Оптимизация использования химикатов на линии стирки при очистке кусков является одним из самых быстрых способов снизить операционные расходы на заводе по переработке пластика, не принося ущерба качеству кусков. Каждый килограмм гидроксида натрия, каждый литр промывочной воды и каждый киловатт-час, потраченный на нагрев гидрокислой ванны, напрямую влияют на рентабельность переработанных плиток ПЭТ и ПЕ/ПП. Линия стирки, настроенная на уровень загрязнения исходного сырья, потребляет гораздо меньше химикатов, чем линия, работающая по заданному, чрезмерно безопасному рецепту, но при этом она соответствует строгим требованиям чистоты, которые предъявляются производителям пляшечек и волокна. В этом руководстве подробно описан весь химический путь от гидрокислой ванны до окончательной промывки, приведены количественные оценки взаимодействия концентрации, температуры и времени нахождения, определены показатели чистоты, которые проверяют заказчики, а также показано, как правильная конструкция оборудования позволяет сокращать потребление химикатов и воды. Компания Polyretec, принадлежащая заводу Wanplas, занимается производством оборудования для переработки пластика с 2010 года и управляет более чем 100 проектами по переработке в 50 странах, интегрируя знания о процессах австрийского происхождения с масштабами производства в Китае, чтобы строить линии стирки, которые позволяют провести агрессивную очистку с точным дозированием химических реагентов.
Основная идея очень проста: использование химикалий должно соответствовать загрязнению, а не устанавливаться раз и навсегда. После использованные бутылки из ПЭТ содержат бумажные этикетки, горячевоздействующих клеев, остатков соды и пищевых масел, которые можно расщепить только с помощью щелочной ванны. Фильмы из ПП и ПЭ содержат печатную краску и агрохимикаты, которые лучше реагируют на поверхностно-активные вещества и трение, а не на сильный щелочной состав. Разделяя эти пути, измеряя качество фракций на каждом из этапов и повторно циркулируя как химикаты, так и воду, современная линия мытья может снизить расход щелочи до 2,5-4,5 кг на тон входного сырья ПЭТ и добиться рециркуляции более 90% собственной водной продукции. В следующих разделах мы пройдемся по каждому этапу с конкретными цифрами, которые вы можете использовать для аудита своей линии или для проектирования новой.
1. Понимание химического процесса в линии мытья пластика
Пластиковая линия моющих работ представляет собой последовательность физических и химических процессов, которые преобразуют грязные отходы после потребительского использования или промышленного производства в чистые сухие частицы, готовые для гранулирования или повторного использования. Химическая часть этого процесса – это момент, когда водные реагенты удаляют клей, масло, чернила и растворимое загрязнение. Правильное выполнение этой задачи отличает производственную линию, которая просто перемещает материал, от той, которая выпускает продаваемые гранулы по низкой цене.
Стандартный химический процесс для жестких ПЭТ-баночек включает предварительную мойку, горячую лужную мойку, мойку трением, факультативную абразивную мойку, нейтрализацию, многопроходное ополосочное побирание, обезвоживание и термическую сушку. Для мягкой пленки процесс короче, так как в пленке мало клея, требующего восхищения. Каждая стадия выполняет определенную функцию, и перебор с химикатами на ранних стадиях не компенсирует недостаток механического воздействия в последующих; это только тратит реагент и нагружает оборудование для ополоски. В таблице ниже показаны соответствия каждой стадии с ее назначением и реагентом, который она расходует.
Стандартный поэтапный хим-путь
| Этап | Основное назначение. | Главный реагент | Обычное состояние |
|---|---|---|---|
| Предварительная моечная обработка. | Снимите свободную грязь, песок и растворимые сахара. | Холодная вода, лёгкий поверхностно-активный компонент. | Обычный режим, от 2 до 4 минут |
| Горячий каустик очистка | Сапнификация клеев, растворение этикеток и масел. | Раствор натрия гидроксида | 80-92 градусов С, 15-25 мин; |
| Трибочная мойка | Удаление отмытой грязи | Только механический, с выносом кислоты | Высокоскоростная роторная обработка, 1–3 минуты |
| Промывка кислотой | Неуязвимым установлением щелочи, удаление ионов металлов | Разбавить кислоту (цитратную или минеральную) | 0,2–0,5 процента, 40–60 °C |
| Схема промывки | Снимите растворенные твердые вещества и остаточный реагент. | Контраток пресной воды | рН 6,5-7,5, NTU |
| Отделение воды и сушка | Снижение влажности перед хранением или гранулированием. | Никакие (механические и тепловые) | Влажность менее 1% |
Самая распространённая ошибка заключается в том, что каустическая ванна рассматривается как единственное средство для очистки. На самом деле, твердое моющее устройство и этап отделения этикеток выполняют большую часть видно видимого труда после размягчения клея. Если увеличивается концентрация каустики, чтобы компенсировать неэффективный стадий истирания, вы платите за химикаты, которые вам не нужны, и перегружаете мойку с солями. Баланс линии позволяет химическим веществам выполнять молекулярную работу, а механическим – удалять брутто-материал; это основа любого проекта линии мытья Polyretec.
2. Гарячее мытье: концентрация, дозировка и температура
Каустическая мойка является химическим сердцем очистки гранул PET. Натриевый гидроксид гидролизует этери и полиуретановые клеи, которые связывают этикетки с бутылками, убирает пищевые масла и жиры в результате сапонизации и помогает отделять бумажные волокна. Дозировка, необходимая для проведения мойки, зависит от трех взаимосвязанных переменных: концентрации раствора, температуры раствора и времени пребывания в нем. Изменив одну, можно обычно скомпенсировать влияние остальных, что и представляет собой процесс оптимизации.
