يساعد تحويل البلاستيك المهترئ إلى نفط عبر عملية التكرير في الانتقال إلى نموذج اقتصاد دائري لا يعتمد فقط على الاستخدام الفردي ثم التخلص من المنتج. تقوم العملية بشكل أساسي بتسخين البلاستيك الذي يصعب إعادة تدويره وتحويله مرة أخرى إلى مواد مفيدة مثل النفط الخام الاصطناعي، مما يقلل من اعتمادنا على الوقود الأحفوري الجديد. يمكن لأنظمة التحلل الحراري (Pyrolysis) أن تحقق تحويلًا بنسبة تصل إلى 70% من المواد البلاستيكية إلى هيدروكربونات قابلة للاستخدام، لذلك بدلًا من أن تنتهي هذه المواد في مكبات النفايات أو أن تُحرق، تُمنح فرصة جديدة للاستخدام. يُستخدم ما ينتج عن هذه العملية كمادة خام ممتازة لإنتاج الوقود الديزل ومنتجات البترول الكيميائية المختلفة. هذا النهج يحافظ على تدفق الموارد لفترة أطول بدلًا من أن تتحول إلى نفايات، وهو ما يُعد منطقيًا من الناحية البيئية والاقتصادية عند النظر في الاستدامة على المدى الطويل.
المناطق المحلية التي تنفذ أنظمة تحويل البلاستيك إلى وقود تشهد عادةً انخفاضاً بنسبة تتراوح بين 30 إلى 50 بالمائة في الإنفاق على توسيع مكبات النفايات، إضافة إلى حصولها على مصدر طاقة محلي خاص بها. عندما تدمج المدن بين جمع النفايات العادية وعمليات التكرير الصغيرة الحجم، فإنها تحقق في آن واحد تقليلًا في الملوثات التي تدخل إلى النظم البيئية وإنتاجًا للطاقة في المكان الذي تحتاجه. انظر إلى ما يحدث الآن في بعض مناطق جنوب شرق آسيا، حيث بدأت مراكز التكرير الجديدة بالظهور في كل مكان، مما يظهر كيف يمكن لدمج جوانب مختلفة من إدارة النفايات أن يجعل المناطق أكثر استقلالية، وفي الوقت نفسه تقلل الحاجة إلى استيراد الوقود الأحفوري التقليدي من دول أخرى.
يُنتج العالم الآن أكثر من 400 مليون طن متري من النفايات البلاستيكية كل عام، مما أدى إلى ظهور منشآت إعادة التدوير بالقرب من المدن الكبرى والمصانع. في العديد من المناطق الساحلية في البلدان النامية، تقوم المصانع المحلية بتحويل مخلفات المحيط إلى وقود أنظف احتراقًا للسفن. في الوقت نفسه، تميل الدول الغنية إلى تحليل مواد التغليف القديمة إلى نفثا تُستخدم في صناعة مواد كيميائية مختلفة. تجعل هذه التركزات الجغرافية عملية النقل أسهل وتساعد في خلق فرص عمل للعمال ذوي المهارات المحددة في تقنيات إعادة التدوير. نتيجة لذلك، نحن نشهد تقدمًا أسرع نحو نماذج الاقتصاد الدائري الحقيقي حيث لا تذهب أي مخلفات هدرًا.
تسيطر ثلاث طرق حرارية كيميائية رئيسية على تكرير نفايات البلاستيك إلى النفط:
يحقق التحلل الحراري كفاءة في استعادة الكربون تصل إلى 85% لبولي إيثيلين وبولي بروبيلين، وهو ما يتفوق على إعادة التدوير الميكانيكية بالنسبة للبلاستيك المتدهور.
يحتل التحلل الحراري 40.6% من سوق تقنيات تحويل البلاستيك إلى وقود بسبب متطلباته المنخفضة للطاقة (أقل بنسبة 40% من التحلل الغازي)، وإنتاجه المباشر للوقود المتوافق (drop-in fuels)، وتلاؤمه مع البلاستيك المختلط – باستثناء PVC وPET. وترفع التطورات مثل استخدام محفزات الزيوليت من إنتاج الهيدروكربونات في نطاق البنزين إلى 78%، مما يجعل العملية مجدية اقتصاديًا حتى عند سعر 50 دولارًا/البرميل للنفط الخام.
| المتر | التحلل الحراري | التحلل الغازي |
|---|---|---|
| إنتاج الزيت | 65–85% | 0% (الغاز الاصطناعي فقط) |
| الدخل الطاقي (كيلوواط ساعة/كغ) | 1.2–1.8 | 2.4–3.6 |
| الإنتاج الأساسي | النفط الخام الاصطناعي | الغاز الاصطناعي (CO + H₂) |
| الاعتماد التجاري | 420+ مصنع قيد التشغيل | 27 منشأة تجريبية |
بينما تتيح عملية الغازificación تحويل الغاز المُنتَج إلى ميثانول للاستخدام الصناعي، تظل عملية التحلل الحراري هي الطريقة المُفضَّلة للمراكز الاقتصادية الدائرية التي تحتاج إلى وقود سائل للنقل.
