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【關鍵詞】:放空天然氣;回收利用技術;現狀;發展趨勢
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
氣田開發過程中,天然氣放空不可避免,盡管放空的天然氣都進行了點燃,對環境的污染降到了最低,但資源沒有得到充分的利用,也存在著一定的安全隱患,合理回收利用放空天然氣資源已成為當務之急。
1我國主要油田放空天然氣回收利用情況
目前,我國較為大型的油田有勝利油田、大港油田、大慶油田等,這些油田為我國提供了優質的石油能源與天然氣資源,對我國社會建設與經濟發展具有重要的促進作用。在油田的經營管理過程中,不僅需要加強對石油生產的控制,同時,還需要對放空天然氣的回收利用進行嚴格的監管。這些油田明天放空的天然氣量各不相等,其中以勝利油田放空天然氣量最多。在進行放空天然氣的回收利用過程中,主要采用燃氣發電、分子篩脫水、CNG壓縮等措施,并伴有液化石油氣、壓縮天然氣、輕烴化合物等產物出現,為相關工業用戶提供可靠的燃料,另外,這些回收產物還可以用于發電,以便最大化地提高放空天然氣的回收利用效率。雖然,我國大部分油田已經將放空天然氣的回收利用作為重要的工作對待,但是受到技術、資金等的限制,對放空天然氣的回收利用效率還有待提高,需要相關技術人員創新思路,積極研究新型技術,以最大化提高放空天然氣的回收利用效率。
2放空天然氣回收利用技術現狀
目前,放空天然氣回收利用技術主要包括以下幾個方面:壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)、吸附天然氣(ANG)、水合物(NGH)、天然氣發電(GTW)、溴化鋰直燃機等。
2.1 CNG裝卸技術
根據氣田天然氣生產的特點和井場條件,在道路交通狀況較好的情況下,采用CNG裝卸技術回收放空天然氣。放空的天然氣在井口經過處理后,用壓縮機將其增壓,再充裝到CNG 罐車并拉運至卸氣站,通過卸氣工藝將壓縮的天然氣卸入已建集氣管線,從而實現回收利用。
2.1.1 CNG充裝技術
CNG充裝主要是完成天然氣脫水與增壓的過程,即將天然氣脫水達到 CNG 運輸標準后,通過壓縮機增壓后充裝到CNG拖車中。按照脫水裝置在工藝流程中的位置分為前置脫水工藝和后置脫水工藝,一般國內生產工藝采用后置脫水較
多。
2.1.2 CNG卸氣技術
CNG拖車將增壓的零散井天然氣運至CNG卸氣站。通過卸氣柱,將拖車中增壓的天然氣減壓后輸入輸氣干線,同時水套爐對減壓系統進行加溫,防止減壓后管道出現低溫情況。當拖車壓力和輸氣管道壓力平衡后,自動啟動 CNG 卸氣壓縮機,將拖車中低于管線壓力的剩余天然氣增壓后,再輸入輸氣干線。
放空天然氣 CNG 回收技術是目前油氣田開發過程中對偏遠零散井實施放空天然氣回收的有力途徑,無需大量投資建設輸氣管網,建設周期短,受其余已建設施和場地的限制小。此項技術所需的各類設備均可采用分合撬的方式,將各工藝設備分為相對獨立又有密切關系的多個單元,每個小撬能實現一個工藝要求,并可根據不同需求進行拆分、組合、調換,組成一個完整的放空天然氣回收處理站,當放空量遞減后可將各橇裝設備調遷到其余零散井重復利用。
2.2液化天然氣(LNG)
LNG 的儲存必須要將氣態天然氣經過凈化處理,即脫水、脫烴、脫酸性氣體等工藝處理后,再經一連串的超低溫液化工藝處理成為液態,一般采用丙烷預冷的混合制冷液化技術。使用LNG技術回收放空天然氣,其優點是較CNG的存儲量大,相對于CNG在儲存、運輸與使用等方面都有顯著的優勢。但由于凈化、液化工藝復雜,設備投資較大,運行費用較高。
LNG 技術還存在幾個難題:即由于組分差異和溫度差異造成的 LNG 分層而產生的渦旋,渦旋會引起LNG內部能量勢的改變,從而導致LNG儲存失穩,產生重大安全隱患;其運輸方式一般采用高壓超低溫工況,對儲罐的材料性能要求高,因此,在生產和儲運過程中有很高的危險性。
2.3吸附天然氣(ANG)
ANG技術是在儲罐中裝入一種具有豐富的微孔結構和巨大內表面積的吸附劑,這種吸附劑比表面積高,在常溫、中壓工況下可將天然氣吸附存儲其中。與CNG 相比,ANG技術應用在放空天然氣回收領域時,其優點就是在較低的壓力(3.5~6.0MPa)即可以達到高壓(20MPa)時CNG的存儲密度,其投資和操作費較低,僅為CNG的一半,儲罐形狀和材質多樣化,選擇余地大、質輕、低壓, 安全性能更好,對儲氣設備耐壓性能要求不高,投資費用低,使用方便等優點。
目前,ANG技術還存在以下幾個技術難題:(1)在相同儲存容積下的有效儲氣密度,相對于CNG及LNG的吸附存儲量低得多,分別為CNG的約2/3、LNG的約1/5;(2)天然氣吸附與釋放過程中所產生的熱效應問題尚未取得突破性進展;(3)天然氣中的重組分在釋放過程中的滯留問題尚未得到解決;(4)活性碳類材料吸附劑的研發處于瓶頸階段,至今尚未取得明顯效果。
2.4天然氣水合物(NGH)
