Что представляют из себя отходы полистирола, их переработка и утилизация

Переработка отходов из ПС

В этом номере журнала «Индустрия упаковки» речь пойдет о методах переработки отходов из полистирола (ПС), в основном, технологических. Это не случайно. ПС сегодня занимает третье место в производстве упаковочных изделий.

За последнее время его потребление резко возросло, что связано с увеличением спроса на развесной товар, особенно, в сфере мясной продукции.

В супермаркетах практически вся мясная продукция упаковывается в ПС-лотки различных форм и составов, начиная от вспененного ПС и заканчивая многослойными лотками с адсорбционным слоем.

Обратите внимание

Сегодня отработанные упаковки из ПС в России чаще всего подлежат захоронению и сжиганию. Если ПС сжечь, то при достаточном количестве воздуха, например, в мусоросжигательных печах, ПС как чистый углеводород образует только углекислый газ и воду. Примеси ПС обычно остаются в золе.

Что касается захоронения на свалках, то ПС ведет себя нейтрально некоторое время, не меняется, не разлагается, но в дальнейшем происходят необратимые реакции деструкции с образованием мономерсодержащих веществ, которые достаточно вредны не только в грунтовых водах и почве, но и в воздухе, поскольку могут стать канцерогенными для организма человека.

Во многих странах потеря такого ценного сырья, как ПС, сведена к минимуму. Существуют технологии по получению мономера по принципу каталитического пиролиза, а также по вторичной переработке изношенных упаковок.

Но даже на технологических линиях для получения упаковок образуются отходы, например, обрезки кромок при экструзии, остатки при вырубке термоформованием, литники при литье под давлением, брак. Их доля может составлять до 50%.

Поэтому переработка отходов, особенно, технологических является наиболее существенной.

В литературе встречаются противоречивые данные по этому полимеру. С одной стороны, ПС – это полимер, который легко перерабатывается всеми известными методами для термопластов, поскольку обладает хорошей стабильностью и широкой областью переработки.

С другой стороны, повторная переработка, например, блочного ПС практически не возможна из-за значительной хрупкости получаемых изделий и низкой пластичности. Кроме этого блочный ПС склонен к механодеструкции при низких температурах и незначительных сдвиговых воздействиях, что, в свою очередь, сильно ухудшает свойства готовых изделий из вторичных материалов.

Основываясь на этих фактах, попробуем разобраться в вопросе повторной переработки ПС для создания безотходного производства.

Безотходное производство

Этот термин все чаще стал «на слуху». Какой смысл выбрасывать вторичное сырье, если его можно использовать, получая определенный процент прибыли?

1. Вспененный ПС.

Производство вспененной полистирольной ленты для формования пищевых лотков может стать безотходным. Для этого технологическая линия должна включать дополнительные устройства: аппарат для сбора обрезков листа, измельчитель (например, роторная мельница), гранулятор.

Вырубка полистирольной ленты в виде сетки упаковывается в передвижной контейнер и транспортируется к роторной мельнице. После измельчения до 4-5 мм частички вспененного ПС вакуумным загрузчиком подаются в загрузочную воронку регранулятора (обычно производительность 80 кг/час). Пыль, которая образуется при работе мельницы, собирается в специальный рукавный фильтр.

Важно

Регранулятор имеет конический шнек, улучшающий качество переработки, и зону дегазации, из которой все образующиеся газообразные компоненты материала через местный отсос отводятся в атмосферу на расслаивание (температура переработки примерно 180оС).

Выдавленный расплав ПС нарезается в гранулы торцевым ножом, а затем гранулы охлаждаются водой в первичном контуре теплообменника. Частицы ПС размером до 200 мк обычно собираются в мешки или сразу добавляются в производственный цикл к первичному ПС в зависимости от производительности линии.

Характеристики вторичного сырья: содержание вспенивающего агента – менее 1%, содержание влаги – менее 0,2%.

Необходимо помнить, что при создании упаковок пищевого назначения требуется добавлять до 20% вторичного сырья к исходному сырью, а для непищевых упаковок можно добавлять больше.

Следует только учитывать влияние вторичного сырья на конечные свойства упаковочного изделия, поскольку оно может повлиять как на механические свойства, так и на барьерные свойства и миграции вредных компонентов в продукт.

В Германии разработана технология для переработки пенополистирола, которая содержит аппарат для уменьшения объема полимера за счет нагрева до 110оС. Затем аналогичная операция проводится под давлением 1,3 МПа.

После этого объем полимера уменьшается до 60%. Вторым этапом технологии является измельчение и грануляция.

Эта технология гораздо дороже, чем предыдущая, однако очень эффективна для переработки не только технологических, но и бытовых отходов.

Совет

2. Блочный ПС.

Данный полимер необходимо перед повторной переработкой совмещать с ударопрочным ПС (обычно в соотношении 70/30) или сополимерами ПС. Этот метод не новый, и сегодня, конечно, существуют прогрессивные модификаторы, которые позволяют получать изделия непищевого назначения не хуже, чем из первичного материала.

Такие приемы необходимы для устранения достаточно большого недостатка полимера – старения, особенно в области переработки.

Старение ПС имеет свою специфику, что наглядно проявляется в ударопрочных материалах, которые содержат в своей структуре еще и каучук.

Несмотря на то, что каучук старится в условиях технологического режима, была установлена неизменность свойств ударопрочного ПС после пятикратной переработки.

