含涤废旧纺织品回收节能工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种含涤废旧纺织品回收节能工艺，属于废料的回收或加工技术领域。包括顺次设置的切断、清洗、烘干、切割压实和增粘，所述的切断是废丝经切断机指梳理后由往复切刀切断，将废丝切断为设定长度后，以碎段形式进行清洗、脱水烘干，控制水分在0.5%以下，送入切割压实工序中，挤压升温塑化后增粘。将本发明应用于涤纶制品的回收再利用，具有生产稳定、原料品种多、产品品质可靠、耗能低等优点。
【专利说明】
含涤废旧纺织品回收节能工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及一种含涤废旧纺织品回收节能工艺，属于废料的回收或加工技术领 域。
【背景技术】
[0002] PET聚酯由于具有良好的物理化学稳定性、性价比、可拉伸性能而成为世界上第一 大合成高分子材料，每年有千万吨级的聚酯进入服用领域。而作为石化下游的聚酯行业，一 方面面临着石油资源不可再生且日趋枯竭的现状，另一方面，聚酯自然状态下难以降解，数 量庞大的废旧涤纶纺织品成为了固体废弃物，给环境带来巨大的负担。因此，如何对废旧聚 酯制品进行回收，实现资源的有效循环利用，减少环境污染成为了聚酯行业亟需解决的问 题。
[0003] 废弃聚酯回收再生应该秉承着回收利用最大化、回收过程清洁化的原则进行。聚 酯再生可分为物理法和化学法再生，物理法是指通过切断、粉碎、加热熔融等工序进行回收 再生;化学回收是将固态的聚酯解聚，转化为较小的分子、中间原料，或直接转化为单体，然 后再缩聚。化学法回收聚酯理论上能达到原生聚酯的水平，而且可以进行化学改性，但限于 脱色、精制等技术与成本的平衡问题，而未能大面积推广应用。
[0004] 物理法具有投资节省、处理成本低等特点，但是由于废旧聚酯中存在的纺丝油剂、 印染助剂等杂质而导致了再生聚酯聚合度降低、色相恶化，限制了再生聚酯的用途。浙江绿 宇环保有限公司已授权专利201320600503.3、201520531917.4中采用的不经清洗即可回收 的工艺路线中，聚酯废料不经清洗、干燥等程序，节约了水资源，然而由于真空抽吸效率以 及纺丝助剂中表面活性剂组分难以挥发等问题，最终产品色值、特性黏度仍然不够理想。而 传统物理法回收过程清洗需要消耗大量水资源，例如制造泡泡料过程中，每吨产品需要消 耗4吨水以上;工信部2015年第40号文件《再生化学纤维(涤纶)行业规范条件》中要求"再生 化学纤维(涤纶长丝）（以下简称再生涤纶长丝)年生产能力不低于2万吨"、"再生涤纶长丝 的生产，新鲜水取水量低于0.70吨/吨"、"工业用水重复利用率不低于86%"。
[0005] -方面，物理法回收需要进行清洗而提高聚酯品质，另一方面，需要限制回收过程 中的能耗、水耗，基于此，做出本申请案。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有涤纶制品回收所存在的上述缺陷，本发明提供一种低能耗、生产稳 定、可实现废旧聚酯再生的含涤废旧纺织品回收节能工艺。
[0007] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下： 含涤废旧纺织品回收节能工艺，包括顺次设置的切断、清洗、烘干、切割压实和增粘，所 述的切断是废丝经切断机指梳理后由往复切刀切断，将废丝切断为设定长度后，以碎段形 式进行清洗、脱水烘干，控制水分在0.5%以下，送入压实工序中，碎段经压实机底部的螺杆 送至主螺杆挤压熔融后过滤，再经增压栗送至均化增粘釜内进行均化增粘，铸带造粒。
[0008] 进一步的，作为优选： 所述的清洗包括水洗、一次脱水、漂洗、二次脱水，去除杂质和油剂，清洗后控制含油量 <0.1%〇
[0009] 所述的清洗包括一次水洗、一次脱水、漂洗、二次水洗、二次脱水，去除杂质和油 剂，清洗后控制含油量< 0.1%。更优选的，所述的清洗中设置有水循环机构，即所述的二次 水洗工序后设置有反渗透结构，处理后的水回用至漂洗或一次水洗。
