効果的なプラスチック熱分解は、従来のリサイクルでは処理が困難な幅広い材料を処理できます。最も適した原料は、使用済みプラスチック、都市固形廃棄物からの混合プラスチック、多層包装、機械的リサイクル施設で拒否された材料です。これらの供給源は主に、貴重な油やガスに効率的に分解される一般的なポリマーで構成されています。
中心となる原則はシンプルです。ポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）のように、主に炭素と水素で構成されるプラスチックは熱分解に最適です。塩素（PVC中）や酸素（PET中）などの他の元素を含むプラスチックは、管理が必要な重大な技術的課題を引き起こします。
熱分解に最適なプラスチック
熱分解の有効性は、処理されるプラスチックポリマーの化学組成によって決まります。目標は、長いポリマー鎖をより小さな、価値のある炭化水素分子に分解することです。
ポリオレフィン（PEおよびPP）
ポリエチレン（PE）とポリプロピレン（PP）は、熱分解に最適な候補です。これらのプラスチックは、買い物袋や食品容器から自動車部品まで、あらゆるものに使用されています。
それらの化学構造は、炭素と水素の単純で長い鎖で構成されています。酸素のない状態で加熱すると、高収率の合成油（熱分解油）、ガス、炭にきれいに分解されます。
これにより、それらはケミカルリサイクルおよび廃棄物発電用途に非常に望ましいものとなります。生成物は新しい燃料や化学原料に精製できるためです。
ポリスチレン（PS）
使い捨てカップや発泡包装材などに見られるポリスチレン（PS）も、良い候補です。
特定の条件下で熱分解すると、高割合のスチレンモノマーを生成します。このモノマーは、新しいポリスチレンの製造に使用でき、クローズドループのリサイクル経路を確立します。
問題のあるプラスチックとその課題
多くのプラスチックは技術的には熱分解可能ですが、原子組成のために、運用上および環境上の重大な問題を引き起こすものもあります。
ポリ塩化ビニル（PVC）
PVCは、熱分解にとって最も問題の多いプラスチックの1つです。その構造には塩素原子が含まれています。
熱分解中、この塩素は主に塩化水素（HCl）ガスとして放出されます。このガスは非常に腐食性が高く、機器を損傷し、適切に制御されないと有毒なダイオキシンを形成する可能性もあります。
少量のPVC汚染を処理するための脱塩素化ステップを備えたシステムを設計することは可能ですが、一般的には主要な原料としては避けられています。
ポリエチレンテレフタレート（PET）
ソーダボトルや食品容器に一般的に使用されるPETは、高品質の熱分解油を製造するには理想的ではありません。
PETのポリマー鎖には、かなりの量の酸素が含まれています。熱分解中、この酸素は生成される油やガスに含まれ、それらのエネルギー含有量を低下させ、燃料としての価値を低下させます。このプロセスでは、固体のテレフタル酸も生成されます。
現実の廃棄物ストリームの管理
実際には、プラスチック廃棄物が完全に分別されることはありません。熱分解は、機械的リサイクルでは処理できない混合された汚染されたストリームを処理できる能力で高く評価されています。
混合プラスチック廃棄物
熱分解は、未分別の都市固形廃棄物プラスチックを効果的に処理できます。最終製品の品質は投入物の平均となり、PEとPPの割合が高いため、通常は使用可能な油が確保されます。
多層包装
食品パウチやフレキシブル包装など、異なるプラスチックとアルミニウムの層を組み合わせた複雑な材料は、熱分解の主要な候補です。
機械的リサイクルでは、これらの結合された層を分離できません。しかし、熱分解はプラスチック成分を油やガスに分解し、アルミニウム箔などの材料を固体として残し、回収することができます。
トレードオフの理解
熱分解を使用することを選択する場合、処理しようとする原料に基づいて、一連の技術的および経済的なトレードオフを受け入れる必要があります。
原料の純度とコスト
PEとPPのクリーンで分別されたストリームは、最高品質と収量の熱分解油を生成します。しかし、この純粋な原料を入手するには費用がかかる場合があります。
より安価で混合され汚染された廃棄物ストリームを使用すると、投入コストは削減されますが、より高度で堅牢な熱分解システムが必要になります。生成される油も、使用する前により広範なアップグレードが必要になる場合があります。
汚染物質の影響
土、水分、紙、有機廃棄物などの非プラスチック汚染物質は、プロセスに悪影響を与える可能性があります。水分は気化するために大量のエネルギーを消費し、有機廃棄物は最終製品の化学組成を変化させる可能性があります。
効率的で安定した熱分解操作を確保するためには、破砕、洗浄、乾燥などの効果的な前処理がしばしば重要なステップとなります。
目標に応じた適切な選択
プラスチック原料の適合性は、あなたの主要な目的に完全に依存します。
- 高品質の燃料収量を最大化することが主な焦点である場合：ポリエチレン（PE）とポリプロピレン（PP）のクリーンで分別されたストリームを優先してください。
- 困難な廃棄物を埋め立て地から転用することが主な焦点である場合：熱分解は、混合プラスチック、多層包装、および従来のリサイクル施設で拒否された材料にとって優れたソリューションです。
- クローズドループのケミカルリサイクルが主な焦点である場合：高価値のスチレンモノマーを回収するために、ポリスチレン（PS）のクリーンなストリームをターゲットにしてください。
最終的に、熱分解は、特に他の実行可能なリサイクル経路がない幅広いプラスチック廃棄物を貴重な資源に変換するための強力で柔軟な技術を提供します。
要約表：
| プラスチックの種類 | 熱分解への適合性 | 主な特徴 | 主な生成物 |
|---|---|---|---|
| ポリエチレン（PE）＆ポリプロピレン（PP） | 優れている | 単純な炭素-水素鎖。きれいに分解される | 高収率の熱分解油、ガス、炭 |
| ポリスチレン（PS） | 良い | 特定の条件下でスチレンモノマーを生成 | 新しいPS用のスチレン（クローズドループ） |
| ポリ塩化ビニル（PVC） | 問題あり | 塩素を含む。腐食性HClガスを放出 | 機器の損傷、有毒な副生成物 |
| ポリエチレンテレフタレート（PET） | あまり理想的ではない | 酸素を含む。生成物のエネルギー値を低下させる | 低品質の油、固体のテレフタル酸 |
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