天然氣水合物(NGH)是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的物質,是一種具有籠形化學結構、外觀類似于冰的結晶化合物。在標準狀況下,1m3的天然氣水合物相當于標況時150~200m3的天然氣。利用NGH回收儲存放空天然氣,對天然氣的預處理要求低,安全可靠、費用低;具有儲存空間小的優點,而且它較氣態、液態天然氣更安全;存儲條件容易滿足,能夠在標準溫度-10~0℃和壓力0.1~1MPa的條件下保存。
目前,NGH 技術還存在的技術難題是:水合物的大規模快速生成、固化成型、集裝和運輸過程中的安全問題,以及如何尋找適合實際工業生產且經濟合理的工藝流程,從而滿足 NGH 的高密度、高儲能特性。
2.5天然氣發電技術
在油田開采生產過程中,利用天然氣進行發電,已經是一種較為純熟的技術。目前,對放空天然氣的回收利用也可以采用天然氣發電技術,即是將放空天然氣進行充分地燃燒,并通過相關余熱回收裝置對高溫煙氣進行回收,以供發電之用。這種技術投入成本較低,工藝簡單,同時有效地降低了對原油的消耗,能夠大大地提高油田的經濟效希。
2.6溴化鋰直燃機
溴化鋰直燃機可以天然氣為能源,以溴化鋰-水為二元工質,利用吸收器-發生器組實現吸收式制冷循環原理,以達到制取冷熱水、供夏季制冷和冬季采暖用或同時供冷水和熱水的目的。利用溴化鋰直燃機回收利用放空天然氣,天然氣直接在溴化鋰吸收式機組的高壓發生器中燃燒產生高溫火焰作為熱源,具有以下幾個優點:(1)在真空狀態下運行,沒有高壓爆炸危險,安全可靠;(2)制冷、采暖和熱水供應兼用,一機多功能;(3)用戶不需要另設鍋爐房或蒸汽外網,只需少量電耗和冷卻水系統;(4)結構緊湊,機房占用面積小,使用操作方便。
目前,溴化鋰直燃機技術還存在以下幾個問題:氣密性要求高,漏入微量的空氣也會影響冷水機組的性能;腐蝕性強,需要開發更加耐腐蝕的材料;需配用冷卻能力較大的冷卻塔,配套設施復雜。
3放空天然氣回收利用技術的發展趨勢
3.1放空天然氣回收利用技術朝著信息化的方向發展
針對如上關于目前我國油田所使用的放空天然氣回收利用技術的描述可知,目前放空天然氣回收利用技術已經逐漸普及至石油的各個方面及領域,因此,筆者認為,該技術的發展前景是非常好的。然而,就目前的發展來看,該技術主要是以手動的控制為主,那么隨著信息網絡技術日益發展與更新,筆者認為,放空天然氣回收利用技術應該與信息化技術連接起來,這樣可以為人們帶來極大的方便。筆者在此就設計出了一個原理,就是將該技術與信息技術相結合運行。首先要借用計算機的一個軟件,即VPN。VPN的意思是“虛擬專用網絡”,它是“Virtual Private Network”的縮寫。VPN技術指的就是一種運用身份驗證、密碼以及隧道協議等在公共網絡上構建專用性的網絡的技術。這樣的網絡既可以是某一個區域內的局域網,又可以是整個因特網。在這樣的網絡中,大家互相通信,在通信時,并不需要光纜等有線的物理線路的鋪設,而是在一種具有動態作用的資源下進行運轉和工作。這就使得VPN可以節省很多材料(主要是光纜),創造出高效益,并可以使局域網逐漸擴展為遠程網絡及遠程計算機。天然氣放空回收利用技術與計算機技術進行一定的結合與聯系,能夠在很大程度上使得天然氣放空回收利用技術數字化,為實際的工作帶來了極大的便捷。
3.2放空天然氣回收利用技術朝著脫烴工藝技術發展
筆者根據相關的工作經驗以及查閱相關文獻資料了解到,目前放空天然氣之中還存在著多烴基類化合物,這會影響到天然氣的使用性能。那么,放空天然氣回收利用技術朝著脫烴工藝技術而發展,這對提高天然氣的性能以及回收率起到了十分重要的作用。目前常用的脫烴技術為外冷脫烴和膨脹制冷脫烴。塔里木油田XXX作業區采用的是分子篩脫水和J-T閥制冷工藝。可以生產出合格的液化氣和輕烴。而冀東油田XXX裝置采用分子篩脫水、丙烷外冷+膨脹制冷脫烴(溫度為-84℃)生產合格的液化氣和輕烴
4 結語
隨著世界能源格局不斷變化,傳統石油石化能源日益枯竭,以及國家對節能環保措施的不斷深化,回收利用放空天然氣技術已經取得了初步成效,但節能環保工作任重道遠,對戈壁、沙漠中仍在放空的大量油田伴生氣應抓緊進行回收。一方面,科研工作者應不斷尋求探索新技術應用于該領域,大膽創新,使用新方法、新技術、新設備,不斷完善現有技術工藝設備,提高天然氣利用率;另一方面,國家應采取相應政策鼓勵有能力的企業進軍戈壁、沙漠,積極投入到回收、利用放空天然氣的工作當中,不斷完善天然氣集輸系統,減少天然氣放空,創造可觀的經濟效益的同時,減少環境污染,獲得良好的社會效益。
參考文獻:
[1]許維秀,李其京.天然氣的非管輸儲運技術與展望[J].油氣儲運,2007,26(2)
【關鍵詞】 城市建設;工業污水;處理;回收利用;研究
近年來,隨著我國社會經濟的快速發展和城市化建設進程的不斷加快,城市工業發展過程中的污水問題依然成為阻礙其可持續發展的瓶頸,同時對資源節約型和環境友好型社會的構建非常的不利,因此加強對城市工業污水處理與回收利用的研究,具有非常重大的現實意義。
