专利名称：一种垃圾塑料的收回再利用方法及专用设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种回收废旧塑料的处理工艺，特别对针对垃圾塑料的回收处理、再利用的工艺方法。
背景技术：
从社会上回收的整体性较好、相对较大的废弃塑料回收处理比较容易，利用率也是最高的；但对生活垃圾中所含的零散塑料日用品因分选较复杂，分选出来的塑料所含杂质多，处理工艺复杂，成本较高，所以，对生活垃圾中所含的零散塑料日用品现在基本上没有回收处理，一般是采用填埋或焚烧等方式处理，不仅造成了资源浪费，而且易对环境造成污染。即使将生活垃圾中所含的零散塑料日用品分选出来再利用，现有的回收处理方式也通常是采用水选分选的方式，用水量特别大，此工艺方法存在成本高、对环境污染大等弊端。目前，对回收塑料的再利用，主要是对回收进行改性处理，主要是采用以下方法一是为解决垃圾塑料之间的相容问题而添加相容剂。通过加入相容剂改善聚合物之间的结合力，改善其加工性能，进行合金改性。通过添加氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBQ等弹性体聚合物的桥梁作用， 将不同品种塑料紧密的结合在一起，形成聚合物合金，以达到改善回收塑料性能的目的，添加相容剂是对品种繁杂的垃圾塑料进行相容性的改进。二是为解决垃圾塑料与填料之间的相容问题而添加偶联剂。偶联剂可以提高填料与基体树脂之间的相容性，同时也可改善稻壳、糠粉、木粉与聚合物之间的界面状况。而目前应用最广泛的两类偶联剂是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。实验表明，这两种偶联剂都能改善填料与树脂的相容性。在加入偶联剂之前应对木粉进行干燥处理，干燥温度为150°C左右，时间以池为宜，如果干燥不充分，制品中会有气泡产生，致使材料的机械强度下降。由以上的分析可见，传统改性工艺流程是首先利用聚合物树脂对废旧塑料进行相容改性，同时，对填料烘干后添加偶联剂进行偶联表面处理，然后，将以上改性后的塑料和偶联处理后的填料这2种物质进行共混后再造粒，最后制作成产品，参阅图1。这种改性方法工艺相对繁杂，即先要分别进行处理后，再混合造粒，制成产品，其相容剂的加入量为 2. 5 5%、处理填料的偶联剂加入量为3 5%，而且聚合物改性造粒、填料的偶联处理都要消耗大量的电热，仅此一项每吨需增加300 500元的费用，还需增加设备投资，可见是很不经济的。
发明内容
由于生活垃圾塑料品种繁杂，它们结构和性能方面的差异而互不相容，而且，垃圾塑料在使用和加工过程中会发生降解和老化，导致材料的力学性能下降。为了使回收高分子材料满足使用要求，一般通过填料填充改性，也可将两种或两种以上的聚合物进行共混改性。但因填料与聚合物或不同聚合物的结构、形态和性能之间的差异，会出现界面，界面的形成必将影响材料的使用性能。为克服上述问题，首先要解决垃圾塑料之间、垃圾塑料与填料之间的相容问题，从而需要开发一种新型的多功能复合改性剂，此种改性要具有相容剂和偶联剂的双重功效，以使之达到改善垃圾塑料之间、垃圾塑料与填料之间相容的问题， 从而设计出新的生产工艺。