Перфоратор пэт-тары как способ оптимизации процессов утилизации

Содержание

Нп “арпэт”

Перфоратор ПЭТ-тары как способ оптимизации процессов утилизации

10.10.2014

Будущее ПЭТ зависит от технологий сбора и переработки отходов

Керницкий В.И., Жир Н.А., АРПЭТ

Будущее ПЭТ зависит от технологий сбора и переработки отходов. Полиэтилентерефталат (ПЭТ) является одним из наиболее распространенных материалов, используемых в качестве упаковки продуктов и напитков, что объяснятся уникальным комплексом его свойств.

По химической стойкости, инертности и барьерным свойствам, в сочетании с хорошей перерабатываемостью, он практически вне конкуренции по сравнению с другими многотоннажными полимерными материалами того же назначения.

Развитие индустрии ПЭТ и изделий из него неразрывно связано с решением проблем сбора, сортировки и переработки отходов ПЭТ.

Важной особенностью полиэтилентерефталата (ПЭТ) является относительно легкая переработка его отходов. Высокая технологичность отходов ПЭТ и широкие возможности их использования сделали их самыми перерабатываемыми в мире. В 2013 г.

выпуск первичного ПЭТ бутылочного назначения превысил 20 млн т. По оценке экспертов, общее количество произведенных из него изделий – главным образом бутылок – превосходит 500 млрд шт.

Использование такого количества бутылок создает – несмотря на их полную инертность и безопасность – проблемы с захламленностью среды обитания.

Внимание!

Вместе с тем известно, что повторное использование 1 т ПЭТ экономит до 5 м3 объема полигона для захоронения отходов. Кроме того, весьма модной, особенно на Западе, является борьба за минимизацию выбросов СО2 в атмосферу.

Использование вторичного ПЭТ способствует этому за счет снижения энергопотребления. К тому же цена на вторичный (рециклированный) ПЭТ достигает в ряде стран 70-80 % от стоимости первичного полимера.

Таким образом, совокупность технологических, экологических и экономических факторов объективно способствует росту сбора и переработки использованной ПЭТ-тары. В 2013 г. в мире было собрано более 9 млн т ПЭТ-отходов (рис. 1).

В мире в целом в 2014 г., по прогнозу PCI (PET Packaging Resin & Recycling Ltd.

), около 70 % собранной ПЭТ-тары будет переработано в штапельные волокна и нетканые материалы, 11 % – в пленки, 12 % – в бутылки пищевого и непищевого назначения Логика по отношению к вторичной переработке ПЭТ-тары и использованию продуктов ее переработки такая же, как и при переработке алюминиевой тары. В обоих случаях целесообразно повторное использование материалов, на которые были затрачены ценное сырье и энергия.

Во многих странах принимаются программы по решению проблем, связанных с рециклингом ПЭТ. Так, в США существует национальная программа по переработке ПЭТ-тары.

В странах ЕС каждая третья ПЭТ-бутылка изготовлена с использованием вторичных материалов.

Весьма велика активность в продвижении их использования у крупнейших мировых потребителей – Coca- Cola, PepsiCo, Heinz, Danone и др.

Основной вклад в состав отходов ПЭТ вносят пластиковые бутылки из-под напитков и других продуктов. Особенно это характерно для России, где более 95 % ПЭТ используется для изготовления ПЭТ- преформ, из которых в дальнейшем выдуваются бутылки.

В 2013 г. в РФ переработано в бутылки около 570 тыс. т ПЭТ и, соответственно, образовалось примерно такое же количество отходов высокомолекулярного полимера широкого спектра применения. Причем на долю одной, только Москвы ежегодно приходится около 100 тыс. т отходов ПЭТ.      

Важно!

Основной сложностью является проблема сбора отходов ПЭТ. Причем, в разных странах она решается разными методами. Есть страны, где в цену продукта (напитка) в ПЭТ-таре входит залоговая стоимость тары, возвращаемая при ее возврате (Швейцария, Германия и др.).

В ряде стран установлены так называемые фандоматы (автоматы) для возврата пустой ПЭТ-тары и алюминиевых банок. Без большого успеха эта система очень ограниченно используется и в Москве.

Во многих странах ЕС практикуется также сбор бутылок в контейнеры раздельного сбора бытовых отходов (с маркировкой «Пластик») В Китае сборщик пустых ПЭТ- бутылок – распространенная профессия.

Проводится также сбор бутылок из общих контейнеров бытовых отходов (локально) или их выборка на полигонах (свалках), что особенно характерно для России.

Оптимизация сбора и подготовка отходов ПЭТ к переработке является одним из основных экономических факторов формирования рынка вторичного ПЭТ.

Это вызвано тем, что, например, для России объем твердых бытовых отходов (ТБО) в 2012 г. составил 53 млн т, а доля в них пластика всего лишь 4 млн т, в которых соответственно ПЭТ -около 15 %.

Выборка ПЭТ из такого огромного объема ТБО весьма затратна, хотя преимуществом ПЭТ-отходов является их достаточно простая идентификация, поскольку все бутылки из-под напитков изготовлены из ПЭТ, а на ПЭТ- бутылках из-под других жидкостей, нанесена маркировка – знак рециклинга с цифрой «1» (рис. 2).

При выборке вручную с транспортера один рабочий может отобрать не более 140 кг ПЭТ-бутылок в час. других отходов (например, полиолефиновых) выборка осуществляется гораздо труднее.

Куда более эффективны при выборке пластмасс с полигонов автоматизированные станции, работающие с использованием сенсорных датчиков и сканеров.

Сканер по отраженному инфракрасному излучению четко идентифицирует на транспортере конкретный тип полимера (даже если он окрашен) и передает сигнал на пневмоустройство для сбора отходов в соответствующий контейнер.

    Производительность таких установок достигает 8 т/ч при очень высокой степени разделения. В странах ЕС они используются и для сортировки пластика из контейнеров раздельного сбора. Собранный ПЭТ подвергается обычно сортировке по цвету.

Совет!

В РФ в соответствии с ТУ 2298-014-01877509-00 имеются 4 цветовые группы: темные цвета (черный, коричневый), сине-зеленые, прозрачный, другие цвета. В России объем переработки вторичного ПЭТ в 2013 г. составил около 100 тыс. т (при этом из-за проблем со сбором, около 15 тыс. т ПЭТ-отходов было импортировано).

В России принимаются весьма жесткие изменения к «Закону об отходах производства и потребления. № 89-Ф3», согласно которым производители будут либо утилизировать отходы (в том числе и тару), либо платить взнос в специальный фонд.

В РФ в ближайшее время законодательно вводится система раздельного сбора отходов, призванная существенно увеличить объемы переработки вторичного сырья.

Не исключено, однако, что для ряда регионов будет принята система общего сбора отходов с их комплексной сортировкой и переработкой на современных высокопроизводительных мусороперерабатывающих заводах.

Большое внимание при переработке вторичного ПЭТ уделяется очистке, измельчению и отмывке его отходов, поскольку это позволяет значительно повысить качество получаемых из них изделий. Поэтому технологии этих процессов постоянно совершенствуются.

Существует также целый ряд нежелательных побочных элементов в самой ПЭТ-таре, затрудняющих ее переработку в качественные продукты.

Это, прежде всего пробки из ПЭ, ПП или алюминиевые колпачки, этикетки, клей на этикетках, типографские надписи

и непрозрачные покрытия на бутылке и т. п. Тем не менее, все вопросы очистки решаемы, и бывшие в употреблении бутылки могут и должны быть переработаны.

Внимание!

Наиболее простым и экономичным способом очистки принято считать отмывку отходов ПЭТ в водных средах (обычно с использованием моющих средств) в аппаратах непрерывного действия.

Очистка ПЭТ-отходов производится в две-три ступени, затем очищенный материал измельчается и сушится до 0,5 % остаточной влажности.

Процесс переработки ПЭТ- бутылок в чистые флексы (хлопья), пригодные в качестве сырья для дальнейшей переработки, состоит, как правило, из следующих основных стадий:

•          хранение и подача;

•          сортировка;

•          дробление;

•          первичная воздушная классификация и вибросепарация;

•          флотация;

•          отмывка, полоскание, водоотделение и сушка;

•          измельчение;

•          вторичная воздушная классификация;

•          пылеулавливание.

У различных компаний для различного исходного сырья могут применяться и иные технологические операции.

Общая тенденция – сокращение количества технологических стадий (ранее их число достигало 25 и более) для того, чтобы снизить затраты при одновременном обеспечении гарантий качества для конечного потребителя.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ВТОРИЧНОГО ПЭТ

Выделяют несколько основных направлений переработки вторичного ПЭТ, которые условно можно разделить на три основные группы: механические, химические и термические (рис. 3).

Рассматривая подробнее варианты утилизации и рециклинга ПЭТ, можно выделить и охарактеризовать следующие нижеприведенные методы.