1 城市工業污水處理中的基本方法
從實踐來看,隨著近年來城市化建設進程的不斷加快,城市廢水中的工業廢水比重越來越大,具有關統計數據顯示,2008年國內各大城市的全年總廢水排放量就已經超過了571億噸,其中工業廢水在總量中的占據份額大約是 42.3%,即超過241億噸。近年來,隨著社會經濟的快速發展和城市化建設進程的不斷加快,國家加大了城市工業污水的處理力度,同時也投入了大量的專項資金。從2012年上半年的處理情況來看,確實取得了一定的成效,但形勢依然嚴峻。對于城市工業污水而言,有效的應對策略就是嚴格控制城市工業污水的排放量,加強對工業污水的處理與回收利用。在當今社會,國內各類企業對城市工業污水的處理與回收利用越來越重視,以下是幾種常用的處理工藝和方法。
第一,化學沉淀法。該方法主要適用于處理鎳、鉻、銅以及鋅和汞等工業廢金屬離子以及砷、硼等兩性元素,同時還可以對城市工業污水中鈣、鎂等堿性金屬元素與氟、硫等非金屬元素進行有效的處理。實踐中,利用化學方法對城市工業污水中的各種重金屬進行處理,其技術方法相對比較容易和簡便一些。在此過程中,再結合相應的化學反應方程式可有效地準確計算應投數量,以實現物盡其用之目的。如果工業污水量相對較少一些,則可直接采用手工操作等方式進行處理;如果工業污水量相對較大,則條件具體的情況下可利用大型的自動化機械設備實施作業。針對工業污水中的重金屬離子,可設置差異性的PH沉淀條件,該方法主要是應用于采礦冶煉生產實踐中所含有的大量重金屬離子污水處理。
第二,電解法。實踐中,該方法主要包括隔膜電解法和凝聚電解法兩種,利用電解法對工業污水進行處理,不僅可有效地對重金屬離子進行處理,而且還可以對重金屬進行有效的回收和利用。但需要主要的是采用電解法對工業污水中的重金屬進行處理,通常因電極板用電會消耗大量的電力資源。
第三,浮力浮上法。在城市工業污水分離處理實踐中,將重金屬上依附一些相對較小的氣泡,從而使其比重小于水,并浮上水面,即實現重金屬清除之目標。
在工業污水處理過程中,當前使用最多的浮力上浮法主要有離子浮上法和沉淀浮上法,同時還包括電解浮上法等。
以上幾種方法均是對城市工業污水的具體處理措施,一般是在確定了回收利用目標和污水水質檢驗以后,再選擇具體的處理方法和工藝,這樣能夠有效地保證城市工業污水達到可回收利用的程度。在此過程中,每種具體的污水處理7方法都有其自身的特點與用途,但實踐中只采用一種方法卻難以實現工業污染物的有效清除,因此為達到預期的污水處理目的,多采用幾種方法共同配合運用。
2 城市工業污水回收利用
基于以上對當前城市工業污水處理中的幾種方法分析,污水處理只是一種手段,要真正的實現節能環保,還要在回收和利用上多下功夫。
(1)回收利用方式
實踐中,根據城市地理條件、經濟發展狀況以及污水匯集狀況等因素,首先應當制定水質管理機制,將工業、地表以及地下水的輸送與分配活動,納入到污水處理與回收利用系統之中,并在此基礎上劃定水質分區范圍,從而為城市工業污水的處理與回收利用提供規劃依據。
第一,城市工業建筑中水系統。在城市區域中的一些大型的工廠建筑結構群中,應當建立一套科學完善的中水系統。實踐中該系統主要是用于收集雜排水, 通常將污水處理站設在裙房、地下室等處,可用中水進行沖廁、洗車以及綠化。
第二,區域中水系統。該系統主要應用于建筑小區、機關大院之中,采用多種原水類型。對于雨水系統而言,利用建筑屋面、綠地、路面以及停車場等,對雨水進行有效的收集。屋面雨水回收利用流程:屋面雨水、濾網、初期的雨水棄流以及景觀水面等。當水質要求較高時,可增加深度處理措施,即混凝過濾、混凝、浮選以及生物工藝和深度過濾等。針對路面徑流,實踐中因水質比屋面的雨水要差一些,所以應當先進行實地水質調研,必要時可增加深度處理,從而滿足雜用水水質要求。
(2)集中回收利用
從實踐來看,集中回收利用系統由污水處理廠組成,每一個污水處理廠都可以根據自己的實際地區特點,對中水系統進行調節和選用不同的方式方法。在此過程中,回收利用水的水質與工業污水處理廠所采用的具體處理方法非常的密切,不同污水處理廠回收利用的處理工藝除受水質標準的影響,還受到污水處理規模、出水水質等因素的影響,因此回收利用工藝流程存在著一定的差異性。
(3)分散回收利用
針對當前國內城市污水處理實踐而言,要想真正地實現工業污水處理與有效回收利用,必須要打破小范圍的回收利用方法,利用大型的污水管理截流至城市污水處理中心進行處理,然后再排放至不同的管網之中進行回收和利用。該手段雖然有效,但因該這項工程并非一朝一夕的事情,需要有大量的政府資金作為支持,加之當前的城市老城正在改擴建之中,地下管網設備相對比較陳舊和落后, 因此難以有效地滿足截流之需求,工程實施難度非常的大。
結語:總而言之,社會主義經濟體制改革的不斷深化,促使城市工業得到了前所未有的發展,同時也導致工業污水的大量增加,城市工業污水處理與回收利用工作,依然任重而道遠。
參考文獻
[1] 耿東穎.淺談城市工業污水處理及回用.科技創新與應用 ,2012(09z).