本发明的目的是提供一种能对垃圾塑料进行回收再利用、且工艺方法相对简单、 可进行多功能复合改性、对环境污染较少的垃圾塑料的收回再利用方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是它包括塑料与杂质分离、塑料风干、 造粒、塑料改性、再造粒工序；先将垃圾塑料原料送入破碎设备中破碎成片状料，然后将破碎后的垃圾塑料片料送入风选设备中，塑料片料及其中的杂质随着热风气流的螺旋推进， 因在推进过程中会产生振动，且由于塑料与杂质的密度差异，从而使塑料与杂质完全脱离并分别飘落在不同位置而选出塑料片料并去除杂质，同时由于水份在热风的作用下加速汽化，再将风选出来的干燥干净塑料片料送至造粒设备制成可以再利用的颗粒；破碎设备、风选设备和造粒设备分别与控制系统相联接，通过控制系统的设定参数，实现对原料中杂质、 水份等参数的自动监测和智能化管理。也可在风选设备设置有多档原料出料口，将破碎后的混料经吹选，从而将不同比重或密度的垃圾塑料进行分类。并将分选出来的杂质中包括金属物、玻璃集中收集回收再利用，将泥沙及生活废弃物等进行无害化处理。在垃圾塑料颗粒中添加具有相容与偶联性能的改性剂混合后，再制成塑料粒料用于生产产品。本发明垃圾塑料分检粗加工的优选工艺方法是控制系统分别与给料输送装置、 破碎装置、风选设备、杂质去除装置和造粒设备相联接；利用皮带运输机的原理在计算机的控制下对垃圾场分选出来的垃圾塑料送至破碎系统，通过对水分、杂质等含量的测定，计算机实现对输送皮带速度的控制，保证给料的均勻一致和片料的干燥；采用锯齿形旋转刀片对垃圾塑料进行撕破，使薄膜片状，通过鼓风机将片料送至烘干系统，由于塑料片料与杂质的密度不同，密度小的片料被送出，密度较大的杂质落入除杂质系统，实现破碎和第一次除杂质过程；再利用热风炉产生的热量在鼓风机的输送下对设备膛内的垃圾塑料片料输送热风，并通过调整送风的角度，使膛内垃圾塑料片不规则受力，形成无规则翻腾，根据塑料与杂质密度的差异分选出塑料，杂质在自重的作用下落于膛底，汽雾集中收集排入烟道内；计算机系统对垃圾塑料片料中杂质、水份进行自动监测，自动控制翻腾时间、送风风压及热风的进入量，通过控制系统的控制，在螺旋出渣机的螺旋推进作用下，将自动分离落于杂质去除装置和风选设备膛底的杂质有序推出膛外，并定期收集、集中处理；采用螺杆造粒方式挤出造粒。本发明对塑料进行改性的另一种实施方式是先将回收的垃圾塑料直接造粒，然后添加具有相容与偶联性能的改性剂和填料混合后进行合金改性，所述填料包括稻壳、糠粉、或木粉，或由稻壳、糠粉、或木粉中的2种或2个种以上物质任意组合构成，改性后的塑料粒料与填料的重量比为100 (25-35) 0再制成塑料粒料生产市政建设用埋地排水组合管道、建筑结构用组合芯模或模壳、或墙体保温隔热内模。本发明所述改性剂包括丙烯酸酯共聚物、马来酸酐改性的聚烯烃树脂、乙烯丙烯酸共聚物的分子链上接枝极性单体、或马来酸酐等接枝植物纤维中的任意一种，或由丙烯酸酯共聚物、马来酸酐改性的聚烯烃树脂、乙烯丙烯酸共聚物的分子链上接枝极性单体、或马来酸酐等接枝植物纤维中的2种或2个种以上物质任意组合构成。垃圾塑料粒料与改性剂的重量比为100 (1-2)。本发明的另一个目的是提供一种用于垃圾塑料的免水洗回收方法的专用设备。它包括给料输送装置、破碎装置、风选设备、杂质去除装置、造粒设备、控制系统，控制系统分别与给料输送装置、破碎装置、风选设备、杂质去除装置和造粒设备相联接；给料输送装置采用皮带运输机，破碎装置采用锯齿形旋转刀片，风选设备包括热风炉、鼓风机，杂质去除装置包括风选设备膛底，造粒设备包括喂料口上安装的螺旋加料装置、振捣装置和造粒装置；控制系统包括工业计算机和感应装置。