一种废旧塑料的干法清洗系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种废旧塑料的干法清洗系统及清洗方法，该系统包括：固体介质清洗装置、分选装置、空气介质清洗装置和除尘装置，该清洗方法包裹一下步骤：利用砂石将废旧塑料表面附着物脱落，通过分选装置将砂石与清洗后的废旧塑料分开，砂石回收利用，清洗后的废旧塑料进入空气介质清洗装置，清洗废旧塑料表面的浮尘；最后在除尘装置中对空气介质清洗装置排出的气体进行除尘。与现有技术相比，本发明结构简单，操作方便，不仅节约水资源，同时能够去除塑料上的较强吸附力污染物，为塑料回收再利用提供了有利条件。
【专利说明】
-种废旧塑料的干法清洗系统及方法
技术领域
[0001] 本发明设及废旧塑料无水清洗领域，具体设及一种废旧塑料的干法清洗系统及方 法。
【背景技术】
[0002] 随着塑料工业的发展，塑料制品的消费量不断增大，产生更多的废弃塑料。需要通 过回收和再利用减轻其因填埋和焚烧带来的环境问题。塑料在使用过程中难免受到不同程 度的污染，回收塑料需进行清洗W提高再生产物的质量，避免给再生资源综合利用带来严 重的影响。
[0003] 传统的废旧塑料清洗工艺，W水作为清洗介质，主要通过使用市售清洗剂在各种 机械设备中漂洗或揽拌洗涂，清洁完成后进行干燥。采用湿法清洗需要配备污水处理系统 和干燥装置，增加额外的成本，同时造成严重的二次污染。
[0004] 中国实用新型专利化02251828.2公布了一种塑料干洗机，由半圆形的机壳盖、机 壳底对合的壳体和包封在其中的螺旋筒组成，该螺旋筒两端用轴承安置在基座上，螺旋筒 上按左旋等分焊接有4组导料板、洗料板和送料板。导料板为一矩形板块，倾斜于螺旋筒轴 线;洗料板为块状体，设置成梯形间断状;送料板为一矩形板块，与螺旋筒轴线同向；壳体固 定在基座上，壳体顶面对应导料板一端设有一入料口，壳体底部对应送料板一端设有一出 料口；壳体包封送料板的一端直径较大;机壳底小直径部分于中屯、线W下将机壳底冲压制 成条栅状或用螺旋钢焊成条栅状制成筛底。中国实用新型专利CN 202877096公布了另一种 塑料干洗机，其中包封螺旋滚筒的壳体安设在基座上，螺旋滚筒可转动设置在基座上并连 接驱动部件连接，其上沿轴向依次设置若干组导料板、若干组洗料板和若干组送料板，若干 组导料板和若干组送料板均左旋等分设置，若干组洗料板左旋等差设置，其中，导料板为矩 形板块并倾斜于螺旋滚筒的轴线，洗料板为块状体并设置成梯形间断状，送料板为矩形板 块并与螺旋滚筒的轴线同向，壳体的顶面对应导料板的一端设有入料口，壳体的底部对应 送料板的一端设有出料口，对应洗料板的部分设置有筛底。
[0005] 采用上述塑料干洗机的适用范围较小:针对污染较轻，附着物粘附力较弱的塑料 较为实用，而对于重度污染，附着物强力吸附的废旧塑料并不能达到很好的清洗效果。因此 需开发一种使用范围广，结构简单，可根据不同污染程度和清洗要求进行清洗的废旧塑料 无水清洗方法和装置。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围广、清 洗效果佳的废旧塑料的干法清洗系统及方法。
[0007] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现:一种废旧塑料的干法清洗系统，该 清洗系统包括：
[000引固体介质清洗装置:利用砂石将废旧塑料表面附着物脱落，清洗废旧塑料；
[0009] 分选装置:包括砂石出口和塑料出口，该分选装置位于所述固体清洗装置下游，用 于砂石与清洗后的废旧塑料分开；
[0010] 空气介质清洗装置:空气介质清洗装置的入口通过传送带与所述分选装置的塑料 出口连接，用于清洗废旧塑料表面的浮尘；
[0011] 除尘装置:与所述空气介质清洗装置的排风口相连，用于对空气介质清洗装置排 出的气体进行除尘。
[0012] 所述的固体介质清洗装置为由调速电机带动的邸式揽拌机，所述砂石的粒径为4 ~14目。优选的，该固体介质清洗装置可选邸式调速电机，其型号为5IK90RGN-CF;邸式调速 电机主罐直径约14cm，奖叶长度为5.8cm。
