一种聚酯废料再生工艺制造技术

本申请提供一种聚酯废料再生工艺，属于人造长丝或类似物在制造过程中原材料、废料或溶剂的回收技术领域。收集聚酯废料，将其进行通热破碎，破碎过程中完成第一次的脱水/气与脱挥发物；粉碎物料转入下料料仓中进行自压迫下料，而后转入压实机构中进行导流压缩密实，并在压缩密实过程中完成第二次脱水/气与脱挥发物，再转入熔融螺杆中进行限流分段熔融，并在熔融过程中进行真空抽吸，得到的熔体经过一级过滤后，送入均化增粘反应器并配合真空抽吸、EG回收，完成均化增粘后，熔体即可投入使用。将本申请应用于废丝等聚酯废料的再生，具有零污染、零排放的特点，产品可应用于长丝、短纤、片材等诸多领域。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯废料再生工艺
本申请涉及一种聚酯废料再生工艺，属于人造长丝或类似物在制造过程中原材料、废料或溶剂的回收

技术介绍
随着世界石油化工工业的迅猛发展，合成纤维工业也得到相应的发展。PET聚酯由于其优良的物理、化学性能而被广泛的应用于工业、民用等领域，而在聚酯的诸多用途中，聚酯作为纺织品的主导原材料被用于纺织面料、服装等领域。如此庞大的聚酯家族，在生产加工过程中产生的废料、废丝、布边料等，已是不容小觑的数字，从聚合工序到终端成衣生产，全产业链工业废料年产生量超过400万吨，“聚酯系”产品发展成为世界第一大合成高分子材料。PET聚酯是精对苯二甲酸PTA和乙二醇EG经酯化、缩聚后形成的线性高分子材料，虽然PET不会直接对环境造成危害，但由于分子中存在苯环这一刚性基团，而且具有高度的化学惰性，在自然条件下难以降解，也不易被微生物分解。因而从环境行为和生态效应考虑，PET废弃物已成为全球性的环境污染有机物，形成对生态环境构成严重威胁的“白色污染”。作为合成高分子材料的PET聚酯，直接掩埋会占据大量的填埋空间，对水质和土壤造成破坏；在焚烧的过程中会产生大量的二氧化碳和有毒物质，其中含氯的废旧纺织品在焚烧时会生成二噁英等致癌物。纺织工业与人们的生活密切相关，当今世界纺织工业面临着两大问题，一方面是随着世界经济和科技的发展，纺织品的应用领域逐渐扩大，但是其使用周期在缩短，加之世界人口的快速增长，纺织品的消耗量迅速增加，导致纺织品原料出现紧缺，价格大幅度上扬。将需要更多的纺织纤维资源，但聚酯属于石化下游产业。合成聚酯的原料之一精对苯二甲酸(PTA)来源于石油当中。全球石油资源将日趋枯竭，纺织纤维资源将受到重大制约。另一方面，大量的废旧纺织品却大都被当作垃圾掩埋、焚烧，这既造成了资源浪费，又给环境带来了危机。因此，PET聚酯废料的回收再利用不仅可以节约大量资源，还可以减轻纺织工业对环境产生的污染。聚酯废料的回收再生应该秉承两个基本原则：首先，不对环境造成二次污染；其次，可商业化运行，也就是成本与产品品质的平衡。根据废旧聚酯纤维制品的再生技术发展历程可分为：初级回收利用、物理法再生、物理化学法及化学法再生三个阶段。(1)初级回收利用：主要是将聚酯废料经简单开松处理后经纺纱并制备成填充及包覆材料，该方法简单，设备投入有限，准入门槛低。但由于仅仅是废料宏观形态的改变，再生制品品质低劣。(2)物理法再生技术：指将聚酯废料经清洗、粉碎干燥后熔融并纺成纤维，过程主要涉及聚酯大分子凝聚态结构的变化，具有工艺过程简单、成本低、易于产业化推广等优点。但目前物理法回收存在着回收层次较低、降解严重、水资源消耗大以及废丝堆积密度小带来的效率低下等问题。(3)物理化学法再生技术：通过将回收的聚酯废料熔融后，进行液相或者固相增粘，适当提高分子量和抽出易挥发的低分子物质。该方法以物理法为主，辅以化学法提高分子量、降低杂质含量，过程主要涉及大分子凝聚态的变化。此法可在生产成本增加不大的情况下，有效提升再生制品的品质并实现差别化再生。而对于来源成分复杂、杂质含量高的的聚酯废料的再生来说(特别是含有染料、助剂、催化剂等无法去除的杂质)，相关的熔体调质调黏技术、产品质量控制技术方面还存在着很多不足。