也可在鼓风设备的出口处设加热装置。本发明的有益效果是它以城乡垃圾塑料为主要原料，通过采用自主研发独特的免洗工艺技术，处理一吨垃圾塑料可节约水资源10吨左右，年可节约水资源20万吨；在产品加工方式上，采用在垃圾场进行垃圾塑料粗加工处理与在工厂进行产品生产的方式，在垃圾场进行垃圾塑料的粗加工处理，年可减少运输量12万吨左右，且产生的粗处理废渣可就地填埋。在工厂进行产品生产时，添加本发明所述独特的改性剂及填料进行合金改性，用于生产市政建设用埋地排水组合管道，也可广泛应用于现代建筑结构用组合芯模与模壳、 墙体保温隔热内模等产品。它能对垃圾塑料进行回收再利用，且工艺方法相对简单，对环境污染较少。
图1是传统塑料改性工艺流程示意图。图2是本发明的塑料改性工艺流程示意图。图3是利用本发明方法制作产品的生产工艺流程示意图。图4是垃圾分选工艺流程示意图。图5是垃圾塑料处理系统的结构原理示意图。图中1-控制系统，2-垃圾塑料分选设备，3-给料输送装置，4-杂质去除装置， 5-热风管道，6-风选设备，7-杂质排出装置，8-造粒设备，9-物料走向线路，10-造粒成品料。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。实施例1，本发明所述垃圾塑料分检粗加工工艺包括塑料与杂质分离、塑料风干、 造粒等工序；先将垃圾塑料原料送入破碎设备中破碎成片状料，然后将破碎后的垃圾塑料片料送入风选设备中，塑料片料及其中的杂质随着热风气流的螺旋推进，因在推进过程中会产生振动，且由于塑料与杂质的密度差异，从而使塑料与杂质完全脱离并分别飘落在不同位置而选出塑料片料并去除杂质，同时由于水份在热风的作用下加速汽化，再将风选出来的干燥干净塑料片料送至造粒设备制成可以再利用的颗粒。破碎设备、风选设备和造粒设备分别与控制系统相联接，通过控制系统的设定参数，实现对原料中杂质、水份等参数的自动监测和智能化管理。也可在风选设备设置有多档原料出料口，将破碎后的混料经吹选， 从而将不同比重或密度的垃圾塑料进行分类。并将分选出来的杂质中包括金属物、玻璃集中收集回收再利用，将泥沙及生活废弃物等进行无害化处理，从而实现了塑料与杂质分离、 塑料烘干、造粒的一体化。在实现以上过程中，自行开发的计算机软件系统，通过控制各系统的设定参数，实现了对原料中杂质、水份等物质的自动监测和智能化管理，使制造出的塑料粒料完全满足产品的生产需要。参阅图4和图5。实施例2，本发明的控制系统分别与给料输送装置、破碎装置、风选设备、杂质去除装置和造粒设备相联接；利用皮带运输机的原理在计算机的控制下对垃圾场分选出来的垃圾塑料送至破碎系统，通过对水分、杂质等含量的测定，计算机实现对输送皮带速度的控制，保证给料的均勻一致和片料的干燥；采用锯齿形旋转刀片对垃圾塑料进行撕破，使薄膜片状，通过鼓风机将片料送至烘干系统，由于塑料片料与杂质的密度不同，密度小的片料被送出，密度较大的杂质落入除杂质系统，实现破碎和第一次除杂质过程；再利用热风炉产生的热量在鼓风机的输送下对设备膛内的垃圾塑料片料输送热风，并通过调整送风的角度， 使膛内垃圾塑料片不规则受力，形成无规则翻腾，根据塑料与杂质密度的差异分选出塑料， 杂质在自重的作用下落于膛底，汽雾集中收集排入烟道内；计算机系统对垃圾塑料片料中杂质、水份进行自动监测，自动控制翻腾时间、送风风压及热风的进入量，通过控制系统的控制，在螺旋出渣机的螺旋推进作用下，将自动分离落于杂质去除装置和风选设备膛底的杂质有序推出膛外，并定期收集、集中处理；采用螺杆造粒方式挤出造粒。