[0010]所述的切断机内设置有机械手、梳理机构、输送机构和往复切刀，机械手位于往复 切刀前方，输送机构则位于机械手与往复切刀之间，机械手将废丝推进至梳理机构处，梳理 机构往复移动进行梳理预处理后，输送机构将其送至往复切刀处进行切断。更优选的，所述 的梳理机构上设置有齿形结构，且齿形结构高度渐变（以递减较佳）;所述的往复切刀前方 的输送机构上设置有压辊，用于初步压实并控制废丝行进速度，从而调整切断长度;所述的 输送机构为输送带;往复切刀的频率为10-600rpm，压辊转速根据废丝切断长度的要求可 调，确保废丝碎段长度l-l〇cm。所述的压实是指碎段在压实机的刀盘上高速旋转，进一步切 断的同时逐步压实，摩擦产生的热量进一步带走废丝中的水分、油剂中的部分可挥发物。刀 盘转速控制在100_600rmp范围内，压实过程中压实程度由刀盘转速控制，电流反馈压实机 中的物料高度，控制在250-300A之间。
[0011]将本申请应用于涤纶废丝、涤纶纺织品等涤纶制品的回收，其工作原理如下： 涤纶制品经液压平台倒入料斗中，在机械手的推进作用下，向前移动至梳理机构处，梳 理机构中的齿形结构呈高低渐变结构（高度由高渐低时梳理作用更佳），随着齿形结构的 (左右)往复移动，废丝被拉动并逐渐条理化，避免了物料堆积的同时，完成废丝的梳理，梳 理后的废丝呈方向一致的规整形态;废丝随着输送机构继续向前输送，由于此时的废丝较 为蓬松，直接送至往复切刀处时，切断后的长度较长，因此在切刀前方的输送机构上方设置 压辊(旋转方向与输送机构一致，可设置为单个，也可水平成对设置），压辊将蓬松的废丝预 压实并二次平整，同时在压辊与输送机构的夹持作用下，废丝的前进速度得到控制，此时， 往复切刀的频率可设置为匀速，随着废丝前进速度的递增/递减，碎段的长度随之递增/递 减;碎段送入清洗工序中，先进行水洗除去杂质，再进行漂洗去除碎段表面的油剂，然后进 行离心脱水，将油剂含量控制在〇. 1%以下，最后烘干至水分含量在〇. 5%以内；清洗烘干后的 碎段送入切割压实机中，在刀盘的高速旋转过程中，碎段与刀盘、压实机罐体中的定刀相互 作用过程中完成压实过程，同时，摩擦产生大量的热量，确保废丝碎段温度2 l〇〇°C，碎段上 残留的水分和油剂中可挥发物蒸发，在切割压实机内压力作用下，碎段逐渐压实并进行塑 化，且上层进料不影响下层碎段的压实，因此进料与压实可同时进行，压实后的碎段经切割 压实机底部的螺杆送至主螺杆挤压熔融后过滤，再经增压栗送至均化增粘釜内进行均化增 粘，铸带切粒后进行循环利用。与常规涤纶回收方式相比，本申请所提供工艺的有益效果如 下： (1)能耗低，产量高，自动化程度高。本申请中，供料是通过机械手、梳理机构和输送机 构实现的，机械手将物料不断进行推进，使料斗中始终供料充足，梳理机构中设置高度渐变 的齿形结构，这种齿形结构将废丝拖出，并使之随其向前移动，并在移动过程中进行规整梳 理，使废丝沿前进方向排列整齐，因此，机械手、梳理机构和输送机构形成自动进料、自动梳 理的形态;往复切刀为上下移动，在上下移动过程中实现了纤维的切断，与常规的撕断（如 专利201320600503.3的破碎机中滚刀的撕扯作用、专利201520531917.4中定刀、动刀的研 磨撕扯作用)方式相比，本申请采用切断方式，避免了这种撕扯的断裂不匀、断裂长度不可 控、纤维缠绕等缺陷，往复切割频率可控且频率较高，其产率可达到3-8t/h，单位时间的产 量约为常规方式的2倍以上，且采用破碎刀/破碎机能耗较大，而本申请所采用的往复切断 方式将能耗控制在较低水平，约为常规粉碎方式耗能的1/4。
[0012] ( 2)多个过程脱除水分和纺丝油剂等杂质，拓宽了废料来源。废旧制品中油、7K含 量将直接导致聚酯严重降解，色相恶化，从而限制了再生产品的用途，而回收终产物中油水 含量与两方面因素有关，其一是原料中自身油水含量，其二是工艺中脱除效果，本申请中， 进入清洗工序的聚酯制品为l-l〇cm的碎段，可充分与水以及漂洗剂充分接触，清洗工序的 完成即可将油剂含量直接控制在0.1%以下，烘干可采用红外干燥，热风送料的同时，将含水 量控制在0.5%以下；同时，在后续的切割压实过程中，高速旋转所产生的热量进一步将碎段 中的水分和油剂可挥发物蒸出；在后续主螺杆中设置有真空抽吸口，进一步脱除杂质成分。 因此，本申请设置有多道脱除杂质的工序，可回收不同杂质含量的废旧聚酯。