تُحقِّق المحفزات المتقدمة الآن تحويلًا بنسبة 93% للبولي أوليفينز في المفاعلات السرير المميع، وتزيل 99% من الكلور من المدخلات التي تحتوي على PVC. كما تُقلِّل المحفزات الثنائية الوظيفة Ni-Fe/CaO تشكُّل القطران بنسبة 62% أثناء التقاط CO₂، وهو أمر بالغ الأهمية للوفاء بمعايير الاستدامة في الاتحاد الأوروبي. تحسِّن هذه الابتكارات من جودة الوقود، حيث تتجاوز أرقام السيتان 51 بالنسبة للناتج في نطاق الديزل.
تؤدي أنظمة التحكم في الانبعاثات الحديثة إلى خفض مستويات ملوثات البيئة إلى أقل من 0.1 نانوغرام مكافئ سميّة لكل متر مكعب، وهو تحسن كبير مقارنة بـ 50 نانوغرام في حالات الحرق المكشوف. كما تقلل هذه الأنظمة من الجسيمات بنسبة تقارب 100% بفضل المكثفات الكهروستاتيكية التي تؤدي وظيفتها بكفاءة، في حين تنجح تطبيقات الفحم الحيوي (البايوكار) في احتجاز ما يقارب الثلث من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. من ناحية أخرى، لا يزال نحو واحد من كل ثمانية زيوت تحلل حراري تحتوي على آثار من المعادن الثقيلة التي تحتاج إلى معالجة خاصة تُعرف باسم المعالجة الهيدروجينية. يُضيف هذا الإجراء الإضافي ما بين 18 إلى 25 دولارًا لكل طن من تكاليف المعالجة. وقد قامت المنشآت في جنوب شرق آسيا بمراقبة الانبعاثات باستمرار، ونتيجة لذلك، بلغت معدلات الامتثال نحو 90٪ وفقًا للتقارير الأخيرة التي أصدرتها برنامج الأمم المتحدة للبيئة السنة الماضية.
يحوّل عملية التحلل الحراري النفايات البلاستيكية إلى نفط خام اصطناعي من خلال تفكيك المواد بواسطة الحرارة في مفاعلات مغلقة دون وجود أكسجين. تأتي أولاً مرحلة الفرز حيث يتم تقطيع أنواع مختلفة من البلاستيك إلى قطع صغيرة تبلغ أبعادها حوالي 2 إلى 10 ملليمتر. بعد ذلك تأتي مرحلة التجفيف لإزالة أي رطوبة متبقية في المادة. عندما نتحدث عن التحلل الحراري البطيء، فإنه عادةً يعمل بدرجات حرارة تتراوح بين 400 و 550 درجة مئوية لفترة تمتد من نصف ساعة إلى قرابة ساعتين متواصلتين، منتجةً حوالي 74 بالمئة من النفط. أما التحلل الحراري السريع فيعمل بشكل مختلف، حيث يصل إلى درجات حرارة تتجاوز 700 درجة خلال ثوانٍ فقط، مما يزيد في الواقع نسبة العائد السائل إلى حوالي 85 بالمئة. يتم تبريد البخار الناتج عن هذه العملية وتحويله إلى زيت وقود قابل للاستخدام. ما يبقى بعد المعالجة يتضمن حوالي 20 بالمئة من الفحم النشط وحوالي 6 بالمئة من الغاز المركب، وكلاهما يمكن إعادة استخدامه في النظام كمصادر إضافية للطاقة. الآن تتضمن الإعدادات الأكثر تطوراً معدات مراقبة في الوقت الفعلي تساعد على الحفاظ على الظروف المثلى وضمان نتائج ذات جودة أفضل باستمرار.