[2] 宋岱岳.淺談城市工業污水處理及回用[J].科技致富向導,2012(05)
關鍵詞:廢舊手機;回收;處理方法;資源利用
收稿日期:20130521
基金項目:上海市教育委員會創新重點項目(編號:12ZZ194);重點學科建設項目(編號:J51803);國家自然科學基金項目(編號:50974087)資助
作者簡介:陳立樂(1988—),男,安徽人,上海第二工業大學城市建設與環境工程學院碩士研究生。
通訊作者:王景偉(1963—),男,內蒙古人,教授,碩士生導師,主要從事電子廢棄物資源化方面的教學與研究工作。中圖分類號:TK09 文獻標識碼:A
文章編號:16749944(2013)07017304
1 引言
近年來,隨著電子科技和信息技術的迅猛發展,手機更新換代速率不斷加快,進而導致了大量廢棄手機的產生。據相關統計數據顯示,目前全球每年廢棄的手機約有4億部,其中,中國有近1億部。聯合國環境規劃署近期的《化電子垃圾為資源》報告預測,到2020年,中國廢棄手機數量將比2007年增長7倍。另外,我國同時也是一個手機生產大國,根據2002~2009年《中國電子信息產業統計年鑒》的相關統計,從2002~2009年,我國手機產業生產規模不斷擴大,2008年受經濟危機影響增長較慢,其他年份生產均呈快速增長勢頭,2009年手機產量是2002年產量的5倍多。2009年,我國手機產量超過6億部,2010年,我國手機產量達到10億部。因此,廢舊手機的回收處理,已成為我國當前亟待解決的一項重大難題。
2 廢舊手機的危害性和資源性
廢舊手機主要由塑料外殼、鋰電池、線路板、顯示器等幾大部分組成。這些部件中含有鉛、鉻、汞等有毒有害物質,隨意拋棄將會嚴重污染土壤和地下水,對人類的身體健康構成巨大的威脅;廢舊線路板中還有含多溴聯苯、多溴聯苯醚等含溴阻燃劑,具有致癌、致畸、致突變的危害。同時,廢舊手機中還含有大量的有價金屬,特別是貴金屬。一項研究表明,從1t廢棄手機中能提取150g黃金、100kg銅以及3kg銀。依照我國目前每年廢棄1億部手機估算,這些廢舊手機總重達1萬t,若回收處理能提取 1500 kg黃金、100萬kg銅、3 萬kg銀。因此,無論是從經濟效益,資源綜合利用,還是環境保護方面,廢舊手機的高效回收和利用,都有十分重要的意義。
3 廢舊手機主要部件的回收利用
3.1 廢舊手機塑料外殼的回收
手機外殼制造時一般會在內側標明其材質。手機外殼材料大多采用熱塑性工程塑料,如聚碳酸酯(PC)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯合成樹脂(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價值,對廢舊塑料進行回收,并加以循環利用,對于提高資源利用率,解決廢舊手機廢棄物的生態環境問題具有重要意義。
廢舊手機外殼塑料的回收,一般通過物理化加以回收。將回收的手機拆除外殼,統一運送到專門生產塑料的企業,對手機塑料外殼進行破碎,然后,進行造粒,作為其他家用或工業電器、通訊等設備的原材料。物理方法具有工藝簡單、處理效率高、污染少、成本低等優點。
對于手機中不能重復利用的塑料還可以用作燃料,用于發電、冶煉等使用,這樣既可以節約能源,又可以減少溫室氣體的排放。
3.2 廢舊手機線路板的回收
手機線路板中金屬的含量很高,尤其是貴金屬,具有較高的回收價值。Luciana Harue Yamane 等對手機線路板和電腦線路板中的金屬成分分別進行了分析,分析結果:手機線路板中的金屬含量為63%,電腦線路板中的金屬含量為45%,其中手機線路板中銅的含量為34.5%,電腦線路板中銅的含量為20%。
對于廢舊手機線路板的回收,主要是回收其中的有價金屬,特別是金、銀、銅、鈀等貴重金屬。目前主要通過物理、化學及生物的方法加以分離回收。
3.2.1 物理處理法
從工藝方法來說線路板的物理法處理可分成兩大類:干法和濕法。干法指的是根據物料間的電、磁、形狀、密度等特性差異,利用單個或組合設備加以有效處理的技術方法,其間沒有液相的存在,這也是研究較多應用較廣泛的技術方法。濕法多是利用物料的密度差異性質結合液相的動力及運動特性進行有效的成分分離。
干法回收主要通過各種機械的方法,或者幾種方法相結合的方式,首先對線路板進行破碎,然后根據金屬和非金屬磁性、密度、比重、導電性等的不同,對其中的金屬和非金屬加以分離。處理方法主要包括破碎、磁選、靜電分選、渦電流分選等工藝流程,還有重選、空氣搖床等方法,一般采用其中的兩三種方法相結合的方式進行分選。
馬國軍等采用磁選和重選回收廢舊電路板中的金屬。結果表明,采用干法磁選工藝,可回收的鐵磁性物質約占廢舊電路板質量分數的8.23 %,重液分選可使金屬與非金屬有效分離,采用磁選和重選聯合工藝可使Fe、Cu、Pb、Zn、Ni和Sn的回收率分別達到約100%、80%、65%、75%、88%和56%。
北京航空航天大學的沈志剛在其專利中利用空氣分離筒設備進行了廢棄電路板物理法資源化研究,該工藝回收的金屬材料純度為 95%,回收率達到 95%,具體工藝流程見圖1。
圖1 廢棄線路板物理法空氣分離工藝流程
濕法回收是利用水等作為分選介質,根據金屬和非金屬密度或比重的不同加以分離,例如浮選法、水力搖床、螺旋溜槽等。
