Ανακφκλωςθ ανάμικτων πλαςτικϊν

Transcript

1 Ανακφκλωςθ ανάμικτων πλαςτικϊν - Συχνά θ δαπάνθ για τον διαχωριςμό ανάμικτων πλαςτικϊν είναι απαγορευτικι λόγω τθσ μικρισ κ.β. ςυγκζντρωςθσ του κάκε είδουσ ανά παρτίδα - Ανάγκθ ανάπτυξθσ και βελτιςτοποίθςθσ μεκόδων ανακφκλωςθσ ανάμικτων πλαςτικϊν - Υπάρχουν διεργαςίεσ που δζχονται ανάμικτα μετακαταναλωτικά προϊόντα, κυρίωσ από: PVC, PET, HDPE, LDPE, PS, PP, και μικρι ποςότθτα κερμοςκλθρυνόμενων πλαςτικϊν - Ρροβλιματα - Τα τιγματα είναι αςφμβατα μεταξφ τουσ και δεν ομογενοποιοφνται - Δθμιουργοφνται διάφορεσ φάςεισ με αςκενι μοριακι διείςδυςθ μεταξφ τουσ - Οι περιοχζσ αυτζσ ζχουν μικρι μθχανικι αντοχι

2 Ανακφκλωςθ ανάμικτων πλαςτικϊν H βελτίωςθ των μθχανικϊν ιδιοτιτων μπορεί να επιτευχκεί με: 1. Τροποποίθςθ του ενόσ ι και των δφο ςυςτθμάτων τθσ διεπιφάνειασ με τεχνικζσ «εμβολιςμοφ» ι ςυμπολυμεριςμοφ με ςτόχο τθν αφξθςθ τθσ ςυμβατότθτασ των μιγμάτων. 2. Ρρόκλθςθ χθμικισ αντίδραςθσ επί τθσ διεπιφάνειασ που κα ςυνενϊςει τα ςυςτατικά. Η ςυγκόλλθςθ οφείλεται κυρίωσ ςτισ χθμικζσ αντιδράςεισ αλλά και ςε δευτερεφοντεσ δεςμοφσ όπωσ υδρογόνου ι μεταφορά θλεκτρικϊν φορτίων από τθν μία φάςθ ςτθν άλλθ. 3. Ρροςκικθ διαςυνδετικοφ παράγοντα. Για παράδειγμα ζνα ςυμπολυμερζσ «διπλισ κλειδαριάσ», θ μία πλευρά του οποίου είναι ςυμβατι με τθν μία εκ των δφο φάςεων, ενϊ θ άλλθ με τθν απζναντί τθσ. Αυτά τα υλικά δρουν ωσ γαλακτοματοποιθτζσ που ςτακεροποιοφν μθ αναμίξιμα αιωριματα.

3 Ανακφκλωςθ ανάμικτων πλαςτικϊν Τα προβλιματα που δθμιουργοφνται ςτθν διεπιφάνεια κατά τθν ανάμιξθ ςυμβατϊν και αςφμβατων πολυμερϊν οφείλονται ςε φαινόμενα κρυςτάλλωςθσ επί τθσ διεπιφάνειασ ενόσ ι και των δφο ςυςτατικϊν. Η παρουςία διαφορετικϊν ςυςτατικϊν (ςυμβατϊν και μθ) επθρεάηει τθν ταχφτθτα κρυςτάλλωςθσ αυτϊν. Ανάλογα με τθ ςυμπεριφορά ςτθν κρυςτάλλωςθ μποροφν να ταξινομθκοφν ωσ εξισ: 1. Αςφμβατα τιγματα και ζνα εκ των ςυςτατικϊν κρυςταλλϊνεται. 2. Αςφμβατα τιγματα και κρυςτάλλωςθ και των δφο ςυςτατικϊν. 3. Συμβατά τιγματα και ζνα εκ των ςυςτατικϊν κρυςταλλϊνεται. 4. Συμβατά τιγματα και κρυςτάλλωςθ και των δφο ςυςτατικϊν.

4 Ρλαςτικό ξφλο - Τα προϊόντα ανάμικτων πλαςτικϊν ςυνικωσ υποκακιςτοφν το ξφλο και το τςιμζντο. Είναι γνωςτά με το όνομα «πλαςτικι ξυλεία» (plastic lumber) και υπάρχουν αρκετά υψθλζσ απαιτιςεισ για τισ ιδιότθτζσ τουσ. Οι κυριότερεσ κατθγορίεσ πλαςτικοφ ξφλου είναι: 1. Ξφλο από ανάμικτα πλαςτικά 2. Ξφλο από ζνα μόνο είδοσ πλαςτικοφ 3. Ξφλο από ανακυκλωμζνο πλαςτικό και ενιςχυμζνο με τροποποιθτζσ (π.χ. πριονίδι, ι ίνεσ γυαλιοφ) - Τυπικζσ εφαρμογζσ: φράκτεσ ςπιτιϊν, παγκάκια, τραπεηάκια εκδρομισ, καταλφματα για οικιακά ηϊα, και εκεί που το φυςικό ξφλο ςαπίηει γριγορα.

5 Ρλαςτικό ξφλο Τα γενικά χαρακτθριςτικά του πλαςτικοφ ξφλου είναι: 1. Δεν ζχει κυταρρινικι υφι και είναι περιςςότερο ιςότροπο από το φυςικό ξφλο. Δεν ςκίηεται και δεν ξεφλουδίηει με τον καιρό. 2. Ζχει μικρι επιφανειακι ενζργεια και γι αυτό δεν απορροφά χρωςτικζσ. Οι χρωςτικζσ κακαρίηονται εφκολα με τθν εφαρμογι ςυνικιςμζνων κακαριςτικϊν. 3. Είναι ανκεκτικό ςτθν υγραςία, ςτθν ανάπτυξθ βακτθριδίων και άλλων ηωυφίων. 4. Είναι ανκεκτικό ςε βανδαλιςμοφσ. 5. Αποτελεί λφςθ για τθν ανακφκλωςθ μετακαταναλωτικϊν πλαςτικϊν με μεγάλο ποςοςτό επιμολφνςεων.

6 Ρλαςτικό ξφλο Οι περιοριςμοί του πλαςτικοφ ξφλου είναι: 1. Είναι 6 φορζσ πιο εφκαμπτο από ότι το φυςικό ξφλο και δεν ςυνίςταται για χριςθ όπου θ καμπτικι αντοχι είναι εξζχουςασ ςθμαςίασ (κολϊνεσ, δοκοί, ςτθρίγματα κλπ). 2. Οι «πλαςτικζσ δοκοί» είναι 4 φορζσ βαρφτερεσ αυτϊν από φυςικό. 3. Το πλαςτικό ξφλο είναι λιγότερο ανκεκτικό ςτο ςφρςιμο από ότι το φυςικό. 4. Τα καρφιά και οι μεντεςζδεσ εξωκοφνται με τθν πάροδο του χρόνου εκτόσ τθσ μάηασ του πλαςτικοφ ξφλου, γι αυτό το λόγο προτείνεται θ χριςθ καρφιϊν ελικοειδοφσ ςτελζχουσ για καλφτερο κράτθμα. Λόγω κερμοκραςιακισ διαςτολισ και ςυςτολισ επίςθσ υπάρχει χαλάρωςθ των ςυνδζςμων και γιαυτό χρθςιμοποιοφνται κατάλλθλεσ βίδεσ.

7 Ρλαςτικό ξφλο 5. Το πλαςτικό ξφλο ζχει μικρότερο ςυντελεςτι τριβισ από ότι το φυςικό, γεγονόσ που κακιςτά καταςκευζσ όπωσ προβλιτεσ κλπ ιδιαίτερα ολιςκθρζσ όταν βρζχονται. Αυτό μπορεί να αποφευχκεί με τθν χριςθ προϊόντων κυταρρινικισ υφισ όπωσ πριονίδι. 6. Το κόςτοσ των προϊόντων από πλαςτικό ξφλο είναι 2-4 φορζσ πιο μεγάλο από αυτό του φυςικοφ ξφλου. 7. Τα προϊόντα από πλαςτικό ξφλο είναι πιο ανκεκτικά ςτθν υγραςία αλλά πιο ευαίςκθτα ςε μεταβολζσ κερμοκραςίασ.

