日本自2001年實施《廢舊家電循環再利用法》以來,收集和處理的廢舊家電逐年增加,廢舊家電的再商品化率(再商品化率=再商品化重量合計/再商品化處理重量合計)也逐步提高,四種主要廢舊家電產品的再商品化率均達到和大幅超過了法律要求。
再商品化率的提高主要得益于再商品化處理工廠的經驗和技術積累,這種經驗和技術積累是以適宜的廢舊家電處理工藝路線、技術設備和生產管理為基礎并逐步改進得來的。本文通過兩家典型的日本工廠的工藝技術路線的介紹總結其工藝技術的特點,探討日本技術對研發和應用適合中國的廢舊家電處理工藝技術的啟示。
2典型處理工藝介紹
松下環保技術中心(Matsushita Eco Technology Center Co.,Ltd.,METEC)和回收業務網絡公司RBN(Recycle Business Network)均位于兵庫縣,分屬日本回收處理系統的A、B組,兩家公司的廢舊家電處理工藝具有一定的代表意義。
松下環保技術中心屬于松下集團,位于兵庫縣加東市,成立于2001年4月1日,占地面積38570m2,電視機、空調、洗衣機、冰箱、冷藏柜等廢舊家電的年處理量達到70萬臺每年。松下環保技術中心是為了實施《廢舊家電循環再利用法》而建立的新企業,同時也是宣傳循環型社會的窗口,其處理理念是“取自于商品用之于商品”,追求徹底完成資源的回收和防止二次污染。松下環保技術中心工廠整體布局合理,對四種廢舊家電采用不同的處理工藝,建有不同的處理線進行處理,并在工廠內用不同的顏色標示出來。處理廠內破碎等專用設備為專業廠家制造,工藝設計和周邊設施由松下自己完成四種不同的廢舊家電處理工藝如下:
廢舊電視機的回收采用人工拆解分離外殼、線路板和CRT,對CRT采用松下自行開發的工藝進行處理,包括清洗,屏玻和錐玻分離,對玻璃進行清洗、破碎等,見圖1。
廢舊洗衣機回收工藝為初步拆解,回收平衡鹽水,破碎,采用不同分選方法分選金屬和不同塑料,高純度PP回收采用離心浮選方法,見圖2。
廢舊空調的回收為按照不同冷媒種類回收冷媒和冷凍機油,手工拆解,對外殼、熱交換器、壓縮機分別處理,對外殼等采用破碎后分選等方式進行材料分選,見圖3。
廢舊冰箱冷柜的回收工藝為取出塑料件,按照不同的冷媒種類回收冷媒和冷凍機油,盡可能拆解冰箱門等部件,壓縮機手工拆解,箱體進入破碎機破碎,對于保溫層破碎散發的發泡劑,采用收集破碎機周邊空氣用活性炭吸附回收處理方式處理,見圖4。
上述不同廢舊家電回收處理工藝各不相同,但總體上松下環保技術中心主要的工藝路線是手工拆解、破碎和分選,在此基礎上,針對不同家電特點,在主工藝的實現上各有一定特點,配備了專用的手工拆解流水線和拆解工具,破碎和分選工藝也根據處理對象有所不同。由于采用不同的處理線,便于專業化,提高了效率和再商品化率。松下還致力于開發一些專有技術,根據市場需要提高再商品化率,包括廢舊塑料的深化處理等。在發泡劑回收上,松下采用活性炭吸附回收技術。
BBN由新日本開發公司、琢磨株式會杜和三洋電機株式會社投資建成,位于兵庫縣姬路市,成立于1999年8月,工廠面積約21500m2,人員35-50名,高峰時160人三班倒工作,處理能力達到每年100萬臺。新日本開發公司是一家處理危險廢物的公司,琢磨公司則開發固體垃圾處理設備,這三家公司合作投資建設廢舊家電回收處理工廠集中了各自的技術特長,體現了不同的技術特色。其處理工藝流程框圖5所示。
