本實(shí)用新型涉及一種含滌廢舊紡織品回收系統(tǒng),屬于廢料的回收或加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
PET聚酯由于具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性、性價(jià)比、可拉伸性能而成為世界上第一大合成高分子材料,每年有千萬(wàn)噸級(jí)的聚酯進(jìn)入服用領(lǐng)域。而作為石化下游的聚酯行業(yè),一方面面臨著石油資源不可再生且日趨枯竭的現(xiàn)狀,另一方面,聚酯自然狀態(tài)下難以降解,數(shù)量龐大的廢舊滌綸紡織品成為了固體廢棄物,給環(huán)境帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)。因此,如何對(duì)廢舊聚酯制品進(jìn)行回收,實(shí)現(xiàn)資源的有效循環(huán)利用,減少環(huán)境污染成為了聚酯行業(yè)亟需解決的問(wèn)題。
廢棄聚酯回收再生應(yīng)該秉承著回收利用最大化、回收過(guò)程清潔化的原則進(jìn)行。聚酯再生可分為物理法和化學(xué)法再生,物理法是指通過(guò)切斷、粉碎、加熱熔融等工序進(jìn)行回收再生;化學(xué)回收是將固態(tài)的聚酯解聚,轉(zhuǎn)化為較小的分子、中間原料,或直接轉(zhuǎn)化為單體,然后再縮聚?;瘜W(xué)法回收聚酯理論上能達(dá)到原生聚酯的水平,而且可以進(jìn)行化學(xué)改性,但限于脫色、精制等技術(shù)與成本的平衡問(wèn)題,而未能大面積推廣應(yīng)用。
物理法具有投資節(jié)省、處理成本低等特點(diǎn),但是由于廢舊聚酯中存在的紡絲油劑、印染助劑等雜質(zhì)而導(dǎo)致了再生聚酯聚合度降低、色相惡化,限制了再生聚酯的用途。浙江綠宇環(huán)保有限公司已授權(quán)專利201320600503.3、201520531917.4中采用的不經(jīng)清洗即可回收的工藝路線中,聚酯廢料不經(jīng)清洗、干燥等程序,節(jié)約了水資源,然而由于真空抽吸效率以及紡絲助劑中表面活性劑組分難以揮發(fā)等問(wèn)題,最終產(chǎn)品色值、特性黏度仍然不夠理想。而傳統(tǒng)物理法回收過(guò)程清洗需要消耗大量水資源,例如制造泡泡料過(guò)程中,每噸產(chǎn)品需要消耗4噸水以上;工信部2015年第40號(hào)文件《再生化學(xué)纖維(滌綸)行業(yè)規(guī)范條件》中要求“再生化學(xué)纖維(滌綸長(zhǎng)絲)(以下簡(jiǎn)稱再生滌綸長(zhǎng)絲)年生產(chǎn)能力不低于2萬(wàn)噸”、“再生滌綸長(zhǎng)絲的生產(chǎn),新鮮水取水量低于0.70噸/噸”、“工業(yè)用水重復(fù)利用率不低于86%”。
一方面,物理法回收需要進(jìn)行清洗而提高聚酯品質(zhì),另一方面,需要限制回收過(guò)程中的能耗、水耗,基于此,做出本申請(qǐng)案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有滌綸制品回收所存在的上述缺陷,本實(shí)用新型提供一種低能耗、生產(chǎn)穩(wěn)定、可實(shí)現(xiàn)廢舊聚酯再生的含滌廢舊紡織品回收系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:
含滌廢舊紡織品回收系統(tǒng),包括順次設(shè)置的切斷機(jī)、清洗裝置、烘干裝置、壓實(shí)機(jī)構(gòu)和均化增粘反應(yīng)釜,所述的切斷機(jī)包括梳理結(jié)構(gòu)和往復(fù)切刀,廢絲經(jīng)梳理機(jī)構(gòu)梳理后由往復(fù)切刀切斷為設(shè)定長(zhǎng)度后,以碎段形式送入清洗裝置后,脫水送入烘干裝置,控制水分在0.5%以下,送入壓實(shí)機(jī)構(gòu)中壓實(shí)后,擠壓加溫塑化后,進(jìn)入均化增粘反應(yīng)釜增粘后,造粒。
