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材料回收热:多家新厂尝试新的回收技术
newmaker    来源:PT现代塑料
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塑料粉碎机展厅
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由于纯树脂价格昂贵,许多商家致力于塑料回收工作。从 “瓶子-瓶子” 的PET瓶回收再利用技术,到农用地膜、地毯和汽车粉碎残渣等新的回收项目,塑料回收再利用技术发展得如火如荼。

新的材料回收厂大量出现在2007年德国K展和2008年北美塑料回收年会上。其中一些回收厂的业务是通过对现有工艺的改进,用于“瓶子-瓶子”(简称“B2B”)的清洁PET瓶回收。其他的则尝试采用全新的方法来回收废塑料中一些最具有价值的东西。大多数新的回收设备和工艺都在以上两次会议上进行了展出。

塑料回收热的原动力显而易见,其原因可归结为两方面。一是经济上的:由于原油和天然气价格上涨,以及中国、印度和拉丁美洲的经济发展所引起的需求增长,共同推动纯树脂价格快速上升。另一方面是生态上的:企业逐渐意识到自身行为对环境的影响,于是他们开始寻找可再生的资源。

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新的回收工厂正在从事着艰苦的工作,例如乔治亚州的InterfaceFlor装置进行的废旧毛毯回收。它采用特有的干态筛选和清洁技术,回收地毯上的尼龙、PVC、 PP以及PET。右图中展示的是打包好的干净纤维

BOTTLE-TO-BOTTLE回收

多数新的B2B PET瓶回收工厂建于北美地区,包括United Resource Recovery Corp.(简称“URRC”)位于南卡罗莱纳州的回收工厂。该厂经过两次扩产,从最初的示范规模扩大到年产1.8万t,再到最终年产5万t的产能。URRC公司的第一次扩产开始于2008年夏天,专为可口可乐公司提供固定形状的晶片(无需造粒)。该工厂是全球第八家也是最大的一家采用URRC公司清洁处理专利技术的工厂,该专利技术通过采用一种苛性碱溶液来溶解掉PET碎片的表层部分,从而达到去除污染物的目的。

休斯顿Avangard Innovative公司的分公司PETstar,于2008年10月在墨西哥开工兴建了一个树脂瓶级的PET回收工厂。该厂每年回收2.7万t废旧瓶,并新生产2.3万t的清洁PET材料。它采用了意大利Amut的清洗线,造粒和成型则采用瑞士Buhler公司的设备。

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图1 Amut公司推出了其最大的PET片摩擦清洗机,转子直径为1.5m,最大产率达到4t/h

Plastic Environmental Technology 公司是位于美国密歇根州的一家新成立的投资公司,该公司计划在加利福尼亚州建设一个年产5.4万t的B2B PET瓶回收工厂。该厂分两期建成,一期年产量2.7万t,在2009年初开工,也采用Amut清洗线和Buhler的造粒和成型系统。

此外,在北美至少有4家包装公司在建设新的B2B PET瓶回收工厂,但他们还没有对外宣布设备购买订单。其中,位于迈阿密州的Amcor PET公司不进行碎片清洗,只做造粒和结晶。

其他至少有2家新厂将只进行清洗,不进行PET造粒。位于美国南卡罗莱纳州的E-Z Products公司于2008年1月开建了一个年产约1.6万t的工厂,位于加拿大魁北克的Transit Plastics公司于2008年4月份开建了一个产率4.5t/h的工厂。

以上所有这些将有助于填补Wellman公司于2006年底关闭其位于南卡罗莱纳州的8.6万t/年回收工厂所留下的空缺(Wellman公司是最早从事PET回收的企业之一)。

到2008年4月为止,可利用的PET回收装置的产能仍低于2007年,而同时期美国所收集的废旧PET是其可清洗和回收量的2倍。

在英国,有2家新建的B2B HDPE奶瓶回收工厂,这是伦敦“废品和资源行动计划(WRAP)”的一部分。Amut公司的首条B2B HDPE清洗线于2008年初在英国Intercontinental Recycling公司开工,设计产率为2t/h。Erema公司的首套HDPE 的Vacurema装置也已在英国Green Star Waste Exchange Services公司开工。Green Star公司建造了其自有的内部清洗系统。

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图2 为了延长停留时间以提高树脂的I.V.值,Erema公司在其Vacurema PET 造粒生产线上增加了1倍数量的分批结晶干燥器