8 Διεργαςίεσ παραγωγισ προϊόντων 1. Διεργαςίεσ που βαςίηονται ςτον ςχεδιαςμό Klobbie (Klobbie-based intrusion processes). 2. Διεργαςίεσ ςυνεχοφσ εξϊκθςθσ (continuous extrusion). 3. Διεργαςία «Reverzer». 4. Διεργαςίεσ μορφοποίθςθσ με ςυμπίεςθ (compression molding). Πλεσ οι παραπάνω διεργαςίεσ μποροφν να παράγουν προϊόντα από τροφοδοςία, μακροςκοπικά ανομοιογενϊν πλαςτικϊν μιγμάτων που μπορεί να είναι επιμολυςμζνα ωσ ζνα βακμό. Οι διεργαςίεσ ανάμικτων πλαςτικϊν περιορίηονται ςτθν παραγωγι προϊόντων μεγάλου πάχουσ, όπου οι μθχανικζσ ιδιότθτεσ δεν επθρεάηονται από τισ εςωτερικζσ ατζλειεσ.

9 Διεργαςία Klobbie Το ςφςτθμα αυτό αποτελείται από: Αρκετά μακρφ εξωκθτι, με γραμμικά καλοφπια, μεγάλθσ διατομισ, που ςτθρίηονται επάνω ςε περιςτρεφόμενο πυργίςκο, ο οποίοσ είναι βυκιςμζνοσ κατά ζνα τμιμα του εντόσ δεξαμενισ ψυκτικοφ νεροφ. Ο εξωκθτισ μαλακϊνει το κερμοπλαςτικό υλικό και το εξαναγκάηει να διζλκει μζςα από ζνα καλοφπι. Εφόςον γεμίςει το πρϊτο καλοφπι, ο πυργίςκοσ περιςτρζφεται μία κζςθ ϊςτε να αφιςει περικϊριο ςτο δεφτερο καλοφπι να γεμίςει. Κάκε γεμάτο καλοφπι περνά αργά κάτω από το επίπεδο του ψυκτικοφ νεροφ ςτθ δεξαμενι, οπότε και πραγματοποιείται ψφξθ και ςτερεοποίθςθ του περιεχομζνου του.

10 Διεργαςία Klobbie Αυτι θ διεργαςία είναι «διαςταφρωςθ» τθσ μορφοποίθςθσ με ζγχυςθ (injection molding) και με εξϊκθςθ (extrusion molding) και γι αυτό καλείται intrusion. Τυπικι ςυςκευι αυτισ τθσ κατθγορίασ είναι ο ΕΤ/1.

11 Διεργαςία ςυνεχοφσ εξϊκθςθσ Κατά τθν διεργαςία αυτι παράγονται γραμμικζσ κατατομζσ (profiles) από ανάμικτα πλαςτικά μζςω μίασ ςυνεχοφσ διεργαςίασ εξϊκθςθσ διαμζςου καλουπιϊν μεγάλθσ διατομισ, με διεργαςία που προςομοιάηει τθν ςυνεχι παραγωγι ςωλινων. Κατά τθν ςυνεχι εξϊκθςθ πρζπει να λαμβάνονται τα ακόλουκα μζτρα: Το εξωκθμζνο υλικό πρζπει να ψφχεται για μεγάλο χρονικό διάςτθμα λόγω του μεγάλου πάχουσ του καλουπιοφ. Υπάρχει δυςκολία κατά τθν ψφξθ λόγω τθσ χαμθλισ κερμικισ αγωγιμότθτασ των πολυμερϊν. Κατά τθν διάρκεια τθσ ψφξθσ υπάρχουν κερμοκραςιακζσ διαφορζσ μεταξφ του εςωτερικοφ και του εξωτερικοφ του καλουπιοφ.

12 Διεργαςία ςυνεχοφσ εξϊκθςθσ Οι πρϊτεσ φλεσ πρζπει να εξετάηονται ωσ προσ τθν ςυνεκτικότθτά τουσ. Γίνεται ζλεγχοσ των ρεολογικϊν ιδιοτιτων των πρϊτων υλϊν, όπωσ ο δείκτθσ ιξϊδουσ κα. Η απουςία ςυνεκτικότθτασ των πρϊτων υλϊν οδθγεί ςτθν δθμιουργία φυςαλίδων και ςτθν απουςία διευκυντικισ ςτακερότθτασ των προϊόντων. Για αφξθςθ τθσ αλλθλουχίασ των μετακαταναλωτικϊν προϊόντων είναι επικυμθτόσ ο διαχωριςμόσ με βάςθ τθν πυκνότθτα και θ πλφςθ των προσ ανακφκλωςθ προϊόντων.

13 Διεργαςία Reverzer Η ανάμικτθ πλαςτικι τροφοδοςία μαλακϊνει μζςα ςε χωνί και μετά αναμιγνφεται με τθ βοικεια κοχλία για να δϊςει ζνα ομοιόμορφο ρευςτό. Η μετατροπι ςε χριςιμα προϊόντα γίνεται με: 1. Μορφοποίθςθ ροισ (flow molding) Το τθγμζνο υλικό τροφοδοτείται υπό χαμθλι πίεςθ ςε λεπτά καλοφπια καταςκευαςμζνα από φφλλα μετάλλου. 2. Μορφοποίθςθ με εξϊκθςθ (extrusion molding) Το ςφςτθμα εξϊκθςθσ λειτουργεί ωσ εξωκθτισ χαμθλισ πίεςθσ που γεμίηει, μακριά γραμμικά καλοφπια. 3. Μορφοποίθςθ με ςυμπίεςθ (compression molding) Η διεργαςία αυτι παράγει προϊόντα διαφόρων ςχθμάτων ςε αντίκεςθ με τισ προθγοφμενεσ.

14 Διεργαςία με ςυμπίεςθ Η διεργαςία ςτθν ουςία αντιπροςωπεφεται από τθν μζκοδο Recyclingplas που παρουςιάςτθκε ςτο κεφάλαιο 2. Η διεργαςία αυτι δθμιουργεί προϊόντα με εξϊκθςθ και ταυτόχρονθ ςυμπίεςθ. Ρροςφζρει τθ δυνατότθτα δθμιουργίασ προϊόντων διαφόρων ςχθμάτων, με μεγάλο φάςμα εφαρμογϊν. Σε ςφγκριςθ με τθν ΕΤ/1 μπορεί να δζχεται 50% μθ κερμοπλαςτικό περιεχόμενο, αλλά προςφζρει μεγαλφτερουσ ρυκμοφσ παραγωγισ.

15 Μακροςκοπικά χαρακτθριςτικά υλικϊν από πλαςτικό ξφλο Η κατατομι ενόσ αντικειμζνου καταςκευαςμζνου 100% από ανάμικτα πλαςτικά παρουςιάηει περιοχζσ κυλινδρικισ ςυμμετρίασ, ατζλειεσ (κενά, πόρουσ) κλπ. Συνικωσ το αντικείμενο ζχει ζνα ςυνεκτικό περίγραμμα, ενϊ θ περιοχι κοντά ςτο κζντρο (πυρινασ) περιζχει πολλά κενά ι πόρουσ, που ποικίλουν ςε μζγεκοσ. Τα κενά οφείλονται ςε διάφορουσ παράγοντεσ, κάποιοι από τουσ οποίουσ κα μποροφςαν να εξαλείφουν.

