بازیافت شیمیایی چیست و چگونه انجام می شود؟

پلاستیک بسیار خارق العاده است. پلاستیک یک ماده سبک و در عین حال قوی و بسیار بادوام است. مقادیر زیادی پلاستیک هر ساله بازیافت می شود تا دوباره به چرخه زندگی ما وارد شود. متاسفانه، تا به امروز مقدار زیادی پلاستیک در محیط زیست رها شده است. خبر خوب چیست؟ روشی برای تبدیل ضایعات پلاستیک به محصولات با ارزش وجود دارد: بازیافت شیمیایی. البته این تنها روش بازیافت نیست و به طور کلی می توان بازیافت را به 2 بخش بازیافت مکانیکی و بازیافت شیمیایی تقسیم کرد. در مقاله ای به این موضوع پرداخیتم که بازیافت مکانیکی چیست و در این مقاله قصد داریم در مورد بازیافت شیمیایی صحبت کنیم.

بیایید با شروع از اصول اولیه به این موضوع بپردازیم و بگوییم بازیافت شیمیایی چیست؟

1. بازیافت پلاستیک: اصول اولیه

پلاستیک چیست؟

به منظور درک هرچه بهتر مفهوم بازیافت شیمیایی، مهم است بدانید که پلاستیک ها از نفت یا نفت خام ساخته می شوند و ازطریق فرآیند پلیمریزاسیون تولید می شوند. در نتیجه، زنجیره های بلند خاصی از مولکول ها با هم ترکیب می شوند تا پلیمرها را به وجود آورند.

پلاستیک ها بر اساس ماده پلیمری اولیه خود طبقه بندی می شوند. پلاستیک های اصلی که ما در زندگی روزمره خود به کار می گیریم، عبارتند از پلیمرهایی مانند PET (پلی اتیلن ترفتالات)، HDPE و LDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا و کم چگالی)، PVC (پلی وینیل کلراید)، PP (پلی پروپیلن) و PS (پلی استایرن). تمام این پلاستیک ها از نظر اندازه، رنگ، کاربرد و قابلیت بازیافت با هم تفاوت دارند.

پلاستیک ها چگونه بازیافت می شوند؟

در جهان سالانه 380 میلیون تن پلاستیک تولید می شود. به طور معمول، تنها روش بازیافت ضایعات پلاستیکی ازطریق بازیافت مکانیکی است: فرآیندی که شامل مرتب سازی، آسیاب کردن، تفکیک، شستشو، ذوب و سپس خنک سازی پلاستیک بازیافتی دانه بندی شده است. با این وجود، این فرآیند تنها برای انواع خاصی از پلاستیک ها امکان پذیر است و تنها در صورتی که از پلیمرهای منفرد تشکیل شده باشند. بطری های PET و ظروف HDPE مانند شیشه های شیر به راحتی قابل بازیافت هستند.

با این وجود، در واقعیت بسیاری از اقلام پلاستیکی مانند انواع مختلف پلیمرها، لایه های متفاوت از پلاستیک ها به مواد غذایی یا چرک آلوده هستند. به همین دلیل، بازیافت مکانیکی کار دشوار و پر هزینه ای می شود. در عوض، آن ها به محل های دفن زباله یا دستگاه های سوزاننده ارسال می شوند. به همین دلیل است که در واقعیت پلاستیک کمی بازیافت می شود: حدود 15% در اروپا و 9% در ایالات متحده آمریکا. علاوه بر این، پلاستیک های بازیافت شده معمولا به پایین چرخه منتقل می شوند. به عبارت دیگر، به محصولاتی با ارزش کمتر تبدیل می شوند.

