廢PET塑料飲料瓶的回收利用
更新時(shí)間：2013-11-27 22:01
來(lái)源：中國(guó)環(huán)保網(wǎng)
作者: 未知
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我國(guó)目前PET 塑料飲料瓶的消費(fèi)量很高，廢PET 飲料瓶的再生利用，不但可以減少環(huán)境污染，而且可以變廢為寶。但只有很少部分被利用，其余的被隨意丟棄，造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此其回收利用技術(shù)有著廣闊的前景。
PET 飲料瓶回收方法有化學(xué)回收和物理回收兩種。化學(xué)回收法是將PET 廢瓶在一定反應(yīng)條件下解聚生成有用化學(xué)品的方法，如生產(chǎn)低檔燃料汽油。物理回收法是將廢 PET 瓶經(jīng)過(guò)分離、破碎、洗滌及干燥處理進(jìn)行再造粒方法。物理回收法主要有以下兩種：一是將廢 PET 瓶切碎成片，從PET 中分出HDPE 、鋁、紙和粘合劑，PET 碎片再經(jīng)洗滌、干燥、造粒；二是先將廢PET 瓶上非PET 的瓶蓋、座底、標(biāo)簽等雜志用機(jī)械方法分離，在經(jīng)洗滌、破碎、造粒。
前一種工藝流程：用人工方法先除去石塊、木料及其它塑料制品以及有色PET 瓶。再生PET 中不得含有PVC 雜質(zhì)，因?yàn)槠浯嬖谑怯绊慞ET 色澤的關(guān)鍵因素。當(dāng)PVC 混入量較少時(shí)可在傳送帶上用人工方法分離，即受扭力作用時(shí) PVC 與 PET 瓶在受力部分產(chǎn)生不同的物理現(xiàn)象，PVC 瓶出現(xiàn)不透明痕跡，PET 瓶沒有，即可進(jìn)行分離。亦有些公司利用PVC 與PET 不同熔點(diǎn)將破碎PET 和PVC 碎片通過(guò)裝有加熱器控制一定溫度的傳送帶，PVC 被熔化后粘附在傳送帶上，這樣可與PET 分離開。
鐵的分離采用鐵磁分離器。
PET 瓶破碎有的只進(jìn)行一次破碎，有的先進(jìn)行粗破碎后再細(xì)分破碎，最終成為 1.0-1.5cm 大小的碎片。破碎機(jī)出口處安裝有一個(gè)孔徑為 1.0-1.5cm 的篩子以控制碎片的尺寸。
洗凈及雜質(zhì)分離技術(shù)是獲得高質(zhì)量再生PET 的關(guān)鍵。飲料瓶通常使用塑料PE 或指標(biāo)簽，紙標(biāo)簽可用粘接劑，也可在瓶子吹塑過(guò)程中粘上去，當(dāng)PET 瓶破碎后，部分標(biāo)簽被破碎成碎片，有的仍然粘附在PET 碎片上，破隨后的PET 通常采用鼓風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離機(jī)組合分離裝置，可以除去約 98% 疏松標(biāo)簽碎片，也可采用抽氣塔分離裝置分離，破碎的PET 碎片垂直從分離塔頂部加入，碎片與上升氣流形成逆流，利用PET 與標(biāo)簽碎片比重差異，標(biāo)簽被抽去PET 從分離器底部出來(lái)，為了保證標(biāo)簽分離效率，在生產(chǎn)中可采用兩套以上的分離裝置。
洗滌的目的是除去粘接劑、灰和原瓶中的殘留物。洗滌采用 80-100oC 熱水來(lái)軟化或溶解粘貼標(biāo)簽和底座的EVA 粘接劑或其他類型粘接劑，為防止脫落的粘接劑再粘附PET 碎片，需在水中加入添加劑，如堿、乳化劑或其它專用化學(xué)劑，清洗液一般由工廠根據(jù)廢瓶來(lái)源和粘接特性來(lái)確定其配方組成和含量，清洗液可濾去雜質(zhì)重新加熱后循環(huán)使用，洗滌可在裝有攪拌器的特別清選罐內(nèi)進(jìn)行，為保證清洗的效果，洗滌可采用二級(jí)洗滌工藝。
