一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法与控制加入系统与流程

本发明涉及废旧聚酯瓶再利用技术领域，尤其涉及一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法与控制加入系统。

背景技术：

聚酯(pet)瓶是食品、饮料包装的主力军，世界年生产聚酯瓶约3000万吨，其中中国约600万吨。消费后的旧聚酯瓶(聚酯废料)具有极强的化学惰性，自然条件下降解困难，不仅对地球环境造成很大的负担，而且还会造成极大的资源浪费。聚酯废料的循环再利用可有效解决资源短缺、原生资源开发以及废物排放的问题，对实现可持续发展具有重要意义。

聚酯废料回收再利用的第一步是对其进行清洗加工，加工成再生聚酯瓶片，然后作为再利用原料进行后续加工，如纺织再生聚酯纤维、食品包装等。但聚酯废料已经过市场流通，受到一定污染，混有金属、泥沙等杂质，且聚酯废料本身存在颜色杂，盖、提手、手柄、标签等瓶体附着物多为非聚酯材料，另外pvc、pp材质的塑料瓶因形状颜色相同，极易混杂在聚酯(pet)瓶中，上述因素均增加了清洗加工的难度。因此，若聚酯废料清洗不彻底使得再生聚酯瓶产品档次低、质量稳定性差、产品质量不高，最终影响后续循环再利用。

聚酯废料清洗需要采用洗涤液对瓶和瓶片进行去污、去杂，以保持白度。洗涤液为特定比例的洗涤药液和水，洗涤药液由市场购得，包括氢氧化钠和清洗剂，清洗剂的具体成分包括：氢氧化钠、碳酸钠、水玻璃、无水硫酸钠、非离子和二性离子活性剂、综合剂以及渗透剂等。

在聚酯废料清洗的过程中，洗涤液不断被消耗，其有效洗涤成分也不断被消耗，需要适时增补洗涤药液以保证聚酯废料的清洗，而对此普遍凭经验添加洗涤药液的加入时间和用量，因而导致洗涤液浓度不稳定，药剂使用浪费，清洗效果差，再生聚酯瓶片的加工工艺无法继续，更无法在规模化生产中得到有效运用。所以，需要寻求一个方便检测且能反映洗涤液有效性的成分，作为配制洗涤药剂的指标性依据。

氢氧化钠也是清洗剂中最主要的成分，在瓶片清洗中起主要作用。因此，检测氢氧化钠的含量以确定洗涤药液的加入时机，测试氢氧化钠所用的试剂和溶液有酚酞指示液、氯化钡、盐酸标准溶液以及甲基橙指示液等，该测试过程复杂，每测试一个样本用时30分钟以上，而且氯化钡是剧毒品，因此，根据氢氧化钠的含量确定洗涤药液的加入仍不具有可行性。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法，该方法可实现洗涤药液的定量准确加入，由此保证了聚酯废料的洗涤效果。

