循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略下挑戰(zhàn)淺析

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循環(huán)經(jīng)濟策略以成本效益為核心，旨在減少商業(yè)模式的價值損失，根據(jù)測算，這種策略所產(chǎn)生的邊際減排成本低于其他脫碳方案。艾倫·麥克阿瑟基金會（EllenMacArthurFoundation）最近發(fā)布的一份報告指出：“到2050年，循環(huán)經(jīng)濟策略可使全球關(guān)鍵工業(yè)原材料的二氧化碳排放減少40%或37億噸。”為兼顧經(jīng)濟和社會效益，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟要經(jīng)過科學系統(tǒng)全局性規(guī)劃，既需要產(chǎn)業(yè)政策的引導支持，也需要機制約束，例如綠色公共采購、可持續(xù)設(shè)計要求、生產(chǎn)者責任延伸、相關(guān)標簽和標準建設(shè)等。一方面通過生產(chǎn)者責任延伸制度、可持續(xù)設(shè)計要求等推動紡織產(chǎn)品從源頭開始施行設(shè)計與生產(chǎn)優(yōu)化，以減少原生材料尤其是不可再生材料的使用，并使產(chǎn)品更易于重復(fù)使用和再生利用；另一方面加強使用后產(chǎn)品的收集、分選與再生利用能力，重點提升再生材料的高質(zhì)化、高值化利用水平?？萍籍a(chǎn)生價值，創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用意味著新的商業(yè)機會。以下就紡織品回收再利用的相關(guān)技術(shù)進展及潛在商業(yè)機會進行簡要介紹。

1紡織品回收再利用技術(shù)進展

目前，紡織品回收再利用技術(shù)主要集中于機械回收、熱回收法以及化學回收法3類。

1.1機械回收

機械回收的主要優(yōu)點是它幾乎可以處理任何紡織廢料（不限材料和結(jié)構(gòu)）。與化學回收法相比，它對投資、空間、技術(shù)人員等要求較低，且其加工過程使用的資源較少。在機械回收過程中，纖維的原始特性仍然存在，但存在于紡織產(chǎn)品（包括生產(chǎn)和產(chǎn)品使用）中的化學物質(zhì)（包括有害物質(zhì)），如添加劑、染料、整理劑等，不能在機械回收過程中去除。機械回收的產(chǎn)出物主要有可紡纖維、絨毛、填充材料和灰塵。較長的可紡纖維可以重新紡成紗線，但聚酰胺纖維幾乎不采用機械回收法。回收后的纖維質(zhì)量取決于待回收產(chǎn)品的質(zhì)量，但一般低于原生纖維的質(zhì)量。機械回收的棉纖維可以部分替代原生棉纖維，但需要與原生材料混合使用才能加工成質(zhì)量可接受的紗線。其他輸出材料（絨毛、填充材料等）的質(zhì)量低于可紡纖維部分，可用于低端非織布或作為復(fù)合材料的增強材料，或通過燃燒進行能量回收。

1.2熱回收

熱回收法旨在回收聚合物或低分子量結(jié)構(gòu)單元，包括熱機械回收和熱化學回收，兩者存在區(qū)別。

1.2.1熱機械回收。熱機械回收是一種回收熱塑性紡織品的技術(shù)，如聚酯、聚酰胺、聚丙烯等，將它們?nèi)廴诩庸ぴ僭炝；蚣庸こ尚吕w維。該過程是一種成本效益、效率較高的常規(guī)工藝，因此很容易實施。但需要添加原生材料混合使用，并且最終纖維中只能存在較少含量的回收材料。纖維紡絲是一個非常精細的過程，即使存在少量不相容的聚合物也會導致加工問題并降低輸出纖維的性能。目前有研究將增容劑用于紡織品熱機械回收，以提升聚合物共混物的相容性。顏料、印花墨水、洗滌殘留物、阻燃劑、涂層等的存在也會影響紡絲過程并導致絲條質(zhì)量嚴重下降。因此，為了避免不規(guī)則和不需要的顏色，進入回收流程前紡織品應(yīng)該進行顏色分類。再生后的纖維可根據(jù)質(zhì)量和性能進行后續(xù)加工和應(yīng)用。但有一點無法避免，聚合物/纖維的性能在每次循環(huán)后都會進一步惡化。1.2.2熱化學回收。熱化學回收是一種利用聚合物的部分氧化反應(yīng)產(chǎn)生低摩爾質(zhì)量組分或通過加熱將聚合物降解為單體的過程，這是一項相對成熟的技術(shù)。該技術(shù)可得到純凈、未受污染的原料，生產(chǎn)的紡織品相對而言更易符合環(huán)保法規(guī)的要求。這種技術(shù)由于需要高溫，熱化學循環(huán)的能量需求非常高。加上所需的分離和純化步驟，整個流程與機械和熱機械回收法相比，其實際環(huán)境影響預(yù)計會更大。