بیشتر بخوانید: بازیافت چیست

2. معرفی بازیافت شیمیایی

بازیافت شیمیایی چیست؟

بازیافت شیمیایی یک رویکرد جدید برای بازیافت زباله های پلاستیکی است که مجموعه ای از فرصت های جدید را به وجود می آورد. اما راز این فرآیند چیست؟

بازیافت شیمیایی ضایعات پلاستیکی را به مولکول های تشکیل دهنده اش تجزیه می کند. وقتی پلاستیک به این صورت تجزیه می شود، به طور مستقیم بر خاصیت شیمیایی پلیمرها تاثیر می گذارد و امکان بازگرداندن آن ها به مواد خام اولیه وجود دارد. در نتیجه، می توان آن ها را به مواد پلیمری جدید یا مواد اولیه پتروشیمی تبدیل کرد.

بازیافت شیمیایی پلاستیک ها: چگونه انجام می شود؟

اصطلاح بازیافت شیمیایی طیف وسیعی از فرآیندها و تکنولوژی ها را دربرمی گیرد. این تکنولوژی ها در 3 دسته بندی مجزا بر اساس موقعیت خروجی در زنجیره تامین پلاستیک تقسیم می شوند:

1. انحلال مواد افزودنی را از پلیمرها جدا می کند. این کار ازطریق غوطه ورسازی آن ها در حلال انجام می شود. پلاستیک حل می شود و به مرحله پلیمری خود بازمی گردد. سپس، می توان پلیمرها را به پلاستیک های بازیافت شده جدید فرمول بندی کرد.
2. دی پلیمریزاسیون (وابسپارش گرمایی) از مواد شیمیایی، حلال ها و حرارت برای تبدیل پلیمرها به مولکول ها کوچک تر (مونومرها) استفاده می کند. سپس، به عنوان مواد خام ثانویه وارد فرآیند تولید پلاستیک می شود.
3. تبدیل نیز از مواد شیمیایی، حرارت یا فرآیندهای کاتالیزوری در یک رآکتور به منظور تجزیه زباله های پلاستیکی به حالت گازی‌ (گاز شدن) یا مایع، مواد اولیه نفت مانند (تجزیه در اثر حرارت) مانند هیدروکربن های تصفیه شده یا مواد پتروشیمی استفاده می کند. سپس، برای پردازش بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

3. بازیافت مواد خام و تجزیه گرمایی

بازیافت مواد خام: فرآیند

خروجی بازیافت مواد اولیه، مواد شیمیایی اولیه (به عنوان مثال، هیدروکربن ها یا گازهای سنتزی) هستند که برای تبدیل شدن به پلیمر باید بیشتر پردازش شوند. برای رسیدن به این منظور دو رویکرد مختلف وجود دارد:

1. تبدیل شدن به گاز. ضایعات تا دماهای بسیار بالا (1000-1500 درجه سانتیگراد) در محیط هایی با اکسیژن کم حرارت داده می شوند. اکسیژن مولکول های مواد را به ساده ترین اجزای خود تجزیه می کند. گازهای سنتزی حاصل (ترکیبی از هیدروژن، کربن مونواکسید و مقداری کربن دی اکسید) برای تولید طیف وسیعی از مواد شیمیایی (مانند متانول، آمونیاک، هیدروکربن ها و استیک اسید) برای تولید پلاستیک و نیز برای کود و سوخت مورد استفاده قرار می گیرند.
2. تجزیه گرمایی. ضایعات پلاستیکی تحت شرایط کم اکسیژن تا دمای بیش از 400 درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند. در این فرآیند، زنجیره های بلند پلیمر به مجموعه ای از محصولات هیدروکربن پایه مانند گاز، موم، گازوئیل و نفتا تجزیه می شوند. این مواد را می توان به عنوان مواد اولیه در کارخانه های پتروشیمی به کار گرفت و به پلی اتیلن و پلی پروپیلن تبدیل کرد یا به طور مستقیم به عنوان سوخت آن ها را به کار گرفت.