参阅图4和图5， 其余同实施例1。实施例3，本发明用于垃圾塑料的免水洗回收方法的专用设备包括给料输送装置、 破碎装置、风选设备、杂质去除装置、造粒设备、控制系统，控制系统分别与给料输送装置、 破碎装置、风选设备、杂质去除装置和造粒设备相联接；给料输送装置采用皮带运输机，破碎装置采用锯齿形旋转刀片，风选设备包括热风炉、鼓风机，杂质去除装置包括风选设备膛底，造粒设备包括喂料口上安装的螺旋加料装置、振捣装置和造粒装置；控制系统包括工业计算机和感应装置；也可在鼓风设备的出口处设加热装置。它主要由6个部分构成①给料输送装置。利用皮带运输机的原理在计算机的控制下对垃圾场分选出来的垃圾塑料送至破碎系统；通过对水分、杂质等含量的测定，计算机实现对输送皮带速度的控制，保证给料的均勻一致和片料的干燥。②杂质去除装置。垃圾塑料多为塑料薄膜、包装袋，里面包裹有金属物和泥沙及生活废弃物，系统采用锯齿形旋转刀片对垃圾塑料进行撕破，使薄膜片状，通过鼓风机将片料送至烘干系统，由于塑料片料与杂质的密度不同，密度小的片料被送出，密度较大的杂质落入除杂质系统，这样实现了破碎和第一次除杂质的过程。③风选设备。利用热风炉产生的热量在鼓风机的输送下对设备膛内的垃圾塑料片料输送热风，并通过调整送风的角度，使膛内垃圾塑料片不规则受力，形成无规则翻腾，根据塑料与杂质(主要是铁、铜、铝等金属物和泥沙及生活废弃物等)的密度的差异分选出塑料，杂质在自重的作用下落于膛底，汽雾集中收集排入烟道内。计算机系统对垃圾塑料片料中杂质、水份进行自动监测，自动控制翻腾时间、送风风压及热风的进入量。通过本系统处理的塑料片料基本没有金属杂质，水分含量在1. 5 2. 5%，泥沙的含量约在2%左右，可完全满足于我公司产品生产的需要。④杂质排出装置。通过控制系统的控制，在螺旋出渣机的螺旋推进作用下，将自动分离落于杂质去除装置和风选设备膛底的杂质有序推出膛外，并人工定期收集、集中处理。⑤造粒设备。本系统利用传统的螺杆造粒方式挤出造粒，喂料口装有螺旋加料和振捣装置。其过程通过计算机严格控制温度和加料的速度，以防温度过高，使塑料烧焦碳化。⑥控制系统。免洗处理垃圾塑料专用设备，利用计算机控制各个工序的工艺参数。 通过本系统软件的开发应用，实现了对垃圾塑料处理过程中杂质、水份的自动监测及给料量、热风供应量、翻腾时间和翻腾风压的自动控制，并实现全了过程的智能化管理。参阅图 5，其余同上述实施例。实施例4，本发明通过开发一种具有相容与偶联于一体的改性剂对垃圾塑料进行改性，再将生产建筑产品的工艺方法。其原理是垃圾塑料中所含的塑料品种，基本上以 ΡΕ、PP、ABS、EVA等热塑性塑料为主，也有极少量的PVC、PET等；通过采用包括丙烯酸酯共聚物、马来酸酐改性的聚烯烃树脂、乙烯丙烯酸共聚物的分子链上接枝极性单体、马来酸酐等接枝植物纤维作为聚合物相容的改性剂，所述改性剂可是丙烯酸酯共聚物、马来酸酐改性的聚烯烃树脂、乙烯丙烯酸共聚物的分子链上接枝极性单体、或马来酸酐等接枝植物纤维中任意一种，或可以是其中的2种或2个种以上物质任意组合构成。