Тенденції розвитку технологій переробки відходів термопластів - Використання вторинної полімерної сировини

Для переробки полімерних матеріалів найбільше поширення і визнання отримали одночерв'ячні машини з осьовим переміщенням, які дозволяють переробляти нетермостабільні матеріал у тому числі вторинні термопласти.

Устаткування екструзії розвивається у напрямі безперервного вдосконалення горизонтальних одночерв'ячних і двочерв'ячних екструдерів, створення нових типів спеціальних екструдерів (вертикальних конічних, адіабатичних), а також пошуку нових конструкцій безчерв'ячных і комбінованих екструдерів.

Модернізовані одночерв'ячні екструдери відрізняються застосуванням гідравлічного або електричного приводу, що забезпечує плавне регулювання швидкості обертання черв'яка, індукційних електричних нагрівачів з точним позонним контролем і автоматичним регулюванням температури циліндру і профілюючої голівки.

Для переробки у вироби відходів плівки, екструдованих і литих виробів, матеріалу у вигляді крихти довільної форми і різних розмірів застосовують комбіновані черв'ячні екструдери, оснащені плавильним диском.

Інтенсифікація процесів переробки відходів вторинних полімерів в готову продукцію визначає необхідність нових досліджень в цій області. Потрібно передусім відмітити, що недостатньо повна інформація про фізико-хімічні явища, що відбуваються в полімерному матеріалі в процесі переробки, стримує науково-технічний прогрес в цій області. Нині впровадження виробів з вторинних полімерних матеріалів в комунальному господарстві міста явно недостатнє, хоча потреба, наприклад, в безнапірних полімерних трубах для експлуатації каналізаційних систем, систем водопостачання безперервно зростає.

За умовами експлуатації виробів часто виникає необхідність забезпечення міцності. Іноді необхідно, щоб в результаті дії на матеріал певних чинників відбувалася різка зміна його міцності. Роботи в області впливу структури на експлуатаційні властивості полімерів показали, що в процесі їх переробки навіть чиста фізична або фізико-хімічна дія на полімерні матеріали дозволяє помітно змінювати їх властивості. Уміння технологів забезпечити посилення матеріалів в заданих конструкторами напрямах є великим резервом економії полімерної сировини, сприяє розширенню сфер їх застосування і прогресу багатьох галузей науки і техніки, в яких вони використовуються.

Нині в Україні щорічно утворюється близько 6 млн. тонн відходів, серед яких майже 50 % складають відходи упаковки. Це відбувається в результаті підвищення культури споживання товарів і їх упаковки і, як наслідок, появи великої кількості одноразової упаковки.

Що стосується переробки пластмасової упаковки, то вона ще повністю не освоєна. Відходи пластмас піддаються утилізації в основному в чотирьох напрямах:

Використання при виготовленні аналогічної продукції (тобто використання як первинна пластмаса);

Використання при виготовленні продукції (тобто використання як вторинна пластмаса);

Переробка в хімічну сировину;

Спалювання.

Найперспективнішим є використання полімерних відходів як вторинної сировини. В цьому випадку практично повністю використовуються усі властивості полімерів з точки зору їх призначення. Вторинний полімерний матеріал використовують, як правило, у складі композиції з первинним полімером, в полімерних композиціях як самостійну (вторинну) полімерну сировина, а також як матрицю для композиції з мінеральними або органічними наповнювачами.

Вивчення концентрації і спеціалізації виробництва виробів з пластмас в різних економічних районах свідчить про те, що об'єднання випуску продукції в потужних спеціалізованих цехах не завжди забезпечує помітних переваг перед дрібними виробництвами. Динаміка зростання світового споживання і потужностей для виробництва полімерів з прогнозом дуже значна. Приведена інформація про ринки таких полімерів, як поліпропілен (ПП) і поліетилен (ПЕ) (табл. 4.2).

Таблиця 4.2 - Динаміка світового споживання і потужностей для виробництва ПП і ПЕ (тис. т)

2000 р.

2005 р.

2010 р.

Середньорічне зростання (%)

ПЕ

ПП

ПЕ

ПП

ПЕ

ПП

ПЕ

ПП

Виробничі потужності

33865

13972

65304

38460

75205

42100

6,1

9,6

Споживання

30440

12500

50915

28143

60449

35620

4,8

7,7

Як бачимо, середньорічний приріст виробництва і споживання ПП за минуле десятиліття більш ніж в 1,6 разу перевищує ПЕ. Важливим показником є прогнозоване значне зниження темпів зростання виробництва ПП і ПЕ на тлі незначного зниження темпів зростання їх споживання.

Серійний випуск комплектних ліній по виробництву устаткування для переробки відходів в Україні не налагоджений. Тільки чотири підприємства пропонують устаткування для переробки відходів: УкрНДІпластмаш (м. Київ), ТОВ "Пластмодерн", Український ГПКТ інститут вторинних ресурсів та інженерне підприємство "Екотехніка" (м. Харків). Устаткування, що випускається цими підприємствами, розраховане передусім на переробку поліетиленових відходів. Устаткування для переробки ПЕТ-пляшок пропонують зарубіжні фірми "Еврема" (Австрія), "Систем Редома" (Швеція). На рівні дослідно-експериментального виробництва налагоджена переробка ПЕТ-пляшок у Львові і Кременчуці.

