Tin Tức

Công nghệ tái chế chất thải nhựa thành xăng dầu

( 09-04-2019 - 09:41 AM ) - Lượt xem: 2763

Hiện nay trên thế giới ước tính có hơn 8 triệu tấn chất thải nhựa đổ vào các đại dương mỗi năm gây nên tình trạng ô nhiễm ngày càng cao . Từ đó đưa ra một thách thức to lớn cho các nhà khoa học , nghiên cứu giải pháp làm sao biến chất thải nhựa thành nguồn nguyên liệu sạch hữu ích và thân thiện với môi trường .

Chất thải nhựa ra đại dương làm ô nhiễm môi trường

"Mục tiêu của chúng tôi là thúc đẩy công nghệ tái chế chất thải nhựa bằng cách chuyển đổi polyolefin thành các sản phẩm có giá trị như polyme, naphtha (hỗn hợp hydrocarbon) hoặc nhiên liệu sạch. Công nghệ chúng tôi tạo ra cho phép gia tăng lợi nhuận cho ngành tái chế và làm giảm kho chất thải nhựa của thế giới." Linda Wang, giáo sư Trường Kỹ thuật Hóa học Davidson thuộc Đại học Purdue ,và là người lãnh đạo nhóm nghiên cứu cho biết.

Có thể chuyển đổi tới 90% chất thải polyolefin thành nhiều sản phẩm khác nhau, như polyme tinh khiết, naphtha, nhiên liệu sạch và monome. Nhóm nghiên cứu hiện đang hợp tác với trợ lý giáo sư Gozdem Kilaz tại Trường Kỹ thuật Công nghệ và Petr Vozka tại Phòng thí nghiệm Nhiên liệu Năng lượng tái tạo của Trường Kỹ thuật Công nghệ nhằm tối ưu hóa quá trình chuyển đổi để tạo ra xăng hoặc nhiên liệu diesel chất lượng với năng suất cao.

Nghiên cứu của giáo sư Wang về chất thải nhựa

Kết quả nghiên cứu được công bố vào 1/2019 của tờ ACS Sustainable Chem. Eng

Quá trình chuyển đổi sử dụng chiết xuất chọn lọc và hóa lỏng thủy nhiệt để biến nhựa thành naphta, một loại dầu dễ cháy sau đó có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho các hóa chất khác hoặc tiếp tục được tách thành dung môi đặc biệt hoặc các sản phẩm khác.

Ý tưởng để tạo ra công nghệ đến với Wang sau khi đọc về vấn đề ô nhiễm chất thải nhựa đại dương, nước ngầm và môi trường. Trong số tất cả các loại nhựa được sản xuất trong 65 năm qua (khoảng 8,3 tỷ tấn), chỉ có 12% được đốt cháy và 9% được tái chế, 79% còn lại được thải vào các bãi rác hoặc đại dương. Diễn đàn Kinh tế thế giới dự đoán, đến năm 2050, đại dương sẽ chứa nhiều chất thải nhựa hơn cả cá, nếu tiếp tục xả thải vào môi trường nước.

“Xử lý chất thải nhựa, dù tái chế hay vứt đi cũng không có nghĩa là kết thúc. Bởi vì những chất thải này phân hủy chậm, giải phóng nhựa và hóa chất độc hại vào môi trường đất và nước. Đây là một thảm họa, vì một khi các chất ô nhiễm này đi vào đại dương, chúng ta không thể thu hồi chúng hoàn toàn." Wang nói.

Wang hy vọng công nghệ của mình sẽ thúc đẩy ngành công nghiệp tái chế phát triển, từ đó làm giảm lượng rác thải nhựa đang gia tăng nhanh chóng. Ngoài ra, Wang và nhóm nghiên cứu cũng đang tìm kiếm các nhà đầu tư hoặc các đối tác để hỗ trợ thương mại hóa công nghệ.

Tái chế rác thải nhựa thành xăng dầu

Đồng thời các nhà khoa học thuộc miền trung nước Nga cũng đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng công nghệ tái chế nhựa cho phép biến rác nhựa thành nguyên liệu đầu vào để thu hồi xăng, dầu và than bán cốc.

Giải pháp cốt lõi của phương pháp này là công nghệ nhiệt phân trong môi trường yếm khí. Khi đó rác nhựa được đốt nóng lên đến nhiệt độ cao nhất định, các kết cấu nhựa bị phân rã chuyển thành dạng khí. Khí này được làm lạnh ngưng tụ thành chất lỏng dầu, sau đó thu được xăng dầu theo yêu cầu. Các thành phần chất rắn được kết tinh lại trong quá trình nhiệt phân là than chất lượng cao gọi là than bán cốc.

Trong quá trình ngưng tụ, khí không xử lý hết được dẫn ra ngoài và quay vòng trở lại để làm nhiên liệu đốt vận hành hệ thống xử lý rác mà không phải dùng điện hay các nguồn năng lượng khác. Một ưu việt nữa của công nghệ này là tổ hợp lò nhiệt phân không thải ra môi trường bất kỳ chất độc hại nào, nên được gọi là công nghệ sạch, thân thiện môi trường.

Khảo sát của các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cho thấy, với công suất xử lý khoảng 7 tấn nhựa một ngày, hệ thống thiết bị cần đầu tư gần 7 tỷ đồng. Sau xử lý sẽ thu hồi được 3 tấn xăng, dầu và 2,5 tấn than bán cốc.

Dung dịch dầu thu hồi là FO và diesel đạt chất lượng, có thể dùng ngay. Với xăng sẽ cần thêm một thiết bị phụ trợ để xử lý thành xăng tiêu chuẩn EURO 4 và EURO 5. Thiết bị này được cho là không quá đắt.

Các nhà khoa học này đã tìm cách tách nguyên tử hydro trong hợp chất, khiến các nguyên tử carbon buộc phải liên kết với nhau. Trong quá trình liên kết, chất xúc tác tiếp tục bẻ gãy khiến carbon liên kết với hydro. Quá trình này lặp lại liên tục, giúp các nhà khoa học thay đổi được cấu trúc của polyethylene tạo thành dầu diesel và xăng.

Còn ở Việt Nam, Trung tâm Nghiên cứu công nghệ Lọc hóa dầu, Đại học Bách khoa TP HCM từng nghiên cứu công nghệ nhiệt phân nhựa và cao su ở nhiệt độ cao thành dạng khí rồi ngưng tụ, tách lấy dầu FO.

Phương pháp được nhóm nghiên cứu sử dụng là nhiệt phân nhựa, cao su phế thải ở nhiệt độ cao thành dạng khí rồi ngưng tụ. Lượng dầu thu được sẽ được tách ra nhờ đặc tính nổi trên nước của dầu.

Hệ thống này cho phép chuyển hóa tối đa 60-70% khối lượng cao su, nhựa thải thành dầu FO sử dụng làm nhiên liệu đốt lò trong công nghiệp nồi hơi, lò nung, lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc cho các loại động cơ đốt trong của tàu biển...

Dù có nhiều giải pháp công nghệ được các nhà khoa học công bố, song việc ứng dụng vào thực tế ở Việt Nam còn hạn chế và rác thải nhựa vẫn là vấn đề nhức nhối.

Nguồn cesti.gov.vn

VnExpress

* Tham khảo thêm : nguyên liệu và quy trình gia công sản phẩm nhựa tại Nam Lâm