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【关键词】:放空天然气;回收利用技术;现状;发展趋势
中图分类号:C35文献标识码: A
气田开发过程中,天然气放空不可避免,尽管放空的天然气都进行了点燃,对环境的污染降到了最低,但资源没有得到充分的利用,也存在着一定的安全隐患,合理回收利用放空天然气资源已成为当务之急。
1我国主要油田放空天然气回收利用情况
目前,我国较为大型的油田有胜利油田、大港油田、大庆油田等,这些油田为我国提供了优质的石油能源与天然气资源,对我国社会建设与经济发展具有重要的促进作用。在油田的经营管理过程中,不仅需要加强对石油生产的控制,同时,还需要对放空天然气的回收利用进行严格的监管。这些油田明天放空的天然气量各不相等,其中以胜利油田放空天然气量最多。在进行放空天然气的回收利用过程中,主要采用燃气发电、分子筛脱水、CNG压缩等措施,并伴有液化石油气、压缩天然气、轻烃化合物等产物出现,为相关工业用户提供可靠的燃料,另外,这些回收产物还可以用于发电,以便最大化地提高放空天然气的回收利用效率。虽然,我国大部分油田已经将放空天然气的回收利用作为重要的工作对待,但是受到技术、资金等的限制,对放空天然气的回收利用效率还有待提高,需要相关技术人员创新思路,积极研究新型技术,以最大化提高放空天然气的回收利用效率。
2放空天然气回收利用技术现状
目前,放空天然气回收利用技术主要包括以下几个方面:压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、吸附天然气(ANG)、水合物(NGH)、天然气发电(GTW)、溴化锂直燃机等。
2.1 CNG装卸技术
根据气田天然气生产的特点和井场条件,在道路交通状况较好的情况下,采用CNG装卸技术回收放空天然气。放空的天然气在井口经过处理后,用压缩机将其增压,再充装到CNG 罐车并拉运至卸气站,通过卸气工艺将压缩的天然气卸入已建集气管线,从而实现回收利用。
2.1.1 CNG充装技术
CNG充装主要是完成天然气脱水与增压的过程,即将天然气脱水达到 CNG 运输标准后,通过压缩机增压后充装到CNG拖车中。按照脱水装置在工艺流程中的位置分为前置脱水工艺和后置脱水工艺,一般国内生产工艺采用后置脱水较
多。
2.1.2 CNG卸气技术
CNG拖车将增压的零散井天然气运至CNG卸气站。通过卸气柱,将拖车中增压的天然气减压后输入输气干线,同时水套炉对减压系统进行加温,防止减压后管道出现低温情况。当拖车压力和输气管道压力平衡后,自动启动 CNG 卸气压缩机,将拖车中低于管线压力的剩余天然气增压后,再输入输气干线。
放空天然气 CNG 回收技术是目前油气田开发过程中对偏远零散井实施放空天然气回收的有力途径,无需大量投资建设输气管网,建设周期短,受其余已建设施和场地的限制小。此项技术所需的各类设备均可采用分合撬的方式,将各工艺设备分为相对独立又有密切关系的多个单元,每个小撬能实现一个工艺要求,并可根据不同需求进行拆分、组合、调换,组成一个完整的放空天然气回收处理站,当放空量递减后可将各橇装设备调迁到其余零散井重复利用。
2.2液化天然气(LNG)
LNG 的储存必须要将气态天然气经过净化处理,即脱水、脱烃、脱酸性气体等工艺处理后,再经一连串的超低温液化工艺处理成为液态,一般采用丙烷预冷的混合制冷液化技术。使用LNG技术回收放空天然气,其优点是较CNG的存储量大,相对于CNG在储存、运输与使用等方面都有显著的优势。但由于净化、液化工艺复杂,设备投资较大,运行费用较高。
LNG 技术还存在几个难题:即由于组分差异和温度差异造成的 LNG 分层而产生的涡旋,涡旋会引起LNG内部能量势的改变,从而导致LNG储存失稳,产生重大安全隐患;其运输方式一般采用高压超低温工况,对储罐的材料性能要求高,因此,在生产和储运过程中有很高的危险性。
2.3吸附天然气(ANG)
ANG技术是在储罐中装入一种具有丰富的微孔结构和巨大内表面积的吸附剂,这种吸附剂比表面积高,在常温、中压工况下可将天然气吸附存储其中。与CNG 相比,ANG技术应用在放空天然气回收领域时,其优点就是在较低的压力(3.5~6.0MPa)即可以达到高压(20MPa)时CNG的存储密度,其投资和操作费较低,仅为CNG的一半,储罐形状和材质多样化,选择余地大、质轻、低压, 安全性能更好,对储气设备耐压性能要求不高,投资费用低,使用方便等优点。
目前,ANG技术还存在以下几个技术难题:(1)在相同储存容积下的有效储气密度,相对于CNG及LNG的吸附存储量低得多,分别为CNG的约2/3、LNG的约1/5;(2)天然气吸附与释放过程中所产生的热效应问题尚未取得突破性进展;(3)天然气中的重组分在释放过程中的滞留问题尚未得到解决;(4)活性碳类材料吸附剂的研发处于瓶颈阶段,至今尚未取得明显效果。
2.4天然气水合物(NGH)
