Status and industrialization progress in dechlorination technologies for waste plastics

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.09.017

Abstract

Abstract:

The chemical recycling of waste plastics has become a research hotspot. However， in the chemical recycling process of the waste plastics containing chlorine， the chlorides are highly corrosive to the production equipment. This leads to the environmental pollution as well as a reduction in product quality. Through the analysis of the current relevant emission standards for chlorine content in our country， the development of dechlorination technology is recognized to be an important way to improve the chemical recycling process of waste plastics. At present， the domestic and foreign dechlorination technologies mainly include sorting， machinery， solvent dechlorination， step⁃by⁃step thermal decomposition， adsorption， and catalysis technologies. The characteristics， reaction mechanisms， and industrial applications of various dechlorination technologies were introduced in detail. Moreover， the advantages and disadvantages of each technology were analyzed and compared. A combined dechlorination technology was proposed to accelerate the development of chemical recovery process of chlorine⁃containing waste plastics.

Key words: waste plastic, chemical recovery, pyrolysis technology, dechlorination technology, industrialization

CLC Number:

TQ320.9

QUAN Shumiao, ZHANG Yanjun, SONG Xiaofei, DU Runping, YU Dan. Status and industrialization progress in dechlorination technologies for waste plastics[J]. China Plastics, 2022, 36(9): 122-130.

Figures/Tables 13

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标准编号	标准名称	限值
GB16297-1996	《大气污染物综合排放标准》	HCl排放浓度限值150 mg/m³，无组织排放监控HCl浓度限值0.25 mg/m³
GB18484-2020	《危险废物焚烧污染控制标准》	1 h HCl均值60 mg/m³，24 h或日HCl均值50 mg/m³
GB18485-2014	《生活垃圾焚烧污染控制标准》	1 h HCl均值60 mg/m³，24 h或日HCl均值50 mg/m³
GB 36170-2018	《原油》	204 ℃前馏分原油有机氯含量10 μg/g
HJ 662-2013	《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》	入窑物料中氯离子含量≤0.04 %

标准编号	标准名称	限值
GB16297-1996	《大气污染物综合排放标准》	HCl排放浓度限值150 mg/m³，无组织排放监控HCl浓度限值0.25 mg/m³
GB18484-2020	《危险废物焚烧污染控制标准》	1 h HCl均值60 mg/m³，24 h或日HCl均值50 mg/m³
GB18485-2014	《生活垃圾焚烧污染控制标准》	1 h HCl均值60 mg/m³，24 h或日HCl均值50 mg/m³
GB 36170-2018	《原油》	204 ℃前馏分原油有机氯含量10 μg/g
HJ 662-2013	《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》	入窑物料中氯离子含量≤0.04 %

分选技术	方法	原理	代表公司	工艺特点
粉碎品分选技术	浮降法	密度差异	美国GOODYER公司	采用浮游缸中加入NaOH，PVC浮在表面进行分离
	浮降法	密度差异	日本新日铁公司	通过人工筛选、一次破碎、磁力分选、比重分选、二次破碎和挤出机，使得废塑料中PVC含量<5%
	熔融分离法	熔点差异	德国某公司	将废塑料通过装有加热器及温度控制的传送带（450⁃490kg/h），PVC熔融粘附在传送带进行分离
	溶剂溶解法	溶解性差异	美国凯洛洛公司， Rensselaser工学院	采用二甲苯溶剂选择性溶解PVC进行分离，溶剂可循环使用，损耗小
	溶剂溶解法	溶解性差异	比利时S.IvaySA公司	开发了VinyIP技术，采用甲乙酮溶剂选择性溶解PVC，分离回收的PVC与新原料密度相差无几
	电选分离法	静电性差异	—	该方法对原料要求高，需清洗
	水旋分离法	旋风分离	日本塑料处理促进协会	通过特制的水力旋流器，将密度较小的PVC分离出来
制品分选技术	X射线法	X射线主要监测氯	Natial Reeovery Teehnologies	从整瓶混合塑料中监测出PVC，进而采用空气吹风机将PVC吹掉分离
			意大利Govoni公司	采用X光探测器与自动分类系统分离PVC
			美国塑料回收中心	研制了X射线荧光光谱法，自动从硬质容器中分离出PVC容器
	近红外光谱法	红外线可识别有机材料	德国某公司	生产了PVC鉴别装置FLCT，包含两套测量装置

分选技术	方法	原理	代表公司	工艺特点
粉碎品分选技术	浮降法	密度差异	美国GOODYER公司	采用浮游缸中加入NaOH，PVC浮在表面进行分离
	浮降法	密度差异	日本新日铁公司	通过人工筛选、一次破碎、磁力分选、比重分选、二次破碎和挤出机，使得废塑料中PVC含量<5%
	熔融分离法	熔点差异	德国某公司	将废塑料通过装有加热器及温度控制的传送带（450⁃490kg/h），PVC熔融粘附在传送带进行分离
	溶剂溶解法	溶解性差异	美国凯洛洛公司， Rensselaser工学院	采用二甲苯溶剂选择性溶解PVC进行分离，溶剂可循环使用，损耗小
	溶剂溶解法	溶解性差异	比利时S.IvaySA公司	开发了VinyIP技术，采用甲乙酮溶剂选择性溶解PVC，分离回收的PVC与新原料密度相差无几
	电选分离法	静电性差异	—	该方法对原料要求高，需清洗
	水旋分离法	旋风分离	日本塑料处理促进协会	通过特制的水力旋流器，将密度较小的PVC分离出来
制品分选技术	X射线法	X射线主要监测氯	Natial Reeovery Teehnologies	从整瓶混合塑料中监测出PVC，进而采用空气吹风机将PVC吹掉分离
			意大利Govoni公司	采用X光探测器与自动分类系统分离PVC
			美国塑料回收中心	研制了X射线荧光光谱法，自动从硬质容器中分离出PVC容器
	近红外光谱法	红外线可识别有机材料	德国某公司	生产了PVC鉴别装置FLCT，包含两套测量装置

物料	仪器	温度/℃	时间/min	脱氯形式	脱氯率/%	文献
混合废塑料	管式硅碳棒、电阻炉	320~360	60~90	HCl	>90	［23］
PVC	加热炉（带搅拌）	325	60	HCl	88	［24］
PVC	加热炉	300	180	HCl	93	［25］
PVC	热重（真空）	360	39	HCl	99.1	［26］