[0013] (3)可实现水资源的回用，降低水污染。本申请中，在清洗体系中可设置反渗透结 构(如反渗透膜、去离子膜等)作为水循环机构，该反渗透结构可设置在漂洗之后，也可设置 在二次水洗之后，其将清洗水进行反渗透处理后，干净的水回用至一次水洗、漂洗或二次水 洗处(反渗透结构可不去除漂洗剂，此时用在漂洗处最佳），即可完成水资源的循环，理论上 可实现无排水操作，因此其耗水量远低于《再生化学纤维(涤纶)行业规范条件》中要求"再 生化学纤维(涤纶长丝）（以下简称再生涤纶长丝)年生产能力不低于2万吨"、"再生涤纶长 丝的生产，新鲜水取水量低于〇. 70吨/吨"、"工业用水重复利用率不低于86%"。，而且也解决 了水污染的问题。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的第一种工艺流程图； 图2为本发明的第二种工艺流程图； 图3为本发明中切断部分的结构示意图； 图4为本发明中切断机中梳理机构的结构示意图； 图5为对比实施例1的工艺流程图； 图6为对比实施例2的工艺流程图。
[0015] 图中标号:A.涤纶制品；B.梳理产物;C.预压实产物;D.碎段；1.液压平台；2. 料斗;3.齿形结构;4.输送机构;5.压辊;6.往复切刀。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 本实施例含涤废旧纺织品回收节能工艺，结合图1所示，包括切断、清洗、烘干、切割压 实和增粘，切断、清洗、烘干、切割压实和增粘依次进行，蓬松杂乱的涤纶制品A以碎段D形式 进行清洗、脱水烘干，控制水分在0.5%以下，送入切割压实工序中，压实后挤压升温塑化、增 粘。
[0017] 其中，结合图3和图4,切断在切断机中完成，切断机内设置有机械手、梳理机构、输 送机构和往复切刀6,机械手位于往复切刀前方，输送机构则位于机械手与往复切刀之间， 机械手将废丝推进至梳理机构处，梳理机构上设置有齿形结构3，且齿形结构3高度递减，梳 理机构往复移动进行梳理预处理，形成相对平整的梳理产物B，该梳理产物B经压辊5预压实 形成相对致密的预压实产物C，同时压辊5通过与输送机构4的相对转速控制废丝行进速度。 本实施例中，输送机构5为输送带;往复切刀的频率为10_600rpm，压辊转速根据废丝切断长 度的要求可调，确保废丝碎段长度l-l〇cm。碎段D进行清洗、脱水烘干，控制水分在0.5%以 下，送入切割压实工序中，增压塑化后增粘。其中，清洗包括水洗、一次脱水、漂洗、二次脱 水，去除杂质和油剂，清洗后控制含油量< 0.1%。
[0018] 压实是指碎段在压实机的刀盘上高速旋转，逐步压实；刀盘转速控制在100-600rmp范围内，压实过程中压实程度由刀盘转速控制，电流反馈压实机中的物料高度，控制 在250-300A之间。
[0019] 结合图3,液压平台1沿箭头所示方向倾斜，使其上的涤纶制品（以涤纶废丝为例)A 倒入料斗2中，在机械手的推进作用下，向前移动至梳理机构处，梳理机构中的齿形结构3的 高度由高渐低，随着齿形结构3的往复移动，废丝被拉动并逐渐条理化，避免了物料堆积的 同时，完成废丝的梳理，梳理后的梳理产物B呈方向一致的规整形态;梳理产物B随着输送机 构4继续向前输送，由于此时的梳理产物B较为蓬松，经输送机构4上方设置压辊5(压辊5沿 箭头方向转动），压辊5将蓬松的梳理产物B预压实并二次平整形成预压实产物C，同时在压 辊5与输送机构4的夹持作用下，预压实产物C的前进速度得到控制，此时，往复切刀6沿其所 对应的箭头发生上下往复运动，预压实产物C被切断成长度一致的碎段D;碎段D送入清洗工 序中，先进行水洗除去杂质，再进行漂洗去除碎段D表面的油剂，然后进行离心脱水，将油剂 含量控制在〇 . 1%以下，最后烘干至水分含量在〇 . 5%以内；清洗烘干后的碎段D送入压实机 中，在刀盘的高速旋转过程中，碎段D与刀盘相互作用过程中完成压实，同时，动能转化为热 能，碎段D上残留的水分和油剂可挥发物得到蒸发，在压实机内压力作用下，碎段D逐渐压 实，且上层进料不影响下层碎段的压实，因此进料与压实可同时进行，碎段经压实机底部的 螺杆送至主螺杆挤压熔融后过滤，再经增压栗送至均化增粘釜内进行均化增粘，铸带切粒 后进行循环利用。
