废旧聚酯瓶片的清洗装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供废旧聚酯瓶片的清洗装置，清洗装置本体内自上而下间隔固定设置若干个再分布器；一旋转轴转动固定于本体的底部并贯穿各再分布器开口设置，旋转轴的上端与动力装置传动连接；旋转轴上设置搅拌叶；每个再分布器上均设置数个通孔；本体底部与乙二醇蒸汽管道连通。本实用新型的乙二醇清洗剂不会腐蚀设备，不仅清洗干净，并且，切片下降速度可控，醇解反应容易控制；另外，本实用新型产生的污液量小，回收成本低。
【专利说明】废旧聚酯瓶片的清洗装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高分子塑料材料回收利用领域，尤其是废旧聚酯瓶片的清洗装置。
【背景技术】
[0002]聚酯瓶的回收利用是高分子塑料材料回收利用【技术领域】中十分重要的部分。聚酯瓶的回收利用主要包括前期的清洗阶段和后续的回收处理阶段。
[0003]在清洗阶段，现有技术大多通过煮料碱池对聚酯瓶片表面的油污、油漆等油溃进行清除，存在诸多缺点:1)溶剂腐蚀性强，对煮料机的设备本体的损坏严重；2)用于清洗作业的碱液不易回收利用，只能排入污水池，不仅造成了资源的浪费，而且，严重污染环境。
[0004]在回收处理阶段，聚酯瓶回收技术分为物理回收技术和化学回收技术两大类。物理回收是将废弃聚酯加热熔融，提纯后通过螺杆挤压机挤出成型，但是，由于回收的聚酯在高温吹胀拉伸下，有的聚酯分子分解生成乙醛，因此，这样回收聚酯瓶片只能进行降级使用。化学回收方法是通过化学反应将废弃聚酯解聚成低分子化合物，醇解产物经纯化后可重新作为聚酯原料，或制成其他产品，并且，得到产品的质量高。近来开发了一些“瓶”到“瓶”的技术，“瓶”到“纤维”的技术，但是这些“瓶”到“瓶”、“瓶”到“纤维”的技术中采用乙二醇进行醇解反应时，由于聚酯瓶片的熔点为270°C，因此，醇解反应器的温度一般为270°C左右，剩余的乙二醇蒸汽(乙二醇的沸点为197.3°C)回收，再次利用时，需重新加热升温，能量浪费大，并且，清洗阶段采用的清洗剂与回收处理阶段用的反应剂不同，使得整个清洗回收过程步骤繁琐、设备的结构设计复杂。
【发明内容】
[0005]本实用新型旨在提供一种清洗废旧聚酯瓶片效果好，清洗作业容易控制，并且，清洗液容易回收的废旧聚酯瓶片清洗装置及清洗工艺。
[0006]废旧聚酯瓶片的清洗装置，包括本体，本体的顶部分别设有进料口和出气口 ；本体的底部设有出料口 ；本体内自上而下间隔固定设置若干个再分布器；一旋转轴转动固定于本体的底部并贯穿各再分布器开口设置，旋转轴的上端与动力装置传动连接；本体内任意位置的旋转轴上设置搅拌叶；每个再分布器上均设置数个通孔；本体与乙二醇蒸汽管道连通。
[0007]采用上述清洗装置进行的废旧聚酯瓶片清洗工艺，主要包括以下步骤:(I)通入本体内的高温乙二醇蒸汽，通过通孔在本体内扩散开来，同时，旋转轴、搅拌叶开始转动；
(2)将经初步清洗破碎后的大块瓶片切片送入本体内，瓶片切片自上而下依次通过搅拌叶的间隙和各个再分布器的开口逐渐下落，此时，乙二醇蒸汽也穿过瓶片切片，对瓶片切片进行清洗；(3)最后，清洗干净的瓶片切片从清洗装置底部的出料口排出，多余的乙二醇蒸汽从出气口排出；其中，在整个清洗过程中，清洗装置的工作要求为:自下至上，本体内部的温度从240°C逐渐下降至90°C。[0008]本实用新型的废旧聚酯瓶片的清洗装置以及清洗工艺的优点在于:(I)瓶片切片由顶部至底部移动的过程中温度自90°C至240°C逐渐上升，由于乙二醇的沸点为197.3°C，因此，本体的上部为预热段，由中部上升来的乙二醇蒸汽凝结在瓶片切片表面起到充分润湿和加热作用；中部为升温段，在乙二醇蒸汽的加热下，瓶片切片表面的乙二醇凝液与固体瓶片切片发生醇解反应，但反应仅在固液相界面处存在；下部的反应温度最高、乙二醇的含量也最高，醇解反应充分进行，蒸汽流量由反应温度自动控制，最终将瓶片切片表面的污物全部清除干净；(2)采用乙二醇作为溶剂来去除瓶片切片表面的污物，对设备的腐蚀性小，并且，回收乙二醇容易；(3)采用逐渐升温的方式对瓶片切片表面的污物进行清除，醇解反应比较容易控制，使醇解反应仅发生在瓶片切片的表面，并且，反应结束时瓶片切片的大部分没有被醇解；(4)得到的污液量非常小；(5)此清洗装置可实现瓶片切片的间歇下降，为控制醇解反应提供了条件；(6)再分布器为漏斗形，使瓶片切片具有向下移动的趋势，再加上旋转轴上短搅拌叶的设置，通过控制旋转轴的转速和短搅拌叶的间隙大小可控制单位时间内通过再分布器下开口的瓶片切片的体积，从而，实现瓶片切片自动、可调的有序下降。