在加入改性剂时，垃圾塑料粒料与改性剂的重量比为100 (1-2)。通过加入上述改性剂，使塑料中的接枝聚合物主链可以与聚合物合金界面产生物理或化学作用，使树脂有很好的相容性，而接枝的极性支链又能与填料表面的极性基团发生反应，使填料表面活化。而且这些相容剂中大部分含有羟基或酐基，能够与木粉中的羟基发生酯化反应，降低木粉的极性和吸湿性。通过分子设计，从而可实现相容与偶联二者的有机结合，大大节省了生产工艺成本。参阅图2，其余同上述实施例。实施例5，先将回收的垃圾塑料直接造粒，然后添加具有相容与偶联性能的改性剂和填料混合后进行合金改性，在加入改性剂时，垃圾塑料粒料与改性剂的重量比为 100 (1-2)，所述填料可以是稻壳、糠粉、或木粉中任意一种，或是其中任意2种或2个种以上物质任意组合构成，改性后的塑料粒料与填料的重量比为100 05-35)。因填料中主要成分是纤维素，本发明利用稻壳、糠粉、木粉等有机纤维作为填充料对废塑料进行物理改性，采用原料绿色环保的，从而可生产一种全新的绿色环保塑木材料。再制成塑料粒料生产市政建设用埋地排水组合管道、建筑结构用组合芯模或模壳、或墙体保温隔热内模。现对垃圾塑料改性前后性能及改性工艺变化后性能分析垃圾塑料品种繁杂，机械强度很低，一般无法满足各种产品的机械性能要求。通过采用本发明工艺对垃圾塑料进行改性处理后，达到了良好的技术效果。根据产品的生产工艺和质量要求，并考虑不同的改性工艺是否对机械强度有影响，还考虑配方成本和生产成本，申请人做了大量的试验得出如下表格的数据
权利要求
1.一种垃圾塑料的收回再利用方法，其特征是它包括塑料与杂质分离、塑料风干、造粒、塑料改性、再造粒工序；先将垃圾塑料原料送入破碎设备中破碎成片状料，然后将破碎后的垃圾塑料片料送入风选设备中，塑料片料及其中的杂质随着热风气流的螺旋推进，因在推进过程中会产生振动，且由于塑料与杂质的密度差异，从而使塑料与杂质完全脱离并分别飘落在不同位置而选出塑料片料并去除杂质，同时由于水份在热风的作用下加速汽化，再将风选出来的干燥干净塑料片料送至造粒设备制成可以再利用的颗粒；在垃圾塑料颗粒中添加具有相容与偶联性能的改性剂混合后，再制成塑料粒料用于生产产品。
2.根据权利要求1所述垃圾塑料的收回再利用方法，其特征是控制系统分别与给料输送装置、破碎装置、风选设备、杂质去除装置和造粒设备相联接；利用皮带运输机的原理在计算机的控制下对垃圾场分选出来的垃圾塑料送至破碎系统，通过对水分、杂质等含量的测定，计算机实现对输送皮带速度的控制，保证给料的均勻一致和片料的干燥；采用锯齿形旋转刀片对垃圾塑料进行撕破，使薄膜片状，通过鼓风机将片料送至烘干系统，由于塑料片料与杂质的密度不同，密度小的片料被送出，密度较大的杂质落入除杂质系统，实现破碎和第一次除杂质过程；再利用热风炉产生的热量在鼓风机的输送下对设备膛内的垃圾塑料片料输送热风，并通过调整送风的角度，使膛内垃圾塑料片不规则受力，形成无规则翻腾， 根据塑料与杂质密度的差异分选出塑料，杂质在自重的作用下落于膛底，汽雾集中收集排入烟道内；计算机系统对垃圾塑料片料中杂质、水份进行自动监测，自动控制翻腾时间、送风风压及热风的进入量，通过控制系统的控制，在螺旋出渣机的螺旋推进作用下，将自动分离落于杂质去除装置和风选设备膛底的杂质有序推出膛外，并定期收集、集中处理；采用螺杆造粒方式挤出造粒。
