Полимеры и пластики уверенно и прочно вошли в жизнь человека. С каждым годом рост так называемого «пластикового следа» неуклонно растет.
Несмотря на все протесты и рекомендации экологов состав полимерных изделий усложняется. Соответственно технологии переработки пластиков отходов требуют постоянного развития, в том числе с применением новейших единиц оборудования.
В этой статье пойдет речь об основных видах оборудования для переработки пластика.
Общие понятия о технологиях переработки пластиковых отходов
Бутылки, пленки, литники, полигонный пластик — разнородные по природе материалы. Но технологический цикл для их переработки относительно одинаковый.
Чтобы сформировать понимание о том, какое оборудование содержит цех по переработке пластика, рассмотрим технологическую цепочку:
- Сортировка. Ключевой этап. Здесь происходит разделение материалов. Отделение мусора и нежелательных включений.
- Дробление. Весь поступающий на завод пластик измельчается, так с ним проще работать.
- Мойка. Любые загрязнения должны быть отмыты и удалены.
- Грануляция. Дробленка имеет неудобную для дальнейшего использования форму, поэтому она нуждается в расплавлении на экструдере и грануляции.
- Сушка. На этом этапе удаляется нежелательная влага.
Эти этапы являются ключевыми для процесса механического рециклинга пластмасс.
Они являются обязательными практически для каждого пластика. Теперь опираясь на основные моменты. опишем более подробно аппаратурное оформление процесса.
Основные единицы оборудования
Технология вторичной переработки полимеров отличается от таковой для первичного пластика. В первую очередь тем, что работать приходится не с готовой чистой гранулой, а с готовым габаритным изделием со следами пищевых или непищевых отходов. Поэтому и оборудование отличается.
Сортировочные комплексы
Процесс разделения полимерного мусора на большинстве предприятий производится вручную.
Сортировщики просматривают поток пластиковых изделий и отделяют некондиционные изделия, либо отбирают что-то нужное.
Есть вариант автоматических сортировочных станций, где процесс производится автоматически. В любом из вариантов задействован ленточный конвейер, это основа процесса, особенно в ручном варианте процесса.
Для автоматической сортировки перечень оборудования будет более значительным:
- Сортировка по цвету. Измельченный пластик проходит через кабину устройства. По разности цвета (определяется коэффицентом отражения) происходит разделение.
- Сортировка спектрофотометрией. Это уже более наукоемкие технологии. Используются варианты Рамановской, УФ-, ИК-спектрометрии. Конвейерный поток проходит через рабочую часть сортировочной кабины, где разделение происходит при помощи светового потока определенной длины волны. Здесь уже возможен вариант более тонкой сортировки, которая может разделить не только чистые пластики, но и их смеси и композиты.
- Воздушное разделение. В воздушном циклоне потоком воздуха происходит отделение частиц полимера в зависимости от их плотности. Более рационально разделять таким способом значительно разные по плотности пластики, например ПВХ и полиэтилен.
- Флотационная сепарация. В основе лежит процесс разделения по плотности частиц в жидкости. Чаще всего в воде. Оборудование — флотационная ванна. При различной гидростатической плотности одни пластики плывут по поверхности, а другие тонут и движутся по дну флотационной ванны.
- Другие методы. Сюда отнесем более технологичные и трудоемкие методики. Они основаны на технологии с применением более высокотехнологичного оборудования. Например, при сепарации методом растворения, применяют реакторы и испарители. Электротрибологические методики предполагают использование установок с выработкой электроэнергии.
Сортировка — это основной этап переработки. К нему стоит отнестись с особым вниманием.
От качества и тщательности разделения пластика по видам напрямую зависит прочностные характеристики готовой продукции. Ведь вторичка с примесями имеет более низкие технические показатели и, соответственно, более низкую цену.
Аппараты для измельчения
Для облегчения транспортировки материала между операциями рециклинга весь пластик измельчают до состояния мелкофракционной дробленки (флексы).
Оборудование здесь используется довольно однотипное.
Это шредеры и ротационные дробилки. Принцип их действия основан на встречном вращении валов. оборудованных фрезами (ножами), которые разрезают куски пластика на множество мелких частиц.