進(jìn)一步的,作為優(yōu)選:
所述的清洗裝置包括水洗機(jī)構(gòu)、一次脫水機(jī)構(gòu)、漂洗機(jī)構(gòu)、二次脫水機(jī)構(gòu),去除雜質(zhì)和油劑,清洗后控制含油量≤0.1%。
所述的清洗裝置包括一次水洗機(jī)構(gòu)、一次脫水機(jī)構(gòu)、漂洗機(jī)構(gòu)、二次水洗機(jī)構(gòu)、二次脫水機(jī)構(gòu),去除雜質(zhì)和油劑,清洗后控制含油量≤0.1%。
所述的切斷機(jī)內(nèi)設(shè)置有機(jī)械手、梳理機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)和往復(fù)切刀,機(jī)械手位于往復(fù)切刀前方,輸送機(jī)構(gòu)則位于機(jī)械手與往復(fù)切刀之間,機(jī)械手將廢絲推進(jìn)至梳理機(jī)構(gòu)處,梳理機(jī)構(gòu)往復(fù)移動(dòng)進(jìn)行梳理預(yù)處理后,輸送機(jī)構(gòu)將其送至往復(fù)切刀處進(jìn)行切斷。更優(yōu)選的,所述的梳理機(jī)構(gòu)上設(shè)置有齒形結(jié)構(gòu),且齒形結(jié)構(gòu)高度漸變(以遞減較佳);所述的往復(fù)切刀前方的輸送機(jī)構(gòu)上設(shè)置有壓輥,用于初步壓實(shí)并控制廢絲行進(jìn)速度,從而調(diào)整切斷長(zhǎng)度;所述的輸送機(jī)構(gòu)為輸送帶;往復(fù)切刀的頻率為10-600次/分鐘,壓輥轉(zhuǎn)速根據(jù)廢絲切斷長(zhǎng)度的要求可調(diào),確保廢絲碎段長(zhǎng)度1-10cm。所述的壓實(shí)機(jī)內(nèi)設(shè)置有刀盤(pán),碎段在刀盤(pán)上高速旋轉(zhuǎn),進(jìn)一步切斷的同時(shí)逐步壓實(shí)。
所述的壓實(shí)機(jī)構(gòu)中壓實(shí)程度由刀盤(pán)轉(zhuǎn)速控制,刀盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在100-600rmp范圍內(nèi),電流反饋壓實(shí)機(jī)中的物料高度,控制在250-300A之間。
將本申請(qǐng)應(yīng)用于滌綸廢絲、滌綸紡織品等滌綸制品的回收,其工作原理如下:
滌綸制品經(jīng)液壓平臺(tái)倒入料斗中,在機(jī)械手的推進(jìn)作用下,向前移動(dòng)至梳理機(jī)構(gòu)處,梳理機(jī)構(gòu)中的齒形結(jié)構(gòu)呈高低漸變結(jié)構(gòu)(高度由高漸低時(shí)梳理作用更佳),隨著齒形結(jié)構(gòu)的(左右)往復(fù)移動(dòng),廢絲被拉動(dòng)并逐漸條理化,避免了物料堆積的同時(shí),完成廢絲的梳理,梳理后的廢絲呈方向一致的規(guī)整形態(tài);廢絲隨著輸送機(jī)構(gòu)繼續(xù)向前輸送,由于此時(shí)的廢絲較為蓬松,直接送至往復(fù)切刀處時(shí),切斷后的長(zhǎng)度較長(zhǎng),因此在切刀前方的輸送機(jī)構(gòu)上方設(shè)置壓輥(旋轉(zhuǎn)方向與輸送機(jī)構(gòu)一致,可設(shè)置為單個(gè),也可水平成對(duì)設(shè)置),壓輥將蓬松的廢絲預(yù)壓實(shí)并二次平整,同時(shí)在壓輥與輸送機(jī)構(gòu)的夾持作用下,廢絲的前進(jìn)速度得到控制,此時(shí),往復(fù)切刀的頻率可設(shè)置為勻速,隨著廢絲前進(jìn)速度的遞增/遞減,碎段的長(zhǎng)度隨之遞增/遞減;碎段送入清洗工序中,先進(jìn)行水洗除去