国外废旧家电塑料回收与利用技术的发展.docx

1、国外废旧家电塑料回收与利用技术的发展国外废旧家电塑料回收与利用技术的发展1 背景现代家用电器主要包括8大类：大型家用电器（汽车）、小型家用电器（空调、洗衣机、电冰箱、电视机等）、办公与通信设备（计算机、打印机、电话、复印机、传真等）、消费性设备（电风扇、厨房用电器、饮水机、手机、随身听）、电子厨房设备、照明设备（各种灯具）、医疗器件、玩具休闲和运动设施。手机、电话、计算机、灯具、随身听、电子文具等约3年为1个周期，汽车、空调、洗衣机、电冰箱、电视机、电风扇等约510年为1个周期。对于13亿人口的中国而言，如果年均1000人报废1辆汽车，共报废1300万辆；年均13人报废1台任意类型的小型家电，

2、全国年报废1亿台；报废小型电器更是数量巨大。家电用塑料约占塑料年消耗量的10-20，家电中的塑料用量约占家电材料总量的520wt。据2003年的资料统计，空调、电视机、冰箱/冰柜、洗衣机用塑料分别为4.9wt、11.75wt、10.5wt、15.2wt，随着科学技术进步，家电的塑料用量将进一步增加。家电中的塑料构成主要为：工程阻燃塑料30%wt、ABS20wt、PS25wt、PP30%wt、PE?1%wt、混合塑料?2%wt。 其次，我国家电产品中的3040%的小家电、18%的空调、冰箱出口到欧洲，而欧洲2005年8月13日正式实施报废电子电气设备指令(WEEE指令)：出口欧洲的企业要承担出口

3、家电的回收责任；另外，塑料原料主要来自石油及其石油化工工业，任意丢弃废旧塑料也严重污染环境。因此无论从节约资源角度，还是从改善环境角度，都要求进行家电塑料回收与利用。本文主要介绍废旧空调、废旧电视机、废旧电冰箱、废旧洗衣机这4类家电塑料回收与再生技术。2 家电塑料再生利用技术家电塑料再生利用技术与一般塑料再生利用技术并无本质上的区别，重要的是回收家电塑料需要拆卸、分类等一些前处理，因此家电塑料回收利用技术是家电再生利用技术的一部分。虽然再生利用方法包括材料再生、化学再生、热能利用等，但立足于促进资源有效利用的再生技术有塑料分类技术、塑料识别技术、塑料再生技术、塑料的化学再生和热分解还原单体技术

4、、冷却介质和隔热材料回收技术；从资源有效利用、低成本经营角度，最好建设一种包含这些技术的家电再生与利用中心设施。（1）塑料分类技术材料分类有2种方法：一是塑料制品或部件的粉碎，并通过磁力和重力上的区别进行分类或分离；二是对不同种塑料和其他材料组合的部件进行拆卸或支解。废旧塑料材料再生时，不要掺杂其他塑料，更不要混入其他种类的物质。塑料部件表面贴的商标或涂料在很多场合属于不纯成分，一些金属嵌入的塑料制品需要先除去金属部件。为进行塑料的高纯度再生利用，应使分类前的塑料通过具有金属检测器的装置，确保再生利用的塑料中不含金属杂质。在进行材料分类时，不要粉碎单一材质的大型部件，而是分类后再粉碎。例如冰箱

5、中的抽屉和隔板、洗衣机内的洗衣桶等，应先拆卸，后粉碎回收。（2）塑料识别技术为拆卸和分类方便，应积极推广使用能识别塑料种类的材质标识，不少发达国家的塑料产品都有明确的材质标识。（3）已分类塑料的材料再生技术对不同种类的塑料，应分别进行清洗、除杂质、除阻燃剂，以及颗粒化和材料改性，然后才可作为再生材料使用。清洗和分类也可同时进行，充分清洗的目的是除去影响塑料性能的杂质。（4）塑料的化学再生和热分解还原单体技术对难以通过粉碎、分类回收的塑料产品或部件，可采取化学热分解或热能利用的处理方法。化学再生是通过热和压力的作用，使废旧塑料还原石油和化学原料的方法，或作为高炉还原剂利用、焦化利用的方法；热分解