有鉴于此，本申请提供了一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法，包括以下步骤：

配制聚酯废料的洗涤药液，所述洗涤药液中氢氧根离子的浓度标记为r；

将所述洗涤药液与水混合，得到洗涤液；

根据聚酯废料的种类和再生聚酯瓶的产品要求，设定洗涤液中氢氧根离子的浓度，标记为rs；

利用所述洗涤液清洗聚酯废料，清洗过程中定期检测洗涤液中氢氧根离子的浓度，标记为rc；

若rc＜rs，则根据公式(ⅰ)自动补充所述洗涤药液；

vc＝v*(rs-rc)/(r-rs)(ⅰ)；

其中，v为清洗容器体积；vc为自动补充的清洗药液的体积。

优选的，所述定期检测的方法具体为：

在聚酯废料清洗过程中，每隔2～3h抽取1ml的洗涤液；

在所述洗涤液中滴加2～3滴酚酞，加入10～15ml蒸馏水，利用0.1mol/lhcl滴定测出洗涤液中氢氧根离子的浓度rc。

优选的，所述聚酯废料为非聚酯油瓶时，所述rs为2.4mol/l～2.6mol/l；所述聚酯废料为聚酯油瓶时，所述rs为2.mol/l～2.8mol/l。

优选的，所述自动补充聚酯废料的洗涤药液的方法为：

所述rc输入计算机端口，若rc＜rs，则计算机端口根据公式(ⅰ)得到vc，由plc控制系统自动控制补充vc。

优选的，所述洗涤药液中水、清洗剂和氢氧化钠的质量比为100：(1～2)：(3～4)。

本申请还提供了一种聚酯废料洗涤药液的控制加入系统，包括洗涤药液容器、清洗容器、检测仪器、计算机系统和plc系统；

所述洗涤药液容器的出口与所述清洗容器的入口相连；

所述清洗容器的出口与所述检测仪器的入口相连；

所述检测仪器的出口与所述计算机系统的输入端相连；

所述计算机系统的输出端与所述plc系统的输入端相连；

所述plc系统的输出端与所述清洗容器的入口相连。

优选的，所述控制加入系统还包括氢氧化钠调配容器和清洗剂容器，所述氢氧化钠调配容器的出口与所述清洗剂容器的出口与所述洗涤药液容器的入口相连。

本申请提供了一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法，其首先配制了聚酯废料的洗涤药液，再将洗涤药液和水混合，得到洗涤液，同时设定洗涤液中氢氧根离子的浓度；然后开始利用洗涤液清洗聚酯废料，在此过程中定期检测洗涤液中氢氧根离子的浓度，最后将检测的氢氧根离子的浓度与设定的氢氧根离子浓度相比较，若小于设定值则自动补充洗涤药液。本申请利用定期检测洗涤液中氢氧根离子的浓度与预先设定的氢氧根离子的浓度，可根据检测的洗涤液中氢氧根离子的浓度添加定量的洗涤药液，使洗涤液的有效成分含量稳定，有效提高和稳定了再生聚酯瓶的品质。实验结果表明，再生聚酯瓶的pvc含量低于80ppm，标签片含量低于100ppm，l(明度)大于68，b(蓝-黄)值低于4.5。

附图说明

图1为本发明实例提供的聚酯废料洗涤药液的控制加入系统示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

在聚酯废料清洗过程中，聚酯废料进料会带进水分，出料也会带出洗涤液，因此洗涤液中的有效成分是随时变化的，需要及时进行检测和适量补充，以保证聚酯废料的清洗效果。针对现有技术中，洗涤药液根据经验加入的问题，本申请提供了一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法，该方法可实现洗涤液的自动添加，添加量稳定且准确，由此保证了聚酯废料清洗效果的稳定性。该洗涤药液的控制加入法方法适用于完整聚酯瓶的洗涤过程，也适用于瓶片的洗涤过程。具体的，本发明实例公开了一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法，包括以下步骤：

配制聚酯废料的洗涤药液，所述洗涤药液中氢氧根离子的浓度标记为r；

将所述洗涤药液与水混合，得到洗涤液；

根据聚酯废料的种类和再生聚酯瓶的产品要求，设定洗涤液中氢氧根离子的浓度，标记为rs；

利用所述洗涤液清洗聚酯废料，清洗过程中定期检测洗涤液中氢氧根离子的浓度，标记为rc；

若rc＜rs，则根据公式(ⅰ)自动补充所述洗涤药液；

vc＝v*(rs-rc)/(r-rs)(ⅰ)；

其中，v为洗涤桶体积；vc为自动补充的洗涤药液的体积。

本申请在聚酯废料洗涤药液的控制加入方法中，通过监测的氢氧根离子的浓度，自动添加洗涤药液，使得聚酯废料清洗的洗涤液基本恒定，实现了再生聚酯瓶片清洗效果的稳定性。

对于本申请聚酯废料洗涤药液的控制加入方法，首先配制聚酯废料清洗过程中采用的洗涤药液，所述洗涤药液包括清洗剂、水和氢氧化钠，其中，所述清洗剂为市售产品，为本领域技术人员熟知的清洗剂，对其来源本申请没有特别的限制。所述洗涤药液中氢氧根离子的浓度标记为r。本申请然后将洗涤药液与水混合，得到洗涤液；对于聚酯废料的清洗，所述洗涤液中，所述水、清洗剂和氢氧化钠的质量比为100：(1～2)：(3～4)；在具体实施例中，所述水、清洗剂和氢氧化钠的质量比为100：1：3。上述配制的洗涤液直接置于清洗容器中用于清洗聚酯废料。

按照本发明，可根据聚酯废料的种类和再生聚酯瓶的产品要求，设定洗涤液中氢氧根离子的浓度，标记为rs；上述设定的洗涤液中氢氧根离子的浓度用以判断清洗后的定期检测的洗涤液的氢氧根离子的浓度，以确定是否需要添加洗涤药液。在具体实施例中，所述聚酯废料为非聚酯油瓶时，所述rs为2.4mol/l～2.6mol/l；所述聚酯废料为聚酯油瓶时，所述rs为2.6mol/l～2.8mol/l。

本申请然后利用上述洗涤液清洗聚酯废料，在清洗过程中定期检测洗涤液中氢氧根离子的浓度，得到的氢氧根离子的浓度标记为rc。上述清洗过程为本领域技术人员熟知的清洗过程，对此本申请不进行特别的限制。所述定期检测的方法具体为：

在聚酯废料清洗过程中，每隔2～3h抽取1ml的洗涤液；

在所述洗涤液中滴加2～3滴酚酞，加入10～15ml蒸馏水，然后利用0.1mol/lhcl，用滴定法测定洗涤液中氢氧根离子的浓度rc。

按照本发明，然后进行判断，若rc小于rs，则根据公式vc＝v*(rs-rc)/(r-rs)计算需要自动补充的洗涤药液的体积；若rc大于等于rs，则不需要补充洗涤药液。上述自动补充的方法具体为：