雜質(zhì),再進(jìn)行漂洗去除碎段表面的油劑,然后進(jìn)行離心脫水,將油劑含量控制在0.1%以下,最后烘干至水分含量在0.5%以內(nèi);清洗烘干后的碎段送入切割壓實(shí)機(jī)中,在刀盤(pán)的高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,碎段與刀盤(pán)、壓實(shí)機(jī)罐體中的定刀相互作用過(guò)程中完成切割,同時(shí),動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,碎段上殘留的水分和油劑可揮發(fā)物得到蒸發(fā),在壓實(shí)機(jī)內(nèi)壓力作用下,碎段逐漸壓實(shí),且上層進(jìn)料不影響下層碎段的壓實(shí),因此進(jìn)料與壓實(shí)過(guò)程可同時(shí)進(jìn)行,壓實(shí)后的碎段經(jīng)切割壓實(shí)機(jī)底部的螺桿送至主螺桿擠壓熔融后過(guò)濾,再經(jīng)增壓泵送至均化增粘釜內(nèi)進(jìn)行均化增粘,鑄帶切粒后進(jìn)行循環(huán)利用。與常規(guī)滌綸回收方式相比,本申請(qǐng)所提供裝置的有益效果如下:
(1)能耗低,產(chǎn)量高,自動(dòng)化程度高。本申請(qǐng)中,供料是通過(guò)機(jī)械手、梳理機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的,機(jī)械手將物料不斷進(jìn)行推進(jìn),使料斗中始終供料充足,梳理機(jī)構(gòu)中設(shè)置高度漸變的齒形結(jié)構(gòu),這種齒形結(jié)構(gòu)將廢絲拖出,并使之隨其向前移動(dòng),并在移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行規(guī)整梳理,使廢絲沿前進(jìn)方向排列整齊,因此,機(jī)械手、梳理機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)形成自動(dòng)進(jìn)料、自動(dòng)梳理的形態(tài);往復(fù)切刀為上下移動(dòng),在上下移動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了纖維的切斷,與常規(guī)的撕斷(如專利201320600503.3的破碎機(jī)中滾刀的撕扯作用、專利201520531917.4 中定刀、動(dòng)刀的研磨撕扯作用)方式相比,本申請(qǐng)采用切斷方式,避免了這種撕扯的斷裂不勻、斷裂長(zhǎng)度不可控、纖維纏繞等缺陷,往復(fù)切割頻率可控且頻率較高,其產(chǎn)量可達(dá)到3-8t/h,單位時(shí)間的產(chǎn)量約為常規(guī)方式的2倍以上,且采用破碎刀/破碎機(jī)能耗較大,而本申請(qǐng)所采用的往復(fù)切斷方式將能耗控制在較低水平,約為常規(guī)粉碎方式耗能的1/4。
(2)多個(gè)過(guò)程脫除水分和紡絲油劑等雜質(zhì),拓寬了廢料來(lái)源。廢舊制品中油、水含量將直接導(dǎo)致聚酯嚴(yán)重降解,色相惡化,從而限制了再生產(chǎn)品的用途,而回收終產(chǎn)物中油水含量與兩方面因素有關(guān),其一是原料中自身油水含量,其二是工藝中脫除效果,本申請(qǐng)中,進(jìn)入清洗工序的聚酯制品為1-10cm的碎段,可充分與水以及漂洗劑充分接觸,清洗工序的完成即可將油劑含量直接控制在0.1%以下,烘干可采用紅外干燥,熱風(fēng)送料的同時(shí),將含水量控制在0.5%以下;同時(shí),在后續(xù)的切割壓實(shí)過(guò)程中,高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步將碎段中的水分和油劑可揮發(fā)物蒸出;在后續(xù)主螺桿中設(shè)置有真空抽吸口,進(jìn)一步脫除雜質(zhì)成分。