CN117162327A - 一种塑料农用地膜回收再利用的方法 - Google Patents

Abstract

一种免清洗免造粒塑料农用地膜回收再利用的方法，属于农用地膜循环再利用领域。将回收的塑料农用地膜，经过带有自动切割装置的专用输送带将农用地膜切断输送至机械式振动筛后，将塑料农用地膜中的杂物分离，将分离后的塑料农用地膜送入塑化双螺杆挤出机塑化成塑料熔体，将塑料熔体直接送入自动化模压冷却成型装置中的成型模具中压制冷却成型，打开成型模具，取出塑料成型制品。该方法解决了现有的塑料农用地膜回收利用中，因清洗后造粒造成的回收成本高，再生塑料制品市场价格低，生产厂商回收塑料农用地膜无利可图，塑料农用地膜造成的白色污染无法彻底消除的局面。这种方法简单、回收成本低、再生塑料制品可用于不同的应用领域等优点。

Description

一种塑料农用地膜回收再利用的方法

技术领域：

本发明涉及一种塑料农用地膜回收再利用的方法，尤其涉及一种免清洗免造粒塑料农用地膜回收再利用的方法，属于塑料农用地膜回收再利用领域。

背景技术：

生产塑料农用地膜的原料是以石油基为主的塑料，其抗拉强度、抗撕裂强度等机械性能优异，市场价格相对较低，是广大农户目前愿意使用的农用地膜。但塑料农用地膜造成的白色污染也是很严重的。由于目前的塑料农用地膜回收再利用的方法，仍然采用的塑料再生传统技术路线：破碎—清洗—造粒，即，用塑料粉碎机把农膜破碎成片，清洗农膜碎片后，再送入塑料造粒机组进行塑料造粒，用这种再生塑料颗粒制造再生塑料制品，这种塑料农膜回收再利用方法，回收成本高，再生塑料制品市场价格低，生产厂商回收塑料农用地膜无利可图，塑料农用地膜造成的白色污染无法彻底消除的局面。而目前出现的替代塑料农用地膜的可降解塑料农用地膜，是由不可降解的石油基塑料和可降解的生物基原料(如聚乳酸)合成制造的。这种可降解塑料农用地膜在使用后，可降解的生物基部分降解后，使不可降解的石油基部分形成不可降解的塑料微粒，这种微粒的尺寸远远小于土壤颗粒，并将会长期残存在土壤里无法回收，对土壤造成的污染是无法彻底清除的；全生物基塑料降解农膜主要原料之一是聚乳酸，合成聚乳酸的原料主要来自于农作物秸秆或其他植物，用农作物秸秆作为主要原料生产数亿亩农田所需的全生物基塑料降解农膜是不现实的。可降解塑料农用地膜或全生物基塑料降解农膜的生产成本和市场价格远高于石油基塑料农用地膜的数倍之多。为了彻底解决塑料农用地膜污染严重，和传统的塑料再生技术路线用于农膜回收成本高、下游市场利润低的矛盾，本发明的一种免清洗免造粒塑料农用地膜回收再利用的方法，具有回收方法简单、回收利用设备投资低，回收成本低、再生塑料制品可用于不同的应用领域等优点，是彻底解决石油基塑料农用地膜在大田农业中不可替代，又会造成严重的白色污染的矛盾，具有良好的发展应用前景。

包志平等(ZL201010292607.3，废塑料薄膜无水清洗装置)，谢传仁(ZL200820007018.4，废塑料瓶全自动化离心式无水式清洗分检系统)，这些发明专利中采用的无水清洗技术，仍然需要专用的清洗装置，需要用空气或蒸汽把农膜中的杂质和脏污去除，包志平的专利技术，无水清洗前需要把废塑料薄膜撕成碎片。这种方法只是比传统的用水清洗减少了用水量，和减少了污水的二次污染，回收成本仍然包括了撕碎工序、专用无水清洗设备、蒸汽耗能等。

农业种植中目前的塑料农膜回收采用的是人工回收和机械化回收。人工回收，容易将农膜中残留的沙土颗粒和农作物秸秆抖搂分离出去；机械化回收容易将农膜中残留的沙土颗粒和农作物秸包裹在农膜中，会形成内有这些杂质的塑料农膜包，如果不将这些塑料农膜包切割打开，在机械式振动筛中就很难将这些杂质通过振动从农膜中分离出来。所以，本发明采用带有自动切割装置的专用输送带，在专用输送带中间位置嵌入自动切割装置，将这些塑料农膜包切割成能打开一定长度的塑料农膜管状片(比如，切割成20厘米长)是很有必要的。在自动切割装置上安装的位移传感器，可以根据回收的塑料农膜中包裹杂质的实际情况和输送带移动的速度，确定切刀向下切割的间隔时间，以确保被切断的塑料农膜管状片的长度为设定值(比如是20厘米)。根据后续的振动分离，是否能将在免清洗的农膜中的杂质(灰分)控制在10％以下，调整修正切刀向下切割的间隔时间和自动切割的农膜包长度。将塑料农膜自动切割成设定长度的农膜带状片后，送入机械式振动筛，将废塑料农膜上的沙土颗粒和秸秆清除，然后将仍然含有10％以下的粉尘和较小秸秆的废塑料农膜直接送入一台双螺杆塑化挤出机，塑化成塑料熔体，在挤出机出口处对接多个冷成型塑料模具，制成塑料制品。

