Muovijätteen kemiallinen kierrätys pyrolyysillä

Abstract

Pyrolyysi on tertiäärinen kierrätysmenetelmä, jolla voidaan lämmön ja/tai katalyyttien vaikutuksen avulla pilkkoa jätemuovia polttoaineiksi, monomeereiksi ja muiksi raakaaineiksi. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan muovien kierrätystä, pyrolyysin toimintaperiaatteita, sen lopputuotteita ja teknistaloudellista kannattavuutta. Työn tavoitteena on saada selville, miten pyrolyysi toimii ja mitkä ovat sen edellytykset, millaisia lopputuotteita muovijätteen pyrolyysilla voidaan saada, mitkä ovat sen ongelmia ja rajoituksia, ja onko muovijätteen kemiallinen kierrätys pyrolyysillä teollisessa mittakaavassa kannattavaa.

Pyrolyysi on kiertotalouden näkökulmasta lupaava menetelmä, jolla voidaan käsitellä myös lajittelematonta ja likaista muovijätettä. Tämän työn alkupuolella perehdytään erilaisiin muovijätteen lähteisiin ja muovijätteen koostumukseen. Tästä siirrytään pyrolyysiin prosessina, ja sen tärkeimpiin parametreihin, joita ovat mm. lämpötila, muovijätteen koostumus, reaktorityyppi ja mahdolliset katalyytit. Lopputuotteita määrittävät pitkälti muovijätteen koostumus, sillä polymeerin rakenteella on hyvin suora yhteys sen hajoamistuotteisiin pyrolyysissä. Polyolefiineista saadaan raakaöljyn kaltaisia lopputuotteita, joita voidaan hyödyntää öljynjalostusteollisuuden syötteenä tai suoraan polttoaineina. Joistain polymeereistä saadaan talteen niiden monomeerejä hyvällä saannolla, kun taas esimerkiksi polystyreenillä on taipumus muodostaa hiilikarstaa reaktoriin.

Teollisen mittakaavan sovelluksia on olemassa, ja niillä voidaan käsitellä niin muovia kuin kumiakin. Teknistaloudelliset edellytykset pyrolyysin laajamittaiselle hyödyntämiselle ovat olemassa, joskin laitoksen koko on merkittävä tekijä kannattavuudessa. Yhteiskunnallista tarvetta pyrolyysille selkeästi on, sillä mekaaninen kierrätys ei pysty yksinään käsittelemään kaikkea syntyvää muovijätettä. Koska lainsäädäntö muovin kierrätyksen suhteen on kiristymään päin, tulee kerättävän muovijätteen määrä lisääntymään tulevaisuudessa. Tälle muoville on tehtävä jotain, ja pyrolyysi on siihen erittäin lupaava tertiäärisen kierrätyksen menetelmä.