因此,本申請(qǐng)?jiān)O(shè)置有多道脫除雜質(zhì)的工序,可回收不同雜質(zhì)含量的廢舊聚酯。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型中切斷機(jī)中切斷部分的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型中切斷機(jī)中梳理部分的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為對(duì)比實(shí)施例1的工藝流程圖;
圖5為對(duì)比實(shí)施例2的工藝流程圖。
圖中標(biāo)號(hào):A.滌綸制品;B. 梳理產(chǎn)物;C. 預(yù)壓實(shí)產(chǎn)物;D.碎段;1. 液壓平臺(tái);2. 料斗;3.齒形結(jié)構(gòu);4. 輸送機(jī)構(gòu);5. 壓輥;6. 往復(fù)切刀。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例含滌廢舊紡織品回收系統(tǒng),結(jié)合圖1所示,包括切斷機(jī)、清洗裝置、烘干裝置、切割壓實(shí)機(jī)和均化反應(yīng)釜,切斷機(jī)、清洗裝置、烘干裝置、切割壓實(shí)機(jī)和均化反應(yīng)釜依次設(shè)置,蓬松雜亂的滌綸制品A以碎段D形式經(jīng)上述裝置進(jìn)行清洗、脫水烘干,控制水分在0.5%以下,送入切割壓實(shí)機(jī)中,增壓塑化后進(jìn)入均化反應(yīng)釜增粘。
其中,結(jié)合圖2和圖3,滌綸制品在切斷機(jī)中完成切斷,切斷機(jī)內(nèi)設(shè)置有機(jī)械手、梳理機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)和往復(fù)切刀6,機(jī)械手位于往復(fù)切刀前方,輸送機(jī)構(gòu)則位于機(jī)械手與往復(fù)切刀之間,機(jī)械手將廢絲推進(jìn)至梳理機(jī)構(gòu)處,梳理機(jī)構(gòu)上設(shè)置有齒形結(jié)構(gòu)3,且齒形結(jié)構(gòu)3高度遞減,梳理機(jī)構(gòu)往復(fù)移動(dòng)進(jìn)行梳理預(yù)處理,形成相對(duì)平整的梳理產(chǎn)物B,該梳理產(chǎn)物B經(jīng)壓輥5預(yù)壓實(shí)形成相對(duì)致密的預(yù)壓實(shí)產(chǎn)物C,同時(shí)壓輥5通過(guò)與輸送機(jī)構(gòu)4的相對(duì)轉(zhuǎn)速控制廢絲行進(jìn)速度。本實(shí)施例中,輸送機(jī)構(gòu)5為輸送帶;往復(fù)切刀的頻率為10-600次/分鐘,壓輥轉(zhuǎn)速根據(jù)廢絲切斷長(zhǎng)度的要求可調(diào),確保廢絲碎段長(zhǎng)度1-10cm。
碎段D在清洗裝置中進(jìn)行清洗后,進(jìn)入脫水機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫水烘干,控制水分在0.5%以下,送入壓實(shí)機(jī)中,壓實(shí)后擠壓升溫塑化后增粘。其中,清洗裝置包括水洗機(jī)構(gòu)、一次脫水機(jī)構(gòu)、漂洗機(jī)構(gòu)、二次脫水機(jī)構(gòu),去除雜質(zhì)和油劑,清洗后控制含油量≤0.1%。