ЗАХОРОНЕНИЕ

Самый бесперспективный вариант, поскольку ценное полимерное сырье закапывается, а огромные территории становятся непригодными для сельскохозяйственных нужд.

СЖИГАНИЕ

Важно!

Этот метод активно используют, например, в США, а вырабатываемая при этом энергия используется для промышленных нужд. Отходы ПЭТ по российской классификации относятся к 5-му классу (самые безопасные).

При их сжигании не выделяется диоксинов (поскольку в ПЭТ не содержится хлор в отличие, например, от ПВХ), а их токсичность при сжигании, по данным хроматографии японских исследователей, идентична таковой при сжигании дров.

Значения токсических эквивалентов (нг/г) газов при сжигании различных полимеров, определенные в работе японских химиков убедительно свидетельствуют, что сжигание ПЭТ-упаковки практически безопасно.

Тем не менее, это не имеет практического смысла, поскольку теплотворная способность ПЭТ составляет 22 700 кДж/кг (как у низкокачественного угля) при том, что стоимость 1 т ПЭТ-отходов достигает в России 30 тыс. руб. (рис. 4)

РАДИАЦИОННАЯ ДЕСТРУКЦИЯ

Метод подразумевает разрушение химических связей макромолекул полимеров с помощью нейтронов, гамма-излучения, бета-частиц, что способствует процессам фото- и термо-окислительной деструкции и образованию низкомолекулярных продуктов, которые могут быть затем использованы. В России этот метод не используется.

ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ

Термическое разложение – метод утилизации вторичного ПЭТ, к которому относятся пиролиз и каталитический термолиз при котором он распадается на низкомолекулярные соединения. Так получают мономеры -ТФК и этиленгликоль, которые в свою очередь снова применяются для получения ПЭТ.

ХИМИЧЕСКИЙ РЕЦИКЛИНГ ПЭТ

В таких процессах ПЭТ подвергается деполимеризации при взаимодействии с химическими веществами, такими как метанол (метанолиз с получением мономера -этиленгликоль (гликолиз с получением бисгидроэтилтерефталата); кислоты (гидролиз с получением терефталевой кислоты) или щелочи (омыление). Эти методы достаточно энергоемки, требуют высокотехнологичного оборудования, однако дают возможность использовать сырье (отходы ПЭТ) более низкого качества, поскольку такие химические процессы позволяют производить дополнительную очистку. Это относительно экономичные (при больших объемах) и безопасные для окружающей среды способы переработки отходов ПЭТ. Известен способ химической переработки отходов ПЭТ с использованием гликолиза и последующей поликонденсации вторичного ПЭТ с добавлением ненасыщенных многоосновных кислот или их ангидридов в целях получения сравнительно недорогих ненасыщенных полиэфирных смол.

МЕХАНО-ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД

Это самый распространенный и, как правило, наиболее экономичный метод переработки измельченных и очищенных отходов ПЭТ, представляющий собой технологическую цепочку, в соответствии с которой они последовательно плавятся, гомогенизируются, очищаются от загрязнений и фильтруются в экструдере с дегазацией под вакуумом. В технологиях различных фирм используются одно-, двух- или мультишнековые экструдеры (имеющие зону дегазации). После экструдера расплав фильтруется от механических загрязнений и гранулируется. После гранулирования продукт может поступать на дополнительную поликонденсацию в твердой фазе (SSP: Solid State Polycondensation). Этот процесс позволяет, если это требуется для дальнейшего использования ПЭТ, повысить его вязкость и одновременно эффективно очистить от загрязнений (рис. 5).

Совет!

Существует огромное множество технологий вторичной переработки ПЭТ (фирмы: EREMA GmbH (Австрия), Starlinger & Co. GmbH (Австрия), Pro Tec Polymer Processing GmbH (Германия), Bepex International LLC (США), Gneuss Kunststofftechnik GmbH (Германия) и многие другие).

Все эти компании доработали и продвигают на рынки в качестве суперчистых технологии вторичной переработки ПЭТ (Super-Clean-Recycling), широко применяемые при производстве бутылок для напитков по так называемому принципу «бутылка в бутылку».

Эти технологии имеют официальные разрешения для получения из подготовленных отходов высококачественного вторичного ПЭТ, контактирующего с пищевыми продуктами.

Процесс получения разрешений для технологий весьма строг и предусматривает, например, в качестве проверки процедуру искусственного введения в исходный продукт (флексы) нескольких типов загрязняющих продуктов-маркеров, наличие которых проверяется затем современными лабораторными методами в конечном ПЭТ. Технологии Super-Clean-Recycling позволяют достичь очень высокой чистоты конечного продукта, в котором введенные маркеры не обнаруживаются самыми точными методами анализа. В РФ до 11 тыс. т/год высококачественных гранул вторичного ПЭТ производится на предприятии ООО «Завод по переработке пластмасс «Пларус» (г. Солнечногорск, Московская обл.), продукция которого по своему качеству также пригодна для использования в контакте с пищевыми продуктами. Остальные российские производители перерабатывают отходы ПЭТ в штапельное волокно, нетканые материалы, пленку, обвязочную ленту, щетину, литьевые изделия и т. п.

Из вторичного ПЭТ получают также аморфные листы (для производства коробок и контейнеров методом вакуумного формования) и бандажная лента промышленного назначения. Приблизительно 9 % общего объема использования вторичного ПЭТ занимают различные контейнеры и коробки (для ягод, яиц и т. д.).

В зависимости от кондиций отходов ПЭТ могут иметь право на жизнь различные процессы их переработки.

Главным принципом при выборе конкретной технологии является максимальное использование потенциальных возможностей конкретного вторичного ПЭТ, на производство которого были затрачены ценное органическое сырье и энергия, при полной безопасности применения конечных продуктов переработки. Последнее весьма важно для России, поэтому применение вторичного ПЭТ для прямого контакта с пищевыми продуктами целесообразно крупными производителями и переработчиками, имеющими современные технологии и системы контроля качества продукции. Процессы переработки ПЭТ-отходов в РФ имеют многообещающие перспективы для их широкомасштабной реализации.

Статью можно прочитать в журнале «Aqua Индустрия» 1-2/2014

Или посмотреть оригинал статьи ниже: 

Будущее ПЭТ зависит от технологий сбора и переработки отходов (Aqua Индустрия»1-2 2014)

Также эту статью можно скачать в формате pdf по данной ссылке.

Источник: http://arpet.ru/material/914/

Переработка ПЭТ

Переработка ПЭТ

Глубокая химическая переработка отходов ПЭТ

Проблема химической переработки отходов – весьма актуальна для городов России, основательно загаженных остатками пластиковых бутылок и прочего мусора.

 Химическая переработка отходов называется деполимеризацией, то есть получение из полимерных отходов исходных монометров и других низкомолекулярных или олигомерных продуктов.

За рубежом такая технология действует уже давно и успешно, а вот в России совершенно не используется. Считается, что эта технология экономически не целесообразна.

Проблема утилизации отходов из пластмассы стала актуальной за рубежом еще в 60-е годы прошлого века и значительно позже стала актуальной в нашей стране – вопрос об утилизации пластикового мусора стал требовать немедленного решения в 90-е годы. Причины запаздывания просты.

  • Меньший объем производства полимеров в России.
  • Меньшее потребление одноразовой полимерной продукции в советское время в сравнении по сравнению со странами западной Европы из-за низкой покупательской способности населения в условиях действующей тогда плановой экономики.
  • В России в течение продолжительного времени отсутствовали какие-либо регламентированные экологические требования, законодательная база оп охране окружающей среды вообще и загрязнения полимерными отходами в частности.

Кардинально ситуация начала менять в 90-е годы. Резко возрос поток одноразовой импортируемой в Россию пластиковой тары и упаковки, преимущественно, пищевого назначения.

При этом материалы на основе полиэфиров и ПЭТ заметно опередили другие полимеры, такие как ПВХ и ПО, основным источником которых является переработка тары и упаковки продуктов бытовой химии и родственных продуктов.

Кроме источника отходов ПЭТ пищевого происхождения, существуют также отходы производства лавсановых волокон и пленок, однако объем их образования существенно ниже, чем от бутылок и от тары пищевого назначения.

Это объясняет, почему наиболее эффективный способ утилизации ПЭТ – его химическая переработка – оказался наименее разработанным. Проблема оформилась в момент практически полного развала отечественной науки и отечественной химии.

Именно по этой причине достаточно сложные процессы химической переработки ПЭТ оказались просто вне зоны внимания российских ученых-химиков.

 В то же время такие исследования интенсивно проводились за рубежом, и соответствующие гидролизные производства в настоящее время эффективно функционируют не только в странах Западной Европы, но и Юго-Восточной Азии, а также в Корее и в Китае.

Следует также отметить, что иностранные фирмы, занимающиеся этой проблемой, не спешат делиться технологической информацией со всеми желающими, по причине ее коммерческой важности.