При деструкции материала могут происходить следующие изменения: 

  • повышается содержание мономера; 
  • понижается молекулярная масса полимера; 
  • изменяется цвет материала (мутнеет, желтеет); 
  • при наличии каучуковой фазы в полимере может протекать процесс сшивания.

Схемы для вторичной переработки блочного, ударопрочного ПС и вспененного ПС идентичны. Исключение составляет гранулятор, который имеет другую конструкцию шнека и температурные области.

В связи с тем, что потребление ПС в России увеличивается, интерес к переработке этого полимера в ближайшем будущем возрастет многократно. Разрабатываются новые технологии, расширяется сырьевая база полимеров, а, самое главное, решается ключевая проблема современности – защита окружающей среды.

Источник: http://www.upakovano.ru/articles/817

Отходы полимеров, утилизация полимеров – ЭкоАрхитектура Симферополь

Сегодня экология обозначается в ряду самых важных проблем, по словам президента РФ, ежегодно в нашей стране образуется порядка 5,6 миллиардов тонн отходов, при этом утилизации подлежит только половина.

Ситуация такова, чтобы для многих предприятий захоронение или сжигание отходов намного выгоднее в силу меньших затрат, чем их вторичное использование.

Особенно остро встает вопрос грамотной утилизации агрессивных продуктов, которые практически не подлежат разложению и негативно влияют на окружающую среду и, как следствие, на качество жизни россиян.

Объем полимеров, отходы которых опасны для окружающей среды и практически не разложимы при неправильной утилизации, растет с каждым годом. Правильное с технической точки зрения название – отходы полимеров прямо отражает их значение в экологическом плане.

Полимерные материалы используются буквально во всех сферах жизни человека, однако наряду с их положительными качествами, самый главный их недостаток заключается в том, они не способны самоликвидироваться достаточно быстро под воздействием окружающей среды.

Отношение к полимерам как вторичному сырье позволит решить не только экологические и социальные проблемы, но и экономические, так как данные отходы обладают мощным сырьевым и энергетическим ресурсом.

Отметим, в настоящее время производится столько же полимеров, сколько и металлов вместе взятых (литье стали, чугуна, проката и цветных металлов), что свидетельствует о глобальном распространении полимеров, а видов пластиков насчитывается порядка 150 и 30% из них представляют смеси полимеров. С точки зрения экономики, использование отходов полимеров вторично позволит существенно экономить сырье и электроэнергии, это действительно перспективный вид деятельности.

Утилизация полимеров – вторичная переработка как наиболее эффективный и перспективный способ

Возможно множество способов превращения полимерного мусора в полезные продукты. Их первичная обработка включает в себя повторное использование низкосортных отходов и обрезков непосредственно в местах их производства, первичная обработка приемлема для полимеров, имеющих низкий уровень загрязнения.

Вторичная обработка заключается в разделении, очистке и повторном использовании полимеров. Первичная и вторичная обработка нацелены на восстановление пластмасс, однако эти виды обработки зачастую ограничены загрязнением, деградацией свойств и т.д.

Некоторые предприятия прибегают к сжиганию отходов, но в таком случае доля полезных продуктов чрезвычайно мала.

Обратите внимание

Наиболее прогрессивный подход – химическая переработка, технологии которой многообразны.

Это превращение полимера в мономер, разрушение к низким молекулярным массам через расщепление точно определенных химических связей, наращивание полимерных цепей для восстановления молекулярной массы и т.д.

Как Вы заметили, технологий химической переработки в настоящий момент множество, чтобы отдать предпочтение именно этому подходу. Данный подход к переработке отходов позволяет восстановить их большее число и не имеет ряда ограничений.

Чтобы такой мусор не наносил вреда экологии региона, его необходимо утилизировать по отработанной схеме: сортировать, вывозить, хранить в специальных условиях, затем отправлять на переработку (пиролиз и другие методы переработки), если это возможно.

Хотелось бы отметить, требования к технологиям, способным пошатнуть баланс в природе ужесточаются, именно поэтому вопросы переработки полимеров и полимерного мусора в настоящее время приобрели важный статус в развитых странах.

Изделия из полимеров требуют не только широкого применения и переработки, но и создания материалов, которые способны вовлекаться естественным образом в круговорот вещей в природе.

Этими вопросами сегодня занимаются химики и биологи, специализирующиеся в области экологии, однако первый шаг к восстановлению баланс в экосистеме – грамотный подход к их утилизации и возможности их вторичного использования, именно этим и занимается компания «ЭкоАрхитектура».

Переработка полимеров: полиэтилентерефталата, полиэтилена, полипропилена и полистирола как наиболее распространенных

Вторично переработанные отходы применимы в производстве множества изделий: от бутылок до деталей для транспортных средств. Вторичное использование полиэтилентерефталата позволяет получать основу для изготовления одежды, а полиэтилен пригоден для изготовления ирригационных труб.

Учитывая тот факт, что ирригационные трубы не предназначены для эксплуатации под давлением, то вторичное использование ПЭВП как нельзя лучше подходит для их производства. Шламы и эмульсии полимеров пригодны для создания искусственной травы, таким образом спектр применения полимеров широк.

Читайте также:  Вымирающие виды животных мира по вине человека. сохранение животных

Рассмотрим более подробно некоторые из видов полимеров.

Полиэтилентерефталат достаточно легко поддается вторичной переработке. Сырье данного полимера – привычные нам и широко используемые в быту бутылки из пластика.