天然气水合物(NGH)是由天然气与水在高压低温条件下形成的物质,是一种具有笼形化学结构、外观类似于冰的结晶化合物。在标准状况下,1m3的天然气水合物相当于标况时150~200m3的天然气。利用NGH回收储存放空天然气,对天然气的预处理要求低,安全可靠、费用低;具有储存空间小的优点,而且它较气态、液态天然气更安全;存储条件容易满足,能够在标准温度-10~0℃和压力0.1~1MPa的条件下保存。
目前,NGH 技术还存在的技术难题是:水合物的大规模快速生成、固化成型、集装和运输过程中的安全问题,以及如何寻找适合实际工业生产且经济合理的工艺流程,从而满足 NGH 的高密度、高储能特性。
2.5天然气发电技术
在油田开采生产过程中,利用天然气进行发电,已经是一种较为纯熟的技术。目前,对放空天然气的回收利用也可以采用天然气发电技术,即是将放空天然气进行充分地燃烧,并通过相关余热回收装置对高温烟气进行回收,以供发电之用。这种技术投入成本较低,工艺简单,同时有效地降低了对原油的消耗,能够大大地提高油田的经济效希。
2.6溴化锂直燃机
溴化锂直燃机可以天然气为能源,以溴化锂-水为二元工质,利用吸收器-发生器组实现吸收式制冷循环原理,以达到制取冷热水、供夏季制冷和冬季采暖用或同时供冷水和热水的目的。利用溴化锂直燃机回收利用放空天然气,天然气直接在溴化锂吸收式机组的高压发生器中燃烧产生高温火焰作为热源,具有以下几个优点:(1)在真空状态下运行,没有高压爆炸危险,安全可靠;(2)制冷、采暖和热水供应兼用,一机多功能;(3)用户不需要另设锅炉房或蒸汽外网,只需少量电耗和冷却水系统;(4)结构紧凑,机房占用面积小,使用操作方便。
目前,溴化锂直燃机技术还存在以下几个问题:气密性要求高,漏入微量的空气也会影响冷水机组的性能;腐蚀性强,需要开发更加耐腐蚀的材料;需配用冷却能力较大的冷却塔,配套设施复杂。
3放空天然气回收利用技术的发展趋势
3.1放空天然气回收利用技术朝着信息化的方向发展
针对如上关于目前我国油田所使用的放空天然气回收利用技术的描述可知,目前放空天然气回收利用技术已经逐渐普及至石油的各个方面及领域,因此,笔者认为,该技术的发展前景是非常好的。然而,就目前的发展来看,该技术主要是以手动的控制为主,那么随着信息网络技术日益发展与更新,笔者认为,放空天然气回收利用技术应该与信息化技术连接起来,这样可以为人们带来极大的方便。笔者在此就设计出了一个原理,就是将该技术与信息技术相结合运行。首先要借用计算机的一个软件,即VPN。VPN的意思是“虚拟专用网络”,它是“Virtual Private Network”的缩写。VPN技术指的就是一种运用身份验证、密码以及隧道协议等在公共网络上构建专用性的网络的技术。这样的网络既可以是某一个区域内的局域网,又可以是整个因特网。在这样的网络中,大家互相通信,在通信时,并不需要光缆等有线的物理线路的铺设,而是在一种具有动态作用的资源下进行运转和工作。这就使得VPN可以节省很多材料(主要是光缆),创造出高效益,并可以使局域网逐渐扩展为远程网络及远程计算机。天然气放空回收利用技术与计算机技术进行一定的结合与联系,能够在很大程度上使得天然气放空回收利用技术数字化,为实际的工作带来了极大的便捷。
3.2放空天然气回收利用技术朝着脱烃工艺技术发展
笔者根据相关的工作经验以及查阅相关文献资料了解到,目前放空天然气之中还存在着多烃基类化合物,这会影响到天然气的使用性能。那么,放空天然气回收利用技术朝着脱烃工艺技术而发展,这对提高天然气的性能以及回收率起到了十分重要的作用。目前常用的脱烃技术为外冷脱烃和膨胀制冷脱烃。塔里木油田XXX作业区采用的是分子筛脱水和J-T阀制冷工艺。可以生产出合格的液化气和轻烃。而冀东油田XXX装置采用分子筛脱水、丙烷外冷+膨胀制冷脱烃(温度为-84℃)生产合格的液化气和轻烃
4 结语
随着世界能源格局不断变化,传统石油石化能源日益枯竭,以及国家对节能环保措施的不断深化,回收利用放空天然气技术已经取得了初步成效,但节能环保工作任重道远,对戈壁、沙漠中仍在放空的大量油田伴生气应抓紧进行回收。一方面,科研工作者应不断寻求探索新技术应用于该领域,大胆创新,使用新方法、新技术、新设备,不断完善现有技术工艺设备,提高天然气利用率;另一方面,国家应采取相应政策鼓励有能力的企业进军戈壁、沙漠,积极投入到回收、利用放空天然气的工作当中,不断完善天然气集输系统,减少天然气放空,创造可观的经济效益的同时,减少环境污染,获得良好的社会效益。
参考文献:
[1]许维秀,李其京.天然气的非管输储运技术与展望[J].油气储运,2007,26(2)
【关键词】 城市建设;工业污水;处理;回收利用;研究
近年来,随着我国社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快,城市工业发展过程中的污水问题依然成为阻碍其可持续发展的瓶颈,同时对资源节约型和环境友好型社会的构建非常的不利,因此加强对城市工业污水处理与回收利用的研究,具有非常重大的现实意义。
1 城市工业污水处理中的基本方法
