RECYKLACE PLASTŮ

ZÁKLADNÍ BILANCE A ZPŮSOB

NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI PLASTY Z

KOMUNÁLNÍHO SBĚRU

Zdroj: ČSÚ, březen 2009

Komunální odpad v ČR - cca 3 mil. tun / rok (cca 300 kg /obyv.)

Vzrůstající trend vytříděných složek odpadu - téměř 3x od roku 2002!

5,9 %

14,3 %

Složení komunálního odpadu

▶ Využitelné složky

• Papír

• Sklo

• Plasty

• Nápojové kartony

• Kovy

• Organický odpad

Zdroj: EKO-KOM

▶ Objemné odpady

▶ Nebezpečné odpady

▶ Ostatní odpady

Struktura nevratných obalů 2008

Plastové odpady z komunálního sběru – způsoby

nakládání

▶ Materiálová recyklace

- vysoké nároky na čistotu vytříděných složek → omezené využití pro

plastové odpady z komunálního sběru, závislost na poptávce po výrobcích

- např. PET – textilní průmysl, stavební průmysl, atd…

▶ Surovinová recyklace

- chemické zpracování plastů na výchozí surovinu

- hlavně PET, PUR, PA

- u plastových směsí – zplyňování kyslíkem a výroba syntézního plynu,

pyrolýza nebo hydrogenace

▶ Energetické využití

- výroba tepla a el. energie – spalování, zplyňování

- alt. palivo v cementárnách (nároky na předúpravu)

- využití ve vysokých pecích – energeticko-surovinové využití

Míra recyklace v ČR v roce 2008

Nejčastěji v ČR:

▶ PET flakes

▶ PE fólie - regranulace

▶ směsné plasty - PE, PP, PS, ABS tepelné lisování výrobků

▶ produkty pro stavebnictví

▶ zbytek alternativní palivo, skládkování

Zdroj: EKO-KOM

Skládkování x Spalování komunálního odpadu v

letech 2003 - 2007

0

500

1 000

1 500

2 000

2 500

3 000

2003 2004 2005 2006 2007

rok

tis.

tun

skládkování spalování

Zdroj: ČSÚ, březen 2009

Zdroj: Eurostat

Spalování

Skládkování

Úprava nebo využití

Zdroj: ČSÚ

Plastové odpady z komunálního sběru

Systém sběru a separace komunálního plastového

odpadu v ČR

- Sběrné nádoby a kontejnery (sklo, plast, papír)

- Vytřídění využitelných složek na dotřiďovací lince (PET, PE…)

- Lisování nebo drcení nevyužitelného materiálu

- Využití jako alternativního paliva (cementárny) nebo

skládkování !!

Množství vyprodukovaných plastových obalů

• Ročně se v ČR vyprodukuje do 200 000 tun plastových obalů

• Systémem třídění a recyklace komunálního odpadu se podaří recyklovat cca

50% plastových obalů

• Zbývájící nevyužité množství: max 80 000 – 100 000 tun/rok

ODPADNÍ PLASTY - využití

• PLASTY JEDINÉHO DRUHU, NEZNEČIŠTĚNÉ

• PLASTY JEDINÉHO DRUHU, KONTAMINOVANÉ

• SMĚSNÉ PLASTOVÉ ODPADY O ZNÁMÉM

SLOŽENÍ

• NÁHODNĚ SEBRANÝ KOMUNÁLNÍ ODPAD

Primární recyklace

• Obvykle ve výrobním závodě

• Odpad se přidává k originálnímu materiálu

• Problémy:

– Extruze

– Stárnutí (oxidace, fotolýza, změny v řetězci,

odštěpování chloru u PVC

– Nutnost restabilizace

Sekundární recyklace

• Směs plastů – granulace, drcení, separace,

čištění, sušení:

• Recyklace tříděných plastů

• Recyklace netříděných plastů

Separace plastů

• Fluidní (oddělení pěnových plastů)

• Flotačně sedimentační postup

– Voda

• PP, PE od PS, PVC,

– Speciální kapaliny

• HDPE od PP, LDPE

• Hydrocyklony

• Spektroskopické metody (NIR, FTIR)

Tavení směsi polymerů

• Různorodost směsí vede ke špatným

vlastnostem rezultujícího blendu

• Zlepšení:

– Úprava složení směsi

– Kompatibilizace přídavkem aditiv

– Přídavek nepolymerních komponent

Terciární recyklace

• TERMICKÉ POSTUPY

– Depolymerace

– Pyrolýza

– Zplyňování

• CHEMICKÉ POSTUPY

– Hydrogenace

– Hydrolýza

– Glykolýza

DEPOLYMERACE

• POLYMETHYLMETAKRYLÁT

(PMMA)

• Při 400-500 °C se uvolňuje monomer

Hydrogenace/Hydrogenolýza/

Hydrokrakování

• Štěpení velkých molekul vodíkem pomocí

katalyzátoru

KATALYTICKÉ HYDROKRAKOVÁNÍ

Reakční podmínky

Teplota 400 - 450°C

Tlak 5 – 20 MPa ( velký přebytek vodíku )

