废旧塑料的熔融再生
发布时间:2012-06-01 00:00

    塑料的熔融再生方法包括下述过程:废旧塑料的收集、分拣、清洗、干燥、再生造粒、成型。
 
一.废旧塑料的分拣

      废旧塑料来源复杂,常混入有金属,橡胶,织物,泥纱及其他各种杂质,且不同品种的塑料往往混在一起,这不仅会对用回收废的塑料进行加工造成困难和对生产的制品质量造成影响,而且混入的金属杂质还会损坏加工设备,因此,在用废旧塑料生产制品时,不仅要将废旧塑料中的各类杂质清除掉,而且也要将不同品种的塑料分开,只有这样,才能制得优质再生制品。
废旧塑料的分选方法有手工分选,磁选,密度分选,静电分选,浮选,温差分选和风筛分选等方法。
1.手工分选
手工分选步骤如下:
(1) 除去金属和非金属杂质及剔除严重重量下降的废旧塑料。
(2) 先按制品,如薄膜(农用薄膜,本色包装膜),瓶(矿泉水瓶,碳酸饮料瓶),杯和盒类,鞋底,凉鞋,泡沫塑料,边角料等进行分类,再根据上节鉴别法分类不同的塑料品种,如聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚酯等。
(3) 将经上述分类的废旧塑料制品再按颜色深浅和质量分选,颜色可分成如下几类:黑色,红,棕,黄色,蓝,绿和透明无色。
2.磁选
      磁选的主要目的是除去混入在废旧塑料中的钢铁碎屑杂质,因这些细碎钢铁屑不易用手工分选的方法除去,所以,必须通过磁选的方法清除干净。
3.密度分选
      密度分选是利用不同塑料具有不同密度这一性质进行分选的方法,通常有溶液分选,水力分选和离心密度分选法等,溶液分选法是将混杂的废旧塑料放进某种具有一定密度的溶液中,然后根据废旧塑料在该溶液中的沉浮状态来进行分选。
溶液分选方法的优点是简易可行,只要选择配制一种或几种溶液就可以进行大批量分选,而避免繁琐的人工分选,其缺点是有些种类的塑料的密度非常接近,因此,要获得高纯度的分离物比较困难。
水力分选常用水力分选器,为提高分选效率,常需先进行清洗,后溶液分选。离心密度分离采用离心密度分离机。
4.静电分选
     静电分选是利用各种塑料不同的静电吸力来进行分选的方法。步骤是先将塑料粉碎成面积约为10mm2的小块,经干燥后,利用高压电极进行分选,对于多种混杂在一起的废旧塑料需通过多次分选,这是因为每通过一次预选设宝电压的高压电极只能分选出一种塑料。静电分选法特别适用于带极性的聚氯乙烯,分离纯度可达百分之百。
5.浮选分选
浮选是利用润湿剂改变水对塑料表面的润湿性,使某些塑料由疏水性变为亲水性下沉,而仍为疏水性的塑料表面粘附上气泡而上浮,从而达到分离的目的的方法。浮选法分离不同种类的塑料时,与塑料的密度,形状,大小等无关,它是利用水对塑料表面润湿性能的不同来进行分选的。
6.温差分选
       温差分选也称为低温分先,它是利用各种塑料具有不同的脆化温度来进行分选的方法。具体方法如下:将混杂的废旧塑料经一次粉碎后置于温度为—50度的冷却器中冷却并粉碎,脆化温度在—50度以下的塑料即被粉碎,经筛分后分出。尚未粉碎的塑料再置于温度为—100度的冷却器中冷却粉碎,然后筛分出脆化的塑料。冷却剂采用液氮,可冷却至—140度。
溶液种类
密度/(g/cm3)
配制方法
应用举例
 
 
 
浮于溶液的塑料
沉入溶液的塑料
1
聚乙烯,聚丙烯
聚氯乙烯,聚苯乙烯
食盐水溶液(饱和)
1.19(25度)
水74ml食盐26g
聚苯乙烯,ABS
聚氯乙烯,有机玻璃
酒精溶液(58。4%)
0.91(25度)
水100ml95%酒精160ml水
聚丙烯
聚乙烯
酒精溶液(55。4%)
0.925(25度)
100ml95%酒精140ml
低密度聚乙烯
高密度聚乙烯
氯化钙水溶液
1.27
水150ml氯化钙100g (工业用)
聚苯乙烯,有机玻璃,聚乙烯
聚氯乙烯
7.风筛分选
风筛分选是将经粉碎的塑料放在分选装置内喷射,风从横向或逆向吹入,利用不同塑料对气流的阻力与自重的合力差进行分选的方法。由于粉碎后粒度的粗细会影响分选的效果,所以此法要求粉碎后的粒度粗细均匀。此法也可用于分选塑料中混入的石子和砂子等。
 
三、再生造粒

      经清洗干燥的废旧在成型加工前一般要进行造粒。废旧塑料一般经过使用后均产生不同程度的老化,所含助剂也有不同程度的损失。所以在造粒前常需适当补充某些助剂,尤其是软质聚乙烯塑料,常需补充加入增塑剂,稳定剂等。由于再生塑料常由许多不同颜色的废料混合而成,所以,一般在再生中工时均需添加深色的着色剂,这里应注意的是,添加助剂要考虑用价格较低的品种,因再生制品的价格一般较低。
 