在RBN工藝中,并不按照電器進行分類,而是進行混合處理。冰箱、冷柜、空調室外機等首先回收冷媒和冷凍機油,洗衣機抽出鹽水,各類電器進行簡單的初步手工分解后即進入粗破碎機進行粗破碎,然后通過風選、磁選和人工分揀,將大件的金屬件、壓縮機、電機、換熱器、銅管、PCB板、銅線等在此工藝進行選別并再處理,剩余的材料進行細破碎,再進行風選、磁選、渦電流選別。最終剩余塑料分選后制成固體燃料。整個工藝分離的冷媒、保溫泡沫塑料、以及揮發的發泡劑、廢塑料制成的固體燃料等均送到新日本開發公司焚燒爐處理。電視和電腦顯示器等設備手工拆解后進入專門的CRT處理線。CRT的處理采用了通用的處理工藝,包括PCB、電子槍、偏轉線圈的拆解,去除防爆圈,清洗前檢查,機器清洗,手工清洗,屏玻和錐玻分離,清除熒光粉,玻璃破碎后再利用。
配套焚燒處理的新日本公司成立于1972年,以處理工業廢棄物為主要業務,處理物包括廢油、廢塑料、廢酸、廢堿、木屑等。處理量93.6噸,天,共3組焚燒爐,發電量520kW。新日本公司對工業垃圾進行調配混合處理,投入回轉爐焚燒,煙氣停留時間超過2秒,溫度900~1000"C,焚燒產熱用于發電,尾氣經過冷卻、除塵、噴入消石灰和活性炭去除二惡英和重金屬等,再經過除塵器后排放。垃圾熱值約4500kcal/kg,發電全部用于自用,灰渣用于水泥廠做添加劑。
RBN公司的工藝采用流水線和人工分揀結合,較多采用通用的固體垃圾處理工藝,用兩級破碎作為前處理,用通用的分選技術來進行物料分選。由于不對電器進行分類,而是利用粗破碎代替手工拆解,再進行手工分選大型部件,處理效率高。
RNB在泡沫、塑料、回收的冷媒等處理上利用了新日本的焚燒發電設備,這是大多數廢舊家電工廠沒有的優勢。由于可以和新日本的焚燒爐配合,對于回收價值低、處理難度高的物料的處理效果和經濟性要高于其他再深化處理工藝。
3工藝特點分析和借鑒
通過對上述處理工藝的實地考察和分析,可以發現日本這兩家處理工廠的工藝特點非常實用,適應性強。兩家均未采用全自動、全封閉的專用處理方式,而是根據廢舊家電的特點在常規的固廢處理工藝上加以改進,同時配合人工拆解和分揀,因此可靠適用,可適應不同規格、不同年代、不同種類廢舊電器的大規模回收處理,總體投資不高,并降低了投資專用設備的風險。
對于廢舊家電回收處理工藝,有三個關鍵性問題必須很好解決:合理成本基礎上的環境保護要求的滿足和較高的再商品化率。三者相互聯系,相互影響,而回收處理工藝是三者達到平衡的關鍵。兩家日本工廠根據各自的特點因地制宜采取了不同的措施。松下分類處理,根據廢舊家電特點開發處理設施和環保設施。RBN則利用了本身就是固體廢棄物處理商新日本公司的優勢,將工廠建在新日本公司的焚燒爐旁,對廢舊電器不進行分類,有利于產生規模效應,并將低回收價值或高環保成本的物料或排放物送入焚燒爐處理,因此總體經濟性較高。
對于松下環保技術中心這種完全由家電制造商投資的處理工廠,還有一個非常重要的特點是可以發揮家電制造商的優勢,開展了家電設計人員和廢舊家電回收處理人員的合作。通過合作,廢舊家電回收處理人員能夠將回收處理中的問題反饋給家電設計人員,家電設計人員參與廢舊家電的拆解回收,這有利于促進家電在設計上就成為可拆解、宜分選的產品,也有利于設計人員了解家電的失效模式,提高按照可靠性分配設計制造資源的設計水平。從一定意義上來說,這是提高低成本提高廢舊家電再商品化率的根本途徑。
廢舊家電的回收處理同時具有環境保護和資源回收的雙重目的,回收處理產業的長期可持續發展有賴于產業自身的良性循環,因此,在廢舊家電回收處理工藝的選擇上,應從適用出發,根據環境保護、再商品化要求和處理成本決定處理深度,根據處理深度和場地、設備、人工、能源等各種生產要素成本設計總體處理工藝,充分利用國家、地區、自身和合作伙伴的各種優勢,達到社會效益和經濟效益雙贏。
參考文獻:
[1]松下環保技術中心介紹及網頁http://panasonic.net/eco/petec/
[2]RNB公司介紹
[3]新日本開發公司介紹http://www.eco-snk.jp
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