一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法與流程
2023-12-10 17:44:38 1
技術領域
本發明屬於廢舊紙箱處理技術領域，具體說是一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法。
背景技術：
廢紙箱的回收再利用是資源再生的一種重要途徑，目前的包裝，較大部分採用的是紙塑複合材料，這種材料經濟實用、可防黴防潮防滲水，所以大量應用於食品包裝。但由於紙塑的不同性能，此種材料不能直接處理回收：其原因一是紙袋可以降解，但塑料不能降解；其原因二是塑料可以再生造粒，但紙袋不能再生造粒。若不處理，兩者都會造成環境的汙染，且浪費了資源。要進行回收，必須先將紙塑進行分離，再分別處理。
廢紙箱紙塑分離後的塑皮碎片需要回收利用，但如果處理不當，很容易造成對環境的二次汙染和原料的浪費。現有的回收處理方式通常是採用水選分選的方式，用水量特別大，此工藝方法存在成本高、對環境汙染大等弊端。紙塑分離後，廢舊塑料在擠塑成型過程中，由於需要加熱和廢舊塑料成分的複雜性，會產生大量的有毒煙霧，煙霧裡含有氯化氫、甲烷、甲苯、二甲苯等有毒氣體以及各種重金屬化合物。這些有毒氣體如不進行有效的處理，將會對大氣造成二次汙染。
中國專利申請號：201120206717.3，公開日：2012.02.01的專利文獻公開了一種用於垃圾塑料回收處理的設備。它主要是解決現有水選工藝用水量大，運行成本高、對環境汙染較大等技術問題。其技術方案要點是：它包括給料輸送裝置、破碎裝置、風選設備、雜質去除裝置、造粒設備、控制系統，控制系統分別與給料輸送裝置、破碎裝置、風選設備、雜質去除裝置和造粒設備相聯接；給料輸送裝置採用皮帶運輸機，破碎裝置採用鋸齒形旋轉刀片，風選設備包括熱風爐、鼓風機，雜質去除裝置包括風選設備膛底，造粒設備包括餵料口上安裝的螺旋加料裝置、振搗裝置和造粒裝置；控制系統包括工業計算機和感應裝置。它能對垃圾塑料進行回收再利用，且處理工藝相對簡單，對環境汙染較少。經處理的回收塑料包括垃圾塑料均可用於製造現澆鋼筋砼芯模、或用於製造工業、建築、及日用品等，也可用於製作成生產原料如造粒料等。該實用新型適用於直接收集的廢舊塑料的加工，應用於廢舊紙箱紙塑分離後的塑料加工時，由於其成分比較複雜，只經過該實用新型物理的處理方法，並不能進行後續的造粒加工。
中國專利申請號：201420607474.8，公開日：2015.02.25的專利文獻公開了一種用於塑料造粒機的低成本煙霧處理裝置，包括造粒機煙霧出管、集煙箱、第一管道、異徑管、第二管道、第三管道、異徑彎頭、進水管、第四管道、水箱和出水管；所述集煙箱底部中央設有圓柱形凸起，圓柱形凸起與集煙箱的底面及側面共同形成個環形集水槽，環形集水槽底部設有排液管，排液管上設有閥門，集煙箱內設有液位計；所述第一管道一端連接集煙箱，另一端依次連接異徑管、第二管道、第三管道、異徑彎頭和第四管道；所述第四管道的一側設有進水管，進水管頂端設有噴頭，第四管道伸入水箱中，水箱底部設有出水管；所述噴頭包括進水裝置、軸承、軸承座和噴頭蓋；該裝置結構簡單，成本低。該實用新型通過環形集水槽和噴頭的使用，通過物理方法對塑料造粒機的煙霧顆粒進行了吸收，但不能解決煙霧中的化學成分。
技術實現要素：
1.要解決的技術問題
針對現有技術廢舊紙箱紙塑分離後塑皮碎片回收處理中生產成本較高、水資源浪費以及擠塑成型過程中煙霧成分複雜、容易造成二次汙染的問題，本發明提供了一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法。它可以實現廢舊紙箱紙塑分離後塑皮碎片回收提高生產效率、降低生產成本、水用量少的目的，還是流水線作業，工人勞動強度低；還可以實現將擠塑成型過程中煙霧進行充分處理的目的，處理過程封閉式進行，不會對大氣造成二次汙染。
2.技術方案
為達到上述目的，本發明方案按以下方式進行：