Их процесс переработки заключается в сортировке, далее они измельчаются, проходят очистку от загрязнения и переходят на следующий этап – агломерации и грануляции. Чаще всего ПЭТ применим для производства волокна. Как уже говорилось ранее, волокно применяется при изготовлении одежды.

Так, утеплитель зимней одежды – это волокно. ПЭТ обладает рядом преимуществ: волокна не теряют свой цвет, не требуют специальной обработки.

Важно

Переработка полиэтилена позволяет добиться материала, который близок к первичному, однако число циклов переработки ограничено в силу того, что в процессе многократной переработки его свойства ухудшаются. Тем не менее, из полиэтилена возможно изготовление пленки, полиэтилен высокой плотности пригоден для производства канистр и ирригационных труб.

Полипропилен как правило используется для производства деталей автомобилей.

Известный производитель автомобилей Renault при производстве модели автомобиля для семьи – Megane, использует переработанные бамперы старых автомобилей.

К слову, FIAT auto также использует переработанные бамперы и изготавливает из них коврики для новых автомобилей. ПП пригоден для производства вентиляционных патрубков, уплотнений.

Говоря о полистироле, возможность его вторичного использования ограничены. Некоторые из примеров вторичного использования: изоляционные панели, утепляющая обшивка труб, материалы, используемые для упаковки, т.е. материалы, которые обладают термоизоляцией, шумоизоляцией и способность выдерживать механическое воздействие.

Отходы формируются из трех основных источников: технологические отходы (образуются при переработке полимеров), отходы потребления (образуются при выходе из эксплуатации изделий), отходы общественного потребления (образуются в общественных местах (например, места общественного питания) и в домах.

Первым и наиболее важным этапом во вторичном обороте полимеров является сбор отходов, их сортировка, идентификация типа материала, поскольку к некоторым из них процессы повторной переработки не применимы. Это важный момент, поскольку если не осуществлять идентификацию, будущая продукция может иметь низкое качество.

Для разделения полимеров (их идентификации, сортировки и отделения) специалисты нашей компании используют электронно-оптические устройства, которые определяют свойства данных материалов по их реакции на излучение.

Часто вторичная переработка ограничена высокой загрязненностью сырья, химическая переработка предполагает трансформацию в газы, мономеры, нефть и т.д., именно этот метод утилизации включает контролируемые реакции, которые ведут к восстановлению полимера и модификации.

Совет

Среди наиболее распространенных способов модификации выделяют: химические (подразумевает сшивание пероксидами), физико-химические (введение различных добавок органики), физические (введение наполнителей не органического происхождения), технологические (варьирование режимов переработки).

На сегодняшний момент наиболее экологически чистой является технология пиролиз. При пиролизе углеводородная составляющая перерабатывается термическим разложением для производства газообразного и жидкого топлива, сырья и полуфабрикатов, которые используются в различных процессах.

Утилизация отходов полимеров специалистами «ЭкоАрхитектура»

Ликвидация полимеров наиболее экологичными методами – приоритетное направление работы компании «ЭкоАрхитектура». Принимая заказы по утилизации нефтесодержащих отходов, мы тщательно сортируем мусор и большую его часть отправляем на переработку. При этом учитываем, что каждый вид полимерных отходов требует специального подхода.

Благодаря оборудованному под любые задачи автопарку и профессионализму сотрудников, сбор, хранение и утилизация полимерных отходов осуществляется на самом высоком уровне и с заботой об окружающей среде.

На всех этапах работы с полимерными отходами необходимо тщательное соблюдение всех правил и норм, специалисты должны иметь специальную одежду, тару и оборудование, а транспорт должен быть оснащен в соответствии с требованиями к перевозке опасных отходов.

В основе нашей работы лежит комплексный подход, поэтому мы готовы обеспечить своих клиентов тарой и упаковкой, подготовить необходимые документы и разработать паспорта отходов.

За более конкретной информацией по утилизации полимеров и других видов отходов обращайтесь к нашим менеджерам. Обратите внимание, отходы требуют наличия паспорта, это обязанность закреплена законом РФ, при обращении в «ЭкоАрхитектура» мы разработаем паспорт бесплатно.

Источник: https://simferopol.eko-a.ru/utilizatsiya_otkhodov/otkhody_polimernykh_materialov

Разновидности процессов утилизации пластиковых отходов

Пластик – органический материал, который относится к неразлагаемым веществам. Если его попытаться сжечь, то он начнет выделять в атмосферу токсичные вещества, пагубно влияющие на здоровье человека и состояние окружающей среды. Безопасный метод избавиться от такого материала – утилизация пластиковых отходов с помощью специального оборудования.

Задача утилизации заключается в получении вторичного для использования сырья. Сфера использования вторичных изделий довольно обширна. Это могут быть:

Утилизация пластиковой бутылки

  • различные отрасли сельского хозяйства и строительства;
  • рыболовное направление;
  • машиностроение;
  • альтернативные источники энергии;
  • бытовое применение.

Процесс нейтрализации вредных веществ и токсинов осуществляется в камерах сгорания под воздействием высоких температур. Продукты сгорания проходят тщательную очистку и избавляются от вредных примесей.

Виды пластиковых отходов

В основе пластмассовых изделий лежат полимеры органического и неорганического происхождения. Большинство предметов после их употребления выбрасываются в отходы. К таким отходам относятся:

Структура пластиковых отходов по видам полимеров

  • емкости для хранения бытовой химии и другой жидкости;
  • различные пищевые пакеты и одноразовые кульки;
  • пакеты для мусора;
  • бутылки для напитков;
  • липкая лента и скотч;
  • детали и приборы.

