CN103831911A - 高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法 - Google Patents

高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其包括拆包、去除金属杂质、旋转除杂、近红外分选、可见光分选、整瓶清洗、碎片预清洗、去除预清洗杂质、主洗、分离净化和瓶片输送至储料仓，共11个工序，通过本发明的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法采用金属探测装置去除瓶砖中的金属杂质，能有效提高机械螺旋及粉碎道具等设备的使用寿命，通过碎片预清洗工序，利用涡桨离心力、水的浮力及瓶片本身的重力对瓶片表面的强标产生剪切应力，去除瓶片上的瓶标，这样不仅能使瓶片保持很好的清洁度进入主洗工序，减少主洗的换液次数，而且能有效降低主洗的清洗时间和压力，确保瓶片的光泽度和透明度。

Description

高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法
技术领域
本发明涉及化工原料回收利用领域，特别是一种高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二酸缩聚而成，通常称为聚酯或PET，近年来，PET被大量用于制作包装瓶，而一次性PET包装瓶被丢弃后造成的环境污染日益严重，已经引起了世界范围内的关注。回收废旧PET瓶不但可以减少环境污染，而且可以节约资源。现有技术中，回收的废旧PET瓶通常压制成砖块，使用时，需要先拆包，PET瓶中泥土、金属杂质、玻璃、布条、瓶盖瓶标等杂物很多，而且回收的PET瓶所涉及的领域也比较广泛，如饮料瓶、油壶、香波瓶、牛奶瓶等，污染源各不相同，其中还有少量的聚氯乙烯瓶，人眼很难识别，还有部分PET瓶为有色瓶，在回收过程中都要去除掉，因此，PET瓶的回收利用工序复杂，回收难度较大。现有技术中对于有色瓶、聚氯乙烯瓶、瓶标瓶盖大多数是通过人工处理去除的，工作量大，效率低，因为瓶体附着污染物较多，所以分选工作对操作人员的健康存在一定影响。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中所述的现有的废旧PET回收过程中工序复杂，一些工序需要人工操作，工作量大，效率低的问题，提供一种能够解决前述问题的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法。
实现本发明的目的技术方案如下：
一种高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其包括如下步骤：
步骤1拆包，通过立式或卧室拆包机的刀片或者轴与轴的挤压将整瓶砖开散，其开散率须达到98%以上，确保瓶与瓶的分散性；为后续分选和金属探测系统提供高效的分选条件。在生产中，本公司使用卧式双轴同向或异向拆包方式的拆包机，旋转速度为30-80r/min。
步骤2去除金属杂质，步骤1中分散的物料通过金属探测装置，去除其中的金属，金属探测效率需达99%以上；金属探测装置的探测效率对产品的质量以及机械的维护起着重要的作用，有效提高机械螺旋及粉碎道具等设备的使用寿命。
步骤3旋转除杂，通过旋转除杂装置除去物料中所含的金属、玻璃、布条、泥土、瓶盖瓶标等杂质，旋转除杂装置的旋转筛转速控制在60-100r/min；由于经过压缩的瓶砖中含有大量的杂质，原料瓶中也含有大量的杂质，其中，尺寸小于6mm的金属、玻璃、布条、泥土、瓶盖瓶标等杂质可以通过匀速旋转过滤筛将其过滤，可以通过滤筛单道或多道串联或者并联的方式进行过滤。旋转筛速度可以根据生产或者杂质的除净要求进行调整，速度保持在60-100r/min。
