廢舊塑料的熔融再生
摘要 : 塑料的熔融再生方法包括下述過程：廢舊塑料的收集 分揀 清洗 干燥 再生造粒 成型
關鍵詞 : 廢舊塑料收集,分揀,熔融再生
一．廢舊塑料的分揀
廢舊塑料來源復雜，常混入有金屬，橡膠，織物，泥紗及其他各種雜質，且不同品種的塑料往往混在一起，這不僅會對用回收廢的塑料進行加工造成困難和對生產的制品質量造成影響，而且混入的金屬雜質還會損壞加工設備，因此，在用廢舊塑料生產制品時，不僅要將廢舊塑料中的各類雜質清除掉，而且也要將不同品種的塑料分開，只有這樣，才能制得優質再生制品。
廢舊塑料的分選方法有手工分選，磁選，密度分選，靜電分選，浮選，溫差分選和風篩分選等方法。
1.手工分選
手工分選步驟如下：
（1）除去金屬和非金屬雜質及剔除嚴重重量下降的廢舊塑料。
（2）先按制品，如薄膜（農用薄膜，本色包裝膜），瓶（礦泉水瓶，碳酸飲料瓶），杯和盒類，鞋底，涼鞋，泡沫塑料，邊角料等進行分類，再根據上節鑒別法分類不同的塑料品種，如聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚酯等。
（3）將經上述分類的廢舊塑料制品再按顏色深淺和質量分選，顏色可分成如下幾類：黑色，紅，棕，黃色，藍，綠和透明無色。
2.磁選
磁選的主要目的是除去混入在廢舊塑料中的鋼鐵碎屑雜質，因這些細碎鋼鐵屑不易用手工分選的方法除去，所以，必須通過磁選的方法清除干凈。
3.密度分選
密度分選是利用不同塑料具有不同密度這一性質進行分選的方法，通常有溶液分選，水力分選和離心密度分選法等，溶液分選法是將混雜的廢舊塑料放進某種具有一定密度的溶液中，然后根據廢舊塑料在該溶液中的沉浮狀態來進行分選。
溶液分選方法的優點是簡易可行，只要選擇配制一種或幾種溶液就可以進行大批量分選，而避免繁瑣的人工分選，其缺點是有些種類的塑料的密度非常接近，因此，要獲得高純度的分離物比較困難。
水力分選常用水力分選器，為提高分選效率，常需先進行清洗，后溶液分選。離心密度分離采用離心密度分離機。
4.靜電分選
靜電分選是利用各種塑料不同的靜電吸力來進行分選的方法。步驟是先將塑料粉碎成面積約為10mm2的小塊，經干燥后，利用高壓電極進行分選，對于多種混雜在一起的廢舊塑料需通過多次分選，這是因為每通過一次預選設寶電壓的高壓電極只能分選出一種塑料。靜電分選法特別適用于帶極性的聚氯乙烯，分離純度可達百分之百。
5.浮選分選
浮選是利用潤濕劑改變水對塑料表面的潤濕性，使某些塑料由疏水性變為親水性下沉，而仍為疏水性的塑料表面粘附上氣泡而上浮，從而達到分離的目的的方法。浮選法分離不同種類的塑料時，與塑料的密度，形狀，大小等無關，它是利用水對塑料表面潤濕性能的不同來進行分選的。
6.溫差分選
溫差分選也稱為低溫分先，它是利用各種塑料具有不同的脆化溫度來進行分選的方法。具體方法如下：將混雜的廢舊塑料經一次粉碎后置于溫度為—50度的冷卻器中冷卻并粉碎，脆化溫度在—50度以下的塑料即被粉碎，經篩分后分出。尚未粉碎的塑料再置于溫度為—100度的冷卻器中冷卻粉碎，然后篩分出脆化的塑料。冷卻劑采用液氮，可冷卻至—140度。
溶液種類密度/（g/cm3）配制方法應用舉例
浮于溶液的塑料沉入溶液的塑料
水1—聚乙烯，聚丙烯聚氯乙烯，聚苯乙烯