Количество полимерной продукции в последнее время выросло настолько, что отходы приходится возвращать к жизни путем повторного использования. Материалы, которые не удалось утилизировать, перерабатываются и возрождаются в виде:

  • мусорных пакетов;
  • бутылок;
  • теплоизоляции покрытий;
  • коробки и лотки;
  • лежаки и стулья для отдыха;
  • садовый инвентарь;
  • канцелярские принадлежности.

Способы переработки пластика

Любые действия по переработке пластиковых отходов должны выполняться согласно установленным санитарным нормам и правилам.

Основные этапы обработки пластмассы:

Схема переработки пластиковых бутылок

  • организация сбора материала;
  • распределение изделий по цвету и качеству;
  • пресс;
  • процесс переработки;
  • производство готовой продукции.

Сначала сырье, бывшее в употреблении, сортируют по отдельности, в зависимости от цвета и качества материала. Изделия отбирают вручную, отделяя от них грязь и другие компоненты.

Основой для полиэтиленовой продукции является материал, получаемый из нефти, поэтому разработка новых технологий получения вторсырья – одно из направлений утилизации продукта.

Основные методы переработки пластиковых отходов:

Методы переработки пластиковых отходов

Сжигание отходов

Сжигание материала, в результате которого высвобождается большое количество тепловой энергии. Это самый недорогой и распространенный способ утилизации полиэтилена.

Тепло используют для обогрева зданий или нагрева холодной воды. Стоит отметить, что любое сжигание сопровождается выделением в атмосферу дополнительных загрязняющих веществ.

Поэтому для того чтобы заняться сжиганием, следует в обязательном порядке получить разрешительные документы.

Гранулирование

Гранулирование – переработка пластика механическим способом, в результате которого получаются гранулы или чистые хлопья. Их используют для производства новых изделий, содержащих пластик:

Схема барабанного гранулятора

  • различные емкости;
  • строительные виды покрытий;
  • утеплители и многое другое.

Процесс гранулирования довольно сложен и требует значительных финансовых затрат по сравнению с предыдущим методом. Используется такой способ переработки пластиковых отходов только при больших объемах производства, включающий в себя:

  • сортировку товара;
  • грубую чистку пластиковых отходов;
  • предварительное дробление;
  • мытье и упаковку;
  • вывоз пластика на последующую переработку.

Химический способ утилизации

Утилизация химическим путем для получения из материала исходных смол. Этот дорогостоящий метод целесообразно использовать непосредственно в местах скопления отходов.

Химический метод переработки отходов

Пиролиз

Пиролиз – инновационная технология, позволяющая разложить отходы на молекулярные соединения. В качестве сырья используют полимерные и резинотканевые материалы, а результатом изменения становится синтетическое топливо.

Схема установки пиролиза

Утилизация в домашних условиях

Использование пластиковых бутылок для декора

Утилизация пластиковых отходов в домашних условиях – использование бутылок и емкостей из пластика в виде исходника для изготовления декоративных украшений на придомовом участке.

Такая переработка позволяет:

  • экономить полезные ископаемые;
  • уменьшить количество потребляемой энергии;
  • снизить количественный состав твердых отходов;
  • поставить утилизацию пластиковых отходов на промышленный поток.

Загрязнение окружающей среды

Переработка пластиковых отходов

Утилизация пластмассы и полиэтиленовых изделий, наряду с положительной стороной, несет в себе и угрозу для окружающей экологии. Срок распада полиэтилена очень долог и может достигать нескольких сотен лет.

Сопровождается этот процесс выделением в атмосферу вредных и токсичных веществ, отравляющих воздух и почву. И основная проблема заключается не в том, что отходы трудно найти, а в их общедоступности и объемности.

Сам человек зачастую способствует загрязнению, выбрасывая пластиковые отходы не в пункты сбора такого сырья, а непосредственно на улицу. Существуют специальные контейнеры для сбора тары, из которых пластик быстрее попадет в пункты утилизации мусора и пластиковых отходов.

Видео по теме: Линия по переработке пластиковых бутылок полного цикла

Источник: https://promzn.ru/utilizatsiya-i-pererabotka/plastikovyh-othodov.html

Обезвреживание и утилизация отходов в производстве пластмасс. Курсовая работа (т). Экология. 2010-08-07

1. Переработка отходов термопластов. Источник отходов пластмасс

Производство пластических масс является одной из наиболее быстро развивающихся областей промышленности. В связи с непрерывным возрастанием объема производства и потребления пластмасс увеличивается и количество их отходов. По источникам образования отходы можно разделить на две большие группы: отходы производства и отходы потребления.

В первую группу входят отходы, образующиеся при производстве и переработке полимеров: слитки и куски полимеров, литники, обрезки, дефектные изделия.

Отходы переработки термопластов полностью используются как вторичное полимерное сырье.

Образующиеся при синтезе полимеров небольшие слитки также перерабатываются во вторичные материалы; в ближайшее время намечается организовать переработку и крупногабаритных слитков.

Обратите внимание

Во вторую группу входят отходы потребления, которые в свою очередь подразделяются на технические отходы (отходы промышленного потребления) и бытовые отходы (отходы бытового потребления).