لكي يعمل التحلل الحراري بشكل جيد، يجب أن تحتوي المواد الخام على كمية وافرة من البولي أوليفينات مثل البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP)، والتي تمثل حوالي 60 إلى 70 بالمائة من جميع النفايات البلاستيكية في العالم. من المهم أيضًا الحفاظ على مستويات الرطوبة تحت 10 بالمائة، في حين يجب أن تبقى مستويات مادتي PVC وPET تحت 1 بالمائة لتجنب الانبعاثات التآكلية أثناء المعالجة. عندما تتضمن الخلطات ما يصل إلى 15 بالمائة من مادة البولي ستيرين، فإن المشغلين يحصلون عادةً على ما بين 680 و720 لترًا من الزيت من كل طن يتم معالجته. إن تجانس تكوين المواد يساعد حقًا في تعزيز كفاءة التحفيز. لحسن الحظ، تغيرت الأمور كثيرًا في الآونة الأخيرة بفضل التكنولوجيا الجديدة. حيث أصبح من الأسهل بكثير فصل البوليمرات المختلفة بدقة وإزالة الملوثات التي كانت ستدمر الدفعة بأكملها باستخدام أنظمة الفرز الطيفية فوق البنفسجية المدعومة بالذكاء الاصطناعي.
تقع هذه المنشأة على ممر جافا الاقتصادي بإندونيسيا، وهي منشأة تعالج حوالي 35 طنًا متريًا من النفايات البلاستيكية يوميًا، وتحولها إلى ديزل يتوافق مع معايير ASTM. وتستخدم هذه المنشأة وحدات تقطير وحدوية لتشغيل العملية، وتنتج حوالي 12 ألف لتر من الوقود للنقل يوميًا لتغذية الصناعات القريبة. كما تمنع هذه العملية حوالي 94 بالمئة من البلاستيك المذكور من الذهاب إلى مكبات النفايات. وقد تعاونت الشركة مع جامعي النفايات المحليين، وقامت بتطبيق نظام يعتمد على تقنية البلوك تشين لتتبع مقاييس الأثر البيئي. في الواقع، تُحقق استثماراتهم عوائد سريعة نسبيًا - حيث يجنون الأرباح خلال أقل من عام واحد. ومنذ أن بدأت العمليات في 2022، تمكنت المنشأة من تقليل التلوث البلاستيكي البحري بنسبة تقارب 40%، وهو إنجاز كبير بالنظر إلى الكميات الكبيرة من البلاستيك التي تصل عادةً إلى مياهنا البحرية.
وصلت دقة فصل البوليمرات باستخدام التصوير فوق البنفسجي إلى 98%، مما يحسن نقاء المواد الخام. تزيد زيولايتات المعادن الانتقالية من إنتاج النفط بنسبة 25–35% وتقلل محتوى الكلور إلى أقل من 0.5%. تحقق المفاعلات المحسّنة التي تعمل عند 500°م مع زمن مكوث 60 دقيقة نسبة استعادة 82% من الهيدروكربونات السائلة، أي أعلى بـ14% من المتوسطات الخمسية.
يُحسّن التشقق الحفزي بخار التحلل الحراري إلى ديزل يتوافق مع معايير EN 590 دون الحاجة إلى تكرير إضافي. تستعيد إعادة التشكيل بالبخار المُعدّلة 92% من الهيدروجين من البوليمرات البلاستيكية، مما يمكّن من إعادة الاستخدام الداخلي في عمليات التكرية. من المتوقع أن تقلل متانة المحفزات المحسّنة، التي تتجاوز 8000 ساعة تشغيل، من تكاليف إنتاج النفط الخام الاصطناعي بنسبة 40% بحلول عام 2030.
تستهدف عملية التحلل الحراري بمساعدة المايكروويف الروابط الجزيئية بشكل مباشر، وتحقق كفاءة في استخدام الطاقة بنسبة 98% وتقلل درجات حرارة العملية بمقدار 200°م. تستعيد عملية التحلل الإذابي الوحدات الأولية سليمة من التعبئة متعددة الطبقات، حيث أظهرت المصانع التجريبية نسبة استعادة تبلغ 97% لكل من البوليمرات الحرارية (PET) والبوليمرات الأوليفينية. تحوّل أنظمة التحلل الغازي المدمجة مع البلازما 99.9% من البلاستيك إلى غاز الاصطناعي بينما تزيل ملوثات الدايوكسين من خلال الأكسدة الحرارية ثلاثية المراحل.