Для стружки из бутылок PET после их использования бак с пиролизным раствором поглощает примерно 2,5–4,5 кг натриевого гидроксида на тонна исходного материала. Концентрация раствора обычно находится в диапазоне от 1,5 до 3% по весу. Температура варьируется от 80 до 92°С; ниже 75°С реакция резко замедляется, и вам приходится повышать концентрацию или время нахождения в горячей мойке, что в целом обходится дороже. Время пребывания в горячей мойке обычно составляет от 15 до 25 минут. При наличии обширного обозначения, большого количества клея или отходов, полученных после производства, доза увеличивается в верхнюю часть этого диапазона, а при обработке чистых отходов бутылок постпромышленного производства она может опуститься ниже 2 кг на тонну.
Как взаимодействуют концентрация, температура и время
Связь представляет собой классический инженерный trade-off. Высшая температура ускоряет сапинирование, поэтому ванна при температуре 88°C может обеспечить уровень чистоты, который достигается при 2-процентной концентрации и 18 минутах, при этом ванна при 65°C обеспечивает такой же уровень чистоты лишь при 3-процентной концентрации и 30 минутах. Поскольку в большинстве регионов электроэнергия дешевле, чем растраченная сода, оптимальным вариантом обычно является горячая, умеренно концентрированная ванна с более коротким ее сроком. В представленной ниже таблице приведены показатели для порошков пластиковых бутылок при равном уровне очистки.
| Температура среды | Концентрация каустика | Время пребывания | Приблизительно NaOH на тонну | Результат чистки |
|---|---|---|---|---|
| 62 градусов C | 3,0 процента | 30 м х 8 м | 4,8 кг | Достойная, высокая химическая стоимость |
| 80 градусов C | 2,2 процента. | 22 мин | 3.6 кг | Хороший баланс |
| 88 градусов по Цельсию | 1,8 процента | 18 минут | 2.8 – | Оптимизированный низкий реагент |
| 92ºC | 1,5 процента | 15 мин | 2,5 кг | Лучшее сырье |
Есть два рабочих правила, которые защищают эту оптимизацию. Во-первых, никогда не допускайте, чтобы концентрация кислотой превышала 3,5%, поскольку избыток щелочи затемняет PET, ускоряет коррозию оборудования и увеличивает расход промывки без улучшения удаления клея. Во-вторых, контролируйте скорость подачи, чтобы время нахождения в ванне находилось в пределах заданного диапазона; линия, работающая выше номинального расхода, просто не выполнит функции очистки, а не использует больше химикалий, поскольку концентрация ванны уже достигла заданного значения. Автоматизированная дозировка, которая измеряет щелочность ванны и пополняет ее только в случае использования реагента, является самым крупным фактором для устойчивого, низкого уровня потребления.
Автоматизированное дозирование заслуживает более внимательного изучения, поскольку именно при его использовании большинство предприятий теряют свои сбережения. Ручная линия дозируется сменными операторами, которые, боясь жалоб клиентов, добавляют запасные дозы щелочи к каждой партией залива. Этот запас нарастает в течение дня и может увеличить расход на полкилограмма на тон при отсутствии качественных преимуществ. Кондуктивный или титровальный датчик кислотности, соединенный с дозирующей насосной установкой, устраняет сомнения: он поддерживает концентрацию в кювезе в пределах 0,1 процента и регистрирует каждый литр добавленного состава. За год эта дисциплинированная система контроля как правило окупается за счет сокращения закупок натра и прочих средств, используемых в производстве, а в отдельных случаях даже в течение первых месяцев эксплуатации. Натуральному уходу за персоналом также следует уделять приоритетное внимание; даже лучшая система дозирования не даст требуемого результата, если персонал сам будет принимать решения в нарушение процедур, вместо того чтобы выяснить, на каком этапе выполнения работ произошел сбой.
Еще одной скрытой проблемой является перенесение щелочи на стадии трения и промывки. Осколки, выходящие из горячей ванны, насыщены щелочным раствором, и если в процессе переработки не предусмотрен слив или предварительная промывка, то эта щелочь попадает в циркулярную систему пресной воды и должна быть нейтрализована там, в результате чего тратится кислота и вода. Низкое давление или пресс-экранирование между щелочной мойкой и стадией трения возвращают значительную часть этого раствора в ванну, поэтому линии Polyretec включают ступень обезвоживания на этом переходе. Сохранение щелочи в щелочной ванне является самым экономичным средством нейтрализации.