 В настоящее время известно несколько способов утилизации полимерных отходов. При этом их химическая переработка занимает в этом списке не слишком почетное последнее место.

  1.  Депонирование на полигонах вместе с бытовыми отходами. Как известно, большинство пластиков, в том числе ПЭТ, не разлагаются десятки лет, нанося вред почве.
  2.  Сжигание. Считается, что сжигание не самый приемлемый способ утилизации полимерных отходов как с экологической, так и экономической точек зрения.
  3.  Пиролиз. Термическое разложение органических материалов при высоких температурах (500-900С). Несмотря на то, что с помощью пиролиза можно получить целый ряд полезных продуктов, метод считается энергозатратными требует применения дорогостоящего оборудования.
  4.  Механическая переработка. С точки зрения предпринимательства, этот метод переработки представляется наиболее удобным. Метод пригоден для ряда материалов, таких как некоторые ПО. Целесообразно смешивать первичные ПП, ПЭВД и ПЭНД со вторичными и т.п. Вместе с тем механическая переработка ПЭТФ связана с высокими температурами и приводит к необратимому ухудшению свойств. Вторичный переработанный ПЭТФ уже не может сравниться с первичным и не может быть использован для производства первичного пищевого полимера. Однако он может применяться в качестве наполнителя (например, заменителя опилок) и компонента различных композиционных . Наиболее и высококачественный вторичный ПЭТ может быть использован в производстве синтетических волокон.
    Механическая переработка вторичного ПЭТ – достаточно трудоемкая и энергозатратная процедура, включающая стадии сортировки мусора и бутылок по цвету, удаления посторонних включений, измельчения, промывки и тщательной сушки. Поэтому экономическая целесообразность механической переработки существенным образом зависит от эффективности последующего применения получаемого материала.
  5.  Химическая (глубокая) переработка полимеров. Этот тип переработки включает деполимеризацию вторичного полимера, или какие-либо другие химические превращения, приводящие к получению низкомолекулярных или олигомерных продуктов. Посредством деполимеризации могут быть утилизированы полистирол и полиметилметакрилат. Причем полученные мономеры могут быть использованы в синтезе полимеров. Олигомерные продукты глубокой переработки могут быть использованы для производства связующих или для иных нужд лакокрасочной промышленности.

Пиролиз и сжигание в некотором роде тоже можно считать разновидностями «химической» переработки (поскольку летучие продукты сжигания и пиролиза – ядовитые газы).

Однако химическая переработка – целенаправленное и контролируемое получение из отходов продуктов иной химической породы. Сжигание ПЭТ нецелесообразно по причинам как экономическим, так и экологическим.

 В пиролизе отходов ПЭТ единственным интересным продуктом является уголь (точнее, некий карбонизированный продукт), который после активирования водяным паром при повышенной температуре приобретает пористость на уровне обычных технических обычных технических активированных углей и может быть использован в качестве адсорбента.

Наиболее прост и понятен механический способ переработки отходов ПЭТ. Это, пожалуй, единственный способ переработки, доведенный в настоящее время до практического применения. Но не всегда его преимущества перед другими способами, в том числе, и химической переработкой, очевидны.

Особенности механического рециклинга ПЭТ

Типичная технологическая схема механической утилизации ПЭТ может быть представлена следующим образом.

ПЭТ-бутылки сортируют, удаляют пробки, этикетки, посторонние загрязнения. После материал измельчают на ножевой дробилке до частиц размером 3-10 мм, потом промывание водой или раствором каустической соды и высушивается при температуре до 130 градусов.

Внимание!

Материал сушат в остаточной влажности 0,02-0,05%. Промывную воду обычно фильтруют и снова вводят в цикл.

Тщательная осушка принципиальна, поскольку наличие остаточной влажности при последующей переработке при повышенных температурах приводит к частичному гидролизу цепей и необратимому ухудшению физико-химических свойств полимера.

Высушенный материал перерабатывают на обычных литьевых машинах при 260-286 градусах.

Процесс оказывается довольно энергозатратным: суммарное энергопотребление такой установки по переработке отходов составляет 500-600кВТ, то есть примерно 1 кВТ/час на килограмм выходного продукта. Стоимость подобной установки составляет 300-400 тысяч долларов.

Оценивая стоимость процесса по стадиям, можно увидеть следующее:

  • Стоимость стадии промывки – 0,2 доллара за 1 кг ПЭТ-отходов;
  • Сушка – 0,2 долл. За 1 кг
  • Экструдирование и формование – 0,2 долл. За 1 кг.
  • Итого стоимость переработки бутылок-ПЭТ без стоимости сырья и его сортировки – 0,6 долларов за кг.
  • Цена на ПЭТ-отходы (разобранные по цвету бутылки с удаленными пробками) колеблется в различных странах от 0,3 до 0,5 долларов за кг.

Следовательно, себестоимость вторичного ПЭТ составляет от 0,9 до 1,1 доллара за 1 кг и практически достигает стоимости первичного продукта. Это важный момент, поскольку всегда возникает вопрос: следует ли использовать низкокачественный вторичный полимер по цене, близкой к цене первичного?

Следующий, не менее важный вопрос – как может быть использован полученный флекс и дробленка?

Производители предлагают использовать вторичный ПЭТ следующим образом:

  1.  Для получения дешевых волоконных материалов бытового и технического назначения (фильтры, нетканые материалы, автомобильные сидения, сумки, рюкзаки, и пр.);
  2.  Для получения строительных материалов (полимербетоны, черепица и т.п.)
  3.  Для получения пленок технического назначения, бандажных лент;
  4.  Для изготовления тары технического назначения или не предназначенных для контакта с пищевыми продуктами (ящиков, коробок, вешалок, подставок);
  5.  В виде добавок в другие полимеры (в поликарбонаты. ПО);
  6.  В качестве наполнителя в композиционных материалах и автомобильных пластиках и т.п.

Некоторые физико-механические свойства первичного и вторичного ПЭТ

Указанный выше список дает представление о рынке потребления вторичных ПЭТ. Наиболее интересное применение – возможность добавления вторичного ПЭТ в другие полимеры. Этот вопрос обсуждался еще в 80-е годы в России.

Были сделаны попытки разработать марки литьевого композиционного пластика на основе вторичного ПЭТ и ПЭНП (10%) – ПЭТФ-КМ и стеклонаполненного ПЭТФ – ПЭТФ-М-КС.

Но область использования подобного типа материалов довольно узка и реальная потребность рынка в них слишком мала.

Введение вторичного ПЭТ в полимеры требует ряд других добавок, которые следует ввести для улучшения свойств: термо- и светостабилизаторы, антиоксиданты, пластификаторы в количествах от 0,5 до 1-2%.

При механической переработке ПЭТ ухудшаются физико-химические и механические свойства – падает температура плавления, плотность, разрывное напряжение и пр.

 Еще одна сложность механического рециклинга – необходимость сортировки и отмывки материала. Бутылки необходимо сортировать по цвету и нет возможности автоматизировать ручную операцию.

Важно!

При мойке бутылок необходимо удалять этикетки, кольца, пробки, остатки клея – а это как раз критично. В дробленке частицы склеиваются, резко падает вязкость после экструзии, и это не позволяет использовать материал для выдува изделий.

Это приводит к невозможности использования вторичного ПЭТ для производства полноценных преформ из-за ухудшения литьевых характеристик.

Несмотря на высокую цену вторичный ПЭТ не применяется для пищевых упаковочных материалов – и это основной недостаток механического рециклинга. Сложность в том, что рынок пищевого ПЭТ огромен, а вторичного – узко специализирован и нерегулярен.

Практически все разнообразные предполагаемые сферы применения требуют дополнительной проработки, испытаний, интенсивного продвижения в соответствующих отраслях. Пример: вторичный ПЭТ при использовании в качестве наполнителя строительных материалов конкурирует с такими дешевыми материалами.

Как песок, опилки, стекловолокно, асбестовая крошка.

Практически 95% флекса и дробленки вторичной переработки идут на экспорт в Китай (по очень высокой цене!) и уже там подвергаются гидролизу.

 В России структура потребления вторичного Пэт остается туманной.

Ситуация обстоит таким образом: несмотря на разнообразные области применения вторичного ПЭТ приходится не более 5% от всех переработанных в России бутылок.

Таковы основные вопросы, которыми задаются отечественные утилизаторы:

  1.  Получение качественного вторичного ПЭТ при условии полного растворения бутылки и удаления мусора;
  2.  Получение из вторичного ПЭТ первичного.
  3.  Решение второго вопроса позволило бы замкнуть производство и потребление ПЭТ в единый цикл регулярно функционирующего рынка, где вторичный продукт – сырье для первичного. Но полимер можно только деполимеризовать химическими методами и после возвратить на рынок крупнотоннажной химии исходные мономеры. В этом случае отходы ПЭТ становятся важным химическим сырьем для производства первичного ПЭТ.