譚之海采用“濕法破碎——浮選”工藝流程來回收廢棄線路板中金屬成分,結合傳統礦物浮選的4個常用浮選動力學模型,研究了廢棄線路板自然疏水性浮選和藥劑浮選的浮選動力學模型,并通過試驗驗證了5個不同條件下建立得動力學模型,為廢棄線路板浮選工藝參數的優化、浮選流程的簡化奠定了理論基礎。
綜上所述,物理法資源化處理線路板的方法很多,不同種類的線路板和不同的工藝流程,往往會取得不同的分離回收效果。廢舊手機線路板相對電腦等其他線路板,具有金屬含量高,板體薄等特點,因此,對于廢舊手機線路板的回收,相關的物理回收工藝,還需要進一步的研究和優化,才能取得較好的分離效果。
3.2.2 化學處理法
化學處理法主要是利用濕法冶金的方法,對線路板中的貴賤金屬加以分離回收。濕法冶金技術回收貴金屬的基本原理是利用廢料中的絕大多數金屬能在硝酸、王水等強氧化性介質中溶解而進入液相的特性,使絕大部分貴金屬和其他金屬進入液相而與其他物料分離,然后從液相中分別回收金等貴金屬和其他賤金屬。目前已經得到應用的將電子廢棄物中的金轉入溶液的工藝有硝酸王水濕法工藝、雙氧水硫酸濕法工藝、鼓氧氰化濕法工藝等幾種。
曹人平等應用煅燒浸出法研究了廢舊手機中 Au、Pd、Ag 的回收技術及工藝,其回收率都>95%,回收得到的產物經精制,其純度>99.9%。其具體工藝流程如下圖(圖2)。
圖2 廢舊手機中Au、Ag、Pd的回收工藝流程
李晶瑩[11]等采用硫脲作為浸出試劑,用Fe3+離子作為氧化劑,對廢舊手機線路板中的金、銀的浸出回收進行了研究。研究結果表明,酸性條件下,樣品破碎到100目以下,控制硫脲濃度24g/L,Fe3+離子濃度06%,室溫下反應2h,金和銀的浸出率分別達到90%和50%。
Vinh Hung Ha 等采用Cu2+-硫代硫酸鹽-氨體系對廢棄手機線路板中的金的浸出進行了研究,結果表明,當硫代硫酸鹽濃度0.12mol/L,Cu2+20mmol/L,氨濃度0.2mol/L,2h后,金的浸出率高達98%,取得較好的試驗成果。
3.2.3 生物法處理技術
生物處理技術,就是利用某些微生物的吸附、氧化和代謝作用,來提取廢舊電子產品中金屬的一種手段。生物提取技術具有工藝簡單、成本低、操作簡單等優點,但是生物浸出周期長,浸出率較低,目前還處于實驗室研究階段,生物法是具有發展前景的新技術之一。
3.3 液晶顯示屏的回收
液晶顯示屏中主要成分為金屬銦和玻璃。銦是各類平面液晶顯示器生產中至關重要的成分。世界市場上平面顯示器的快速增長成為全世界銦的生產的最主要的最終用戶,包括平面電視、臺式計算機顯示器、可上網的筆記本電腦、手機等主要的平面顯示器的快速發展和應用,使得國際市場對銦的需求急劇增長,而且目前還沒有新的替代材料研究出來。液晶顯示屏中銦的含量大約在20×10-6~200×10-6,具有一定的回收利用價值。玻璃可作為一般的廢物回收利用。
3.4 廢舊手機鋰電池的回收與利用
現行的大多數手機電池為鋰離子電池,鋰、鈷是鋰離子電池的最重要成分,其中鈷在自然界含量稀少,價格昂貴,如果得到回收,將會獲得較大的經濟效益。
對于廢舊鋰電池的回收利用,國內在這方面的研究相對國外較少。中南大學鐘海云等采用堿浸——酸溶——凈化——沉鈷工藝流程,從鋰離子二次電池正極廢料——鋁鈷膜中回收鋁、鈷。本工藝鈷的直收率達到95.75%,鋁達到94.84%。
韓國礦產資源科學研究院回收研究所研究開發了從失效鋰離子電池中再生鈷酸鋰的濕法冶金方法——非晶型檸檬酸鹽沉淀法。工藝流程為:失效鋰離子電池——熱預處理(電池解離、硬化塑料)——一次破碎——一次篩分——二次熱處理——二次篩分——高溫焙燒——硝酸介質還原浸出(H2O2作還原劑)——凈化除雜——檸檬酸沉淀——高溫焙燒——鈷酸鋰。日本索尼公司和住友金屬礦山公司合作開發了從失效鋰離子電池中回收鈷等元素的技術。其工藝為先將電池焚燒,以除去有機物,再篩選去鐵和銅,將殘余的粉末溶于熱的酸溶液中,用有機溶劑提取鈷。
4 廢舊手機回收利用現狀和建議
我國是一個人口眾多、手機使用量較大的國家,廢舊手機的回收利用,需要一個完善系統,從政府、生產者、經銷商、運營商到個人的積極參與和配合,才能實現廢舊手機綜合利用。廢舊手機的回收利用體系的建立,是一個逐漸完善的過程。目前,歐、美、日等發達國家及地區,在廢舊手機的回收和利用方面,已經有了一個相對完備的法律體系及回收處理系統,因此,我們國家在這方面,可以結合我國國情,予以借鑒。
4.1 完善法律法規,合理回收利用
專門法律法規的制定,是廢舊手機得以高效回收利用的前提和保證。2003年1月我國實施了《清潔生產促進法》,2005年4月實施了《固體廢棄物污染環境防治法》,2007年3月實施《電子信息產品污染控制管理辦法》,2011年1月1日起,正式實施《廢棄電子產品回收處理管理條例》,并頒布了《廢棄電器電子產品處理目錄》,對廢舊電視、冰箱、洗衣機、空調、電腦等廢舊家用電器的回收處理做出了相關規定,但是,對于廢舊手機的回收處理,依然還沒有做出相關規定。因此,國家需要盡快完善相關法律法規,將廢舊手機的回收利用納入其中,才能保證廢舊手機的合理回收與利用。
4.2 設立專門的回收機構,規范回收市場