食鹽水溶液（飽和）1．19（25度）水74ml食鹽26g聚苯乙烯，ABS聚氯乙烯，有機玻璃
酒精溶液（58。4%）0．91（25度）水100ml95%酒精160ml水聚丙烯聚乙烯
酒精溶液（55。4%）0．925（25度）100ml95%酒精140ml低密度聚乙烯高密度聚乙烯
氯化鈣水溶液1．27水150ml氯化鈣100g(工業用)聚苯乙烯，有機玻璃，聚乙烯聚氯乙烯
7.風篩分選
風篩分選是將經粉碎的塑料放在分選裝置內噴射，風從橫向或逆向吹入，利用不同塑料對氣流的阻力與自重的合力差進行分選的方法。由于粉碎后粒度的粗細會影響分選的效果，所以此法要求粉碎后的粒度粗細均勻。此法也可用于分選塑料中混入的石子和砂子等。
二、廢舊塑料的清洗和干燥
廢舊塑料通常在不同程度上沾染有油污，垃圾，泥沙等，這些雜質會嚴重影響再生塑料制品的質量，因此，必須對廢舊塑料進行清洗，清洗的方法有手工清洗和機械清洗。
（1）手工清洗和干燥
手工清洗要根據制品品種和污染程度決定具體清洗方法。一般農用薄膜及包裝薄膜清洗過程如下：溫堿水清洗（去油污）——刷洗——冷清水漂洗——曬干。包裝有毒藥品的薄膜和容器的清洗過程如下：石灰水清洗（中和去毒）——刷洗——冷清水漂洗——曬干
（2）機械清洗和干燥
機械清洗有間歇式和連續式兩種，間歇式是先將廢舊塑料放在裝有熱的堿水溶液的溶器中浸泡一定時間，然后通過機械攪拌使薄膜彼此磨擦和撞擊，以達到除去沾染的污物的目的，再取出清洗后的薄膜的方法。連續式是間歇式的改進方法。切碎的廢舊塑料連續喂入，清洗后的薄膜連續排出。
三、再生造粒
經清洗干燥的廢舊在成型加工前一般要進行造粒。廢舊塑料一般經過使用后均產生不同程度的老化，所含助劑也有不同程度的損失。所以在造粒前常需適當補充某些助劑，尤其是軟質聚乙烯塑料，常需補充加入增塑劑，穩定劑等。由于再生塑料常由許多不同顏色的廢料混合而成，所以，一般在再生中工時均需添加深色的著色劑，這里應注意的是，添加助劑要考慮用價格較低的品種，因再生制品的價格一般較低。
四、廢舊塑料的熱裂解回收
熱裂解回收油，氣的方法有許多，如熔融槽法，螺桿式熱分解法，反應管蒸發器法，流化床反應器法，催化裂解法等，不同的方法可用不同品種塑料的熱裂解回收，現分別簡介如下。
1．熔融槽法
熔融槽法是采用一種熔融鹽為加熱介質，使廢舊塑料加熱分解，分解后的熱蒸氣通過電力除塵器后在冷凝器中冷凝成分解產物的方法，此法可用于聚乙烯，無規聚丙烯，聚丙烯，聚苯乙烯。
2．螺桿式熱分解法
螺桿式熱分解法可用于聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯的回收，此類裝置的關鍵部分是螺桿式熱分解反應器。一般采用外部電加熱，溫度達500至550度。物料在進入螺桿式熱分解反應器前先用微波加熱器預熱。反應產物分別按輕油，重油回收。
3．反應管蒸發器法
反應管蒸發器法用于均一原料且容易成為液狀單體的廢舊塑料回收，適用的廢舊塑料品種有無規聚丙烯（APP），聚苯乙烯等。
4．流化床反應器法
流化床反應器法已有多種裝置用于廢塑料的油化回收，此法可應用于：聚丙烯，交聯聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯等多種塑料。
