蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告-2024.07-20正式版-WN8

蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)

項目報告中歐循環(huán)經濟可持續(xù)轉型系列報告蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告版本說明關于重塑包裝——中歐合作賦能回收循環(huán)價值鏈項目項目受德國聯(lián)邦經濟合作與發(fā)展部（）develoPPP專項資金委托，由德國國際合作機構（GIZ）聯(lián)合漢高HenkelPakUPMRaflatac）一同執(zhí)行。項目重點關注塑料軟包、紙基復合包裝、快遞包裝、瓶以及日化硬質包裝等五類包裝廢棄物的收集及回收；同時，通過結合試點經驗及生態(tài)設計、生產者責任延伸制等先進理念，為包裝廢棄物的綜合管理提供政策及標準建議，提升包裝廢棄物回收價值鏈，促進包裝行業(yè)的低碳可持續(xù)發(fā)展。相關單位德國國際合作機構（GIZ）重塑包裝——中歐合作賦能回收循環(huán)價值鏈項目北京師范大學蘇州城投再生資源發(fā)展有限公司浙江科茂環(huán)境科技有限公司及科茂化學回收研究院圖片來源Shutterstock（封面）本報告全文受版權保護。截至本研究報告發(fā)布前，德國國際合作機構和相關作者對出版物中所涉及的數(shù)據和信息進行了仔細研究與核對，但不對其中所涉及內容及評論的正確性和完整性做任何形式的保證。本出版物中涉及到的外部信息，將由其發(fā)行方將對相關內容負責，德國國際合作機構不對此類內容承擔任何責任。蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告德國國際合作機構駐華代表處地址：中國北京市朝陽區(qū)麥子店街371100郵編：100125電話：+861087255180郵箱：giz-china@giz.de網址：www.giz.de/china重塑包裝——中歐合作賦能回收循環(huán)價值鏈由德國聯(lián)邦經濟合作與發(fā)展部（BMZ）委托受develoPPP.de地址：中國北京市朝陽區(qū)亮馬河南路14號塔園外交辦公樓2-5郵編：100600蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告目錄摘要.........................................................................................1第一章..............................................................................21.1項目概述.............................................................................21.2項目執(zhí)行單位介紹.....................................................................21.3項目過程.............................................................................2第二章..............................................................................4第三章..............................................................................63.1降低原料含水量.......................................................................63.2去除金屬雜質.........................................................................63.3化學循環(huán)加工.........................................................................73.4收率分析.............................................................................8第四章..............................................................................94.1油品情況說明.........