Читайте также:  Экологические воспитание детей в детском саду, школьников и студентов

К отходам технического назначения относятся детали, утратившие в процессе эксплуатации первоначальные показатели свойств: шестерни, втулки, рычаги, радиотехнические изделия, изоляция проводов, теплоизоляция, строительные погонажные изделия и т. д.

Бытовые отходы представляют собой изношенные изделия, утратившие потребительские свойства: тара и упаковка, пленка, детали мебели и т. п. Иногда очень трудно установить принадлежности изношенного изделия к тому или иному виду отходов.

Отходы технического назначения состоят из самых разнообразных термопластов, в бытовых отходах преобладают полиолефины (55—62%). стирольные пластики (18—28%) и поливинилхлорид (6—11%).

Использование отходов термопластов, образующихся при их переработке в изделия, не представляет особых затруднений. Другое дело переработка бытовых отходов. В этом случае трудности возникают при организации сбора и при сортировке отходов по видам пластмасс. Поэтому трудоемкость переработки бытовых отходов не всегда окупается и часто их сжигают с утилизацией тепла.

2. Технология переработки отходов

Общая технологическая схема переработки отходов.

Переработка отходов пластмасс может осуществляться различными методами. Но общая схема их переработки включает следующие операции: предварительную сортировку и очистку отходов, измельчение, отмывку и сепарацию, классификацию отходов по видам пластмасс, сушку, грануляцию, переработку гранулята в изделие.

Загрязненные отходы, которые могут содержать резину, металлы, стекло и другие материалы, с помощью конвейера / подаются на дробилку предварительного измельчения 2. Измельченные отходы промываются и пневмотранспортом направляются в воздушный разделитель 3, в котором отделяются тяжелые металлы.

Далее отходы дополнительно измельчаются во второй дробилке и проходят через магнитный сепаратор 4 для удаления оставшихся металлов. Затем измельченные отходы еще раз промывают водой и сушат в центробежной сушилке 7.

Важно

Высушенные отходы перемешивают в турбинной мельнице 8 для предотвращения комкования и подают в экструдер 9, в котором с помощью таблетирующего устройства 10 материал превращается в таблетки.

Получение вторичных полимеров по данной схеме является трудоемким и дорогостоящим процессом, который не получил большого распространения. В основном он применяется для переработки бытовых отходов.

Общая технологическая схема переработки отходов:

Переработка отходов измельчением и экструзией.

При измельчении отходы термопластов—литники, кромки листов, отходы вакуумформовочных производств, дефектные изделия и другие поступают в дробилки, где измельчаются и крошку с размером частиц около 2 мм.

Наиболее распространенным типом оборудования для дробления являются измельчители ножевого типа, в которых измельчение происходит в уз ком зазоре (0,1—0,5 мм) между неподвижными ножами, закрепленными внутри статора, и ножами, установленными на вращающемся роторе. В табл. 8.

1 приведены технические характеристики некоторых типов измельчителей пластмасс.

Для дробления хрупких материалов (полистирол, многие реактопласты) эффективны измельчители, конструкция которых основана на ударном, ударно-режущем или ударно-импульсном действии.

Промышленностью выпускаются универсальные дезинтеграторы-активаторы, в которых благодаря высокой скорости удара (до 310 м/с) и многорядности расположения ударных элементов достигается высокая производительность при измельчении полимеров — от 20 кг/ч до 50 т/ч.

Для измельчения вязкоупругих полимеров, таких, как поли амиды, термопластичные полиуретаны, фторопласты, и других в последнее время все большее применение находят измельчители, снабженные установками для глубокого охлаждения материала—до температур ниже температуры хрупкости измельчаемых полимеров. В качестве охлаждающего агента используется жидкий азот с температурой —196 °С, что ниже температуры хрупкости большинства полимерных материалов.

Измельчение при пониженных температурах имеет ряд преимуществ: благодаря охлаждению и инертной среде исключается термодеструкция полимера, предотвращается окисления продукта, резко возрастает степень измельчения, повышается производительность процесса и снижаются удельные энергозатраты.

Совет

Полученная на измельчителях крошка поступает на переработку в изделия, чаще всего в виде смеси со свежим материалом.

Технологическая схема переработки отходов методом экструзии:

1— измельчитель; 2 — бункер; 3 – магнитный желоб; 4- экструдер; 5 охлаждающая ванна; 6— гранулятор

Установки для переработки отходов экструзионным методом, например линия ЛГВТ9Х120, имеет производительность до 200 кг/ч.

При измельчении пленочных отходов, обрезков пенопластов, имеющих низкую насыпную плотность, их предварительно уплотняют.

Для этой цели применяются, например, дисковые уплотнители, представляющие собой грануляторы с фрикционными дисками, один из которых вращается, а другой установлен неподвижно.

Спекание и уплотнение отходов происходят за счет теплоты трения, выделяющейся при вращении диска. После спекания полученная масса в виде жгута с потоком холодного воздуха подается в ножевую дробилку.

Для переработки отходов полиэтиленовой пленки применяется комплексная линия производительностью П5 кг/ч, в состав которой входят узлы измельчения отходов, их уплотнения и последующей грануляции.

Технологическая схема переработки от.ходон полиэтиленовой пленки; 1 — гранулятор; 2 — охлаждающая ванна, 3 – экструдер: 4 —клинкер; 5 – измельчитель отходов

Измельчение осуществляется в ножевой роторной дробилке с трехсекционным ротором, после чего измельченные отходы пневмотранспортером через дозирующий питатель подаются в уплотняющий конусно-шнековый экструдер с гранулирующей головкой и далее после охлаждения режутся на гранулы размером 3X4 мм.