四、废旧塑料的热裂解回收

      热裂解回收油,气的方法有许多,如熔融槽法,螺杆式热分解法,反应管蒸发器法,流化床反应器法,催化裂解法等,不同的方法可用不同品种塑料的热裂解回收,现分别简介如下。
1. 熔融槽法
熔融槽法是采用一种熔融盐为加热介质,使废旧塑料加热分解,分解后的热蒸气通过电力除尘器后在冷凝器中冷凝成分解产物的方法,此法可用于聚乙烯,无规聚丙烯,聚丙烯,聚苯乙烯。
2. 螺杆式热分解法
螺杆式热分解法可用于聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯的回收,此类装置的关键部分是螺杆式热分解反应器。一般采用外部电加热,温度达500至550度。物料在进入螺杆式热分解反应器前先用微波加热器预热。反应产物分别按轻油,重油回收。
3. 反应管蒸发器法
反应管蒸发器法用于均一原料且容易成为液状单体的废旧塑料回收,适用的废旧塑料品种有无规聚丙烯(APP),聚苯乙烯等。
4. 流化床反应器法
流化床反应器法已有多种装置用于废塑料的油化回收,此法可应用于:聚丙烯,交联聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯等多种塑料。
5. 催化裂解法
催化裂解法是利用合适的催化剂进行低温油化废塑料的方法,一般用于单一品种塑料的油化,适用的塑料有聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯等。由于采用低温油化,所以,此法的油分收率较高,另外,催化剂的使用使所得油分较均一,产物的附加价格较高。
 
五、废旧塑料的能量回收

      废旧塑料的能量回收是通过它在焚烧炉焚烧时释放的热能的有效利用来达到回收的目的的方法。燃烧热通常用热交换器,将热能转化成温水,或通过锅炉转化成蒸汽发电和供热来加以利用。废旧塑料—— 破碎—— 燃烧—— 热量回收—— 排烟处理 废旧塑料能量回收的关键问题一是焚烧技术,二是燃烧废气的处理。前者因塑料的热值较高以及废旧塑料种类不同,所以,对焚烧炉的设计有一定的要求;后者由于环境保护的要求,对排出的废气要求无公害,所以,必须进行处理。
1. 废旧塑料用焚烧炉
对废旧塑料焚烧在设计上有如下要求,
(1)能用机械操作,且焚烧稳定
(2)即使是多种塑料的混合物或混有其他城市固体垃圾也能有效焚烧
(3)最大限度防止有害气体放出
(4)焚烧能力大,故障少
(5)燃烧完全,不产生烟尘粒子
(6)废水排放要符合环保要求
   热塑性塑料投入高温的焚烧炉时,部分塑料很快熔融并急速成分解或气化,结果进行气相燃烧,而产生的碳质残渣的燃烧较慢,部分熔体覆盖其表面,造成缺氧而燃烧不充分。热固性塑料加热也不熔融,而进行分解燃烧和表面燃烧,着火温度高而燃烧速度慢。当上述热塑性塑料和热固性塑料同时投入焚烧时,常会发生燃烧较慢的碳质残渣和热固性塑料的残留而导致燃烧停滞的情况,为此,在焚烧炉中要有适当的搅拌和良好的通风,以促进固体物的燃烧。用于废旧塑料焚烧炉的燃烧室外结构有如下方式:(1)火格子焚烧炉(2)床式焚烧炉(3)下向火格子式焚烧炉(4)流动层式焚烧炉(5)旋风式焚烧炉(6)微粉煤式焚烧炉
2. 废旧塑料的能量回收
废旧塑料的焚烧的热能通过热交换器使水变成温水或蒸气而加以利用。
 
六、回收化工原料

回收化工原料的方法可用于许多种废塑料的回收,此法实际属于化学分解方法,它较之热裂解法可获得较均匀的分解产物,但此法要求单一品种的洁净废料,化学分解法回收化工原料主要有水解和醇解法,简介如下。
  (1) 水解法
水解法是通过加水分解含易水解基团聚合物回收原料的方法。此法适用于聚按酯,聚酯,聚碳酸酯和聚酰胺等塑料,这此塑料在通常条件下是稳定的,所以水解必须在特殊条件下进行,工业上利用水解技术分解聚氨酯泡沫塑料回收聚酯多元醇的装置。
  (2) 醇解
醇解法是利用醇类的羟基醇解某些聚合物回收原料的方法。醇解法可用于聚按酯,聚酯等塑料。一种用于聚按酯泡沫塑料的醇解工艺过程如下:
乙二醇 -聚胺酯泡沫塑料- 粉碎- 反应器- 蒸馏 -聚酯多元醇 N2
醇解使用乙二醇,反应器带有搅拌装置,温度控制在185至210度,反应有时用有机金属化合物作催化剂。
聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯)醇解回收可获得对苯二甲酸乙二酯和乙二醇,用它们生产聚酯质量不低于新原料。

    
 

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