Surovina nejčastěji plynové oleje,vakuové destiláty,

lehké a těžké oleje z fluidního katalytického

krakování a koksování + VE SMĚSI S PLASTY

(POLYOLEFINY)

Katalyzátor difunkční

krakovací složka amorfní alumosilikáty,zeolity

hydrogenačně-dehydrogenační složka Pt,Pd,

sulfidy Mo W Co Ni

HYDROLÝZA, ALKOHOLÝZA

• Polyestera, polyamidy, polykarbonáty,

polyuretany

– Pára, vysoká teplota, tlak

– Alkalická katalýza

HYDROLÝZA A ALKOHOLÝZA

Hydrolysis and Alcoholysis. Another way to break down

polyester is hydrolysis or alcoholysis which sometimes requires

drastic reaction conditions and long reaction times. The

hydrolysis of polyesters results in the formation of carboxylic

acids and alcohols, from which new polyester can only be

produced after separation and purification.

The breakdown of polyesters is more readily achieved by

alcoholysis. The diols and dicarboxylates are formed according

to the following reaction scheme :

Kvarterní recyklace – energetické využití

• Speciální přednáška

PŘÍKLADY SEPARACE PLASTŮ

ÚČEL: ENERGETICKÉ VYUŽITÍ

Faktory limitující energetické využití

Problémy spojené s obsahem Cl (PVC)

- výrobní (kvalita produktu)

- technologické (koroze zařízení)

- ekologické (tvorba dioxinů, HCl)

Parametry paliva pro použití

v cementářské peci

Výhřevnost min. 15 MJ/kg

Obsah vody max. 10 %

Obsah popela max. 10 %

Obsah Cl max. 1 %

Separace PVC

Nejběžnější způsoby separace PVC ze směsných plastů

• Ruční a mechanická separace odpadů obsahujících PVC

• Gravitační rozdružování plastů v kapalinách

• Rozdružování plastů působením odstředivých sil

• Pneumatické rozdružování plastů

• Elektrostatická separace plastů

• Separace plastů pomocí infračerveného a rentgenového záření

• Separace plastů na principu selektivního rozpouštění

Separace PVC pomocí

odstředivky

Separace PVC pomocí

hydrocyklonu

Separace na odstředivce Sorticanter (Flottweg)

Zkoušky provedeny na provozní odstředivce Flottweg – Sorticanter (Vilsbiburg,

SRN)

Separace na odstředivce Sorticanter

Technologické schéma:

Separace na odstředivce Sorticanter

Zpracovávaný materiál:

• 750 kg

• předtříděný směsný odpadní plast

(po třídící lince)

• materiál nadrcen na frakci - 4 mm

• odstraněny kovové příměsi + 1 mm

(mag. a elektrodynamická separace)

Dávkování materiálu

do homogenizační

nádrže

Separace na odstředivce Sorticanter

Zkušební

odstředivka

Sorticanter

Separace na odstředivce Sorticanter

Rozdružování plastů v hydrocyklonu Vstupní a provozní parametry testu

délka testu 184 min

průtok vody hydrocyklonem 7.50 l/s

450.00 l/min

spotřeba vody 82642 litrů

dávkování plastů 1.36 kg/min

množství plastu 250 kg

tlak suspenze do hydrocyklonu 75 kPa

Výstupní parametry jednotlivých produktů separace

lehká fáze (plast + zbytková voda) 362.16 kg

1.97 kg/min

5.16 l/min

z toho lehká fáze (plast) 166.39 kg celkem během testu

(66.6% původního množství plastů) 0.91 kg/min

z toho lehká fáze (voda) 195.78 litrů celkem během testu

1.07 l/min

těžká fáze (plast + zbytková voda) 157.98 kg celkem během testu

0.86 kg/min

1.44 l/min

z toho těžká fáze (plast) 83.62 kg celkem během testu

(33.4% původního množství plastů) 0.46 kg/min

z toho těžká fáze (voda) 74.36 litrů celkem během testu

0.40 l/min

odpadní voda 448.53 l/min

7.48 l/s

82372 litrů celkem během testu

hydrocyklon

vstup vody

výstup

téžké fáze

výstup

lehké fáze

Rozdružování plastů v hydrocyklonu

Možnosti transformace odpadních plastů na

využitelnou energii – technologické

principy

Zplyňovací procesy

• Spalování je chemický proces, při kterém probíhá reakce s molekulárním

kyslíkem a dochází při něm k produkci tepla.

• Parní reforming je katalytická reakce uhlovodíků s vodní parou za vzniku

oxidu uhelnatého a vody.

• Parciální oxidace je reakce uhlovodíkové suroviny s kyslíko-parní směsí s

množstvím kyslíku nedostatečným pro úplné spálení a hlavními produkty jsou oxid

uhelnatý a vodík.

• Zplyňování je tepelný proces, při kterém se organické sloučeniny rozkládají na

hořlavé plyny působením vysoké teploty v přítomnosti malých molekul (voda, složky

vzduchu apod.)

• Pyrolýza je nekatalytický radikálový proces štěpení uhlovodíků na nižší olefíny

probíhající při teplotách 700–900 °C.

Spalování (vzduch)

Parní reforming

Parciální oxidace – zplyňování

kyslíkem