[0020] 上述操作过程中，供料是通过机械手、梳理机构和输送机构4实现的，机械手将物 料不断进行推进，使料斗2中始终供料充足，梳理机构中设置高度渐变的齿形结构3,这种齿 形结构3将废丝拖出，并使之随其向前移动，并在移动过程中进行规整梳理，使废丝均呈相 同的走势，因此，机械手、梳理机构和输送机构4形成自动进料、自动梳理的形态;往复切刀6 上下往复运动，在上下移动过程中实现了纤维的切断。
[0021] 废旧制品中油剂、水份将直接导致聚酯严重降解，色相恶化，从而限制了再生产品 的用途。本申请中，进入清洗工序的聚酯制品为1-lOcm的碎段D，可充分与水以及漂洗剂充 分接触，清洗工序的完成即可将含油量直接控制在0.1%以下，烘干可采用红外干燥，热风送 料的同时，将含水量控制在〇. 5%以下；同时，在后续的压实过程中，高速旋转所产生的热量 进一步将碎段D中的水分和油剂蒸出，进一步脱除油水，通过工艺中清洗和切割压实就可以 充分脱除涤纶制品中的油、水，因此，本申请所采用的工艺对涤纶制品原料品质不限，其来 源更加广泛，涉及到的涤纶制品均可投入回收。
[0022] 在压实工序中，进行压实的原料为碎段D形态，压实过程中，这种1-lOcm的长度分 布均匀的碎段D更容易压实，堆积密度均匀，避免了蓬松堆积、密度波动所引起的产量不稳。 [0023] 实施例2 本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于:清洗包括一次水洗、一次脱水、 漂洗、二次水洗、二次脱水，去除杂质和油剂，清洗后控制含油量< 0.1%。
[0024] 实施例3 本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于:结合图2,清洗中设置有水循环 机构，漂洗工序后设置有反渗透结构，处理后的水回用至漂洗。
[0025] 水循环机构将清洗水进行反渗透处理后，干净的水回用至漂洗处该回用的水中会 含有一定量的漂洗剂，加强漂洗效果，从而可完成水资源的循环，不但降低了耗水量，使耗 水量控制在0.1吨水对应1吨废丝，远低于《再生化学纤维(涤纶)行业规范条件》中要求"再 生化学纤维(涤纶长丝）（以下简称再生涤纶长丝)年生产能力不低于2万吨"、"再生涤纶长 丝的生产，新鲜水取水量低于〇. 70吨/吨"、"工业用水重复利用率不低于86%"。
[0026] 实施例4 本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于:清洗包括一次水洗、一次脱水、 漂洗、二次水洗、二次脱水和水循环机构，去除杂质和油剂，清洗后控制含油量<0.1%，二次 水洗工序后设置有反渗透结构作为水循环机构，处理后的水回用至漂洗。
[0027] 水循环机构将清洗水进行反渗透处理后，干净的水回用至漂洗处该回用的水中会 含有一定量的漂洗剂，加强漂洗效果，从而可完成水资源的循环，不但降低了耗水量，使耗 水量控制在0.1吨水对应1吨废丝，远低于《再生化学纤维(涤纶)行业规范条件》中要求"再 生化学纤维(涤纶长丝）（以下简称再生涤纶长丝)年生产能力不低于2万吨"、"再生涤纶长 丝的生产，新鲜水取水量低于〇. 70吨/吨"、"工业用水重复利用率不低于86%"。
[0028]对比实施例1 以专利201320600503.3作为对比实施例1，具体方案不再详述。
[0029] 对比实施例2 以专利201520531917.4作为对比实施例2,具体方案不再详述。
[0030] 将本申请与对比实施例1、对比实施例2进行对比，其结果汇总如表1所示。
[0031] 表1不同实施方式下的效果对照表