[0009]为了方便调节清洗装置中的醇解反应条件，在上述清洗装置的基础做进一步改进:本体内自上而下间隔固定设置至少两个再分布器，再分布器将本体间隔分成上、中、下腔体。采用此改进的清洗装置进行的清洗工艺与上述清洗工艺的不同之处在于:上腔体、中腔体、下腔体的温度分别为；90-?80τ:、140-210τ:、180-240τ:，从下腔体至上腔体，温度基本呈梯度上升，温度易控制；瓶片切片停留时间分别为3(T53min、3(T60min、5(T90min，可控制醇解反应在一定程度内，避免瓶片切片的损失；高温乙二醇蒸汽的通入量为0.27、.54kg/kg.h (即单位时间每千克瓶片切片对应的乙二醇蒸汽的重量)，使乙二醇的控制在适当范围内，避免乙二醇的浪费。
[0010]本实用新型的废旧聚酯瓶片回收装置，在上述清洗装置的基础上增加了沿生产线顺序设置的提升装置、破碎 机、后醇解反应器，其中，清洗装置的出料口正下方设置提升装置，提升装置出料端的下方设置破碎机，破碎机与后醇解反应器连通，后醇解反应器上设有乙二醇液体管道，且，后醇解反应器内设有加热装置。
[0011]本实用新型的废旧聚酯瓶片回收工艺，其采用上述回收装置进行回收，在上述清洗工艺的基础上增加了以下步骤:清洗装置排出的瓶片切片经过提升装置的提升至一定高度后，落入破碎机内，破碎后的瓶片切片进入后醇解反应器内进行熔融，后醇解反应器的温度为250~290°C。
[0012]本实用新型的废旧聚酯瓶片回收装置以及回收工艺的优点在于:(1)通入清洗装置的瓶片的尺寸较大，可避免瓶片过快被醇解，经过清洗装置后，再通过破碎机将瓶片制成更小的尺寸，有利于输送和后醇解反应的快速熔融；(2)通过后醇解反应器将瓶片切片醇解降解成小分子聚合物之后，再加以利用，可以得到聚合度均一的聚酯产品，避免降级使用；(3)还具有清洗装置以及清洗工艺的所有优点。
[0013]本实用新型的废旧聚酯瓶片清洗装置可做如下改进:
[0014]I)在再分布器开口位置设置短搅拌叶，除再分布器开口位置的其他位置设置长搅拌叶。搅拌叶设置在再分布器开口位置，在静止时候，可以阻止破碎后的瓶片往下掉落，搅拌的时候，通过对搅拌叶的速度控制，限制瓶片下落的速度，搅拌越快瓶片下落的速度就越快；同时，此时，设置在再分布器开口位置的搅拌叶可采用短搅拌叶即可，节约了搅拌叶的成本。
[0015]2)清洗装置的上方还沿生产线方向依次设置计量装置和振动筛，振动筛设置在计量装置出料口的正下方，振动筛再与清洗装置的进料口管道连接，这样，振动筛可将瓶片切片中的机械杂质筛除，同时，计量装置的设置可对进入振动筛以及清洗装置的瓶片切片进行定量，并且，通过对进入振动筛的瓶片切片进行限量，可提高振动筛的过滤效率。
[0016]3)再分布器为漏斗形，使瓶片切片具有向下流动的趋势力，下料更顺畅。
[0017]4)于上、中、下腔体对应的本体外分别设有一传热夹套,每个传热夹套与一传热介质管道连通，通过调节传热介质的温度，可对本体内部的温度进行相应的调整。
[0018]本实用新型的废旧聚酯瓶片的回收装置均可做进一步的改进:
[0019]I)清洗装置出气口与冷却装置连接，冷却装置再与清洗装置的上部连通，这样，从清洗装置出气口排出的乙二醇蒸汽可经过冷却再次通入清洗装置的上部内进行利用。
[0020]2)清洗装置和提升装置的底部均通过第一输送泵与净化装置连通，净化装置再通过第二输送泵分别与提升装置和清洗装置连通，清洗装置和提升装置产生的污液体的主要成分是乙二醇和低分子量的酯化物，经过第一输送泵将这些送入净化装置回收其中的乙二醇，可实现乙二醇的循环利用，其中，净化装置可采用活性炭+活性炭白土为滤材的压滤机方式或采用活性碳球固定床方式，这些结构均为本领域公知结构，在此不做赘述。