[0013] 所述的分选装置为风力分选机或振动筛分机中的一种。
[0014] 所述的空气介质清洗装置包括：
[001引罐体:该罐体顶部设有左出风口、右出风口及进料口，所述左出风口和右出风口通 过管道与所述除尘装置连接，所述进料口通过传送带与所述分选装置连接，罐体的底部设 有出料口，罐体的两侧设有左进风口和右进风口，在所述进料口和出料口之间设有依次排 列的隔网，所述隔网的两端为小孔隔网，所述小孔隔网之间设有大孔隔网；废旧塑料进入罐 体后，由于塑料的面积大于小孔隔网的网孔，所W随着空气介质在小孔隔网之间运动，通过 相互碰撞或碰撞大孔隔网使塑料表面的浮尘脱除，脱除的浮尘随着空气介质通过小孔隔 网，并排入后续装置中，所述罐体的材质优选为有机玻璃；
[0016] 电动变向开关:包括1个进口与2个出口，2个出口均设有阀Π ，且2个出口通过管道 分别与所述罐体的左进风口和右进风口相连；
[0017] 风机：与所述电动变向开关的进口连接，用于提供空气介质，风机型号优选为为 CZR200-50,功率优选为200W，风量可W根据清洗程度的不同要求进行调节，优选为3000m3/ h;
[0018] 继电器:用于控制电动变向开关2个出口的开闭。
[0019] 所述罐体的左进风口和右进风口均设有挡风板，所述挡风板上端与罐体通过较链 连接，挡风板下端可转动，即挡风板利用口活页安装，可W由气流压力控制而不需要单独控 审IJ。气流由左进风口进入清洗主罐时，左端挡风板被气流冲开，右端挡风板在气流作用下达 到垂直关闭状态；同理气流由右进风口进入时，右挡风板打开，而左挡风板关闭。
[0020] 所述罐体的左出风口设有左电动挡风板，右出风口设有右电动挡风板，所述左电 动挡风板和右电动挡风板通过所述继电器控制开闭。
[0021] 该空气介质清洗装置的工作原理如下：所述的继电器与电动变向开关和左、右电 动挡风板连接，继电器控制电动变向开关得阀口的开闭，使空气介质向左流动或向右流动。 在工作周期内定时改变气流方向，保证气流在一个工作周期内先后分别从左进风口和右进 风口进入清洗主罐。在气流由左进风口进入清洗主罐时，左电动挡板关闭，右电动挡板打 开;同理，气流由右进风口进入清洗主罐时，右电动挡板关闭，左电动挡板打开。
[0022] 所述小孔隔网的网孔大小为11~15目，大孔孔径为2.0~3.0cm。
[0023] 另外，罐体和通风管道之间靠宝塔接头密封连接，风机和通风管道之间靠不诱钢 喉髓进行密封连接，所述宝塔接头的规格优选为30材质4 ll/2*40mm，不诱钢喉髓规格优选 为LF-Y05 27-51，通风管道规格为1.2寸软管。
[0024] 所述除尘装置包括袋式除尘器、电除尘器或重力除尘器中的一种。
[0025] -种采用上述清洗系统的废旧塑料的清洗方法，该方法包括W下几个步骤：
[0026] (1)将废旧塑料低溫烘干，并破碎成3~8cm2大小的碎块；
[0027] (2)将步骤(1)所得碎块置于固体介质清洗装置中，利用砂石进行清洗，其中，固体 介质清洗装置的转速为40~eOr/min，清洗时间为5~50min;
[0028] (3)将清洗后碎块和砂石传输至分选装置中，将砂石和清洗后碎块分开；
[0029] (4)将清洗后碎块送至空气介质清洗装置，通过继电器控制空气介质在罐体内做 往复运动，除去清洗后碎块表面的浮尘，得到废旧塑料产品和尾气；
[0030] (5)将尾气排入除尘装置中，除去浮尘后进行排放。
[0031] 步骤(1)所述废旧塑料低溫烘干的溫度为45~50°C，时间为3~化。
[0032] 步骤(4)所述空气介质往复的周期为40~80s，该周期长度可根据清洗程度的不同 要求自由选择。
[0033] 与现有技术相比，本发明的有益效果体现在W下几方面：
[0034] (1)该轻质废旧塑料无水清洁系统结构简单，操作方便，可W根据清洗程度的不同 要求邸式揽拌器转速、风机风力大小和继电器电路控制模块所设定的工作周期长度，拓宽 了系统的适用范围。