Химический рециклинг отходов ПЭТ

задача утилизации – связать постоянно растущий объем отходов с потребностями потребителей продуктов, получаемых из этих же отходов.

Использование процесса деполимеризации принципиально изменяет ситуацию – отходы становятся сырьем для производства, порождающего эти отходы.

 В отличие от механического рециклинга, технология глубокой химической переработки в России отсутствует. Отечественные специалисты считали, что полиэтилентерефталат нерастворим в обычных органических растворителях.

Совет!

Но способы химической переработки существуют. Это может быть гидролиз, в результате которого получаются исходные мономеры – терефталевая кислота (ТФК) и моноэтиленгликоль (МЭГ).

Второй вариант – процесс переэтерификации (метанолиз), при котором получаются некоторые низкомолекулярные сложные эфиры. Еще один метод переработки ПЭТ – расщепление при высоких температурах и возможность применить их в лакокрасочной промышленности или в качестве клеев.

Необходимо одно – чистота исходного сырья, высокое давление и температура обработки, применение дорогостоящих катализаторов, что для утилизаторов не представляет практического интереса. Тем не менее, это очевидно только на российской почве, между тем как за рубежом химический рециклинг широко распространен и вполне рентабелен.

Источник: http://solidwaste.spb.ru/pererabotka_pet

Перфоратор ПЭТ тары

Перфоратор ПЭТ тары

Как происходит утилизация ПЭТ тары? Выбрасывая использованную ПЭТ бутылку в контейнер для мусора, большинство добросовестных граждан наворачивают на нее обратно пробку.

Получается, что вещь вроде бы в комплекте, да и остатки жидкости не протекут из нее в самое неподходящее время.

Однако, поступив на мусоросортировочный комплекс, такая бутылка создает опрределенные трудности, хотя не всегда тому виной добросовестные граждане…

Дело в том, что пробка, ободок, этикетка и сама бутылка выполнены из разных сортов пластика и для полноценной утилизации их весьма желательно полностью отделить друг от друга.

Делать это вручную затруднительно, особенно если предствишь, что на тонну ПЭТ тары приходится 25-40 тысяч бутылок.

Поэтому разделение сортов пластика происходит, как правило, на линии вместе с отмывкой, дроблением, грануляцией и т.д.

Тем не менее, перед тем как брикетировать ПЭТ тару, чтобы потом отправить ее на переработку, весьма желательно обеспечить в нее доступ воздуха.

Если более точно, то бутылка должна быть перфорирована для того, чтобы воздух легко выходил из нее при прессовании.

В этом случае брикет ПЭТ тары будет плотным и качественным. 

Именно для этого в автоматических канальных прессах Абба Прессен используется перфоратор ПЭТ тары, устанавливаемый непосредственно в бункер пресса. Перфоратор представляет собой два игольчатых вала, вращающихся навстречу друг другу.

Поток ПЭТ тары, поступающий в бункер пресса, неминуемо проходит через иглы этих валов, в результате чего появляется перфорация.

После этого брикетирование ПЭТ тары посредством автоматического канального горизонтального пресса с вертикальной или горизонтальной обвязкой происходит легко, а брикет ПЭТ тары получается высокого качества.

Надо понимать, что для прессования ПЭТ тары лучше применить модели горизонтальных прессов с высоким удельным давлением. К таким моделям относятся прессы линейки Albamat 800-й, 900-й и 1000-й серии.

Важным отличием перфораторов ПЭТ тары для автоматических горизонтальных брикетировочных прессов компании Абба Прессен является то, что перфоратор подается в бункер только во время переработки ПЭТ тары, т.е. по требованию. Подача перфоратора происходит по специальным направляющим с помощью гидроцилиндра. Управление этим процессом осуществляется в считанные минуты с пульта оператора.

Внимание!

Таким образом, перфоратор ПЭТ тары является удобным дополнением к прессам ТБО, используемым на мусоросортировочных заводах. 

Источник: http://pressentechnik.ru/PET_perforator.html

Утилизация и переработка пластиковых отходов

Утилизация и переработка пластиковых отходов

Иванова О. А., Реховская Е. О. Утилизация и переработка пластиковых отходов // Молодой ученый. — 2015. — №21. — С. 54-56. — URL https://moluch.ru/archive/101/22978/ (дата обращения: 22.12.2017).

Новое — это хорошо переработанное старое! Одной из главных проблем сегодня является утилизация и переработка твердых бытовых отходов.

Постоянно увеличивающееся количество бытового мусора влечет за собой увеличение количества пластиковых отходов (бутылок, упаковочных материалов, пластмассовых изделий), которые составляют почти половину от всего объема. Утилизация пластиковых отходов становится все более актуальнее. Экологи уже давно бьют тревогу из-за чрезмерного загрязнения окружающей среды пластиковым мусором, который практически не разлагается и при горении выделяет токсичные газы, отравляющие все живое.

Ключевые слова: ПЭТ, производственные и потребительские отходы, грануляция, полимерные материалы, охрана природы.

Сегодня уже практически невозможно представить современный мир без пластика. Этот материал уверенно вошёл в нашу жизнь, подкупив нас своей дешевизной и удобством эксплуатации. Пластиковая тара давно вытесняет стеклянную.

Например, на прилавках магазинов минеральная вода и газированные напитки в пластиковых бутылках встречаются куда чаще, чем в стеклянных, да и стоят они дешевле.

Однако, не смотря на очевидные достоинства, пластик представляет угрозу для окружающей среды и, соответственно, для здоровья человека.

Мало кто, выбрасывая пластиковую бутылку, задумывается о том, какой вред она нанесёт экологии. А пластиковые бутылки не исчезают сами собой. Они выделяют вредные токсины, отравляя почву, воду, растения и животных в процессе своего распада.

Период распада пластиковой бутылки (ПЭТ-бутылки) может длиться более трёхсот лет. «Сжигать их тоже нельзя из-за выброса убойно-ядовитой химической смеси. Специального оборудования для этого в нашей стране пока нет.

Единственный и самый верный способ — собрать все это и переработать» [1].

В данной работе рассматривается проблема загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами, утилизации и переработки пластика.

«В Омске при населении 1 166 092 человек создаётся большое количество твёрдых бытовых отходов» [2]. «Суммарные производственные и потребительские отходы в Омске с 2010 по 2012 годы снизились с 4,07 до 3,95 млн. тонн.

Еще через год этот показатель вырос на 66 % и достиг 6,57 млн. тонн. Это говорит, что сначала был небольшой спад производства, а затем резкий рост. Выросло и благосостояние горожан.

И в этих условиях городские власти не справились с переработкой отходов: из 3,52 млн. тонн транспортированных на городские мусорные полигоны отходов лишь 610 тыс. тонн переработано и уничтожено. Остальное просто лежит под открытым небом.

Важно!

На свалках используются далеко не все возможности по переработке вторсырья, в том числе и утилизации полимерных отходов» [3].

Жители города могут повлиять на эту ситуацию, если будут выбрасывать пластиковые бутылки и другие пластиковые изделия в специальные контейнеры или сдавать их пункты приёма пластиковой тары, тем самым способствуя их скорейшей переработке.

Технология переработки пластиковых бутылок включает в себя следующие этапы.

        сортировка;

        мойка;

        дробление — измельчение в крошку;

        агломерация — спекание в небольшие обжимки. Почти готовый материал.

Грануляция — переработка материала в кусочки единой формы и массы. Практически — это прессование [4].

«Весь процесс переработки происходит в два этапа:

  1. Сортировка, главным образом, проходит ручным способом. Удаляется загрязнение, лишние элементы.
  2. Пластик измельчается и переплавляется в новую форму, или измельчается в хлопья, затем прогревается перед процессом грануляции» [5].

«Классификация установок по переработке пластиковых отходов:

  1. Моечные установки. Обязательно используются для очистки ПЭТ-отходов перед вторичной обработкой. Включают в себя устройства для распаковки мятых ПЭТ-бутылок.
  2. Ленточный конвейер. Сортировка бутылок проходит вручную. Обдир этикеток, разделение по цветам.
  3. Силосная башня. Накопление готового материала.

В большинстве случаев устройства для переработки пластика — это экструдеры, станки для выдувания, продавливания материала через сопло (определенного диаметра отверстие)» [6].

«В настоящее время огромные инвестиции, сделанные по всему миру, идут на разработку технологии переработки полимерных материалов, чтобы помочь переработчикам справляться с многообразием пластмасс. На продукте легко заметить символы, поясняющие из какого типа пластика они сделаны и как их утилизировать» [5].

«Информация о материале, использованном при изготовлении упаковки, расположена на ее дне в виде графического символа, состоящего из трех стрелок, образующих треугольник. В середине треугольника находятся цифры от 1 до 7, указывающие на тип материала, из которого производится упаковка.