底座的分離是利用底座HDPE 密度與PET 密度不同的特性將其分離。分離在腐洗罐中進(jìn)行，HDPE 碎片從罐頂部溢出，下沉的PET 碎片從罐底部出去。有的則采用水力旋流器分離代替浮選罐，其分離效果更好。
PET 碎片通常采用離心脫水機(jī)使碎片含水量降至 2%, 再經(jīng)帶式或管式干燥機(jī)干燥，使水份含量降至 0.5% 。
PET 中不能含有鋁雜質(zhì)，即使微量鋁雜質(zhì)都會(huì)影響再生 PET 的透明性，因此再生 PET 中鋁含量應(yīng)低于 50×10-6 ，分離鋁的最簡(jiǎn)單方法是在破碎前人工拆除鋁蓋、鋁環(huán)或采用靜電分離法使鋁含量降低至 100×10-6 ，這種分離可在輸送帶上進(jìn)行；若 PET 碎片再通過(guò)金屬檢測(cè)分離系統(tǒng)進(jìn)一步凈化，鋁含量可低于 5×10-6 。
再生PET 擠出造粒與原生PET 擠出造粒除進(jìn)料有所區(qū)別外其它方面區(qū)別不大。擠出造？刹捎脝温輻U或雙螺桿擠出機(jī)，但在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮傳統(tǒng)擠出機(jī)的進(jìn)料壓力太大，改用進(jìn)料部分尺寸較大的螺桿，若用雙螺桿擠出機(jī)效果更佳。
后一種工藝流程：該回收方法是先把PET 瓶中的非PET 成份分離，然后再破碎回收。它是先采用人工方法將石塊、木料及其它塑料制品以及有色飲料瓶分離。PVC 瓶的分離可采用人工挑選方法或PVC 分離設(shè)備進(jìn)行。金屬鐵的分離可采用磁鐵分離器進(jìn)行分離。飲料瓶通過(guò)輸送機(jī)后進(jìn)入清理機(jī)，瓶子垂直進(jìn)入加工生產(chǎn)線，通過(guò)除環(huán)機(jī)和除蓋機(jī)將瓶蓋和拉環(huán)拆除，并經(jīng)稱重確保瓶蓋已拆除，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)某個(gè)瓶子重量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)將其從生產(chǎn)線上分離出去。
然后向每個(gè)廢 PET 瓶子注入 100ml 開水，溶解瓶?jī)?nèi)殘余飲料，同時(shí)將瓶夾緊掛起，瓶外用高壓水刷洗，用熱水使粘接劑軟化，這樣底座自行脫落，塑料或紙質(zhì)標(biāo)簽脫出。經(jīng)過(guò)洗滌后將瓶底部切除，放出瓶?jī)?nèi)的水。破碎如同第一種工藝方法中的設(shè)備即可，經(jīng)過(guò)連續(xù)干燥器將 PET 瓶碎片干燥至水份含量低于 0.05% 。擠出造粒與底一種回收方法相同。
以上兩種回收技術(shù)均有工廠采用。其工藝各有特點(diǎn)。第一種回收方法較易形成大規(guī)模生產(chǎn)，但分離技術(shù)比較復(fù)雜，分離設(shè)備較多，投資較大。第二種方法產(chǎn)品純度較高，使用設(shè)備較少，投資較省，但僅適用于無(wú)破損的完整的飲料瓶，被壓扁或有破損的飲料瓶需分離出去，用其它的方法另行回收。實(shí)際上廢塑料瓶從運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)合理性考慮，應(yīng)壓扁包扎后才可運(yùn)輸。其次切割出的瓶底座回收基本按照第一種方法進(jìn)行，因此第二種回收法局限性較大。