目前,我國廢舊手機的回收,主要依靠小商販走街串巷進行回收,或者賣給手機維修點,然后,通過相關商家進行翻新,重新回到市場,欺騙消費者。對于不能使用的,進行簡單的拆除,只回收利用其中一些有用的零部件。這種不規范的回收方式,不僅回收效率低,而且對環境的污染破壞大,對正規回收系統的建立,也產生一定的阻礙作用。針對我國當前廢舊手機的回收利用情況,結合我國國情,借鑒國外的回收體系,在全國設立專門的回收網絡,進行有償回收,比如利用銷售商和運營商進行回收,同時,堅決取締非法渠道進行回收。
4.3 建立規劃化、產業化的處理企業
廢舊手機的拆解、處理工作,需要先進的處理技術、工藝、專門的技術人員,進行高效的無害化的拆解,才能避免對環境的二次污染和破壞。因此,廢舊手機的回收、處理,要兼顧環境效益與經濟效益,走規范化、產業化的道路,既可以高效的回收利用,又不會造成環境的破壞,同時可以帶動經濟增長,促進就業。因此,要堅決取締、嚴格查辦一些沿海地區非法的手工拆解作坊,政府可以出資成立專門的處理企業,或者鼓勵一些有實力、有技術、有資質的企業進行廢舊手機的拆解處理。對于相關的企業,政府給予一定的照顧,如減免稅收、財政補貼等。
2013年7月 綠 色 科 技 第7期4.4 大力宣傳,提高公民環保意識
相對于發達國家,我國區域經濟發展不平衡,公民的環保意識較薄弱,需要政府和相關企業機構宣傳、教育和引導,增強公民的環保意識,倡導綠色消費,提高公民環保的積極性。同時,政府和相關機構定期開展一些廢舊手機的回收活動,比如,以舊換新、廢舊手機換話費、廢舊手機換取日用品、換取積分等,從而增加民眾主動交回廢舊手機的主動性。
5 結語
我國是一個手機使用大國,也是一個手機生產大國,每年廢棄的手機將達到上億部。然而,目前國內關于廢舊手機回收利用方面的研究較少,對于廢舊手機的回收利用,還沒有形成相對完善的體系。如何有效的回收利用這些廢舊手機,是當前我國急需解決的一項重大難題。無論是法律法規的健全、回收系統的完善、專門處理企業的建立,還是工藝技術的研發,都將是今后研究的重點。
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關鍵詞:廢舊塑料、回收、再生利用、現狀、問題
中圖分類號:TG174文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
塑料作為化工原料應用,在提供給人們生活便捷的同時,對環境也帶來許多危害。隨著我國塑料產品的大量使用,廢舊塑料也急劇增加,“白色污染”已成為環境保護突出的問題。廢舊塑料垃圾被填埋,使生態環境受到嚴重影響,而且浪費資源,1萬t的廢舊塑料侵占土地約667m2 。廢舊塑料不易降解,自然界沒有能消化塑料的細菌和酶。不可降解塑料制品進入土壤,會影響土壤內的物、熱的傳遞和微生物生長,改變土壤特質,污染地下水源。塑料廢棄物的焚燒,如聚氯乙烯燃燒產生氯化氫(HCl),ABS、丙烯腈燃燒產生氰化氫(HCN),聚氨酯燃燒產生氰化物,聚碳酸酯燃燒產生光氣等有害氣體,對生態環境的破壞極大。
二、廢舊塑料回收現狀及問題
隨著塑料工業的迅猛發展,廢舊塑料的回收利用作為一項節約能源、保護環境的措施,普遍受到重視。尤其是發達國家,對這方面工作起步早,已收到明顯的成效,我國有必要借鑒其經驗。
1、國外回收現狀
美國早在20世紀60年代就已開展廢舊塑料回收利用的廣泛研究。作為世界塑料生產第一大國,目前,回收利用廢塑料包裝制品占50%,建筑材料占18%,消費品11%,汽車配件5%,電子電氣制品3%,其他占13%;按塑料原料品種分,所占比例分別為聚烯烴類占61%,聚氯乙烯(PVC)占13%,聚苯乙烯(PS)占10%,聚酯類占11%,其他占5%。日本是塑料生產第二大國,20 世紀80 年代,其年均廢舊塑料排放量占生產量的46%。可見,廢舊塑料的回收已成為日本嚴重的社會問題。而且日本是能源短缺的國家,所以,對廢舊塑料的回收利用一直持積極態度。日本于1997 年制定了容器包裝回收法規,要求消費者將廢物分類,而各省市將之分日回收,再由回收企業進行回收再生以向政府領取營運資金。日本國內垃圾都被分門別類,放進透明袋,在指定日由回收公司到指定地點取回處理,送到工廠;而塑料瓶將被加工成衣架、垃圾箱等日常用品,相當實用。2000 年歐盟有8 個國家回收了超過50%的包裝用廢塑料,他們是荷蘭、瑞士、丹麥、挪威、德國、瑞典、奧地利和比利時。據“歐洲塑料制造商協會(APME)”統計,歐盟2006 年回收利用廢塑料約1220萬t,占總量的43%。歐盟委員會于2006 年9 月強行通過一項法案,以提高回收塑料包裝廢棄物的目標比例。新法案把原先確定的回收15%塑料包裝廢棄物的目標提高至22.5%。對于塑料原料的回收再利用,歐洲委員會建議達到的目標是100%。在整個歐洲大陸,以瑞士的塑瓶回收最為成功,回收率已達8成以上。英國塑料制品的年回收量逐年增加,1995年英國塑料回收總量僅為11.25萬t,2001 年塑料回收總量增加到29.5萬t,塑料回收增加率年均達到了23.2%。意大利的廢塑料約占城市固體廢棄物的4%,其回收率可達28%。除上述國家外,法國、德國、奧地利、荷蘭等國家在廢舊塑料的回收利用方面也取得了較好的成果。上述發達國家在推行廢棄塑料回收再生時,一方面通過立法明文規定企業、個人的行為,另一方面則通過社會宣傳活動,提高公眾對環保和回收利用的意識。
2、國內回收現狀