16 Μακροςκοπικά χαρακτθριςτικά υλικϊν από πλαςτικό ξφλο Οι κφριοι μθχανιςμοί δθμιουργίασ ανομοιογζνειασ είναι: Κατά τθν κρυςτάλλωςθ πολυαικυλενικισ φάςθσ παρατθρείται ςυρρίκνωςθ του υλικοφ. Λόγω τθσ ογκϊδουσ φφςθσ των καλουπιϊν και του γεγονότοσ ότι τα πολυμερι δεν άγουν καλά τθν κερμότθτα, θ περιφζρεια των εξωκθμζνων προϊόντων ςτερεοποιείται πρϊτθ, προςπακϊντασ να κολλιςει ςτα τοιχϊματα του καλουπιοφ. Η κίνθςθ του υλικοφ προσ τθν περιφζρεια αφινει το κζντρο του καλουπιοφ με λίγο υλικό, το οποίο ψφχεται αργά, κρυςταλλϊνεται και μαηεφει. Η εξωτερικι επιφάνεια ζχει ιδθ ςτερεοποιθκεί, οπότε θ εξωτερικι επιφάνεια δεν αλλάηει διαςτάςεισ ενϊ δθμιουργοφνται ιςχυρά διατμθτικζσ τάςεισ ςτον πυρινα. Οι τάςεισ οδθγοφν ςτον ςχθματιςμό κενϊν.

17 Δοκιμζσ ποιότθτασ Τα τυπικά τεςτ για τθν πλαςτικι ξυλεία είναι τα ακόλουκα: Δοκιμζσ κάμψθσ (Flexural tests): Μετράται το φορτίο κάμψθσ που απαιτείται για τθν κραφςθ του υλικοφ. Δοκιμζσ εφελκυςμοφ (Tensile tests): Δείγμα λαμβάνεται και από τον πυρινα του υλικοφ και από τθν περιφζρεια. Δοκιμζσ ςυμπίεςθσ ςτθν περιοχι του πυρινα (Compression tests of the core area): Λόγω τθσ χαμθλισ μθχανικισ αντοχισ του πυρινα (μικροκενά, πόροι) δείγματα λαμβάνονται από τον πυρινα και δοκιμάηονται ςε ςυμπίεςθ. Δοκιμζσ DMTA (δυναμικισ μθχανικισ κερμικισ ανάλυςθσ): Μελετϊνται οι δυναμικζσ ιδιότθτεσ ςυνάρτθςθ κερμοκραςίασ και ςυχνότθτασ- των υλικϊν.

18 Μθχανικζσ διεργαςίεσ ανάμικτων πλαςτικϊν Ρρόςφατθ ζρευνα προτείνει τθν προςκικθ τροποποιθτϊν ςε μίγματα που αποτελοφνται από PET και HDPE προκειμζνου να ελαττωκεί θ ευκραυςτότθτά τουσ και να αυξθκεί θ αντοχι τουσ ςε κροφςθ. Ρροςκικθ κατάλλθλων τροποποιθτϊν και εντατικι ανάμιξθ του ρεφματοσ των πλαςτικϊν εντόσ εξωκθτι διπλοφ κοχλία με εςωτερικό κόςκινο, οδθγεί ςε βελτίωςθ οριςμζνων ιδιοτιτων των ανάμικτων προϊόντων. Μοντζλο ανάμικτων πολυμερϊν προτείνεται να απαρτίηεται από 70% HDPE, 15% PS, 11% PP και 4% LDPE.

19 Μθχανικζσ διεργαςίεσ ανάμικτων πλαςτικϊν Αποικοδομθτικι εξϊκθςθ: Είναι μία μορφι προεπεξεργαςίασ του ρεφματοσ των ανάμικτων πλαςτικϊν απορριμμάτων που προορίηονται για χθμικι ανακφκλωςθ, ενϊ μπορεί να αποτελζςει και αυτόνομθ διεργαςία, όπωσ ζχει αποδειχκεί πειραματικά. Στοχεφει: Στθ μοριακι «λφςθ» του δομικοφ πλζγματοσ των κερμοπλαςτικϊν και ςτθ μετατροπι τουσ ςε πολυμερικά τιγματα μικροφ μοριακοφ βάρουσ, και ωσ εκ τοφτου χαμθλοφ ιξϊδουσ, εντόσ του χϊρου εξϊκθςθσ. Στθν αποικοδόμθςθ των πλαςτικϊν δια μζςου τθσ ταυτόχρονθσ αξιοποίθςθσ των ποςϊν κερμικισ, μθχανικισ και χθμικισ ενζργειασ που παράγονται κατά τθν εξϊκθςθ.

20 Μθχανικζσ διεργαςίεσ ανάμικτων πλαςτικϊν Αποικοδομθτικι εξϊκθςθ: Στθν αποικοδόμθςθ των πλαςτικϊν προϊόντων αποςφνκεςθσ (όπωσ αζριο HCL), που δρουν παρεμποδιςτικά για τα επόμενα ςτάδια τθσ διεργαςίασ ανακφκλωςθσ, μζςω απομάκρυνςισ τουσ με απαζρωςθ και φιλτράριςμα και ςτθν ανάκτθςι τουσ προσ ςχθματιςμό νζων μονομερϊν. Στθν μετατροπι του ετερογενοφσ μείγματοσ πλαςτικϊν απορριμμάτων ςε ομογενζσ ρευςτό. Στθν ειςαγωγι εντόσ του χϊρου εξϊκθςθσ, μζςω προςβολισ με αζρα, βοθκθτικϊν ουςιϊν (όπωσ αζρα, οξυγόνο, ατμό ι καταλφτεσ) που επιταχφνουν τθ διεργαςία τθσ αποικοδόμθςθσ.

21 Μθχανικζσ/Φυςικζσ διεργαςίεσ ανάμικτων πλαςτικϊν Τα πλαςτικά απορρίμματα που πρόκειται να ανακυκλωκοφν πρϊτα αποχδροχλωριϊνονται μζςω τθσ κερμικισ λφςθσ των τμθμάτων του PVC, που αντιπροςωπεφουν τθν κφρια πθγι χλωρίου. Το αζριο HCL, που αποτελεί προϊόν αποςφνκεςθσ, αναρροφάται εκτόσ του χϊρου εξϊκθςθσ μζςω επιλεκτικισ εξαζρωςθσ. Σε αυτι τθν διεργαςία ςφςτθμα κλειδί είναι ο περιςτρεφόμενοσ, δίδυμου κοχλία, εξωκθτισ. Το μείγμα των απορριμμάτων υπό μορφι τεμαχιδίων μικουσ 8 cm και απαλλαγμζνο από μεταλλικζσ, υαλϊδεισ και κεραμικζσ προςμίξεισ, τροφοδοτείται ςτθ ςυνζχεια ςε υψθλοφσ ιςχφοσ, απλοφ ι δίδυμου κοχλία, εξωκθτι που φζρει κατάλλθλο κόςκινο ςτο ζνα του άκρο.

22 Μθχανικζσ διεργαςίεσ ανάμικτων πλαςτικϊν Ο δίδυμοσ εξωκθτισ εξυπθρετεί ςτθν τιξθ του ετερογενοφσ μείγματοσ πλαςτικϊν ςε κερμοκραςίεσ μικρότερεσ των 250 degc και ςτθν αποβολι όλων των μθ τθκόμενων ςυςτατικϊν μζςω του κοςκίνου. Το φιλτραριςμζνο τιγμα μεταφζρεται ςτθ ςυνζχεια υπό πίεςθ ςτο δεφτερο τμιμα του εξωκθτι (ςτον δίδυμο κοχλία). Το χλϊριο και τα άλλα άτομα αλογόνων αποδεςμεφονται από τον χθμικό τουσ δεςμό με τουσ υδρογονάνκρακεσ ςε χρονικό διάςτθμα λίγων sec μετά τθν ζκκεςθ του τιγματοσ ςτθν τριβι του κοχλία και ςε κεροκραςίεσ τιξθσ 400 degc.

