维度网讯,一座可将混合城市塑料垃圾转化为有价值油品的中试工厂将于今年夏季在西班牙投入运营,这标志着化学回收技术迈出从实验室走向工业示范的关键一步。
该工厂依托阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam, UvA)催化工程研究组开发的溶剂热液化(solvothermal liquefaction, STL)工艺。该技术可同时处理所有类型的塑料,无需大量分拣,这对于面对成分复杂、受污染垃圾流的行业来说是一种新方法。UvA范特霍夫分子科学研究所副教授、项目负责人Shiju Raveendran博士表示,团队对该工艺有了深入理解,并认为它值得扩大到工业规模,因此设计并制造了中试反应器系统。
STL工艺在欧洲PLASTICE项目框架下开发,利用溶剂、热量、催化剂和高压将混合塑料垃圾转化为深棕色油品,其中包含适合生产原始塑料的分子。研究人员称,该技术解决了城市垃圾流因污染和材料多样性而难以处理的问题。在PLASTICE项目近2000万欧元的预算中,Raveendran获得超过150万欧元用于开发该工艺。目前该技术已达到技术就绪水平(Technology Readiness Level, TRL)6/7,处于通往商业部署的关键示范阶段。
近年来,研究团队开发并测试了新型纳米结构固体催化剂。实验室实验表明,仅需30分钟反应时间,该工艺即可产出气体、油和焦炭三种产品。焦炭被过滤掉,水被回收再利用,油则分离出来,可作为生产新塑料的原料。实验室研究还包括动力学研究、计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)建模、技术经济分析以及副产品利用研究,相关成果已发表在国际期刊上。
中试系统由阿姆斯特丹大学与一家专门从事工业过程系统的印度工程合作伙伴共同开发。该系统配备了一个25升的反应器容器、储罐、集成安全系统以及现场和远程控制能力。今年4月,工厂验收测试在Raveendran在场的情况下成功完成。开发过程中进行了全面的安全和工艺评估,包括HAZOP研究,必维国际检验集团(Bureau Veritas)批准了工程设计。该装置目前正在组装成可运输的撬装单元,之后将从印度运往西班牙,预计今年夏季在西班牙阿斯图里亚斯地区的公共废物管理公司COGERSA开始运营。
届时,UvA研究人员将与COGERSA一起评估该技术在实际塑料废物流上的性能。Raveendran表示,实验室实验已包含实际塑料废物,但在实际运营中仍可能遇到无法完全预见的挑战,放大阶段正是为了将技术推向真正的工业相关性。在他看来,该项目代表着将学术研究转化为实用工业技术的成果。在研究型大学开展技术导向的研发需要与工业和工程合作伙伴紧密协作,并应对监管审批、安全评估、认证程序等实际问题。他还指出,参与项目的年轻研究人员通过接触工业挑战,获得了多学科合作和可持续性驱动创新的经验。
中试工厂的表现将决定该技术能否扩大规模以应对全球塑料垃圾危机,同时支持循环经济目标。
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