我國塑料原料十分短缺,進口量大,與此同時,廢舊塑料回收利用率卻很低。廢塑料處理和回收有利于解決我國塑料工業原料緊張和環境污染問題。2008年,我國塑料消費總量達5 194.4萬t,居世界第二位。同年,國內廢棄塑料回收量約900萬t,回收率約22%;進口廢塑料707萬t,回收總量達1600萬t。我國已成為全球最大的再生塑料市場。在國內,我國廢塑料回收網點已遍布全國各地,形成了一批較大規模的再生塑料回收交易市場和加工集散地。從事再生塑料回收利用及加工的企業和人員數量龐大且穩定增長,主要是以個體戶和農民為主,也有一些其他行業投資商。《中華人民共和國塑料包裝制品回收標志(GB/T 16288-1996)》對塑料包裝制品的回收標志做了明確規定,標準中做了界定的回收塑料品種包括聚酯、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、我國廢舊塑料回收問題
(1)回收利用量不足
2003 年,我國的塑料制品產量達到1651萬t,如果算上小型企業,保守估計超過2500萬t,2012年又保持了強勁增長的勢頭。若按塑料制品中有20%為可回收塑料計算,則我國可回收塑料廢棄物每年約有400到500萬t,而這還不包括企業生產中產生的邊腳料和沒使用過的殘次塑料制品。《再生資源回收利用“十五”規劃》中提出,到2005 年國內要達到回收廢舊塑料500到600萬t,然而,我國2003 年回收的廢舊塑料卻只有200萬t。
(2)回收政策不健全
廢塑料回收利用可有效減少能源消耗和環境污染,但目前我國在宏觀層面還沒有對廢塑料回收利用行業發展的綜合規劃,中國塑料工業協會再生塑料專業委員會2004 年成立,目前有專業經驗的專家、學者還比較缺少,很難對行業發展做出全面的規劃;各級政府很少有對廢棄塑料回收利用行業和再加工企業扶持的具體政策;缺乏廢塑料分類技術規范。社會對廢塑料行業缺少理性認識,一些政府部門與廣大民眾將再生塑料制品看作劣質產品,很大程度上制約了廢塑料回收再生行業的發展。
(3)回收管理歸屬不明確
目前,全國至少有2 000 多萬人從事個體廢品收購,規范和管理好這支隊伍是回收工作的重點之一。據了解,目前廢塑料行業由環境保護部、國家發改委、商務部、海關總署和質檢總局等共同管理。因為行業歸口不明確,致使缺乏行業指導、技術規范。所以應盡早確立歸口部門,將生活垃圾分類回收工作與之密切結合,從而建立起全社會的回收體系。
(4)回收存在質量及環境破壞問題
廢舊塑料回收利用行業進入門檻低,技術含量低。許多地方出現作坊式廢舊塑料回收加工點,生產設備落后,從業人員技術匱乏,其結果是產品技術含量低,質量不穩定。在包裝廢物中的紙類、金屬類和塑料瓶等已經得到了較為廣泛和自發的回收利用,但回收利用價值不大的塑料包裝袋沒有得到較好回收,進而對環境造成污染。除此以外,因缺乏有效領導和協調,一些回收企業的污水未進行處理就地排放,地下水質受到影響。
三、廢舊塑料利用現狀及問題
1、廢舊塑料利用技術發展現狀回收后的廢舊塑料,需要經過不同的技術處理實現塑料制品或材料的再利用。
根據處理的種類不同,可以將現有的廢舊塑料利用技術分為兩大類:單品類塑料聚合物處理技術和多品類塑料聚合物綜合利用技術。單一塑料聚合物處理技術是指根據不同種類的塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等制定不同的加工處理工藝,單獨進行回收再利用。其中包括簡單再生技術、物理改性技術等。多品類塑膠聚合物綜合利用技術是指針對于成分復雜不易分離塑料制品,或者混合后處理效果好的塑料制品,同時進行綜合處理,從而實現綜合效益最大化的處理方法。其中包括熱能燃料利用技術、化學改性和裂解技術。
2、簡單再生技術
簡單再生法指不經改性將廢舊塑料經過分選、清洗、破碎、熔融、造粒后直接用于成型加工的回收方法。簡單再生技術工藝簡單,成本低,投資少,所加工的塑料制品應用廣泛。但是簡單再生法不適合制作高檔次的塑料制品,其應用面受到一定的限制。早在20世紀70年代,該技術就在江浙一帶應用,如將廢軟聚氨酯泡沫塑料按一定的尺寸要求破碎后,用作包裝容器的緩沖填料和地毯襯里料;或將廢舊的聚氯乙烯制品經破碎及直接擠出后用于建筑物中的電線護管。硬質PVC塑料主要采用重新造粒的方法,將經分揀洗凈的廢舊PVC塑料在雙輥煉塑機上混煉,根據廢料的來源、質量,加入各種精添加劑,經充分混煉后出片、切粒,過濾擠出制得再生粒料。PVC門窗廢料經收集、分選,除去玻璃和金屬,清潔、粉碎后可與新料一起,通過共擠出工藝生產再生門窗型材。回收后的PET塑料先進行分離處理,分離的PET碎料經擠出機擠出造粒制成粒料。PET 粒料用途廣泛,一是重新制造PET 瓶,再生粒料不能用于與食品直接接觸場合;二是紡絲制造纖維,用作枕芯、褥子、睡袋、氈等;三是玻纖增強材料,經玻纖增強的再生PET 具有較好的耐熱性和力學強度,可用來制作汽車零部件。PE農用薄膜可用于生產再生粒料,PE再生粒料可用于生產農膜,也可用于制造化肥包裝袋、垃圾袋、農用再生水管、柵欄、樹木支撐、盆、桶、垃圾箱、土工材料等。
3、直接再生產品性能不穩定
復合再生塑料制品,因各種塑料混入的比率不同及相容性各異而使其制品質量不穩定,性能較差。再生雖然路線簡單,但產品質量較差、性質不穩定、易變脆。目前,國內僅用于建筑填料、垃圾袋、雨具等低檔產品的生產。
4、化學及焚燒處理運行成本高、污染嚴重