[0035] (2)该系统运行过程采用干法清洁技术，在废旧塑料清洁过程中利用廉价易得的 砂石和空气作为清洗介质，通过摩擦、碰撞等有效物理清洗力使附着污染物脱落，系统运行 过程不设及水的使用，与传统的水洗法和现有干洗设备相比不仅节约水资源，同时能够去 除塑料上的较强吸附力污染物，为塑料回收再利用提供了有利条件。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明的连接示意图；
[0037] 图2为空气介质清洗装置结构示意图；
[0038] 图3为大孔隔网展开示意图；
[0039] 图4为小孔隔网展开示意图；
[0040] 图5为本发明轻质废旧塑料的无水清洗方法工艺流程图。
[0041 ]图6为实施例1~7样品的无水清洁后清洗率变化图；
[0042] 图7为实施例1~7样品的无水清洁后遮光率变化图。
[0043] 其中，1为固体介质清洗装置，2为风力分选机，3为空气介质清洗装置，4为袋式除 尘器，5为提升机，6为风机，7为罐体，8为电动变向开关，9为继电器，10为进料口，11为出料 口，12为大孔隔网，13为小孔隔网，14为左进风口，15为左挡板，16为左出风口，17为左电动 挡板，18为右进风口，19为右挡板，20为右出风口，21为右电动挡板，22为排风口，23为管道， 24为变速开关。
【具体实施方式】
[0044] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在W本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0045] 实施例1
[0046] -种废旧塑料的干法清洗系统，该清洗系统包括：
[0047] 固体介质清洗装置1:本实施例采用调速电机带动的邸式揽拌机作为清洗装置，利 用砂石将废旧塑料表面附着物脱落，清洗废旧塑料；
[0048] 风力分选机2:位于固体清洗装置下游，通过传送带将砂石和清洗后的废旧塑料送 入风力分选机2,风力分选机包括砂石出口和塑料出口，砂石从砂石出口排出，经回收再生 后通过提升机5返回至固体介质清洗装置1，清洗后的废旧塑料从塑料出口排出，通过传动 带进入空气介质清洗装置3;
[0049] 空气介质清洗装置3:该装置包括：
[0化0] 罐体7:该罐体顶部设有左出风口 16、右出风口 20及进料口 10,左出风口 16和右出 风口 20分别设有左电动挡板17和右电动挡板21，左出风口 16和右出风口 20连接排风口 22， 并通过管道与所述袋式除尘器4连接，进料口 10通过传送带与风力分选机2连接，罐体7的底 部设有出料口 11，罐体的两侧设有左进风口 14和右进风口 18，左进风口 14和右进风口 18分 别设有左挡板15和右挡板19,在进料口 10和出料口 11之间设有隔网，隔网的外侧为小孔隔 网13,隔网的内侧为大孔隔网12;
[0051]其中，大孔隔网12和小孔隔网13的展开示意图分别如图3和图4所示，其中，大孔隔 网12的孔径为2.0~3.0cm，小孔隔网13的大小为11~15目，本实施例采用的大孔隔网的孔 径为2.5cm，小孔隔网的大小为13目。
[0化2] 电动变向开关8:包括1个进口与2个出口，2个出口均设有阀Π ，且2个出口通过管 道14分别与左进风口 14和右进风口 18相连；
[0053] 风机6:与电动变向开关8的进口连接，用于提供空气介质；风机6上还设有一个变 速开关24,用于调节风机6的功率，根据需要吹出合适流量的空气介质；
[0054] 继电器9:用于控制电动变向开关8的两个出口阀口 W及左电动挡板17和右电动挡 板21的开闭。
[0055] 其工作原理如下:继电器9控制电动变向开关8在工作周期内定时改变气流方向， 保证气流在一个工作周期内先后分别由左进风口 14和右进风口 18进入罐体7。在气流由左 进风口 14进入罐体7时，继电器9控制左电动挡板17关闭，继电器9控制右电动挡板21打开； 同理，气流由右进风口 18进入罐体7时，继电器9控制左电动挡板17打开，继电器9控制右电 动挡板21关闭；罐体7两端装有小孔隔网13,不允许塑料片进出，而脱落的附着物颗粒可W 通过。罐体7内部装有多个大孔隔网12,可W使塑料片通过，塑料片在大孔隔网12之间穿梭 的过程中势必发生碰撞和摩擦，使附着物脱落。左挡风板15和右挡风板19可W由气流压力 控制而不需要单独控制。气流由左进风口 14进入罐体7时，左挡风板15被气流冲开，右挡风 板19在气流作用下达到垂直关闭状态；同理气流由右进风口 18进入时，右挡风板19打开，而 左挡风板18关闭。