23 Μθχανικζσ διεργαςίεσ ανάμικτων πλαςτικϊν Μελλοντικόσ ςτόχοσ τθσ διεργαςίασ αποικοδόμθςθσ εξϊκθςθσ είναι θ ανάμειξθ του προκφπτοντοσ προϊόντοσ (ομογενοποιθμζνο τιγμα) με ρεφμα ςυμβατικισ πρϊτθσ φλθσ ςε μονάδεσ παραγωγισ πλαςτικϊν και άρα θ ενςωμάτωςθ τθσ ανακφκλωςθσ ςε ιδθ υπάρχουςεσ διεργαςίεσ παραγωγισ πλαςτικϊν. Οι κφριοι λόγοι που το παραπάνω δεν ζχει υλοποιθκεί είναι ότι θ διεργαςία δεν ζχει τελειοποιθκεί και ζτςι δεν μποροφν ακόμα να εξαςφαλιςτοφν οι προδιαγραφζσ ποιότθτασ που απαιτοφνται.

24 Θερμοςκλθρυνόμενα πλαςτικά Οι κφριοι λόγοι χριςθσ των κερμοςκλθρυνόμενων πλαςτικϊν είναι: Τα κερμοςκλθρυνόμενα πλαςτικά είναι πολφ ανκεκτικά ςτθ κερμότθτα και ςτισ χθμικζσ ουςίεσ Εμφανίηουν ικανοποιθτικι ακαμψία Εμφανίηουν επιφανειακι ςκλθρότθτα Εμφανίηουν ςτακερότθτα δομισ πλζγματοσ Εμφανίηουν χαμθλι αναφλεξιμότθτα Είναι ελαφρά υλικά και είναι φυςικι επιλογι ςτισ καταςκευζσ λόγω τθσ χαμθλισ κατανάλωςθσ καυςίμων

25 Ρθγζσ Θερμοςκλθρυνόμενων πλαςτικϊν Τα κερμοςκθρυνόμενα υλικά αποτελοφν το 15% του ςυνόλου κατανάλωςθσ πλαςτικϊν υλικϊν. Τα δθμοφιλζςτερα είναι οι πολυουρεκάνεσ και τα φαινολικά που καλφπτουν το 2/3 τθσ αγοράσ των κερμοπλαςτικϊν. Σε αντίκεςθ με τα περιςςότερα κερμοπλαςτικά που απορρίπτονται ςε χϊρουσ εναπόκεςθσ ΣΔΑ, θ πλειονότθτα των κερμοςκλθρυνόμενων προϊόντων απορρίπτεται ςε χϊρουσ απορριμμάτων βιομθχανικϊν και εμπορικϊν δραςτθριοτιτων.

26 Ανακφκλωςθ κερμοςκλθρυνόμενων πλαςτικϊν Τα κερμοςκλθρυνόμενα υλικά είναι πιο δφςκολα ςτθν ανακφκλωςθ γιατί είναι δφςκολθ θ λφςθ των ςταυροειδϊν δεςμϊν. Τα κερμοςκλθρυνόμενα δεν μποροφν απλά να τθχκοφν αλλά πρζπει να κατεργαςκοφν με διαφορετικό τρόπο. Ραρόλα αυτά υπάρχουν τρόποι για τθν ανακφκλωςθ των κερμοςκλθρυνόμενων πλαςτικϊν, θ προϊκθςθ των οποίων κα οδθγιςει ςε αφξθςθ τθσ χριςθσ τζτοιου είδουσ υλικϊν ςε εφαρμογζσ.

27 Ανακφκλωςθ Θερμοςκλθρυνόμενων πλαςτικϊν Οι τεχνικζσ ανακφκλωςθσ περιλαμβάνουν ενςωμάτωςθ αλεςμζνου μετακαταναλωτικοφ προϊόντοσ ςε νζα κερμοπλαςτικά ι κερμοςκλθρυνόμενα ςυςτιματα μετά από μείωςη μεγζθουσ (δευτερογενήσ ανακφκλωςη). Άλλεσ μζκοδοι είναι: - ανάκτθςθ των πρωτογενϊν υλικϊν μζςω διεργαςιϊν υδρόλυςησ ή γλυκόλυςησ (τριτογενήσ ανακφκλωςη) και - ανάκτθςθ τθσ χθμικισ ι κερμικισ αξίασ του μθ λειτουργικοφ αντικειμζνου μζςω πυρόλυςησ και κλιβανιςμοφ (τεταρτογενήσ ανακφκλωςη).

28 Ανακφκλωςθ Ελαςτικϊν Εκτόσ από τα ελαςτικά αυτοκινιτων άλλα κερμοςκλθρυνόμενα ελαςτικά που ειςζρχονται ςτο ρεφμα των ανακυκλϊςιμων, είναι προςτατευτικζσ ηϊνεσ οδιγθςθσ, λάςτιχα ποτίςματοσ και μία ποικιλία ενιςχυτικϊν ςτοιχείων προερχόμενων από καταςκευαςτικζσ εφαρμογζσ. Μόνο οι ΗΡΑ παράγουν 250 εκ ςκάρτεσ ρόδεσ αυτοκινιτων το χρόνο. Από αυτι τθν παραγωγι μόνον το 7% ανακυκλϊνεται, το 11% αποτερφϊνεται, το 5% πωλείται ςτο εξωτερικό και το υπόλοιπο 78% καταλιγει ςτθν ταφι. Ραρά το ότι τα ελαςτικά είναι μόνον το 2% των ΣΔΑ, προκαλοφν ςθμαντικό πρόβλθμα. Το πρόβλθμα με τα ελαςτικά είναι ότι ζχουν περίεργο ςχιμα και είναι ανκεκτικά ςτο περιβάλλον.

29 Ανακφκλωςθ Ελαςτικϊν Ρρόβλθμα ςτθν ανακφκλωςθ ελαςτικϊν αυτοκινιτων είναι ότι αυτά ζχουν ενιςχυκεί με υφαςμάτινεσ ίνεσ και ατςάλινο ςφρμα. Επιπλζον τα υλικά αυτά ζχουν βουλκανιςτεί (διατθροφν τεχνθτοφσ, ιςχυροφσ, ςταυροειδισ δεςμοφσ). Η δομι, θ ελαςτικότθτα και ο όγκοσ τουσ δυςκολεφουν τθ μεταφορά και τθν μείωςθ του μεγζκουσ τουσ. Το πρόβλθμα με τθν διάκεςθ των ελαςτικϊν μετά τθν χριςθ φαίνεται από τθν ςυςςϊρευςι τουσ ςε διάφορουσ χϊρουσ επιβαρφνοντασ το περιβάλλον. Αυτοί οι χϊροι αποτελοφν πρόβλθμα για τθν δθμόςια υγεία, αφοφ παρζχουν ιδανικό χϊρο διαβίωςθσ αρουραίων, εντόμων, κουνουπιϊν.

30 Μείωςθ Μεγζκουσ Ελαςτικϊν - Η ογκϊδθσ και ανκεκτικι καταςκευι των ελαςτικϊν επιβάλλει τον τεμαχιςμό τουσ, πριν από οποιοδιποτε διεργαςία ανακφκλωςθσ. - Οι ρόδεσ προορίηονται να χρθςιμοποιθκοφν είτε ωσ πρϊτθ φλθ για τθν παραγωγι ελαςτικϊν τεμαχιδίων είτε για τθν παραγωγι καφςιμθσ φλθσ. - Η άλεςθ των ςκάρτων ελαςτικϊν και ο διαχωριςμόσ τουσ από το μζταλλο και το φφαςμα είναι αρκετά δαπανθρι κατεργαςία. - Οι πολφ καλζσ εκτατικζσ ιδιότθτεσ των ενιςχυτικϊν ινϊν ςε ςυνδυαςμό με τθν ανκεκτικότθτα του ελαςτικοφ, κακιςτά τον τεμαχιςμό των αυτόνομων κομματιϊν μια πολφ δφςκολθ διεργαςία που απαιτεί βαρφ εξοπλιςμό. - Στα μθχανιματα τεμαχιςμοφ αξιοποιοφνται κατάλλθλα περιςτρεφόμενα τμιματα εξοπλιςμζνα με μαχαίρια και επιτυγχάνεται μείωςθ μεγζκουσ του ελαςτικοφ μζςω μθχανικοφ τεμαχιςμοφ του.