針對廢舊紙箱紙塑分離後擠塑成型過程中煙霧成分的複雜性及其毒性，發明人嘗試過多種試驗方法進行處理，包括多種酸或鹼混合法，但處理效果均不理想，最終發明人借鑑了衛生間中衛生球除臭的原理，應用後效果顯著，應用於具體生產後，有針對性的設計了本發明的煙霧處理裝置。
一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，包括擠塑成型裝置和煙霧處理裝置；擠塑成型裝置包括進料鬥、擠塑機構、過濾機構和冷卻池；煙霧處理裝置包括化學溶液處理箱、噴淋塔和吸附箱；其中：擠塑機構包括推進器、加熱器、雜質收集箱和排煙管；推進器呈臥式桶狀結構，其左端和進料鬥的底端相通、右端和過濾機構相通；加熱器覆蓋在推進器的外表面；雜質收集箱設置在推進器的右端底面靠近過濾機構處；排煙管設置在推進器的右端頂面；冷卻池設置在過濾機構出口處；化學溶液處理箱是分成若干個垂直隔箱的密閉式真空箱，一端通過進氣口和擠塑成型裝置的排煙管連通，另一端和噴淋塔通過連接管連通，臨近的2個垂直隔箱之間通過連接彎管連通，每個隔箱內充有化學溶液，連接彎管的一端在隔箱內化學溶液液面之上，另一端插入至另一隔箱的化學溶液液面之下的隔箱底部；噴淋塔的底部進氣口和化學溶液處理箱通過連接管連通，頸部出氣口和吸附箱的底部進氣口連通；噴淋塔的頂部設置噴淋口；吸附箱上部設置出氣口通過排氣管和大氣連通，內部設置活性碳吸附板，每個活性碳吸附板上均勻分布有吸附孔。
優選的方案，化學溶液處理箱的垂直隔箱為4個，從左至右依次為第一隔箱、第二隔箱、第三隔箱和第四隔箱，其中：第一隔箱內溶液為碳酸鈣溶液，第二隔箱和第三隔箱內為衛生球溶解液，第四隔箱內為鹼基混合液，第一隔箱的液面之上設置有油收集口；擠塑機構設置2個，之間通過連接管相通；過濾機構也有2個，為過濾機構A和過濾機構B，分別和第1和第2個擠塑機構相通。
優選的方案，擠塑成型裝置還包括冷卻成型機構，冷卻成型機構和第2個擠塑機構通過連接管相通；冷卻成型機構的右端連通有過濾機構C，冷卻池設置在過濾機構C的出口處。
優選的方案，噴淋塔的噴淋口連接有插至塔底的噴淋管；噴淋塔和化學溶液處理箱之間的連接彎管設置有真空泵；推進器為螺旋式推進器；加熱器為電磁加熱器或蒸汽加熱器。
優選的方案，噴淋塔內部從上至下等間距平行設置有隔板，每個隔板和噴淋管上都均勻設置有通孔，噴淋塔噴淋液為鹼液；過濾機構A、過濾機構B和過濾機構C為液壓換網器；液壓換網器設置有兩套濾網。
優選的方案，連接彎管插入溶液液面以下的管口連通有分氣盤，每個分氣盤的上表面和連接彎管相連通，下表面均勻設置有分氣盤出氣口；冷卻成型機構外周設置有冷卻水循環管。
優選的方案，隔板為鮑爾環；活性碳吸附板為口朝下的喇叭口狀結構。
優選的方案，第三隔箱內化學溶液為葡萄酚酸溶液；噴淋塔噴淋液為氫氧化鈉溶液；進料鬥71上設置自動搗料杆。
優選的方案，化學溶液處理箱內化學溶液的液面為箱體高度的60～80％；第二隔箱和第三隔箱內為衛生球溶解液，使用量為30～70克/公斤。
優選的方案，噴淋塔的氫氧化鈉溶液濃度5～8％。
3.有益效果
採用本發明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：
(1)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，廢舊紙箱紙塑分離後塑皮碎片通過擠塑機構和過濾機構的配合作用，先將塑皮碎片進行高溫融化成流體，再經過過濾機構的過濾和擠出成型，最後通過冷卻池的冷卻，成為適於造粒加工的條狀塑料成品，整個過程流水線作業，工人勞動強度低，生產效率高，很少用水(只用到了循環冷卻水和溶液用水)，不會造成水資源的浪費和對水資源的汙染；煙霧處理裝置中利用化學溶液處理箱內若干個垂直隔箱對煙霧進行多級處理，再利用噴淋塔的噴淋對煙霧中的有毒氣體成分進行充分的處理，最後利用吸附箱對煙霧中的顆粒物進行吸附吸收，實現了將廢舊紙箱紙塑分離後擠塑成型過程中煙霧進行充分處理的目的，處理系統封閉式，不會對大氣造成二次汙染；