С ножей дробленка попадает на сетку-классификатор, которая регулирует фракционный состав продукта. Крупные куски захватываются ножами и вновь подаются на резку.
Принципиальное отличие роторной дробилки и шредера заключается в том, что конструктив первого предполагает измельчение достаточно крупных кусков жесткого пластика. Форма ножей усилена и множество мелких зубчиков как бы «вгрызаются» в материал. Роторные дробилки же напротив просто разрезают материал.
Мойка
Для удаления остатков грязи, пыли, а так же следов продуктов и сред, с которыми контактировал пластик применяют следующие единицы оборудования:
- Воздушные циклоны. Поток воздуха и центробежные силы выдувают мелкие частицы пыли и грязи с пластика. Такой тип подходит для предварительной очистки полимера от грубых загрязнений.
- Гидроциклон. По схожему принципу с первой позицией очистка производится уже водой. С помощью водной среды можно удалить значительную часть грязи. Отмыть остатки бумаги и этикетировочного материала.
- Центрифуга. Работает по принципу барабана стиральной машины. Интенсивное вращение пластиковых частиц, причем не только в воде. Можно применять и более агрессивные среды (щелочные растворы, ПАВ) для тщательной отмывки следов жира и т.д.
- Флотационная ванна. Помимо сортировки, при прохождении ванны флотации оседает грязь и мелкие примеси большей, чем пластик плотности.
Основная задача стадии отмывки – это получение чистого дробленого материала.
А также в максимальной степени удаление нежелательных примесей. Готовым продуктом здесь является отмытая дробленка. Это отличное сырье, востребованное и ценное.
Сушка
Влага – это крайне нежелательная примесь для пластика.
Сушка должна производиться после стадии отмывки дробленки с целью удаления следов влаги перед подачей ее на грануляцию.
Сушка производится обычно в сушилках конусного типа и в системе воздушных циклонов с помощью потока горячего воздуха. На выходе получается максимально осушенный продукт.
Агломерация
Процесс повышения насыпной плотности пластика в агломераторе подходит для плёночных и тканых материалов полотнистой структуры. То есть, у изделия толщина во много раз меньше его длины и ширины. Для этого используются агломераторы.
По сути агломератор — это большой бак, оборудованный вращающимся валом с острыми ножами. При достижении необходимой степени измельчения пластик начинает плавиться. В этот момент подаваемая порция холодной воды приводит к спеканию полимера. На выходе получаются мелкие плотные окатыши.
Грануляция
Ведущая единица здесь – это аппарат для переработки пластика под названием экструдер. В нем полимер подвергается высокотемпературном у плавлению.
Измельчённый материал подаётся в экструдер, затем под действием нагрева и вращения шнеков плавится и выдавливается через фильеру.
Расплав может охлаждаться как воздухом, так и водой. Охлаждённый пластик режется ножами на мелкие частички цилиндрической или сферической формы. Это и есть регранулят, выступающий сырьем для изготовления новых изделий.
Готовые комплексные установки для цеха по переработке пластика
При проектировании завода по переработке пластиковых отходов можно не только выбирать отдельно все узлы технологической цепочки, но и заказать готовое решение в виде полностью укомплектованной линии.
Наличие комплексной установки для переработки пластика может намного упростить задачу, особенно тем, кто сталкивается с этим впервые.
Каждый узел должен сочетаться с остальными единицами оборудования по производительности и мощности. Производитель изначально собирает подходящие модели оборудования под тот или иной вид вторички. То есть, не только основные части, такие как мойка, дробилка и экструдер будут сочетаться друг с другом, но и вспомогательные конвейеры, чиллеры, воздуходувки и т.д. будут соответствовать проектной мощности.
Готовый продукт зависит от пожеланий заказчика. Это может быть гранулят либо просто дробленка, отмытая и очищенная.
Заключение
Видов оборудования по переработке пластиковых отходов сейчас очень много. Разобраться в его ассортименте бывает достаточно сложно. Но ознакомившись с материалом этой статьи, можно сформировать понимание ключевых этапов процесса вторпереработки и необходимых аппаратурных единиц.