因塑料是熱值很高的大分子材料,發熱量大,易損傷爐子,加上焚燒后產生的氣體會促使地球暖化。焚燒后主要產物是二氧化碳和水,但隨著塑料品種、焚燒條件的變化,也會產生多環芳烴化合物、酸性化合物、一氧化碳和重金屬化合物等有害物質,有些塑料在焚燒時還會釋放出二惡英與氯氣,這些物質若直接進入大氣會污染環境。
四、結語
綜上所言,我國在廢舊塑料的改性利用方面己取得了一定的進展,但如何更好地利用和開發廢舊塑料仍是塑料工業面臨的一大研究課題。21世紀乃至未來,環境保護和廢棄資源的再生利用水平將是衡量一個國家科學技術水平最重要的標志之一。廢舊塑料的回收和改性利用是解決廢舊塑料環境污染的有效方法,具有巨大的工業潛力,也是國家目前主要支持的方向之一,是塑料行業持續發展的必由之路。
參考文獻:
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[關鍵詞] 易拉罐回收利用 廢品回收利用 建議
近年來,隨著世界各國對可持續發展的日益重視,循環經濟的價值也逐漸得到體現,在發展循環經濟這一過程當中,廢品回收利用領域因其特殊的地位一直受到社會各界的廣泛關注。
一、國外易拉罐回收的具體措施
由于各國實際情況的差異,不同國家的回收方式和政策各異,因此易拉罐回收流程也各不相同。經過對中國、美國、瑞典三個國家易拉罐回收利用流程的比較,我們可以得出如下結論:
1.在易拉罐廢鋁利用領域,從易拉罐廢舊鋁材用途上來看,瑞典的回收利用模式最為科學,實現了易拉罐鋁材的循環利用,大大提高了其利用率。與之相比,美國的運作模式略微遜色,在利用這一環節,不能保證直接依靠原有廢舊易拉罐熔煉生成原牌號的鋁合金,而需要經過金屬成分調制,才可以生產出符合要求的鋁材。
2.在易拉罐回收環節領域,經過對比分析,美國的循環(罐料制罐裝罐用戶廢罐回收廢料)周期最短,平均為90天,而中國和瑞典的回收模式都存在回收環節復雜,層級多的特點。
3.在回收組織者領域,瑞典和美國的易拉罐回收都有政府的參與,其回收的環節都有比較正規的公司負責,政府監督參與起來比較容易,很多情況下易拉罐回收方是作為一種類似于政府角色出現在公眾市場上。
二、中國廢品回收利用方面存在的問題
由于中國經濟發展現狀的制約以及持久以來粗放式、資源密集型經濟增長方式的影響,在廢品回收利用領域,目前中國仍存在很大問題。筆者主要從政府、市場結構、工藝技術以及公民意識來闡述目前此領域存在的問題:
1.政府監管力度不夠,政策法規執行不力。由于受長期以來粗放式經濟增長模式的影響,很多政府并沒有樹立全面協調可持續的發展觀和正確的政績觀,一些地區、部門和行業在發展思路上重開發、輕節約,重速度、輕效益,不少地方片面追求GDP的增長,忽視資源和環境問題的解決,對轉變經濟增長方式、節約降耗、減輕污染重視不夠。
2.市場結構不夠健全,重要環節企業缺位。由于部分廢品的滋生特點制約,若按照科學的方法合理的進行回收利用,雖然從整體上可以達到社會資源利用率最大化,但對回收利用渠道當中的部分企業而言,有時并不能夠達到利潤最大化,這影響了他們科學處理的積極性,導致重要環節企業缺位,很大程度上導致了目前這種資源浪費的現象。
3.處理工藝技術落后,資源價值浪費嚴重。發展科學的廢品回收利用模式,必須有先進的廢品處理技術作為支撐。目前我國在提高資源利用效率的某些技術上取得了一些突破,但總體上看,此領域的科學研究和相關技術的應用明顯滯后,缺乏與我國國情相適應的科學的科學理念指導,我國多數企業還沒有能力開發大幅度提高資源利用效率的共性技術和關鍵技術,同時也缺乏了解相關技術信息的渠道,阻礙了廢品回收利用的深層次發展。
4.公民環保意識薄弱,缺乏資能源危機感。首先,很多公民對廢品回收的意義和價值缺乏足夠的認識。對我國嚴峻的資源和環境形勢認識不足,對國際上可持續發展的動態了解不夠,缺乏對發展循環經濟迫切性和重要性的認識對經濟發展和環境保護之間的關系及兩者之間的矛盾了解不夠,或不夠關心。
三、針對中國回收現狀所提出的建設性意見
1.加強廢品回收法規建設,規范回收利用市場行為。政府應該建立完善的廢品回收利用法律法規體系,包括國家級的立法和地方性行政法規,具體體現在建立和完善主要法律制度、政府扶持制度、經濟刺激和約束制度、市場準入制度、科技研發促進制度、綠色核算制度等法律法規,形成從中央到地方的立體化法律法規體系,保證回收市場的秩序規范。
2.加大宣傳和教育的力度,提高公眾的環保和節約意識。充分利用大眾媒體和科普宣傳的力量,向廣大群眾普及資源綜合利用的科學與法律知識,增強公眾合理利用資源的意識和責任感,動員和正確引導公眾參與資源綜合利用,使全民都來理解、支持和自覺參與資源綜合利用事業。同時建立有關激勵制度,對為廢品回收工藝以及模式作出突出貢獻的個人和組織給予物質獎勵,從而使公眾在維護自身環境權益的實踐中,徹底轉變自身行為,并樹立牢固的資源節約意識。
3.規范廢品回收市場秩序,建立合法的廢品回收渠道。相關職能部門應該要求各廢品回收行業企業主要嚴格執行廢品回收有關規定,進一步完備廢品回收相關手續,對具有一定規模且堅持守法經營的廢品回收站,實行鼓勵政策,維護正常的市場經濟秩序。
4.鼓勵廢品處理工藝改革,提高社會整體技術水平。政府在制定廢品回收利用相關政策和標準時,應注重技術標準而不是具體技術,注重最終產品的指標,以及處理過程中所排放的廢棄物含量指標,鼓勵企業進行技術開發和創新,加大對高校和科研機構的支持力度,促進科研成果的市場化運作,調動全社會的力量,共同為廢品的回收再利用工藝的提高作貢獻。
參考文獻: