Деструктивная утилизация полимерных отходов

Для отдельных видов отходов полимеров являются рациональными различные типы химиче­ской и термической переработки, заключающиеся в конверсии исходных полимеров с образованием сырья для их производст­ва или других ценных продуктов. В промышленных масштабах реализована, например, депо­лимеризация капроновых отходов под действием фосфорной кислоты и перегретого пара.

По одной из схем твердые капроновые отходы расщепляют совместно с концентратом экстракционных вод производства в аппаратах предваритель­ной и окончательной деполимеризации. Парообразную смесь деполимеризата (до 25% капролактама) концентрируют до 80% в насадочной колонне и за­тем подвергают очистке. Выход мономера составляет 75-80%. Он приго­ден для повторного использований в производстве. При деполимеризации поликапроамида возможно смешение различных незагрязненных технологи­ческих отходов независимо от их формы и физико-химических свойств; литье под давлением этих же отходов требует разделения их по содержанию за-маслнвателя и физико-химическим свойствам.

Пенополиуретановые отходы можно перерабатывать различ­ными вариантами их гидролиза. По одному из них предвари­тельно измельченные отходы эластичного пенополиуретана об­рабатывают перегретым до 290-320 °С водяным паром, Гидро­лиз дает возможность получить многоатомный спирт, диамин и диоксид углерода, которые используют для получения пено­полиуретана.

Применительно к вторичным полиэтиленам разработан про­мышленный процесс получения полиэтиленовых восков методом термической деструкции. Эти продукты применяют в качестве компонентов формовочных масс в литейном производстве и в виде добавок к асфальтобитумным смесям, обеспечивающих повышение износостойкости покрытий в дорожном строитель­стве.

Перспективным направлением переработки отходов пласт­масс является их пиролиз, продукты которого могут служить сырьем для промышленности органического синтеза или топ­ливом.

Процесс пиролиза полимерных отходов обычно проводят при 300-900 °С в стационарных или вращающихся вертикальных цилиндрических печах (ретортах), различающихся способом подвода тепла к перерабатываемым материалам: с использова­нием в качестве теплоносителя жидких продуктов разложения» расплавов солей (КС1, МgСI₂, LiС1) и других материалов,, а также путем использования энергии электрической дуги и то­ков высокой частоты.

Значительные массы твердых отходов производств пласт­масс представляют осадки процессов очистки соответствующих производственных сточных вод, характеризующиеся сложностью состава и обычно направляемые в отвалы или на полигоны. Однако и эти отходы в ряде случаев могут быть эффективно утилизированы, в частности путем пиролиза.

Например, при производстве акрилбутадиенстирольных пластиков произ­водственные стоки в виде мутных латексных растворов подвергают физико-химической обработке с использованием в качестве коагулянта сульфата алюминия. Образующийся при этом осадок представляет собой пасту белого цвета и содержит 5-10% полимер-латекса, 4-5% гидроксида алюминия, 5-7% древесной муки и 78-86% воды. Элементный состав его органиче­ской части в среднем включает (в расчете на воздушно сухое вещество): 46,7% С, 19,9% N₂, 17,0% О₂, 9,7% Н₂, 5,4% С1₂ и 1,3% S, а минеральная часть, температура плавления которой превышает 1500°С, содержит 91,9% А1₂О₃ (другие оксиды в ней представлены в виде Fе₂О₃, SiO₂, SО₃^2-, Nа₂О, К₂О).

Разработана и прошла испытания в произ­водственных условиях технология получения на основе отходов углерод-минерального адсорбента для целей очистки газовых выбросов и производственных сточных вод. Особен­ностью этой технологии является отсутствие стадии активации как самостоятельной стадии: присутствующая в осадке влага и газообразные продукты его пиролиза обеспечивают формиро­вание достаточно эффективной пористой структуры синтезируе­мого поглотителя при одностадийной термической обработке сырья (700-750 °С) без доступа воздуха. Опытные испытания синтези­рованного в промышленных условиях углерод-минерального ад­сорбента, проведенные на блоке доочистки прошедших биоло­гическую обработку заводских стоков группы пред­приятий одного из промышленных узлов, показали эффектив­ность его использования для удаления тяжелых металлов, неф­тепродуктов и ряда других загрязнений этих стоков.

Опыт эксплуатации ряда зарубежных установок пиролиза, как правило небольшой мощности, показывает, что состав газообразных продуктов про­цесса можно изменять в широких пределах в зависимости от состава пере­рабатываемого полимерного сырья, температуры и содержания кислорода в реакционной зоне.