Мойка — ключевая часть линии переработки вторичных полимеров: от неё больше всего зависит качество гранулы. Экструдер и фильтр расплава не исправят то, что не отмыли на входе: песок и органика дойдут до сетки фильтра и в готовый продукт. Разберём, из каких узлов состоит линия мойки, что происходит на каждом этапе и как узлы согласуют между собой.
Из чего состоит линия мойки полимеров
Классическая схема для загрязнённой плёнки, нитей биг-бэгов и кусковых отходов выглядит так:
- Измельчение. Шредер или дробилка доводят сырьё до рабочей фракции.
- Первичная мойка. Флотационная машина отделяет песок, камни и тяжёлые включения.
- Вторичная мойка. Фрикционная мойка отмывает сырьё трением в горячей воде с моющими средствами.
- Обезвоживание. Центрифуга механически удаляет воду до остаточной влажности 3–5 %.
- Сушка. Барабанная или гравитационная вертикальная сушка удаляет оставшуюся влагу.
- Водоочистка. Стоки очищаются и возвращаются в цикл.
Это типовая схема. Состав и порядок узлов мойки подбирают под конкретное сырьё: в других линиях, например в комплексе КПТБО-300, число ступеней и их последовательность отличаются. Параметры машин ниже относятся к их каталожным исполнениям — в составе комплексов узлы могут поставляться в других исполнениях, с иной производительностью и мощностью.
Фракцию на измельчении задают по возможностям моечных узлов. Фрикционная мойка и центрифуга «Химмаш» принимают плёнку размером до 50 мм, нити ПП — до 100 мм, толстостенный пластик — до 30 мм.
Узлы согласуют между собой не только по фракции, но и по производительности: линия работает со скоростью самого медленного узла. Между узлами сырьё обычно перемещают шнековыми транспортёрами, а сухую флексу — пневмотранспортом.
Флотационная машина: первичная мойка сильно загрязнённого сырья
После шредера или дробилки сырьё попадает в ванну флотационной машины. Продольные валы с лопатками интенсивно перемешивают его, вымывают и отбивают грязь, камни, песок и тяжёлые инородные включения. Частицы с удельным весом больше единицы, то есть тяжелее воды, опускаются на дно ванны и периодически удаляются. Полиэтилен и полипропилен легче воды, поэтому остаются на плаву и идут дальше. Для смешанного сырья это дополнительный плюс: вместе с грязью на дно уходят и более тяжёлые полимеры, например ПВХ и ПЭТФ.
Флотация — это грубая очистка. Её задача — снять основную массу грязи и разгрузить следующие стадии, чтобы фрикционная мойка работала с предварительно отмытым сырьём, а не с песком. Песок абразивен: если его много доходит до фрикционной мойки, он ускоряет износ лопаток ротора и сетки и быстрее загрязняет воду. Машина «Химмаш» рассчитана на производительность до 500 кг/ч при установленной мощности до 5 кВт, управление — инверторное, с пульта.
Фрикционная мойка: как отмывают плёнку и нити биг-бэгов
Фрикционная мойка роторного типа — основной отмывочный узел линии. Сырьё моется под струёй нагретой воды с моющими средствами трением о лопатки высокооборотного ротора. Корпус выполнен в виде восьмигранника: грани сбивают поток и придают сырью хаотическое движение, поэтому каждый фрагмент многократно трётся о лопатки и о другие фрагменты. Использованная грязная вода самотёком уходит через нижнюю сетку.
Горячая вода и моющие средства снимают то, что не отбивается механически: жировые загрязнения, остатки клея от этикеток, органику. Трение отделяет налипшую грязь с поверхности плёнки и нитей. Моющие средства подаются дозированно, что позволяет держать под контролем их расход и количество ПАВ, которое затем придётся убирать из воды.
Производительность мойки зависит от вида сырья. Плёнка и нити объёмные и при той же массе занимают больше места в корпусе, поэтому по ним машина пропускает меньше, чем по кусковым полимерам и ПЭТФ-чипсам.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Производительность: плёнка, нити | до 500 кг/ч |
| Производительность: кусковые | до 700 кг/ч |
| Производительность: ПЭТФ-чипсы | до 900 кг/ч |
| Установленная мощность | до 22 кВт |
| Размер фрагмента: плёнка | до 50 мм |
| Размер фрагмента: нити ПП | до 100 мм |
| Размер фрагмента: толстостенный пластик, ПЭТФ-чипсы | до 30 мм |
Ротор работает на высоких оборотах, поэтому ресурс машины определяют балансировка вала и подшипниковый узел. «Химмаш» изготавливает валы фрикционных моек и роторы центрифуг с высокоточной динамической балансировкой, накладками лопаток из прочной стали с термообработкой и креплением накладок метизами из нержавеющей стали.
