7 (499) 653 76 35

Компактная система, как универсальное решение

Переработка. Сухая переработка пластиков увеличивает качество очистки одновременно с минимизацией расхода электричества.

Универсальное сочетание чистки и экструзии полимеров, позволяет использовать производимое тепло для оптимизации процесса производства.

 MAS

Системы сухой чистки полимеров (фото 1) уже существуют на рынке несколько лет и в течение этого времени доказали свои преимущества и удобства. Эти системы выстраиваются в одну линию с экструдерами, имеющими конические шнеки сонаправленного вращения. Оба компонента производятся на заводе Maschinen und Anlagenbau Schulz GmbH (M-A-S), в г.Пакинг, Австрия и идеально выстраиваются в производственную линию.

Высокая рентабельность небольших заводов по переработке пластиков с одной стороны достигается за счет сбережения энергии, с другой стороны высокой степени очистки материала. К примеру, сельскохозяйственная стрейч пленка ПНД или ПВД, тонкостенные, выдувные материалы могут быть эффективно переработаны в высококачественные гранулы, которые могут быть повторно использованы в производстве пленки или в литье под давлением.

После измельчения загруженного материала в шредере (А, рис.1) подается в бункер накопитель  (В). Двухстадийный процесс очистки с основной камерой и дополнительной камерой очистки используют фрикционный (за счет трения) принцип работы.

Благодаря такому принципу работы, сухая очистка и переработка подходит для любых типов пластиковых отходов, загрязненных материалами, которые легко могут быть удалены при помощи трения, например, такие как земля, песок и органические примеси. Производительность сухой чистки может достигать до 1000 кг/час.

Основной принцип сухой чистки разработан партнером компании M-A-S компанией Ekuma GmbH в г. Пакинг, совместив сушку и чистку пластиков в одной машине. Сердце машины – это вращающийся ротор, который транспортирует измельченный в шредере материал из бункера-накопителя (1, рис.1) в первую ступень очистки (2) и одновременно с этим создавая подвижную воздушную подушку, которая вращает пластик. Материал сушится при помощи поступления горячего воздуха (3) и очищается за счет трения фракции друг о друга и о стальную оболочку рабочей камеры. Земля удаляется постоянно через сепарационные экраны и затем по системе пневмотранспорта подается в выгрузочный циклон (4). На циклоне возможно установить воздушный фильтр. После сушки и чистки в первой ступени, пластик по системе труб (5), поступает в высокоскоростную чистку второй ступени (6). Здесь удаляются остатки земли и песка перед окончательной выгрузкой материала в циклон готовой продукции (7). В результате очистки, сухая пленка освобождается от инородных включений и различных материалов ухудшающих процесс переработки.

Материал поступает и складируется в накопительном бункере достаточно большом, чтобы обеспечить непрерывность подачи материала, но при этом не слишком большом во избежание потери энергии. Обработка материала выполняется на двух - шнековых конических экструдерах компании M-A-S (С) с вращением направленным в одну сторону, что обеспечивает не только стандартную гомогенизацию, но также чрезвычайно высокую эффективность в низком потреблении электричества для расплава. Выход электричества составляет 0,2-0,25 kw/kg [1].  Когда перерабатывается ПВД, последующая резка гранул (Е) происходит при температуре воды до 80° С, выработанное тепло возвращается в процесс сушки материала за счет теплообменника.

Качество переработанной гранулы сильно зависит от рабочей температуры, однородности входящего материала, от чистоты и наличия пузырьков газа. Также очень важными во всей концепции являются настройки экструдера, его технические и энергетические показатели, и настройки фильтра расплава. Специально разработанный и запатентованный фильтр расплава непрерывного действия (D)

Преимущества сухой чистки перед влажной мойкой.   

 Одно из основных преимуществ заводов с сухой чисткой, является низкая инвестиционная часть, небольшое производственное пространство и небольшое число компонентов завода. Кроме того, во время сухой чистки вообще не используется вода, и не требуются промышленные стоки, также снижаются временные затраты на работу. Завод имеет низкую стоимость обслуживания и короткое время остановок, требует меньшее число персонала и следовательно низкую эксплуатационную, сервисную и в итоге общую стоимость.

Таблица 1 показывает сравнение эксплуатационных затрат на работу с влажной и сухой чистками. Представленные в таблице данные являются не постоянными величинами и могут быть просчитаны только в течении длительного периода, и могут отличаться в зависимости от перерабатываемого материала. Последняя строка показывает расходы влажной чистки, содержащие более высокую стоимость. Амортизация завода в течении 6 лет, в Евро/тонну материала, приблизительно в четыре раза больше чем у Сухой чистки. В дополнение к этому высокая стоимость электроэнергии, воды и обслуживания влажной чистки.

