利用RF 水汽电浆实行分解废弃塑胶及衍生物质之研究 - 龙华科技大学.PDF

利用 RF水汽電漿實行分解廢棄塑膠及衍生物質之研究 利用 RF水汽電漿實行分解廢棄塑膠及衍生物質之研究 黃詠鈞 劉沖明 宋大崙 龍華科技大學工程技術研究所 摘要 利用 13.56MHz RF水汽電漿，實行廢棄塑膠分解，形成不同的新物質之實驗性的 研究。以聚乙烯 (PE)顆粒做為廢棄塑膠樣品，在實驗中用電器加熱器加熱至大概 450℃ 左右，使 PE氣化再合成新物質。利用單探針、分光光譜儀及氣相層析質譜儀，分別檢 測電漿之特性及反應後的產物，以了解其反應機制。實驗結果顯示： （1）在水汽電漿中 PE顆粒有效地分解後，形成不同種類的離子，如 CH 、CO 、C2 等。（2）反應後產物用 回收槽冷凝回收，得到的產物為丙酮、甲醇、乙醇等物質。 關鍵字 ：聚乙烯、分解、RF 放電、水汽電漿、混合物質 1.前言 我國地狹人稠且資源短缺，過去數十 焚化或回收利用。所以開發有效之利用方 年來，隨著經濟發展所衍生出來的廢棄物 法，不僅有助於解決環保之問題，從省資 問題，已造成環境負荷並影響到環境品 源之觀點來看亦極為重要。目前，有關廢 質。因此，如何有效地減少廢棄物的產生， 棄塑膠之再利用方法包括藉由熱分解來油 並善用資源及有效的管理廢棄物，以建立 化的方法、投入高爐、氣化等方法 (2-4) 。 一個永續發展的社會，已成為重要的課題。 運用電漿處理廢棄塑膠再合成有用的新物 行政院環保署自 86 年起推動「資源回 質，在環保處理技術上，是近來重要的技 收四合一計畫」，結合社區民眾、回收商、 術運用 (5,6) 。 地方政府及回收基金等四者，全面實施資 由都市垃圾加以分類，一般所謂廢棄 源回收、垃圾減量的工作，鼓勵全民參與 塑膠之組成種類包括：泛用樹脂之 3P 並強化回收點設置，暢通回收管道，建立 （PE 、PP 、PS ）約77% ，剩下的是氯系樹 開放的回收清除處理市場，利用嚴密稽查 脂（ PVC 、PVDC ）約6~7% 、PET樹脂約 管制作業，建立業者公平合理之繳費制 8% 、其他塑膠以外之清洗劑容器之金屬彈 度，推動輔導回收處理廠商、技術及再生 簧或鋁箱、玻璃、砂等雜物約 8% 。近幾 品之使用。每年排出龐大數量之廢棄物 年來，聚乙烯(PE)被廣泛運用在日常生活 中，有 20%是廢塑膠。資源回收中廢棄塑 及工業界，故我們將實驗方向往PE處理發 膠的量，從 86 年回收 7000 公噸成長至 94 展。 年 83000 公噸(1) 。 近來的研究報告中，使用 2.45GHz微 廢棄塑膠傳統處理方法多半為掩埋、 波放電產生水汽電漿，做廢棄聚乙烯顆粒 龍華科技大學學報第二十二期,2007.03 分解形成新物質(5,6) 。由於水分子在電漿 中有效地吸收 2.45GHz微波能量，使腔體 溫度自動上升至大概約 1000K 到 2000K 。 這溫度讓廢棄塑膠顆粒氣化擴散至電漿 中，與 OH 離子及 H 離子反應產生新物 質，得到的產物為甲醇、乙醇、丙醇、丙 酮、乙醛等物質，回收液內物質最多的是 甲醇 [CH OH ]。這個方法可有效的處理廢 3 棄塑膠，但高壓下微波放電不易得到大量 的電漿，所以本研究使用 RF 放電來取代 微波放電。 在 13.56MHz RF 放電電漿中，水分 子吸收 RF能量後，由於腔體溫度不會自