步骤4近红外分选，通过高速近红外探测分选系统，结合精确的空气弹出技术，分拣物料中被指定的杂塑料瓶，分拣模式可以选择正选模式或反选模式，精确率需达到85%以上；近红外分选系统可以由一个或多个独立的材质分选单元构成，保证原料瓶的纯度。
步骤5可见光分选，通过可见光分选系统的图像处理分拣功能，去除物料中包含的有色的或不透明的物料；可见光分选系统是一种先进的图像处理分拣系统，该系统基于精确的目标色彩分析和复杂得外形识别。利用一个强大的高速处理器和智能识别算法分析颜色、透明度、不透明和实物形态的因素，包括对标签的分析来减少识别误差。此系统可以由单个或多个独立的可见光分选单元构成，也可与近红外系统耦合链接。其主要作用主要是将有颜色的或不透明的聚酯饮料瓶从无色瓶中分离，可以根据实际需要正选或反选所需颜色的瓶，其准备率需达87%以上。
步骤6整瓶清洗，将步骤5处理后的整瓶放入煮瓶器中，在50-60℃的水温下，加入少量的清洗剂，煮瓶器内的搅拌器以30-60r/min的转速匀速搅拌，使瓶与瓶之间相互挤压，在高温下，瓶体内空气随着温度的升高发生热膨胀，使瓶体的接触面积增大，泥土及污渍与清洗液的接触面积也增加，提高了清洁效率；
步骤7碎片预清洗，将整瓶预清洗后的杂质瓶和漏选的异色瓶通过人工挑出，并将主色PET瓶粉碎成12-16mm的PET瓶片，并将粉碎好的瓶片加入到预清洗机中，且在预清洗机中加入少量的透明清洗液溶液，该透明清洗液溶液为清洗粉、强碱、缓蚀剂与水按照一定配比配置而成的清洗液，控制预清洗机中透明清洗液溶液的循环流量为1.5-2.5cm3/s，预清洗机采用单杆双层螺旋桨片，产生高速涡旋，转速为120-150r/min，使清洗液充分与瓶片接触，同时利用水与瓶片的比重分离，促使瓶片表面受到重力和浮力的双重剪切力，增强瓶标与瓶身溶胀剥离效果；
步骤8去除预清洗杂质，由于聚酯瓶源所涉及的领域也比较广泛，如饮料瓶、油壶、香波瓶、牛奶瓶等，并且其中还有少量的聚氯乙烯瓶，人眼很难识别。将预清洗后的PET瓶片通过螺旋分离池，聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）的密度低于1，而PET的密度1.3左右，以水为媒介，通过螺旋搅拌，除去预洗中出现的聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）杂质，并将分离出的PET瓶片通过3800r/min的高速摩擦机，使水份脱离；
步骤9主洗，将清洗粉4-10份，强碱1.5-3份，缓蚀剂0.3-1份，水80-95份配制而成的混合液加入煮锅中，将温度加热至85℃以上，将预洗后的PET瓶片加入煮锅中，并以60-80r/min的速度匀速搅拌，煮锅内PH值约为8.5-9，瓶片在煮锅内清洗时间为5-10min，避免由于长时间在碱性溶液中浸泡而导致瓶片表面失去光泽而发黄；
步骤10分离净化，将清洗完的PET瓶片输送到带筛网的脱水机中，筛网的网孔大小为1-3mm，脱水机转速为1500-3800r/min，通过高速旋转将部分碱液、聚酯粉末以及杂质与PET瓶片分离开来，并将分离后的PET瓶片输送至螺旋分离池中，去除碱液在瓶片表面的残留以及漂浮物等杂质；
步骤11瓶片输送至储料仓，净化后的PET瓶片通过除水工序后被直接送至储料仓。
在上述的基本方案的基础上，还可以做以下的进一步的限定，
在上述的步骤2中所述的金属探测装置为磁性金属探测装置或非磁性金属探测装置，或者是这两种金属探测装置的串联连接，先后对物料进行处理。
在上述的步骤2中所述的金属探测装置为强力磁铁式或涡旋电流弹跳式工作的探测器。
在上述的步骤9主洗过程在多个串联的煮锅中进行。将多个主洗单元的串联不仅可以使生产连续化，减少单个主洗时间停留过长，增加瓶片与清洗液的接触频率，解决了因单个煮锅中主洗时间过长，后面工序的净化设备空耗过大的缺点。
在上述的步骤11中，所述的储料仓中设置有匀速搅拌螺旋，通过不断的搅拌，将瓶片混合均匀，通过降低瓶片的堆积密度，降低瓶片的含水率。
