Технологические процессы регенерации

ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ

Горох Н.П.

Технологические процессы регенерации полимерных отходов в агломерат и гранулы являются заключительной стадией подготовки вторичного полимерного сырья для изготовления продукции из полимерных композитных материалов.

Актуальность проблемы.

Положительное явление интенсивного развития производства изготов-ления тары и упаковки из пластмасс порождает проблему утилизации их отходов.

Необходимость решения проблемы утилизации в первую очередь связана с проблемой защиты окружающей среды. Объемы образующихся отходов и вышедших из употребления изделий из пластмасс в недалеком будущем могут не только достигнуть объемов производства, но и превзойти их, т.к. большинство пластмасс биологически пассивны, стойки к полному разрушению под действием климатических условий (рис.1.1.), [1]. некомпактность отходов и токсичность продуктов горения пластических масс не позволяют достаточно экономично проводить их захоронение или сжигание.

а) потребление термопластичных ПМ на душу населения, кг/год: 1- Западная Европа; 2 - Северная Америка; 3 - Япония; 4 - Азия; 5 - мировое потребление (источник: Marktforschung BASF)

б) Потребление полимерных материалов на душу населения по Харьковскому региону и г. Харькову

Рисунок 1.1 – Потребление полимерных материалов на душу населения

а) по регионам мира; б) по Харьковскому региону и г. Харькову

Во-вторых, в условиях ежегодного роста 3-5 % тары и упаковки из полимеров наличие значительного количества отходов и изношенных изделий из пластмасс может послужить дополнительным источником сырьевых ресурсов.

Таким образом, вторичное использование полимеров является предпосылкой решения таких важных социально-экономических проблем, как предотвращение загрязнения окружающей среды, эффективное использование природных ресурсов, более полное удовлетворение потребностей в полимерных материалах.

Масштабы проблемы утилизации вторичных полимеров можно проследить на примере прогнозируемых объемов производства основных видов пластмасс в Украине, представленных в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 – Объемы производства и отходов, возможных к сбору

основных видов пластмасс

Из таблиц 1.1 и 1.2 видно, что наибольшее значение имеют отходы тары и упаковки из полиэтилена комбинированных материалов и ПВХ. Трудность утилизации отходов полиэтилена связана с тем, что имеется большое количество некомпактных отходов в виде пленок, которые значительно загрязнены. Это не позволяет производить вторичную переработку на известном оборудовании и обуславливает поиск и разработку новых процессов и оборудования.

В настоящее время в Украине наиболее широко распространен метод регенерации полиэтилена из изношенной пленки, включающий мокрое дробление, промывку в ваннах флотации и шнековых промывателях, отжим в центрифугах или шнековых аппаратах, сушку и гранулирование.

Указанный процесс обладает рядом недостатков: сложность апаратур-ного оформления, многостадийность, низкое качество отмывки, и, как следствие, значительный износ рабочих органов применяемого оборудования.

Таблица 1.2 – Объемы накопления изношенной тары и упаковки

по Харьковскому региону

Более перспективными могут быть процессы и оборудование, обеспечивающие совмещение стадий переработки пленочных материалов.

В экспериментальной части работы рассмотрены процессы и оборудование, позволяющие в одном аппарате проводить регенерацию материалов из пластмассовых отходов в виде пленок.

В основу процессов регенерации полимерных отходов и оборудования положены явления, возникающие при высокоскоростном трении частиц материала друг о друга и рабочие элементы аппарата.

2.1 Методика эксперимента регенерации полимерных отходов в агломерат

исследования процессов регенерации полиэтилена из пленочных отходов производили на лабораторной установке с диаметром рабочей камеры 115 мм и затем на разработанном по полученным данным аппарате роторного типа (рис. 2.1) с рабочей камерой диаметром 500 мм.

Рисунок 2.1 – Роторный агломератор с приводом:

1 – ручка управления заслонкой, 2 – заслонка, 3 – воронка для стока промывных вод, 4 – полости, 5 – ножи, 6 – защитный пояс, 7 – корпус агломератора, 8 – сетка, 9 – вентилятор, 10 – электродвигатель вентилятора,

11 – электродвигатель привода.

Техническая характеристика роторного агломератора:

1. Диаметр рабочей камеры – 500 мм;

2. высота рабочей камеры – 1250 мм;

3. Объем рабочей камеры – 147 дм³;

4. скорость вращения ротора – 1500 об/мин;

5. Мощность электродвигателя – 30,0 кВт.