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种聚酯废料再生工艺，针对聚酯废料来源复杂、杂质含量高、堆积密度小，且目前再生聚酯废料物理法回收方案存在水耗、能耗高、效率低下、产品用途低端，化学法回收成本高、部分技术难题尚未突破等现状，该工艺不经清洗、干燥即可对聚酯全产业链废料进行回收再生，并可制备差别化功能型再生聚酯，产品可用于纺制再生涤纶长丝，实现再生聚酯产品的多次循环再生。具体地，本申请是通过以下方案实现的：一种聚酯废料再生工艺，收集聚酯废料，将其注入通热式破碎机中进行通热破碎，破碎过程中完成第一次的脱水与脱挥发物；粉碎物料转入下料料仓中，下料料仓顶部设置除尘器，底部设置打手与罗拉，完成对物料的自压迫下料，其中罗拉成对设置，对掉落其上的物料形成挤压拖拽作用，打手设置于罗拉下方，对罗拉挤压拖拽的物料进行开松与再次粉碎；下料料仓将物料转入压实机构中，压实机构顶部设置抽吸系统，内部则设有刀盘、压缩定刀与压缩动刀，刀盘与压实机构内壁呈非固定连接，由独立驱动带动其转动，刀盘底部设置加热空气入口，压缩定刀盘旋设置于压实机构内壁上，其朝向刀盘一侧设置用于切割的刀锋段，压缩动刀一端为连接段，连接段固定在刀盘上，另一端为相对刀盘活动的旋切段，旋切段与刀盘之间设置有用于容纳并旋切物料的间隙，且旋切段与连接段上表面呈高度递减设置，确保物料随刀盘转动时的压缩密实作用；压实机构下设熔融螺杆，熔融螺杆包括螺杆套筒和安装于螺杆套筒两侧的压缩熔融段和均化闪蒸段，螺杆套筒与压缩熔融段末端之间套装限流环，压缩熔融段压缩比为3-30，限流环处熔体压力在10MPa以上，熔体经过限流环与螺杆套筒之间的狭缝呈薄膜状进入均化闪蒸段，均化闪蒸段真空度为50-5000Pa；熔融挤出的熔体经一级过滤、设置有真空抽吸的均化增粘反应器、二级过滤，即可作为成品熔体输出。在上述聚酯废料再生过程中，破碎采用通热式破碎，破碎的过程中完成第一次脱水、脱挥发物，密实机构中设置抽吸系统，与刀盘、压缩动刀、压缩定刀配合实现废料的二次破碎与压缩，而加热空气入口与物料的摩擦生热配合脱除全部表面水、绝大部分低沸点有机杂质以及破碎产生的粉尘，完成第二次脱气、脱挥；熔融螺杆在均化闪蒸段的真空作用下完成第三次抽吸，熔体薄膜在该段压力瞬间释放，发生闪蒸效应，熔体中残留的部分高沸点有机杂质发生气化并迅速被真空抽吸系统带走；最后一次抽吸则发生在均化增粘反应器中，脱除反应产生的小分子并提升产品粘度的均匀性，整体技术方案的设计采用四次脱气脱挥去除有机杂质、两级过滤去除产品中的机械杂质，解决了传统生产方式中必须依靠水洗除杂的弊端，节约大量水资源并且避免了随意排放污水对环境的严重污染，以5万吨/年产量计算，可减排污水约20万吨/年。本方案单机产能大，单位能耗仅为传统的泡泡料生产能耗的80％；废料加工过程中，有效脱除了原料中的机械杂质和各类有机杂质，再生切片的可纺性接近原生切片的水平，可替代原生聚酯切片，广泛应用于长丝、短纤、纺粘法无纺布等各种领域，解决了传统泡泡料回收工艺由于产品粘度不稳定、杂质含量高，只能应用于低端短纤领域的缺陷。在上述方案基础上，我们对通热式破碎机进行研究，并确定较为优选的设置如下：所述通热式破碎机包括完成破碎的处理腔以及位于处理腔中的推板、摆臂和破碎刀，处理腔顶部设置抽吸口，底部设置加热介质入口，进料口位于处理腔上部，待处理物料经进料口进入处理腔，摆臂设置独立的驱动，该驱动经摆臂带动推板做往复运动，将进入处理腔的物料推入破碎刀，破碎刀底部设置出料口，粉碎完毕的物料经出料口送入下料料仓。