在上述的步骤9中所述的清洗粉包括无机盐和亲水型表面活性剂，无机盐包括羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、脂肪基聚氧乙烯基衍生物、内酯中的一种或几；亲水型表面活性剂为脂肪族聚氧乙烯醚，强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙中的一种或几种；所述的缓蚀剂为苯甲酸钠、硼酸钠、铝酸盐、无机酸、胺类中的一种或几种。
在上述的步骤11中所述的除水工序为高速旋转脱水方式或加热烘干方式。
本发明的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法的步骤2中物料通过金属探测装置的处理，可以去除带磁性或不带磁性的金属杂质，不仅能有效提高机械螺旋及粉碎道具等设备的使用寿命，而且能有效去除金属杂质对产品质量的影响；粉碎后的瓶片预清洗工序，通过带碱性清洗液的涡旋预清洗装置，利用水的浮力及涡旋的离心力与瓶片自身的重力对带标签的瓶片表面产生剪切应力，进行预溶胀剥离处理，这样不仅能使瓶片保持很好的清洁度进入主洗工序，减少主洗的换液次数，而且能有效降低主洗的清洗时间和压力，主洗时间的长短决定了瓶片的光泽度和粘度，能够防止瓶片因为在主洗的强碱溶液中浸泡时间过长而导致瓶片发黄，确保瓶片的光泽度和透明度。而且本发明中，主要通过溶胀剥离瓶体上附着的瓶标，避免了人工剥离瓶标工作量大，污染多等问题。本发明的步骤9主洗工序中采用的清洗剂，易于工业化实施，其不仅能高效清除PET瓶片表面的胶黏剂及油渍，而且大大缩短了瓶片在煮锅的停留时间，清洗时间只需要5-10min，避免了瓶片表面泛黄，保障了瓶片的光泽度，且提高了生产效率。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细的阐明：
实施例1
一种高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其包括如下步骤：
步骤1拆包，通过立式或卧室拆包机的刀片或者轴与轴的挤压将整瓶砖开散，其开散率须达到98%以上，确保瓶与瓶的分散性；
步骤2去除金属杂质，步骤1中分散的物料通过金属探测装置，去除其中的金属，金属探测效率需达99%以上；
步骤3旋转除杂，通过旋转除杂装置除去物料中所含的金属、玻璃、布条、泥土、瓶盖瓶标等杂质，旋转除杂装置的旋转筛转速控制在60-100r/min；
步骤4近红外分选，通过高速近红外探测分选系统，结合精确的空气弹出技术，分拣物料中被指定的杂塑料瓶，分拣模式可以选择正选模式或反选模式，精确率需达到85%以上；
步骤5可见光分选，通过可见光分选系统的图像处理分拣功能，去除物料中包含的有色的或不透明的物料；
步骤6整瓶清洗，将步骤5处理后的整瓶放入煮瓶器中，在50-60℃的水温下，加入少量的清洗剂，煮瓶器内的搅拌器以30-60r/min的转速匀速搅拌，使瓶与瓶之间相互挤压，在高温下，瓶体内空气随着温度的升高发生热膨胀，使瓶体的接触面积增大，泥土及污渍与清洗液的接触面积也增加，提高了清洁效率；
步骤7碎片预清洗，将整瓶预清洗后的杂质瓶和漏选的异色瓶通过人工挑出，并将主色PET瓶粉碎成12-16mm的PET瓶片，并将粉碎好的瓶片加入到预清洗机中，且在预清洗机中加入少量的透明清洗液溶液，该透明清洗液溶液为清洗粉、强碱、缓蚀剂与水按照一定配比配置而成的清洗液，控制预清洗机中透明清洗液溶液的循环流量为1.5-2.5cm3/s，预清洗机采用单杆双层螺旋桨片，产生高速涡旋，转速为120-150r/min，使清洗液充分与瓶片接触，同时利用水与瓶片的比重分离，促使瓶片表面受到重力和浮力的双重剪切力，增强瓶标与瓶身溶胀剥离效果；
步骤8去除预清洗杂质，将预清洗后的PET瓶片通过螺旋分离池，聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）的密度低于1，而PET的密度1.3左右，以水为媒介，通过螺旋搅拌，除去预洗中出现的聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）杂质，并将分离出的PET瓶片通过3800r/min的高速摩擦机，使水份脱离；