Классификация пластика:

1— PET (ПЭТ). Такой пластик используется в основном при производстве одноразовой тары для напитков.

Типичной упаковкой ПЭТ являются бутылки минеральной воды. Такая упаковка даже после тщательной очистки может выделять токсичные химические вещества при повторном использовании.

Никогда не используйте повторно этот вид материала.

2— HDPE (ПЭВД). Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) используется для производства полужесткой тары, он — один из самых безопасных пластиков, может быть использован повторно.

3— PCV (ПВХ). Поливинилхлорид очень часто используется, например, при производстве упаковочной пленки для пищевых продуктов.

ПВХ опасен для здоровья и может выделять токсины.

При горении поливинилхлорид производит очень опасные для здоровья химические соединения, известные как диоксины, которые часто являются более опасными, чем цианистый калий.

4— LDPE (ПЭНД).

Полиэтилен высокого давления (низкой плотности), используемый для производства многих видов упаковки (например, полиэтиленовых пакетов), считается приемлемым для повторного использования и более безопасным, чем многие другие пластики, но не настолько безопасным, как пластики 2 и 5.

5— PP (ПП). Полипропилен многоразового использования часто встречается в качестве материала для пищевых контейнеров. Он относится к группе самых безопасных пластиков наряду с материалом 2 (HDPE).

6— PS (ПС). Полистирол хорошо известен в виде пенопласта. PS выделяет токсины и не должен использоваться в качестве пищевой упаковки.

Также он редко используется для этой цели из-за более низкого химического сопротивления полиэтилену, но присутствует, например, в крышечках для одноразовых кофейных стаканчиков.

7— OTHER (ПРОЧИЕ). Эта группа включает в себя много видов вредных химических веществ, в том числе также очень токсичный бисфенол А (BPA), который может способствовать возникновению шизофрении, депрессии или болезни Альцгеймера.

Кроме того, употребление продуктов, которые вступают в контакт с BPA, может привести к расстройству нервной и эндокринной систем, и даже к раковым заболеваниям.

Ни в коем случае не используйте такие изделия в микроволновых печах, которые способствуют более глубокому проникновению бисфенола А в пищу» [4].

Из переработанных пластиковых отходов можно изготовить:

        волокнистый наполнитель;

        полиэтиленовые пакеты;

        контейнеры для еды;

        лёгкие пластиковые предметы мебели и другие полимерные материалы.

«Переработка пластика помогает:

        экономить невозобновляемые ископаемые виды топлива (нефть);

        снизить потребление применяемой энергии;

        сократить количество твердых отходов;

        снизить выброс углекислого газа (и других вредных продуктов горения пластмассы) в атмосферу» [5].

Таким образом, грамотно утилизируя бытовые отходы, каждый человек может внести свой вклад в улучшение состояния окружающей среды, собственного здоровья и здоровья новых поколений.

Литература:

Основные термины (генерируются автоматически): пластиковых отходов, производственные и потребительские отходы, окружающей среды, загрязнения окружающей среды, Утилизация пластиковых отходов, переработка пластиковых отходов, количества пластиковых отходов, безопасных пластиков, твердых бытовых отходов, мусорные полигоны отходов, распада пластиковой бутылки, переработки пластиковых бутылок, в том числе, пластиковые бутылки и другие, приёма пластиковой тары, производстве одноразовой тары, утилизации и переработки пластика, окружающей среды пластиковым, токсины и не должен, Полиэтилен низкого давления.

Источник: https://moluch.ru/archive/101/22978/

Способы переработки отходов ПЭТ

Способы переработки отходов ПЭТ

На сегодняшний день стоимость затрат на утилизацию отходов пластмасс остается достаточно высокой. Основные затраты приходятся на сбор и заготовку отходов потребления.

Расширение масштабов переработки пластмассового вторичного сырья сдерживается рядом факторов. Основные процессы переработки требуют отделения пластмасс от других отходов, а также сортировки их по видам и очисткой.

Это ведет к росту издержек производства, которые могут достигать 40-50% общих затрат на получение вторичной продукции. Легче перерабатываются промышленные отходы пластмасс. Сложнее перерабатывать пластмассы, которые попадают в мусор.

Из них сравнительно легко удается выделить полиэтиленовую пленку, пластмассовые бутылки, ящики для бутылок.

Наиболее прогрессивной является переработка полимерных отходов во вторичное полимерное сырье. Особенно это касается отходов ПЭТ, цена на 1т. которого достигает 1200 долларов США. Поиск рационального решения этого вопроса ведется в направлениях, рассмотренных ниже.

Энергетические способы переработки отходов ПЭТ

Довольно распространенным способом утилизации отходов потребления пластмасс является сжигание. Теплотворная способность 2 т. пластиковых отходов упаковки эквивалентна теплотворной способности 1 т.

нефти (теплотворная способность нефти 46600 кДж/кг, ПЭТФ – 22700 кДж/кг). В некоторых странах работают небольшие ТЭЦ по сжиганию бытовых отходов, в состав которых входит до 50% отходов полимерной упаковки.

Как источник тепловой энергии отходы упаковочных материалов используют многие страны. Мусор сжигают в специальных печах различной конструкции, оборудованных фильтрами, очищающими вредные газы.

Эти фильтры сложны в производстве и использовании и не всегда обеспечивают необходимую степень очистки. 

Совет!

Пластмассы содержат различные стабилизирующие добавки, пигменты и другие, в состав которых входят соли тяжелых металлов. При температуре свыше 700°С они переходят в газообразное состояние и их последующее улавливание чрезвычайно затруднено.

Использование для этих целей воды приводит к её загрязнению и необходимости организации ее сложной очистки. Для сжигания требуются затраты, которые в настоящее время не могут быть компенсированы использованием выделяющейся тепловой энергии.

Кроме того, на процесс сжигания необходимо использовать значительное количество кислорода. 

По различным оценкам на сегодня сжигается до 40% полимерных отходов. В Соединенных Штатах для получения энергии сжигается 17 % всех твердых отходов.

В Японии сжигают 75% отходов, в Европе сжигают 30 %, в Швейцарии сжигают приблизительно 80 %.

Пластмассы имеют наибольшую теплотворную способность, чем любой другой материал, находящийся в городских отходах.

Наиболее перспективным считается использование пластмассовых отходов (кроме ПВХ) в доменном производстве. При этом отходы пластмасс проявляют восстановительные свойства и при этом не образуются диоксины.

Внимание!

Смешанные отходы пластмасс используются при выплавке стали путем вдувания отходов в доменные печи.

Такой способ использования пластмассовых отходов получил широкое распространение в Германии (заводы в Бремене и Айзенхюттенштадте).

Химические способы переработки ПЭТ

Химический рециклинг – другой распространенный метод переработки отходов потребления. Однако, затраты на оборудование слишком высоки, для обеспечения рентабельности производства необходим большой товарооборот.

Химические способы переработки пластиковых отходов в основном направлены на использование пластиковых отходов, потерявших первичные свойства и которые сложно переработать механическими способами. 

Направление охватывает наиболее распространенный, экономичный, непрерывный и безопасный для окружающей среды способ переработки отходов ПЭТФ – деполимеризацию.

Деполимеризация полиэтилентерефталата производится различными методами в результате которых получаются продукты для реполимеризации до первичного ПЭТФ (деполимеризация нейтральным гидролизом до терефталевой кислоты и этиленгликоля, снова идущих на синтез ПЭТФ), а также новые продукты используемые в других областях химической промышленности. К сожалению до сих пор деполимеризация остается весьма дорогим способом переработки вторичных пластмасс, в основном из-за значительных энергетических затрат или использование дорогих химических продуктов.

Также распространен способ переработки отходов ПЭТФ – получение сравнительно недорогой ненасыщенной полиэфирной смолы.

Для этого отходы ПЭТФ, с содержанием влаги 0,1-10%, подвергаются гликолизу и поликонденсации с добавлением α-; β- ненасыщенных многоосновных кислот или их ангидридов с целью получения ненасыщенной полиэфирной смолы.

Для переработки текстильных отходов из полиэстра используют двухстадийный алкоголиз смеси низшими спиртами. В результате образуются низший диалкилэфир терефталевой кислоты и ацетат целлюлозы. 

Пиролиз отходов ПЭТ

Пиролиз – термическое разложение органических веществ в отсутствии кислорода с целью получения полезных продуктов.

При низких температурах (до 600°С) образуются в основном жидкие продукты, а выше 600°С – газообразные.

В твердом остатке образуется в основном технический углерод и соединения металлов.

Важно!

Несмотря на ряд недостатков, пиролиз, в отличие от процессов сжигания, дает возможность получения промышленных продуктов, используемых для дальнейшей переработки. 

По данным ученых Великобритании пиролиз ПЭТФ при 550°С дает “химический суп, который используется как топливо или как сырье для нефтехимической промышленности.