................................................................94.2熱解氣情況說明......................................................................114.3尾渣情況說明........................................................................124.3.1碳含量及熱值..................................................................124.3.2固廢危廢鑒定..................................................................12第五章.............................................................................14附：化學循環(huán)技術相關方簡介..................................................................151.浙江科茂環(huán)境科技有限公司...........................................................152.北京師范大學.......................................................................153.蘇再投再生資源回收經營有限公司.....................................................15蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告為研究以化學循環(huán)方式回收城市生活源軟塑包裝廢棄物的技術和經濟可行性，德國國際合作機構（GIZ師范大學、蘇州城投再生資源發(fā)展有限公司、浙江科茂環(huán)境科技有限公司及科茂化學回收研究院合作開展了“蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)”項目，將來自蘇州社區(qū)的軟塑包裝廢棄物進行了收集，化學循環(huán)中試及加氫后處理。項目主要得到以下結論：1蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告項目簡介1.1項目概述本項目隸屬于“重塑包裝-受德國經濟合作與發(fā)展部（BMZ）委托，通過專項資金與多家私營企業(yè)合作（包括漢高、利樂、陶GIZ）執(zhí)行，旨在通過試點先進的廢棄物收集和分揀模式，提高包裝廢棄物（塑料和飲料紙基復合包裝）的回收率，并通過探索再生利用路徑，提升循環(huán)回收價值鏈。本化學循環(huán)項目在重塑包裝項目的支持下，由德國國際合作機構（GIZ展有限公司（簡稱：蘇州城投再生）、浙江科茂環(huán)境科技有限公司（簡稱：科茂環(huán)境）及科茂化學回收研究院合作執(zhí)行。1.2項目執(zhí)行單位介紹德國國際合作機構（GIZ）在本項目中負責制定項目方案，協(xié)調各項目參與方，并為項目執(zhí)行提供經費支持。北京師范大學負責前端社區(qū)垃圾成分調研，包括分選與測試，以明確塑料廢棄物的來源、成分和可化學循環(huán)性。并負責根據科茂的化學循環(huán)實驗結果，完成技術系統(tǒng)的生命周期評估（LCA蘇州城投再生負責協(xié)調蘇州市的社區(qū)，并協(xié)助在社區(qū)中開展垃圾成分調研以及軟塑收集、貯存、轉運等作?？泼h(huán)境負責利用化學循環(huán)技術中試裝置，將社區(qū)收集到的混合軟塑料廢棄物加工成塑料熱解油，具體包括原料預處理、化學循環(huán)中試、初步加氫精制及產物全面檢測?？泼瘜W回收研究院負責收集及分析過程數(shù)據和檢測結果，結合廢塑料原料及化學循環(huán)產品數(shù)據庫數(shù)據，組織撰寫項目報告。1.3項目過程年6月啟動，月結束。經過分揀生活垃圾中的混合軟塑料1、三次化學循環(huán)中試制取塑料熱解油、加氫精制中試及產物全面檢測等環(huán)節(jié)，證實了中國典型城市生活垃圾中全部塑料廢棄物的50%以上（全部軟塑1包含近30種不同類別軟塑料。2蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告80%以上）均可通過科茂環(huán)境的化學循環(huán)裝置進行化學循環(huán)，產出品質較好的塑料熱解油，滿足主要產品指標要求和主流下游石化企業(yè)進料要求，經過加氫后得到的精致熱解油品質進一步提升，可單獨或摻混進蒸汽裂解、催化裂化等裝置。