31 Άλλεσ τεχνικζσ τεμαχιςμοφ 1. Η μθχανικι άλεςθ που πραγματοποιείται ςε 4 ςτάδια: τεμαχιςμόσ, διαχωριςμόσ, κοκκοποίθςθ (ςε κόκκουσ 1.7mm) και ταξινόμθςθ. 2. Η απομάκρυνςθ των μετάλλων γίνεται με τθ βοικεια μαγνθτϊν, με απόδοςθ ωσ και 95%, ενϊ θ απομάκρυνςθ των υφαςμάτινων ινϊν πραγματοποιείται μζςω ειδικϊν διατάξεων που δθμιουργοφν αζρα εντόσ του χϊρου κοπισ. 3. Η κρυογενικι άλεςθ όπου τα ελαςτικά διαβρζχονται με υγρό άηωτο και ςτθ ςυνζχεια αλζκονται ςε ςφυρόμυλουσ προσ ςχθματιςμό ςφαιριδίων με ςχετικά λεία επιφάνεια.

32 Ανάκτθςθ και Αποβουλκανιςμόσ Οι διεργαςίεσ ανάκτθςθσ και αποβουλκανιςμοφ ςτοχεφουν ςτθ μετατροπι του βουλκανιςμζνου ελαςτικοφ ςε μείγματα ελαςτομερϊν μικροφ μοριακοφ βάρουσ. Τα μείγματα μποροφν να επαναβουλκανιςτοφν προσ ελαςτομερι αρκετά καλισ ποιότθτασ. Η ανάκτθςθ και ο αποβουλκανιςμόσ ζχουν κοινά ςθμεία, όμωσ είναι ξεχωριςτζσ διεργαςίεσ. Η διεργαςία τθσ ανάκτθςθσ ζχει ωσ αποτζλεςμα το ςπάςιμο των μακριϊν ελαςτομερικϊν αλυςίδων, προσ παραγωγι ελαςτικοφ μικροφ μοριακοφ βάρουσ. Η διεργαςία του αποβουλκανιςμοφ ςτοχεφει ςτο να ςπάςει τουσ ςταυροειδισ δεςμοφσ του βουλκανιςμζνου ελαςτομεροφσ και να το καταςτιςει επαναμορφοποιοφμενο.

33 Χθμικζσ Διεργαςίεσ Αποβουλκανιςμοφ Οι ςταυροειδείσ ενδομοριακοί δεςμοί των ελαςτικϊν ςπάηουν μζςω καταλυτικά επιταχυνόμενθσ οξείδωςθσ του ελαςτικοφ ςε υψθλζσ κερμοκραςίεσ. Τα βαςικά ςτάδια τθσ διεργαςίασ είναι: 1. Τεμαχιςμόσ των ελαςτικϊν και διαχωριςμόσ από ίνεσ και μζταλλα με χριςθ κόςκινων και μαγνθτϊν 2. Κρυογενικι άλεςθ του τεμαχιςμζνου ελαςτικοφ (με υγρό άηωτο) και κονιορτοποίθςθ ςε ςφυρόμυλουσ 3. Ρροςκικθ του αντιδραςτθρίου ςτο ανακτθμζνο ελαςτικό (7 μζρθ αντιδραςτθρίου: 100 μζρθ ελαςτικοφ) και άλεςθ ςε μφλο διδφμου κυλίνδρου για 4 λεπτά. Ο μφλοσ ψφχεται με νερό για τθν απομάκρυνςθ τθσ παραγόμενθσ κερμότθτασ λόγω τριβισ. Μετά από ακόμα 4 λεπτά άλεςθσ, το υλικό είναι ζτοιμο για μορφοποίθςθ. Το προκφπτον μείγμα είναι εφκραυςτο και κολλϊδεσ. 4. Το μείγμα υπόκειται ςε βουλκανιςμό ςτουσ 150 degc για 10 λεπτά προσ παραγωγι ελαςτομερϊν χωρίσ τθ χριςθ βουλκανιςτικϊν παραγόντων.

34 Άλλεσ τεχνικζσ Αποβουλκανιςμοφ 1. Αποβουλκανιςμόσ με Υπεριχουσ Το ελαςτικό ςκάρτο εκτίκεται ςτθ δράςθ υπζρθχων όπου, με τον κατάλλθλο ςυνδυαςμό πίεςθσ και κερμοκραςίασ, λαμβάνει χϊρα θ αντίδραςθ αποβουλκανιςμοφ. Ο τομζασ αποβουλκανιςμοφ περιλαμβάνει ζναν εξωκθτι, που είναι ςυνδεδεμζνοσ με ςυςκευι παραγωγισ υπεριχων. 2. Βιοτεχνολογικόσ Αποβουλκανιςμόσ Κατάλλθλοσ μικροβιακόσ παράγοντασ καταναλϊνει τουσ πολυςουλφιδικοφσ δεςμοφσ του βουλκανιςμζνου ελαςτικοφ και αφοφ το τελευταίο ζχει υποςτεί μείωςθ μεγζκουσ. Η δράςθ του μικροβίου, και άρα θ ζκταςθ τθσ βιοτεχνολογικισ αντίδραςθσ, μπορεί να ελεγχκεί μζςω κατάλλθλθσ ρφκμιςθσ τθσ κερμοκραςίασ και του ph εντόσ του αντιδραςτιρα.

35 Ραραγωγι Καφςιμθσ Φλθσ από Ελαςτικά - Τα ελαςτικά αυτοκινιτων μποροφν να δϊςουν εξαιρετικισ ποιότθτασ καφςιμο λόγω τθσ υψθλισ κερμικισ αξίασ των δομικϊν τουσ υδρογονανκράκων. - Κάτω από ελεγχόμενεσ ςυνκικεσ καφςθσ οι εκπομπζσ ρφπων είναι χαμθλζσ ενϊ αμελθτζα είναι και θ παραγωγισ ςτάχτθσ. - Η κερμικι αξία των ελαςτικϊν από οχιματα είναι 30% μεγαλφτερθ αυτισ του άνκρακα, που είναι και το κφριο προσ αντικατάςταςθ καυςίμου ςε βιομθχανικοφσ φοφρνουσ και βραςτιρεσ και ςε εγκαταςτάςεισ παραγωγισ θλεκτρικοφ ρεφματοσ. - Επιπλζον ςυνδυάηουν τθν υψθλι κερμικι αξία με το ςχετικά χαμθλό περιεχόμενο ςε κείο.

36 Ραραγωγι Καφςιμθσ Φλθσ από Ελαςτικά Γενικά οι ρόδεσ δεν είναι εφκολο να αποτεφρωκοφν ςε μθ ελεγχόμενο περιβάλλον λόγω του υψθλοφ ρυκμοφ εκλυόμενθσ κερμότθτασ. Η αποτζφρωςθ των ελαςτικϊν δε κεωρείται θ καλφτερθ επιλογι ςτο κζμα τθσ ανακφκλωςισ τουσ, διότι θ εκλυόμενθ κερμότθτα καφςθσ αντιςτοιχεί μόνον ςτο 1/5 τθσ ςυνολικισ ενζργειασ που επενδφεται ςτο προϊόν κατά τθν καταςκευι του. Η επίςθμθ κζςθ τθσ EU πάνω ςτο κζμα είναι ότι θ τεχνολογία αποτζφρωςθσ κα προωκείται ωσ λφςθ μόνο όταν δε κα περιορίηει το υπάρχον απόκεμα ελαςτικϊν προσ παραγωγι ςκάρτων τεμαχιδίων.