Содержание кислоты нашатырной в зависимости от типа полимера
Не каждую полимер не требует использования каустика на уровне ПЭТ. В таблице ниже приведен сравнительный учет типичного потребления аlkali и того, чем оно обусловлено. Использование каустика ПЭТ-класса на пленке — это waste. При использовании отсутствия alkali на склеенных бутылках остаются следы этикетки. Подберите реагент под полимер.
| Корм. | Почему используется едкий натрий? | NaOH на тонну | Концентрация |
|---|---|---|---|
| Пластиковые бутылки (постер-товарные) | Клей, этикетка, сапронирование масла. | 2,5-4,5 килограмма | 1,5 - 3,0 процентов |
| Банки из ПЭТ (пострецикльный отход) | Тяжёлый клей и краска. | 4.0–6.0 кг | 2,5 — 3,5 процента |
| Пластиковое покрытие PP/PE (печатанное) | Нежная мастика и органический характер — | 0,4–1,0 кг | 0,5-1,0 процентов |
| Пластиковое покрытие PP/PE (чистая сельскохозяйственная продукция) | Одна только грязь, в которой доминирует трение. | вес менее 0,5 кг | поверхностно-активное, с низким содержанием щелочных компонентов. |
3. Етапы мойки кислотой и нейтрализации
Многие операторы пропускают стадию кислотной моекой, однако она оправдывает свою цену там, где требуется получать тонкие пластины с низким уровнем запаха и с низким содержанием каустика. После каустической ванны пластины содержат остатки гидроксида натрия и растворенных металлических солей. Короткое слабое прокалывание кислотой нейтрализует эту алкалность, удаляет металлические ионы, которые в дальнейшем прижаривании могут способствовать пожелтению пластин, и повышает их блеск. Специальный реагент, дополнительное споласкивание и более тщательный контроль уровня рН – в этом обмен.
В кислотном этапе обычно используют 0,2–0,5-процентный раствор, будь то пищевая органическая кислота, например лимонная, или разбавленная минеральная кислота, содержащаяся при температуре 40–60 градусов Цельсия в течение 5–10 минут. Целью является не глубокое травление, а нейтрализация и очистка поверхности. При чрезмерно высокой концентрации кислоты ниже уровня рН 4 может возникнуть удавление PET и повреждение металлических деталей, поэтому цель линии должна заключаться в достижении конечного pH флаков 6,5–7,5 после последующего промывки. Если в вашем промывочном составе уже достигнута эта граница и яркость приемлема, кислотный этап можно пропустить, чтобы сэкономить реагент и воду.
Контроль нейтрализации
Нейтрализацию лучше проводить в замкнутом цикле с онлайн-измерением pH. Кислоту дозируют исходя из измеренного pH технологической воды, а не по фиксированному времени, поэтому партия легкозагрязненных пластмассовых гранул получает только короткий промывной цикл, в то время как находятся в воде партии, сильно загрязненные солями, получают более длительный. Такое регулирование удерживает расход кислоты в диапазоне от 0,3 до 0,6 кг/тонн ПЭТ и предотвращает борьбу промывочной установки с переосадкой pH. После нейтрализации конечный ручной промыв водой удаляет в нем растворимые соли, чтобы они не концентрировались в рециркулируемой воде.
Обратите внимание: кислота и щелочь никогда не должны смешиваться в одном бакте. Они должны находиться на разных этапах последовательно, с включением стадии трения или промывки. Промывающий участок, который наносит перекрестное загрязнение на два бака, расточает оба реагента ввиду их нейтрализации внутри бака и приводит к нарастанию зашлакованности, которую промывка не может легко удалить. Правильно изолированные стадии, как это предусмотрено в линиях Polyretec, позволяют каждому реагенту выполнять свою собственную работу.
4. Стадии промывки и метрики чистоты фракций
Рискование – это той стадии, где экономится или тратится химия. Агентный батон, выполнивший свою функцию, все еще оставляет на обвивке частиц раствор каустики и взвешенные органические вещества; т.е. вредные включения нужно удалить до уровня, который будет удовлетворять заказчика, и чем чище будет рискование, тем ниже будет конечное содержание кислот и мутности, а также количество кислоты, необходимое на этапе своего производства. Обычно развиваемое для этих целей химическое оборудование предусматривает рискование против течения, когда чистая вода подается на последнюю стадию с тем, чтобы текущая в обратном направлении вода ходила в направлении к агентическому стадию. Этот вариант позволяет минимизировать расход пресной воды и максимизировать степень очистки.
Чистота гранул определяется набором измеряемых показателей, а не по визуальной оценке. Покупатели промытого ПЭТ указывают остаточную алкали, мутность воды для промывания, загрязнение ПВХ, остаток клея и этикетки, цвет и запах. Каждый показатель соответствует определенному этапу в химическом процессе, поэтому вы сможете диагностировать, какой этап нужно корректировать, когда партия недопустима. В таблице ниже приведены общепринятые критерии приемки гранул пищевого и волокнистого ПЭТ.
Критерии приемки чистоты фракций
| МЕТРИЧЕСКИЙ | Типичная деталь | Свёрнутый етап. | Если параметры заданных гранул превышены |
|---|---|---|---|
| Остаточное содержание щелочи | менее 0,05 процента | Схема промывки | Добавить стадию или поток промывки. |
| Турбуidezность воды | менее 10 NTU. | Промывка и фильтрация | Усовершенствуйте фильтрацию, добавить противоток. |
| Содержание ПВХ в ПЭТ | 50–100 части на миллион | Сортировка, но не мытье | Строгое, сортировка с использованием воздуха или электростатического метода |
| Остаточное загрязнение клеем и этикетками | ниже 0,05 процента; | Щелочь плюс трение | Повысить температуру или время трения. |
| Окончательный уровень рН | 6,5–7,5 | Кислота и промывка | Настройка дозы кислоты |
| Влажность после высыхания. | менее 1% | Отделение воды и сушка | Проверьте центробежный и тепловой. |
Обратите внимание, что содержание ПВХ контролируется сортировкой, а не промывкой. Линии промывки удаляют клеевые вещества и органику, но они не могут отделять ПВХ от ПЭТ после того, как обе эти материалы измельчены. Эта задача решается с помощью воздушной сортировки и, для строгих спецификаций, электростатической сортировки или оптической сортировки выше по потоку. Если показатель ПВХ высок, исправление проблемы заключается в секции сухой сортировки, а не в химической процедуре. Обработка непортфельного ПВХ сильными щелочами лишь тратит реагент и создает риск гидролиза поверхности ПЭТ.