3.根据权利要求1或2所述垃圾塑料的收回再利用方法，其特征是破碎设备、风选设备和造粒设备分别与控制系统相联接，通过控制系统的设定参数，实现对原料中杂质、水份等参数的自动监测和智能化管理。
4.根据权利要求1所述垃圾塑料的收回再利用方法，其特征是在风选设备设置有多档原料出料口，将破碎后的混料经吹选，从而将不同比重或密度的垃圾塑料进行分类。
5.根据权利要求1所述垃圾塑料的收回再利用方法，其特征是先将回收的垃圾塑料直接造粒，然后添加具有相容与偶联性能的改性剂和填料混合后进行合金改性，所述填料包括稻壳、糠粉、或木粉中的任意1种，或是稻壳、糠粉、或木粉中的任意2种或2个种以上的组合物；再制成塑料粒料生产市政建设用埋地排水组合管道、建筑结构用组合芯模或模壳、或墙体保温隔热内模。
6.根据权利要求5所述垃圾塑料的再利用方法，其特征是改性后的塑料粒料与填料的重量比为100 (25-35)。
7.根据权利要求1或5所述垃圾塑料的再利用方法，其特征是所述改性剂包括丙烯酸酯共聚物、马来酸酐改性的聚烯烃树脂、乙烯丙烯酸共聚物的分子链上接枝极性单体、或马来酸酐等接枝植物纤维中的任意一种，或由丙烯酸酯共聚物、马来酸酐改性的聚烯烃树脂、乙烯丙烯酸共聚物的分子链上接枝极性单体、或马来酸酐等接枝植物纤维中的2种或2 个种以上物质任意组合构成。
8.根据权利要求1或5所述垃圾塑料的再利用方法，其特征是垃圾塑料粒料与改性剂的重量比为100 (1-2)。
9.一种用于权利要求1所述垃圾塑料回收方法的专用设备，其特征是它包括给料输送装置、破碎装置、风选设备、杂质去除装置、造粒设备、控制系统，控制系统分别与给料输送装置、破碎装置、风选设备、杂质去除装置和造粒设备相联接；给料输送装置采用皮带运输机，破碎装置采用锯齿形旋转刀片，风选设备包括热风炉、鼓风机，杂质去除装置包括风选设备膛底，造粒设备包括喂料口上安装的螺旋加料装置、振捣装置和造粒装置；控制系统包括工业计算机和感应装置。
10.根据权利要求1所述垃圾塑料回收方法的专用设备，其特征是在鼓风设备的出口处设加热装置。
全文摘要
一种垃圾塑料的收回再利用方法及专用设备，它属于一种垃圾塑料的回收方法。它主要是解决现有水选工艺用水量大，运行成本高、对环境污染较大等技术问题。其技术方案要点是它包括塑料与杂质分离、塑料风干、造粒、塑料改性、再造粒工序；先将垃圾塑料原料送入破碎设备中破碎成片状料，然后将破碎后的垃圾塑料片料送入风选设备中，塑料片料及其中的杂质随着热风气流的螺旋推进，因在推进过程中会产生振动，且由于塑料与杂质的密度差异，从而使塑料与杂质完全脱离并分别飘落在不同位置而选出塑料片料并去除杂质，同时由于水份在热风的作用下加速汽化，再将风选出来的干燥干净塑料片料送至造粒设备制成可以再利用的颗粒；在垃圾塑料颗粒中添加具有相容与偶联性能的改性剂混合后，再制成塑料粒料用于生产产品。本发明能对垃圾塑料进行回收再利用，且工艺方法相对简单，对环境污染较少。经处理的回收塑料包括垃圾塑料均可用于制造现浇钢筋砼芯模、或用于制造工业、建筑、及日用品等，也可用于制作成生产原料如造粒料等。
文档编号B29B17/00GK102303382SQ20111016494
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月19日 优先权日2011年6月19日
发明者毕育鸣, 阳文皇 申请人:阳文皇