(2)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，煙霧處理裝置中垂直隔箱為4個，第一隔箱內溶液為碳酸鈣溶液，針對煙霧中的甲烷和氯化氫等氣體；第二隔箱和第三隔箱內為衛生球溶解液，針對煙霧中的苯基刺激性氣體成分；第四隔箱內為鹼基混合液，針對煙霧中殘留或處理過程生成的酸性氣體，對煙霧中的有毒成分都進行了有效處理；擠塑成型裝置中2個擠塑機構設置，有利於塑皮碎片內的雜質分批次去除，提高擠塑的純度，有利於提高產品質量，並防止金屬雜質傷及過濾機構；
(3)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，擠塑成型裝置中冷卻成型機構的設置，有利於塑料的由固態化緩衝式進行方便擠出成型，防止塑料流體急劇降溫而導致不規則變形；
(4)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，煙霧處理裝置中插至塔底的噴淋管的設置，可使噴淋在塔內達到無空隙噴淋；真空泵的設置，使整個化學溶液處理箱產生負壓真空姿態；擠塑成型裝置中推進器為螺旋式推進器，均勻推進，避免擠出成型時時斷時續，給後續處理帶來困難；加熱器為電磁加熱器或蒸汽加熱器，選用電磁加熱器時加熱效率較高，選用蒸汽加熱器時初始投資少；
(5)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，煙霧處理裝置中噴淋塔內隔板和通孔的設置，增加噴淋液在塔內的停留時間和提高噴淋效果；噴淋液為鹼液，進一步加強對煙霧中和處理過程生成的酸性氣體的處理；擠塑成型裝置中液壓換網器的使用，能降低換網難度，提高換網效率，而且實現不間斷生產過程；內部濾網目數過濾機構A小於過濾機構B，實現階段式除雜；
(6)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，煙霧處理裝置中分氣盤和分氣盤出氣口的設置，使煙霧在化學溶液中均勻出氣，提高煙霧在化學溶液中的處理效果；擠塑成型裝置中冷卻水循環管的使用，冷卻效率高並能實現根據工藝需要可控式冷卻；
(7)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，噴淋塔中隔板為鮑爾環，使噴淋液在鮑爾環的作用下形成渦流而高速旋轉，對煙霧高速洗滌，進一步提高噴淋效果；喇叭口狀活性碳吸附板的設置，提高有效的吸附面積，增強吸附效果；
(8)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，葡萄酚酸溶液的使用，對煙霧中的苯基成分的處理更有針對性，處理效果更好；氫氧化鈉溶液的使用，能夠處理煙霧中或生產過程中產生的所有酸性氣體；自動搗料杆的設置，提高物料下落的均勻性，並避免擠塑機構空轉，提高其效率；
(9)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，化學溶液的液面為箱體高度的60～80％、氫氧化鈉溶液濃度5～8％以及衛生球溶解液的使用量為30～70克/公斤，是發明人經過長期的生產實踐得出的結果，過低將影響處理效果，過高則會提高生產成本；
(10)本發明的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，適應於國內垃圾分類二元化分級不徹底的現狀，裝置設計緊湊，製造成本低；使用過程容易操作，還可以完全通過無人化電腦操作，安全係數高，便於推廣。
附圖說明
下面結合附圖對本發明進一步說明。
圖1是本發明的擠塑成型裝置結構示意圖；
圖2是本發明的煙霧處理裝置結構示意圖。
圖中：1、化學溶液處理箱；2、噴淋塔；3、吸附箱；4、真空泵；11、第一隔箱；12、第二隔箱；13、第三隔箱；14、第四隔箱；15、連接彎管；16、油收集口；17、分氣盤；18、分氣盤出氣口；21、噴淋口；22、噴淋管；23、隔板；31、活性碳吸附板；32、吸附孔；71、進料鬥；72、擠塑機構；73、過濾機構A；74、過濾機構B；75、冷卻成型機構；76、過濾機構C；77、冷卻池；721、推進器；722、加熱器；723、雜質收集箱；724、排煙管。
具體實施方式
下面結合具體的實施例，對本發明作詳細描述。
實施例1