6、是汽化回收单体的方法，或是提高燃烧效率的固体燃料化方法。（5）冷却介质和隔热材料的回收技术空调、冰箱中都利用了氟制冷剂，需要回收氟制冷剂；其次，冰箱的隔热材料中含有挥发性气体，再生时要进行不排放到大气中的回收技术。表1概括了目前废旧塑料的分离和回收方法。塑料瓶和发泡聚苯乙烯多利用该方法再生，但多次塑化再生会使塑料性能降低，因此开发高纯度塑料再生技术是重要的；燃料化或能量再生利用是指废旧塑料以固体燃料形式回收，不用分离，直接燃烧，利用其燃烧热或还原剂，废渣填埋，但要控制燃烧时的有毒气体释放问题。表1 废旧塑料的分离和回收技 术 手段与特点分类与分离 手工分离。密度分离：湿法沉降分离、干法分离、离

7、心分离、溶剂吸收沉降分离、水流沉降分离等。光分离：颜色分离器分离。高级分光镜分离：中红外分光法、近红外分光法、声光感应法、拉曼分光法、激光发射光谱分析分离法、等离子体发射光谱法、各种分光技术。射线荧光分离：适合PVC静电分离：摩擦电笔法、摩擦静电连续分离法。熔点（软化点）分离。溶解分离。破碎分离。塑料中金属杂质的涡流分离。粉碎回收 化学法减容：利用从柑桔皮中提取的苎烯溶剂和石油化学溶剂溶解发泡PS，实现减容。切割工艺：破碎机、研磨机、粉碎造粒机、切片机、螺杆切割机等。稠化工艺：凝结、减容/压实、辊筒压实等。粉末化工艺：盘式粉碎、旋转叶轮粉碎、锤研、低温粉碎、固态剪切挤出等。熔融过滤 非连续过滤

8、网过滤。连续过滤网过滤。3 发达国家的家电塑料再生与利用情况废旧家电塑料的回收、分离、再生利用三轴心是构筑当今循环经济系统的因素之一。欧盟各国已从过去80的废旧塑料填埋处理方法开始转向汽化回收利用方法。德国是世界上化学再生利用最早的国家，塑料再生利用超过40；东德SVZ公司从20世纪50年代起，利用废旧塑料生产甲醇和发电，1000kg废旧塑料可生产769kg甲醇，发电1.28MWEU。澳大利亚的家电再生法类似日本，再生利用方法也开始重视材料再生利用，再生费用一部分由消费者负担，另一部分通过广告和再生材料的销售补充。如澳大利亚的Coolrec公司处理家电费用的80来自家电协会，20通过有价值的再

9、生材料销售得到。美国塑料协会(SPI)规定在塑料制品表面要印有明确的标识，大大简化了回收，方便了材料再生。日本是世界上家电回收利用管理体系和再生利用技术最先进的国家，在全国建立了从消费者、街道、回收企业、再生利用企业等非常科学的家电回收网络和再生利用企业经营网络，分工明确。表2是日本部分企业的经营标识。表2日本塑料处理企业标识拆卸 材质识别 混合塑料的分离 塑料再生 固体燃料化 聚氨酯处理 水槽分离装置 FT-IR分光材質判別技術 静电分子技术杂质清除技术比重分离技术水流分离技术废旧塑料回收技术工厂下脚料回收技术难燃剂除去技术 固体燃料化技术聚氨酯减容技术隔热聚氨酯再生利用技术3.1废旧塑料再

10、生利用废旧塑料的化学再生是材料再生利用形式之一。日本三菱电机成功开发出一种混合塑料筛选回收技术。该技术可实现家电产品“水平型自我循环（由家电到家电的回收再利用）”，使用该技术能从“混合塑料”中自动筛选和高纯度地回收聚丙烯，然后重新用于家电产品。 该塑料回收技术由“微细粉碎工序”、“高精度筛选工序”、“合成工序”3道工序组成：“微细粉碎工序”首先利用高磁力筛选设备进行金属清除，然后将大小在1080mm之间、作为原料的混合塑料均匀地粉碎成约8mm大小。“高精度筛选工序”是利用干式和湿式筛选法及自主开发的异物清除装置。该工序首先利用重量轻的物体会上扬的风力筛选法以及利用比重差的干式比重筛选法清除异物