从实践来看,随着近年来城市化建设进程的不断加快,城市废水中的工业废水比重越来越大,具有关统计数据显示,2008年国内各大城市的全年总废水排放量就已经超过了571亿吨,其中工业废水在总量中的占据份额大约是 42.3%,即超过241亿吨。近年来,随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快,国家加大了城市工业污水的处理力度,同时也投入了大量的专项资金。从2012年上半年的处理情况来看,确实取得了一定的成效,但形势依然严峻。对于城市工业污水而言,有效的应对策略就是严格控制城市工业污水的排放量,加强对工业污水的处理与回收利用。在当今社会,国内各类企业对城市工业污水的处理与回收利用越来越重视,以下是几种常用的处理工艺和方法。
第一,化学沉淀法。该方法主要适用于处理镍、铬、铜以及锌和汞等工业废金属离子以及砷、硼等两性元素,同时还可以对城市工业污水中钙、镁等碱性金属元素与氟、硫等非金属元素进行有效的处理。实践中,利用化学方法对城市工业污水中的各种重金属进行处理,其技术方法相对比较容易和简便一些。在此过程中,再结合相应的化学反应方程式可有效地准确计算应投数量,以实现物尽其用之目的。如果工业污水量相对较少一些,则可直接采用手工操作等方式进行处理;如果工业污水量相对较大,则条件具体的情况下可利用大型的自动化机械设备实施作业。针对工业污水中的重金属离子,可设置差异性的PH沉淀条件,该方法主要是应用于采矿冶炼生产实践中所含有的大量重金属离子污水处理。
第二,电解法。实践中,该方法主要包括隔膜电解法和凝聚电解法两种,利用电解法对工业污水进行处理,不仅可有效地对重金属离子进行处理,而且还可以对重金属进行有效的回收和利用。但需要主要的是采用电解法对工业污水中的重金属进行处理,通常因电极板用电会消耗大量的电力资源。
第三,浮力浮上法。在城市工业污水分离处理实践中,将重金属上依附一些相对较小的气泡,从而使其比重小于水,并浮上水面,即实现重金属清除之目标。
在工业污水处理过程中,当前使用最多的浮力上浮法主要有离子浮上法和沉淀浮上法,同时还包括电解浮上法等。
以上几种方法均是对城市工业污水的具体处理措施,一般是在确定了回收利用目标和污水水质检验以后,再选择具体的处理方法和工艺,这样能够有效地保证城市工业污水达到可回收利用的程度。在此过程中,每种具体的污水处理7方法都有其自身的特点与用途,但实践中只采用一种方法却难以实现工业污染物的有效清除,因此为达到预期的污水处理目的,多采用几种方法共同配合运用。
2 城市工业污水回收利用
基于以上对当前城市工业污水处理中的几种方法分析,污水处理只是一种手段,要真正的实现节能环保,还要在回收和利用上多下功夫。
(1)回收利用方式
实践中,根据城市地理条件、经济发展状况以及污水汇集状况等因素,首先应当制定水质管理机制,将工业、地表以及地下水的输送与分配活动,纳入到污水处理与回收利用系统之中,并在此基础上划定水质分区范围,从而为城市工业污水的处理与回收利用提供规划依据。
第一,城市工业建筑中水系统。在城市区域中的一些大型的工厂建筑结构群中,应当建立一套科学完善的中水系统。实践中该系统主要是用于收集杂排水, 通常将污水处理站设在裙房、地下室等处,可用中水进行冲厕、洗车以及绿化。
第二,区域中水系统。该系统主要应用于建筑小区、机关大院之中,采用多种原水类型。对于雨水系统而言,利用建筑屋面、绿地、路面以及停车场等,对雨水进行有效的收集。屋面雨水回收利用流程:屋面雨水、滤网、初期的雨水弃流以及景观水面等。当水质要求较高时,可增加深度处理措施,即混凝过滤、混凝、浮选以及生物工艺和深度过滤等。针对路面径流,实践中因水质比屋面的雨水要差一些,所以应当先进行实地水质调研,必要时可增加深度处理,从而满足杂用水水质要求。
(2)集中回收利用
从实践来看,集中回收利用系统由污水处理厂组成,每一个污水处理厂都可以根据自己的实际地区特点,对中水系统进行调节和选用不同的方式方法。在此过程中,回收利用水的水质与工业污水处理厂所采用的具体处理方法非常的密切,不同污水处理厂回收利用的处理工艺除受水质标准的影响,还受到污水处理规模、出水水质等因素的影响,因此回收利用工艺流程存在着一定的差异性。
(3)分散回收利用
针对当前国内城市污水处理实践而言,要想真正地实现工业污水处理与有效回收利用,必须要打破小范围的回收利用方法,利用大型的污水管理截流至城市污水处理中心进行处理,然后再排放至不同的管网之中进行回收和利用。该手段虽然有效,但因该这项工程并非一朝一夕的事情,需要有大量的政府资金作为支持,加之当前的城市老城正在改扩建之中,地下管网设备相对比较陈旧和落后, 因此难以有效地满足截流之需求,工程实施难度非常的大。
结语:总而言之,社会主义经济体制改革的不断深化,促使城市工业得到了前所未有的发展,同时也导致工业污水的大量增加,城市工业污水处理与回收利用工作,依然任重而道远。
参考文献
[1] 耿东颖.浅谈城市工业污水处理及回用.科技创新与应用 ,2012(09z).
