一种废弃聚酯回收智能化工艺系统及其再生制备方法技术方案

技术编号：41194554 阅读：2 留言：0更新日期：2024-05-07 22:23

本发明专利技术属于聚酯回收利用领域，具体公开一种废弃聚酯回收智能化工艺系统和利用该系统队废弃聚酯材料进行智能化再生的方法，主要通过在线粘度检测仪和多级粘度调控系统，对废弃聚酯进行高粘稳定性回收，从而避免回收聚酯材料熔体粘度较低或波动范围较大所造成的应用范围受限等问题，本发明专利技术将废旧聚酯回收材料的参数波动范围进行了全面调研，利用自动化算法对传统设备进行升级改造，设备投入小、自动化程度高，能够实现废弃聚酯材料的稳定性再生及加工，有效降低了生产成本，具有广泛市场应用前景。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废弃聚酯回收利用领域，特别涉及一种废弃聚酯回收智能化工艺系统及其再生制备方法。

技术介绍

1、塑料在自然环境中的持续堆积造成生态环境破坏，不符合可持续发展战略。在此政策背景之下，将废弃聚酯材料进行回收再利用与当前资源循环型经济建设相契合。如今发展较成熟的废弃聚酯材料回收方法包括机械回收、化学循环、生物降解等，其中，采用机械回收对废弃聚酯材料进行回收具有能耗低、周期短、成本低等优点，但由于废弃聚酯材料在加工及使用过程中通常存在粘度大幅度下降等问题，因此采用机械回收所得废弃聚酯材料难以实现高附加值应用。

2、针对于此问题，当前已有专利采用添加扩链剂的方式对废弃聚酯材料进行增粘，但由于废弃聚酯材料的来源复杂，不同批次废弃聚酯材料的纯度、粘度、端基含量皆存在较大差异，若直接添加扩链剂对回收聚酯材料进行增粘，将存在不同批次产品粘度波动变化明显等问题。因此，对回收聚酯材料进行定量多级粘度调控，有助于不同批次再生产品的性能一致性。

技术实现思路

1、针对现有技术中机械回收废弃聚酯材料熔体粘度波动大的技术问题，本申请公开一种废弃聚酯回收智能化工艺系统及其再生制备方法，旨在基于在线粘度和助剂加料仪器对回收产品的实时熔体粘度进行监测和调控，进而实现对再生聚酯材料的熔体粘度稳定性进行控制，最后经牵伸、风冷、造粒即可实现具有高粘度且熔体稳定聚酯材料的再生。本专利技术可降低再生聚酯材料的粘度波动，有助于不同批次产品的性能重现，对于下游加工及再生聚酯材料的应用具有重要意义。

<p>2、第一方面，本专利技术提供一种废弃聚酯回收智能化工艺系统，包括双螺杆挤出机、第一在线粘度计、自动加料器、第二在线粘度计、控制中心和造粒设备，所述双螺杆挤出机的入口连通废弃聚酯的进料口，其出口连接造粒设备；

3、在所述双螺杆挤出机入口处安装所述第一在线粘度计；

4、在所述双螺杆挤出机出口处安装所述第二在线粘度计；

5、在所述双螺杆挤出机入口和废弃聚酯进料口之间安装第一控制阀；

6、所述双螺杆挤出机出口和造粒设备之间安装第二控制阀；

7、所述自动加料器安装在所述双螺杆挤出机侧壁，用于向所述双螺杆挤出机内加入助剂；

8、所述控制中心与双螺杆挤出机的输出电机、第一在线粘度计、第二在线粘度计、第一控制阀、第二控制阀和自动加料器通讯连接；

9、所述控制中心接收第一粘度计的第一熔体粘度值，根据原位添加助剂算法计算助剂的种类和添加量，控制所述自动加料器加入助剂，进行粘度调节；

10、所述控制中心接收所述第一在线粘度计的第一熔体粘度值和第二在线粘度计的第二熔体粘度值，根据目标粘度精度偏差值算法控制所述第一控制阀、第二控制阀的启闭和所述输出电机的转向。

11、进一步地，所述原位添加助剂算法为：

12、(1)计算添加助剂的种类：

13、当目标粘度与第一熔体粘度值的差值绝对值小于或等于0.005dl/g时，不添加助剂；

14、当目标粘度与第一熔体粘度值的差值绝对值大于0.005dl/g，且目标粘度>第一熔体粘度值时，添加助剂的种类为扩链剂；当目标粘度与第一熔体粘度值的差值绝对值大于0.005dl/g，且目标粘度<第一熔体粘度值时，添加助剂的种类为增塑剂；

15、(2)计算添加助剂的量：

16、当目标粘度与第二熔体粘度值的差值绝对值不小于0.1dl/g范围时，1次熔体循环时长内所需助剂的用量为0.5wt％，添加速率采用下式计算：

17、单位为g/min；

18、当目标粘度与第二熔体粘度值的差值绝对值为0.01-0.1dl/g范围之间时(不含端点)，1次熔体循环时长内所需助剂的用量为0.1wt％，添加速率采用下式计算：

19、单位为g/min；

20、当目标粘度与第二熔体粘度值的差值绝对值为0.005-0.01dl/g范围之间时(不含端点)，1次熔体循环时长内所需助剂的用量为0.01wt％，添加速率采用下式计算：

