Оборудование для переработки полимерных отходов

Сегодня трудно представить жизнь без пластика и полимеров. Они прочно вошли в быт человека. Из пластика изготавливают тару, посуду, предметы интерьера, технологические упаковки. «Пластиковый след» становится всё заметнее. Несмотря на постоянное совершенствование производства и развитие технологий, химический состав пластика постоянно усложняется. Появляются так называемые «тяжёлые элементы», период распада которых может превышать 100 лет. Это требует постоянного изменения технологии переработки, модернизации оборудования, дооснащения производств по переработке пластиковых отходов.

В материале статьи – обзор основного оборудования, использующегося на линиях по переработке ПВХ.

Технология переработки пластика

Стрейч-плёнка, пластиковые бутылки, стаканчики, одноразовые вилки и ложки, технический пластик – это абсолютно разные материалы, требующие дифференцированного подхода к переработке. Чтобы понять, какое оборудование должна иметь поточная линия по переработке ПВХ, нужно рассмотреть технологический процесс:

• Этап сортировки. Важнейший начальный этап переработки. Пластиковые отходы очищаются от мусора и примесей, твёрдых механических частиц, способных повредить оборудование;
• Этап дробления. Дробилки также называют «экструдерами» - измельчителями. Экструдеры перерабатывают пластиковые отходы на фракции, размер которых зависит от типа измельчителя и конструкции ножей;
• Этап мойки. Некоторые производственные линии оснащаются моечными машинами, позволяющими получить сырьё высокого качества;
• Этапы грануляции и сушки. Гранулы – это конечный продукт переработки. Формирование измельчённого сырья в гранулы происходит в специальных машинах – грануляторах. Сформированный гранулятором продукт поступает в сушильную камеру: из сырья удаляются частицы влаги.

Это основные этапы переработки и рециклинга пластиковых отходов.

Базовое оборудование

Технология вторичной переработки пластиковых отходов принципиально отличается от первичной. Во-первых, перерабатываются не мелкие очищенные гранулы, а исходное сырьё: пищевые и непищевые отходы. Именно поэтому и подход к выбору оборудования отличается.

Сортировочные комплексы

На большинстве производств процесс сортировки отходов до сих пор выполняется людьми. Масса сырья движется по конвейерной ленте, работники вручную удаляют мусор, некондиционный пластик, разделяют отходы по типу: тара, упаковка, посуда и т.д. Автоматические сортировочные станции используются на мощных производствах, суточный объём переработки которых составляет несколько десятков тонн.

Сортировочные станции позволяют не только сэкономить трудозатраты, но и:

• Распределить отходы по цвету. Процесс основан на измерении коэффициента отражения света пластиковой поверхностью;
• Отсортировать отходы методом спектрофотометрии. Это более тонкий и точный вид сортировки, принцип работы которого основан на ультрафиолетовой и инфракрасной спектрометрии;
• Распределить полимерные отходы по группам в зависимости от плотности пластика. Для этих целей используются воздушные циклонные установки;
• Выполнить флотационную сепарацию. Для этого применяются флотационные ванны. Принцип работы – сортировка пластика по массе методом погружения отходов в воду. Тяжёлые пластики оседают на дне резервуара, лёгкие всплывают.

На некоторых производствах встречается и другое, более технологичное и дорогостоящее оборудование. К нему относятся реакторы и испарители, принцип работы которых основан на электротрибологическом методе.

От качества переработки исходного сырья напрямую зависит чистота и прочность готовой продукции. Пластики с посторонними включениями и низкими техническими показателями стоят дёшево, поэтому много заработать на продаже такого сырья не получится.

Шредеры и дробилки

Перед тем, как подать пластик на линию рециклинга, его необходимо измельчить до мелкофракционного состава. Измельчённое сырьё называют «флексом». Для получения флекса применяется преимущественно однотипное оборудование со схожим принципом работы.

В качестве измельчителей используют дробилки и шредеры. Принцип их работы основан на встречном вращении валов с скоростью 3000-5000 об/мин. На валах устанавливаются металлические ножи. Сырьё, попадая в такую «центрифугу» моментально измельчается на мелкие фракции. Посторонние включения и грязь, оставшиеся после этапа сортировки, вместе с измельчённым пластиком попадают на сетку-классификатор. Она регулирует фракционный состав пластика и одновременно отфильтровывает его от посторонних включений. Крупные элементы повторно направляются в измельчитель.

Роторная дробилка отличается от шредера тем, что она предназначена для измельчения крупных изделий, изготовленных из жёсткого пластика. Профиль режущих ножей имеет специальные закалённые зубцы, которые способны быстро разрезать даже очень твёрдые сорта пластика.

Мойка и сушка

Для мойки пластикового сырья применяются воздушные циклоны и гидроциклоны, центрифуги и флотационные ванны. Принцип действия воздушных и гидроциклонов одинаковый, разница заключается только в рабочей среде: это сжатый воздух и моющий раствор соответственно. Работа центрифуги напоминает барабан стиральной машины. Вращение пластиковых отходов с высокой скоростью приводит к удалению мелких частиц мусора под действием центробежной силы. Принцип работы флотационных ванн был описан выше.

Перед подачей очищенного и измельчённого сырья в гранулятор его необходимо высушить. Наличие влаги в пластике крайне негативно отражается на качестве готовой продукции. Обычно очищенный пластик сушат в специальных камерах конусного типа или в циклонных сушилках, которые генерируют поток тёплого воздуха и направляют его на сырьё.

Агломерация и грануляция

Агломераторы – это устройства, повышающие насыпную плотность пластика. Они применяются для создания плёночных и тканых материалов с волокнистой текстурой. Типовой агомератор представляет собой ёмкость, оснащённую вращающимся валом с металлическими ножами. Измельчённый до необходимого фракционного состава пластик подогревается и начинает расплавляться. В этот момент подаётся порция холодной воды. Полимеры спекаются и превращаются в однородные плотные окатыши.

Грануляция – это финальный этап переработки пластиковых отходов. Полимеры подвергаются высокотемпературному воздействию и начинают расплавляться. Расплав выдавливается через фильеру. Далее он охлаждается воздухом или водой, измельчается ножами на частицы цилиндрической или сферической формы. Получается готовый гранулят. Это и есть конечный продукт переработки.

Готовые решения для производства по переработке пластика

При проектировании производственной линии по переработке полимерных отходов можно выбрать не только отдельное оборудование, но и готовую линию. С точки зрения экономичности и рациональности – это оптимальный вариант. Комплексная установка по переработке ПВХ имеет высокую производительность, позволяет значительно сократить трудозатраты, а также повысить суточную выработку. К тому же её намного проще обслуживать.

Современные производители предлагают различные готовые решения для переработки того или иного вида вторичных отходов. Заказчик может выбрать:

• нужную мощность установки;
• объём загрузочного бункера;
• количество каскадов фильтрации;
• подходящий тип шредера и дробилки.

Готовую комплексную установку всегда можно дооснастить вспомогательным оборудованием: чиллером, дополнительным конвейером, воздуходувкой, подогревателем расплава. Обычно модернизация выполняется при наращивании производственных мощностей и увеличения объёмом переработки.

 

Разобраться в ассортименте и параметрах современного оборудования для переработки полимерных отходов бывает нелегко. Но материал статьи, надеемся, помог сформировать понимание ключевых процессов и состав поточной производственной линии.