发明内容：

本发明的目的在于彻底解决塑料农用地膜在大田农业中不可替代，又会造成严重的白色污染的矛盾。

本发明的设备组成技术路线如下：一台带有自动切割装置的专用输送带与一台机械式振动筛对接，机械式振动筛与一台塑化双螺杆挤出机的进料口对接，塑化双螺杆挤出机的出料口与自动化模压冷却成型装置中自动旋转模具托架上的一个成型模具对接。自动切割装置嵌入在专用输送带的中间位置，由伸缩气缸、导向柱、切刀、支撑平台和位移传感器组成(图4)，伸缩气缸和导向柱安装在支撑平台上，切刀安装在两个导向柱的下端，在切刀的中点与固定在支撑平台上方的伸缩气缸的下端相连。位移传感器安装在支撑平台底部前方的一侧。自动化模压冷却成型装置由成型模具、自动旋转模具托架和冷压成型机组成(图3)，一套成型模具由上下两个半块模具组成，数个成型模具分别安放在自动旋转模具托架上，冷压成型机固定在自动旋转模具托架的一个固定位置上。

本发明的目的是通过以下流程来实现的：将回收的塑料农用地膜投入带有自动切割装置的专用输送带输送。在自动切割装置处，位移传感器监测到塑料农用地膜移动的长度达到设定值(比如是20厘米)，伸缩气缸快速推动切刀沿着导向柱向下移动，将塑料农用地膜切断成(20厘米)管状片。再由输送带将塑料农膜管状片输送至一台机械式振动筛分离出塑料农用地膜中的杂质(如土块、砂石、或秸秆)，然后将含有灰分不超过10％的塑料农用地膜直接送入塑化双螺杆挤出机进行塑化挤出塑料熔体，塑化双螺杆挤出机与自动化模压冷却成型装置的成型模具对接，进入成型模具中的塑料熔体，由自动旋转成型模具的托架送至冷压成型机间断性模压成型塑料制品。

塑料农用地膜中所用塑料是聚乙烯、聚氯乙烯中的一种或多种混合物。

所用的专用输送带为带有自动切割装置的输送带。自动切割装置由伸缩气缸、导向柱、切刀、支撑平台和位移传感器组成。输送带将回收的塑料农用地膜送到自动切割装置，位移传感器测定通过切刀的塑料农用地膜的长度，根据设定的塑料农用地膜需要被切断的长度，指令伸缩气缸推动切刀沿着导向柱向下快速运动，切断塑料农用地膜成管状片。被切断的塑料农用地膜继续由输送带送至机械式振动筛。

分离所用的振动筛为机械式振动筛。

塑化双螺杆挤出机螺杆直径50mm～90mm为宜，长径比20:1～36:1。

自动化模压冷却成型装置由多个成型模具、自动旋转模具托架、一台冷压成型机组成。

本发明打破了现有的塑料农用地膜回收过程中破碎农膜、清洗农膜、塑料造粒的传统工艺方法，通过带有自动切割装置的专用输送带切断农膜输送至机械式振动筛分离，将分离后含有不超过10％灰分的塑料农用地膜，直接送入塑化双螺杆挤出机挤出塑料熔体，进入成型模具，由冷压成型机压制冷却模压成型为塑料成型制品。本发明的关键点之一是，在输送带中间位置嵌入一台自动切割装置，将可能包裹着杂质(沙土颗粒和秸秆)长短不一的农膜切断成管状片，以便农膜被送入机械式振动筛中，能将绝大部分的杂质从农膜中被振动分离出来，以确保被分离的农膜中含有的灰分不超过10％。本发明实现了一种回收方法简单、回收利用设备投资低，回收成本低、制备再生塑料制品的新方法，彻底解决塑料农用地膜在大田农业中不可替代，又会造成严重的白色污染的矛盾。

本发明通过以上制备方法，在塑料农用地膜回收集中地点，放置一台带有自动切割装置的专用输送带，一台机械式振动筛，一台塑化双螺杆挤出机，一套自动化模压冷却成型装置，按照下游市场所需塑料成型制品的要求设计制造相应制品的模具，可实现在塑料农用地膜回收地直接低成本生产市场所需的塑料成型制品，没有回收农膜的运输成本。而传统的塑料再生技术路线：破碎—清洗—造粒，为了实现规模化连续生产，需要将密度很低的塑料农用地膜从农膜回收集中地点远距离运输到造粒工厂，增加了运输成本。