Турбуidez заслуживает особого внимания, поскольку это самый дешевый метрик для мониторинга в режиме онлайн. Сенсор турбуidez в конечной промывке сразу говорит вам, изменился ли уровень фильтрации или скорость потока, часто до того, как проба пошла в лабораторию. Заводы, которые непрерывно отслеживают турбуidez промывки, обычно используют на 10−20% меньше свежей воды, чем заводы, которые берут пробу только ведерками, поскольку они заявляют об ошибках при снижении концентрации в течение нескольких минут, а не по пакетам.
Остаточное щелочное вещество является вторым показателем, который следует мониторировать в режиме онлайн, и обычно его измеряют, отбирая образцы последнего промывного цикла и проверяя значение рН или общего содержания щелочи. Нарастающий показатель рН выше 7,5 свидетельствует о том, что скорость контртока была установлена слишком низко или что показатель перехода каустика увеличился, и его устранение предполагает увеличение расхода промывного вещества или перепроверку процесса отводя воды между резервуарами вместо добавления кислоты. Попытки повышения значения рН при низком расходе промывного вещества простыми кислотами лишь перемещают стоимость из расходов на воду в расходы на реагенты. Хорошие линии фиксируют как показатель турбидности, так и значение рН, благодаря чему данные два показателя находят взаимоподдерживающее равновесие, что необходимо для строгой политики, позволяющей поддерживать расход реагентов на минимально необходимом уровне.
Содержание ПВХ, несмотря на сортировку, остается отображаться в отчете о качестве мойки, потому что высокий уровень ПВХ иногда неправильно приписывается данному процессу мойки. Правильный ответ заключается в том, чтобы перед тем, как касаться химического пути, подтвердить правильность вторичной сортировки путем проверки неусыхших конденсатов. Сортировка по воздуху удаляет большую часть фрагментов ПВХ по плотности, поскольку ПВХ более плотный, чем ПЭТ, а дополнительный электростатический или оптический этап утяжеляет этот раздел в направлении границы в 50 ppm для пищевой продукции. Мойка не может снизить содержание ПВХ; пытаясь это сделать с более сильной солями, вы только гидролизируете поверхность ПЭТ и уменьшаете внутреннюю вязкость, которую покупатели измеряют из-под горлышка в горлышко. Держание этой границы в чистом виде предотвращает трату реагентов и защищает ценность фрагментов.
5. Оборудование POLYRETEC, созданное для работы с низким химическим содержанием
Полиретас, завод Wanplas, разрабатывает линии мойки так, чтобы дозирование химикатов было контролируемым, измеряемым функционированием линии, а не семантикой оператора. Комплектация, которая имеет значение для чистки гранул, включает горячий щавелевый миксер с автоматизированным дозированием щелочных веществ, миксер с высокой интенсивностью трения, отдельный этап нейтрализации кислот и цикл промывки в противотоке с регенерацией тепла. Ниже приведены два представительных блока оборудования со спецификациями, взятыми из ассортимента Полиретас, чтобы вы могли увидеть, как масштабируются производительность, объем резервуара и расход воды.
Блок продуктов A: линия мойки бутылок из пищевого полиэтилена (ПЕТ)
Линия мойки бутылок из ПЭТ пищевого класса построена для подачи гибких бутылок из ПЭТ, этикеток и паллет грузоподъемностью от 500 до 6000 кг в час. Контейнер с горячим каустиком рассчитан таким образом, чтобы время пребывания жидкости в нем составляло от 15 до 25 минут при номинальном потоке, а автоматизированная дозирующая установка позволяет поддерживать концентрацию внутри диапазона от 1,5 до 3,0% путем измерения щелочности. Вследствие этого полученая из цикла промывки тепловая энергия предварительно нагревает воду для перезагрузки контейнера, поэтому большие по вместимости установки потребляют меньше воды. Типовые характеристики в зависимости от класса вместимости приведены ниже.
| Класс мощности | Производительность | Объем емкости для химической соди. | Использование пресной воды | Установленная мощность |
|---|---|---|---|---|
| Класс по массе 1000 кг/ч | 1000 кг/ч | 3,0 м3 | 1,6-3,0 кубических метра | 165 кВт |
| Класс 2000 кг/ч | 2000 кг/ч | 5.0 м3 | 1,5 м3 на тонну | 265 кВт. |
| Класс 3000 кг/ч | 3000 кг/ч; | 8,0 м32. От 8,0 до 11,03. 8,0–15,0 м3/ч | 1.4 м3 на тонну | 380 кВт |
| Класс линии производительностью 6000 кг/ч | 6000 кг/ч | 15.0 м3 | 1,3 м3 на тонну | 620 кВт |
Снижение количества пресной воды на тонне в связи с увеличением производительности не является обманом при составлении таблицы; это отражает лучший коэффициент восстановления больших противтоковых циклов и общего теплообменника. Линия с производительностью 6000 кг/ч более полностью восстанавливает тепло и воду, чем линия с производительностью 1000 кг/ч, поэтому ее среднее потребление ниже, хотя ее абсорбер и больше. Для завода, планирующего расширение мощности, поэтому при планировании необходимо выбрать необходимую мощность с самого начала, а не устанавливать вторую небольшую линию позже.
