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【本科论文】简谈废旧塑料再生造粒清洁生产的潜力分析与途径(论文题材)

星级: ★★★★★ 期刊: 《环境保护》作者:浏览量:3710 论文级别:热门本章主题:废气和废旧塑料原创论文: 5156论文网时间:2014年9月6日审核稿件编辑:Gilbert本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:1551 评论次数: 2261

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文/温勇 杜建伟 项赟 雷伟香

摘要 通过对废旧塑料再生造粒企业开展清洁生产审核的研究和经验总结,指出废旧塑料再生造粒企业存在的主要问题和清洁生产潜力,从清洁生产工艺和设备改进、过程控制、废弃物处理处置等方面提出实施清洁生产的途径,为企业开展清洁生产工作提供借鉴与参考.

关键词 废旧塑料;荐生造粒;清洁生产

塑料在提供给人们生活便捷的同时,产生的废弃物也给环境带来许多危害,高效回收和再利用是解决废旧塑料环境污染的有效方法.我国利用废旧塑料进行再生塑料颗粒制造的行业起步较早,但我国绝大多数企业在技术设备、生产规模、产品应用等方面均与世界先进水平存在一定差距.本文从清洁生产的角度,以广东省部分废旧塑料再生造粒企业为实例,分析废旧塑料再生造粒企业普遍存在的问题,提出相应措施,为企业开展清洁生产审核工作提供参考.

废旧塑料再生造粒的主要问题与清洁生产潜力

废旧塑料再生造粒主要包括分选、破碎以及造粒三个阶段.废旧塑料经分拣分类后放入破碎机内进行破碎,再经造粒机进行热熔、拉丝、冷却、切粒后即制成塑料再生粒打包 .基本工艺流程见图1.结合生产工艺对几家企业的清洁生产过程逐一定性比较或定量实测分析发现,废旧塑料再生造粒存在的问题与清洁生产潜力主要有以下三个方面.

一是造粒机能耗较高.在废旧塑料再生造粒过程中,造粒机需要广泛用到电加热,这种加热方式主要是靠接触传导来传递热能,只有紧靠在料筒表面内侧的热量才能传到料筒上,这样外侧的热量大部分散失到空气中,存在着热传导损失,并导致环境温度上升,热量利用率较低的问题.某企业统计分析显示,造粒车间用电量可占企业用电总量的97%以上,具有较大的清洁生产潜力.

二是频繁更换滤网,固体废弃物产生量较大.废旧塑料再生造粒过程中产生的固体废弃物种类较多,主要包括分选过程产生的金属、木屑等夹杂物;拉丝过程中产生的过滤杂质、废滤网、废胶头等;切粒次品;废气处理产生的失效活性炭;清洗废水处理污泥等.物料平衡实测结果显示,造粒过程中的物料流失环节主要为废胶头、过滤杂质,产生的不可利用废弃物为废滤网.现场评估发现,由于破碎的原料中含有杂质料,在滤料拉丝时容易堵塞模头中的滤网,更换滤网时又产生大量废胶头、废丝.对废胶头、废丝回收“二次造粒”则增加了

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电能消耗;废滤网如处理不当会对环境造成较大的影响,如部分企业将废滤网进行焚烧后重复使用,从而产生有机废气以及二恶英污染环境.

三是废气收集处理不规范.废旧塑料加热会逐渐发生熔融或分解反应,此过程将释放出含有烃类、苯类的废气,散发出石油味、刺激性酸味等气味.目前大多废旧塑料再生造粒企业处理有机废气主要采用活性炭吸附法:

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有机废气通过集气罩收集进入活性炭吸附装置,处理后的气体利用引风机通过排气筒向高空排出.现场评估发现,部分企业废气收集处理不规范,处理效果较差不能达标排放,加工车间刺激气味较重.一些企业虽然安装了废气集气系统及处理设施,但集气罩设置太高,抽风集气面积过小,废气收集点不合理;工人为生产操作便利,将集气罩掀起导致废气收集效果差;不及时更换活性炭或采购品质较差的活性炭也会造成有机废气吸附效果不佳.

