Tái chế trong công nghiệp hóa chất

Chúng ta ngày càng quen thuộc và nâng cao nhận thức về khái niệm tái chế từ tái chế chất thải, tái chế thủy tinh, tái chế nhựa, giấy và thậm chí là tái chế hóa chất …

Lý do đầu tiên là số lượng chất thải ngày càng tăng: ví dụ tại Liên minh châu Âu, 1,3 tỷ tấn chất thải – khoảng 40 triệu tấn các chất độc hại – là chất thải hàng năm. Điều này có nghĩa là mỗi người (bao gồm cả người lớn và trẻ em) gây ra khoảng 3,5 tấn chất thải rắn mỗi năm. Ngoài ra, có 700 triệu tấn chất thải nông nghiệp để phá hủy.

Một lý do chính khác là nhận thức được hữu hạn của các nguồn lực toàn cầu. Và tái chế có ý nghĩa để giúp bảo tồn các nguồn lực có giá trị, như kim loại, gỗ và năng lượng.

Bài viết này đề cập đến việc tái chế một số kim loại và polyme cơ bản:

Tái chế hóa học cơ bản

Axit sunfuricMột số axit sunfuric được sản xuất từ ​​axit ‘đã sử dụng’ (đã sử dụng) và các hợp chất liên quan như ammonium sulfate là các sản phẩm phụ trợ trong sản xuất methyl 2-methylpropenoate.

Axit và các hợp chất phổ biến trong dung dịch pha loãng được bay hơi dưới chân không để tạo ra dung dịch cô đặc. Chúng được thêm vào oxy với oxy khoảng 1200 K để tạo ra sulfur dioxide:

Sulfur dioxide SO2 được sấy khô bằng cách đi qua axit sunfuric đậm đặc. Sau đó, nó được oxy hóa thành sulfur trioxide và do đó axit sunfuric được sử dụng.
Axit Axit cloodric – HClNgành công nghiệp thép là người sử dụng chính của axit clohydric – HCl trong quá trình loại bỏ các tạp chất trên bề mặt thép khi mới được đào tạo hoặc tạo ra các bề mặt màu. Ngành công nghiệp sử dụng một quy trình gọi là pyrohyd phân tích để phục hồi axit đã sử dụng, hiện có chứa hỗn hợp sắt clorua. Chất lỏng được sử dụng đầu tiên được cô đặc trong thiết bị bay hơi, với HCL hòa tan được cho và thu thập. Rượu cô đặc sau đó được đưa vào máy nướng ở 800-1000 K, chuyển đổi clorua sắt thành oxit HCl và sắt (III), HCl được thu thập lại. Ví dụ:

HCl từ cả hai dòng được hấp thụ trong nước để tạo ra 18% axit clohydric để tái sử dụng. Tuy nhiên, rất khó để thu thập tất cả khí HCL và khí thải vào không khí là một vấn đề với quá trình này.

Tái chế polyme

Các tài liệu tốt nhất về các khía cạnh của polyme không phải là tính hữu dụng của chúng, mà là những vấn đề chúng mang lại như chất thải. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, bởi vì sản lượng nhựa hàng năm của thế giới là gần 300 triệu tấn. Trung Quốc chiếm khoảng 24%, và phần còn lại của châu Á là 16%, Châu Âu 20%và NAFTA (Hiệp định thương mại tự do Bắc Mỹ: Hoa Kỳ, Canada và Mexico) đã thêm 20%. Để mang những con số này từ quan điểm, 20 000 chai lớn có thể được làm từ một tấn nhựa. Hơn nữa, ngành công nghiệp nhựa sử dụng gần 5% nguồn cung cấp dầu trên thế giới. Một trong những vấn đề lớn nhất mà ngành công nghiệp phải đối mặt là đảm bảo rằng nhựa có thể được tái chế.
Sản xuất nhựa trong thế giới 2012

Tái chế nhựa

Việc tái sử dụng nhựa là lý tưởng, và ví dụ, với hộp đựng chai và ngày càng có túi mua sắm. Thoạt nhìn, bộ sưu tập nhựa có thể được tái sinh, chẳng hạn như nhựa nhiệt dẻo, chẳng hạn như poly (ethene) và poly (propene), dường như là một giải pháp hấp dẫn. Tuy nhiên, việc thu thập và phân loại các sản phẩm nhựa thành polyme là một quá trình tốn kém và khó khăn. Nó thường được thực hiện thủ công bởi các nhân viên được đào tạo những người sắp xếp nhựa thành polyme và / hoặc màu. Công nghệ đang được giới thiệu để phân loại nhựa tự động, sử dụng các kỹ thuật phổ khác nhau.

