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你家的微波炉也能变废为宝

微波诱导热解产物

故事从一个培根卷和一个微波炉开始。这个培根卷在微波炉中加热的时间太长了,变成了一片碳,也变红变热了。这就是所谓微波诱导热解的加热过程。

剑桥大学的化学工程师霍华德?蔡斯和卡洛斯?卢德洛?帕拉福克斯从一个熟人那里听说了这个故事,突然想知道他们是否能利用这个过程把包装废料回收成有用的材料。

碳粒子可以有效地吸收微波并将这些热能传递给邻*的物质。如果这些邻*物质是有机物质,如塑料或纸,它们将分解成碎片(即热解);如果邻*的物质是附着在塑料或纸上的金属,附着的有机物热解后,金属可以恢复到清洁状态。

15年过去了,现在他们开发的技术已经由Enval有限公司设计、建造和运营的工厂投入商业应用,Ludrow-Palafix是公司的创始人,Chase是研发总监。恩维尔公司利用这个工厂向投资者和废物处理者展示微波诱导热解工艺的处理能力和经济效益。

恩瓦尔的处理重点是塑料和铝制成的片状包装材料。这种包装材料重量轻、价格低、不透明、不透气,因此常用作食品、饮料、牙膏、宠物食品和化妆品的包装。

然而,塑料和铝的结合对回收来说是一个巨大的挑战,直到现在还不能解决。每年有数百万吨这样的包裹被送到垃圾填埋场。那些以这种方式包装产品的品牌不能在包装上标注“可回收”的标志,也不能享受这种标志带来的各种声誉。

“我们对这种包装的整个生命周期进行了评估,发现尽管它不能回收,但它比玻璃和罐头包装对环境更有利,因为制造和运输这种材料所需的材料和能量非常少,”卢德洛-帕拉福克斯说。

“没有真正的驱动力来用其他材料来代替它们,它们的应用正以每年10%到15%的速度增长。在英国,每年大约有16万吨塑料和铝箔用于包装,这意味着每年至少有1.6万吨铝被埋在地下。想象一下,如果我们能回收这些资源。”

在工程和物理研究协会的支持下,他和蔡斯开发的解决方案从一个相对简单的方法开始:他们在传统的1.2千瓦厨房微波炉中放入一些碳颗粒和一些碎塑料-铝包装,充入氮气,然后打开微波炉,将微波炉的温度调节到大约600摄氏度。

两分钟后,当他们打开微波炉门时,铝箔已经变成了纯铝片、碳氢化合物气体和油。

在商业规模的工厂中,使用相同的化学工艺,除了微波炉具有150千瓦的功率和非常大的体积,足以一次处理100*方米的废物。该设备可以在三分钟内将废料转化为可用于冶炼的铝、可用作燃料的碳氢化合物气体和无毒排放物。

该工厂现在每年可以加工2000吨包装材料,研究人员称,这基本上相当于该地区所有废物处理器的总产能。工厂也能生产足够的能量来维持自己的运转。Enval现在与塑料铝板制造商达成协议,以低于垃圾填埋成本的价格回收生产过程中产生的剩余垃圾。

事实上,这些研究人员已经成为废物处理者,这在20世纪90年代他们肯定没有想到。“当我们第一次接触这个领域时,我们不想成立公司。我们只是想把这个过程从实验室转移到现实中去。“最后,投资者说,没有人能像你一样理解这个过程,你可以做得很好!”

蔡斯说:“我们知道这项专利技术可以为这种包装提供一条真正的回收途径,但废物处理行业可能会慢慢接受新技术??环保服务行业的利润非常低,我们需要一家完全商业化的工厂来让他们相信这种工艺是可行的。”。他估计像他们这样的工厂能在三年内收支*衡。“与此同时,许多使用这种包装的品牌也在联系我们,询问他们能提供什么帮助。”

“这实际上是一个鸡还是蛋的问题,”卢德洛-帕拉福克斯说。“没有人愿意购买这项技术,除非这种包装可以单独回收。然而,由于没有处理这种包装的特殊程序,它们不会被单独回收。我们必须打破这个恶性循环。现在我们有了一个商业规模的工厂,我们可以向废物处理者展示这样做的好处,并鼓励当地政府建立一个分类收集系统。”

与此同时,这些科学家也在关注回收行业的未来前景。蔡斯的团队一直在研究不同类型废物的微波热解。“我们必须不断寻找新的机会来回收有价值的材料,同时减少需要填埋或焚烧的废物数量。”

“我们已经证明,有许多不容易处理的废物可以通过我们的微波技术进行热解,但不一定经济。我们现在面临的挑战是确定哪些技术在商业上可行,哪些技术能够吸引投资并最终成为商业现实。大多数长期专注于其他领域创新的投资者对这项业务并不熟悉。我们将证明这项技术的社会和经济效益,并希望获得必要的投资,将创新理念转化为成功的商业实践。”

(原文来自剑桥大学,请注明转载来源。)



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