PET回收新技术

2007年底,Phoenix Technologies公司的一项回收再生工艺获得了FDA的认证,该工艺用于食品直接接触的新型PET回收再生。首先,将PET碎片研磨成约300μm的粉状,再在170℃下真空脱除粉末中的挥发成分。然后,采用具有专利技术的添加剂(美国专利号7262244)将粉末压缩成多孔性微球。其工艺特点是保持了较高的I.V.值。Phoenix公司最初的PET回收工艺是将磨细后的PET颗粒(约6.35mm)去除挥发物质后,再进行造粒。

意大利Amut公司已制造了其历史上最大的摩擦清洗机,该机处理PET瓶碎片的最大处理能力可达4t/h 。目前,其最大运行装置的处理能力是3t/h,每处理1kg塑料的用水量是1L。

Amut公司的一套这种装置已于2007年交付给了法国Freudenberg Politex公司。

Amut公司还开发了一种约 0.5t/h小产能的模块化PET回收装置,其操作成本大约为6~7欧元/lb。该装置包括一个湿磨机、聚烯烃浮/沉分离池、摩擦清洗机、冲洗器、二次浮沉分离池以及机械烘干器、除尘器、金属探测器和清洁片的装袋机,所有这些设备都采用PLC控制。

美国犹他州的New Earth Systems公司建设了其首套完全商业化的PET碎片回收装置,2008年在加利福尼亚州开工,设计处理能力超过3.2 万t/年。2006年,该公司开发了一种小型的、可用集装箱装运的PET瓶回收系统,清洗碎片的能力为0.9t/h。此系统与集装箱装运的水处理装置结合在一起,称为“T-Prep”。

澳大利亚Erema公司将采用Vacurema工艺的PET片预处理结晶干燥时间延长了1倍。这种新的Vacurema Prime工艺采用2个不连续的预处理器代替原来一个连续的预处理器,用于在真空条件下保存成批的PET碎片。Erema公司称,对比采用连续处理器的普通Vacurema工艺,新工艺的停留时间更长,从而可获得更高的I.V.值。其处理水瓶(0.72 I.V.)得到的碎片,I.V.值可增加10%,而用汽水瓶(0.80 I.V.)制作的碎片则仅增加6%。

Erema公司还介绍了2种新型的PET下游处理单元,即一种结晶器和一种乙醛(AA)脱除器。前者是一个大型绝缘振动盘,用颗粒化过程中保留的热量使颗粒结晶。结晶成型后,乙醛脱离器对颗粒再次加热,使乙醛含量低于1ppm。该设备在2008年塑料回收年会上首次发布,但未进入市场。其首套试验装置在2008年夏天安装。

意大利Previero N. Srl公司的Sorema分公司介绍了其对清洗系统设备和工艺的改进。被称为“特级清洗”的改进系统用于清除已清洗过的PET碎片上残留的有机杂质,据说这些杂质会导致结晶干燥机的蒸汽问题。该公司已经对6套现存的清洗线进行了改造。

丹麦Runi A/S公司的螺杆压实器主要用于处理致密的EPS包装材料,但目前也被美国多个灌装工厂用于对水瓶进行压碎和脱水,在欧洲还被用于薄膜清洗后的脱水。

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图3 在奥地利新建的9.1万t/年的装置上,采用了TLT公司的密度分离技术。该技术可从汽车、电子产品和器具的粉碎残渣中回收塑料

新技术应对高难度回收

在过去的3~4年中,至少有4家新建的回收工厂开始处理重度污染或混合塑料。再生后的材料被用作室内成型产品、木塑材料、铁路枕木及商业化的颗粒。此外,在澳大利亚和英国,有2家新厂将农用地膜和未清洗的混合塑料转化成了柴油。

美国福罗里达州的RKO Industries公司有1套回收装置,可处理受土壤和植物污染达35%的农用地膜和灌溉软管,被认为是美国最早进行这些材料回收的装置(在美国和欧洲还有其他一些回收温室大棚膜的装置)。

RKO公司的回收生产线由Crain Associates公司设计和建造,它对LDPE的再生能力大约为0.32万t/年,该技术专利正在申请中。该公司在2008年回收年会上对这套系统做了介绍。

RKO公司采用犹他州RTI Recycle Technologies International公司的技术将再生的LDPE制成铁路枕木。

Champion Polymer Recycling公司则建设了废旧PP地毯的干法回收工艺装置,该工艺是将地毯粉碎,通过振动筛去除松散的污垢,然后再挤压、过滤和造粒。