清洁生产途径探讨

造粒机节能改造

一是使用电磁加热.采用更节能环保的电磁加热,利用电磁感应产生的感应电流对加热体做功,电能转化为加热体的内能,使得加热体的温度升高,达到加热的目的.电磁加热技术是使金属炮筒自身发热,并且可以根据具体情况在炮筒外

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部包裹一定的隔热保温材料,能有效地减少热量的散失,提高热效率,因此节能效果十分显著.电磁加热技术主要有以下特点:第一,高效节能.电能一热能转换率达90%以上,同等条件下比电阻加热方式节能.第二,运行稳定.主机采用电子控制,对整体系统起到保护功能,有效避免主机老化,保证了设备长期安全、稳定运行.第三,温控精密.造粒机炮筒不同的区间对于温度要求不一,传统加热均为整体加热,造成热能的浪费并且可能影响产品质量.电磁加热系统实行分区感应加热,使过程控制更加紧密并且节省电能.第四,散热量小.热量聚集于加热体内部,外部热量耗散少,设备表面可用手触摸,温度从原来电阻加热的100摄氏度以上降到常温,改善了操作环境.

二是使用节能红外加热.红外加热技术是采用纳米合金材料配合特定的红外管制成的高效节能加热圈加热造粒机炮筒系统.红外加热具有以下几方面特点:热能为单向传导,热损失少,电热转换率高,热效率99%以上;升温速度快,发热材料在45秒内可达最高温度1000摄氏度;耐高温,可长期工作在750摄氏度内;工作稳定,发热材料可连续使用5万小时以上不衰减.广州某公司在清洁生产审核过程中对3台造粒机的加热方式改造成红外加热,结果显示,改造后单位产品平均耗电量比改造前下降了10%以上,具有明显的节能效果.

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三是使用高效脉冲直流加热.高效脉冲直流加热是通过采用可编程直流电源将原有的交流电经过整流电路后逆变成直流电信号,信号采用独有的移相调压技术,精准实现开环调压、闭环恒流、恒功的功能,并可同步实现变周期、定周期,从而提高加热过程中的发热效率.高效脉冲直流加热器主要有以下特点:第一,高效节能.在整流器效率曲线固定的情况下,自动检测负载电流大小,根据需要开启整流模块,让另外的模块进行休眠,通过模块的休眠提高系统实际工作效率,从而实现高效节能.第二,有效滤波.采用仪用带波滤除技术,可有效清除高次谐波,降低线损、线温.第三,定频、定波.通过定频输出增强感应涡流密度,锁频、同步降流技术实现用多少给多少和两极平衡,可使加热速度提高约30%.

造粒机模头更换

造粒机模头的主要作用是将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动,经多孔滤网过滤后流入机头成型模具,再拉丝切粒.模头一般采用铸铁机械加工成方形,内设底筛,配备电动升降模头.由于铸铁厚重,每次工作升温时间约2个小时;工作过程中需要不断停机换滤网,频繁停启增加了能源损耗.

新型“滤芯模头”主要有以下特点:第一,轻便.传统“滤网模头”重约300千克, “滤芯模头”重约20千克,减少了模头质量的同时减少了模头加热所需要的能量,缩短了加热时间;第二,固废少.由于滤芯中的滤网使用双层折叠的方式,比表面积较原来使用的滤网大得多,停机更换滤网次数大大减少,直接减少了废滤网、废胶头和废丝等固体废弃物产生量;第三、滤芯可重复使用.滤芯堵塞后可回收再生,避免了废滤网焚烧产生的有机废气污染.

有机废气规范收集处理

规范收集有机废气、科学有效地管理有机废气处理设施,是废旧塑料造粒过程中有机废气处理方面有效的清洁生产途径.一是完善现有废气收集系统.采用合理的抽风罩,集中对准造粒机产生废气的各环节,并将抽风罩设计为可活动型,便于收集和生产操作;二是加强对废气处理设施的管理,定期更换活性炭,废活性炭交有资质单位回收处理;三是根据实际情况调整工艺流程.部分废塑料在热熔过程中会产生少量的油烟,可在原有的活性炭吸附装置上增加高效静电油烟净化器处理,防止集气罩上富集的油滴落到挤出机上引起火灾,同时提高有机废气处理效率.

【基金项目:环境保护部华南环境科学研究所 级公益性科研院所基本科研业务专项】

(温勇系环境保护部华南环境科学研究所循环经济与清洁生产中心主任、高级工程师;杜建伟系环境保护部华南环境科学研究所高级工程师;项赟、雷伟香,环境保护部华南环境科学研究所)

[ 参考文献 ]

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