步骤9主洗，将清洗粉4-10份，强碱1.5-3份，缓蚀剂0.3-1份，水80-95份配制而成的混合液加入煮锅中，将温度加热至85℃以上，将预洗后的PET瓶片加入煮锅中，并以60-80r/min的速度匀速搅拌，煮锅内PH值约为8.5-9，易于工业化实施，其不仅能高效清除PET瓶片表面的胶黏剂及油渍，而且大大缩短了瓶片在煮锅的停留时间，清洗时间只需要5-10min，避免了瓶片表面泛黄，保障了瓶片的光泽度，且提高了生产效率。
步骤10分离净化，将清洗完的PET瓶片输送到带筛网的脱水机中，筛网的网孔大小为1-3mm，脱水机转速为1500-3800r/min，通过高速旋转将部分碱液、聚酯粉末以及杂质与PET瓶片分离开来，并将分离后的PET瓶片输送至螺旋分离池中，去除碱液在瓶片表面的残留以及漂浮物等杂质；
步骤11瓶片输送至储料仓，净化后的PET瓶片通过除水工序后被直接送至储料仓。
在上述的基本方案的基础上，还可以做以下的进一步的限定：
实施例2
在实施例1的基础上，在上述的步骤2中所述的金属探测装置为磁性金属探测装置或非磁性金属探测装置，或者是这两种金属探测装置的串联连接，先后对物料进行处理。
进一步地，在上述的步骤2中所述的金属探测装置为强力磁铁式或涡旋电流弹跳式工作的探测器。
实施例3
在实施例1的基础上，在上述的步骤9主洗过程在多个串联的煮锅中进行。将多个主洗单元的串联不仅可以使生产连续化，减少单个主洗时间停留过长，增加瓶片与清洗液的接触频率，解决了因单个煮锅中主洗时间过长，后面工序的净化设备空耗过大的缺点。
实施例4
在实施例1的基础上，在上述的步骤11中，所述的储料仓中设置有匀速搅拌螺旋，通过不断的搅拌，将瓶片混合均匀，通过降低瓶片的堆积密度，降低瓶片的含水率。
实施例5
在实施例1的基础上，上述的步骤9中所述的清洗粉包括无机盐和亲水型表面活性剂，无机盐包括羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、脂肪基聚氧乙烯基衍生物、内酯中的一种或几；亲水型表面活性剂为脂肪族聚氧乙烯醚，强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙中的一种或几种；所述的缓蚀剂为苯甲酸钠、硼酸钠、铝酸盐、无机酸、胺类中的一种或几种。
实施例6
在实施例1的基础上，在上述的步骤11中所述的除水工序为高速旋转脱水方式或加热烘干方式。

Claims (7)

1.一种高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
步骤1拆包，通过立式或卧室拆包机的刀片或者轴与轴的挤压将整瓶砖开散，其开散率须达到98%以上，确保瓶与瓶的分散性；
步骤2去除金属杂质，步骤1中分散的物料通过金属探测装置，去除其中的金属，金属探测效率需达99%以上；
步骤3旋转除杂，通过旋转除杂装置除去物料中所含的金属、玻璃、布条、泥土、瓶盖瓶标等杂质，旋转除杂装置的旋转筛转速控制在60-100r/min；
步骤4近红外分选，通过高速近红外探测分选系统，结合精确的空气弹出技术，分拣物料中被指定的杂塑料瓶，分拣模式可以选择正选模式或反选模式，精确率需达到85%以上；
步骤5可见光分选，通过可见光分选系统的图像处理分拣功能，去除物料中包含的有色的或不透明的物料；
步骤6整瓶清洗，将步骤5处理后的整瓶放入煮瓶器中，在50-60℃的水温下，加入少量的清洗剂，煮瓶器内的搅拌器以30-60r/min的转速匀速搅拌，使瓶与瓶之间相互挤压，在高温和一定的压力下,瓶体内空气随着温度的升高发生热膨胀，使瓶体的接触面积增大，泥土及污渍与清洗液的接触面积也增加，提高了清洁效率；
