含涤废旧纺织品回收节能系统的制作方法

本实用新型涉及一种含涤废旧纺织品回收节能系统，属于废料的回收或加工技术领域。

背景技术：

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。

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。

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%”。

一方面，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。

技术实现要素：

为了克服现有涤纶制品回收所存在的上述缺陷，本实用新型提供一种低能耗、生产稳定、可实现再生的含涤废旧纺织品回收节能系统。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

含涤废旧纺织品回收节能系统，包括顺次设置的切断机、清洗装置、水循环装置、烘干装置、切割压实机构和均化反应釜，所述的切断机包括梳理结构和往复切刀，废丝经梳理机构梳理后由往复切刀切断为设定长度后，以碎段形式送入清洗装置后，脱水送入烘干装置，控制水分在0.5%以下，送入压实机构中压实后挤压熔融塑化，进入均化增粘反应釜增粘后，即可；水循环装置与清洗装置连接，用于将清洗水处理后，再次回用。

进一步的，作为优选：

所述的清洗装置包括水洗机构、一次脱水机构、漂洗机构、二次脱水机构，去除杂质和油剂，清洗后控制含油量≤0.1%。

所述的水循环装置设置于漂洗机构或二次脱水机构后，其采用反渗透方法将清洗水处理后，再次回用至漂洗机构处。

所述的清洗装置包括一次水洗机构、一次脱水机构、漂洗机构、二次水洗机构、二次脱水机构，去除杂质和油剂，清洗后控制含油量≤0.1%。

所述的水循环装置设置在二次水洗机构后，该水循环装置采用反渗透方法，将处理后的水回用至漂洗机构或二次水洗机构。

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1-10cm。

所述的切割压实机内设置有刀盘，碎段在刀盘上高速旋转，进一步切断的同时逐步压实。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。

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0.1%以下，最后烘干至水分含量在0.5%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≥100℃，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，再经增压泵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，本申请所提供装置的有益效果如下：

（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，其产量可达到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。

（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、水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1-10cm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。

（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0.70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

图1为本发明的第一种结构示意图；

图2为本发明的第二种结构示意图；

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。

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

实施例1

本实施例含涤废旧纺织品回收节能系统，结合图1所示，包括切断机、清洗装置、烘干装置、切割压实机和均化反应釜，切断机、清洗装置、烘干装置、切割压实机和均化反应釜依次设置，蓬松杂乱的涤纶制品A以碎段D形式经上述装置进行清洗，其中，清洗装置包括水洗机构、一次脱水机构、漂洗机构、二次脱水机构，漂洗机构后设置有水循环装置，该水循环装置中设置有反渗透膜，处理后的水回用至漂洗机构，废丝在清洗装置中去除杂质和油剂，清洗后控制含油量≤0.1%。，再进行烘干，控制水分在0.5%以下，送入压实机中，压实后挤压升温塑化、增粘。其中，结合图3和图4，涤纶制品在切断机中完成切断，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1-10cm。

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。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0.1%以下，最后烘干至水分含量在0.5%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，再经增压泵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。

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。

废旧制品中油、水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。本申请中，进入清洗工序的聚酯制品为1-10cm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0.5%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中的水分和油蒸出，深度脱除油水，通过清洗装置和压实机就可以充分脱除涤纶制品中的油、水，因此，本申请所采用的装置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。

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1-10cm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。

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：结合图2，清洗装置包括一次水洗机构、一次脱水机构、漂洗机构、二次水洗机构、二次脱水机构和水循环装置，二次水洗机构后设置有反渗透方法的水循环装置，处理后的水回用至漂洗，去除杂质和油剂，出清洗装置的废丝含油量≤0.1%。

水循环装置将清洗水进行反渗透处理后，干净的水回用至漂洗机构处，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，远远低于国标所中一吨废丝对应一吨水的标准，而且减少了废丝排放量，解决了水污染的问题。

对比实施例1

以专利201320600503.3作为对比实施例1，结合图5，具体方案不再详述。

对比实施例2

以专利201520531917.4作为对比实施例2，结合图6，具体方案不再详述。

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。

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。

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，保证产品品质。