5．催化裂解法
催化裂解法是利用合適的催化劑進行低溫油化廢塑料的方法，一般用于單一品種塑料的油化，適用的塑料有聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯等。由于采用低溫油化，所以，此法的油分收率較高，另外，催化劑的使用使所得油分較均一，產物的附加價格較高。
五、廢舊塑料的能量回收
廢舊塑料的能量回收是通過它在焚燒爐焚燒時釋放的熱能的有效利用來達到回收的目的的方法。燃燒熱通常用熱交換器，將熱能轉化成溫水，或通過鍋爐轉化成蒸汽發電和供熱來加以利用。廢舊塑料——破碎——燃燒——熱量回收——排煙處理
廢舊塑料能量回收的關鍵問題一是焚燒技術，二是燃燒廢氣的處理。前者因塑料的熱值較高以及廢舊塑料種類不同，所以，對焚燒爐的設計有一定的要求；后者由于環境保護的要求，對排出的廢氣要求無公害，所以，必須進行處理。
1.廢舊塑料用焚燒爐
對廢舊塑料焚燒在設計上有如下要求，
(1)能用機械操作，且焚燒穩定
(2)即使是多種塑料的混合物或混有其他城市固體垃圾也能有效焚燒
(3)最大限度防止有害氣體放出
(4)焚燒能力大，故障少
(5)燃燒完全，不產生煙塵粒子
(6)廢水排放要符合環保要求
熱塑性塑料投入高溫的焚燒爐時，部分塑料很快熔融并急速成分解或氣化，結果進行氣相燃燒，而產生的碳質殘渣的燃燒較慢，部分熔體覆蓋其表面，造成缺氧而燃燒不充分。熱固性塑料加熱也不熔融，而進行分解燃燒和表面燃燒，著火溫度高而燃燒速度慢。當上述熱塑性塑料和熱固性塑料同時投入焚燒時，常會發生燃燒較慢的碳質殘渣和熱固性塑料的殘留而導致燃燒停滯的情況，為此，在焚燒爐中要有適當的攪拌和良好的通風，以促進固體物的燃燒。用于廢舊塑料焚燒爐的燃燒室外結構有如下方式：（1）火格子焚燒爐（2）床式焚燒爐（3）下向火格子式焚燒爐（4）流動層式焚燒爐（5）旋風式焚燒爐（6）微粉煤式焚燒爐
2.廢舊塑料的能量回收
廢舊塑料的焚燒的熱能通過熱交換器使水變成溫水或蒸氣而加以利用。
六、回收化工原料
回收化工原料的方法可用于許多種廢塑料的回收，此法實際屬于化學分解方法，它較之熱裂解法可獲得較均勻的分解產物，但此法要求單一品種的潔凈廢料，化學分解法回收化工原料主要有水解和醇解法，簡介如下。
(1)水解法
水解法是通過加水分解含易水解基團聚合物回收原料的方法。此法適用于聚按酯，聚酯，聚碳酸酯和聚酰胺等塑料，這此塑料在通常條件下是穩定的，所以水解必須在特殊條件下進行，工業上利用水解技術分解聚氨酯泡沫塑料回收聚酯多元醇的裝置。
(2)醇解
醇解法是利用醇類的羥基醇解某些聚合物回收原料的方法。醇解法可用于聚按酯，聚酯等塑料。一種用于聚按酯泡沫塑料的醇解工藝過程如下：
乙二醇-聚胺酯泡沫塑料-粉碎-反應器-蒸餾-聚酯多元醇N2
醇解使用乙二醇，反應器帶有攪拌裝置，溫度控制在185至210度，反應有時用有機金屬化合物作催化劑。
聚酯（聚對苯二甲酸乙二酯）醇解回收可獲得對苯二甲酸乙二酯和乙二醇，用它們生產聚酯質量不低新原料。
以上資料摘錄于化工工業出版社出版的《塑料工業實用手冊》
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