21、单位为g/min；

22、所述1次熔体循环指的是：双螺杆挤出机在1次循环时长内的熔体处理过程；

23、所述1次熔体循环的时长为单位为min；

24、式中，wa为1次熔体循环时长内所需助剂质量，单位为g/min，l为双螺杆挤出机加工区长度，单位为cm，ls为双螺杆挤出机螺距长度，单位为cm/rad，w为在熔体不循环情况下1次循环时长内双螺杆挤出机的产能，单位为g，rev为双螺杆挤出机的转速，单位为rad/min。

25、进一步地，所述第一在线粘度计和第二在线粘度计为定时粘度测量，粘度测量周期为1次熔体循环时长。

26、进一步地，所述目标粘度精度偏差值算法为：当控制中心每次接收到第二熔体粘度值时，即启动1次算法，当第二熔体粘度值与目标粘度的差值大于0.005dl/g时，控制中心执行第一控制阀关闭、第二控制阀关闭，所述双螺杆挤出机先正转、再反向旋转；当第二熔体粘度与目标粘度的差值小于或等于0.005dl/g时，控制中心执行第一控制阀开启、第二控制阀开启，双螺杆挤出机正向旋转。

27、进一步地，所述第一在线粘度计、第二在线粘度计同时进行熔体粘度测量。

28、进一步地，所述反向旋转的时间至少为0.5-0.8次熔体循环时长。

29、进一步地，所述自动加料器有多个，均布安装在所述双螺杆挤出机的侧壁。

30、进一步地，在所述双螺杆挤出机的出口处安装有过滤系统。

31、第二方面，本专利技术提出了一种废弃聚酯材料的智能化再生方法，具体包括以下步骤：

32、s1、熔融共混：将不同来源的废弃聚酯经分类、除菌、粉碎后直接加入至双螺杆挤出机中制得再生聚酯熔体；

33、s2、粘度测量：第一在线粘度计对所述再生聚酯熔体进行粘度测量，得到第一熔体粘度；第二在线粘度计对再生聚酯熔体进行测量，得到第二熔体粘度；

34、s3、粘度调控和熔体循环判断：控制中心根据第一熔体粘度与目标粘度差值，根据原位添加助剂算法定量添加助剂，根据目标粘度精度偏差值算法控制设备运行，具体为；

35、当第二熔体粘度与目标粘度差值大于0.005dl/g时，控制中心根据原位添加助剂算法定量添加助剂，执行第一控制阀关闭、第二控制阀关闭、双螺杆挤出机先反向再正向旋转合计1个计时周期；所述1个计时周期为双螺杆挤出机的1次熔体循环时长；

36、当第二熔体粘度与目标粘度差值小于或等于0.005dl/g时，控制中心执行第一控制阀和第二控制阀开启、双螺杆挤出机正向旋转，时长为1个计时周期，再生聚酯熔体被输送出双螺杆挤出机；

37、s4、挤出造粒：所述再生聚酯熔体输送至造粒设备进行造粒，实现粘度稳定再生聚酯材料的制备。

38、进一步地，运行前，将双螺杆挤出机的运行参数输入控制中心，所述运行参数具体为：本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种废弃聚酯回收智能化工艺系统及其再生制备方法，其特征在于，包括双螺杆挤出机、第一在线粘度计、自动加料器、第二在线粘度计、控制中心和造粒设备，所述双螺杆挤出机的入口连通废弃聚酯的进料口，其出口连接造粒设备；

2.根据权利要求1所述的废弃聚酯回收智能化工艺系统，其特征在于，所述原位添加助剂算法为：

3.根据权利要求1所述的废弃聚酯回收智能化工艺系统，其特征在于，所述第一在线粘度计和第二在线粘度计为定时粘度测量，粘度测量周期为1次熔体循环时长。

4.根据权利要求1所述的废弃聚酯回收智能化工艺系统，其特征在于，

5.利用权利要求1-4任一所述的废弃聚酯回收智能化工艺系统对废弃聚酯材料进行智能化再生的方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，运行前，将双螺杆挤出机的运行参数输入控制中心，所述运行参数具体为：双螺杆挤出机加工区长度L，单位为cm，双螺杆挤出机螺距长度Ls，单位为cm/rad，1次循环时长内双螺杆挤出机的产能W，单位为g，双螺杆挤出机的转速Rev，单位为rad/min，定速挤出；

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所用废弃聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚呋喃二甲酸乙二醇酯、聚呋喃二甲酸丙二醇酯、聚呋喃二甲酸丁二醇酯、聚(双酚A碳酸酯)、聚芳酯中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所用扩链剂选自苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、均苯四甲酸二酐、邻苯二甲酸酐、2,2’-双(2-双噁唑啉)中的至少一种。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所用增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、磷酸三辛酯、己二酸二辛脂、乙酰基柠檬酸三丁酯中的至少一种。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3完成时波动范

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的废弃聚酯回收智能化工艺系统，其特征在于，所述原位添加助剂算法为：

4.根据权利要求1所述的废弃聚酯回收智能化工艺系统，其特征在于，

5.利用权利要求1-4任一所述的废弃聚酯回收智能化工艺系统对废弃聚酯材料进行智能化再生的方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，运行前，将双螺杆挤出机的运行参数输入控制中心，所述运行参数具体为：双螺杆挤出机加工区长度l，单位为cm，双螺杆挤出机螺距长度ls，单位为cm/rad，1次循环时长内双螺杆挤出机的产能w，单位为g，双螺杆挤出机的转速rev，单位为rad/min，定速挤出；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，刘立鹏，张伟，李健，王洋洋，魏志勇，
申请(专利权)人：康辉大连新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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