مزایای بازیافت شیمیایی؛ به طور خاص تجزیه گرمایی

1. زباله های پلاستیکی را بازیافت می کند که بازیافت آن ها همیشه سخت و دشوار بوده است

بازیافت شیمیایی امکان بازیافت جریان های ضایعات آلوده و مختلط پلیمری را فراهم می سازد، که امکان بازیافت مکانیکی آن ها وجود ندارد. با این وجود، بیشتر تکنولوژی های بازیافت شیمیایی محدودیت های خاص خود را دارند. دی پلیمریزاسیون شیمیایی را می توان فقط برای پلیمرهای تراکمی مانند PET و پلی آمیدها به کار برد. با این وجود، تجزیه گرمایی پلیمرهای اضافی مانند پلی اتیلن (PP)، پلی پروپیلن (PE) یا پلی وینیل کلراید (PVC) را تجزیه می کند، که بیشتر ضایعات پلاستیک را تشکیل می دهند.

جالب است بدانید که کارخانه های تجزیه گرمایی نمی توانند PET را پردازش کنند زیرا حاوی اکسیژن است. به این ترتیب، تجزیه گرمایی به خوبی مکمل بازیافت مکانیکی است، که عمده بطری های PET به این روش بازیافت می شوند.

2. پلاستیک هایی مشابه با کیفیت مواد خام اولیه تولید می کند

با بازیافت شیمیایی، ضایعات پلاستیکی تجزیه شده و به مواد شیمیایی و پلاستیک های جدید بازیافت می شوند که درست مانند مواد خام اولیه رفتار می کنند. این پلاستیک های بدست آمده در کاربردهایی با کیفیت بالا مانند بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.

3. مصرف منابع فسیلی را کاهش می دهد

از آنجایی که پلاستیک های بازیافت شده به روش شیمیایی را می توان مجدد به عنوان مواد خام اولیه برای تولید پلاستیک های جدید به کار برد، نیاز برای استخراج سوخت های فسیلی کاهش می یابد.

4. انتشار گاز کربن دی اکسید کاهش می یابد

بازیافت شیمیایی می تواند انتشار مرتبط با سوزاندن و بازیابی انرژی را از بین ببرد.

4. بازیافت شیمیایی: پتانسیل عظیم بازار

در حالی که استفاده از پلاستیک روز به روز افزایش می یابد، جستجو برای پلاستیک های بازیافتی نیز بیشتر شده است. شرکت های محصولات مصرفی مانند کوکا کولا، پپسی و یونیلور تعهدات بلندپروازانه ای را برای اختصاص دادن درصدی از مواد بازیافتی در بسته بندی های خود در نظر گرفته اند. علاوه بر این، دولت ها به دنبال اعمال ممنوعیت هایی بر روی پلاستیک های یکبار مصرف مانند نی، سواپ پنبه ای، کیسه های پلاستیکی و کارد و چنگال هستند. بخش پتروشیمی به دنبال پلاستیک های بازیافتی برای برآورده کردن تقاضای رو به رشد بازار می گردد.

همانطور که در بخش های قبلی توضیح دادیم، بازیافت مکانیکی نمی تواند مقدار زیاد پلاستیک بازیافتی مورد نیاز بازار را فراهم کند. از این رو، پتانسیل بالایی برای بازیافت شیمیایی وجود دارد. اگرچه همچنان در روزهای آغازین راه است، اما این بخش رشد قابل توجهی را تجربه کرده است و کارخانه های تجاری متعددی مشغول به فعالیت هستند. انتظار می رود طی سال های آینده بر تعداد آن ها افزوده شود.

بر اساس گزارش Closed Loop، تکنولوژی هایی که ضایعات پلاستیکی را تصفیه، تجزیه و به مواد جدید تبدیل می کنند، می توانند فرصت درآمد بالقوه 120 میلیارد دلار در آمریکا و کانادا داشته باشند.

با این حال،‌ یک پیش نیاز کلیدی وجود دارد: بازیافت شیمیایی تنها وقتی امکان پذیر است که در مقیاس بزرگ به کار گرفته شود.

منبع: https://pryme-cleantech.com/chemical-recycling

در پایان اگر در زمینه بازیافت پلاستیک و تولید محصولات پلاستیکی فعالیت دارید می توانید برای خرید گرانول، خرید کامپاند، خرید پرک و خرید مستربچ با ما در شرکت فرتاک پلیمر تماس بگیرید تا محصولات باکیفیت را با بهترین قیمت تهیه کنید.