另一个废旧地毯清理装置也已在ReEntry开工建造,这是InterfaceFLOR公司新建的一条回收生产线。该装置采用了欧洲开发的干法地毯分离和清洁专利技术,Interface公司已经购买了该技术的使用权。Interface公司将回收得到的尼龙6、尼龙66和PVC用于自己的小方地毯产品中,而回收的PP和PET则直接用于销售。该装置能处理大约1.36万t/年的地毯。

Interface公司的这项技术在2008年3月由SPE召开的“全球塑料环境研讨会(GPEC)”上荣获了“新兴技术奖”。

一家大型的欧洲汽车拆卸厂已经开始从汽车粉碎残渣(ASR)中回收塑料。随着欧盟规定的“2012年报废汽车要达到95%材料回收率”的实施,更多的厂家开始从事这项材料回收业务。奥地利的Technische Behandlungssysteme公司(TBS)2006年开建了一条9.07万t/年的回收装置,用于从汽车粉碎残渣中回收塑料,其采用的是来自德国 TLT Turbo Laminare Trenntechnik Kunststoff-Recycling公司的密度分离技术。

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图4 Pla.to公司改进了其位于爱尔兰工厂的干洗工艺,以处理像多泥农用地膜这样的潮湿材料

这种密度分离工艺首先在混合槽中将15%的汽车粉碎残渣和85%的报废电子电器产品塑料混合,搅拌成1.1g/mL的流体,使碎片润湿并去除气泡,然后将该淤浆泵入TLT公司的密度分离槽。转子在此转动产生层流,较轻的PE/PP/PS/ABS(轻微金属污染)组分从顶部分离出来,而较重的PS/ABS/PC/PVC(重度金属污染)组分从底部流出并被掩埋处理掉。部分轻组分被用于制造TBS公司的炼钢软管,部分组分进行下一步再生,即被进一步分离成聚烯烃混合物、PS和ABS。在每一步,都要用筛子将碎片和液体分离,液体被过滤并回收利用,碎片则进入离心干燥机。

MBA Polymers公司宣布,与European Metal Recycling公司合资在英国建设了一座5.9万t/年的汽车粉碎残渣塑料回收装置,该装置采用MBA公司的专利技术。

干法清洗工艺

有3家公司介绍了废塑料干洗的新方法或改进方法。

德国Pla.to公司(原Systec公司)改进了其干法清洗工艺,用以清洗潮湿的污染物,如多泥的农用地膜或含有15%水分的潮湿碎片。Pla.to公司在其筛子上增加了一个刮刀,来清除污物并将其送入卸料螺杆。为了保护快速转动的刮片不被碎石和砂粒损坏,Pla.to公司为涂有钨镍合金涂层的耐磨板添加了新型的刀架。目前,其农用地膜清洁装置的处理能力明显增大,粉碎薄膜的干法清洗能力达到0.9t/h,硬碎片的处理能力达到3.6t/h。Pla.to公司新的湿农膜清洗机在爱尔兰Cynar Recycling公司安装,该装置可回收覆盖膜,之后将其制成柴油。

奥地利的M.A.S. Maschinen und Anlagenbau Schulz公司(原属于Erema公司,后并入Helmuth Schulz公司)拥有一种新型的干法清洗工艺,该工艺将离心机和烘干机合并在一起,通过内部的转子对转桶加热以使碎片烘干。然后,通入强气流,将污物以灰尘的形式带走。该系统有0.5t/h和1t/h这2种产量的设备。其第一家使用者是捷克的Reoplast公司。至今,M.A.S.公司已有10多套这种设备售出,其客户包括一家工业绳制造商Bridon Cordage公司在美国的工厂。

干法清洗还能被用于湿法清洗之前,以减少用水量和水清洗成本。德国的B+B Anlagenbau公司已经开始建造这种干法预清洗装置,用于其PET碎片的圆盘传送型、连续-批量热清洗系统。这种预清洗工艺在回收挤出系统中还没有采用。

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图5 M.A.S.公司制造了第一款圆锥形同步双螺杆再生料挤出机,该机比平行双螺杆机拥有更高的转矩和更大的横切面积

奥地利的Artec Maschinenbau公司在澳大利亚开发了生产柴油和汽油的中试装置。熔融体被直接用泵打入热解室。该热解工艺由韩国Royco Korea Institute of Energy Research开发,并在中国建成,可生产45%的柴油、35%的汽油以及20%的燃料油。其中,燃料油可为热解装置提供热量。