Блок продуктов B: линия измельчения и мойки мягкого пластика PP/PE (PTW1000)
Линия измельчения и мойки мягкой пластиковой пленки обрабатывает пленку, оплетенные пакеты и сельскохозяйственную пленку со скоростью от 500 до 1500 кг в час с конфигурацией PTW1000, которая является проверенным полностью автоматизированным устройством для пластика ПП и ПЭ. Так как мягкая пленка практически не содержит клея, эта линия использует мягкую щелочную или поверхностно-активную моющую среду вместо сильной щелочной ванны и рассчитывается на интенсивное трение для промывки печатной краски и полевых загрязнений. Результатом является значительно более низкое химическое нагрузки, чем в линии при обработке ПЭТ, при этом очищенная и сухая фракция пленки получается в полном объеме. Представленные ниже характеристики для класса PTW1000:
| Технические характеристики | PTW1000 (перилен) | 1500 кг/ч класс (плитка) |
|---|---|---|
| Производительность | 1000 кг/ч | 1500 кг/ч |
| Реактив для очистки. | Нежная щелочь или ПАВ | Нежная щелочь или ПАВ |
| Потребление лужи. | менее 1,0 кг на тонну. | менее 1,0 кг на тонну. |
| Использование пресной воды | 0 / | 1.8 м³ на тонну |
| Объем бака для очистки. | 4.0 м³ | 6.0 м3 |
| Установленная мощность | 220 кВт | 310 кВт |
Фильм потребляет больше воды на тон, чем бутылки, поскольку большая поверхность пленки способна вместить больше спирта и эмульсии чернил, но потребуется всего небольшое количество щелочи. Поэтому целью оптимизации на линии производства пленки является рекуперация воды и интенсивность трения, а не концентрация щелочи. Для операций, которые хотят получить гранулы из стружки, Polyretec, завод Wanplas, может соединить линию мойки с линией гранулирования нового поколения, которая принимает помытую стружку и превращает ее в переработанные гранулы в одном потоке.
Замечание по потоковой гранулировке.
Линия грануляции нового поколения создана для тёсных ПЭТФ или твёрдых ПЭ/ПП, полученных из переработанных отходов. Строение линии устойчиво и способно работать с отходами потребителей. В комбинированном варианте мойрованные и обезвоженные гранулируются без промежуточного хранения, что значительно снижает нагрузку на оператора и позволяет удерживать стабильный химический состав: чистые фрагменты входа – стабильные гранулы выхода. При совмещении мойки и гранулятора оденая система управления позволяет автоматически регулировать дозировку, пропускную способность и влажность.
Применяемые отрасли: очистка плитки из бутылок и плитки из пленок
Те же химические принципы применяются во всех отраслях, но бар чистоты и, следовательно, оптимизированная рецептура меняются в зависимости от конечного использования. Понимание приложения позволяет установить правильную концентрацию каустика и глубину ополаскивания вместо того, чтобы переочищать все. С линии мойки Polyretec выходят два основных потока применения: очистка листов от частиц и очистка бутыльковых фракций; каждый из них обслуживает отдельные рынки переработанного продукта.
Применения для измельчения бутылок
Мытое волокно из ПЭТ-бутылки используется для производства пищевых листов и повторного использования бутылки в бутылке, полиэстерное прядильное волокно для текстиля и ваты, ремней и готовых листов. Покупатели пищевых и волоконных материалов устанавливают самые строгие спецификации: остаток щелочной основи составляет менее 0,05%, ПВХ — менее 50–100 частей на миллион, низкий уровень запаха и яркий натуральный цвет. Для них оптимизированная линия осуществляет полный путь горячей каустики плюс трение плюс промывание, а при необходимости свежести выполняет нейтрализацию кислорода. Производство очищенного волокна из ПЭТ-бутылки действительно высокоприбыльным направлением, поскольку объемы производства очень высоки, а спецификации строгие.
Применение гранул для обертовых пленок
Омыленные фрагменты пленок из ПП и ПЕ подаются для переработки в пленку для мешков и сельскохозяйственного применения, реграйнд для впрыскивания и вспучивания, композиты для труб и профилей и смешенное рециклируемое смолистое вещество. Пленки несут печать и полевые загрязнения, а не клей, поэтому оптимальная рецептура — это легкий щелочной или поверхностно-активный моющий раствор с интенсивным тертям и меньшая содержимость полоскания. Поскольку потребность в щелочах составляет менее 1 кг на тон, здесь фактором, влияющим на стоимость, является рециркуляция воды и потребность в электроэнергии для тертя, а не закупка каустика. Очистка пленок из ПП/PP также допускает более широкий диапазон остаточных показателей, что позволяет операторам проводить более короткие циклы обработки и рециркулировать больше воды.
В обеих цепях деловое оправдание для оптимизации едино: каждый процент стипца или кубометров воды, экономия на тонне соединений за весь объем производства. Линия по переработке ПЭТ с пропускной способностью 3000 кг/час, работающая 7000 часов в год, обрабатывает примерно 21000 тонн исходного сырья; сокращение потребления стипца с 4,5 до 3,0 кг на тон сэкономит примерно 31500 кг гидроксида натрия в год, а повышение рекуперации воды с 80 до 92 процентов позволит сэкономить тысячи кубометров пресной воды. Именно эти цифры являются основанием для того, чтобы уделить инженерному проектированию повышенное внимание, а не уделять достаточное внимание рекламным материалам.