[0056] 本发明的废旧塑料的干法清洗系统，还包括一个袋式除尘器4,该袋式除尘器4与 空气介质清洗装置3中的排风口 22相连，用于对空气介质清洗装置3排出的气体进行除尘， 然后将除尘后的气体排入大气。
[0057] 将上述清洗系统用于废旧塑料的清洗，其流程如图5所示，具体包括W下几个步 骤：
[005引（1)将3丝白色透明塑料采用泥浆掩埋方法模拟污染，在45-50°C条件下烘干地，之 后将干燥的废旧塑料破碎为面积大约为4cm2的塑料片；
[0059] (2)取20g所得干燥塑料片样品，利用砂石等廉价易得物质，在固体介质清洗装置 中分别经过5的砂石清洗；
[0060] (3)将经过步骤(2)清洗过的塑料通过风力分选机，分离塑料片和砂石介质，同时 回收砂石介质；
[0061] (4)将分离后的塑料片用传送带传送至空气介质清洗装置中，去除残留浮尘等；
[0062] (5)利用袋式除尘器对空气介质清洗装置排出的气体进行除尘。最后将样品取出， 测定样品清洗前后的片质量和清洗后样品的遮光率。
[0063] 实验工艺参数：邸式揽拌机主罐直径约14cm，奖叶长度为5.8畑1，揽拌机设置转速 约为50r/min。风力清洗主罐长80畑1，大孔隔网孔径约为2.5畑1，所使用风机出风口风速约为 lOm/s。设置继电器电路控制木块工作周期为Imin，每30s转换一次风向。
[0064] 实施例2
[0065] 采用与实施例1相同的清洗系统与清洗方法，不同之处在于：
[0066] 本实施例废旧塑料用砂石清洗的时间为1 Omin。
[0067] 实施例3
[0068] 采用与实施例1相同的清洗系统与清洗方法，不同之处在于：
[0069] 本实施例废旧塑料用砂石清洗的时间为15min。
[0070] 实施例4
[0071] 采用与实施例1相同的清洗系统与清洗方法，不同之处在于：
[0072] 本实施例废旧塑料用砂石清洗的时间为20min。
[0073] 实施例5
[0074] 采用与实施例1相同的清洗系统与清洗方法，不同之处在于：
[0075] 本实施例废旧塑料用砂石清洗的时间为30min。
[0076] 实施例6
[0077] 采用与实施例1相同的清洗系统与清洗方法，不同之处在于：
[0078] 本实施例废旧塑料用砂石清洗的时间为40min。
[0079] 实施例7
[0080] 采用与实施例1相同的清洗系统与清洗方法，不同之处在于：
[0081 ] 本实施例废旧塑料用砂石清洗的时间为50min。
[0082] 对比例
[0083] 取与实施例1相同的废旧材料作为样品，加入300mL蒸馈水，进行揽拌清洗20min， 并使用蒸馈水漂洗3次，后使用45-5(TC条件下烘干，然后测定样品清洗前后的片质量和清 洗后样品的遮光率。
[0084] 为确定清洗装置的清洗能力，定义清洗率和两个参数用于清洗程度的评定。
[0085] 定义清洗率为塑料片清洗前后质量差与原质量的比值，其计算公式为：
[0086] δ = (m〇-mx)/m〇*100%
[0087] 其中m日为烘干后污染塑料的总质量，单位为g;mx为清洗之后的塑料质量，单位g。
[0088] 定义遮光率为相同光源条件下遮光前后光照强度差值与无遮光条件下光照强度 的比值。其计算公式：
[0089] ξ = (Ι〇-Ιχ)/ΙΟ*100%
[0090] 其中Ιο为遮光条件下的光照强度，单位lux;Ix为清洗后塑料遮光后的光照强度， 单位lux。
[0091] (1)清洗时间对清洗效果的影响：1-7号样品的无水清洁清洗率变化如图6所示，遮 光率变化如图7所示。在清洗时间为10-50分钟趋于平稳，15分钟清洗率达到90% W上;而遮 光率在30min后趋于稳定，并低于45%。
[0092] (2)对比干洗法与传统湿法清洁效果均匀性：