[2] 宋岱岳.浅谈城市工业污水处理及回用[J].科技致富向导,2012(05)
关键词:废旧手机;回收;处理方法;资源利用
收稿日期:20130521
基金项目:上海市教育委员会创新重点项目(编号:12ZZ194);重点学科建设项目(编号:J51803);国家自然科学基金项目(编号:50974087)资助
作者简介:陈立乐(1988—),男,安徽人,上海第二工业大学城市建设与环境工程学院硕士研究生。
通讯作者:王景伟(1963—),男,内蒙古人,教授,硕士生导师,主要从事电子废弃物资源化方面的教学与研究工作。中图分类号:TK09 文献标识码:A
文章编号:16749944(2013)07017304
1 引言
近年来,随着电子科技和信息技术的迅猛发展,手机更新换代速率不断加快,进而导致了大量废弃手机的产生。据相关统计数据显示,目前全球每年废弃的手机约有4亿部,其中,中国有近1亿部。联合国环境规划署近期的《化电子垃圾为资源》报告预测,到2020年,中国废弃手机数量将比2007年增长7倍。另外,我国同时也是一个手机生产大国,根据2002~2009年《中国电子信息产业统计年鉴》的相关统计,从2002~2009年,我国手机产业生产规模不断扩大,2008年受经济危机影响增长较慢,其他年份生产均呈快速增长势头,2009年手机产量是2002年产量的5倍多。2009年,我国手机产量超过6亿部,2010年,我国手机产量达到10亿部。因此,废旧手机的回收处理,已成为我国当前亟待解决的一项重大难题。
2 废旧手机的危害性和资源性
废旧手机主要由塑料外壳、锂电池、线路板、显示器等几大部分组成。这些部件中含有铅、铬、汞等有毒有害物质,随意抛弃将会严重污染土壤和地下水,对人类的身体健康构成巨大的威胁;废旧线路板中还有含多溴联苯、多溴联苯醚等含溴阻燃剂,具有致癌、致畸、致突变的危害。同时,废旧手机中还含有大量的有价金属,特别是贵金属。一项研究表明,从1t废弃手机中能提取150g黄金、100kg铜以及3kg银。依照我国目前每年废弃1亿部手机估算,这些废旧手机总重达1万t,若回收处理能提取 1500 kg黄金、100万kg铜、3 万kg银。因此,无论是从经济效益,资源综合利用,还是环境保护方面,废旧手机的高效回收和利用,都有十分重要的意义。
3 废旧手机主要部件的回收利用
3.1 废旧手机塑料外壳的回收
手机外壳制造时一般会在内侧标明其材质。手机外壳材料大多采用热塑性工程塑料,如聚碳酸酯(PC)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯合成树脂(ABS)、PC/ABS合金、聚甲醛及聚氨酯。工程塑料具有很高的回收利用价值,对废旧塑料进行回收,并加以循环利用,对于提高资源利用率,解决废旧手机废弃物的生态环境问题具有重要意义。
废旧手机外壳塑料的回收,一般通过物理化加以回收。将回收的手机拆除外壳,统一运送到专门生产塑料的企业,对手机塑料外壳进行破碎,然后,进行造粒,作为其他家用或工业电器、通讯等设备的原材料。物理方法具有工艺简单、处理效率高、污染少、成本低等优点。
对于手机中不能重复利用的塑料还可以用作燃料,用于发电、冶炼等使用,这样既可以节约能源,又可以减少温室气体的排放。
3.2 废旧手机线路板的回收
手机线路板中金属的含量很高,尤其是贵金属,具有较高的回收价值。Luciana Harue Yamane 等对手机线路板和电脑线路板中的金属成分分别进行了分析,分析结果:手机线路板中的金属含量为63%,电脑线路板中的金属含量为45%,其中手机线路板中铜的含量为34.5%,电脑线路板中铜的含量为20%。
对于废旧手机线路板的回收,主要是回收其中的有价金属,特别是金、银、铜、钯等贵重金属。目前主要通过物理、化学及生物的方法加以分离回收。
3.2.1 物理处理法
从工艺方法来说线路板的物理法处理可分成两大类:干法和湿法。干法指的是根据物料间的电、磁、形状、密度等特性差异,利用单个或组合设备加以有效处理的技术方法,其间没有液相的存在,这也是研究较多应用较广泛的技术方法。湿法多是利用物料的密度差异性质结合液相的动力及运动特性进行有效的成分分离。
干法回收主要通过各种机械的方法,或者几种方法相结合的方式,首先对线路板进行破碎,然后根据金属和非金属磁性、密度、比重、导电性等的不同,对其中的金属和非金属加以分离。处理方法主要包括破碎、磁选、静电分选、涡电流分选等工艺流程,还有重选、空气摇床等方法,一般采用其中的两三种方法相结合的方式进行分选。
马国军等采用磁选和重选回收废旧电路板中的金属。结果表明,采用干法磁选工艺,可回收的铁磁性物质约占废旧电路板质量分数的8.23 %,重液分选可使金属与非金属有效分离,采用磁选和重选联合工艺可使Fe、Cu、Pb、Zn、Ni和Sn的回收率分别达到约100%、80%、65%、75%、88%和56%。
北京航空航天大学的沈志刚在其专利中利用空气分离筒设备进行了废弃电路板物理法资源化研究,该工艺回收的金属材料纯度为 95%,回收率达到 95%,具体工艺流程见图1。
图1 废弃线路板物理法空气分离工艺流程
湿法回收是利用水等作为分选介质,根据金属和非金属密度或比重的不同加以分离,例如浮选法、水力摇床、螺旋溜槽等。