更优选的，所述加热介质入口通入的加热介质为温度为100-150℃的干空气；所述处理腔的腔壁上安装有连杆，连杆的另一端与推板连接，连杆中部则与摆臂连接，驱动带动摆臂摆动或伸缩运动时，经连杆带动推板摆动，连杆一端与处理腔腔壁固定，另一端与推杆连接，并与推杆一起构成活动结构，提高了推板运动的稳定性；所述破碎刀包括刀体、破碎定刀、滤网和破碎动刀，破本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酯废料再生工艺，其特征在于：收集聚酯废料，将其注入通热式破碎机中进行通热破碎，破碎过程中完成第一次的脱水与脱挥发物；粉碎物料转入下料料仓中，下料料仓顶部设置除尘器，底部设置打手与罗拉，完成对物料的自压迫下料，其中罗拉成对设置，对掉落其上的物料形成挤压拖拽作用，打手设置于罗拉下方，对罗拉挤压拖拽的物料进行开松与再次粉碎；下料料仓将物料转入压实机构中，压实机构顶部设置抽吸系统，内部则设有刀盘、压缩定刀与压缩动刀，刀盘与压实机构内壁呈非固定连接，由独立驱动带动其转动，刀盘底部设置加热空气入口，压缩定刀盘旋设置于压实机构内壁上，其朝向刀盘一侧设置用于切割的刀锋段，压缩动刀一端为连接段，连接段固定在刀盘上，另一端为相对刀盘活动的旋切段，旋切段与刀盘之间设置有用于容纳并旋切物料的间隙，且旋切段与连接段上表面呈高度递减设置，确保物料随刀盘转动时的压缩密实作用；压实机构下设熔融螺杆，熔融螺杆包括螺杆套筒和安装于螺杆套筒两侧的压缩熔融段和均化闪蒸段，螺杆套筒与压缩熔融段末端之间套装限流环，压缩比为3‑30，限流环处熔体压力在10MPa以上，熔体经过限流环与螺杆套筒之间的狭缝呈薄膜状进入均化闪蒸段，均化闪蒸段真空度为50‑5000Pa；熔融挤出的熔体经一级过滤、设置有真空抽吸的均化增粘反应器、二级过滤，即可作为成品熔体输出。...

【技术特征摘要】
1.一种聚酯废料再生工艺，其特征在于：收集聚酯废料，将其注入通热式破碎机中进行通热破碎，破碎过程中完成第一次的脱水与脱挥发物；粉碎物料转入下料料仓中，下料料仓顶部设置除尘器，底部设置打手与罗拉，完成对物料的自压迫下料，其中罗拉成对设置，对掉落其上的物料形成挤压拖拽作用，打手设置于罗拉下方，对罗拉挤压拖拽的物料进行开松与再次粉碎；下料料仓将物料转入压实机构中，压实机构顶部设置抽吸系统，内部则设有刀盘、压缩定刀与压缩动刀，刀盘与压实机构内壁呈非固定连接，由独立驱动带动其转动，刀盘底部设置加热空气入口，压缩定刀盘旋设置于压实机构内壁上，其朝向刀盘一侧设置用于切割的刀锋段，压缩动刀一端为连接段，连接段固定在刀盘上，另一端为相对刀盘活动的旋切段，旋切段与刀盘之间设置有用于容纳并旋切物料的间隙，且旋切段与连接段上表面呈高度递减设置，确保物料随刀盘转动时的压缩密实作用；压实机构下设熔融螺杆，熔融螺杆包括螺杆套筒和安装于螺杆套筒两侧的压缩熔融段和均化闪蒸段，螺杆套筒与压缩熔融段末端之间套装限流环，压缩比为3-30，限流环处熔体压力在10MPa以上，熔体经过限流环与螺杆套筒之间的狭缝呈薄膜状进入均化闪蒸段，均化闪蒸段真空度为50-5000Pa；熔融挤出的熔体经一级过滤、设置有真空抽吸的均化增粘反应器、二级过滤，即可作为成品熔体输出。2.根据权利要求1所述的一种聚酯废料再生工艺，其特征在于：所述通热式破碎机包括完成破碎的处理腔以及位于处理腔中的推板、摆臂和破碎刀，处理腔顶部设置抽吸口，底部设置加热介质入口，进料口位于处理腔上部，待处理物料经进料口进入处理腔，摆臂设置独立的驱动，该驱动经摆臂带动推板做往复运动，将进入处理腔的物料推入破碎刀，破碎刀底部设置出料口，粉碎完毕的物料经出料口送入下料料仓。3.根据权利要求2所述的一种聚酯废料再生工艺，其特征在于：所述加热介质入口通入的加热介质为温度为100-150℃的干空气。4.根据权利要求2所述的一种聚酯废料再生工艺，其特征在于：所述破碎刀包括刀体、破碎定刀、滤网和破碎动刀，破碎动...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琳琳，邓勇军，石教学，姚强，张祥，
申请(专利权)人：浙江绿宇环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33