產出的熱解氣尾氣成分類似液化石油氣，熱值高于天然氣，具有很高的能量回收價值；產出的固態(tài)碳渣具有約1/3的碳含量，熱值約為褐煤（23.0-27.2MJ/kg28.6%-50.1%。圖1：項目流程3蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告原料收集本項目通過德國國際合作機構（GIZ300kg混合軟塑料，運送到科茂環(huán)境的化學循環(huán)中試基地。詳細的原料組分如下表所示：數(shù)據來源：北京師范大學、德國國際合作機構圖：原料組分分析4蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告數(shù)據來源：北京師范大學、德國國際合作機構圖：生活源塑料廢物來源分析結果顯示：第一，進入到垃圾焚燒廠的其他垃圾中仍然存在大量的塑料廢棄物，其中硬質塑料占比小于40%，軟質塑料占60%。軟塑廢棄物中有超過40%來源于垃圾袋、背心袋、連卷袋及購物袋等。第二，按用途分類，居民端產生的塑料廢棄物，超過90%為各類包裝，其中占比較高的是各類袋子（43%食品包裝（20%）和快遞包裝（。第三，根據收集的樣本，目前進入到垃圾焚燒處置的塑料廢棄物的50%以上2及軟塑廢棄物中的80%以上，均適合通過化學循環(huán)工藝進行回收。2其他部分的廢塑料當前主要通過物理循環(huán)方式回收，化學循環(huán)技術也可以處置。5蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告化學循環(huán)3.1降低原料含水量該原料以生活膜類塑料為主，含有一定量水分（主要來自廚余垃圾），大部分水分被包裹在塑料包裝袋中，收集時難以直接去除。為減少能耗，同時測試除水效果，通過破碎后晾曬等預處理方式進行除水，具體情況如下：晾曬除水第一次中試(2天)第二次中試(3天)第三次中試(5天)原料重量(kg)77.41861.472142.453晾曬后重量(kg)73.35056.050126.500除水重量(kg)4.0685.42215.953除水率5.25%8.82%11.20%數(shù)據來源：科茂環(huán)境、科茂化學回收研究院表：三次中試原料含水率3.2去除金屬雜質該原料是城市生活垃圾通過人工分揀出的低值軟塑料，金屬雜質較少，經過磁選，挑選出1.01kg金屬3，0.5%，與科茂化學回收研究院在全國數(shù)個城市的原料調研結果相近。3該部分金屬指的是原料中混有的金屬雜質，比如鐵釘、易拉罐拉環(huán)、圓珠筆彈簧、螺絲等能夠通過磁選分離出來的金屬，不包括鋁塑復合包裝等。6蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告3.3化學循環(huán)加工將去除金屬雜質和部分含水量的原料投入化學循環(huán)裝置進行三次中試，產出塑料熱解油、熱解氣和固態(tài)殘渣。其中原料、熱解油、水分、固碳殘渣質量為實測值，熱解氣質量為計算值（實測體積為計算值（100%-74.33%，固態(tài)殘渣收，熱解氣收率12.13%，誤差率（遺漏在裝置內無法排出的產物）1.91%。物料平衡詳情如下表所示：第一次中試第二次中試第三次中試項目平均收率(kg)(kg)(kg)73.350-56.050-126.500--投入65.06252.048121.000含水48.288-4.002-5.500--油47.67473.27%39.22475.36%89.97474.36%74.33%廢水58.288-4.002-5.500--產出渣9.27014.25%5.23910.07%12.80210.58%11.63%氣6.92510.64%7.03013.51%14.79212.22%12.13%誤差及誤差率1.1931.83%0.5551.07%3.4322.84%1.91%數(shù)據來源：科茂環(huán)境、科茂化學回收研究院表：三次中試物料平衡4水分來源為原料自帶，生產過程無水分參與，因此該數(shù)值由收集產出的廢水，直接稱量得出。5同上。7蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告3.4收率分析根據科茂化學回收研究院廢塑料原料及化學循環(huán)數(shù)據庫，不同原料加工產出的三相產物收率有所差異，幾種代表原料（干基）化學循環(huán)產物情況如下：干基原料油品收率氣體收率固態(tài)殘原料圖片廢片材（某上市公司合作項目）9.24%0.73%廢膜（某跨國石化企業(yè)合作項目）91.32%7.20%1.16%廢塑料桶14.60%4.50%（某固廢上市公司合作項目）廢編織袋67.45%15.51%17.04%（某化工上市公司合作項目）填埋場廢塑料77.44%13.46%9.10%（某國有固廢集團合作