Cracking bằng hơi nước để tái chế rác thải nhựa

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Công nghệ Chalmers (Thụy Điển) đã phát triển được quy trình phân hủy mọi loại chất thải nhựa xuống mức phân tử. Các khí tạo thành được biến đổi thành nhựa mới có chất lượng tương tự như nhựa ban đầu.

Nhóm nghiên cứu do Henrik Thunman, Giáo sư Công nghệ năng lượng dẫn đầu, đã nhận thấy khả năng phục hồi nhựa như một tài sản. Nhựa thải không phân hủy nên có thể được sử dụng theo kiểu tuần hoàn, tạo ra giá trị thực sự cho nhựa đã qua sử dụng và là động lực kinh tế để thu gom nhựa thải.

Từ kết quả thử nghiệm thu hồi hóa chất bằng quá trình cracking nhựa bằng hơi nước, nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình để tái chế nhựa đã qua sử dụng thành nhựa có chất lượng như ban đầu.

“Nhờ xác định mức nhiệt hợp lý khoảng 850 độ C và tốc độ gia nhiệt cũng như thời gian ổn định phù hợp, chúng tôi đã chứng minh phương pháp được đề xuất trong phạm vi thí nghiệm biến đổi 200kg rác thải nhựa mỗi giờ thành hỗn hợp khí có ích. Sau đó, hỗn hợp khí được tái chế ở cấp độ phân tử để trở thành vật liệu nhựa mới có chất lượng như ban đầu”, GS Henrik Thunman nói.

Mô hình tái chế nhựa hiện nay có xu hướng theo hình thức “phân cấp chất thải”, làm nhựa bị phân hủy nhiều lần xuống chất lượng thấp hơn trước khi được đốt để thu hồi năng lượng.

Quy trình mới được áp dụng cho tất cả các loại nhựa phát sinh từ hệ thống chất thải, bao gồm cả những loại chất thải trước đây đã được lưu trữ tại bãi chôn lấp hoặc trên biển.

Yếu tố làm cho quy trình trở nên khả thi để sử dụng nhựa đã thu thập và phân loại trong các nhà máy hóa dầu quy mô lớn, đó là thu gom đủ khối lượng vật liệu.

Các nhà máy này cần khoảng 1-2 triệu tấn nhựa thải được phân loại hàng năm để chuyển phù hợp với mức sản lượng hiện đang được khai thác dầu mỏ và khí hóa thạch.

Theo nhóm nghiên cứu, tổng lượng chất thải nhựa của Thụy Điển trong năm 2017 khoảng 1,6 triệu tấn và chỉ có khoảng 8% trong số đó được tái chế thành nhựa chất lượng thấp hơn. Nghiên cứu này mở ra cơ hội từ việc sử dụng nhựa theo hình thức tuần hoàn trong xã hội, cũng như làm giảm nhu cầu dầu mỏ và khí hóa thạch để sản xuất nhiều loại nhựa chất lượng cao khác nhau.

Theo số liệu thống kê, trong năm 2015, trên toàn thế giới có khoảng 350 triệu tấn chất thải nhựa phát sinh, 14% trong số đó được xử lý để thu hồi vật liệu, 8% được tái chế thành nhựa có chất lượng thấp hơn, 2% chuyển thành nhựa có chất lượng như ban đầu và khoảng 4% đã bị mất đi trong các quá trình này.

Số liệu này cho thấy, khoảng 40% chất thải nhựa của năm 2015 đã được xử lý chủ yếu thông qua đốt để thu hồi năng lượng hoặc giảm thể tích - giải phóng CO₂ vào khí quyển; khoảng 60% được vận chuyển đến bãi chôn lấp và chỉ có khoảng 1% bị bỏ đi và rò rỉ ra môi trường. Tuy nhiên, đây là vấn đề môi trường nan giải do khối lượng chất thải nhựa rất lớn, quá trình phân hủy nhựa trong tự nhiên diễn ra chậm, làm lượng nhựa thải trên toàn thế giới ngày càng bị tích tụ nhiều hơn.

Nguồn: Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam (NASATI)