تنبّأت نماذج التعلّم الآلي بالمعايير المثلى لتحليل البلاستيك المختلط حرارياً بدقة 2%، مما قلّل من عمليات التشغيل التجريبية بنسبة 75%. تضبط أنظمة التحكم في الجودة التي تعتمد على قياس التشتت رامان شروط التشغيل في الوقت الفعلي للحفاظ على لزوجة الزيت ضمن نطاق ±0.5 سنتي ستوك. ساعدت الأنظمة الرقمية المزدوجة في مصافي أوروبا على زيادة الطاقة الإنتاجية السنوية بنسبة 22% من خلال الصيانة التنبؤية والتحسين المستمر.
إن عملية تحويل البلاستيك المعاد إلى نفط تقلل من استخدام مساحة المكبات بنسبة تتراوح بين 85 إلى 90 بالمئة مقارنة بالطرق التقليدية للتخلص من النفايات. تشير الدراسات التي تتناول دورة حياة المواد بالكامل إلى أن أنظمة التحلل الحراري تنتج انبعاثات غازات دفيئة أقل بنسبة تصل إلى 30 بالمئة مقارنة باستخراج النفط من باطن الأرض، بشرط استخدام الطاقة الناتجة عن العملية بشكل صحيح. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات تتعلق بمعالجة المواد المتبقية الخطرة مثل مركبات الفuran والمعادن الثقيلة المختلفة. إن تطبيق إجراءات فعالة لمكافحة التلوث ضروري للغاية إذا أردنا تحقيق أهداف الاقتصاد الدائري التي تتحدث عنها العديد من الصناعات في الوقت الحالي.
يعتمد الربح على الوصول إلى المواد الخام والبنية التحتية القابلة للتوسيع. في جنوب شرق آسيا، تحقق مصانع التحلل الحراري عوائد خلال 4–7 سنوات، مع تكلفة إنتاج الديزل الاصطناعي ما بين 0.40–0.60 دولار لكل لتر. تحسّن التكاليف المنخفضة للعمالة والحوافز الحكومية الجدوى، على الرغم من أن تقلبات أسعار النفط وجودة النفايات غير المستقرة تشكل مخاطر على الاستقرار على المدى الطويل.
يعتمد النجاح في التوسيع على التمويل الهجين - الجمع بين المنح العامة والاستثمارات الخاصة. تقلل المصافي الوحدية التي تعالج 20–50 طن/يوم من التكاليف الرأسمالية بنسبة 40% مقارنة بالأنظمة التقليدية. تحقق التجمعات الإقليمية التي تدمج استعادة المواد مع التكرير كفاءة في الموارد بنسبة 15–25% أعلى، مما يُنشئ أنظمة مغلقة لنفايات البلاستيك غير القابلة لإعادة التدوير.
تُعدّ عملية تكرير نفايات البلاستيك عمليةً تحوّل فيها نفايات البلاستيك إلى نفط خام صناعي أو مواد كيميائية مفيدة أخرى، مما يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري الجديد ويساهم في الاقتصاد الدائري.
يشمل التحلل الحراري تسخين نفايات البلاستيك في غياب الأكسجين لتفكيكها إلى هيدروكربونات سائلة، يمكن استخدامها كنفط خام صناعي أو معالجتها إلى وقود مثل الديزل.
تقلل هذه التكنولوجيا من النفايات في المكبات، وتخفّض انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة 30٪ تقريبًا مقارنة باستخراج النفط التقليدي، وتساعد في إدارة تلوث البلاستيك البحري.
تشمل بعض التحديات التعامل مع الانبعاثات مثل الدايوكسينات والمعادن الثقيلة، والتأكد من استمرارية تدفق النفايات الخام، وإدارة التكاليف المرتبطة بتقنيات التكرير المتقدمة.
نعم، خاصة في المناطق ذات تكاليف العمالة المنخفضة والحوافز الحكومية. تحقق المصانع في جنوب شرق آسيا فترة استرداد خلال 4 إلى 7 سنوات، مع تكاليف إنتاج للديزل الاصطناعي تتراوح بين 0.40 و 0.60 دولار لكل لتر.
أخبار ساخنة2024-09-25
2024-09-18
2024-09-12
2024-09-05
2024-08-30
2024-08-23
حقوق الطبع والنشر © 2025 لشركة شانغكيو أوتيوي المحدودة لمعدات حماية البيئة سياسة الخصوصية
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
ID
LT
SR
UK
VI
TH
TR
FA
AF
MS
GA
AZ
BN
LA
MN
UZ
