溶解回收，能否改变塑料回收的格局？
- 来源：废塑料新观察
- 2024/7/25 9:36:12
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IDTechEx 最新报告预测，到 2034 年，热解和解聚工厂每年将处理超过 1700 万吨的废塑料。这一数字颇为可观，但有赖于巨额投资和价值链上各利益相关者的持续参与。化学回收在闭环回收系统中扮演着重要角色，但它仅仅是解决全球环境挑战的一小部分。
先进回收市场主要聚焦于热解和解聚技术(包括热、化学和酶解过程)。此外，气化和水液化等方法也在不断被探索。然而，由于这些技术可能对环境造成负面影响，它们在某些地区正面临日益严格的审查和限制。尽管机械回收因其成本效益和高效性而广受欢迎，但在要求高纯度和机械性能的应用中却颇有不足。为应对化学回收和机械回收所面临的挑战，溶解技术(有时称为溶剂萃取)展现出了极大的潜力和前景。
溶解过程
溶解过程利用溶剂来分离聚合物废料。溶剂可以选择性地溶解目标聚合物，这一过程有效地将它们从污染物和其他非目标物质中分离出来。随后，溶液将被净化，溶剂被去除，留下几乎纯净的塑料，这些塑料能够被重新加工成颗粒，用于制造新产品。
此方法可以处理受污染或混合废塑料，这类材料通常很难通过机械手段进行回收，但该过程不会将聚合物分解成分子或原料。使用正确的溶剂混合物时，可以选择性地溶解和分离出不同塑料种类，因此大大简化了在回收前需要精细分选不同聚合物类型的工序。针对具体塑料种类，如聚丙烯、聚苯乙烯以及丙烯腈丁二烯苯乙烯等，都有定制化的溶剂和分离方法。
PureCycle Technologies 是塑料溶解领域的杰出代表。该公司利用宝洁公司开发的专有技术回收聚丙烯。他们的工艺涉及利用溶剂(主要为正丁烷)将废弃聚丙烯净化成与原生塑料品质相当的材料。PureCycle 表示，其回收的 PP 可用于机械回收(如食品级包装)无法满足要求的应用。目前，PureCycle 在这一领域作为专业的商业规模供应商，处于行业前沿。
与其他化学回收技术相比，溶解技术的显著优势在于它可以提供更高的理论产能。这是因为最终产品是可以立即使用的树脂重新进入塑料供应链，而不是简单的聚合物分子或碳氢化合物。
目前进展
作为一个相对新兴的领域，溶解工艺的研究和开发仍在继续。其中一项突出的技术是来自威斯康星大学麦迪逊分校研究人员开发的一种新技术框架——溶剂定向回收和沉淀 (STRAP)。该技术旨在攻克多层塑料薄膜成分分离及污染物去除的难题。多层薄膜是废塑料管理的一大挑战，因而展现出巨大的商业潜力。此外，STRAP 开发人员称，与竞争对手相比，该工艺具有很多优势，比如能够在大气压和较低温度下进行操作。
目前，密歇根理工大学正在建造一个 STRAP 试验工厂，旨在验证该项技术。对于那些难以回收的废塑料来说，灵活度高的溶解系统有望成为最受欢迎的解决方案。但是，将 STRAP 技术推向商业化还面临一些技术挑战，可能需要数年时间才能实现。
存在的挑战
尽管溶解技术前景光明，但它同意面临一些挑战和质疑。例如，由于聚合物在多次循环过程中可能会降解，因此存在长期的循环性问题。
此外，溶解过程中所用溶剂对环境的影响也是一个问题。必须妥善管理这些化学品，以防止向环境中释放有害物质。加热溶剂并将其从溶解的塑料中去除所需的能量，也会增加整个工艺的碳足迹。
溶解技术的经济可行性也尚不确定。溶剂的成本、能源消耗以及对复杂基础设施的需求，可能会导致通过溶解工厂回收的聚合物比机械回收的更贵。与其他回收技术相比，这种“绿色溢价”的大小将直接影响溶解工厂的经济可行性。
另外，要使溶解技术对废塑料管理产生实质性影响，所需达到的规模是巨大的。建设必要的基础设施以处理大量废塑料是一项艰巨的任务，需要大量的资本投入和时间周期。
未来展望
溶解技术的成功，比如 PureCycle，取决于市场对再生塑料的需求。尽管公众对可持续材料的兴趣日益浓厚，但与更低成本的原生塑料竞争，可能会限制再生塑料的市场潜力。
未来的发展方向，将着重于开发更广泛聚合物种类的工艺上。APK、Worn Again 和 Polystyvert 等公司分别在研究聚乙烯 (PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和聚苯乙烯 (PS)的溶解技术。荷兰应用科学研究组织 (TNO) 正在开发一种名为 Mobius 的工艺，用于回收丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)，但目前尚未实现商业化。
作为一种前景广阔的技术，溶解技术可以满足对低碳、多样废塑料解决方案的需求。然而，技术优化、商业规模和经济性仍然是待解决的挑战。利益相关方需要在全球废物管理战略的大背景下审慎评估溶解技术的利弊。
经济因素将是决定技术成功与否的关键，因为采用再生材料的公司会评估他们能负担得起的“绿色溢价”。为了减少废塑料对环境影响，持续的研究、投资和政策支持对于完善溶解工艺和评估其长期可行性至关重要。
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