 Сравнительные показатели Сухой чистки.  

Требуемое электричество для сушки пластика зависит от содержания влаги во входящем материале, выходящая влага зависит от климатических условий. Сравнение основано на следующих входящих параметрах взятых из практики (содержание влаги  на входе 15%, выходная влажность 2%, материал ПВД отходы производств, незначительно загрязнен землей и песком, окружающий воздух 15?С, относительная влажность 50%, температура воздуха в сушке 25?С при относительной влажности 90%). При подсчете использовалась диаграмма Мюллера H,X [3] показывающая теоретическую мощность требуемого электричества при сушки, которая равна 0,143 kW/кг продукции.

С сухой чисткой, 0,1 kW/кг требуемой мощности приходится на преодоление силы трения всех устройств и вентиляторов. Приблизительные измерения эффективности (ηсухой чистки=0.9), оставшиеся 0,060 kw/кг требуются на работу энергосберегающей системы. При необходимости, в двух случаях из десяти,  дополнительное тепло поступает через установленный теплообменник. Таким образом, снижается требуемое входящие электричество для моторов.  

По сравнению с сухой чисткой, влажные мойки требуют предварительный отжим в центрифуге (0,075 kW/кг) до влажности 15%. Для последующей термической сушки требуется 0, 286 kW/кг с эффективностью (ηвлажноя мойка=0.5) замеренной на практике, что в общей сложности требует энергии 0,361kW/кг продукции.

Выше приведенное сравнение четко показывает, что сушка после влажной мойки требует в три раза больше энергии, чем на установке сухой чистки. Эта ощутимая разница была практически доказана на установленных линиях. Изначально установленное низкое потребление энергии на сухой чистке в дальнейшем еще более снижается за счет восстановления тепловой энергии, что в результате даёт значительную экономию при работе. При производительности 1000 кг/час на входящем сырье (загрязненность прим. 10%), ежегодное рабочее время 8200 часов, цена электричества 0,07 евро/кВт/ч, а цена газа 0,0275 евро/кВт/ч. Эксплуатация сухой чистки при указанных условиях принесёт экономию более 170 тыс. евро в год.

На схеме 2 показан поток энергии на сухой чистке в сочетании с экструдером в соотношении кВтч/кг продукции. Энергия нагрева на сухой чистке сводится к нулю, поскольку она вполне восполняется теплом от теплообменников и моторов, достаточным для сушки материала.

Расчет времени сушки в сухой чистке (время пребывания 60 с,  скорость потока 42 м/с) подчеркивает значимость этих значений, т.к. для влажной мойки потребуется труба длиной в 2,5 км, чтобы достичь таких показателей. Таким образом, сухую чистку можно использовать не  только как полноценную единицу оборудования, но и как узел в целой моечной линии как предварительную грубую чистку при сильных почвенных загрязнениях, как вторичную чистку или как превосходную эффективную сушку.

Экологическая выгода

Безводная система сухой чистки в процессе работы не производит ни сточной воды, ни шлама. При этом отпадает необходимость очистки сточной воды, что приводит к сокращению лишних расходов на инвестиции в оборудование, на утилизацию отходов и связанные с этим производственные затраты, а также вносит большой вклад в защиту окружающей среды. С другой стороны возрастают доходы и растет прибыльность системы сухой чистки.

Установка сухой чистки имеет систему встроенного теплообмена, которая использует тепло воздушной сушилки и водно-кольцевой резки для предварительного нагрева сухого воздуха. Цепь водяного охлаждения водно-кольцевой резки выделяет тепловой энергии 0,05 кВт/кг продукции, которая используется для сушки материала. Система также оснащена теплообменником, который выделяет тепло от использованного воздуха сушильной центрифуги. В целом можно восстановить тепловой энергии 0,18 кВт/кг (при внешней температуре -10°С). Системы сухой чистки могут безопасно функционировать в температурном диапазоне от -10°С до +30°С. Фактически, чем ниже температура на улице, тем большее количество восстановленного тепла можно получить посредством теплообменников.

Заключение.

Сухая чистка полимеров – это высокоэффективный способ очистки полимерных материалов. Низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы обеспечивают высокие доходы и быструю окупаемость установки сухой чистки. Её использование приносит прибыль не только в качестве отдельного агрегата, но и в составе линии влажной мойки. Простота в конструкции и управлении и минимальное техническое обслуживание определяют её энергосберегающее и экологически безопасное использование.