谭之海采用“湿法破碎——浮选”工艺流程来回收废弃线路板中金属成分,结合传统矿物浮选的4个常用浮选动力学模型,研究了废弃线路板自然疏水性浮选和药剂浮选的浮选动力学模型,并通过试验验证了5个不同条件下建立得动力学模型,为废弃线路板浮选工艺参数的优化、浮选流程的简化奠定了理论基础。
综上所述,物理法资源化处理线路板的方法很多,不同种类的线路板和不同的工艺流程,往往会取得不同的分离回收效果。废旧手机线路板相对电脑等其他线路板,具有金属含量高,板体薄等特点,因此,对于废旧手机线路板的回收,相关的物理回收工艺,还需要进一步的研究和优化,才能取得较好的分离效果。
3.2.2 化学处理法
化学处理法主要是利用湿法冶金的方法,对线路板中的贵贱金属加以分离回收。湿法冶金技术回收贵金属的基本原理是利用废料中的绝大多数金属能在硝酸、王水等强氧化性介质中溶解而进入液相的特性,使绝大部分贵金属和其他金属进入液相而与其他物料分离,然后从液相中分别回收金等贵金属和其他贱金属。目前已经得到应用的将电子废弃物中的金转入溶液的工艺有硝酸王水湿法工艺、双氧水硫酸湿法工艺、鼓氧氰化湿法工艺等几种。
曹人平等应用煅烧浸出法研究了废旧手机中 Au、Pd、Ag 的回收技术及工艺,其回收率都>95%,回收得到的产物经精制,其纯度>99.9%。其具体工艺流程如下图(图2)。
图2 废旧手机中Au、Ag、Pd的回收工艺流程
李晶莹[11]等采用硫脲作为浸出试剂,用Fe3+离子作为氧化剂,对废旧手机线路板中的金、银的浸出回收进行了研究。研究结果表明,酸性条件下,样品破碎到100目以下,控制硫脲浓度24g/L,Fe3+离子浓度06%,室温下反应2h,金和银的浸出率分别达到90%和50%。
Vinh Hung Ha 等采用Cu2+-硫代硫酸盐-氨体系对废弃手机线路板中的金的浸出进行了研究,结果表明,当硫代硫酸盐浓度0.12mol/L,Cu2+20mmol/L,氨浓度0.2mol/L,2h后,金的浸出率高达98%,取得较好的试验成果。
3.2.3 生物法处理技术
生物处理技术,就是利用某些微生物的吸附、氧化和代谢作用,来提取废旧电子产品中金属的一种手段。生物提取技术具有工艺简单、成本低、操作简单等优点,但是生物浸出周期长,浸出率较低,目前还处于实验室研究阶段,生物法是具有发展前景的新技术之一。
3.3 液晶显示屏的回收
液晶显示屏中主要成分为金属铟和玻璃。铟是各类平面液晶显示器生产中至关重要的成分。世界市场上平面显示器的快速增长成为全世界铟的生产的最主要的最终用户,包括平面电视、台式计算机显示器、可上网的笔记本电脑、手机等主要的平面显示器的快速发展和应用,使得国际市场对铟的需求急剧增长,而且目前还没有新的替代材料研究出来。液晶显示屏中铟的含量大约在20×10-6~200×10-6,具有一定的回收利用价值。玻璃可作为一般的废物回收利用。
3.4 废旧手机锂电池的回收与利用
现行的大多数手机电池为锂离子电池,锂、钴是锂离子电池的最重要成分,其中钴在自然界含量稀少,价格昂贵,如果得到回收,将会获得较大的经济效益。
对于废旧锂电池的回收利用,国内在这方面的研究相对国外较少。中南大学钟海云等采用碱浸——酸溶——净化——沉钴工艺流程,从锂离子二次电池正极废料——铝钴膜中回收铝、钴。本工艺钴的直收率达到95.75%,铝达到94.84%。
韩国矿产资源科学研究院回收研究所研究开发了从失效锂离子电池中再生钴酸锂的湿法冶金方法——非晶型柠檬酸盐沉淀法。工艺流程为:失效锂离子电池——热预处理(电池解离、硬化塑料)——一次破碎——一次筛分——二次热处理——二次筛分——高温焙烧——硝酸介质还原浸出(H2O2作还原剂)——净化除杂——柠檬酸沉淀——高温焙烧——钴酸锂。日本索尼公司和住友金属矿山公司合作开发了从失效锂离子电池中回收钴等元素的技术。其工艺为先将电池焚烧,以除去有机物,再筛选去铁和铜,将残余的粉末溶于热的酸溶液中,用有机溶剂提取钴。
4 废旧手机回收利用现状和建议
我国是一个人口众多、手机使用量较大的国家,废旧手机的回收利用,需要一个完善系统,从政府、生产者、经销商、运营商到个人的积极参与和配合,才能实现废旧手机综合利用。废旧手机的回收利用体系的建立,是一个逐渐完善的过程。目前,欧、美、日等发达国家及地区,在废旧手机的回收和利用方面,已经有了一个相对完备的法律体系及回收处理系统,因此,我们国家在这方面,可以结合我国国情,予以借鉴。
4.1 完善法律法规,合理回收利用
专门法律法规的制定,是废旧手机得以高效回收利用的前提和保证。2003年1月我国实施了《清洁生产促进法》,2005年4月实施了《固体废弃物污染环境防治法》,2007年3月实施《电子信息产品污染控制管理办法》,2011年1月1日起,正式实施《废弃电子产品回收处理管理条例》,并颁布了《废弃电器电子产品处理目录》,对废旧电视、冰箱、洗衣机、空调、电脑等废旧家用电器的回收处理做出了相关规定,但是,对于废旧手机的回收处理,依然还没有做出相关规定。因此,国家需要尽快完善相关法律法规,将废旧手机的回收利用纳入其中,才能保证废旧手机的合理回收与利用。
4.2 设立专门的回收机构,规范回收市场
目前,我国废旧手机的回收,主要依靠小商贩走街串巷进行回收,或者卖给手机维修点,然后,通过相关商家进行翻新,重新回到市场,欺骗消费者。对于不能使用的,进行简单的拆除,只回收利用其中一些有用的零部件。这种不规范的回收方式,不仅回收效率低,而且对环境的污染破坏大,对正规回收系统的建立,也产生一定的阻碍作用。针对我国当前废旧手机的回收利用情况,结合我国国情,借鉴国外的回收体系,在全国设立专门的回收网络,进行有偿回收,比如利用销售商和运营商进行回收,同时,坚决取缔非法渠道进行回收。