本實施例的一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，如圖1和圖2所示，包括擠塑成型裝置和煙霧處理裝置；擠塑成型裝置包括進料鬥71、擠塑機構72、過濾機構和冷卻池77；煙霧處理裝置包括化學溶液處理箱1、噴淋塔2和吸附箱3；其中：擠塑機構72包括推進器721、加熱器722、雜質收集箱723和排煙管724；推進器721呈臥式桶狀結構，其左端和進料鬥71的底端相通、右端和過濾機構相通；加熱器722覆蓋在推進器721的外表面；雜質收集箱723設置在推進器721的右端底面靠近過濾機構處；排煙管724設置在推進器721的右端頂面；冷卻池77設置在過濾機構出口處；化學溶液處理箱1是分成若干個垂直隔箱的密閉式真空箱，本實施例中，垂直隔箱為4個，從左至右依次為第一隔箱11、第二隔箱12、第三隔箱13和第四隔箱14，第一隔箱11內溶液為碳酸鈣溶液，濃度為0.1％；第二隔箱12和第三隔箱13內為衛生球溶解液，加入量為30克/公斤，第四隔箱14內為鹼基混合液，本實施例中，第四隔箱14內為氫氧化鈉和氫氧化鈣混合液，氫氧根離子濃度為3％；化學溶液處理箱1內化學溶液的液面為箱體高度的60％；第一隔箱11的液面之上設置有油收集口16；第一隔箱11通過進氣口和擠塑成型裝置的排煙管724連通，第四隔箱14和噴淋塔2通過連接管連通，臨近的2個垂直隔箱之間通過連接彎管15連通，連接彎管15的一端在隔箱內化學溶液液面之上，連接彎管15的另一端插入至另一隔箱的化學溶液液面之下的隔箱底部；噴淋塔2的底部進氣口和化學溶液處理箱1通過連接管連通，噴淋塔2的頸部出氣口和吸附箱3的底部進氣口連通；噴淋塔2的頂部設置噴淋口21，噴淋塔2噴淋液為5％的氫氧化鈉溶液；吸附箱3上部設置出氣口通過排氣管和大氣連通，內部設置活性碳吸附板31，每個活性碳吸附板31上均勻分布有吸附孔32。
本實施例的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法的應用，開機後，紙塑分離後的塑皮碎片通過進料鬥71自由落體掉入擠塑機構72的推進器721，在加熱器722的持續加熱下，塑皮碎片進行高溫融化成流體，再經過過濾機構過濾作用，不能融化的雜質在推進至過濾機構時，掉落至雜質收集箱723內暫存，加熱過程中，產生的煙氣通過排煙管724排出；塑料流體經過過濾機構的過濾和擠出成型，最後通過冷卻池77的冷卻，成為適於造粒加工的條狀塑料成品。
加熱過程中，產生的煙氣通過排煙管724進入煙霧處理裝置中第一隔箱11後快速冷卻至30℃以下，一部分煙霧在弱鹼性碳酸鈣溶液的作用下生成鈣質塑膠油；鈣質塑膠油通過油收集口16定期收集排出箱體，作為原材料二次塑化時利用；未參與反應的煙霧通過連接彎管15通入第二隔箱12和第三隔箱13衛生球溶解液的液面以下進行兩次除臭，去除煙霧中的有刺鼻氣味、低毒的甲苯、二甲苯等苯基成分；煙霧除臭後，通過連接彎管15通入第四隔箱14的鹼基混合液進行鹼化反應，去除佔煙霧中的主要成分的酸性氣體；在真空泵4的作用下，未處理完全的煙霧被輸送至噴淋塔2的底部，在從噴淋口21噴出的鹼液的作用下，酸性氣體進行充分的反應；充分反應後煙霧主要成分為二氧化碳、水氣以及煙霧顆粒，通入吸附箱3進行顆粒吸附，在活性碳吸附板31和吸附孔32的作用下，進行充分的吸附後，經過檢測達標後，通過排氣煙囪排放入大氣，如不達標，通過回氣管道返回煙霧處理裝置進行二次處理。
本實施例的紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，實現了廢舊紙箱紙塑分離後塑皮碎片回收提高生產效率、降低生產成本的目的，還是流水線作業，工人勞動強度低。產生的煙霧經煙霧處理裝置的處理，經過檢測，吸附後的排氣完全達到排放標準，實現了將廢舊紙箱紙塑分離後擠塑成型過程中煙霧進行充分處理的目的
實施例2