步骤7碎片预清洗，将整瓶预清洗后的杂质瓶和漏选的异色瓶通过人工挑出，并将主色PET瓶粉碎成12-16mm的PET瓶片，并将粉碎好的瓶片加入到预清洗机中，且在预清洗机中加入少量的透明清洗液溶液，该透明清洗液溶液为清洗粉、强碱、缓蚀剂与水按照一定配比配置而成的清洗液，控制预清洗机中透明清洗液溶液的循环流量为1.5-2.5cm3/s，预清洗机采用单杆双层螺旋桨片，产生高速涡旋，转速为120-150r/min，使清洗液充分与瓶片接触，同时利用水与瓶片的比重分离，促使瓶片表面受到重力和浮力的双重剪切力，增强瓶标与瓶身溶胀剥离效果；
步骤8去除预清洗杂质，将预清洗后的PET瓶片通过螺旋分离池，聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）的密度低于1，而PET的密度1.3左右，以水为媒介，通过螺旋搅拌，除去预洗中出现的聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）杂质，并将分离出的PET瓶片通过3800r/min的高速摩擦机，使水份脱离；
步骤9主洗，将清洗粉4-10份，强碱1.5-3份，缓蚀剂0.3-1份，水80-95份配制而成的混合液加入煮锅中，将温度加热至85℃以上，将预洗后的PET瓶片加入煮锅中，并以60-80r/min的速度匀速搅拌，煮锅内PH值约为8.5-9，瓶片在煮锅内清洗时间为5-10min，避免由于长时间在碱性溶液中浸泡而导致瓶片表面失去光泽而发黄；
步骤10分离净化，将清洗完的PET瓶片输送到带筛网的脱水机中，筛网的网孔大小为1-3mm，脱水机转速为1500-3800r/min，通过高速旋转将部分碱液、聚酯粉末以及杂质与PET瓶片分离开来，并将分离后的PET瓶片输送至螺旋分离池中，去除碱液在瓶片表面的残留以及漂浮物等杂质；
步骤11瓶片输送至储料仓，净化后的PET瓶片通过除水工序后被直接送至储料仓。
2.根据权利要求1所述的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其特征在于：步骤2中所述的金属探测装置为磁性金属探测装置或非磁性金属探测装置，或者是这两种金属探测装置的串联连接，先后对物料进行处理。
3.根据权利要求1所述的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其特征在于：步骤2中所述的金属探测装置为皮带式强力磁铁式或涡旋电流弹跳式工作的探测器等。
4.根据权利要求1所述的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其特征在于：步骤9主洗过程在多个串联的煮锅中进行。
5.根据权利要求1所述的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其特征在于：所述的储料仓中设置有匀速搅拌螺旋，通过不断的搅拌，将瓶片混合均匀，通过降低瓶片的堆积密度，降低瓶片的含水率。
6.根据权利要求1所述的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其特征在于：步骤9中所述的清洗粉包括无机盐和亲水型表面活性剂，无机盐包括羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、脂肪基聚氧乙烯基衍生物、内酯中的一种或几；亲水型表面活性剂为脂肪族聚氧乙烯醚，强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙中的一种或几种；所述的缓蚀剂为苯甲酸钠、硼酸钠、铝酸盐、无机酸、胺类中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高纯度化纤用再生聚酯专用料制备方法，其特征在于：步骤11中所述的除水工序为高速旋转脱水方式或加热烘干方式。
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