Удобным способом определения рецептуры для новой линии является выбор типа загрязнений, а не названия полимера. Если лот содержит клеевой материал и масло, какой бы смола его не содержала, потребуется сода. Если он забита чернилами и грязью, нужны трение и поверхностно-активное вещество. А если лот забит запахом – потребуются чистка и проверка температуры сушки. Представление вашего сырья в трех классах загрязнений позволит вам подчеркнуть те или иные этапы процесса и сократить использование химических реагентов. Такое деление также облегчает попадание смешанных партий после использования, поскольку линию настраивают под наличие тяжелейшего загрязнения в посылке, а для более чистых партий настройку снижают, а не убирают все загрязнения до одного консервативного параметра.
7. Обработка воды и химических веществ: экономия энергии и ресурсов
Восстановление — это использование низких доз химикатов и формирование низких общих затрат. Линия, которая спускает вылитуя содовую жидкость и промывную воду после одного прохода, переплачивает за реагент два раза: один раз, чтобы купить его, а второй — для того, чтобы удалить его из промывной воды. Линия, которая осуществляет рециркуляцию, позволяет зафиксировать этот цикл. Три механизма восстановления имеют наибольшее значение: рециркуляция каустической жидкости с фильтрацией, промывная вода в обратном течении и регенерация тепла.
Рециркуляция щавелевой ванны позволяет использовать горячую щелочь в течение дней, благодаря циклу ослабления и фильтрации, который удаляет суспендированные волокна этикеток и органические вещества. Лишь щелоча, потребляемая в результате реакции, пополняется автоматическим дозированием, поэтому ванна остаётся насыщенной в течение нескольких дней, а не расширяется в ходе каждой смены. Мытье в противотоке отправляет самую чистую воду на заключительную стадию и пропускает её обратно в направлении горячей щавелевой ванны, поэтому один литр воды используется для нескольких этапов очистки перед спуском. Учитывая, что теплоизоляция осуществляется за счёт использования пластинчатого теплообменника, вне зависимости от того для какой нужды используется энергия, необходимая для поддержания температуры 85-92 градуса по Цельсию, снижается.
Представительные показатели восстановления.
| Механизм рециркуляции | Базовая линия. | Оптимизированная линия Polyretec | Действие |
|---|---|---|---|
| Ресайклинг щелочи | 60 процентов | 85 процентов | Меньше покупки щелочи. |
| Восстановление свежей воды | 80 процентов. | 92 процента | Снижение затрат на воду и удаление |
| Рекуперация тепловой энергии. | нет | до 70 %. | Снизить уровень пара или электрического нагрева. |
| Общий объем химикатов на тонну полиэтилена с низким сплошным содержанием | 4,5-6,0 кг | 2,5-4,5 килограмма | 20—30 процентных пунктов экономии |
Эффект от снижения потребления кислоты и водорода усиливается, благодаря получению дополнительной энергии в виде отработанного тепла, что позволяет достигать более низкой концентрации и сокращать время сушки, что уменьшает потребление щелочи, высвобождая больше воды, что в конечном итоге снижает потребление воды. Оптимизированная линия является единой системой, а не набором отдельных изменений, поэтому проектировка оборудования влияет на результат больше, чем привычки операторов. Дочерняя компания Wanplas Polyretec в своих линиях по мытью белья устанавливает такие кольца рециркуляции в качестве стандартной опции, а не как дополнительные варианты.
Удаление шлама и взвешенных веществ — это та часть процесса рекуперации, о которой операторы часто забывают. Каустический цикл концентрирует этикетные волокна, бумагу и органические вещества в шлам, который, если не удалить, циркулирует обратно на гранулы и повышает турбулентность. Насосная установка для отстоя или флотационная установка с диссосором в комплексе с ленточным фильтром поддерживает чистоту ванны и позволяет хранить щелочь в режиме эксплуатации в течение нескольких дней, а не часов. Отделенный шлам, все-таки щелочной, нужно нейтрализовать в специальном небольшом резервуаре перед вывозом, чтобы он не загружался в главный промывочный резервуар. Предприятия, которые пропускают этот этап, обнаруживают, что регенерация каустена застревает на уровне около 60 процентов независимо от того, насколько хорошо она дозируется, потому что ванна засоряется быстрее, чем химикат разлагается.
Пределы выбросов – это основной критерий возврата инвестиций. Во многих регионах установлены лимиты содержания щелочности и взвешенных твердых частиц в воде, которая вывозится с территории, и линия, которая сбрасывает свою ванну, достигает этого лимита только путем разбавления свежей водой, что лишает эффект от экономии. Рециркулирующая линия выпускает небольшое концентрированное поток, который легко обрабатывается, и при этом перерабатывает всё остальное, поэтому стоимость соответствия остается низкой, а экологическая нагрузка на каждую тонну пластика уменьшается. Для компании, занимающейся рециркуляцией, совпадение стоимости и соответствия требованиям является самым веским аргументом в пользу проектирования рециркуляции на начальном этапе, а не в момент усовершенствования системы.