附图说明：

图1是本发明工艺路线示意图。其中，1-带有自动切割装置的专用输送带；2-机械式振动筛；3-塑化双螺杆挤出机；4-自动化模压冷却成型装置。

图2是本发明中带有自动切割装置的专用输送带1，其中，5-输送带；6-自动切割装置。

图3是本发明中的自动化模压冷却成型装置示意图，其中，7-成型模具；8-自动旋转模具托架；9-冷压成型机。

图4是本发明中的自动切割装置6示意图，其中10-伸缩气缸，11-导向柱，12-切刀，13-支撑平台，14-位移传感器

具体实施方式：

下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述。

实施例1：机械式振动筛2选用DZ0410直线振动筛；塑化双螺杆挤出机3选用直径50mm，长径比20:1，机筒温度依次为120℃、150℃、170℃、180℃。将在专用输送带1中被自动切割装置6切割后的塑料农用地膜，送入机械式振动筛2分离，将分离后含有不超过10％灰分的塑料农用地膜直接加进塑化双螺杆挤出机3喂料口，螺杆转速为每分钟300转，挤出量为每小时150公斤。每个成型模具5的容积为10公斤塑料熔体，自动旋转模具托架6每隔4分钟旋转一次，冷压成型机每隔4分钟冷压成型一件塑料成型制品。

所制备的塑料成型制品的机械性能为：样条的拉伸强度6-7兆帕，断裂伸长率大于100％。塑料成型制品可用于城市交通的各种指示牌。

实施例2：机械式振动筛2选用DZ0410直线振动筛；塑化双螺杆挤出机3选用直径75mm，长径比32:1，机筒温度依次为120℃、150℃、170℃、180℃、180℃、180℃、180℃。将在专用输送带1中被自动切割装置6切割后的塑料农用地膜，送入机械式振动筛2分离，将分离后含有不超过10％灰分的塑料农用地膜直接加进塑化双螺杆挤出机3喂料口，螺杆转速为每分钟300转，挤出量为每小时600公斤。每个成型模具5的容积为20公斤塑料熔体，自动旋转模具托架6每隔2分钟旋转一次，冷压成型机每隔2分钟冷压成型一件塑料成型制品。

所制备的塑料成型制品的机械性能为：样条的拉伸强度6-7兆帕，断裂伸长率大于100％。塑料成型制品可用于田间小型引水渠的塑料盖板，防止夏天输水过程中的水分蒸发。

Claims (6)

1.一种免清洗免造粒塑料农用地膜回收再利用的方法，其特征是：一台带有自动切割装置的专用输送带，一台机械式振动筛，一台塑化双螺杆挤出机，一套自动化模压冷却成型装置；将回收的塑料农用地膜经由带有自动切割装置的专用输送带切断成15到20厘米的短节，并输送至机械式振动筛，将塑料农用地膜中的杂物筛除，然后将含有灰分不超过10％的塑料农用地膜直接送入塑化双螺杆挤出机塑化成塑料熔体，将120℃～200℃的塑料熔体送入与塑化双螺杆挤出机相连的自动化模压冷却装置中的成型模具中压制冷却成型，制品温度降低至40℃以下，打开成型模具，取出塑料成型制品。

2.根据权利要求1的方法，其特征是塑料农用地膜中所用塑料是聚乙烯、聚氯乙烯中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1的方法，其特征是自动切割装置包括伸缩气缸、导向柱、切刀、支撑平台和位移传感器组成，伸缩气缸和导向柱安装在支撑平台上，切刀安装在两个导向柱的下端，在切刀的中点与固定在支撑平台上方的伸缩气缸的下端相连；位移传感器安装在支撑平台底部一侧；输送带将回收的塑料农用地膜送到自动切割装置，位移传感器测定通过切刀的塑料农用地膜的长度，根据设定的塑料农用地膜需要被切断的长度，指令伸缩气缸推动切刀沿着导向柱向下运动，切断塑料农用地膜；被切断的塑料农用地膜继续由输送带送至机械式振动筛。

4.根据权利要求1的方法，其特征是所用的振动筛为机械式振动筛。

5.根据权利要求1的方法，其特征是所用的塑化双螺杆挤出机螺杆直径为50mm～90mm，长径比为20:1～36:1。

6.根据权利要求1的方法，其特征是所用的自动化模压冷却成型装置由多个成型模具、自动旋转模具托架和一台冷压成型机组成；所用的塑化双螺杆挤出机连续挤出塑料熔体，接受塑料熔体的自动化模压冷却装置的成型模具由自动旋转模具托架送至冷压成型机间断性模压成型塑料制品。