11、；然后在用水进行湿式筛选时将离心力筛选与浮沉筛选进行最佳组合，以99.8%以上的高纯度回收聚丙烯；最后利用公司开发的设备把比重接近塑料的异物清除掉，进一步实现高纯度回收。“合成工序”是在高精度筛选后的聚丙烯中添加改性剂，利用挤压加工形成球状颗粒。通过添加最佳的改性剂，能将高质量的聚丙烯颗粒重新用于家电材料。松下家电回收利用技术中心分别建有处理回收电视、冰箱、空调和洗衣机的4条流水线。（1）在废弃冰箱处理流水线上，工人首先将空气压缩机拆卸下来，将里头的氟利昂等对环境有害的物质取出后洗净，然后通过传送带送入常温破碎机，被破碎的微小颗粒先送到磁选机，通过磁的作用先将铁分离出去，其余的微小颗粒被送到比

12、重选择机分离出铜和铝，然后氨基甲酸乙酯粉碎机和隔热材料回收机再分离出氨基甲酸乙酯。一台电冰箱上了处理流水线之后，在流水线的另一端出来时，就变成了铜、铁、铝和各种不同成分的塑料原料。（2）空调的处理过程和冰箱基本相似，只是分离出的金属材料比例要高一些。（3）在废弃电视机处理流水线上，电视机外壳首先被卸下，随后是占电视机总重量约57的显像管被激光分割成显示屏和阴极罩，清除了里面的水银等有害物质后，再采用强风吹洗的方式将其洗净，并分别将显示屏和阴极罩粉碎，成为生产电视机显像管的原料。电视机的集成电路部分被粉碎后经过磁选择、比重选择、水选择等方式取出其含有的金属材料和塑料成分。（4）松下电器产业与岛津

13、制作所合作于2002年开发出废旧塑料识别FT-IR傅立叶转换红外分光光度计“塑选器”装置。该装置是近红外光谱测试与信号模拟情报处理系统组合的方法，以松下的塑料材料数据库为基础，几乎能100%的识别，且可短时间内高精度识别各种塑料、阻燃剂、涂层及污染程度。3.2 四种典型家电的塑料回收与含量西日本家电再生利用公司对废旧空调、电视机、电冰箱、洗衣机等进行拆卸和分类的情况如图5图8所示，东芝和新日铁公司开发出的家电塑料回收系统类似。4废旧家电塑料的利用再生塑料利用价值很大，可以替代新塑料直接利用，可与新塑料掺混利用，可与木粉、沙石复合利用，可制备成黏合剂利用，对不易分离的混合塑料或作为直接利用困难的

14、塑料可汽化成化工原料，或作为燃料利用。其中，和是最简单、能延长塑料寿命的利用方法，也最易被人们接受。表3是废旧塑料再生利用部分实例。表3 废旧塑料再生利用实例机场再生塑料制护栏 运动场的再生塑料制护栏 湖的仿木护栏野外再生塑料仿木桌椅 再生塑料仿木小屋 再生塑料仿木公园桌椅再生塑料仿木路桩 再生塑料仿木地板 再生塑料的各种制品再生塑料汽车保险杆 再生塑料窨井盖 再生塑料挤出制品5 未来再生利用技术相适应的技术为了提高再生利用效率，推进再生利用技术的开发、有利于提高再生利用效率的材料设计和制品设计技术。（1）再生利用技术的开发：家电生产厂家应采取适合材料再生利用的高效组装方法，如迅速识别塑料和分类的技术开发。（2）有利于提高再生利用效率的材料设计和制品设计技术在家电设计阶段，应考虑有利于提高塑料再生利用效率的材料设计和制品设计方案，切实符合家电协会倡导的“再资源化可能性高”、“拆卸、分类容易”、“粉碎、分离容易”的3R评价体系的设计。其次，进行符合家电协会的再生标识的组装。