Центрифуга: обезвоживание полимеров до 3–5 %
После мойки в сырье остаётся много воды. Удалять её механически дешевле, чем испарять, поэтому между мойкой и сушкой ставят центрифугу. Внутри неё вращается ротор с лопатками: сырьё отбрасывается на сетку, вода проходит сквозь неё, а обезвоженный материал выводится из машины. Чем суше материал на выходе, тем меньше нагрузка на сушку и ниже энергозатраты.
Центрифуга «Химмаш» принимает плёнку влажностью до 17 %, нити ПП и толстостенный пластик — до 15 % и снижает влажность до 3–5 %. Выгрузка сырья — саморазгружающаяся, шлам выводится отдельным шнеком мощностью 1,5 кВт.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Производительность | до 500 кг/ч |
| Остаточная влажность | 3–5 % |
| Длина рабочего вала | не менее 2 000 мм |
| Скорость вращения вала | 1 500 об/мин |
| Установленная мощность | 37–55 кВт |
| Система запуска | двухступенчатая |
| Масса | до 2 500 кг |
Сушка после центрифуги: барабанная или гравитационная
Тип сушки выбирают по форме сырья. Для кусковых толстостенных полимеров применяют сушки барабанного типа: материал пересыпается во вращающемся барабане и продувается горячим воздухом. Плёнка и нити биг-бэгов лёгкие и легко спутываются, поэтому для них используют гравитационные вертикальные сушки, где материал движется под собственным весом и продувается горячим воздухом. Параметры сушек «Химмаш» предоставляет по запросу.
Сушка — не последний рубеж. Бункер-накопитель перед экструдером дополнительно досушивает сырьё потоками воздуха, а остатки влаги и газов из расплава отбирает вакуумная дегазация экструдера.
Замкнутый водооборот: система очистки Т-5000
Линия мойки постоянно потребляет воду и сбрасывает стоки с песком, взвесью, жирами, органикой, ПАВ из моющих средств и нанопластиком. Сброс таких стоков в централизованную канализацию ограничен: максимально допустимые концентрации загрязняющих веществ установлены Правилами холодного водоснабжения и водоотведения.
Система Т-5000 — замкнутая водооборотная система, которая очищает стоки и возвращает воду в производственный цикл до 20 раз. Производительность — от 3 до 10 м³/ч. Очистка идёт электрофлотацией, электрокоагуляцией, электролизом, электродиализом, сорбционной и механической фильтрацией в две ступени: для оборотного водопользования и для сброса в систему водоотведения. Систему ставят внутри цеха или отдельным контейнерным блоком; она работает при температуре воздуха от +5 до +45 °C, занимает 35 м² и обслуживается одним человеком. Кроме взвеси и песка, система очищает воду от нефтепродуктов и жиров, органических примесей, гидроксидов металлов, нанопластика и ПАВ.
| Показатель | На входе | После очистки |
|---|---|---|
| Взвешенные частицы | до 50 000 мг/л | менее 300 мг/л |
| Жиры, нефтепродукты, масла | до 5 000 мг/л | менее 0,1 мг/л |
| Органические включения | до 5 000 мг/л | менее 300 мг/л |
| ПАВ | до 3 000 мг/л | менее 0,5 мг/л |
| Песок, оксиды тяжёлых металлов | до 10 000 мг/л | 0,1–5,0 мг/л (цинк) |
| Нанопластик | до 10 000 мг/л | менее 100 мг/л |
| ХПК | до 20 000 мг/л | 30–150 мг/л |
Линию мойки подбирают по самому грязному сырью, которое реально придётся перерабатывать, а не по чистому образцу. Узлы должны совпадать по производительности и фракции: флотационная машина, фрикционная мойка на плёнке и центрифуга «Химмаш» рассчитаны на производительность до 500 кг/ч, а допустимые размеры фрагментов у мойки и центрифуги одинаковые. Водоочистку разумно закладывать сразу, вместе с мойкой: её производительность подбирают по расходу воды всей моечной секции.