Переработка отходов вальцово-каландровым методом.

Обратите внимание

Этим способом перерабатывают отходы термопластов без их предварительного разделения. Метод заключается в вальцевании и каландровании материала и получении плит и листов, которые могут быть использованы для изготовления линолеума, тары, мебели.

Хорошие пластикация и гомогенизация материала обеспечивают получение изделий с достаточно высокими прочностными показателями. В качестве примера можно привести переработку отходов производства шлангов и различных прокладок (уплотнители дверей домашних холодильников и т. п.) из пластифицированного ПВХ.

Образцы изделий поступают на вальцы, на которых происходит их пластикация и гомогенизация в течение 20—30 мин. При переработке нпзкопластифицированных отходов температура рабочего валка 160°С, холостого 150°С, для высокопластифицированных соответственно 120 п 115°С; коэффициент фрикции 1,25—1,30.

Полученные листы поступают на изготовление плиток для пола.

Автоклавный метод переработки отходов.

Этот метод применяется для переработки изношенных изделий из полиамидов, а также путанки, лоскута и других отходов прядильного, трикотажного и швейного производств, использующих полиамидные волокна и ткани.

По этому методу загрязненные изделия (в основном рыболовные сети) загружают в специальную стиральную машину с объемом бака 700 л и промывают горячим растворе,м кальцинированной соды в течение 20 мин.

Далее сети отмываются от щелочи горячей и холодной водой, отжимаются в центрифуге и сушатся до содержания влаги не более 3% Подготовленные таким образом изделия поступают в автоклав на переплавку.

Автоклав представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой для теплоносителя — смеси днфенила с дифенилоксидом, позволяющего поддерживать температуру расплава около 250 °С. Во избежание деструкции полиамида плавление проводится под азотом.

Расплав полиамида собирается в коническом днище автоклава и через фильеру выпускается в охлаждающую ванну длиной 8—10 м в виде ленты. Затвердевшая лента поступает в дробилку, в которой режется на крошку 10X 5 мм.

Важно

Полученный вторичный полиамид можно перерабатывать в изделия без смешения с исходным материалом. Принципиальная схема узла плавления отходов показана на рис. 8.4.

Композиционные материалы с использованием отходов пластмасс.

Композиции на основе смесей отходов термопластов в качестве связующего и различных наполнителей (отходов деревообрабатывающей промышленности, бумажно-слоистых пластиков, стеклопластиков и др.) находят широкое применение в промышленности.

Смешением отходов полистирольных пластиков с отходами деревообрабатывающей промышленности с последующим прессованием получают плиты, используемые в строительстве и в производстве деталей мебели.

Кроме того, широко применяются композиции из отходов АБС-пластиков и бумажно-слоистых пластиков, которые получают путем холодного смешения компонентов в скоростных смесителях с дальнейшей экструзией. Гранулы перерабатываются литьем под давлением или прессованием в изделия неответственного назначения.

Отходы термопластов могут применяться п как модифицирующие добавки для полимеров. Например, низкомолекулярные отходы полиэтилена используются в композициях с полистирольными пластиками для повышения их эластичности. Так, при добавлении 2% отходов полиэтилена к полистиролу ударная вязкость его возрастает с 28 до 43 кДж/м2.

Все более широкое применение находят полимерные отходы для изготовления звукоизоляционных плит и панелей, герметиков, применяемых в строительстве зданий и гидротехнических сооружений. Один из методов получения строительных плит заключается в прессовании смеси отходов и песка в соотношении 1:1.

Песок просеивают, нагревают до 500°С, добавляют к смеси отходов, смешивают при 150°С в течение 25 мин и массу прессуют. По такой же технологии получают композиции отходов пластмасс с мелом, стеклянным волокном, асбестом и другими минеральными наполнителями.

Полимерные отходы и наполнители подсушивают при 120°С в течение 2 ч, затем пластицируют в смесителе при 250— ЗОО^С в течение 15 мин, выгружают при 180°С в формы и прессуют.

Совет

Полученные материалы имеют хорошие прочностные показатели и обладают высокой стойкостью к истиранию, что позволяет использовать их в качестве настила для полов. Для улучшения внешнего вида в композиции добавляют на стадии смешения пигменты, например оксид железа, оксид хрома, желтый крон и др.

Строительные материалы можно получать путем смешения в расплаве отходов полиэтилена, полипропилена или с цементом с последующей разливкой массы в формы и охлаждением. Изготовленные таким образом элементы строительных конструкций имеют высокую прочность и стойкость к горению.

Композиционные материалы на основе отходов пластмасс применяются для герметизации швов между панелями зданий, для покрытия частей сооружений, работающих под водой, для получения гидроизоляционных покрытий, герметизирующих лент и т. д.

В некоторых случаях отходы полимеров нельзя переработать во вторичный гранулят или композиционные материалы, что связано с высокой степенью их загрязнения.

Это относится прежде всего к городскому мусору, в котором доля пластмассовых отходов (пленка, пакеты и другие виды упаковки) довольно значительна.

Наиболее рациональными методами утилизации отходов в подобных случаях являются термические методы. Термической утилизации подвергаются также загрязненные бытовые отходы.

Термические методы утилизации можно разделить на две группы: термодеструкцию полимеров с получением твердых, жидких и газообразных продуктов и сжигание с утилизацией тепла.