Удосконалюються установки і устаткування для переробки вторинних пластмас. Австрійська фірма "Еврема" запатентувала і розробила технологічну лінію по переробці ПЕТ-пляшок. Лінія складається з агрегату подрібнення-ущільнення, сушильного устаткування і кристалізаторів, що працюють при підвищеній температурі під вакуумом, екструдера з особливою геометрією шнеків. Технологічний процес дозволяє зберігати характеристичну в'язкість матеріалу в межах, допустимих для повторного формування пляшок.

Зростання виробництва пляшкових пресформ, підвищення світових цін на нафту і, відповідно, на первинний поліетилентерефталат вплинули на активне формування в Україні ринку по переробці використаних ПЕТ-пляшок.

Ринок вторинного ПЕТФ розвивається і має великий потенціал. Існують декілька способів переробки використаних пляшок. Одним з них є глибока хімічна переробка вторинного ПЕТФ з отриманням диметилтерефталата (ДМТ) в процесі метанолізу або терефталевої кислоти і етилгліколя у ряді гідролітичних процесів. Проте такий спосіб переробки має істотний недолік - дорожнеча процесу деполімеризації. Тому нині частіше застосовують відомі і поширені механо-хімічні способи переробки, в процесі яких кінцеві вироби формуються з розплаву полімеру.

Пляшковий напівпродукт поліетилентерефталату може бути використаний в таких технічних цілях:

    - в процесі переробки у вироби вторинний ПЕТФ можна додавати в первинний матеріал; - компаунд - вторинний ПЕТФ можна сплавляти з іншими пластиками (наприклад, з полікарбонатом) і наповнювати волокнами для виробництва деталей технічного призначення; - отримання барвників для виробництва забарвлених пластикових виробів.

Очищені ПЕТФ-пластівці можна використовувати для виготовлення широкого асортименту товарів:

Текстильні волокна;

Набивальні і штапельні волокна;

Набивальний матеріал для м'яких іграшок, подушок і так далі;

Килимові покриття;

Покрівельні матеріали;

Покриття для підлоги автомобілів;

Плівки і листи (забарвлені, металізовані);

Піддони для заморожених продуктів;

Упаковка;

Пляшки для технічних рідин.

При цьому початковою сировиною для деполімеризації або переробки у вироби являються не пляшкові відходи, які могли пролежати деякий час на звалищі і є безформним сильно забрудненим матеріалом, а чисті пластівці ПЕТФ.

Концепція створення комплексної системи збору і утилізації полімерних відходів розглядає використання пластмасових відходів як основне джерело полімерної сировини. Це дозволяє створити сировинну базу, значно дешевшу в порівнянні з первинною полімерною сировиною, організувати випуск широкого асортименту недорогих матеріалів виробничо-технічного призначення.

Без втручання держави повторна утилізація пластмас здійсниться тільки там, де сукупність витрат по їх збору, сортуванню і переробці не перевищує граничну корисність кінцевого продукту.

Досвід роботи в цій галузі в Україні показує, що основний принцип при вирішенні проблеми утилізації полімерних відходів зводиться до раціонального, науково-обгрунтованого використання корисних властивостей полімерного матеріалу, що збереглися, до яких передусім відноситься його висока стійкість до агресивних середовищ. Це вимагає застосування нових нестандартних технологічних процесів, малочутливих до розкиду фізико-хімічних параметрів вторинної полімерної сировини, накладає обмеження на номенклатуру виробів з полімерних відходів. Зокрема, вироби з полімерних відходів повинні мати великий термін експлуатації, принаймні не менше 10 років, що обмежить попадання їх на третинну переробку.

У інституті "УкрНДІпластмаш" (м. Київ) розроблені нові види ліній екструзій для переробки подрібнених технологічних і побутових відходів: плівок, видувних, литих і інших виробів з термопластів, а також агрегати для подрібнення пластмас, роторні подрібнювачі пластмас. Для підприємств малого і середнього бізнесу запропонована лінія ЛГТВ 63-90 продуктивністю до 90 кг/год для переробки в гранули плівкових, рулонних і кускових відходів, бракованих виробів з поліетилену, поліпропілену, полістиролу і інших відходів, , що утворюються при виробництві у тому числі пакетів типу "майка" з поліетилену високої щільності, відходів при виробництві листів, рулонних матеріалів і наступної термо - і вакуумформовки, одноразової тари, посуду з поліпропілену, полістиролу та ін. Лінія ЛГТВ 90-200 продуктивністю до 200 кг/год призначена для переробки технологічних відходів термопластів в умовах спеціалізованих виробництв. У комплекті з пристроями миття і попереднього подрібнення вона може застосовуватися для переробки вживаних плівок і кускових відходів. Залежно від типу матеріалу, що переробляється, в ній можуть бути використані методи стренговой або стрічковій грануляції.

Лінія ЛГТВ 90-250М продуктивністю до 250 кг/год, освоєна виробництвом АТ "Більшовик", за допомогою методу різання гранул на плиті фільєра переробляє технологічні відходи виробництва виробів з термопластів, і ряду композиції.

Створена лінія миття, агломерування і гранулювання побутових відходів пластмас продуктивністю до 250 кг/год, що представляється на ринок спільно з ПП "Метальхем" (Польща). Лінія включає пристрій попереднього подрібнення плівки, установку для миття забрудненої полімерної плівки, агломератор пластмасових плівок, гранулюючу лінію екструзії типу ЛГТВ 90-25М або ЛГТВ 90-200.

Похожие статьи




Тенденції розвитку технологій переробки відходів термопластів - Використання вторинної полімерної сировини

Предыдущая | Следующая