項目）數(shù)據來源：科茂環(huán)境、科茂化學回收研究院表：幾種代表原料化學循環(huán)產物因生活源廢塑料中不可避免地混有少部分無法處置的雜質，如鋁塑包裝中的鋁、各類包裝袋中的無機添加劑80%-90%純塑料化學循環(huán)液相產物收率85%-90%，故生活源廢塑料化學循環(huán)表現(xiàn)出的綜合液相產物收率為70%-75%8蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告產物檢測4.1油品情況說明經權威第三方檢測機構檢測，三次中試及第三次中試熱解油初步加氫的數(shù)據情況如下：第一次中試第二次中試第三次中試第三次中試后加氫（初步）充分加氫預估項目指標要6說明熱解油密度較低，密度0.87g/cm30.791g/cm30.783g/cm30.774g/cm30.773g/cm30.760g/cm3為輕質熱解油，加氫后輕組分含量進熱解油油品組分在餾程-70-3-471℃-394.5℃32.5-416℃—-℃C5-C22之間，加氫后油品組分在-650℃碳含量80%-87%85.64%85.68%熱解油氫含量高，適宜加工為低碳烯烴等高價值化學氫含量13.67%品，加氫后氫含量進一步提升，可加工產出更多高價值硫含量0.0069%0.0057%0.0078%0.0023%0.001%含量低，符合常規(guī)石油裝置要求氮含量0.0876%0.0792%0.1079%0.01115%0.001%含量低，符合常規(guī)6參照指標為國內國際多家石油化工企業(yè)認可的指標及要求。9蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告可與原油或餾分油摻煉降低含量?；蛟谠隙送ㄟ^分選（光選、水選等）PVC等含氯塑氯含量1-500ppm403ppm327ppm430.3ppm28.81ppm10ppm料含量，或原料預熱、油品后處理或加氫精制后氯含量進一步降低，可容納更多塑料熱解油進入煉油裝置熱解油硅含量相對較低，大規(guī)模裝置可通過精餾降低至10ppm以內；基于加氫中試設備限制硅含量1-100ppm29ppm21ppm20.1ppm36ppm3ppm（催化劑中硅元素進入油品），預計規(guī)?；b置充分加3ppm金屬和單元素小于其他非金屬100ppmFe超量，5ppm100ppm5ppm100ppmKFe超量，其余小于5ppm，總量小于100ppm1ppm100ppm1ppm50ppm受限于中試裝置配置，規(guī)?；b置可以通過精餾裝置進酸值2.41.8200水分0.024%0.0295%0.04%0.00102%0.001%數(shù)據來源：科茂化學回收研究院、第三方檢測機構表：三次中試及第三次中試熱解油初步加氫數(shù)據10蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告根據以上分析可得到結論：生活源全混軟塑廢棄物在未進行品類分揀情況下，通過科茂公司化學循環(huán)裝置產出的熱解油，除氯超標外，基本滿足大部分下游主流石化企業(yè)對塑料熱解油的要求。對城市生活源廢舊塑料進行機械分揀（水選或光選等），降低原料中聚氯乙烯（PVC）等雜塑含量，可得到更低含氯雜質的熱解油，以滿足石化企業(yè)蒸汽裂解、催化裂化等裝置單獨或摻混進料的要求。該原料產出的熱解油經過加氫精制可進一步提升品質，提升烴類飽和度，脫除雜質，能滿足更高要求煉化裝置的進料要求。同時，通過塑料原料預加熱，對油品進行礦物吸附、溶劑萃取等技術手段也能大幅降低氯含量。4.2熱解氣情況說明經權威第三方檢測，三次中試熱解氣主要數(shù)據如下：檢測組分第一次中試第二次中試第三次中試甲烷4.679.8911.31乙烷4.758.0510.83乙烯2.414.125.95丙烷3.515.217.53丙烯6.198.6114.96總碳4烴6.948.3112.81氫氣7.8117.7313.57氧氣2.760.730.35氮氣33.0513.603.65一氧化碳3.823.862.61二氧化碳24.1019.8816.43密度(kg/m3)1.55111.46851.6272高位體積發(fā)熱量(MJ/m3)37.4649.1765.65低位體積發(fā)熱量(MJ/m3)34.7645.4960.84數(shù)據來源：科茂化學回收研究院、第三方檢測機構表：三次中試熱解氣主要數(shù)據成分分析顯示：以生活源全混軟塑廢棄物為原料，通過科茂公司化學循環(huán)裝置產出的熱解氣，成分類似液化石油氣，熱值高于天然氣，具有很高的能量回收價值。11蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告4.3尾渣情況說明經權威第三方檢測，三次中試固碳殘渣主要數(shù)據如下：4.3.1碳含量及熱值項目單位第一次中試第二次中試第三次中試碳含量%36.1334.5125.69高位體積發(fā)熱量MJ/kg12.9712.307.95低位體積發(fā)熱量MJ/kg11.6611.437.79數(shù)據來源：科茂化學回收研究院、第三方檢測機構表：三次中試固碳殘渣主要數(shù)據4.3.2固廢危廢鑒定根據檢測報告，依據GB5085.7-2019(GB5085.6)中規(guī)定的毒性含量，判斷該送檢樣品屬于危險廢物。詳情如下：（1）腐蝕性鑒別：pHGB5085.1-2007危險廢物鑒別標準腐蝕性鑒別3.1，固廢的10.68，不具有（GB5085.1-2007）規(guī)定的pH值危險腐蝕性特征。（2）浸出毒性：浸出毒性全項危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別表1，該固廢的主要毒性鑒別初篩物質，主要是有機物如：苯、甲苯、二甲苯、乙苯，但均未超出毒性鑒別表1的限制，不具有（GB5085.3-2007出毒性的特征。（3）毒性物質含量根據揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、金屬全掃結果先對檢測項目進行初篩；再對具體項目進行定量分析。其中未檢出揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機物。但其中重金屬類毒性物質含量的綜合超標，因此該固廢屬于危險固廢的范疇。原因分析：毒性物質超標主要來自鈦元素，因為白色和淺色塑料袋會添加鈦白粉以提高耐候性、耐堿性等產品性能。12蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告（4）反應性GB5085.5-2007危險廢物鑒別標準反應性鑒別4.2.3，該固廢不具有（GB5085.5-2007氫氣體反應性。（5）易燃性GB5085.4-2007危險廢物鑒別標準易燃性鑒別4.2，該固廢不屬于（GB5085.4-2007態(tài)易燃廢物。（6）急性毒性初篩GB5085.2-2007危險廢物鑒別標準－急性毒性初篩4.1，該固廢不屬于（GB5085.2-2007的急性經口毒性渭縣毒性的固體廢物。數(shù)據來源：科茂化學回收研究院、第三方檢測機構表：第三次中試固碳殘渣檢測數(shù)據檢測結果顯示：以生活源軟塑廢棄物為原料，通過科茂公司化學循環(huán)裝置產出的固態(tài)碳渣，具有約的碳含量，熱值約為褐23.0-27.2MJ/kg）的28.6%-50.1%。危廢檢測六個方面中的五個方面檢測合格，毒性物質方面存在鈦元素超標。原因可能是項目僅進行一次危廢檢測，可能存在一定誤差，也可能是由于原料中的白色和淺色塑料袋添加的鈦白粉所致。尾渣在規(guī)模化項目中，可制成環(huán)保磚或通過化學法處理達到一般工業(yè)固廢標準，交由有資質的企業(yè)處置。資料來源：科茂環(huán)境資料來源：科茂環(huán)境圖生活源軟塑廢棄物化學循環(huán)產物圖生活源軟塑廢棄物化學循環(huán)產物13蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告項目意義以化學循環(huán)技術處置中國城市生活軟塑廢棄物，具有潛在重要的環(huán)境價值、社會價值和經濟效益。能夠大幅緩解塑料污染化學循環(huán)技術能夠很好地適應占廢塑料總量50%以上的低值廢塑料，產出的基礎化學品可用于加工成新塑料，品質與原生塑料一致，可將城市塑料回收率從當前的30%潛在提升至70%-80%，是解決塑料污染、促進資源回收利用的關鍵技術。能節(jié)約替代原油，實現(xiàn)碳減排，助力國家資源安全用化學循環(huán)的產物生產新塑料或材料，能夠替代原油制取塑料，潛在可降低中國原油依賴度約10%-20%，同時減少塑料焚燒有效降低城市垃圾處理碳排放?；瘜W循環(huán)可實現(xiàn)末端高值化應用，將為城鄉(xiāng)垃圾和廢塑料分類分選設施提供關鍵運營資金，有力推動垃圾“分類分選+資源化”體系建設，同時能提升其他廢棄物（廢紙、玻璃、金屬、有機質等）分離和循環(huán)利

具備優(yōu)秀的經濟效益，也為相關產業(yè)提供“綠色低碳賦能”科茂化學回收研究院估算，化學循環(huán)產業(yè)潛在產值超過1000億元/年，將貢獻豐厚的企業(yè)利潤及財政稅收。中國有潛力建設約150-2004-10年的工廠，約15-20座30-100/年的大型工廠?；瘜W循環(huán)工廠產出的綠色低碳塑料原料，可為我國塑料制品、化工、新材料、汽車、建14蘇州生活源軟塑料廢棄物化學循環(huán)項目報告附：化學循環(huán)技術相關方簡介1.浙江科茂環(huán)境科技有限公司浙江科茂環(huán)境科技有限公司是前沿的廢塑料化學循環(huán)企業(yè)，依托“低溫低壓催化裂解催化重組”和“高選擇性催化裂解”兩大