所述rc输入计算机端口，若rc＜rs，则计算机端口根据公式(ⅰ)得到vc，由plc控制系统自动控制补充vc。

根据上述说明，洗涤药液的补充利用计算机系统和plc系统实现了自动添加，而不需要凭借经验加入，由此保证了洗涤液的稳定加入，且不会影响聚酯废料的清洗效果。

本申请还提供了一种聚酯废料洗涤药液的控制加入系统，包括洗涤药液容器、清洗容器、检测仪器、计算机系统和plc系统；

所述洗涤药液容器的出口与所述清洗容器的入口相连；

所述清洗容器的出口与所述检测仪器的入口相连；

所述检测仪器的出口与所述计算机系统的输入端相连；

所述计算机系统的输出端与所述plc系统的输入端相连；

所述plc系统的输出端与所述清洗容器的入口相连。

本申请提供的聚酯废料的洗涤药液的控制加入系统，可实现洗涤药液的自动加入。为了实现洗涤液的精确配制，所述控制加入系统中还包括氢氧化钠调配容器和清洗剂容器，所述氢氧化钠调配容器的出口与所述清洗剂容器的出口与所述洗涤药液容器的入口相连。该控制系统的结构示意图具体如图1所示，其中1为氢氧化钠调配容器，2为清洗剂容器，3为洗涤药液容器，4为清洗容器，5为检测仪器，6为计算机系统，7为plc系统。

对于本申请的控制加入系统，所述洗涤药液容器用于放置洗涤药液，即清洗剂、水和氢氧化钠按照比例汇入洗涤药液容器中，配置好的洗涤药液进入清洗容器进行聚酯废料的清洗。

在清洗过程中，定期自清洗容器中抽取部分洗涤液通过检测仪器检测，以得到清洗后的洗涤液的氢氧根离子浓度，该浓度输入计算机系统，根据计算机系统内部设置的程序得出是否需要加入洗涤药液以及加入洗涤药液的体积，再将此结果反馈给plc系统，plc系统实现洗涤药液的自动添加。

本申请提供了一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法与控制加入系统，该控制加入方法可使得洗涤药液的使用量得到控制，成本下降；每清洗加工1吨再生聚酯瓶片的药剂成本，从45元/吨下降到40元/吨；再生聚酯瓶片质量稳定，指标长期稳定在非聚酯类含量100ppm以内；该方法摒弃依靠经验的落后生产方式，形成了科学的生产体系。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的聚酯废料洗涤药液的控制加入方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

将收购聚酯瓶砖解包、材质分拣，得到废旧聚酯瓶；

将水8000kg、清洗剂80kg、氢氧化钠240kg混合，得到洗涤药液，将洗涤药液置于清洗容器(含有水)中；

根据上述废旧聚酯瓶的油污、标签纸、胶水残留量特征，设定洗涤液中氢氧根离子的浓度为2.6mol/l；

将废旧聚酯瓶连续放置于上述配置的洗涤液中清洗；在清洗过程中，2h后自清洗容器中抽取1ml洗涤液样品，同时加入酚酞溶液，10～15ml蒸馏水利用0.1mol/l盐酸溶液滴定，检测后得到洗涤液中氢氧根离子的浓度为1.9mol/l；

检测的洗涤液的氢氧根离子的浓度＜2mol/l，经过计算，需要加入35l的上述配制的洗涤药液，加至清洗容器中继续进行后续废旧聚酯瓶的清洗；

洗涤液加入时清洗不停止，再2h后重复上述检测、计算以及加入洗涤药液的流程；

对于完整废旧聚酯瓶的清洗时间：8～10min，清洗温度：90℃±2℃，整瓶清洗机洗涤液液位：1/6。

在整瓶清洗完成后，则进行人工分选，破碎，再进入瓶片清洗容器中进行清洗，该清洗容器中洗涤药液的加入与上述整瓶洗涤药液的加入相同，在清洗过程中瓶片的清洗时间为30min，碎瓶片热洗温度：88～90℃，热洗机清洗液装入液位：3/5；

在清洗过程中，进料的频率为18hz，每锅的出料频率分别控制为16hz，加入的药剂循环使用，将瓶片脱水、漂洗，密度的分离、脱水、漂洗、搓洗、再脱水，得到清洗干净的瓶片。

检测最终清洗干净的瓶片：l值(明度)为65.5，a值(红-绿)为-1.0，b值(蓝-黄)为5.2；pvc含量低于70ppm，标签片含量低于100ppm。

实施例2

与实施例1的洗涤药液的控制加入方法相同，区别在于：设定洗涤药液中氢氧根离子的浓度为2.6mol/l；检测后得到洗涤药液中氢氧根离子的浓度为2.2mol/l；经过计算，需要加入33l的上述配制的洗涤药液；

检测最终清洗干净的瓶片：l(明度)为70.5，a(红-绿)为-1.3b(蓝-黄)为3.6。pvc含量低于70ppm，标签片含量低于100ppm。

实施例3

与实施例1的洗涤药液的控制加入方法相同，区别在于：设定洗涤药液中氢氧根离子的浓度为3.2mol/l；检测后得到洗涤药液中氢氧根离子的浓度为2.4mol/l；经过计算，需要加入39l的上述配制的洗涤药液；

检测最终清洗干净的瓶片：l值(明度)为71.3，a值为(红-绿)为-1.5，b值为(蓝-黄)为6.3。pvc含量低于80ppm，标签片含量低于90ppm。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。