分选和过滤

英国Buhler Sortex公司在2007年的德国K展上,介绍了新型的塑料双色分选技术。据报道,该技术可将相同密度、不同颜色的塑料,通过波长的不同分离开来。

日本Anzai Manufacturing公司制造了一种明/暗带分离器,能检测颗粒中的污点或污染物。

德国的Mogensen公司在K展上首次展示了一种可视分离技术,称为“Mikro-Sort”。这种技术本身已有13年的历史。它采用与Commodas公司(已被TiTech公司收购)合作开发的硬件,对下落中的碎片进行扫描。系统能够将可识别的非标准颜色碎片清除干净,如无色原料中的黑斑或有色碎片。对暗色污染物,该系统的可探测尺寸最小为0.3~0.5mm,对亮色污染物则为2mm。这样一套标准系统由振动喂料机、摄像机、照明、软件和风力顶出系统组成,所有部件都可装在一个机壳内。该系统处理能力超过3.6t/h。

挪威的TiTech AS公司在2007年的K展上展示了一款自主研发的近红外(NIR)分离系统,其分辨率是其最初版本Polysort HR的2倍。这种新型的Polysort UHR系统装载了NIR传感器,可探测到6mm×6mm的碎片。

德国S+S Separation and Sorting Technology公司通过在普通金属探测器前增加测点,提升了对金属的分离能力。即在这个新的测点处,将3根磁探针插入到下落的碎片流中,可在回收过程中提早清理出更多细小的金属碎片。

废料回收新闻

M.A.S.公司已经制造出一种圆锥形同步双螺杆回收挤出机,该技术正在申请专利。相比平行同步螺杆,圆锥形螺杆可承受更高的转矩,并拥有更大的进料区以及更大的熔融表面积。该设备拥有从199.6kg/h到1197.5kg/h的3种型号,可用于PE回收。

对于大规模的回收,奥地利的Next Generation Recycling公司已开发出2种更大型号的X-Gran 系列装置。该装置在2006年美国NPE展首次展出,到现在已有直径145~205mm 共4种型号的挤出机。其技术特点是:原料从粉碎机出来进入螺旋输送机,再被压力推进到挤出机中。

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图6 这是Runi公司最大的EPS压实机装置,在一个大型储袋下有3台压实机

在小批量回收设备方面,英国Munchy International公司展示了第一款用于废塑料薄膜、袋子等造粒的低处理量回收粉碎/挤出机样机。除了运送机或自动进料卷筒,该机还可以手动进料。废料首先进入粉碎机,然后螺旋进料进入长径比为25:1或30:1的挤出机。该设备有100~500kg/h的3种型号。

发泡聚苯乙烯(EPS)的回收

通常,从水产养殖厂、白色家电和电子设备零售商等处收集来的EPS泡沫塑料包装废料会被压实,以减少处理成本。现在,压实后的EPS块会被再次利用。“现在,我们的客户几乎100%地出售他们的再生EPS。”Foam Equipment & Consulting公司的合伙人Phil Plotts说,在美国,共有15套Heger公司的螺杆压实机。 该公司是Heger公司在德国的代理商。

Heger公司在2007年的德国K展上介绍了其最小的螺杆压实机,型号为GZV-S-B 130。该机处理EPS的能力为13.6~18.4kg/h,最终产品的密度会增加40倍,最新的自动密度控制甚至可达到320.5kg/m3。该技术将一根T字架用到压实机中对EPS加压,压力根据生成压实块的速度自动调整。Heger公司还声称,它拥有市场上最大的预粉碎机,其最新的Model 1800型开口宽度达到1.8m。

丹麦的Runi公司在2007年的德国K展上,展示了最新的拥有3倍处理量的螺杆压实机。该机包括一个大型EPS储袋和3台压缩挤出机,而不是原来的1台。第一套安装这种高输出系统的是2007年位于美国佛罗里达州的一家大型设备经销商。

另外还有2家公司展示了无螺杆压实机,在EPS压实过程中不需要加热,与压捆机的作业方式相似。丹麦的Mil-Tek公司展示的一款压实机,采用压缩空气和电来生产EPS压块,压缩密度比为40:1,加工能力为79.4kg/h。 Sebright Products公司的Bright Technologies部门在2008回收大会上发布了其无螺杆EPS压实机。该机采用液压方式,在1.5 min内将碎EPS压成密度为320.5kg/m3的固体块。该压实机主要用于为大型EPS成型机压实产品碎料。
文章内容仅供参考 (投稿) (10/10/2009)
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