С экономической точки зрения затраты на пиролиз не превышают затраты на сжигание отходов. В настоящее время, пиролиз убыточен.

Сольволиз отходов ПЭТ

Понятие сольволиз объединяет различные способы деполимеризации (метанолиз, гидролиз, ацидолиз, гликолиз, алкоголиз).

Выбор соответствующего процесса зависит от качества материала на входе. Например, гликолиз или метанолиз неспособен удалить красители, добавленные к ПЭТФ. 

Фирмой “United Recovery” разработана технология химической утилизации отходов ПЭТФ. На первой стадии измельченный полимер обрабатывается гидрооксидами металлов, получают этиленгликоль и соли металлов терефталевой кислоты.

Потом массу нагревают до 200-300°С и испаряют этиленгликоль. Соли металлов терефталевой кислоты выделяют и очищают при 105°С.

Преимуществом данного метода является получение термостабильных солей без загрязнения и ценного мономера с меньшей стоимостью и высокой чистотой.

Фирма “Pure Tech International Inc” (США) осуществляет регенерацию отходов различных материалов. Фирма разработала технологию переработки сильно загрязненных отходов ПЭТФ для повторного использования, в том числе для получения волокон. После регенерации фирма выпускает чистый ПЭТФ.

В Германии разработан способ бутанолиза ПЭТФ-отходов. Он состоит из переэтерификации диализата и поликонденсации.

Диализ можно проводить в экструдере в течение 1-5 минут и давлении 3-20 кг/см2.

Совет!

В результате получают полибутилентерефталат, который содержит до 0,16% этиленгликоля, имеет характеристическую вязкость 1,10 мл/г.

Объединенная корпорация “Resource Recovery” имеет упрощенный и недорогой процесс переработки ПЭТФ в мономеры. Процесс называют Un-PET .

Он не требует больших капиталовложений по сравнению с другими методами, позволяет удалять загрязнения, даже с полностью испорченных изделий, снимать серебро с рентгеновских пленок из ПЭТФ. 

Метанолиз отходов ПЭТ

ПЭТФ обрабатывают (под давлением при 200°C) метанолом в присутствии катализатора. Происходит деполимеризация с получением диметилтерефталата (DMT) и этиленгликоля (EG).

DMT очищается дистилляцией для получения высококачественного полуфабриката, который вновь может использоваться для синтеза ПЭТФ.

После очистки, этиленгликоль может использоваться по разным направлениям, включая изготовление антифриза и производство ПЭТФ.

Фирма “Du Pont” разработала технологию метанолиза отходов полиэтилентерефталата при температуре 400°С и давлении 28 кг/см до диметилфталата и этиленгликоля для дальнейшего синтеза ПЭТФ. По этой технологии, названной Petretec, на установке мощностью 30 тыс. т. в год могут быть переработаны отходы металлизированной пленки.

Фирма “Hoechst” сообщает о метанолизе отходов ПЭТФ до превращения его в новый оригинальный химический продукт, добавление которого в первичный ПЭТФ улучшает процесс раздува при изготовлении бутылей под напитки. При этом значительно снижается их стоимость. Например, выпускают приправу для салатов в бутылочках, изготовленных их ПЭТФ с добавкой 25% химически восстановленного ПЭТФ.

Гидролиз отходов ПЭТ

ПЭТФ гидролизуется при обработке в кислой или щелочной среде, чтобы получить терефталевую кислоту (TPA) и этиленгликоль (EG).

Они требуют очистки перед их повторным использованием. Коммерческий гидролиз меньше распространен, чем гликолиз и метанолиз.

О крупномасштабном использовании гидролиза ПЭТФ не известно.

Механические способы вторичной переработки ПЭТ

Степень чистоты вторичного полиэтилентерефталата имеет первостепенную важностью в механическом процессе переработки.

Даже незначительные количества ПВХ могут вызвать существенную потерю качества вторичного ПЭТФ и в процессе переработки могут даже повредить оборудование.

Допустимое содержание ПВХ в перерабатываемом ПЭТФ – 0,25 %.

В настоящее время, автоматизированное оптическое сортирующее оборудование позволяет превосходно разделять ПЭТФ от других пластмасс. 

Внимание!

В ходе процесса под механическим и тепловым воздействием отходы перехотят из твердого в вязкотекучее состояние. Далее на выходе из гранулятора расплав продавливают через калибровочные отверстия и нарезают на гранулы, которые затем охлаждаются. 

Одним из перспективных направлений в этой области является производство гранулята из отсортированного сырья с использование различных добавок, повышающих его качество (стабилизаторов, красителей, модификаторов и пр.), идущего на переработку в изделия различными способами переработки.

Очистка отходов ПЭТ от примесей

Загрязнения разделяются на три главных категории: физическое загрязнение (макроскопический уровень), физическое загрязнение (микроскопический уровень) и химическое загрязнение.

Макроскопическое физическое загрязнение партии ПЭТФ включает легкоудаляемую грязь: стеклянные фрагменты, камни, песок, почву, бумагу, клеи и другие пластмассы подобно ПВХ и ПЭ.

Более стойкие загрязнения, образующиеся при трении или измельчении (при пакетировании, транспортировке или примитивной обработке) трудно удалить обычной мойкой и требуют специальных методов очистки.

Физическое загрязнение на микроскопическом уровне трудно удалить, особенно если оно липкое подобно клею или втерто в поверхность.

Такие загрязнения создают “слабые места” и создают проблемы при переработке, например, чрезмерные разрывы при производстве волокна.

Последствия – потеря качества и производительности.

Химическое загрязнение происходит за счет адсорбции веществ, входящих в состав содержимого бутылок. Химическое загрязнение может также быть в пустой бутылке, которая многократно использовалась для различных целей.

Пестициды, бытовая химия или моторное масло, хранящиеся в бутылках из-под напитков, ведут к химическому загрязнению. Полное удаление требует десорбцию – медленный процесс, который влечет за собой снижение производительности, поэтому используется редко.

Для неответственных изделий, технических волокон, подобными загрязнениями пренебрегают.

Важно!

Очистка отходов от загрязнений может быть осуществлена различными способами: путем обработки материалов в воде или водных растворах моющих средств, а также в неводных растворах и гравитационным разделением.

Наиболее простым и экономичным является отмывка отходов ПЭТФ в водных и неводных средах на аппаратах непрерывного или периодического действия.

Для обработки отходов упаковки используются ножевые измельчители (дробилки) мокрого измельчения в комплекте со шнековыми мойками.

Отходы загружаются в измельчитель. Одновременно в измельчитель подается вода. В результате интенсивного ударного воздействия происходит отделение загрязнений с поверхности изделий и их перевод в моющую среду.

Соотношение подаваемых отходов и воды составляет 1:10-1:15. Образующаяся пульпа направляется в трехсекционный промыватель. Отмываемый продукт проходит последовательно все три секции.

Вода для промывки подается в аппараты противотоком. 

В качестве моющей среды может быть использована горячая и холодная вода, горячие водные растворы моющих средств и другие вещества. 

Очистка отходов от загрязнений производиться в водном растворе моющего средства “Прогресс” и тринатрийфосфата, соотношение которых составляет 1:2.

Концентрация моющих средств в моющем растворе обеспечивает эффективную отмывку отходов от загрязнений и возможность биоочистки сточных вод.

( моющего средства в водах не превышает 20 гр/л).

Совет!

Сильно загрязненные отходы предварительно обрабатываются отработанным стиральным раствором в течение 10-15 мин. Для удаления клея используют горячий раствор NaOH (едкий натр).

Сушка измельченных отходов после их отмывки осуществляется в сушилках, работающих по принципу взвешенного слоя (типа ВС-800, СП-60), ленточных (типа СЛ-10), полочных и т.д.

В связи с тем, что очистка и отмывка отходов позволяют значительно повысить свойства получаемых из них изделий, постоянно совершенствуются технологии этих процессов. Как правило, очистка материала производится в 2-3 ступени. После мойки материал сушится до 0,5% остаточной влажности.

Фирмой “Recovery Processes International” разработан эффективный процесс разделения смеси хлопьев (дробленки) из ПВХ и ПЭТФ, близких по плотности, методом флотации, в котором пузырьки воздуха притягиваются гидрофобными хлопьями ПВХ, обволакивают их и увлекают вверх аэрационной ванны, а ПЭТФ опускается вниз. 

Для очистки магнитных пленок их измельчают и подвергают действию растворителей: диоксана, ксилола, иногда в присутствии 0,05% NaOH (едкий натр) или бутилтитаната. При этом порошкообразный состав магнитного слоя оседает на дно, а плавающая пленка собирается, сушится и используется в последующих процесса.

Измельчение отходов ПЭТ

Отходы полиэтилентерефталата измельчаю ножевыми роторными дробилками различной конструкции. Основное требование при измельчении – не допустить нагрева материала выше температуры стеклования (70°С).