采用本申请所提供的方案，对比实施例1是通过破碎机中滚刀的撕扯作用实现纤维的 破碎;对比实施例2是通过定刀、动刀的研磨撕扯作用，而本申请则是采用与对比实施例1、 对比实施例2完全不同的切断方式，避免了撕扯所引起的断裂不匀、断裂长度不可控、纤维 缠绕等缺陷，且往复切割频率可控且频率较高，单位时间的产量约为常规方式的2倍以上， 同时，采用破碎刀/破碎机能耗较大，而本申请耗能低，产量高，自动化程度高，其所采用的 往复切断方式将能耗控制在较低水平，约为常规粉碎方式耗能的1/4。
[0032]因此，本申请所提供的工艺路线，不仅能耗低，产量高，耗水量仅为现有技术的1/ 10,而且对比实施例1中聚酯降解大，b值高，对比实施例2以工业丝作为回收原来所制成的 产品色值较高，回收聚酯仅能降级使用;而本申请所回收制备的成品可降低聚酯降解程度， 特性黏度降低有限，色值低，可保证产品品质。
【主权项】
1. 含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于：包括顺次设置的切断、清洗、烘干、压 实、挤压熔融和增粘，所述的切断是废丝经切断机指梳理后由往复切刀切断，将废丝切断为 设定长度后，以碎段形式进行清洗、脱水烘干，控制水分在0.5%以下，送入压实工序中，增压 塑化后增粘，铸带切粒。2. 如权利要求1所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:所述的清洗包括水 洗、一次脱水、漂洗、二次脱水，去除杂质和油剂，清洗后控制含油量< 0.1%。3. 如权利要求1所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:所述的清洗包括一 次水洗、一次脱水、漂洗、二次水洗、二次脱水，去除杂质和油剂，清洗后控制含油量< 0.1%。4. 如权利要求1-3任一项所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:所述的清 洗中设置有水循环机构，该水循环机构中设置反渗透结构，反渗透结构将清洗水处理后，再 次回用。5. 如权利要求1所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:所述的切断机内设 置有机械手、梳理机构、输送机构和往复切刀，机械手位于往复切刀前方，输送机构则位于 机械手与往复切刀之间，机械手将废丝推进至梳理机构处，梳理机构往复移动进行梳理预 处理后，输送机构将其送至往复切刀处进行切断。6. 如权利要求5所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:所述的梳理机构上 设置有齿形结构，且齿形结构的高度渐变。7. 如权利要求5所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:所述的往复切刀前 方的输送机构上设置有压辊，用于预压实并调整切断长度。8. 如权利要求1、2、3、5、6或7所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:往复 切刀的频率为10-600次/分钟，压辊转速根据废丝切断长度的要求可调，确保废丝碎段长度 l-10cm〇9. 如权利要求1所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:所述的切割压实是 指碎段在切割压实机的刀盘上高速旋转，实现压实过程。10. 如权利要求9所述的含涤废旧纺织品回收节能工艺，其特征在于:所述刀盘转速控 制在100-600rmp范围内，压实过程中压实程度由刀盘转速控制，电流反馈压实机中的物料 高度，控制在250-300A之间含涤废旧纺织品回收;压实过程中物料温度Μ00 °C。
【文档编号】B29B17/04GK105862180SQ201610193621
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】刘雄, 张朔, 姚强, 石教学
【申请人】浙江绿宇环保有限公司