1.3化學回收

化學回收是一種使用化學溶解或化學反應(yīng)的過程，用于聚合物回收（包括分解用過的纖維、提取聚合物并將其重新紡絲以進行重新應(yīng)用）或單體回收（用于將聚合物紡織材料分解為單體，并為新用途重新生產(chǎn)聚合物纖維）。這種回收技術(shù)有多種可能性，目前重點關(guān)注以下3種廢舊紡織原料的回收技術(shù)。1.3.1通過制漿工藝對棉纖維進行回收再利用纖維素漿粕可以通過不同類型的制漿工藝獲得：硫酸鹽、亞硫酸鹽和無硫工藝。該工藝可以回收不同來源（如木材、棉花、粘膠纖維、紙板等）的纖維素，但由于其化學結(jié)構(gòu)和黏度不同，從業(yè)者普遍認為來源不同的原料需要調(diào)整制漿工藝或進行預(yù)處理。大多數(shù)工藝處理棉含量較低的材料在技術(shù)上可行，但經(jīng)濟性不佳。因為棉纖維含量越高，制漿過程所需的化學品就越少。一些技術(shù)可將PET從混紡物中分離出來，但由于需要進行額外的分離和純化步驟，從經(jīng)濟角度來說不具吸引力。纖維素漿粕可用作粘膠或萊賽爾纖維的原料，與木漿混合后再用常規(guī)再生纖維素纖維紡絲工藝進行加工。據(jù)報道，目前再生漿粕已經(jīng)可以替換高達40%～50%的木漿。1.3.2PA6和PET解聚工藝。PA6和PET的單體回收法實際上是一個解聚過程。兩種材料通過不同的技術(shù)在各種反應(yīng)條件下（溫度、壓力、時間、催化劑等）進行解聚。首先溶解聚合物，所用溶劑通常是水（即水解法）、醇（即甲醇分解法）或乙二醇。在實踐中，PA6通常通過水解解聚；而PET以上3種反應(yīng)機制均可用。除此之外，還出現(xiàn)了一種酶解聚反應(yīng)法，該技術(shù)被認為是一種生化回收過程。這種工藝允許回收所有形式的PET（包括塑料和纖維），PET與其他材料的混合物亦可，因為酶對PET具有選擇性。合成纖維的化學回收效率很大程度上取決于待加工材料的純度。鑒于經(jīng)濟原因，用于再生的PET或PA含量應(yīng)在80%～90%左右。目前PET回收材料的主要來源為廢舊包裝材料和生產(chǎn)廢料；PA6則主要來自地毯、漁網(wǎng)、紡織品和廢舊塑料（除了PA6，還含有PP、背襯、涂層等）等，平均回收率約65%。由于在高溫和高壓下發(fā)生解聚反應(yīng)需要具備一定的條件，因此這種回收方法本身需要消耗一定的能源。1.3.3滌棉混紡產(chǎn)品的回收。滌棉混紡產(chǎn)品作為目前混紡產(chǎn)品中最常見的品類，其回收再生可以通過不同工藝方法來完成。第1種方法基于溶劑的溶解和過濾過程來分離不同的材料并提取所需的成分（聚合物回收），回收得到的纖維素可用于常規(guī)制漿和濕紡工藝，而PET則基本保持完整。根據(jù)相關(guān)研究，所得溶解漿的純度可達100%。PET可以重新紡成長絲，也可焚化以進行能量回收。比如Oerlikon（歐瑞康）集團投資的英國初創(chuàng)公司W(wǎng)ornagain研發(fā)了一種滌棉混紡織物再利用技術(shù)，開發(fā)了一種分離、凈化、提取棉和PET的閉環(huán)溶劑系統(tǒng)，近期將建成示范工廠。第2種方法為部分水熱法降解棉纖維或PET，也可兩者兼而有之。這些過程依賴于水、壓力、溫度和綠色化學品，最終產(chǎn)物取決于所應(yīng)用的特殊工藝。第3種方法重在通過酶促途徑（即生化回收法）從滌棉混合物中（部分）降解棉纖維，然后得到葡萄糖、纖維素粉和PET纖維。

2紡織品回收再利用面臨的問題及機遇

作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要實踐方向，紡織品回收再利用項目的持續(xù)開展有賴于資金和人才的長期投入，屬于長線投資。從上文可知，材料回收的加工效率、品質(zhì)及經(jīng)濟效益等與回收原料的質(zhì)量息息相關(guān)。本質(zhì)上，問題的解決還需回歸到原生產(chǎn)品的設(shè)計加工階段。但現(xiàn)階段市場上的大多數(shù)紡織產(chǎn)品并未在設(shè)計階段充分考慮產(chǎn)品使用后的回收再利用，其著眼點基本限于自身利益或直接客戶的需求。短期內(nèi)要改變現(xiàn)狀并不現(xiàn)實，因此，優(yōu)先考慮在現(xiàn)有背景下有助于降低整體流程成本和提高輸入準確性的舉措。比如開發(fā)和應(yīng)用先進分揀技術(shù)；建立分揀和回收中心，以協(xié)調(diào)和優(yōu)化廢舊紡織品收集、分揀和回收流程，降低物流成本；形成聯(lián)合戰(zhàn)略，建立相關(guān)數(shù)據(jù)平臺，促進紡織產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)信息交流，協(xié)調(diào)資源，達成更高效合作。還可利用數(shù)字技術(shù)等新一代信息技術(shù)來提高回收效率和精確性，提高產(chǎn)業(yè)鏈透明度。比如利用數(shù)字化技術(shù)實施纖維或產(chǎn)品可追溯，向分類設(shè)施和回收商提供有關(guān)產(chǎn)品中使用過的纖維、添加劑和（危險）化學品等信息，以確保明確的信息輸入，使分揀和回收更高效精準。再回到紡織技術(shù)層面，需要進一步研究（危險）化學品如染料、抗皺劑、防水劑以及纖維示蹤劑對循環(huán)程度的更廣泛影響。未來幾年需要開發(fā)新的技術(shù)解決方案，進一步研究如何從回收的紡織纖維及其副產(chǎn)品中去除、純化甚至回收添加劑和染料。與此同時，需要從產(chǎn)業(yè)鏈源頭加強可持續(xù)設(shè)計原則的實施，建立生產(chǎn)者責任延伸制度，以不斷提高廢棄紡織品的可回收性和整個產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

作者:趙永霞 單位:中國紡織信息中心