[0093] 由图6、图7可知无水清洁40min和50min的样品清洗率和平均遮光率都与水洗样品 接近。同种类型未经污染的塑料片遮光率大约为25.90%。
[0094] 遮光率分布方面，水洗样品比较分散，而无水清洁得到的样品则比较均匀，通过计 算其遮光率的标准差也可看出，水洗样品标准差和变异系数均比无水清洁样品大。无水清 洗时间为40min-50min时与传统水洗平均清洁效果近似，而在无水清洁对塑料片的清洁效 果更均匀，结果见表1。
[00%]表1部分无水清洁塑料片样品与水洗样品对比 [0096]
【主权项】
1. 一种废旧塑料的干法清洗系统，其特征在于，该清洗系统包括： 固体介质清洗装置:利用砂石将废旧塑料表面附着物脱落，清洗废旧塑料； 分选装置:包括砂石出口和塑料出口，该分选装置位于所述固体清洗装置下游，用于砂 石与清洗后的废旧塑料分开； 空气介质清洗装置:空气介质清洗装置的入口通过传送带与所述分选装置的塑料出口 连接，用于清洗废旧塑料表面的浮尘； 除尘装置：与所述空气介质清洗装置的排风口相连，用于对空气介质清洗装置排出的 气体进行除尘。2. 根据权利要求1所述的一种废旧塑料的干法清洗系统，其特征在于，所述的固体介质 清洗装置为由调速电机带动的卧式搅拌机，所述砂石的粒径为4~14目。3. 根据权利要求1所述的一种废旧塑料的干法清洗系统，其特征在于，所述的分选装置 包括风力分选机或振动筛分机中的一种。4. 根据权利要求1所述的一种废旧塑料的干法清洗系统，其特征在于，所述的空气介质 清洗装置包括： 罐体:该罐体顶部设有左出风口、右出风口及进料口，所述左出风口和右出风口通过管 道与所述除尘装置连接，所述进料口通过传送带与所述分选装置连接，罐体的底部设有出 料口，罐体的两侧设有左进风口和右进风口，在所述进料口和出料口之间设有依次排列的 隔网，所述隔网的两端为小孔隔网，所述小孔隔网之间设有大孔隔网； 电动变向开关:包括1个进口与2个出口，2个出口均设有阀门，且2个出口通过管道分别 与所述罐体的左进风口和右进风口相连； 风机:与所述电动变向开关的进口连接，用于提供空气介质； 继电器:用于控制电动变向开关2个出口的开闭。5. 根据权利要求4所述的一种废旧塑料的干法清洗系统，其特征在于，所述罐体的左进 风口和右进风口均设有挡风板，所述挡风板上端与罐体通过铰链连接，挡风板下端可转动。6. 根据权利要求4所述的一种废旧塑料的干法清洗系统，其特征在于，所述罐体的左出 风口设有左电动挡风板，右出风口设有右电动挡风板，所述左电动挡风板和右电动挡风板 通过所述继电器控制开闭。7. 根据权利要求4所述的一种废旧塑料的干法清洗系统，其特征在于，所述小孔隔网的 网孔大小为11~15目，大孔孔径为2.0~3.0cm〇8. 根据权利要求4所述的一种废旧塑料的干法清洗系统，其特征在于，所述除尘装置包 括袋式除尘器、电除尘器或重力除尘器中的一种。9. 一种采用权利要求1~8任一所述清洗系统的废旧塑料的清洗方法，其特征在于，该 方法包括以下几个步骤： (1) 将废旧塑料低温烘干，并破碎成3~8cm2大小的碎块； (2) 将步骤（1)所得碎块置于固体介质清洗装置中，利用砂石进行清洗，其中，固体介质 清洗装置的转速为40~60r/min，清洗时间为5~50min; (3) 将清洗后碎块和砂石传输至分选装置中，将砂石和清洗后碎块分开； (4) 将清洗后碎块送至空气介质清洗装置，通过继电器控制空气介质在罐体内做往复 运动，除去清洗后碎块表面的浮尘，得到废旧塑料产品和尾气； (5)将尾气排入除尘装置中，除去浮尘后进行排放。10.根据权利要求8所述的一种废旧塑料的清洗方法，其特征在于，步骤(1)所述废旧塑 料低温烘干的温度为45~50 °C，时间为3~5h; 步骤(4)所述空气介质往复的周期为40~80s。
【文档编号】B29B17/00GK105835262SQ201610187736
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】赵由才, 周涛, 张骏, 孙艳秋, 戴世金, 夏发发
【申请人】同济大学