Утилизация и вторичная переработка пластмасс

Типы экструдеров для переработки полимерных отходов. Преимущества и недостатки

Наиболее простым оборудованием для переработки полимерных отходов является одношнековый экструдер. Шнек экструдера  обычно состоит из трех зон: загрузки, сжатия и дозирования. Зона загрузки транспортирует полимер от отверстия под бункером к более горячим секциям цилиндра. Зона сжатия - это зона, где уменьшается глубина нарезки, а значит, и объем витка, что приводит к сжатию плавящихся гранул. Главный эффект сжатия - увеличение сдвигового воздействия на расплавленный полимер, обусловленного взаимным движением поверхности шнека относительно стенки цилиндра. Это улучшает смешение, увеличивает разогрев от трения и приводит к более однородному распределению тепла в расплаве. Назначение последней зоны шнека - дальнейшая гомогенизация расплава, однородное дозирование его через формующую головку, сглаживание пульсации на выходе. Шнек затем продавливает расплавленный полимер через фильеру, которая определяет конечную форму. «Сердце» любого экструдера – фильера. Именно она определяет форму получаемой продукции и во многом – его качества. Видов фильер и их конструкций существует огромное множество. Однако, технология требует, чтобы и этот элемент оборудования был определенной температуры. В зависимости от конструкции фильеры, для ее нагрева применяются плоские или патронные нагреватели.

Двухшнековые экструдеры могут применяться как в тех же случаях, что и одношнековые, так и в специальных условиях, когда одношнековые экструдеры не справляются с задачами. Как правило, двухшнековые экструдеры в обязательном порядке оснащаются устройством дегазации. Двухшнековые экструдеры различают двух основных типов: • экструдеры со шнеками, находящимися в зацеплении (с однонаправленным или противоположно направленным вращением шнеков);
• экструдеры со шнеками, не находящимися в зацеплении (с однонаправленным или противоположно направленным вращением шнеков).

Дисковые экструдеры относятся к достаточно редкому типу экструзионных машин современности. Работа дискового экструдера основана на перемещении полимерного материала и создании давления за счет адгезии полимера к подвижным частям экструдера. Такие экструдеры могут быть как однодисковыми, так и многодисковыми. Последний является наиболее современным вариантом и позволяют давать давление расплава на выходе в несколько раз превышающее давление расплава стандартного одношнекового экструдера. Однако, обычно это преимущество нивелируется высокой стоимостью многодискового экструдера вследствие его конструкционной сложности.

7. Особенности захоронения отходов на полигонах. Очистка фильтрата и биогаза.

Полигоны – это комплексы природоохранных сооружений, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания ТБО. Они обеспечивают защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, а также препятствуют распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

1 - скважина для отвода биогаза; 2 - верхнее покрытие (инертный грунт); 3 - противофильтрационный экран (изготовлен из отходов ПЭ); 4 - система сбора фильтрата; 5 – дренажные трубы.

Система сбора фильтрата представляет собой дренажные трубы, размещенные в нижнем противофильтрационном экране для сбора, отвода, хранения и переработки фильтрата. Поток фильтрата попадает в дренажные трубы (ПЭ или ПВХ перфорированные трубы), далее по системе сбора фильтрата (трубы из ПВХ), он накапливается в сверхгерметичной емкости для постепенного процесса переработки.

Методы обработки фильтрата: 1 – биологическая обработка (аэробная и анаэробная); 2 – физико-химическая обработка (обработка известью или глиноземом в сочетании с Cl, марганцовкой, О3, и с последующей адсорбцией активированным углем); 3 – подача в канализационные сети.

На выбор способа очистки фильтрата влияют его количество, состав и свойства. Невозможно полностью очистить фильтрат одним способом, поэтому используют сочетание методов или повторный «прогон».

Для дегазации полигонов используют 2 основных метода:

- пассивная дегазация. Этот метод основан на собственном избыточном Р в толще отходов. В тело свалки помещают трубы, по которым осуществляется отбор биогаза.

- активная дегазация. Основана на устройствах для отбора биогаза, которые представляют собой систему вертикальных скважин, соединенных с трубопроводом, который соединен с системой насосов.

Биогаз представляет собой эффективное энергетическое вещество в соотношении аммиака к СО2 как 5:1. После отбора биогаза его дорабатывают специальным образом, отбирая из общей массы H2S и галогенсодержащие компоненты. В массе остается в основном СН4, СО2, и в небольших соотношениях пропан, бутан, аммиак, соединения, которые в общей массе биогаза не превышают 5-10%. Такой биогаз является хорошим средством получения дополнительной энергии. Метод использования биогаза очень актуален в Латинской Америке.