Читайте также:  Часть территории заказника передана «роснефти»

Методом термической деструкции отходов полиэтилена низкой плотности получают воска — парафиновые углеводороды с молекулярной массой 500—8000 и температурой плавления 80—120°С. Деструкция осуществляется в термодеструкторе при температуре 500°С.

Обратите внимание

Технологическая схема включает следующие стадии: дозировку отходов ПЭ в экстру-дер, плавление и подачу в термодеструктор, деструкцию отходов, охлаждение продукта в теплообменнике, отделение легколетучих побочных продуктов, фильтрование и усреднение готового продукта в расплаве и выгрузку образовавшихся восков.

Изменением температуры по зонам экструдера и частоты вращения шнека можно регулировать молекулярную массу продукта.

Получаемые таким образом воска используются для пропитки бумаги, картона и тканей, для получения тонких покрытий, для заполнения форм при литье металла, в производстве печатных красок, лыжных мазей и т. п.

Пиролиз — это каталитическое термическое разложение отходов полимеров при температурах 300—800°С с получением различных углеводородов: газообразного топлива, керосина, газолина, тяжелых масел и других продуктов. Ряд полимеров (полиметилметакрилат, полистирол и др.) разлагается с высоким выходом мономера.

Полиметилметакрилат был первым полимером который впервые использовали на практике для получения мономера. Термическая деструкция отходов ПММА осуществляется при 380—400 °С с выходом мономера 95%.

Технологическая схема предусматривает подачу дробленых отходов в бункер, дозировку их в обогреваемый горизонтальный реактор с червячным транспортером, в котором происходит пиролиз ПММА.

Пары мономера конденсируются в холодильнике, после чего мономер направляется на очистку и ректификацию.

Пиролиз отходов полистирола проводится при 700—800°С с выходом стирола 75—85%- При низкотемпературном пиролизе (370°С) выход снижается до 62%.

Важно

Пиролиз полиолефинов при 300—360°С протекает с очень малым выходом исходных мономеров. При одном из методой пиролиза ПЭНД при 400—450СС, давлении 6,7 кПа получается смесь газолина и керосина с выходом 92%.

Сжигание как метод утилизации применяется для обработки отходов (прежде всего бытового мусора), в котором количество пластмассовых материалов (в основном полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида) относительно велико. Теплотворная способность ПЭ, ПП, ПС и ПВХ оценивается следующими значениями (в кДж/кг):

Полиэтилен 46,5

Полипропилен 46,2

Полистирол        40,7

Поливинилхлорид 19,0

Сжигание осуществляется в печах котельных установок, вырабатывающих пар.

Следует отметить, что часть пластмассовых отходов никак не перерабатывается, их закапывают в землю — подвергают захоронению. Разработаны различные методы захоронения не утилизируемых отходов пластмасс — чаше всего на полигонах с расчетным сроком эксплуатации не менее 25 лет. За это время пластмассовые отходы подвергаются полному разрушению и не представляют опасности для окружающей среды.

Источник: https://www.BiblioFond.ru/view.aspx?id=485286

Переработка и утилизация отходов пластмасс

Полимерные материалы благодаря своим уникальным физико-химическим технологическим и потребительским свойствам находят широкое применение во всех сферах жизни современного общества.

Особенно перспективно использование некоторых видов синтетических смол (полиэфирных, эпоксидных, кремний органических), не требующих сложного оборудования и значительных затрат энергии.

Но при этом выделяются вредные летучие вещества (фенол, этиленгликоль, ацетон): чтобы снизить вред целесообразно все стадии процесса выполнять в герметизированных емкостях.

Это не всегда возможно (может потребоваться изменение физико-химических свойств исходных компонентов или смеси в ущерб экологии).

Например, чтобы быстро и качественно заполнить форму (пористый каркас) приходится вводить дополнительное количество растворителя (пластификатора), который обладает повышенной летучестью и токсичностью. Устранить этот недостаток можно использованием вибровоздействия при частоте 50-200 Гц.

Для обеспечения высокой текучести вязких смесей без применения пластификатора необходимо знать диапазон собственные частот колебаний элементов наполнителя, арматуры и формы, играющих роль резонатора.

Вибровоздействие может быть поверхностным или объемным.

При этом на разных стадиях процесса могут использоваться различные частоты колебаний: на стадии заполнения — создать резонансные колебания элементов формы, затем для дегазирования смеси и ускорения процесса отвердения частоту колебаний увеличивают до сотен герц. Если производится внешний нагрев при изготовлении крупных деталей, то это сопровождается неравномерностью температуры по массе, что ухудшает экологические условия процесса.

Совет

Применение высокочастотного магнитного поля с добавкой менее 1% ферромагнитных веществ в состав смеси улучшает условия протекания технологического процесса по всему объему изделия.

Наибольшая интенсификация, производства при изготовлении порошковых деталей достигается при холодном выдавливании детали из спеченных порошковых заготовок и холодное формование порошка в закрытой матрице с последующим спеканием.

Первый технологический процесс требует сначала приготовления порошковой шихты (из порошков: железного, пластификатора, легирующих элементов), из которой в закрытом штампе формуют заготовку простой формы (например, цилиндр) с пористой структурой (если не принять специальных мер).

Затем эту заготовку спекают в восстановительной атмосфере (водород, аммиак) или атмосфере, не допускающей окисления (аргон, азот).

После спекания эта заготовка стала твердым телом, которое подвергается последующей холодной штамповке выдавливанием (аналогично обычной заготовке, отрезанной от цилиндрического прутка).

