海洋塑料垃圾是一个重要的问题,需要创新的解决方案来解决。发表的一篇研究论文PNAS已经证明的可行性从收集创建燃料浪费,从而极大地提高塑料垃圾处理的整个过程。
研究:船上的热力学可行性海洋塑料转换为自供电的海洋蓝色柴油清理。图片来源:丰富凯里/ Shutterstock.com
塑料垃圾:一个日益严重的问题
估计有超过5万亿件塑料在海洋中,每年数百万吨的废物进入他们。较大的问题几乎是不可估量的,塑料碎片分解成越来越小的碎片,然后进入食物链。创建更多的废物时,问题变得复杂,和清理工作成为一个移动的目标,是朝着错误的方向。
塑料的生产预计保持了好几年,所以很紧迫的是,当前浪费被消除,防止一个螺旋的问题。这将有助于保护至关重要的生态系统,确保海洋食品生产的安全。
的问题目前垃圾处理的方法
目前,一些技术已经开发清洁海洋塑料垃圾。然而,尽管取得了一些进展,清理行动是有限的塑料垃圾可以存储在船舶和加油和新建的必要性。
往返需要花很长时间,尤其是如果端口处理发生在哪里数千公里的清理现场。再加上燃料,排放的问题,很明显,这个过程是缺乏效率和可持续性的关键领域。
概念设计的船用HTL-based ocean-borne塑料转化为可用燃料:过程流程图。整个过程被设计成适合标准的20英尺集装箱。图片来源:百通,E。R et al, PNAS上
一个更好的方法是必要的,如果该行业是能够充分发挥其潜力。删除存储问题的一种方法和所需的时间加油是使用塑料垃圾本身为机载操作提供燃料。
利用塑料垃圾创造蓝色柴油
使用塑料垃圾制造燃料是一个新奇的想法,但这意味着清除和修复的过程有一个圆形的元素在燃料生产和使用。塑料垃圾也有类似的能量剖面碳氢化合物,并通过使用这种可悲的是丰富的资源,这就消除了生产石油燃料的必要性。
本文提出了一种基于水热液化过程,利用热量和压力将塑料转化为燃料,检索聚合物和带他们的环境。石油产量超过90%,即使没有催化剂。此外,固体副产物产量很低。另一个研究小组研究的方法是热解,但是这水热液化相比具有显著的缺点。
概述的过程除塑料GPGP显示(A)的总系统概述,(B)系统的收集热潮的一部分,(C)一个集合的繁荣,和(D) HTL反应堆。图片来源:丰富凯里/ Shutterstock.com
商业上可行的过程,产生的能量必须超过燃料生产所需的塑料。然而,技术的进步,数据分析将有助于实现这一点。研究了模拟常见的塑料-聚乙烯和聚丙烯以及两者的混合物。PP和PE被发现最有前途的,拥有最高的收益率而产生没有坚实的副产品。
使用这个过程,检索率每年230至11500吨塑料垃圾清除被研究团队建模。模型的范围取决于海洋塑料的表面浓度。需要进一步的研究来评估。
优点和关键挑战
创建燃料在船舶上有几个关键优势。除了上述优势操作效率,比现有燃料生产过程更可持续。蓝色的排放柴油(所谓的因为它有一个海洋起源)的一小部分由传统的燃料生产所排放的废气。
此外,拥堵在港口和石油泄漏的风险接近岸边减少self-refueling船只。
然而,挑战技术需要解决。除了生产所需的能量超过浪费燃料,可伸缩性是一个重要的考虑,如果是商业上可行的过程。进一步考虑包括如何实现该技术在船舶安全考虑物理和经济约束。
估计所需的时间完全清除GPGP基于高(2500 g.km2)和低(50 g.km2)浓度估计(1)塑料在GPGP部署之间的距离1公里至50公里繁荣和相应数量的繁荣部署。图片来源:丰富凯里/ Shutterstock.com
框架评估这个船上过程的影响也是研究小组提出的。这将需要开发新的数据收集。此外,差距在科学知识的海洋塑料垃圾的本质需要解决。
未来
海洋正变得越来越受到人类活动的污染。必须加大努力以增加删除率如果要减轻环境破坏最严重的影响。船舶的能力将现有的塑料垃圾转化为燃料的行业将是一个巨大的进步,创造更高效,可持续和安全废物清除操作。
进一步的阅读
百通,E。R et al。(2021)热力学可行性船载海洋塑料转换成蓝色的自供电的海洋清洁柴油[网络]PNAS.org。可以在:https://www.pnas.org/content/118/46/e2107250118
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