壓實(shí)機(jī)中進(jìn)行的壓實(shí)是壓實(shí)機(jī)的刀盤(pán)上高速旋轉(zhuǎn),逐步壓實(shí);刀盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在100-600rmp范圍內(nèi),壓實(shí)過(guò)程中壓實(shí)程度由刀盤(pán)轉(zhuǎn)速控制,電流反饋壓實(shí)機(jī)中的物料高度,控制在250-300A之間。結(jié)合圖2,液壓平臺(tái)1沿箭頭所示方向傾斜,使其上的滌綸制品(以滌綸廢絲為例)A倒入料斗2中,在機(jī)械手的推進(jìn)作用下,向前移動(dòng)至梳理機(jī)構(gòu)處,梳理機(jī)構(gòu)中的齒形結(jié)構(gòu)3的高度由高漸低,隨著齒形結(jié)構(gòu)3的往復(fù)移動(dòng),廢絲被拉動(dòng)并逐漸條理化,避免了物料堆積的同時(shí),完成廢絲的梳理,梳理后的梳理產(chǎn)物B呈方向一致的規(guī)整形態(tài);梳理產(chǎn)物B隨著輸送機(jī)構(gòu)4繼續(xù)向前輸送,由于此時(shí)的梳理產(chǎn)物B較為蓬松,經(jīng)輸送機(jī)構(gòu)4上方設(shè)置壓輥5(壓輥5沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)),壓輥5將蓬松的梳理產(chǎn)物B預(yù)壓實(shí)并二次平整形成預(yù)壓實(shí)產(chǎn)物C,同時(shí)在壓輥5與輸送機(jī)構(gòu)4的夾持作用下,預(yù)壓實(shí)產(chǎn)物C的前進(jìn)速度得到控制,此時(shí),往復(fù)切刀6沿其所對(duì)應(yīng)的箭頭發(fā)生上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),預(yù)壓實(shí)產(chǎn)物C被切斷成長(zhǎng)度一致的碎段D;碎段D送入清洗工序中,先進(jìn)行水洗除去雜質(zhì),再進(jìn)行漂洗去除碎段D表面的油劑,然后進(jìn)行離心脫水,將油劑含量控制在0.1%以下,最后烘干至水分含量在0.5%以內(nèi);清洗烘干后的碎段D送入切割壓實(shí)機(jī)中,在刀盤(pán)的高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,碎段D與刀盤(pán)相互作用過(guò)程中完成壓實(shí)過(guò)程,同時(shí),動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,碎段D上殘留的水分和油劑得到蒸發(fā),在壓實(shí)機(jī)內(nèi)壓力作用下,碎段D逐漸壓實(shí),且上層進(jìn)料不影響下層碎段的壓實(shí),因此進(jìn)料與壓實(shí)過(guò)程可同時(shí)進(jìn)行,
碎段經(jīng)壓實(shí)機(jī)底部的螺桿送至主螺桿擠壓熔融后過(guò)濾,再經(jīng)增壓泵送至均化增粘釜內(nèi)進(jìn)行均化增粘,鑄帶切粒后進(jìn)行循環(huán)利用。
上述操作過(guò)程中,供料是通過(guò)機(jī)械手、梳理機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)4實(shí)現(xiàn)的,機(jī)械手將物料不斷進(jìn)行推進(jìn),使料斗2中始終供料充足,梳理機(jī)構(gòu)中設(shè)置高度漸變的齒形結(jié)構(gòu)3,這種齒形結(jié)構(gòu)3將廢絲拖出,并使之隨其向前移動(dòng),并在移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行規(guī)整梳理,使廢絲均呈相同的走勢(shì),因此,機(jī)械手、梳理機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)4形成自動(dòng)進(jìn)料、自動(dòng)梳理的形態(tài);往復(fù)切刀6上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),在上下移動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了纖維的切斷。
