MOŽNOSTI RECYKLACE PVC III. PODTITULEK: JE MEZI PLASTY VÝJIMKOU? Ve třetím pokračování našeho miniseriálu o recyklaci PVC se budeme zabývat sekundární mechanickou recyklací z hlediska fyzikálního, chemického i různými technologickými postupy, kterými je možno tyto odpady zpracovat. Sekundární...
MOŽNOSTI RECYKLACE PVC III.
PODTITULEK: JE MEZI PLASTY VÝJIMKOU?
Ve třetím pokračování našeho miniseriálu o recyklaci PVC se budeme zabývat sekundární mechanickou recyklací z hlediska fyzikálního, chemického i různými technologickými postupy, kterými je možno tyto odpady zpracovat.
Sekundární mechanická recyklace plastového odpadu je proces, kdy se z plastového odpadu získává materiál či výrobek, jehož vlastnosti jsou značně odlišné od původního materiálu či výrobku. Tento postup lze využít při zpracování některých typů směsných plastových odpadů, kompozitních výrobků a méně kvalitních průmyslových a technologických plastových odpadů.
Příkladem takové recyklace může být postup nabízený belgickou firmou J.E.T. (Julien Enviromental Technology), který pomocí intruze (vtlačování) zpracovává směsné plastové odpady na profily, palety a další, většinou rozměrnější výrobky (zatravňovací dlaždice, mříže, prvky zahradní architektury, patníky a pod).
Výrobky z PVC, které obsahují i jiné materiály a nelze z nich PVC oddělit (tzv. kompozitní výrobky), je možné recyklovat pouze na takové výrobky, kde směsné složení není na závadu. V některých zemích EU byly již zavedeny recyklační systémy např. pro kabely, z nichž se vyrábějí průmyslové podlahoviny, nebo koženky, používané na výrobu kobercových podkladů.
Jak je patrné, i v případě, že není možné získat jednodruhový plastový odpad, existují postupy vhodné pro zpracování směsí plastů. Směs plastů obsahující do 15 % PVC nepředstavuje po technické stránce významný problém, nicméně recyklát lze použít pouze na omezený okruh výrobků.
Fyzikální postupy
Technologie mechanické recyklace představuje nejrozšířenější variantu fyzikálních recyklačních postupů, není však jediná možná. Fyzikální postupy založené například na rozpouštění se používají v případech, kdy je plastový odpad znečištěn cizorodými, těžko oddělitelnými příměsemi, nebo jedná-li se o směsný plastový odpad s příměsí plastu, který není možné odstranit běžnými jednoduchými postupy (například oddělování PVC a PET od PE, PP a PS tříděním podle hustoty ve vodní lázni).
Pro recyklaci některých typů PVC odpadů byl vyvinut postup VinyLoop, který využívá rozpouštědla k izolaci PVC od mědi, vláken a jiných polymerů. Jedná se o vsádkovou technologii s uzavřenou smyčkou. Spočívá v rozpuštění PVC ve vhodném rozpouštědle (methylethylketonu), následném oddělení cizorodých příměsí z roztoku filtrací, vysrážení přečištěného PVC vodní parou a regeneraci použitého rozpouštědla.
PVC je získáváno zpět ve formě kompoundu (směsi vhodné přímo ke zpracování) obsahujícího potřebná zpracovatelská aditiva (ta jsou obsažena již ve zpracovávaném PVC odpadu). Takový recyklát je pak vhodný pro další zpracování v aplikacích obecného použití, má vyhovující tepelnou stabilitu a jeho tvrdost může být upravena dle potřeby konečné aplikace. Jeho granulometrie je vhodná pro zpracování válcováním, pro vytlačování a vstřikování je nutné ji upravit. Barva získaného recyklátu je vhodná pro tmavě šedé nebo černé výrobky (obr. 1).
Chemická recyklace
Chemická recyklace plastových odpadů používá technologické postupy, při kterých probíhají chemické reakce. V průběhu procesu chemické recyklace jsou plastové odpady podrobovány působení zvýšené teploty, a to buď v nepřítomnosti kyslíku, případně za přídavku vodíku, nebo i v oxidačním prostředí. Jsou tak štěpeny na nízkomolekulární sloučeniny svým charakterem často dosti podobné ropným frakcím. Takto vzniklé produkty pak mohou najít uplatnění v celé řadě odvětví chemického průmyslu, včetně výroby plastů.
