Создан 25-литровый пилотный реактор для переработки пластиковых отходов в масло

Группа каталитической инженерии Амстердамского университета (UvA) разработала передвижную пилотную установку для переработки смешанных пластиковых отходов в масло.

В основе процесса — сольвотермическое сжижение (STL). Пластик обрабатывается растворителем при высокой температуре, повышенном давлении и в присутствии катализаторов. Цель технологии — вернуть смешанные отходы в сырьевую форму, пригодную для производства нового пластика.

По данным исследователей, полученное темно-коричневое масло содержит молекулы, необходимые для выпуска первичного пластика. Такой подход должен помочь вовлекать в переработку те фракции, которые обычно сложно перерабатывать механическим способом.

Следующий этап — испытания в Испании на реальных бытовых пластиковых отходах. Пилотную установку разместят на площадке государственной компании по управлению отходами COGERSA.

«Мы получили глубокое понимание процесса и уверены, что он заслуживает масштабирования до объемов, имеющих промышленное значение. Именно поэтому мы разработали и изготовили пилотную реакторную систему в качестве первого важного шага на пути к практическому применению», — сказал доцент доктор Шиджу Равиндран.

Как работает сольвотермическое сжижение

Технология рассчитана на смешанный поток пластика. В отличие от подходов, где требуется предварительно отделять полиэтилен от полипропилена вручную или с помощью оптической сортировки, STL принимает материал в исходном виде.

Отходы подаются в 25-литровый реактор. Внутри они контактируют с растворителем и проходят обработку при высокой температуре и давлении. За ускорение реакции отвечают наноструктурированные твердые катализаторы, разработанные командой UvA. Они помогают разрушать молекулярные связи пластика и при этом не расходуются в ходе реакции.

По описанию разработчиков, цикл занимает около 30 минут. На выходе образуются три продукта: газ, который используется для питания системы, твердый углеродистый остаток, отделяемый фильтрацией, и темно-коричневое масло.

Именно масло рассматривается как ключевой продукт процесса. Оно содержит компоненты, которые могут быть использованы для производства нового высококачественного пластика. В отличие от механической переработки, где свойства материала часто ухудшаются после переплавки, химическая переработка нацелена на возврат к исходному сырьевому уровню.

Переход от лаборатории к пилотной установке

Одна из главных задач проекта — проверить, сможет ли лабораторная технология работать в условиях, близких к промышленным. Для этого исследователи перешли от экспериментов к пилотной реакторной системе.

Проект получил более 1,5 млн евро в рамках европейской программы PLASTICE общим объемом 20 млн евро. По оценке команды, технология достигла уровня технологической готовности TRL 6/7, то есть находится на стадии демонстрации в условиях, приближенных к реальным.

Для проектирования и изготовления установки амстердамские исследователи сотрудничали с индийской компанией, специализирующейся на промышленном инжиниринге. В состав системы входят резервуары для хранения, программное обеспечение для дистанционного управления и системы безопасности. Оборудование смонтировано на стальных рамах-салазках, что позволяет перевозить установку между площадками.

Испытания на площадке COGERSA должны показать, как реактор справляется не с контролируемыми лабораторными смесями, а с неоднородным потоком бытовых пластиковых отходов.

«В наших лабораторных экспериментах уже использовались реальные пластиковые отходы, но мы, безусловно, столкнемся с проблемами, которые не могли в полной мере предвидеть. Именно в этом и заключается цель этапа масштабирования — приблизить технологию к реальной промышленной значимости», — сказал Равиндран.

Если пилотная система подтвердит работоспособность на бытовых отходах, это может стать шагом к созданию модульных децентрализованных установок для переработки пластиковых отходов.