本實施例的一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，基本結構同實施例1，不同之處在於：擠塑成型裝置還包括冷卻成型機構75，冷卻成型機構75和第2個擠塑機構72通過連接管相通；冷卻成型機構75的右端連通有過濾機構C76，冷卻池77設置在過濾機構C76的出口處；擠塑機構72設置2個，之間通過連接管相通；過濾機構也有2個，為過濾機構A73和過濾機構B74，分別和第1和第2個擠塑機構72相通；推進器721為螺旋式推進器；加熱器722為蒸汽加熱器；排煙管724和煙氣淨化裝置相通；過濾機構A73、過濾機構B74和過濾機構C76為液壓換網器；液壓換網器設置有兩套濾網；冷卻成型機構75外周設置有冷卻水循環管。連接彎管15插入溶液液面以下的管口連通有分氣盤17，每個分氣盤17的上表面和連接彎管15相連通，下表面均勻設置有分氣盤出氣口18，使煙霧在化學溶液中均勻出氣，提高煙霧在化學溶液中的處理效果。隔板23為鮑爾環，使噴淋液在鮑爾環的作用下形成渦流而高速旋轉，對煙霧高速洗滌，進一步提高噴淋效果；活性碳吸附板31為口朝下的喇叭口狀結構，提高了有效的吸附面積，增強吸附效果。第三隔箱13內化學溶液為葡萄酚酸溶液，加入量為50克/公斤，葡萄酚酸溶液的使用，對煙霧中的苯基成分的處理更有針對性，處理效果更好；噴淋塔2噴淋液為氫氧化鈉溶液；化學溶液處理箱1內化學溶液的液面為箱體高度的80％；噴淋塔2的氫氧化鈉溶液濃度8％。第二隔箱12衛生球加入量為50克/公斤，第四隔箱14內為氫氧化鈉和氫氧化鈣混合液，氫氧根離子濃度為5％。
本實施例的一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，基本使用過程同實施例1，不同之處在於，2個擠塑機構72加冷卻成型機構75、過濾機構A73、過濾機構B74和過濾機構C76的設置，使流體化的塑料經過2次擠塑、2次過濾和1次冷卻後擠出成型。煙霧處理裝置的煙霧處理效率也有很大的提高，經測定，整個處理過程煙霧處理效率提高了30％左右。
本實施例的一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，推進器721為螺旋式推進器，均勻推進，避免擠出成型時時斷時續，給後續處理帶來困難；加熱器722為蒸汽加熱器，初始投資少；2個擠塑機構72設置，有利於塑皮碎片內的雜質分批次去除，提高擠塑的純度，有利於提高產品質量，並防止金屬雜質傷及過濾機構；冷卻成型機構75的設置，有利於塑料的由固態化緩衝式進行方便擠出成型，防止塑料流體急劇降溫而導致不規則變形；液壓換網器的使用，能降低換網難度，提高換網效率，而且實現不間斷生產過程；內部濾網目數過濾機構A小於過濾機構B，實現階段式除雜；冷卻水循環管的使用，冷卻效率高並能實現根據工藝需要可控式冷卻。
實施例3
本實施例的一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，基本結構同實施例2，不同之處在於：進料鬥71上設置自動搗料杆，避免在進料鬥71內因塑皮較輕而不落料；加熱器722為電磁加熱器；擠塑機構設置和PLC連接的溫度檢測和監控機構。第一隔箱11的內壁設置冷卻水循環裝置，以保證進入隔箱的煙霧迅速降低至30℃以下。化學溶液處理箱1內化學溶液的液面為箱體高度的70％；噴淋塔2的氫氧化鈉溶液濃度7％。第二隔箱12衛生球加入量為70克/公斤，第三隔箱13葡萄酚酸溶液加入量為70克/公斤。整個裝置通過PLC和電腦控制，並在化學溶液處理箱1和噴淋塔2內設置化學溶液濃度抽樣點，在排氣煙囪進氣口處設置氣體成分抽樣點並和外連的PLC系統連接，以隨時監控化學溶液濃度和氣體排放是否達標。
本實施例的一種紙塑分離後擠塑成型系統的操作方法，實現了完全自動化生產，電磁加熱器還能有效提高加熱效率；溫度檢測和監控機構還能對工藝溫度進行有效的監控和調節。經測定，生產效率進一步提高了15％以上。
本發明實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明構思和範圍進行限定，在不脫離本發明設計思想的前提下，本領域工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的保護範圍。