Теперь деталь подвергается термообработке в защитной атмосфере (отжиг, закалка). Этот процесс, мало применим, так как требует применения больших усилий при формоизменении заготовки простой формы, т.е.

требует большой прочности от штамповочного оборудования.

Второй вид технологического процесса производства высокоплотных порошковых деталей состоит в том, что из приготовленной порошковой шихты в закрытой матрице формуют деталь сразу требуемой формы, которую впоследствии подвергают спеканию в защитной атмосфере, а при необходимости, и закалке.

Пластмассы — это материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под воздействием нагревания или давления формоваться: в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять полученную ими форму.

Обратите внимание

В зависимости от технологического процесса производства, применяемого наполнителя и связующего (смолы) пластмассы могут быть композиционными, слоистыми или литыми, а по природе применяемой смолы — термореактивными или термопластичными.

При производстве пластмасс в процессе переработки полимерных материалов происходит выделение газообразных продуктов (аммиак, метиловый спирт, окись углерода), органических кислот, фенола, стирола.

Для локализации выделяющихся веществ необходимо предусмотреть местные отсосы от оборудования с подключением их к системам вытяжной вентиляции.

В процессе переработки термопластических материалов происходит накопление твердых отходов (слитки и куски полимеров, литники, обрезки, изделия с дефектами), которые могут быть полностью переработаны на дробильном оборудовании и вновь использованы как вторичное сырье в виде добавок к основному производству.

Но при этом образуется почти такое же количество отходов, которые не могут быть использованы: они вместе с бытовыми отходами отправляются на полигон ТБО. Пластмассы мало используются как вторичное, сырье из-за многообразия их типов и сложности их составов. Производство пластмасс не связано с загрязнением сточных вод, так как по технологии должно быть обеспечено оборотное водоснабжение.

Основные направления утилизации и ликвидации отходов пластмасс таковы:

  1. захоронение на полигонах и свалках;
  2. переработка их по заводской технологии;
  3. сжигание совместно с ТБО и промышленными отходами;
  4. пиролиз или раздельное сжигание в специальных печах;
  5. использование отходов пластмасс как готового материала в других технологических процессах.

Наиболее оптимальным методом использования отходов пластмасс является их переработка по заводским технологиям. При многообразии способов переработки общая схема процесса может быть представлена, как показано на рисунке.

Первая ступень включает отделение непластмассовых компонентов (ветошь, картон, остатки упаковки: бумажные, деревянные или металлические) и сортировку отходов по внешнему виду.

Важно

На второй ступени производится измельчение отходов пластмассы (иногда в несколько стадий) до размеров, достаточных для осуществления их дальнейшей переработки.

Третья ступень обеспечивает отмывку измельченных отходов от загрязнений органического и минерального характера.

Четвертая стадия определяется способом разделения отходов по видам пластмасс:

  1. если это мокрый способ, то сначала производят классификацию отходов, а затем сушку;
  2. при использовании сухих методов сначала измельченные отходы сушат, а затем классифицируют.

Вариант процесса переработки отходов пластмасс

Высушенные измельченные отходы смешивают при необходимости со стабилизаторами, красителями, наполнителями и гранулируют. Иногда на этой ступени отходы смешивают с товарным продуктом.

Если в этой смеси отходы превысят 20%, то изделия будут шероховатыми, ухудшается глянец. На заключительной ступени процесса производится переработка гранулята в изделия.

Эта ступень аналогична исходному процессу переработки, но иногда требует специфического подхода к выбору режимов работы оборудования.

Полная реализация такого процесса трудоемка и дорогостояща, поэтому на практике (например, при переработке отходов полиэтиленовой пленки) часто довольствуются исключением 3—5 ступеней.

При качественной предварительной рассортировке пластмасс по видам, достижении высокой степени очистки и выделения отдельных отходов из смесей их переработка практически не отличается от переработки первичных пластмасс.

При этом необходимо учитывать способность полимеров сохранять или изменять свойства в процессе многократной переработки, что вообще определяет целесообразность выполнения переработки отходов.

Изменение физико-химических свойств большинства полимеров при многократной переработке связано со снижением молекулярной массы пластмасс, разветвленностью их структуры. Снижением молекулярной массы пластмасс приводит к изменению их прочностных показателей.

Совет

Для переработки отходов методом литья под давлением обычно используют машины, работающие по типу интрузии (лат. вталкивания) с постоянно вращающимся шнеком, что обеспечивает самопроизвольный захват и гомогенизацию отходов.

Особенностью повторной переработки поливинилхлорида (ПВХ) является необходимость его дополнительной стабилизации. Отходы мягкого ПВХ используются для получения бытовых изделий, пленочных покрытий и пленок.

При этом 20% отходов измельчают на смесительных вальцах, смешивают с товарным ПВХ, красителями, смазками и стабилизатором, а затем пропускают через систему подогревательных и отделочных вальцов.

Из отходов полиэтилена высокого давления производят мешки для мусора, трубы, хозяйственные ведра, уплотнительные профили и прокладки. Полипропиленовые отходы перерабатывают в текстильные шпули, детали сантехники, дверные ручки, ящики для растений.

Выполнение утилизации смесей отходов без предварительного разделения их составляющих делает процесс утилизации более дешевым, но физико-механические свойства полученных при этом изделий гораздо хуже.

Источник: http://ohrana-bgd.ru/prombit/prombit1_29.html

Ссылка на основную публикацию