Ежегодно в России образуется до 8,5 миллиона тонн пластикового мусора, который необходимо перерабатывать. Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета создали для этого уникальную технологию.
Из многих миллионов тонн пластиковых отходов в России вторично перерабатываются только 5–12%. Низкая рентабельность процесса накладывается на легкодоступность первичного сырья. При этом объём пластикового мусора постоянно увеличивается. И его переработку необходимо внедрить в существующие промышленные цепочки. Это соответствует утверждённой доктрине президента России о переходе на производство замкнутого цикла и достижении углеродной нейтральности к 2060 году.
Сейчас существует несколько главных методов переработки. Механический — дробление пластикового мусора на гранулы, биологический — компостирование, химический — разрушение отходов с помощью управляемых реакций и термический — сжигание бытового мусора. Последний — самый распространённый: ежегодно в России сжигают миллионы тонн пластиковых отходов для получения вторичных гранул. При этом образуются углекислый газ и токсичные соединения. И до 20% изделий из таких гранул не могут быть вторично переработаны из-за низкого качества.
Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета создали установку для глубокой переработки широкого спектра промышленных отходов. Установка компактная, полностью из отечественных комплектующих и может быть адаптирована под конкретные задачи заказчика, учитывая вид и состав сырья, требуемую мощность и необходимую глубину переработки. Принцип действия установки основан на использовании универсального растворителя — воды в сверхкритическом состоянии флюида.
«В обычном состоянии вода не обладает достаточными свойствами для разложения пластика. Однако это можно изменить, — объясняет аспирант-ассистент кафедры автоматики и телемеханики, резидент Бизнес-инкубатора «Динамика роста» ПНИПУ Глеб Иванов. — Мы поместили воду в замкнутую систему, нагрели до 373 градусов Цельсия и сжали под давлением выше 217 атмосфер. Так вещество достигло критической точки и перешло в состояние флюида, одновременно оставаясь жидкостью и газом. Это позволяет разрушать самые сложные химические цепочки промышленных отходов и не даёт им склеиваться обратно, создавая ещё более сложные отходы. Вода становится не только одним из самых эффективных растворителей, но и самым экологически чистым».
Уникальность решения заключается в том, что для работы не требуются предварительная сортировка и очистка сырья и при переработке можно получить готовые продукты. Например, разные виды топлива.
«Существующие технологии переработки пластика, например, за счёт горения, позволяют получать очищенные вторичные гранулы, в то время как результат нашего решения — исходный нефтепродукт, который может быть использован для производства топлива. Предлагаемое решение разделяет сложные отходы на простые составляющие, для них не требуется отдельный рынок сбыта, как в случае со вторичным сырьём. На выходе получаются различные виды топлива: бензин, керосин, дизель, суммарно до 85% от общего объёма исходного сырья. Всё, что не смогут переработать другие, сможем мы», — подводит итог научный руководитель проекта, главный технолог «НЭП-Пермь» Олег Иванов.
По словам учёных Пермского Политеха, их установка способна перерабатывать более ста видов промышленных отходов, тогда как аналогичные решения специализируются только на 5–10 однотипных. В России среди похожих разработок существуют только лабораторные установки, не пригодные для масштабирования под промышленные задачи. Подобное производство в Китае дороже в два-три раза и не имеет местных ресурсов для ремонта и обслуживания.
Авторы проекта уже получили грант от Фонда содействия инновациям, создали пилотное оборудование, испытывают первые образцы и ведут переговоры о внедрении технологии с нефтехимическими компаниями.