Для этого применяют различные воздушные системы, которые играют роль воздушного охлаждения и служат для удаления измельченного материала из дробилки. Использование измельчителей “мокрого дробления” помимо вышеуказанных задач обеспечивают мойку материала.

Насыпная плотность ПЭТФ-хлопьев размером 5-10 мм составляет 200-300 кг/м3.

Агломерация отходов ПЭТ

Агломерация ПЭТФ позволяет снизить расходы на подготовку материала к дальнейшей переработке, т.к.

агломерация требует значительно меньших затрат электроэнергии и более производительна по сравнению с регрануляцией.

Внимание!

Для переработки полиэтилентерефталата больше всего подходят дисковые агломераторы непрерывного действия. Такие машины производятся, например, фирмой NETZSCH-CONDUX Mahltechnik GmbH.

Отходы ПЭТФ, измельченные до размера хлопьев 5-10 мм, непрерывно подаются в зону агломерации и по мере формирования компактных зерен скатываются вниз. Излишки тепла выводятся водяным охлаждением и пневмотранспортом. 

Регрануляция ПЭТ

Одним из наиболее распространенных способов переработки измельченных отходов полиэтилентерефталата является экструзия. Для этой цели используют как одно-, так и двухшнековые экструдеры.

В Австрии действуют экономичные компактные установки фирмы “EREMA” мощностью 80-380 кг/час по переработке незагрязненных отходов ПЭТФ: пленок, лент, волокон, пустотелых изделий – в однородный с хорошей сыпучестью регранулят.

Отходы транспортируют из сборника по транспортерной ленте в агрегат, где их измельчают, перемешивают, нагревают (отработанным теплом установки), высушивают и подают в экструдер с дегазатором.

В экструдере при необходимом давлении расплав фильтруется через сита, затем гранулируется с охлаждением и сушкой и расфасовывается. В материал можно вводить наполнители и добавки.

На рисунке дана принципиальная технологическая схема работы этого типа оборудования. Отходы подаются транспортером 1, в термоизмельчитель 2.

В термоизмельчителе масса проходит ряд видоизменений: измельчается, перемешивается, нагревается, высушивается и уплотняется. Вращающее режущее устройство создает силу, достаточную для непрерывного заполнения одношнекового экструдера 3.

Учитывая то, что масса из термоизмельчителя поступает в экструдер в нагретом состоянии, для шнека требуется значительно меньше энергии, чтобы придать массе необходимую пластичность, это позволяет использовать более короткий экструдер.

Далее масса пропускается через фильтры 4 и 6, газоотводящую и шнековую зоны 5 и 7 и подается на дальнейшую переработку 8.

Водопоглощение ПЭТФ при 100%-й влажности воздуха достигает 1,2%. Чтобы исключить возможность гидролитической деструкции (гидролиз) полимера, перед переработкой ПЭТФ необходимо сушить при 120-130°С в течение 5-6 часов. Остаточная влажность не должна превышать 0,02-0,03%.

Масленников А.Ю.
НП “ВторРесурс”

Page 3

Источник: http://www.waste.ru/modules/section/item.php?itemid=324

Переработка материалов из полиэтилентерефталата

ПЭТ (полиэтилентерефталат) представляет собой прочный, легкий и жесткий материал, являющийся термопластичным полиэфиром этиленгликоля и терефталевой кислоты. Физические свойства данного материала делают его оптимальным для применения в качестве исходного материала для изготовления самой различной продукции:

  • Пленок;
  • Волокон;
  • Конструкционных элементов;
  • Бутылок;
  • Коррексов и прочего.

Сравнительно невысокая стоимость и свободный выбор дизайна привели к тому, что одним из основных направлений применения ПЭТ пластика стало изготовление различных бутылок для минеральной воды, газированных напитков, пива, соков, а также растительных масел, майонеза, бытовой химии, косметики и емкостей для хранения органических и неорганических продуктов.

Переработка ПЭТ бутылок необходима потому, что отходы данного материала образуются уже на стадии их производства и, в зависимости от применяемого сырья и технологии производства, могут составлять от 0,5 до 2,5%.

Основная часть ПЭТ отходов приходится на бутылки, бывшие в употреблении.

В последние годы на территорию нашего государства ежемесячно завозится более чем 10 000тн ПЭТ гранулятора, из которых основная часть служит исходным сырьем для производства бутылок, попадающих на прилавки магазинов и, в итоге, становящихся отходами. А если учесть, что суммарные мощности производств, специализирующихся на переработке ПЭТ отходов, составляют 1 000тн переработанного материала в месяц, нетрудно догадаться, что остальные 9 000тн пластиковых отходов, в лучшем случае, оседают на свалках и полигонах захоронения. А в худшем случае – вдоль дорог, лесопосадок, рек и прочих мест общественного посещения.

Сбор и подготовка отходов к переработке

Сбор и переработка пластиковых бутылок отходов является одним из наиболее приоритетных направлений современной экономики.

Некоторое количество вторичного ПЭТ заготавливается непосредственно в компактных источниках его образования или, проще говоря, на производственных предприятиях, специализирующихся на изготовлении пластиковой продукции.

Основной объем ПЭТ отходов является результатом сбора бывших в употреблении бутылок.

Важно!

Данная процедура выполняется или компаниями-заготовителями данного вторичного сырья посредством специализированных пунктов приема ПЭТ отходов или методом раздельного сбора в местах образования.

В случае заготовки ПЭТ отходов через специализированные пункты приема, данная процедура является экономически неэффективной, так как низкая стоимость пластиковых отходов, к примеру, пластиковых бутылок, не является достаточным стимулом для большинства потребителей к сдаче вторичного сырья на пункты приема. В большинстве случаев, собранное таким образом вторичное сырье, хоть и более чистое, но зато и более дорогостоящее.

В настоящее время максимально эффективным и, соответственно, целесообразным является метод раздельного сбора бывших в употреблении пластиковых бутылок.

Данный метод получил самое широкое распространение в большинстве цивилизованных стран мира и сейчас начинает активно внедряться и на территории нашей страны.

Уже сегодня в большинстве городов существует удачный опыт раздельного сбора ТБО, и в частности, – ПЭТ бутылок, сортировкой которых занимаются дворники в рамках договора с компаниями–заготовителями.

Как показала практика, данный метод заготовки ПЭТ бутылок является самым перспективным, так как предусматривает предварительное снятие с бутылок этикетки, крышки и кольца. И тем самым обеспечивает достаточный уровень чистоты заготавливаемого сырья.

Первичная сортировка и транспортировка ПЭТ бутылок

Первичная сортировка пластиковых бутылок осуществляется либо на приемных пунктах и мусоросортировочных предприятиях, либо на полигонах захоронения с основным упором на сортировке ПЭТ бутылок по цвету.

В большинстве случаев процедура идентификации бутылок не представляет каких-либо затруднений, так как все бутылки для напитков производятся из ПЭТ, а их аналоги для химических жидкостей оснащаются специальной маркировкой – знаком рециклинга «1».

Для обеспечения максимального удобства транспортировки, собранные ПЭТ бутылки, специально прессуют в кипы и отправляют на производства для дальнейшей переработки.

Совет!

Процедура пакетирования чистых бутылок со снятыми крышками не вызывает каких-либо сложностей для автоматических пакетировочных прессов, в то время как бутылки с крышками создают некоторые проблемы, так как они плохо прессуются. В результате приходится либо вручную демонтировать крышки, либо прокалывать их острым прутом, что в итоге приводит не только к значительному снижению производительности предприятия, но и требует создания дополнительных рабочих мест.

В альтернативном варианте возможно использовать для пакетирования ПЭТ бутылок специальный оснащенный встроенными шипами пресс, но это ведет к дополнительным финансовым затратам на его дополнительное приобретение.

А ведь переработка ПЭТ бутылок является и так достаточно дорогостоящей процедурой, основные затраты которой составляют процедуры сбора и заготовки сырья, и к тому же стоимость транспортировки сырья на производство также с каждым днем только растет.

Способы утилизации ПЭТ

На сегодняшний день существует несколько различных методов переработки ПЭТ отходов, среди которых одним из самых распространенных является сжигание.

В процессе сжигания ПЭТ отходов в специальных печах, оснащенных очищающими фильтрами различных конструкций, теплотворная способность отходов достигает 22700кДж/кг.

Но имеются у сжигания и свои минусы.

Такая переработка ПЭТ бутылок в данное время не является экономически выгодной, так как ПЭТ содержат в своем составе всевозможные стабилизирующие компоненты и пигменты, содержащие соль и тяжелые металлы, которые в процессе сгорания трансформируются в газообразное состояние и представляют сложность для последующего улавливания. Это в результате приводит к тому, что фильтры, применяемые для улавливания воды, быстро загрязняются и требуют организации сложной системы очистки и, соответственно, финансовых затрат, которые не компенсируются применением получаемой тепловой энергии.

