Systém sběru a separace komunálního plastového odpadu v ČR - Sběrné nádoby a kontejnery (sklo, plast, papír) - Vytřídění využitelných složek na dotřiďovací lince (PET, PE ) - Lisování nebo drcení nevyužitelného materiálu - Využití jako alternativního paliva (cementárny) nebo skládkování!!

11 Množství vyprodukovaných plastových obalů Ročně se v ČR vyprodukuje do tun plastových obalů Systémem třídění a recyklace komunálního odpadu se podaří recyklovat cca 50% plastových obalů Zbývájící nevyužité množství: max tun/rok

12 ODPADNÍ PLASTY - využití PLASTY JEDINÉHO DRUHU, NEZNEČIŠTĚNÉ PLASTY JEDINÉHO DRUHU, KONTAMINOVANÉ SMĚSNÉ PLASTOVÉ ODPADY O ZNÁMÉM SLOŽENÍ NÁHODNĚ SEBRANÝ KOMUNÁLNÍ ODPAD

13 Primární recyklace Obvykle ve výrobním závodě Odpad se přidává k originálnímu materiálu Problémy: Extruze Stárnutí (oxidace, fotolýza, změny v řetězci, odštěpování chloru u PVC Nutnost restabilizace

14 Sekundární recyklace Směs plastů granulace, drcení, separace, čištění, sušení: Recyklace tříděných plastů Recyklace netříděných plastů

15 Separace plastů Fluidní (oddělení pěnových plastů) Flotačně sedimentační postup Voda PP, PE od PS, PVC, Speciální kapaliny HDPE od PP, LDPE Hydrocyklony Spektroskopické metody (NIR, FTIR)

16 Tavení směsi polymerů Různorodost směsí vede ke špatným vlastnostem rezultujícího blendu Zlepšení: Úprava složení směsi Kompatibilizace přídavkem aditiv Přídavek nepolymerních komponent

17 Terciární recyklace TERMICKÉ POSTUPY Depolymerace Pyrolýza Zplyňování CHEMICKÉ POSTUPY Hydrogenace Hydrolýza Glykolýza

18 DEPOLYMERACE POLYMETHYLMETAKRYLÁT (PMMA) Při C se uvolňuje monomer

19 Hydrogenace/Hydrogenolýza/ Hydrokrakování Štěpení velkých molekul vodíkem pomocí katalyzátoru

20 KATALYTICKÉ HYDROKRAKOVÁNÍ Reakční podmínky Teplota C Tlak 5 20 MPa ( velký přebytek vodíku ) Surovina nejčastěji plynové oleje,vakuové destiláty, lehké a těžké oleje z fluidního katalytického krakování a koksování + VE SMĚSI S PLASTY (POLYOLEFINY) Katalyzátor difunkční krakovací složka amorfní alumosilikáty,zeolity hydrogenačně-dehydrogenační složka Pt,Pd, sulfidy Mo W Co Ni

21 HYDROLÝZA, ALKOHOLÝZA Polyestera, polyamidy, polykarbonáty, polyuretany Pára, vysoká teplota, tlak Alkalická katalýza

22 HYDROLÝZA A ALKOHOLÝZA Hydrolysis and Alcoholysis. Another way to break down polyester is hydrolysis or alcoholysis which sometimes requires drastic reaction conditions and long reaction times. The hydrolysis of polyesters results in the formation of carboxylic acids and alcohols, from which new polyester can only be produced after separation and purification. The breakdown of polyesters is more readily achieved by alcoholysis. The diols and dicarboxylates are formed according to the following reaction scheme :

23 Kvarterní recyklace energetické využití Speciální přednáška

24 PŘÍKLADY SEPARACE PLASTŮ ÚČEL: ENERGETICKÉ VYUŽITÍ

25 Faktory limitující energetické využití Problémy spojené s obsahem Cl (PVC) - výrobní (kvalita produktu) - technologické (koroze zařízení) - ekologické (tvorba dioxinů, HCl) Parametry paliva pro použití v cementářské peci Výhřevnost min. 15 MJ/kg Obsah vody max. 10 % Obsah popela max. 10 % Obsah Cl max. 1 %

26 Separace PVC Nejběžnější způsoby separace PVC ze směsných plastů Ruční a mechanická separace odpadů obsahujících PVC Gravitační rozdružování plastů v kapalinách Rozdružování plastů působením odstředivých sil Pneumatické rozdružování plastů Elektrostatická separace plastů Separace plastů pomocí infračerveného a rentgenového záření Separace plastů na principu selektivního rozpouštění Separace PVC pomocí odstředivky Separace PVC pomocí hydrocyklonu

27 Separace na odstředivce Sorticanter (Flottweg) Zkoušky provedeny na provozní odstředivce Flottweg Sorticanter (Vilsbiburg, SRN)

28 Separace na odstředivce Sorticanter Technologické schéma:

29 Separace na odstředivce Sorticanter Zpracovávaný materiál: 750 kg předtříděný směsný odpadní plast (po třídící lince) materiál nadrcen na frakci - 4 mm odstraněny kovové příměsi + 1 mm (mag. a elektrodynamická separace) Dávkování materiálu do homogenizační nádrže

30 Separace na odstředivce Sorticanter Zkušební odstředivka Sorticanter

31 Separace na odstředivce Sorticanter

32 Rozdružování plastů v hydrocyklonu Vstupní a provozní parametry testu délka testu 184 min průtok vody hydrocyklonem 7.50 l/s l/min spotřeba vody litrů dávkování plastů 1.36 kg/min množství plastu 250 kg tlak suspenze do hydrocyklonu 75 kpa Výstupní parametry jednotlivých produktů separace lehká fáze (plast + zbytková voda) kg 1.97 kg/min 5.16 l/min z toho lehká fáze (plast) kg celkem (66.6% původního množství plastů) 0.91 kg/min z toho lehká fáze (voda) litrů celkem 1.07 l/min těžká fáze (plast + zbytková voda) kg celkem 0.86 kg/min 1.44 l/min z toho těžká fáze (plast) kg celkem (33.4% původního množství plastů) 0.46 kg/min z toho těžká fáze (voda) litrů celkem 0.40 l/min odpadní voda l/min 7.48 l/s litrů celkem

33 Rozdružování plastů v hydrocyklonu hydrocyklon výstup lehké fáze výstup téžké fáze vstup vody

34 Možnosti transformace odpadních plastů na využitelnou energii technologické principy

35 Zplyňovací procesy Spalování je chemický proces, při kterém probíhá reakce s molekulárním kyslíkem a dochází při něm k produkci tepla. Parní reforming je katalytická reakce uhlovodíků s vodní parou za vzniku oxidu uhelnatého a vody. Parciální oxidace je reakce uhlovodíkové suroviny s kyslíko-parní směsí s množstvím kyslíku nedostatečným pro úplné spálení a hlavními produkty jsou oxid uhelnatý a vodík. Zplyňování je tepelný proces, při kterém se organické sloučeniny rozkládají na hořlavé plyny působením vysoké teploty v přítomnosti malých molekul (voda, složky vzduchu apod.) Pyrolýza je nekatalytický radikálový proces štěpení uhlovodíků na nižší olefíny probíhající při teplotách C.

36 Spalování (vzduch)

37 Parní reforming

38 Parciální oxidace zplyňování kyslíkem