8. Руководство по выбору: подбирайте исходное сырье для правильной линии
Выбор подходящей линии является первым решением по оптимизации, поскольку запуск бутылок по линии для изготовления пленки или пленки на линии для изготовления бутылок приводит к дополнительным затратам на химические и водные отходы. В приведенной ниже таблице сопоставлены наиболее распространенные исходные материалы и товарные цели с соответствующими продуктами Polyretec, при этом диапазон производительности взят из линейки Polyretec. Используйте эту таблицу в качестве отправной точки, а затем подтвердите её на пробных моющих испытаниях на вашем реальном отходе.
Требуется рекомендация модели.
| Ваш исходный материал и цель | Рекомендованная линия Polyretec | Диапазон производительности | Специализация на химии |
|---|---|---|---|
| Послетракционные бутылки из ПЭТ в качестве флизелинового материала пищевого уровня | Линия мойки бутылок из пищевого ПЭТ | 500-6000 кг/ч | Горячий каустик плюс трипроводка, по желанию с кислотой. |
| Тара из ПЕТ и смесь жесткого ПЕТ с тяжелым клеем | Линия промывки гранул из бутылок из ПЭТ пищевой категории (высокий клас) | От 2000 до 6000 кг/ч | Высший каустический показатель, более длительный срок пребывания |
| Пластиковое покрытие PP/PE, тканые пакеты, пластиковое покрытие для сельского хозяйства | Линия измельчения и мойки мягкой пластиковы (PP/PE) (PTW1000) | 500-1500 кг/ч | Нежная щелочь, высокие значения трения, восстановление воды |
| Вымытые гранулы сразу перерабатываются в гранулы | Линия мойки плюс установка для гранулирования нового поколения | Соответствует бункеру. | Устойчивый контроль влажности и дозирования |
| Печатанная пленка, требующая удаления краски | Линия измельчения и мойки мягкого пластика PP/PE | 500-1500 кг/ч | Переизбыток поверхностно-активного вещества в сочетании с интенсивным трением. |
Если есть сомнения, настроить линию на работу с постоянным количеством сырья, а не на пиковые показатели. Линия, работающая на 80–90% от номинального значения, обеспечивает оптимальный период пребывания в установленном интервале и качество смыва, при этом расход химикатов минимален. Перепроектирование линии влечет за собой нерациональное расходование капитала. Занижение мощности эксплуатации вызывает необходимость повышения концентрации, что влечет за собой дополнительные затраты. Компания Polyretec, завод Wanplas, настроивает каждую линию на основе образца вашей печи, чтобы определить объем резервуара с каустиком, время трения и расход напорного течения, и это станет гарантией очистки от реальной концентрации загрязнений, а не от предположительной.
9. Обслуживание, техническое обслуживание и сервисная поддержка
Низкое химическое потребление насаждается за счет хорошего обслуживания и эксплуатации, а не только за счет правильного проектирования. Ежедневные привычки, защищающие вашу оптимизацию, — это измерение щелочности ванны, отслеживание мутности полоскания, своевременное чистки фильтров и калибровка дозаторов. Пропустите эти шаги, и даже хорошо спроектированная линия спустя несколько недель вновь будет сильно переизбывать дозу химикатов. Ниже представлен операционный список, позволяющий поддерживать мыльную машину в эффективном состоянии.
Ежедневный и еженедельный список проверок технического обслуживания
- Проверьте щелочную базу хлорида и настроить автоматическую дозировку перед началом каждого смены.
- Запись турго-ри сливной воды; немедленно проверить, не спело ли излишнее отклонение от 10 NTU.
- Проверяйте экраны и роторы пресс-поджимного устройства на износ, который снижает механическое движение.
- Еженедельная очистка и фильтрация компаунда после флегматизации каустика для поддержания рециркуляции близко к 85%.
- Проверьте производительность теплообменника, чтобы температура ванны оставалась в пределах от 85 до 92 градусов Цельсия
- Проводите контроль образцов фракций на содержание остаточной щелочи и ПВХ в соответствии с установленным графиком, а не только в тех случаях, когда поступают жалобы.
Polyretec, завод Wanplas, поддерживает каждую мойково-распределительную линию общими обязательствами группы Wanplas. Каждая линия проверяется и тестируется перед отправкой, а политика группы предусматривает предоставление бесплатных деталей на сумму 500 долларов США каждый год плюс безвозмездную замену поврежденных деталей в течение гарантийного периода. Инженеры оказывают помощь при монтаже и пуске в эксплуатацию на месте, а политика открытого завода позволяет клиентам посетить завод и проверить качество сборки перед доставкой. С более чем 24 ресурсами инженера, оказывающих помощь, и более чем 100 реализованными проектами в 50 странах, поддержка охватывает пуск в эксплуатацию, обучение операторов и удаленное устранение неполадок, чтобы параметры производства химических веществ оставались оптимизированными после запуска.
Для предприятий, планирующих увеличение мощности, эта же команда предоставляет расчетные схемы и проектирование инженерных систем, помогая определить необходимый объем дорожных веществ, системы регенерации воды и парового или электрического отопления, чтобы стоимость производства каждой тонны оставалась низкой в процессе расширения. Ведь процессы восстановления химических продуктов и воды предусмотрены в производственном процессе, поэтому большинство оптимизаций, описанных в настоящей инструкции, происходят автоматически после ввода линии в работу; список работ по обслуживанию просто гарантирует соответствие установленному сценарию.
Частые вопросы
Какая обычная дозировка каустики для мытья флаков из ПЭТ?