Tepelné krakování plastového odpadu se provádí hydrogenací, pyrolýzou nebo zplynováním. Získané uhlovodíky jsou nejčastěji využívány jako surovina v petrochemickém průmyslu, a proto je třeba v nich dodržet obsah halogenovaných sloučenin v řádu ppm. Z tohoto důvodu jsou sebrané směsné plastové odpady předem upravovány. Tato úprava spočívá ve vytřídění a "naředění" odpadů s vyšším obsahem chloru odpady s nízkým nebo nulovým obsahem chloru.
Další možností je tepelné odstranění halogenů před vlastním zpracováním odpadu pyrolýzou v kapalné fázi nebo ve fluidním loži. Vznikající chlorovodík bývá neutralizován nebo průmyslově využit. V současnosti je v provozu několik jednotek pracujících na komerčním základě, další pracují v ověřovacím režimu nebo jsou ve stádiu vývoje.
Chemická recyklace odpadů, ve kterých je dominující složkou PVC (např. u kompozitních výrobků je to více než 30 %), je určena především k zpětnému získání chlorovodíku a uhlovodíků. Vznikající uhlovodíky jsou využity buď jako chemická surovina či energetické palivo.
Technologické postupy
Řada technologických procesů byla navržena tak, aby byla schopná si poradit s odpadem bohatým na obsah PVC. Prakticky všechny tyto postupy jsou v ranném stádiu vývoje a jsou nejčastěji založeny na technologiích typu:
vysokoteplotní rozklad v rotačních pecích,
zplynování na kovovém či struskovém loži,
pyrolýza ve fluidním loži.
Získávaný chlorovodík je po přečištění používán jako surovina v oxichloraci při výrobě vinylchloridu -monomeru pro výrobu PVC. V současnosti je EVCM realizován výzkumný program vývoje těchto technologií s cílem postavit předváděcí jednotku.
Na tomto principu pracuje jednotka recyklace chlorovodíku firmy EVC ve Schkopau. Další jednotkou, která by v současné době měla zahajovat zkušební provoz, je jednotka firmy Linde postavená s dotací ECVM ve francouzském Tavaux.
Existují i jiné postupy chemické recyklace plastů založené na depolymeraci plastu a zpětném získání příslušného monomeru -základní stavební jednotky daného plastu. Tyto postupy však nejsou příliš rozšířené vzhledem k tomu, že jsou vhodné pouze pro omezený okruh plastů (např. polyamidy, tereftalátové plasty, případně akrylátové plasty). Příkladem může být hydrolytická depolymerace polyamidu 6 na kaprolaktam. V Německu (Premnitz) je v provozu jednotka Polyamid 2000 AG, určená na recyklaci PA koberců, s kapacitou 10 tisíc tun/rok.
Je patrné, že postupy chemické recyklace jsou obecně technologicky obtížnější, složitější a ekonomicky náročnější než postupy fyzikální. Na druhé straně umožňují zhodnocení odpadů na kvalitní výrobky -suroviny i v takových případech, kdy fyzikální postupy nemají prakticky šanci.
Nicméně chemická recyklace musí být považována za rovnocennou fyzikální ze dvou důvodů:
je nutné disponovat technologií méně citlivou na netříděný a znečištěný odpad a rovněž je třeba celkově rozšířit recyklační kapacity pro větší množství odpadů v budoucnosti,
existuje celá řada kompozitních nebo vícemateriálových výrobků, v nichž jsou jednotlivé materiály spojeny tak, že je není možné ekonomicky roztřídit na jednotlivé materiály pro mechanickou recyklaci (laminované fólie, koženky, obuv, interiéry automobilů a další, ve kterých je použita řada různých materiálů).
Milan Nachtigal,
Spolana, a. s., Neratovice
(dokončení v příštím čísle)
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.
Dobrý den,
zabývá se někdo v ČR recyklací odstřižků z kompozitních PVC - koženka laminovaná PUR pěnou a textilií?
Děkuji za jakýkoli tip.