Đầu tiên, phổ hồng ngoại được sử dụng để phân biệt giữa nhựa rõ ràng và mờ. Tiếp theo là một cảm biến màu trực quan, được lập trình để bỏ qua nhãn, xác định nhựa màu khác nhau (Hình 1). Sau đó, phổ X -Ray được sử dụng để phát hiện nguyên tử CL trong poly (chloroethene) (PVC). Cuối cùng, một phổ hồng ngoại được sử dụng để phát hiện nhựa, quan trọng nhất là poly (ethene) (HDPE) và polyester như Polys.

Nhựa cũng có thể được tách ra trên cơ sở mật độ bằng cách nổi. Một phương pháp phát triển gần đây bao gồm truyền nhựa và đưa nó qua một loạt các đường ống trong hệ thống treo nước. Tốc độ dòng của nhựa phụ thuộc vào mật độ, cho phép dòng chảy được đưa ra ở sự khác biệt dọc theo đường ống.

Tái chế Polyeste, ví dụ PET (trong chai), hiện đang được sử dụng rộng rãi. Các chai được thu hồi được rửa sạch, nghiền thành từng mảnh, tan chảy và đùn cho sợi. Các sợi sau đó được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như thảm.

Mật độ cao poly (ethene), hdpe, được sử dụng cho nước trái cây và chai sữa, cũng được nghiền thành từng mảnh, tan chảy và ép thành các tấm được làm, ví dụ, trong lớp lót hoặc đúc thành thùng chứa.

Túi nhựa tái chế tiết kiệm khoảng hai -thirds được sử dụng để sản xuất một túi mới. PVC cũng được tái chế và đùn cho các đường ống hoặc được sử dụng cho cửa sổ.

Tái chế kim loại

Tái chế kim loại (thường được gọi là sản xuất thứ cấp) đang trở nên quan trọng hơn với nhiều nhôm hơn và chì được sản xuất từ ​​các nguồn tái chế hơn là quặng của chúng và lượng thép và đồng khổng lồ. Cũng được sản xuất thông qua tái chế.

Các quá trình được mô tả trong các đơn vị cho các kim loại riêng lẻ, nhôm, đồng, thép, chì và kẽm. Trong mọi trường hợp, các tính chất của kim loại sau khi tái chế không giảm hoàn toàn. Chất lượng của chúng giống như kim loại làm từ quặng. Nguyên liệu thô để tái chế được lấy từ ba nguồn:

Một là chất thải được tạo ra bởi quy trình sản xuất ban đầu và xử lý kim loại.

Một là chất thải từ việc làm kim loại thành sản phẩm. Cả hai nguồn được gọi là phế liệu mới.

Thứ ba, công chúng được coi là được tái chế, sản phẩm kim loại bị loại bỏ (phế liệu cũ). Do đó, trong việc sản xuất một chiếc xe hơi, mỗi trong ba nguồn kim loại tái chế đều có sẵn từ nhà máy thép, từ nhà máy ô tô và cuối cùng khi chiếc xe cuối cùng được tái chế.

(Bộ sưu tập Dongachem)

Nguyễn Lân Dũng

Giáo sư  Nguyễn Lân Dũng  là nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh vật học (wiki), với hơn nửa thế kỷ cống hiến cho giáo dục và nghiên cứu. Ông là con trai Nhà giáo Nhân dân Nguyễn Lân, thuộc gia đình nổi tiếng hiếu học. Giáo sư giữ nhiều vai trò quan trọng như Chủ tịch Hội các ngành Sinh học Việt Nam, Đại biểu Quốc hội và đã được phong tặng danh hiệu Nhà giáo Nhân dân năm 2010.