4.3 建立规划化、产业化的处理企业
废旧手机的拆解、处理工作,需要先进的处理技术、工艺、专门的技术人员,进行高效的无害化的拆解,才能避免对环境的二次污染和破坏。因此,废旧手机的回收、处理,要兼顾环境效益与经济效益,走规范化、产业化的道路,既可以高效的回收利用,又不会造成环境的破坏,同时可以带动经济增长,促进就业。因此,要坚决取缔、严格查办一些沿海地区非法的手工拆解作坊,政府可以出资成立专门的处理企业,或者鼓励一些有实力、有技术、有资质的企业进行废旧手机的拆解处理。对于相关的企业,政府给予一定的照顾,如减免税收、财政补贴等。
2013年7月 绿 色 科 技 第7期4.4 大力宣传,提高公民环保意识
相对于发达国家,我国区域经济发展不平衡,公民的环保意识较薄弱,需要政府和相关企业机构宣传、教育和引导,增强公民的环保意识,倡导绿色消费,提高公民环保的积极性。同时,政府和相关机构定期开展一些废旧手机的回收活动,比如,以旧换新、废旧手机换话费、废旧手机换取日用品、换取积分等,从而增加民众主动交回废旧手机的主动性。
5 结语
我国是一个手机使用大国,也是一个手机生产大国,每年废弃的手机将达到上亿部。然而,目前国内关于废旧手机回收利用方面的研究较少,对于废旧手机的回收利用,还没有形成相对完善的体系。如何有效的回收利用这些废旧手机,是当前我国急需解决的一项重大难题。无论是法律法规的健全、回收系统的完善、专门处理企业的建立,还是工艺技术的研发,都将是今后研究的重点。
参考文献:
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关键词:废旧塑料、回收、再生利用、现状、问题
中图分类号:TG174文献标识码: A 文章编号:
一、前言
塑料作为化工原料应用,在提供给人们生活便捷的同时,对环境也带来许多危害。随着我国塑料产品的大量使用,废旧塑料也急剧增加,“白色污染”已成为环境保护突出的问题。废旧塑料垃圾被填埋,使生态环境受到严重影响,而且浪费资源,1万t的废旧塑料侵占土地约667m2 。废旧塑料不易降解,自然界没有能消化塑料的细菌和酶。不可降解塑料制品进入土壤,会影响土壤内的物、热的传递和微生物生长,改变土壤特质,污染地下水源。塑料废弃物的焚烧,如聚氯乙烯燃烧产生氯化氢(HCl),ABS、丙烯腈燃烧产生氰化氢(HCN),聚氨酯燃烧产生氰化物,聚碳酸酯燃烧产生光气等有害气体,对生态环境的破坏极大。
二、废旧塑料回收现状及问题
随着塑料工业的迅猛发展,废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施,普遍受到重视。尤其是发达国家,对这方面工作起步早,已收到明显的成效,我国有必要借鉴其经验。
1、国外回收现状
美国早在20世纪60年代就已开展废旧塑料回收利用的广泛研究。作为世界塑料生产第一大国,目前,回收利用废塑料包装制品占50%,建筑材料占18%,消费品11%,汽车配件5%,电子电气制品3%,其他占13%;按塑料原料品种分,所占比例分别为聚烯烃类占61%,聚氯乙烯(PVC)占13%,聚苯乙烯(PS)占10%,聚酯类占11%,其他占5%。日本是塑料生产第二大国,20 世纪80 年代,其年均废旧塑料排放量占生产量的46%。可见,废旧塑料的回收已成为日本严重的社会问题。而且日本是能源短缺的国家,所以,对废旧塑料的回收利用一直持积极态度。日本于1997 年制定了容器包装回收法规,要求消费者将废物分类,而各省市将之分日回收,再由回收企业进行回收再生以向政府领取营运资金。日本国内垃圾都被分门别类,放进透明袋,在指定日由回收公司到指定地点取回处理,送到工厂;而塑料瓶将被加工成衣架、垃圾箱等日常用品,相当实用。2000 年欧盟有8 个国家回收了超过50%的包装用废塑料,他们是荷兰、瑞士、丹麦、挪威、德国、瑞典、奥地利和比利时。据“欧洲塑料制造商协会(APME)”统计,欧盟2006 年回收利用废塑料约1220万t,占总量的43%。欧盟委员会于2006 年9 月强行通过一项法案,以提高回收塑料包装废弃物的目标比例。新法案把原先确定的回收15%塑料包装废弃物的目标提高至22.5%。对于塑料原料的回收再利用,欧洲委员会建议达到的目标是100%。在整个欧洲大陆,以瑞士的塑瓶回收最为成功,回收率已达8成以上。英国塑料制品的年回收量逐年增加,1995年英国塑料回收总量仅为11.25万t,2001 年塑料回收总量增加到29.5万t,塑料回收增加率年均达到了23.2%。意大利的废塑料约占城市固体废弃物的4%,其回收率可达28%。除上述国家外,法国、德国、奥地利、荷兰等国家在废旧塑料的回收利用方面也取得了较好的成果。上述发达国家在推行废弃塑料回收再生时,一方面通过立法明文规定企业、个人的行为,另一方面则通过社会宣传活动,提高公众对环保和回收利用的意识。
2、国内回收现状
