以上,均适合通过化学循环工艺进行回收,根据收集的样本,目前进人到垃圾焚烧处置的塑料废弃物的50%以上及软塑废弃物中的80%。
1.项目简介
1.1 项目概述
本项目隶属于“重塑包装-中欧合作赋能回收循环价值链项目”(简称“重塑包装项目”),该“重塑包装项目” 受德国经济合作与发展部(BMZ)委托,通过 develoPPP.de 专项资金与多家私营企业合作(包括汉高、利乐、陶 朗、芬欧蓝泰和农夫山泉),由德国国际合作机构(GIZ)执行,旨在通过试点先进的废弃物收集和分拣模式,提高 包装废弃物(塑料和饮料纸基复合包装)的回收率,并通过探索再生利用路径,提升循环回收价值链。 本化学循环项目在重塑包装项目的支持下,由德国国际合作机构(GIZ)、北京师范大学、苏州城投再生资源发 展有限公司(简称:苏州城投再生)、浙江科茂环境科技有限公司(简称:科茂环境)及科茂化学回收研究院合作 执行。
1.2 项目执行单位介绍
德国国际合作机构(GIZ)在本项目中负责制定项目方案,协调各项目参与方,并为项目执行提供经费支持。 北京师范大学负责前端社区垃圾成分调研,包括分选与测试,以明确塑料废弃物的来源、成分和可化学循环性。 并负责根据科茂的化学循环实验结果,完成技术系统的生命周期评估(LCA)。 苏州城投再生负责协调苏州市的社区,并协助在社区中开展垃圾成分调研以及软塑收集、贮存、转运等作。 科茂环境负责利用化学循环技术中试装置,将社区收集到的混合软塑料废弃物加工成塑料热解油,具体包括原 料预处理、化学循环中试、初步加氢精制及产物全面检测。 科茂化学回收研究院负责收集及分析过程数据和检测结果,结合废塑料原料及化学循环产品数据库数据,组织 撰写项目报告。
1.3 项目过程
本项目于 2023 年 6 月启动,12 月结束。经过分拣生活垃圾中的混合软塑料1、三次化学循环中试制取塑料热解 油、加氢精制中试及产物全面检测等环节,证实了中国典型城市生活垃圾中全部塑料废弃物的 50%以上(全部软塑废弃物中的 80%以上)均可通过科茂环境的化学循环装置进行化学循环,产出品质较好的塑料热解油,满足主要产 品指标要求和主流下游石化企业进料要求,经过加氢后得到的精致热解油品质进一步提升,可单独或掺混进蒸汽裂 解、催化裂化等装置。产出的热解气尾气成分类似液化石油气,热值高于天然气,具有很高的能量回收价值;产出 的固态碳渣具有约 1/3 的碳含量,热值约为褐煤(23.0-27.2MJ/kg)的 28.6%-50.1%。

2.原料收集
本项目通过德国国际合作机构(GIZ)、北京师范大学、苏州城投再生的协作,从生活垃圾中的其他垃圾中合计 收集了近 300kg 混合软塑料,运送到科茂环境的化学循环中试基地。
分析结果显示: 第一,进入到垃圾焚烧厂的其他垃圾中仍然存在大量的塑料废弃物,其中硬质塑料占比小于 40%,软质塑料占 比超过 60%。软塑废弃物中有超过 40%来源于垃圾袋、背心袋、连卷袋及购物袋等。 第二,按用途分类,居民端产生的塑料废弃物,超过 90%为各类包装,其中占比较高的是各类袋子(43%), 食品包装(20%)和快递包装(17%)。 第三,根据收集的样本,目前进入到垃圾焚烧处置的塑料废弃物的 50%以上2及软塑废弃物中的 80%以上,均 适合通过化学循环工艺进行回收。
3.化学循环
3.1 降低原料含水量
该原料以生活膜类塑料为主,含有一定量水分(主要来自厨余垃圾),大部分水分被包裹在塑料包装袋中,收 集时难以直接去除。为减少能耗,同时测试除水效果,通过破碎后晾晒等预处理方式进行除水。
3.2 去除金属杂质
该原料是城市生活垃圾通过人工分拣出的低值软塑料,金属杂质较少,经过磁选,挑选出 1.01kg 金属3,占比低于 0.5%,与科茂化学回收研究院在全国数个城市的原料调研结果相近。
3.3 化学循环加工
将去除金属杂质和部分含水量的原料投入化学循环装置进行三次中试,产出塑料热解油、热解气和固态残渣。 其中原料、热解油、水分、固碳残渣质量为实测值,热解气质量为计算值(实测体积×检测机构测量密度),误差率 为计算值(100%-三项产物收率)。以干基原料计算(不计含水率),三次中试平均油品收率74.33%,固态残渣收 率11.63%,热解气收率 12.13%,误差率(遗漏在装置内无法排出的产物)1.91%。

3.4 收率分析
根据科茂化学回收研究院废塑料原料及化学循环数据库,不同原料加工产出的三相产物收率有所差异。
因生活源废塑料中不可避免地混有少部分无法处置的杂质,如铝塑包装中的铝、各类包装袋中的无机添加剂 (滑石粉、碳酸钙等)、鸡蛋壳等食物残渣、其他无机杂质等,预估干基原料中的有效塑料成分在 80%-90%之间, 纯塑料化学循环液相产物收率 85%-90%,故生活源废塑料化学循环表现出的综合液相产物收率为 70%-75%左右。