Существует переработка ПЭТ бутылок методом химической рециркуляции, который также пользуется широким распространением, но для обеспечения рентабельности процесса предусматривает большой товарооборот, способный покрыть затраты на приобретение необходимого оборудования. Основным предназначением химических методов переработки пластиковых отходов является использование в качестве исходного материала ПЭТ отходов, непригодных для переработки другими существующими методами.

В оптимальном варианте переработка ПЭТ бутылок заключается в их измельчении в чистые хлопья. Для этого ПЭТ бутылки моются с применением инновационных моющих средств, сушатся, измельчаются на фракцию необходимого размера, подвергаются процедуре воздушной сепарации и упаковываются.

Использование вторичного ПЭТ

Основным предназначением вторичного ПЭТ является использование в качестве исходного материала. Возможно также использование в виде добавок для производства новых видов пластикосодержащей продукции:

  • Геотекстиля;
  • Одежды;
  • Ковровых нитей;
  • Пленки;
  • Бандажной ленты;
  • Пластиковых емкостей различного объема.

Переработка пластиковых бутылок в полиэфирные нити, видео

Источник: http://hromax.ru/pererabotka_pet-butyilok.html

Химические способы утилизации тары из ПЭТ

Химические способы утилизации тары из ПЭТ

Утилизация и вторичная переработка пластмасс

Химический способ утилизации ПЭТФ основан на процессах деструкции и получения вторичного гранулята, волокна или полибутадиентерефталата.

Лидером в разработке технологий и оборудования для химической переработки является фирма Lurgi Zimmer AG.

Она предлагает следующие технологии химической переработки отходов ПЭТФ:

– получение регранулята высокого качества, практически соответствующего первичному полимеру, и волокон из него.

– получение полибутилентерефталата

– получение волокна из вторичного ПЭТФ.

Процесс получения волокна из отходов ПЭТФ отличается тем, что исключаются стадии грануляции и твердофазной поликонденсации, расплав после реактора поликонденсации подает на машины для формования волокна.

Регранулят после химической переработки по своим свойствам и областям применения практически не отличается от первичного ПЭТФ и может быть использован для получения изделий пищевого назначения: бутылок, пленок, упаковочных листов.

Фирма Lurge Zimmer запатентовала получение полибутилентерефталата из ПЭТ по следующей схеме:

ПЭТ отходы

частичный диализ 3,4-бутандиол

в экструдере

фильтрация

переэтерификация

форполиконденсация отгонка

поликонденсация вода

этиленгликоль

тетрогидрофуран

грануляция

Внимание!

Измельчённые отходы загружаются в экструдер, где пол-ер расплавляется и добавляется 3,4-бутандиол. Дальше по схеме.

Стабилизация – это процесс восстановления определенного комплекса свойств полимеров. Часто восстановление связано с восстановлением структуры и молекулярной массы. Существует несколько типов стабилизаторов: 1. Антиоксиданты. + АН → RH + В …

Методы определения кинетики окисления полимеров

Для определения кинетики окисления полимеров используется метод Коммана. На этой кривой можно выделить несколько процессов: когда давление не меняется – r инд (период индукции) – скорость поглощения О2 приближается к …

Поликапролактон. Получение и св-ва

Этот полимер производится под торговой маркой Tone фирмой Union Carbide. Основной метод синтеза – полимеризация капролактона. Попытка проведения поликонденсации эфиров гидроксикислот и полимеризации лактонов с помощью ферментов не дала хороших …

Источник: http://msd.com.ua/utilizaciya-i-vtorichnaya-pererabotka-plastmass/ximicheskie-sposoby-utilizacii-tary-iz-pet/

Рециклинг ПЭТ-тары: готова ли отечественная инфраструктура к переработке отходов?

Утилизация и переработка мусора один из насущнейших вопросов отечественной экономики. Каждый год, в городе с населением 100 тысяч человек, на свалку выбрасывается около 30 тонн пластиковой тары! Подавляющее большинство этого мусора составляют пластиковые бутылки.

В тоже время рынок переработки только этого материала – полиэтилентерефталата – находится едва ли не в зачаточном состоянии.

При этом процент полимеров в общем количестве бытовых отходов составляет более 60%! Это значит, что более половины бытовых отходов страны с населением чуть менее 150 миллионов людей уходит на свалку.

ПЭТ-отходы представляют большую угрозу для экологии. Полиэтилен разлагается в течение 300 лет. При сжигании он выделяет крайне вредные вещества. Тем не менее, сжигание полиэтилена, это один из его видов переработки.

И если это делать не на свалке, а в специальных заводах таким образом можно обогревать целые города. Сжигание 2 тонн полиэтилена равняется по количеству выделяемого тепла 1 тонне нефти.

В странах, где должным образом функционирует рынок утилизации, ПЭТ-отходы используют в ТЭЦ, а также для создания вторичного переработанного продукта. Интересно, что у нас, огромная доля собранной ПЭТ-тары уходит на экспорт – в основном в Китай. И все вроде бы ничего.

Но мы покупаем набивки для подушек, щетки и прочие изделия из переработанного полиэтилена, которые делают в том же Китае. Как известно продукт с добавочной стоимостью имеет более высокую цену, чем вторичное сырье.

Проблемы переработки

Важно!

На данный момент вопрос о переработке ПЭТ-тары стоит довольно остро. Максимум  что у нас научились делать из переработанного пластика так это тротуарную плитку, а также упаковку для пищевых продуктов (в основном для кондитерских изделий).

При этом в других станах из вторично переработанного пластика получают продукцию текстильной промышленности, изготавливают черепицу, евро поддоны, вату, абразивные круги для шлифования и полировки, наполнители для постельного белья.

Автомобильные компании (в частности Ford, Toyota) делают из переработанного пластика бамперы, крышки для моторов, панели, двери для машин. Лучше всего из переработанных полимеров получается волокно – его доля составляет 65%.

На долю пленки выпадает 17%, обвязочный материал – 11% и упаковка – 7%.

Согласно статистике в России перерабатывается не более 10% пластика. Для сравнения – в Европе эта цифра достигает 80% в среднем. А в Швеции, которая является рекордсменом по переработке и вовсе 90-95%.

Показателен пример Японии, которая смогла увеличить свою территорию на 5% за счет ввода в эксплуатацию мощностей по переработке мусора.

Как следствие только на этом бизнесе островное государство смогло получить такие огромные средства, чтобы строить новые жилые кварталы там, где раньше было море.

Те переработчики, которые работают на отечественном рынке переработки, в качестве одной из главных проблем называли отсутствие адекватных законов стимулирующих развитие отрасли.

В частности, упомянутый закон, который планируется ввести в действие в 2017, призван изменить тенденцию.

Совет!

В государствах, где рециклингу уделяется повышенное внимание, переработчики получают субсидии от государства в виде минимальных налогов и более низких цен на электроэнергию.

Также существует проблема сортировки мусора.

Для того чтобы отделить пластик от других бытовых отходов нужно проводить специальные разъяснительные программы, создавать контейнеры для раздельного сбора мусора и т.д.

Особенно видна эта проблема в регионах, где местные предприниматели не видят особых перспектив в данном бизнесе. Кроме того, даже после того как ПЭТ-отходы отсортированы они нуждаются в очистке.

Ведь как у нас делают?

Любая канистра, пластиковая банка, бутылка после использования нередко превращается в мусорную корзину.

Пластиковая тара со всяким мусором внутри, типа, железа стекла, твердых предметов, попадая в измельчитель, калечит его в несколько приходов.

Сырье приходит в таком состоянии, что переработчику нужно или рисковать оборудованием, что не выгодно, или нанимать дополнительный персонал, который будет распиливать, очищать, подготавливать вторсырье.

Перспективы

Как показывает мировая практика мусорный бизнес вообще и рециклинг ПЭТ-тары в частности один из наиболее перспективных сегментов в экономике. В России на данный момент это  непаханое поле.

Согласно исследованиям The Freedonia Group спрос на переработанный пластик будет ежегодно повышаться на 6-7%.

Внимание!

Также по их прогнозам мировой рынок пластикового вторсырья в 2016 составит более полутора миллиарда тонн!

Уже сейчас можно найти множество предложений по переработочному бизнесу. Разные компании приводят разные цифры, суля выгоду тому, кто возьмется за это дело. Согласно расчетам вложения, которые включают оборудование, аренду помещения, оформление бумаг составляют около 4-5 млн рублей.

При грамотной организации работы, такие инвестиции способны окупиться за 1,5-2 года. Безусловно, расчеты можно корректировать в ту или иную сторону. Учитывая то, что на данный момент в России перерабатывается не более 6% пластика, как минимум простор для развития имеется и не малый.

Источник

Источник: http://greenevolution.ru/analytics/recikling-pet-tary-gotova-li-otechestvennaya-infrastruktura-k-pererabotke-otxodov/

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.