廢舊制品中油、水含量將直接影響產(chǎn)品的色值和羥值,從而影響后續(xù)回收產(chǎn)物的使用效果,本申請(qǐng)中,進(jìn)入清洗裝置的聚酯制品為1-10cm的碎段D,可充分與水以及漂洗劑充分接觸,出清洗裝置的廢絲含油量可直接控制在0.1%以下,烘干裝置可采用紅外干燥,熱風(fēng)送料的同時(shí),將含水量控制在0.5%以下;同時(shí),在后續(xù)的切割壓實(shí)機(jī)中,高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步將碎段D中的水分和油劑可揮發(fā)物蒸出,進(jìn)一步脫除油水,通過(guò)清洗裝置和壓實(shí)機(jī)就可以充分脫除滌綸制品中的油、水,因此,本申請(qǐng)所采用的裝置對(duì)滌綸制品原料品質(zhì)不限,其來(lái)源更加廣泛,涉及到的滌綸制品均可投入回收。
在壓實(shí)工序中,進(jìn)行壓實(shí)的原料為碎段D形態(tài),壓實(shí)過(guò)程中,這種1-10cm的長(zhǎng)度分布均勻的碎段D更容易壓實(shí),堆積密度均勻,避免了蓬松堆積、密度波動(dòng)所引起的產(chǎn)量不穩(wěn)。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的設(shè)置和工作原理相同,區(qū)別在于:清洗裝置包括一次水洗機(jī)構(gòu)、一次脫水機(jī)構(gòu)、漂洗機(jī)構(gòu)、二次水洗機(jī)構(gòu)、二次脫水機(jī)構(gòu),去除雜質(zhì)和油劑,出清洗裝置的廢絲含油量≤0.1%。
對(duì)比實(shí)施例1
以專利201320600503.3作為對(duì)比實(shí)施例1,結(jié)合圖4,具體方案不再詳述。
對(duì)比實(shí)施例2
以專利201520531917.4作為對(duì)比實(shí)施例2,結(jié)合圖5,具體方案不再詳述。
將本申請(qǐng)與對(duì)比實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例2進(jìn)行對(duì)比,其結(jié)果匯總?cè)绫?所示。
表1 不同實(shí)施方式下的效果對(duì)照表
采用本申請(qǐng)所提供的方案,對(duì)比實(shí)施例1是通過(guò)破碎機(jī)中滾刀的撕扯作用實(shí)現(xiàn)纖維的破碎;對(duì)比實(shí)施例2是通過(guò)定刀、動(dòng)刀的研磨撕扯作用,而本申請(qǐng)則是采用與對(duì)比實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例2完全不同的切斷方式,避免了撕扯所引起的斷裂不勻、斷裂長(zhǎng)度不可控、纖維纏繞等缺陷,且往復(fù)切割頻率可控且頻率較高,單位時(shí)間的產(chǎn)量約為常規(guī)方式的2倍以上,同時(shí),采用破碎刀/破碎機(jī)能耗較大,而本申請(qǐng)耗能低,產(chǎn)量高,自動(dòng)化程度高,其所采用的往復(fù)切斷方式將能耗控制在較低水平,約為常規(guī)粉碎方式耗能的1/4。
因此,本申請(qǐng)所提供的工藝路線,不僅能耗低,產(chǎn)量高,耗水量?jī)H為現(xiàn)有技術(shù)的1/10,而且對(duì)比實(shí)施例1中聚酯降解大,b值高,對(duì)比實(shí)施例2以工業(yè)絲作為回收原來(lái)所制成的產(chǎn)品色值較高,回收聚酯僅能降級(jí)使用;而本申請(qǐng)所回收制備的成品可降低聚酯降解程度,特性黏度降低有些愛(ài)你,再生產(chǎn)品色值低,可保證產(chǎn)品品質(zhì)。