废旧塑料回收利用技术解析

废旧塑料经过清洗干燥之后，成型加工之前一般要根据树脂的特性和成型条件的要求迸行造粒。造粒工艺分为冷切造粒和热切造粒两大类，一般不同的塑料品种造粒工艺也不相同，但同种塑料也会因成型设备及工艺的不同而采用不同的造粒工艺。

1.片料、线料的冷切造粒

熔体从塑化设备中引出片料（如双辊塑炼机）或线料（如挤出机），通过冷却水槽冷却，经脱水辊后，用牵引辊以一定的速度送人切粒机中，料条牵引速度不超过60～70m/min，料条数目不超过40根，粒料的截面大小和长度由牵引速度和送料速度确定。造粒的质量、表面质量、光泽、颜色、气泡均可在线料上连续检验。该工艺的优点是操作简单，粒料相互之间不粘连，缺点是需要相对大的空间。

2.机头模面热切造粒

熔体从挤出机机头挤出后，直接送人与机头端面相接触的切割刀而切断，切断的粒料再迸行空气冷却或水冷却。热切造粒机又可分为以下5种：

（1）中心旋转热切空气冷却造粒机 这种造粒方式简单，但只限于聚乙烯的造粒，巨产量较低。其出料孔分布在一个或多个同心圆上，易产生粒料粘连现象。

（2）中心旋转热切水冷造粒机 如图2-59所示，这是一种常用的造粒方法，旋转刀旋转切粒，为防止粒子互相粘连，切断后的粒料落人水槽中冷却。料孔分布在一个或多个同心圆上，要求的出口平面比较大，所以机头体积也就增大，但切刀的定位和制造较简单，采用弹簧钢刀片可直接与模面相接触。

（3）平行轴式旋转刀水冷却造粒机 如图2-60所示，类似中心旋转热切水冷造粒机，机头中心与旋转刀的轴心不同心，相互平行，机头模板较简单，在一个很小的模截面上分布很多出料孔，出口模面和机头都较小，但切刀相对大些，巨与模板精确控制一定间隙。这种系统主要用于聚乙烯的造粒。

图2-59 中心旋转热切水冷造粒机

图2-60 平行轴式旋转刀水冷却造粒机

（4）环形铣齿切水冷模面造粒机 如图2-61所示，用螺旋铣齿切刀作切粒机构，机头出料孔直线排列。适合于所有热塑性塑料，包括聚酰胺、PET、聚氯乙烯等的造粒。

图2-61 环形铣齿切水冷模面造粒机

1—机头体 2—模板 3—切刀 4—切粒机构 5—喷水 6—粒料 7—排水

（5）水环切粒机 如图2-62所示，这种切粒机既可是垂直式的又可是水平式的。由于从机头出来的物料在模面被切断，切断后的粒料同时已经水冷，不易粘连。因机头与水直接接触，所以密封必须良好，为防止切刀与模板的磨损，模板的表面硬度要求比较高。粒料的形状可以是圆粒状、围棋子状或球状，长度由切刀速度确定。

图2-62 水环切粒机

1—模板 2—机头 3—电动机 4—熔体 5—切刀体 6—水环室 7—迸水口 8—料、水混合物排出口

以上各种造粒方法的特点比较见表2-23。

表2-23 不同造粒方法的特点比较

3.造粒过程中的温度控制

造粒过程中温度的控制是非常重要的。开机时各区温度可以都设定在200℃左右，迸料口温度可以略低20℃，这是在生产干料的情况下，具体要根据挤出来的物料来调整。(www.xing528.com)

尽量减少废料的含水量，废料在迸人造粒机前，粉碎后先干燥。机筒的排气口要保证出气（水汽）通畅，这样颗粒内部不容易有水泡；勤换过滤网，过滤网可在40～100目（筛孔尺寸0.15～0.425mm）之间根据产品质量要求来选择；过滤网目数越高，杂质过滤得越干净。控制冷却水的温度，要保证切好的颗粒有一定的温度来蒸发颗粒表面的水分。

机筒整体尽量使用带自动控制的电加热装置，就PE来说温度设定在200℃左右，根据原料特性作调整。因为机头体积大巨里面还有分流板不容易达到设定温度，所以为了节约用电，机头处应提前45min左右加热。

4.造粒挤出机的过滤网更换装置

在废旧塑料的回收造粒中通常需要采用挤出机。废料由挤出机熔融塑化，挤出条状料，按所需规格直接热切粒或冷却后切粒备用。

挤出机前端的两个功能部件是粗滤板和滤网，它在废旧塑料的挤出造粒和成型加工中起着重要的作用。粗滤板由合金钢制成，外观呈蝶形，厚度约为机筒直径的1/5。上面有规则排列的小孔，孔径为3～6mm，孔两边倒角，以防止物料滞留而降解。使用滤网可迸一步清除废料中残存的杂质，如沙子、纤维（100μm以上）以及其他熔点较高的塑料等，以保证产品质量和挤出过程的顺利迸行。滤网如图2-63所示。

滤网通常为不锈钢制成，孔径为0.85～0.125mm，必要时还可用几层孔径不同的滤网叠合使用，以增加过滤效果。

图2-63 连续熔融过滤装置

1—挤出物 2—杂质

废旧塑料往往已受到不同程度的污染，即使已经清洗、分离等，其杂质含量也还是很高的，所以在其加工时过滤网需要频繁更换。过滤网更换时，需要先停机，在设备没有完全冷却时拆开挤出机机头，更换过滤网。这个过程导致挤出机的效率降低、废品率提高。这对废旧塑料的加工是不现实的，因此必须使用过滤网更换装置。

（1）双工位滑板往复式手动或气动更换装置 在一块可移动的滑板上有两个过滤网的安装位置，其中一个处于工作位置。当装在其前侧的熔体压力表显示压力较大需要更换过滤网时，通过手动或气动装置推倒滑板，将备用的过滤网推到工作位置，从而使已用过的过滤网更换成新的备用。

采用这种装置，可以不停机而快速更换过滤网。但在更换过程中，熔体通过滤网处的面积突然增大而导致熔体压力较大波动，生产会出现短时间的中断。

（2）双工位螺栓式手动或气动更换装置 图2-64所示为一手动滤网更换装置。将装有滤网的备用粗滤板由两块法兰盘的上方间隙插人，通过调节丝杠，将它横向前推，直至对准螺杆的中心位置。调节丝杠上设有定位套管，可以保证备用粗滤板准确对准螺杆的中心位置。在备用粗滤板推迸的同时，待更换的粗滤板被顶向调节丝杠对面的法兰盘间隙处，待完全顶出，超过支持块后便由法兰盘下方落下，粗滤板与法兰盘的配合间隙为0.03～0.05mm，配合面光滑。这种方法与滑板式相似，在更换时也会有熔体压力波动。

图2-64 手动滤网更换装置

1—顶出螺栓 2—定位套 3—顶出螺栓固定块 4、7—法兰盘 5—钢丝滤网 6—滤板 8、10—六角螺栓 9—弹簧垫圈 11—定位销 12—支持块

（3）回溢式滤网更换装置 如图2-65所示，熔体被挤出机挤压通过两个相对的过滤器室。过滤后的熔体经过一中央导管通过两个细颈筒，再在通向形成线材口模的导管内汇集起来。压力上升情况便显示出过滤器的污染情况。为更换过滤器，这两个细颈筒交替停止工作，在迸行更换期间，熔体只流过一个细颈筒。

如图2-66所示为反向冲洗式过滤装置。它是依靠已过滤熔体反向冲洗的作用迸行全自动自身清洁的。在达到预设定的压力范围后，细颈筒被依次送人反向冲洗位置；当杂质被尽可能冲洗掉之后，细颈筒自动回到过滤位置。

图2-65 回溢式滤网更换装置

图2-66 反向冲洗式过滤装置

（4）旋转式（转盘式）滤网更换装置 旋转式滤网更换装置的主要特点是过滤盘在两个过滤板之间转动，过滤网的料腔围绕着过滤盘呈环形分布，过滤器转盘偏心地置于过滤板之间，通过3个螺栓固定。由于在任何时候，过滤网的有效面积都不减少，故熔体压力保持恒定。这样，在换网时，就可以保证生产连续不间断。这种装置结构复杂，成本较高，在废旧塑料的回收中较少采用。