如何解決塑料垃圾問題？溶解新技術(shù)能否應(yīng)對挑戰(zhàn)？

當(dāng)前，先進的塑料回收市場主要關(guān)注熱解和解聚(熱、化學(xué)和酶)等技術(shù)，也有一些在探索氣化和水熱液化等方法。然而，由于其環(huán)境影響，這些技術(shù)在一些地區(qū)面臨越來越多的審查和限制。

盡管由于其成本效益和效率，機械回收是優(yōu)選的回收方法，但它在要求高純度和機械性能的應(yīng)用中仍有不足。為了應(yīng)對化學(xué)回收技術(shù)和機械回收技術(shù)帶來的這些挑戰(zhàn)，溶解技術(shù)(有時也稱為溶劑萃取)提供了一個有希望的解決方案。

了解溶解過程溶解包括使用溶劑分離聚合物廢物。溶劑選擇性地溶解聚合物，將其與污染物和其他非目標(biāo)材料分離。溶解后，溶液被凈化，溶劑被去除，留下幾乎純凈的塑料，可以加工成顆粒，在生產(chǎn)中重復(fù)使用。

這種方法可以處理受污染的或混合的塑料廢物，這些廢物很難通過機械手段回收，同時又不會將聚合物分解成其組成分子或原料。減少了小心分離不同聚合物類型的需要，因為當(dāng)使用正確的溶劑混合物時，可以選擇性地溶解和分離塑料類型。這些工藝設(shè)計了針對特定塑料類型(如聚丙烯PP、聚苯乙烯PS和丙烯腈丁二烯苯乙烯ABS)的溶劑和分離方法。

PureCycle Technologies是塑料溶解領(lǐng)域的知名企業(yè)。該公司利用寶潔公司開發(fā)的專利技術(shù)回收聚丙烯。其工藝包括使用一種溶劑(主要是正丁烷)將廢聚丙烯凈化成一種在質(zhì)量上可與原始塑料相媲美的形式。PureCycle表示，其回收PP可用于機械回收方法無法滿足要求的應(yīng)用中，如食品級包裝。

PureCycle目前是該領(lǐng)域領(lǐng)先的商業(yè)級供應(yīng)商。與化學(xué)回收技術(shù)相比，溶解的主要優(yōu)勢在于它可以提供更高的理論總產(chǎn)率，因為產(chǎn)品作為即用型樹脂而不是簡單的聚合物構(gòu)件或碳氫化合物重新進入塑料供應(yīng)鏈。

溶解研究進展

作為一個相對新興的行業(yè)，對其工藝的研究和開發(fā)仍在繼續(xù)。一個突出的例子是溶劑靶向回收和沉淀(STRAP)，這是威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研究人員開發(fā)的一種新技術(shù)框架。該技術(shù)可以分離多層塑料薄膜的成分并去除污染物。多層膜是塑料廢物管理中的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)，因此，這項技術(shù)的商業(yè)化具有很大的潛力。
此外，STRAP的開發(fā)者聲稱該工藝比競爭對手有許多優(yōu)勢，包括在大氣壓和更低的溫度下操作。

目前，密歇根理工大學(xué)正在建設(shè)一個小型試驗工廠來驗證這項技術(shù)。對于這種難以回收的塑料廢物，高度適應(yīng)性的溶解系統(tǒng)的承諾將是最受歡迎的解決方案。伸縮帶的技術(shù)挑戰(zhàn)可能意味著這在商業(yè)規(guī)模之前需要幾年時間。

溶解的未來挑戰(zhàn)

雖然溶出度技術(shù)很有前途，但它也面臨著挑戰(zhàn)和批評。例如，存在關(guān)于長期循環(huán)的問題，因為聚合物可能在連續(xù)循環(huán)中降解。溶解過程的另一個問題是所用溶劑的環(huán)境影響。

這些化學(xué)品必須小心管理，以避免將有害物質(zhì)釋放到環(huán)境中。加熱溶劑并隨后將其從溶解的塑料中去除所需的能量也增加了該過程的碳足跡。溶解技術(shù)的經(jīng)濟可行性也仍然不確定。溶劑的成本、能源消耗和對復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)施的需求可能會使從溶解工廠回收的聚合物比用機械回收方法更昂貴。

與其他回收技術(shù)相比，這種綠色溢價的大小將決定溶解工廠在經(jīng)濟上是否可行。此外，通過溶解對塑料廢物產(chǎn)生重大影響所需的規(guī)模是巨大的。建設(shè)必要的基礎(chǔ)設(shè)施以通過溶解處理大量塑料廢物是一項艱巨的任務(wù)，需要大量的資本投資和時間。

溶解市場的未來

ureCycle等溶解技術(shù)的成功取決于市場對回收塑料的需求。雖然人們對可持續(xù)材料越來越感興趣，但來自更便宜的原始塑料的競爭可能會限制回收產(chǎn)品的市場潛力。

未來的努力將集中在開發(fā)更廣泛的聚合物類型的過程。諸如APK、Worn Again和Polystyvert等公司正在分別研究聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚苯乙烯(PS)。荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織(TNO)正在開發(fā)一種叫做Mobius的回收丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)的工藝，盡管它還沒有商業(yè)化。

溶解是解決低碳、多功能塑料廢棄物解決方案需求的一項有前途的技術(shù)。然而，仍然存在一些障礙，包括技術(shù)改進、商業(yè)規(guī)模和經(jīng)濟挑戰(zhàn)。利益攸關(guān)方必須在全球廢物管理戰(zhàn)略的大背景下仔細評估溶解的利弊。

應(yīng)對經(jīng)濟挑戰(zhàn)將是關(guān)鍵，因為價格將是成功的決定性因素，因為采用回收聚合物的公司會評估他們能夠負擔(dān)多少綠色溢價。作為減輕塑料廢物對環(huán)境影響的全面努力的一部分，持續(xù)的研究、投資和監(jiān)管支持對于完善該過程并評估其長期可行性至關(guān)重要。

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