Для отходов пластиковых бутылок PET мелкие фрагменты хорошо настроенная лужная ванна, как правило, потребляет 2,5-4,5 кг натриевого гидроксида на тон исходного материала при концентрации 1,5-3 процента по весу, температуре ванны 80-92 градуса Цельсия и времени пребывания в ней 15-25 минут. Тяжелый, ярко оформленный или несущий на себе клей исходный материал находится в верхней части спектра, а чистые отходы после промышленного использования могут потреблять менее 2 кг на тон.
Нужно ли подвергать фракции HDPE и LDPE промывке с помощью каустика?
Мягкие пленки PP и PE обычно не требуют сильного действия сяза, так как они содержат мало клея или бумаги. Печатные и сельскохозяйственные пленки очищаются главным образом слабым щелочно- или поверхностно-активным средством в сочетании с интенсивным термическим воздействием для удаления чернил и органических веществ, поэтому потребность в сязи остается существенно ниже, чем при обработке пленки PET, обычно не превышает 1 кг щелочи на тон пленки.
Как мойка линии может восстанавливать и использовать химикаты для уменьшения затрат?
Рециркулировать едкую ванну через циркуляционную систему осаждения и фильтрации, пополнять объем потребленной основания автоматическим дозированием, использовать обратный помывочный цикл, чтобы чистая вода попадала на последнюю стадию и протекала обратно, а также восстанавливать тепло с помощью пластинчатого теплообменника. Применение этих мер повышает степень повторного использования химикатов до 85% и уровень рекуперации пресной воды выше 90%.
Какие показатели чистоты определяют пригодность к продаже обработанных гранул?
Основные показатели включают остаточное количество лугу ниже 0,05 процента, тургость финальной промывочной воды менее 10 NTU, загрязнение ПВХ в ПЭТ ниже 50-100 ppm, остаточное количество клея и этикетки ниже 0,1 процента, а также яркий естественный цвет с плотными частицами. Покупатели емкостей из фармацевтического ПЭТ также требуют низкого уровня неприятного запаха и стабильного pH в пределах от 6,5 до 7,5.
Необходима ли кислотная промывка после обработки каустическим растворителем?
Кислотная мойка является опциональной, но весьма полезной. Короткое слабое взбалтывание кислотой нейтрализует остаточный каустик, удаляет металлические ионы и повышает блеск тонких пластин. Если в процессе смыва уровень рН достигает 6,5–7,5 и критерии блеска выполняются, эта стадия можно пропустить, тем самым снизив нагрузку на химические реагенты и воду.
Какую конфигурацию платформы Polyretec следует выбрать при подаче как бутылок, так и пленки?
Выберите линию мойки стеклянных бутылок с пищевым покрытием для жестких бутылок, этикеток и подносов при скорости 500–6000 кг/ч и линию измельчения и мойки мягких пластиков (например PTW1000) для пленочных материалов, тканных мешков и агропленки при скорости 500–1500 кг/ч. Компания Polyretec, завод Wanplas, также может сочетать любую из этих линий с линией обжига нового поколения для одновыпускового получения гранул из хлопьев.
Как температура воды влияет на потребление химикатов на линии мойки?
Выше температура ванны ускоряет сапаризацию клеев и жиров, позволяя снизить концентрацию каустика и время пребывания. Удержание ванны с каустиком при температуре от 85 до 92 градусов Цельсия может снизить дозировку щелочи на 15-25 процентов по сравнению с ванной температурой 60 градусов Цельсия при условии, что тепло используется с помощью теплообменника для поддержания низкого уровня энергопотребления.
Заключение
Оптимизация использования химических веществ на линии стирки для очистки от пластырей — это системная проблема, а не любой отдельный параметр. Каустичная ванна, машинка для пенообразования, нейтрализация кислот и обратная промывка должны работать вместе, а дозировка должна соответствовать измеренной степени загрязнения исходного сырья и обратному возврату реагентов и воды на обслуживание. На линии ПЭТ строгая регуляция обычно позволяет поддерживать количество натриевой щелочи в пределах от 2,5 до 4,5 кг на тон, а уровень регенерации воды превышает 90 процентов, в то время как на линиях для изготовления пленок количество используемой щелочи намного меньше, и поэтому здесь полагаются на механическую очистку и регенерацию воды. Критерии чистоты, которые проверяют заказчики, — остаточное содержание щелочи, турбулентность промывки, содержание ПВХ, клей и показатель рН, — точно говорят, в какой точке линии нужно регулировать процесс, когда образец отклоняется от нормы, поэтому химические вещества никогда не тратились напрасно.
Компания Polyretec, завод Wanplas, встраивает эти циклы восстановления и дозирования в свою линию мытья бутылок из ПЭТ пищевого класса, свою линию измельчения и мойки мягких пластиков ПП/ПЭ, включая PTW1000, и свою линию переработки пелеков, поэтому оптимизация разработана заранее, а не добавляется позднее. Если вы планируете новую линию или аудитируете существующую, отправьте Polyretec образец исходного сырья и спецификации конечных гранул; команда рассчитает объем горючих танков, время триенемого контакта и расход обмывной воды в соответствии с реальной степенью загрязнения, выполнит пробное промывку на заводе и окажет поддержку в пусках, обучении и техническом обслуживании в рамках общей политики группы Wanplas, включающей бесплатные оригинальные компоненты стоимостью 500 долларов США каждый год. Чистые гранулы с более низкими затратами на химикаты начинаются с правильной линии и правильной рецептуры, а обои варианты начинаются с разговора о вашем отработанном сырье.