我国塑料原料十分短缺,进口量大,与此同时,废旧塑料回收利用率却很低。废塑料处理和回收有利于解决我国塑料工业原料紧张和环境污染问题。2008年,我国塑料消费总量达5 194.4万t,居世界第二位。同年,国内废弃塑料回收量约900万t,回收率约22%;进口废塑料707万t,回收总量达1600万t。我国已成为全球最大的再生塑料市场。在国内,我国废塑料回收网点已遍布全国各地,形成了一批较大规模的再生塑料回收交易市场和加工集散地。从事再生塑料回收利用及加工的企业和人员数量庞大且稳定增长,主要是以个体户和农民为主,也有一些其他行业投资商。《中华人民共和国塑料包装制品回收标志(GB/T 16288-1996)》对塑料包装制品的回收标志做了明确规定,标准中做了界定的回收塑料品种包括聚酯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和其他。
3、我国废旧塑料回收问题
(1)回收利用量不足
2003 年,我国的塑料制品产量达到1651万t,如果算上小型企业,保守估计超过2500万t,2012年又保持了强劲增长的势头。若按塑料制品中有20%为可回收塑料计算,则我国可回收塑料废弃物每年约有400到500万t,而这还不包括企业生产中产生的边脚料和没使用过的残次塑料制品。《再生资源回收利用“十五”规划》中提出,到2005 年国内要达到回收废旧塑料500到600万t,然而,我国2003 年回收的废旧塑料却只有200万t。
(2)回收政策不健全
废塑料回收利用可有效减少能源消耗和环境污染,但目前我国在宏观层面还没有对废塑料回收利用行业发展的综合规划,中国塑料工业协会再生塑料专业委员会2004 年成立,目前有专业经验的专家、学者还比较缺少,很难对行业发展做出全面的规划;各级政府很少有对废弃塑料回收利用行业和再加工企业扶持的具体政策;缺乏废塑料分类技术规范。社会对废塑料行业缺少理性认识,一些政府部门与广大民众将再生塑料制品看作劣质产品,很大程度上制约了废塑料回收再生行业的发展。
(3)回收管理归属不明确
目前,全国至少有2 000 多万人从事个体废品收购,规范和管理好这支队伍是回收工作的重点之一。据了解,目前废塑料行业由环境保护部、国家发改委、商务部、海关总署和质检总局等共同管理。因为行业归口不明确,致使缺乏行业指导、技术规范。所以应尽早确立归口部门,将生活垃圾分类回收工作与之密切结合,从而建立起全社会的回收体系。
(4)回收存在质量及环境破坏问题
废旧塑料回收利用行业进入门槛低,技术含量低。许多地方出现作坊式废旧塑料回收加工点,生产设备落后,从业人员技术匮乏,其结果是产品技术含量低,质量不稳定。在包装废物中的纸类、金属类和塑料瓶等已经得到了较为广泛和自发的回收利用,但回收利用价值不大的塑料包装袋没有得到较好回收,进而对环境造成污染。除此以外,因缺乏有效领导和协调,一些回收企业的污水未进行处理就地排放,地下水质受到影响。
三、废旧塑料利用现状及问题
1、废旧塑料利用技术发展现状回收后的废旧塑料,需要经过不同的技术处理实现塑料制品或材料的再利用。
根据处理的种类不同,可以将现有的废旧塑料利用技术分为两大类:单品类塑料聚合物处理技术和多品类塑料聚合物综合利用技术。单一塑料聚合物处理技术是指根据不同种类的塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等制定不同的加工处理工艺,单独进行回收再利用。其中包括简单再生技术、物理改性技术等。多品类塑胶聚合物综合利用技术是指针对于成分复杂不易分离塑料制品,或者混合后处理效果好的塑料制品,同时进行综合处理,从而实现综合效益最大化的处理方法。其中包括热能燃料利用技术、化学改性和裂解技术。
2、简单再生技术
简单再生法指不经改性将废旧塑料经过分选、清洗、破碎、熔融、造粒后直接用于成型加工的回收方法。简单再生技术工艺简单,成本低,投资少,所加工的塑料制品应用广泛。但是简单再生法不适合制作高档次的塑料制品,其应用面受到一定的限制。早在20世纪70年代,该技术就在江浙一带应用,如将废软聚氨酯泡沫塑料按一定的尺寸要求破碎后,用作包装容器的缓冲填料和地毯衬里料;或将废旧的聚氯乙烯制品经破碎及直接挤出后用于建筑物中的电线护管。硬质PVC塑料主要采用重新造粒的方法,将经分拣洗净的废旧PVC塑料在双辊炼塑机上混炼,根据废料的来源、质量,加入各种精添加剂,经充分混炼后出片、切粒,过滤挤出制得再生粒料。PVC门窗废料经收集、分选,除去玻璃和金属,清洁、粉碎后可与新料一起,通过共挤出工艺生产再生门窗型材。回收后的PET塑料先进行分离处理,分离的PET碎料经挤出机挤出造粒制成粒料。PET 粒料用途广泛,一是重新制造PET 瓶,再生粒料不能用于与食品直接接触场合;二是纺丝制造纤维,用作枕芯、褥子、睡袋、毡等;三是玻纤增强材料,经玻纤增强的再生PET 具有较好的耐热性和力学强度,可用来制作汽车零部件。PE农用薄膜可用于生产再生粒料,PE再生粒料可用于生产农膜,也可用于制造化肥包装袋、垃圾袋、农用再生水管、栅栏、树木支撑、盆、桶、垃圾箱、土工材料等。
3、直接再生产品性能不稳定
复合再生塑料制品,因各种塑料混入的比率不同及相容性各异而使其制品质量不稳定,性能较差。再生虽然路线简单,但产品质量较差、性质不稳定、易变脆。目前,国内仅用于建筑填料、垃圾袋、雨具等低档产品的生产。
4、化学及焚烧处理运行成本高、污染严重