37 Εφαρμογζσ ανακυκλϊμενων κερμοςκλθρυνόμενων πλαςτικϊν - Στθν πρϊτθ κατθγορία (rebonding) ανικουν οι εφαρμογζσ που κζλουν το πλαςτικό ςε αλεςμζνθ μορφι και ςε ςυνδυαςμό με κολλϊδεσ ςυνδετικό υλικό. Χαρακτθριςτικό παράδειγμα αυτισ τθσ κατθγορίασ αποτελοφν τα επαναςυνδεόμενα εφκαμπτα αφρϊδθ PUR υλικά, που αξιοποιοφνται ωσ βάςεισ χαλιϊν. - Στθ δεφτερθ κατθγορία εφαρμογϊν (filling) το αλεςμζνο πλαςτικό αξιοποιείται ωσ πλθρωτικό υλικό μιασ πρωτογενοφσ κερμοπλαςτικισ ι κερμοςκλθρυνόμενθσ μιτρασ. Εδϊ ζνα μικρό ποςό κερμοςκλθρυνόμενου πολυμεροφσ πλθρϊνει μία ςχετικά μεγάλθ ποςότθτα κερμοπλαςτικοφ.

38 Ανακφκλωςθ Μθχανικϊν Ρλαςτικϊν Μθχανικά πλαςτικά (engineering plastics) είναι τα πολυμερικά υλικά που μορφοποιοφνται με ςκοπό τθ χριςθ τουσ ωσ εξαρτιματα θλεκτρικϊν και θλεκτρονικϊν ςυςκευϊν, μεγάλου φάςματοσ εφαρμογϊν. Τα μθχανικά πλαςτικά αντικακιςτοφν εξαρτιματα καταςκευαςμζνα από διάφορα υλικά (γυαλί, μζταλλα) Οι λόγοι που προωκοφνται τα μθχανικά πλαςτικά είναι: 1. Οικονομικότερθ διαχείριςθ υλικοφ 2. Μείωςθ βάρουσ άρα και τθσ ενζργειασ που καταναλϊνεται 3. Αφξθςθ χρόνου ηωισ (αντοχι ςε ςκλθρζσ ςυνκικεσ) 4. Εφκολθ και γριγορθ μορφοποίθςθ

39 Ανακφκλωςθ Μθχανικϊν Ρλαςτικϊν Για τθν ανακφκλωςθ μθχανικϊν πλαςτικϊν απαιτοφνται τα ακόλουκα: 1. Συλλογι ςυςκευϊν 2. Αποςυναρμολόγθςθ των εξαρτθμάτων 3. Διαχωριςμόσ των πλαςτικϊν από μθ πλαςτικζσ φλεσ αλλά και ςτα είδθ τουσ 4. Λεπτομερισ κακαριςμόσ τουσ 5. Μεταφορά υλικοφ ςτουσ χϊρουσ ανάκτθςθσ 6. Οικονομικά και περιβαλλοντικά αςφαλι ανακφκλωςθ πλαςτικϊν 7. Εντοπιςμόσ αγορϊν ικανϊν να απορροφιςουν τα ανακυκλωμζνα προϊόντα.

40 Ανακφκλωςθ Μθχανικϊν Ρλαςτικϊν Ζμφαςθ ζχει δοκεί ςτθν ανακφκλωςθ οχθμάτων αφοφ το ποςοςτό πλαςτικϊν ςτα οχιματα ζχει αυξθκεί από 2% κ.β. ςε πάνω από 20% κ.β. Επίςθσ θ Ε.Ε ζχει απαιτιςει το 2015 τα οχιματα που κα κυκλοφοροφν να είναι κατά 95% κ.β. ανακυκλϊςιμα. Για τθν ανακφκλωςθ τμθμάτων οχθμάτων ακολουκοφνται τα παρακάτω ςτάδια: 1. Συλλογι των οχθμάτων. Αυτό πραγματοποιείται ςτισ μζρεσ μασ με τθν μζκοδο τθσ απόςυρςθσ οχθμάτων. 2. Αποςυναρμολόγθςθ του οχιματοσ 3. Διαχωριςμόσ των τμθμάτων βάςθ του υλικοφ καταςκευισ (πλαςτικό) 4. Κακαριςμόσ

41

42

43 Ανακφκλωςθ Μθχανικϊν Ρλαςτικϊν Οι ςυςκευζσ που αποςφρονται ςιμερα δεν πλθροφν τισ προδιαγραφζσ ανακυκλϊςιμων προϊόντων αφοφ ζχουν μικρό περιεχόμενο ςε πολυμερζσ, δεν ζχουν ςιματα που δθλϊνουν τον τφπο τουσ και προζρχονται από πολλζσ πθγζσ πρϊτθσ φλθσ. Το in-house code (μαρκάριςμα) προωκεί τθν ανακφκλωςθ, παρόλα αυτά δεν υπάρχει ενιαίοσ κϊδικασ ςιμερα. Υπάρχει πρόταςθ να χρθςιμοποιείται κϊδικασ κατά ISO. Η βιομθχανία αυτοκινιτου για να διευκολφνει τθν διαλογι και τθν ανακφκλωςθ, τείνουν να απλοποιιςουν τθν ςφνκεςθ των προϊόντων τουσ με το να χρθςιμοποιεί είτε ζνα είδοσ πολυμεροφσ, είτε να αξιοποιεί νζα υλικά που είναι εφκολο να ανακτθκοφν.

44 Ανακφκλωςθ πλαςτικϊν τθσ Nissan

45 Ανακφκλωςθ Μθχανικϊν Ρλαςτικϊν Από τα πλαςτικά που χρθςιμοποιοφνται κατά κόρον ςτα οχιματα ξεχωρίηει το PP ( αποτελεί το 50% των πλαςτικϊν εξαρτθμάτων) (για παράδειγμα προφυλακτιρεσ). Οι λόγοι που χρθςιμοποιείται το PP είναι ότι ζχει καλζσ μθχανικζσ ιδιότθτεσ, είναι ελαφρφ αλλά είναι και εφκολα μορφοποιιςιμο ςε διάφορα ςχιματα αλλά και μπορεί να βαφεί και ςε διάφορα χρϊματα. Μετά τθ διαλογι ακολουκεί άλεςθ και κακαριςμόσ των πλαςτικϊν εξαρτθμάτων, που περιλαμβάνει πλφςιμο για απομάκρυνςθ ςκόνεσ, ξζνα ςϊματα, μεταλλικϊν τεμαχιδίων και αλουμινίου ι και άλλων επιμολυντϊν. Ο εντοπιςμόσ των επιμολυντϊν μπορεί να βοθκθκεί από τθν χριςθ ανιχνευτϊν μετάλλων.

46

47 Ανακφκλωςθ Μθχανικϊν Ρλαςτικϊν Το κακαρό ανακυκλωμζνο PP διατθρεί τισ μθχανικζσ του ιδιότθτεσ κατά 95% ςε ςχζςθ με το παρκζνο, και ζχει τισ ίδιεσ δυνατότθτεσ μορφοποίθςθσ ςε ςχζςθ με το αρχικό υλικό. Ζτςι οι προφυλακτιρεσ που καταςκευάηονται από 100% ανακυκλωμζνο PP είναι ςχεδόν όμοιοι με αυτοφσ που γίνονται από παρκζνο υλικό. Πταν ανακυκλϊνονται προϊόντα διαφορετικισ προζλευςθσ και απόχρωςθσ τότε προκφπτουν προϊόντα κατϊτερθσ ποιότθτασ. Η μόνθ λφςθ είναι να προςτεκεί μαφρο χρϊμα (άνκρακασ) ϊςτε το τελικό προϊόν να λάβει μαφρθ απόχρωςθ.