[0021]2)后醇解反应器的加热装置可采用内部装有热媒的内盘管来实现。
[0022]3)后醇解反应器的外侧可设置保温装置。
[0023]4)后醇解反应器内设有搅拌装置。
[0024]5)清洗装置上的乙二醇蒸汽管道的另一端与后醇解反应器的顶部连通，当后醇解反应器内形成的乙二醇蒸汽过量时，可从后醇解反应器的顶部通过管道进入清洗装置内，作为清洗装置醇解反应的热源和清洗源，可使热量和乙二醇得到充分、有效的利用。
[0025]6)提升装置为采用若干部输送装置顺序组合而成的结构，每部输送装置的中部或上部与乙二醇液体管道连通，其中的乙二醇液体可起到对经过清洗装置清洗的瓶片切片进行冲洗使挂留在瓶片切片表面的污物彻底清除的作用，并且，可根据原料的清洁程度，将适当数量的输送装置组合在一起。
[0026]7)后醇解反应器的底部依次与第三输送泵、过滤装置连通，过滤装置可过滤除去剩余的杂质；在具体实施过程中，输送泵多采用齿轮泵。
[0027]另外，本实用新型的废旧聚酯瓶片回收工艺可进一步改进:
[0028]I)通入提升装置的乙二醇液体的温度为110?190°C，既可提高冲洗的效率，又可避免整个系统在工作过程中升温、降温造成的能量损耗，另外，整个装置系统均采用乙二醇作为溶剂和热源，使能量得到了充分的利用。
[0029]2)净化装置的操作温度为11(T19(TC，避免升温、降温造成的能量损耗。
[0030]3)后醇解反应器内的停留时间为6(Tll0min，避免醇解反应时间太长，熔体容易变色，醇解时间太短，熔融不彻底。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型的废旧聚酯瓶片清洗装置的内部结构图；
[0032]图2为本实用新型的废旧聚酯瓶片清洗装置沿A-A线的剖视图；[0033]图3为本实用新型的中腔体的结构图；
[0034]图4为本实用新型的废旧聚酯瓶片回收装置的结构简图；
[0035]图5为本实用新型的提升装置的结构图。
【具体实施方式】
[0036]现结合附图具体说明本实用新型的3种较佳实施方式:
[0037]实施例1
[0038]结合图f 3，废旧聚酯瓶片清洗装置:包括本体1，本体I的顶部分别设有进料口 5和出气口 6 ;本体I的底部设有出料口 23 ;本体I内自上而下间隔固定设置至少两个再分布器7，再分布器7将本体I间隔分成上、中、下腔体(8、9、10)旋转轴11贯穿各再分布器开口 13设置，旋转轴11的上端与动力装置14传动连接、下端与固定在清洗装置I内的支撑装置4转动连接；在每个再分布器开口 13位置的旋转轴11上设置短搅拌叶15，除再分布器开口 13位置的旋转轴11上设置长搅拌叶27 ;每个再分布器7上均设置数个通孔17 ；本体I与乙二醇蒸汽管道22连通；另外，于上、中、下腔体(8、9、10)对应的本体外分别设有一传热夹套21，每个传热夹套21与一传热介质管道40连通(图3为中腔体的结构图，上腔体和下腔体的结构均与中腔体相同)，通过调节传热介质的温度，可对本体内部的温度进行相应的调整。
[0039]采用上述清洗装置进行的清洗工艺，主要包括以下步骤:(1)通入本体I内的高温乙二醇蒸汽，通过通孔17在本体内扩散开来，同时，旋转轴11、搅拌叶15开始转动；(2)将经初步清洗破碎后的大块瓶片切片送入清洗装置I内，瓶片切片自上而下依次通过短搅拌叶15和长搅拌叶27的间隙和各个再分布器7的开口逐渐下落，此时，乙二醇蒸汽也穿过瓶片切片，对瓶片切片进行清洗；(3)最后，经过清洗的瓶片切片从清洗装置I底部的出料口23排出，多余的乙二醇蒸汽从出气口 6排出；其中，上、中、下腔体(8、9、10)的温度依次分别为:100°C、14(TC、19(rC，相应的停留时间分别为:50、60、85，乙二醇通入量为0.27 kg/kg 4。本实用新型的乙二醇通入量为单位时间每千克瓶片切片对应的乙二醇蒸汽的重量。