因塑料是热值很高的大分子材料,发热量大,易损伤炉子,加上焚烧后产生的气体会促使地球暖化。焚烧后主要产物是二氧化碳和水,但随着塑料品种、焚烧条件的变化,也会产生多环芳烃化合物、酸性化合物、一氧化碳和重金属化合物等有害物质,有些塑料在焚烧时还会释放出二恶英与氯气,这些物质若直接进入大气会污染环境。
四、结语
综上所言,我国在废旧塑料的改性利用方面己取得了一定的进展,但如何更好地利用和开发废旧塑料仍是塑料工业面临的一大研究课题。21世纪乃至未来,环境保护和废弃资源的再生利用水平将是衡量一个国家科学技术水平最重要的标志之一。废旧塑料的回收和改性利用是解决废旧塑料环境污染的有效方法,具有巨大的工业潜力,也是国家目前主要支持的方向之一,是塑料行业持续发展的必由之路。
参考文献:
[1] 李士峰:《浅议废塑料处理技术》,《资源再生》,2007年12期
[关键词] 易拉罐回收利用 废品回收利用 建议
近年来,随着世界各国对可持续发展的日益重视,循环经济的价值也逐渐得到体现,在发展循环经济这一过程当中,废品回收利用领域因其特殊的地位一直受到社会各界的广泛关注。
一、国外易拉罐回收的具体措施
由于各国实际情况的差异,不同国家的回收方式和政策各异,因此易拉罐回收流程也各不相同。经过对中国、美国、瑞典三个国家易拉罐回收利用流程的比较,我们可以得出如下结论:
1.在易拉罐废铝利用领域,从易拉罐废旧铝材用途上来看,瑞典的回收利用模式最为科学,实现了易拉罐铝材的循环利用,大大提高了其利用率。与之相比,美国的运作模式略微逊色,在利用这一环节,不能保证直接依靠原有废旧易拉罐熔炼生成原牌号的铝合金,而需要经过金属成分调制,才可以生产出符合要求的铝材。
2.在易拉罐回收环节领域,经过对比分析,美国的循环(罐料制罐装罐用户废罐回收废料)周期最短,平均为90天,而中国和瑞典的回收模式都存在回收环节复杂,层级多的特点。
3.在回收组织者领域,瑞典和美国的易拉罐回收都有政府的参与,其回收的环节都有比较正规的公司负责,政府监督参与起来比较容易,很多情况下易拉罐回收方是作为一种类似于政府角色出现在公众市场上。
二、中国废品回收利用方面存在的问题
由于中国经济发展现状的制约以及持久以来粗放式、资源密集型经济增长方式的影响,在废品回收利用领域,目前中国仍存在很大问题。笔者主要从政府、市场结构、工艺技术以及公民意识来阐述目前此领域存在的问题:
1.政府监管力度不够,政策法规执行不力。由于受长期以来粗放式经济增长模式的影响,很多政府并没有树立全面协调可持续的发展观和正确的政绩观,一些地区、部门和行业在发展思路上重开发、轻节约,重速度、轻效益,不少地方片面追求GDP的增长,忽视资源和环境问题的解决,对转变经济增长方式、节约降耗、减轻污染重视不够。
2.市场结构不够健全,重要环节企业缺位。由于部分废品的滋生特点制约,若按照科学的方法合理的进行回收利用,虽然从整体上可以达到社会资源利用率最大化,但对回收利用渠道当中的部分企业而言,有时并不能够达到利润最大化,这影响了他们科学处理的积极性,导致重要环节企业缺位,很大程度上导致了目前这种资源浪费的现象。
3.处理工艺技术落后,资源价值浪费严重。发展科学的废品回收利用模式,必须有先进的废品处理技术作为支撑。目前我国在提高资源利用效率的某些技术上取得了一些突破,但总体上看,此领域的科学研究和相关技术的应用明显滞后,缺乏与我国国情相适应的科学的科学理念指导,我国多数企业还没有能力开发大幅度提高资源利用效率的共性技术和关键技术,同时也缺乏了解相关技术信息的渠道,阻碍了废品回收利用的深层次发展。
4.公民环保意识薄弱,缺乏资能源危机感。首先,很多公民对废品回收的意义和价值缺乏足够的认识。对我国严峻的资源和环境形势认识不足,对国际上可持续发展的动态了解不够,缺乏对发展循环经济迫切性和重要性的认识对经济发展和环境保护之间的关系及两者之间的矛盾了解不够,或不够关心。
三、针对中国回收现状所提出的建设性意见
1.加强废品回收法规建设,规范回收利用市场行为。政府应该建立完善的废品回收利用法律法规体系,包括国家级的立法和地方性行政法规,具体体现在建立和完善主要法律制度、政府扶持制度、经济刺激和约束制度、市场准入制度、科技研发促进制度、绿色核算制度等法律法规,形成从中央到地方的立体化法律法规体系,保证回收市场的秩序规范。
2.加大宣传和教育的力度,提高公众的环保和节约意识。充分利用大众媒体和科普宣传的力量,向广大群众普及资源综合利用的科学与法律知识,增强公众合理利用资源的意识和责任感,动员和正确引导公众参与资源综合利用,使全民都来理解、支持和自觉参与资源综合利用事业。同时建立有关激励制度,对为废品回收工艺以及模式作出突出贡献的个人和组织给予物质奖励,从而使公众在维护自身环境权益的实践中,彻底转变自身行为,并树立牢固的资源节约意识。
3.规范废品回收市场秩序,建立合法的废品回收渠道。相关职能部门应该要求各废品回收行业企业主要严格执行废品回收有关规定,进一步完备废品回收相关手续,对具有一定规模且坚持守法经营的废品回收站,实行鼓励政策,维护正常的市场经济秩序。
4.鼓励废品处理工艺改革,提高社会整体技术水平。政府在制定废品回收利用相关政策和标准时,应注重技术标准而不是具体技术,注重最终产品的指标,以及处理过程中所排放的废弃物含量指标,鼓励企业进行技术开发和创新,加大对高校和科研机构的支持力度,促进科研成果的市场化运作,调动全社会的力量,共同为废品的回收再利用工艺的提高作贡献。
参考文献: