Что определяет выбор между мокрой и сухой мойкой полимеров

На линии переработки полимеров узел мойки определяет качество получаемой гранулы и половину эксплуатационных расходов участка. Схемы делятся на две группы: мокрая мойка с водой и моющим раствором и сухая очистка трением без воды. Выбор зависит не от вида полимера как такового, а от степени и характера загрязнения входного потока, доступности воды и требований к конечному продукту.

Ниже разобрано, из чего складываются обе схемы, по каким признакам они выбираются и что меняется в бюджете участка. Направление целиком — на странице переработки и утилизации отходов.

Что делает узел мойки

Задача узла — снять с измельчённого полимера всё, что не является полимером: остатки продукта, песок и минеральные частицы, бумажную и клеевую этикетку, жиры и масла. Эти загрязнения дают два следствия в дальнейшей переработке.

• Минеральные частицы. Изнашивают шнек и фильтры экструдера, повышают расход сеток, снижают прозрачность гранулы.
• Органические остатки. Разлагаются при температуре экструзии, дают запах, цветные включения и газовые пузыри в грануле.
• Клей и бумага. Образуют нерасплавляемые включения, которые забивают фильтр расплава.
• Влага. Остаточная влажность выше допустимой приводит к гидролизу при переработке полиэфиров и к дефектам в экструзии — поэтому за любым мокрым узлом обязательна сушка.

Мокрая мойка — состав участка

• Предварительная промывка. Ванна или шнековый отмыватель, снимающий грубое загрязнение до измельчения. Снижает нагрузку на основные узлы и предотвращает загрязнение ножей.
• Флотационная ванна. Разделяет полимеры по плотности: полиолефины всплывают, полиэтилентерефталат и минеральные частицы опускаются. Основной узел сепарации для смешанного потока.
• Горячая мойка с раствором. Реактор с подогревом до 70–90 °C и щелочным раствором либо техническим моющим средством. Снимает клей, этикетку и жиры, без которых поток непригоден для пищевых и прозрачных применений.
• Фрикционная мойка. Высокооборотный шнек в перфорированном корпусе, в котором хлопья трутся друг о друга под подачей воды. Отделяет остатки этикетки и поверхностное загрязнение.
• Отжим и сушка. Центрифуга доводит влажность до нескольких процентов, термическая сушка — до требуемого значения перед грануляцией.
• Водоподготовка и замкнутый контур. Отстойники, фильтры, иногда флотатор. Без этого узла расход воды делает участок неработоспособным по стокам. Схемы водооборота разобраны в статье Нулевой сброс промышленных стоков — из чего складывается схема.

Сухая очистка — состав участка

• Сухой фрикционный очиститель. Ротор с лопатками в перфорированном цилиндре; загрязнение сбивается трением хлопьев о корпус и друг о друга и выводится через перфорацию.
• Аспирация и воздушная сепарация. Отделяет пыль, бумажную фракцию и плёнку. Что ставят после измельчения, разобрано в статье Магнитная и воздушная сепарация — что ставят после измельчения.
• Узел пылеудаления. Рукавный фильтр или циклон с фильтром — поток пыли при сухой схеме существенно выше, чем при мокрой.
• Электростатическая или оптическая досортировка. Применяется там, где нужно разделить полимеры без флотации по плотности. Что отбирает оптический сортировщик, разобрано в статье Оптический сортировщик на линии отходов — что он отбирает.

Сушки в сухой схеме нет — это её основное преимущество по энергопотреблению и по компоновке. Но и глубина очистки ограничена: жиры, клей и приставшая этикетка трением не снимаются.

Сравнение схем

В таблице сведены признаки, по которым схемы различаются при подборе. Значения ориентировочные, уточняются по составу потока и производительности линии.

По каким признакам выбирается схема

• Источник сырья. Технологические отходы производства — обрезь, литники, брак — загрязнены слабо, и сухой очистки достаточно. Поток из коммунальных отходов требует мокрой схемы.
• Назначение гранулы. Для пищевых применений и прозрачных изделий мокрая горячая мойка обязательна. Для технического литья, труб, поддонов, строительных изделий требования ниже.
• Наличие этикетки и клея. Если на входе бутылка или тара с бумажной и клеевой этикеткой, без горячего раствора её не снять.
• Обеспеченность водой и стоками. Отсутствие источника воды нужного объёма или невозможность сброса делает мокрую схему возможной только с замкнутым контуром, а это заметная часть бюджета участка.
• Смешанность потока по полимерам. Если на входе смесь полиолефинов и полиэтилентерефталата, флотация в мокрой схеме сама выполняет разделение. Для сухой схемы потребуется отдельная сортировка.
• Требуемая производительность. На малых объёмах — до 300–500 кг/ч — водооборот и сушка непропорционально удорожают участок, и сухая схема оказывается единственной окупаемой. Экономика сбыта вторсырья разобрана в статье Как считать сбыт вторсырья при переработке резины и пластика.

На практике встречается и совмещённая схема: сухая очистка на первой ступени снимает основную часть загрязнения и снижает нагрузку на мокрый узел, что уменьшает расход воды и раствора. Что требуется от площадки под такой участок, разобрано в статье Что требуется от площадки под линию переработки отходов.

Частые вопросы

Можно ли получить пищевую гранулу при сухой очистке?
Нет. Требования к материалу для контакта с пищевой продукцией предполагают удаление органических остатков и клея, а трением они не снимаются. Для таких применений узел мокрой горячей мойки обязателен, и дополнительно подтверждается происхождение сырья.

Сколько воды уходит безвозвратно при замкнутом контуре?
Основные потери — влага, уносимая с материалом перед сушкой, и вода, уходящая с осадком. Ориентир для расчёта подпитки — несколько процентов от циркулирующего объёма, точное значение определяется составом загрязнения и схемой осветления.

Что происходит с осадком и шламом после мокрой мойки?
Он обезвоживается и передаётся на размещение или дальнейшую переработку. Этот поток закладывают в проект заранее — по объёму, классу и способу обращения. Подбор оборудования разобран в статье Обезвоживание осадка очистных сооружений — как подбирают оборудование.

Нужна ли сушка после сухой очистки?
Отдельная термическая сушка не нужна, если входной материал сухой. Но если сырьё поступало с улицы или со склада с открытым хранением, влажность проверяется перед грануляцией — иначе дефекты появятся в экструзии.

Как узел мойки влияет на ресурс экструдера?
Напрямую: остаточные минеральные частицы изнашивают шнек и цилиндр и повышают расход фильтрующих сеток. Недостаточная очистка переносит расходы с участка мойки на участок грануляции. Что определяет качество гранулы, разобрано в статье Переработка пластика в гранулу — какое оборудование определяет качество гранулы.

Что прислать для расчёта. Вид полимера и источник сырья, характер и ориентировочную долю загрязнения, наличие этикетки и клея, требуемую производительность в килограммах в час, назначение готовой гранулы, обеспеченность водой и возможность сброса стоков, доступную площадь и высоту помещения, подведённую электрическую мощность, наличие пара или источника горячей воды.

Что мы делаем

Разбираем состав входного потока, подбираем схему мойки под требования к готовой грануле, считаем расход воды и реагентов с учётом замкнутого контура, подбираем узлы измельчения, флотации, фрикционной мойки, отжима и сушки, рассчитываем потоки стоков и осадка, собираем спецификацию участка с подводками и аспирацией, подтверждаем производительность и сроки поставки. Направление — переработка и утилизация отходов.

Пришлите вид сырья, объём и назначение гранулы на sale@tkasiatorg.ru — подберём схему мойки, рассчитаем расход воды и энергии и подтвердим состав участка спецификацией.