[0040]如图4所示，废旧聚酯瓶片回收装置:在上述清洗装置的基础上增加了沿生产线顺序设置的提升装置24、破碎机25、后醇解反应器26，其中，清洗装置出料口 23正下方设置提升装置24，提升装置出料端的下方设置破碎机25，破碎机25与后醇解反应器26连通，后醇解反应器26上设有乙二醇液体管道264，且，后醇解反应器26内设有内部装有热媒的内盘管261和浆式搅拌器262。
[0041]根据上述回收装置进行的回收工艺:在上述清洗工艺的基础上增加了以下步骤:清洗装置排出的瓶片切片经过提升装置24的提升至一定高度后，落入破碎机25内，破碎后的瓶片切片进入后醇解反应器26内进行熔融，后醇解反应器26的温度为250°C，停留时间为llOmin，其他步骤与回收工艺I相同。
[0042]实施例2
[0043]废旧聚酯瓶片的清洗装置与实施例1的清洗装置结构相同。
[0044]废旧聚酯瓶片的清洗工艺与实施例1的清洗工艺不同之处在于:上、中、下腔体(8、9、10)的温度依次分别为:150°C、180°C、21(rC，相应的停留时间分别为:44、44、70，乙二醇通入量为0.32 kg/kg.h，其他步骤均与实施例1的清洗工艺步骤相同。[0045]废旧聚酯瓶片的回收装置与实施例1的回收装置结构相同。
[0046]废旧聚酯瓶片的回收工艺与实施例1的回收工艺的不同之处在于:后醇解反应器26的温度为272°C，停留时间为75min，其他步骤均与实施例1的回收工艺步骤相同。
[0047]实施例3
[0048]废旧聚酯瓶片的清洗装置与实施例1的清洗装置结构相同。
[0049]废旧聚酯瓶片的清洗工艺与实施例1的清洗工艺不同之处在于:上、中、下腔体(8、9、10)的温度依次分别为:180°C、210°C、24(rC，相应的停留时间分别为:30、30、55，乙二醇通入量为0.54kg/kg.h，其他步骤均与实施例1的清洗工艺步骤相同。
[0050]废旧聚酯瓶片的回收装置与实施例1的回收装置结构相同。
[0051]废旧聚酯瓶片的回收工艺与实施例1的回收工艺的不同之处在于:后醇解反应器26的温度为290°C，停留时间为60min，其他步骤均与实施例1的回收工艺步骤相同。
[0052]现将实施例f 3的反应条件以及检测结果列举如下，其中，表1为实施例f 3中清洗工艺的反应条件及结果；表2为实施例f 3中回收工艺的反应条件及结果:
[0053]表1实施例f 3的清洗工艺反应条件及结果测定
【权利要求】
1.废旧聚酯瓶片的清洗装置，包括本体，本体的顶部分别设有进料口和出气口；本体的底部设有出料口，其特征在于:本体内自上而下间隔固定设置若干个再分布器；一旋转轴转动固定于本体的底部并贯穿各再分布器开口设置，旋转轴的上端与动力装置传动连接；本体内任意位置的旋转轴上设置搅拌叶；每个再分布器上均设置数个通孔；本体底部与乙二醇蒸汽管道连通。
2.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶片的清洗装置，其特征在于:本体内自上而下间隔固定设置至少两个再分布器，再分布器将本体间隔分成上、中、下腔体。
3.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶片的清洗装置，其特征在于:在再分布器开口位置设置短搅拌叶，除再分布器开口位置的其他位置设置长搅拌叶。
4.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶片的清洗装置，其特征在于:振动筛设置在计量装置出料口的正下方，振动筛再与清洗装置的进料口管道连接。
5.根据权利要求1所述的废旧聚酯瓶片的清洗装置，其特征在于:再分布器为漏斗形。
6.根据权利要求2所述的废旧聚酯瓶片的清洗装置，其特征在于:于上、中、下腔体对应的本体外分别设有一传热夹套，每个传热夹套与一传热介质管道连通。
【文档编号】B08B3/00GK203401630SQ201320419534
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月13日 优先权日:2013年7月13日
【发明者】刘洪春, 张慧书 申请人:福建锦兴环保科技有限公司