48 Ανακφκλωςθ Μθχανικϊν Ρλαςτικϊν Μζκοδοι ανακφκλωςθσ μθχανικϊν πλαςτικϊν είναι οι ακόλουκοι: 1. Χθμικι ι και μθχανικι ανακφκλωςθ των αφρωδϊν κακιςμάτων από PUR προσ εφκαμπτα αφρϊδθ κακίςματα ι θχομονωτικά. 2. Άλεςθ των πλαςτικϊν και ανάμιξθ τουσ με παρκζνο υλικό για παρόμοιεσ, με τον προθγοφμενο κφκλο ηωισ τουσ, εφαρμογζσ ι για άλλεσ λιγότερο απαιτθτικζσ από άποψθ ποιότθτασ. 3. Ανακφκλωςθ των παλιϊν προφυλακτιρων προσ νζουσ προφυλακτιρεσ/οροφζσ/ταμπλϊ αυτοκινιτων/καροτςάκια για μεταφορζσ. 4. Ανακφκλωςθ κιβωτίων μπαταριϊν προσ καφάςια και ςυςτιματα άρδευςθσ.

49 Ανακφκλωςθ Μθχανικϊν Ρλαςτικϊν Τα κυριότερα προβλιματα ςτθν ανακφκλωςθ των μθχανικϊν πλαςτικϊν είναι: 1. Δυςκολία κατά τθν ταυτοποίθςθ των διαφόρων πλαςτικϊν ςτα είδθ τουσ 2. Ραρουςία μετάλλων τα οποία πρζπει να διαχωριςτοφν από το πλαςτικό που είναι επικολλθμζνα και να απομακρυνκοφν 3. Ραρουςία αλογονωμζνων αναςταλτικϊν και επιβραδυντικϊν ουςιϊν φωτιάσ (που ςχθματίηουν τοξικά μείγματα κατά τθν κατεργαςία των πλαςτικϊν).

50 Τριτογενισ Ανακφκλωςθ Η δευτερογενισ διεργαςία εξϊκθςθσ πολυμερικοφ τιγματοσ μζςω φιλτραρίςματοσ, αλλά και οποιαδιποτε άλλου τφπου δευτερογενοφσ ανακφκλωςθσ παρζχει ζνα αρκετά καλό επίπεδο κακαριςμοφ των επεξεργαηόμενων υλικϊν, αφαιρϊντασ, ςχεδόν εξολοκλιρου, κάκε αδιάλυτθ επιμόλυνςθ με τθ βοικεια ειδικοφ φίλτρου. Το προϊόν τθσ ανακφκλωςθσ ζχει αρκετά καλι ποιότθτα αλλά όχι ςυγκρίςιμθ με το παρκζνο υλικό. Γιϋ αυτό και αποκλείεται από τθν χριςθ ςε εφαρμογζσ που κζλουν το προϊόν να ζρχεται ςε άμεςθ επαφι με τθν ςυςκευαςία (πχ τρόφιμα κλπ). Οι παραπάνω λόγοι οδιγθςαν ςτθν ανάγκθ εξζλιξθσ τθσ τριτογενοφσ ανακφκλωςθσ πλαςτικϊν απορριμμάτων.

51 Τριτογενισ Ανακφκλωςθ Η τριτογενισ ανακφκλωςθ περιλαμβάνει ζνα ευρφ φάςμα διεργαςιϊν, που διαχωρίηονται ςε δφο μεγάλεσ κατθγορίεσ με βάςθ το είδοσ του πολυμεροφσ που ανακυκλϊνεται: Στθ Χημική Ανακφκλωςη, όπου με βοικεια χθμικϊν αντιδράςεων επιτελείται ςχάςθ των πολυμερικϊν δεςμϊν (αποπολυμεριςμόσ). Τα προκφπτοντα μονομερι ι ολιγομερι υφίςτανται λεπτομερι κακαριςμό και ςτθ ςυνζχεια επαναπολυμεριςμό προσ νζα πολυμερι. Κυρίωσ χρθςιμοποιείται για πολυμερι προςκικθσ. Στθ Θερμική Ανακφκλωςη, όπου θ λφςθ των πολυμερικϊν αλυςίδων επιτελείται μζςω καταλυτικϊν ι κερμικϊν μεκόδων, θ ςθμαντικότερθ εκ των οποίων είναι θ διεργαςία τθσ πυρόλθςθσ. Οι διεργαςίεσ αυτισ τθσ κατθγορίασ χαρακτθρίηονται για τθ ςφοδρότθτα των ςυνκθκϊν πίεςθσ και κερμοκραςίασ και ωσ εκ τοφτου για τον τρόπο με τον οποίο επεμβαίνουν ςτθν πολυμερικι δομι.

52 Χθμικι Ανακφκλωςθ Ρλαςτικϊν Αφοφ τα πλαςτικά ςυλλεχκοφν και διαχωριςκοφν, διοχετεφονται υπό αλεςμζνθ και κακαρι μορφι ςτουσ χθμικοφσ αντιδραςτιρεσ, όπου λαμβάνουν χϊρα οι χθμικζσ αντιδράςεισ του αποπολυμεριςμοφ. Είναι ςθμαντικό θ τροφοδοςία να αποτελείται από ζνα είδοσ πολυμεροφσ και θ παρτίδα των πλαςτικϊν να ζχει το ίδιο ιςτορικό. Το τελευταίο ςυντελεί, ςε μεγάλο βακμό, ςτον ζλεγχο των επιπζδων επιμόλυνςθσ τθσ τροφοδοςίασ. Η χθμικι ανακφκλωςθ εκμεταλλεφεται τθν, από τθ φφςθ τθσ, αμφίδρομθ αντίδραςθ πολυμεριςμοφ μετατοπίηοντασ τθ κζςθ ιςορροπίασ τθσ προσ τθ μεριά ςχθματιςμοφ μονομερϊν. Είναι δυνατόν να επιλεχκεί από τθν πολυμερικι δομι κάποιο μονομερζσ ι ολιγομερζσ με πρόκλθςθ κατάλλθλθσ αντίδραςθσ ςχάςεωσ τθσ πολυμερικισ αλυςίδασ.

53 Χθμικι Ανακφκλωςθ Ρλαςτικϊν Το μοντζλο των χθμικϊν διεργαςιϊν αναγζννθςθσ των δομικϊν μονάδων προβλζπει τθν εφαρμογι τθσ κατάλλθλθσ αντίδραςθσ που κα προςδιορίςει τθ φφςθ των λαμβανόμενων προϊόντων. Οι τρεισ δθμοφιλζςτερεσ αντιδράςεισ που εφαρμόηονται ςιμερα είναι: Μεκανόλυςθ (Methanolysis) Υδρόλυςθ (Hydrolysis) Γλυκόλυςθ (Glycolysis)

54 Θερμικι Ανακφκλωςθ Ρλαςτικϊν Οι τρεισ δθμοφιλζςτερεσ περιπτϊςεισ κερμικισ ανάκτθςθσ πλαςτικϊν που εφαρμόηονται ςιμερα είναι: Η πυρόλυςθ (pyrolysis) Η υδρογόνωςθ (hydrogenation) Η αεριοποίθςθ (gasification) Οι διεργαςίεσ αυτζσ κρίνονται κατάλλθλεσ για κατεργαςία πολυμερϊν προςκικθσ, ενϊ θ πλαςτικι τροφοδοςία δεν είναι απαραίτθτο να διατίκεται ςε κακαρι μορφι. Τα πλαςτικά και τα κομμιϊδθ αντικείμενα είναι κακοί αγωγοί τθσ κερμότθτασ οπότε για να γίνει θ ςχάςθ των μακρομορίων απαιτοφνται πολφ μεγάλα ποςά ενζργειασ και περίπλοκεσ εγκαταςτάςεισ υψθλοφ λειτουργικοφ κόςτουσ.

