Переработка отходов ПВД (полиэтилена высокого давления), вторичное использование гранул

До 1,7 миллиона тонн полиэтиленовых изделий потребляется ежегодно жителями России. В основном это товары ограниченного срока службы, составляющие большую часть отходов потребления. Поэтому переработка полиэтилена важна для экономики страны и экологического состояния планеты.

Виды отходов полиэтилена

Проблемой утилизации пластиковых полиэтиленовых пакетов и других полиэтиленовых отходов является большой срок разложения и увеличение их количества.

переработка отходов ПВд

При процессе полимеризации этилена появляется вещество, не встречающееся в естественных условиях, называемое полиэтиленом.

Встречается несколько видов этого соединения:

  1. ПВД — полиэтилен высокого давления, эластичный и прозрачный материал. Имея низкую прочность, он обладает высокой текучестью, становясь жидкостью определённой плотности. У молекулы вещества множество больших ответвлений, мешающих созданию кристаллической структуры. ПВД идёт на изготовление упаковочных материалов: плёнки, контейнеров и пакетов.
  2. ПНД — более прочное и жёсткое вещество, изготовлено под низким давлением. В линейную структуру полимерных нитей входят ответвления в небольшом количестве, что даёт возможность полиэтилену оставаться в кристаллообразном состоянии. Плавится ПНД при температуре от 130 градусов, обладает устойчивостью к химикатам. Переработка ПНД способствует производству прочных изделий.
  3. ПСД — относится к полиэтилену среднего давления. Сырьё для производства плёнок, мешков и тары с толстыми стенками.
  4. ЛПВД, названный линейным полиэтиленом высокого давления, имеет высокую сопротивляемость к разрушению. При наличии способности у продукта окрашиваться, он используется для создания стрейч – плёнок и ламината.

 

Гранулы ПНД служат сырьём для создания сшитого полиэтилена PEX, популярность которого растёт.

 Знакомимся с технологиями переработки

Использовать вторичный ПВД в России можно благодаря двум технологиям:

  • При помощи переработки полиэтилена в гранулы, позволяющей возвращать полимеры в виде сырья на производство.
  • Процессу пиролиза, результат которого — получение энергетически ценных жидкостей и газов, используемых как печное топливо или сырьё для производства органических веществ.

При переработке разложение полиэтилена сопровождается изменениями в полимерных цепочках. При высокой температуре и перемешивании происходит потеря механических свойств из – за их укорачивания.

Картинки по запросу технология переработки ПВД

Вторичный полиэтилен окисляется при помощи атмосферного кислорода.

Термомеханическая технология производства гранул

Термомеханическим рециклингом называют технологию, по которой, применяя отходы ПВД, получают гранулы. При этом производстве невозможно преобразование ПВД в ПНД или наоборот, так как невозможно изменение молекулярной массы и структуры полимера. Но добавление одного вида полимера в другой позволяет придать материалу большую жёсткость, сделать его более текучим или пластичным.

Переработка вторичных гранул ПНД или ПВД состоит из следующих этапов:

  1. Сбор и сортировка сырья, которые производятся в ручную или с использованием механизмов. При сортировке отходов учитывается их состав, размеры, степени загрязнения и сохранности.
  2. Измельчение дробилками и шредерами, отделение твёрдых и тяжёлых частиц при помощи флотационной ванны или гидроцикла.
  3. Промывка, если есть в ней необходимость.
  4. Удаление лишней влаги при сушке в центрифуге и камере с термической сушкой.
  5. Агломерация при давлении с повышенной температурой, когда частично расплавляются и стекают отходы ПНД и ПВД.
  6. Гранулирование в специальном оборудовании. Внутри гранулятора вещество нагревается до состояния плавления, очищается от примесей, подвергается дегазации. Под давлением перемешанный материал поступает в отверстия, которые называют формовочными фильерами, после чего он охлаждается водой и сжатым воздухом, разрезается на гранулы.

Термохимическая переработка: пиролиз

Технологию пиролиза используют, когда происходит переработка ПНД, из которого затруднительно произвести вторичные гранулы. При этом процессе вторичный ПНД получают из многослойных плёнок и отходов сшитого полиэтилена с большими загрязнениями. В нём нет соединений азота, серы и фосфора, что делает материал более качественным и безопасным для окружающих. По технологии пиролиза переработанное сырьё получается благодаря трём этапам:

  • отщеплению ответвлений
  • растрескиванию углеродной цепи
  • разложению остатков

На первых двух этапах идёт освобождение от смол, газов и тяжёлых восков.

пиролиз

Третий этап способствует разложению тяжёлых фракций на лёгкие.

Особенности переработки сшитого полиэтилена

В особых условиях переработки нуждаются отходы, состоящие из кабельной изоляции и сантехнических напорных труб, называемых сшитым полиэтиленом.

Помимо пиролиза они подвергаются процессам:

  • Размалыванию в порошкообразное состояние.
  • Горячей резке, при которой разрывается углеродная цепь и увеличивается текучесть исходного материала.
  • Гидролизу и алкоголизу, при котором под воздействием воды и спирта разрываются сшивки. Полученный вторичный полиэтилен низкого давления соответствует свойствам синтезированного продукта.
  • Ультразвуковой обработке, способствующей разрушению трёхмерной структуры энергией высокочастотных импульсов. При этом полимерные цепочки не изменяются.

Особенности переработки сшитого полиэтилена

Как используется вторичная гранула в производстве готовых изделий

При правильном соблюдении технологических этапов, использовании оборудования и сортировке сырья, вторичные гранулы имеют необходимые свойства и качества, не уступающие первичному сырью. Высокое качество и технические свойства гранулированного полиэтилена позволяют заменить им синтезированный полиэтилен.

Компонентами, помогающими переработать отходы, могут быть:

  • порошок PEX
  • полипропилен
  • каучук и другие эластомеры

Технологические процессы изготовления полиэтиленовой продукции состоят из:

  • Экструзии, при которой расплав продавливается сквозь формирующую головку, производящую сечение для получения определённой формы: профилей для окон, плёнок, изделий различной длины, в том числе, и труб.
  • Литья, когда расплав под давлением заливается в форму, охлаждается и получаются штучные серийные изделия. Используется термопласт автомат, дающий возможность изготовить армированные, полые или вспененные изделия любой конфигурации.

Изделия, полученные из полиэтиленового вторсырья

Вторсырье Получаемые готовые изделия
Плёнка ПВД, собранная в приёмных пунктах, промышленных организациях Упаковочные изделия
ПВД, собранный после сортировки бытовых отходов Гранулированное сырьё для литья
Стрейч-пленка Гранулы, добавляемые в виде модификатора в различное сырьё
Выдувная тара, в которую упаковывали продукты питания и бытовую химию Трубы, которые не подвергаются напору
Отходы бочек и канистр с толстыми стенками Безнапорные трубы, древесно – полимерные композиты и геомембраны
Плёнки со многими слоями Добавки для различных видов сырья
Остатки кабельной изоляции Наполнители для гранулированного полиэтилена как низкого, так и высокого давления
Плёнки для нужд сельского хозяйства Гранулы для новой плёнки

Переработку вторичного полиэтилена может освоить любой предприниматель, при этом ему необходимо учесть срок окупаемости приобретённого оборудования, регулярность поставки сырья и наладить регулярный сбыт готовой продукции. Если учитывать, что бу полиэтилен разлагается очень долго, то утилизация полиэтилена полезна для экологической безопасности, для сокращения количества бытовых отходов, загрязняющих окружающую среду. К тому же, переработка ПВД – это прибыльный бизнес.

Ссылка на основную публикацию