55 Ρυρόλυςθ πλαςτικϊν απορριμμάτων Η πυρόλθςθ πλαςτικϊν απορριμμάτων και των χρθςιμοποιθμζνων ελαςτικϊν των αυτοκινιτων ζχει πραγματοποιθκεί ςε διάφορεσ διατάξεισ όπωσ: Δεξαμενζσ τιξθσ Υψικαμίνουσ Αντιδραςτιρεσ εμβολικισ ροισ Ρεριδινϊμενεσ κάμινουσ Θαλάμουσ υψθλϊν κερμοκραςιϊν Αντιδραςτιρεσ ρευςτοςτερεάσ κλίνθσ

56 Υδρογόνωςθ πλαςτικϊν απορριμμάτων Η ποιότθτα του πετρελαίου πυρόλυςθσ ςυχνά δεν πλθροί τισ προδιαγραφζσ για τα καφςιμα. Η απουςία ατμόςφαιρασ H2 κατά τθ διάρκεια τθσ πυρόλυςθσ ζχει ωσ ςυνζπεια, το προκφπτον καφςιμο πετρζλαιο να περιζχει κλάςματα με ςχετικά υψθλό ςθμείο βραςμοφ, αλλά ςυχνά και επικίνδυνεσ για το περιβάλλον κειοφχεσ και χλωριοφχεσ ουςίεσ. Τα προβλιματα αυτά μποροφν να παρακαμφκοφν μζςω τθσ ζκκεςισ τουσ ςε ατμόςφαιρα Η2 υπό πιζςεισ άνω των 100atm. Ρρόκειται για τθν υδρογόνωςθ ι υδρογονωδιάρρθξθ των πλαςτικϊν. Η διάρρθξθ και θ υδρογόνωςθ είναι ςυμπλθρωματικζσ διεργαςίεσ αφοφ, θ αντίδραςθ διαρριξεωσ είναι ενδόκερμθ και θ αντίδραςθ υδρογόνωςθσ εξϊκερμθ. Η παραγόμενθ κερμικι ενζργεια απομακρφνεται με τθν χριςθ ψυχροφ Η2 που δρα ωσ ψυκτικό.

57 Αεριοποίθςθ πλαςτικϊν απορριμμάτων Η αεροποίθςθ των ΣΔΑ αποτελεί μία εναλλακτικι μζκοδο αξιοποίθςθσ των απορριμμάτων που αρκετζσ εταιρίεσ, ςυμπεριλαμβανομζνου των Shell και Texaco. Η αεροποίθςθ ζχει γίνει αποδεκτι ωσ αρκετά ςυμφζρουςα λφςθ για τθν μείωςθ του όγκου των απορριμμάτων ςτισ χωματερζσ. Η μζκοδοσ πλεονεκτεί ςε ςχζςθ με τθν πυρόλυςθ και τθν υδρογονωτικι διάςπαςθ ςτο ότι μπορεί να διαχειριςκεί με επιτυχία τα ςτερεά απορρίμματα, χωρίσ να λάβει χϊρα κανζνα είδουσ διαλογι. Η διεργαςία τθσ αεροποίθςθσ λειτουργεί ςε ςκλθρότερεσ ςυνκικεσ από τθν πυρόλυςθ, αφοφ θ κερμοκραςίεσ και οι πιζςεισ λειτουργίασ τθσ κυμαίνονται πάνω από 900 C και 60bar.

58 Τεταρτογενισ Ανακφκλωςθ Ο κλιβανιςμόσ (incineration) αποτελεί ανεξάρτθτθ μζκοδο διαχείριςθσ απορριμμάτων που αξιοποιεί απορρίμματα ωσ πθγζσ κερμικισ ενζργειασ. Η δευτερογενισ ανακφκλωςθ των πλαςτικϊν, ςυντελεί ςτθν αιςκθτι μείωςθ των επιπρόςκετων ποςϊν ενζργειασ που απαιτοφνται για τθν προετοιμαςία καινοφργιων πλαςτικϊν αντικειμζνων. Η τριτογενισ ανακφκλωςθ πλαςτικϊν παρζχει τεχνικζσ για τθν ανάκτθςθ των «ενεργειακϊν» πολυμερικϊν μονάδων, δθλαδι των μονομερϊν και των πρωτογενϊν υλϊν (πετροχθμικϊν), μζςω διεργαςιϊν ζμμεςθσ μετατροπισ των πλαςτικϊν ςε ενζργεια. Ο πλζον κατάλλθλοσ τρόποσ για γριγορθ και άμεςθ μετατροπι των πλαςτικϊν ςε ενζργεια είναι θ αποτζφρωςθ εντόσ ςφγχρονων εγκαταςτάςεων, όπου τα εκπεμπόμενα ποςά δεςμεφονται και αποκθκεφονται, με ςκοπό να καλυφκοφν ποικίλεσ ενεργειακζσ απαιτιςεισ.

59 Σφγχρονεσ Τεχνικζσ Κλιβανιςμοφ Ελαχιςτοποιοφν το πρόβλθμα εκπομπισ τοξικϊν ουςιϊν. Σιμερα ςτθν Ε.Ε. θλεκτρονικά ελεγχόμενοι αποτεφρωτιρεσ λειτουργοφν ςε κερμοκραςίεσ άνω των 850 C και επιτυγχάνουν υψθλοφσ ρυκμοφσ ανάφλεξθσ των απορριμμάτων, ικανοποιϊντασ ζτςι τισ πρόςφατεσ οδθγίεσ για τθ ςωςτι λειτουργία τουσ. Μία ςφγχρονθ εγκατάςταςθ κλιβανιςμοφ δφναται να παράγει περιςςότερο από 500KWh θλεκτρικισ ενζργειασ για κάκε τόννο ΣΔΑ. Αν όλεσ οι χϊρεσ τθσ Ευρϊπθσ διαχειρίηονταν τα ΣΔΑ με αυτόν τον τρόπο το 3-4% τθσ οικιακισ θλεκτρικισ ενζργειασ κα καλφπτονταν μζςω τθσ παραγόμενθσ ενζργειασ των αποτεφρωτιρων.

60 Σφγχρονεσ Τεχνικζσ Κλιβανιςμοφ Τα οικιακά απορρίμματα μποροφν να κεωρθκοφν ωσ μίγμα καφςιμων, μθ καφςιμων υλικϊν και υγραςίασ. Για οικονομικά ςυμφζρουςα καφςθ των απορριμμάτων (χωρίσ τθν προςκικθ βοθκθτικοφ καυςίμου), κα πρζπει θ ςφςταςθ τουσ, όςον αφορά τα τρία παραπάνω ςυςτατικά, να είναι: Υγραςία λιγότερθ από 50% Καφςιμα υλικά περιςςότερα από 25% Μθ καφςιμα υλικά (π.χ. χϊματα, απορρίμματα κιπων κλπ) λιγότερο από 60% Κατά τον κλιβανιςμό τα ΣΔΑ υφίςτανται προ-επεξεργαςία με ςκοπό τθν απομάκρυνςθ των υλικϊν που δεν αναφλζγονται και δυςχεραίνουν το ζργο τθσ καφςθσ, όπωσ μζταλλα και γυαλί.

61 Ρεριβαλλοντικόσ Ζλεγχοσ Αποτεφρωτιρων Τισ περιςςότερεσ επικρίςεισ κατά τθν αποτζφρωςθ τθν δζχεται το PVC. Συγκεκριμζνα κζματα προσ επίκριςθ είναι: PVC και διοξίνεσ PVC και HCL Ρλαςτικά και βαρζα ι ελαφρά μζταλλα Οι διοξίνεσ είναι μία οικογζνεια χθμικϊν ενϊςεων, ςχετικά χαμθλισ τοξικότθτασ, αν και κάποιεσ από αυτζσ είναι ενδεχόμενα επικίνδυνεσ. Ζχει παρατθρθκεί, ότι ο ςχθματιςμόσ των ενϊςεων αυτϊν αυξάνει ςθμαντικά κατά τθ διάρκεια τθσ καφςθσ των απορριμμάτων. Διοξίνεσ μποροφν να ςχθματιςτοφν κατά τθν καφςθ του PVC, αλλά και από τθν καφςθ κάκε οργανικοφ υλικοφ που περιζχει χλϊριο.