國(guó)內(nèi)用回收的 PET 制造有色農(nóng)藥瓶，替代玻璃瓶以減少產(chǎn)品破損。國(guó)外用回收 PET 制造 PET 包裝。澳大利亞用回收的 PET 作為三層包裝瓶的中間層原料，再生 PET 廣泛用于生產(chǎn) 3-17dtex 短纖維，用作非織布。美國(guó)還應(yīng)用再生 PET 來(lái)生產(chǎn) 6.6-9.9dtex 中空纖維，用作絮棉填充料。再生 PET 還可用于服裝用纖維，例如美國(guó) Dyersburg 織物廠用 100% 廢 PET 瓶再生 PET 切片生產(chǎn)絨面布，美國(guó) Wellman Fiber 公司開發(fā)室外用面料，再生 PET 纖維與其它纖維混紡，混紡率可達(dá) 89% ，該公司還與其它公司合作，以廢 PET 飲料為原料生產(chǎn)衣用滌綸短纖維。美國(guó)巴塔哥尼亞公司用再生 PET 纖維與其它纖維混紡生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)衣，混紡率達(dá) 80% 。
日本的帝人公司最近也開發(fā)了一種從廢 PET 瓶中 DMT （對(duì)苯二甲酸二甲脂）和 EG( 乙二醇 ) 的循環(huán)方法，先把廢 PET 瓶壓碎并清洗，然后溶解于 EG 中，在 EG 的沸點(diǎn)溫度和 0.1Mpa 的壓力下，把 PET 進(jìn)行解聚，生成雙 - 對(duì)苯二甲酸羥乙酯（ BHET ）。再經(jīng)過(guò)濾，除去濾渣和添加劑，使 BHET 與甲醇起反應(yīng)，在甲醇的沸點(diǎn)溫度和 0.1Mpa 的壓力下，經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)生成 DMT 和 EG 。再經(jīng)過(guò)蒸餾，把 DMT 和 EG 進(jìn)行分離，然后通過(guò)重結(jié)晶過(guò)程，把 DMT 精制；通過(guò)蒸餾把 EG 純化，甲醇可循環(huán)使用；厥盏 DMT 和 EG 的純度都達(dá)到 99.99% ，生產(chǎn)成本與通用的 DMT 和 EG 法的成本不相上下。 DMT 可以轉(zhuǎn)化成純 TPA （對(duì)苯二甲酸），用于制造瓶級(jí) PET 樹脂。循環(huán)裝置可以生成 10% 左右的該公司生產(chǎn)樹脂用的原料。
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PET 飲料瓶回收方法有化學(xué)回收和物理回收兩種。化學(xué)回收法是將PET 廢瓶在一定反應(yīng)條件下解聚生成有用化學(xué)品的方法，如生產(chǎn)低檔燃料汽油。物理回收法是將廢 PET 瓶經(jīng)過(guò)分離、破碎、洗滌及干燥處理進(jìn)行再造粒方法。物理回收法主要有以下兩種：一是將廢 PET 瓶切碎成片，從PET 中分出HDPE 、鋁、紙和粘合劑，PET 碎片再經(jīng)洗滌、干燥、造粒；二是先將廢PET 瓶上非PET 的瓶蓋、座底、標(biāo)簽等雜志用機(jī)械方法分離，在經(jīng)洗滌、破碎、造粒。
前一種工藝流程：用人工方法先除去石塊、木料及其它塑料制品以及有色PET 瓶。再生PET 中不得含有PVC 雜質(zhì)，因?yàn)槠浯嬖谑怯绊慞ET 色澤的關(guān)鍵因素。當(dāng)PVC 混入量較少時(shí)可在傳送帶上用人工方法分離，即受扭力作用時(shí) PVC 與 PET 瓶在受力部分產(chǎn)生不同的物理現(xiàn)象，PVC 瓶出現(xiàn)不透明痕跡，PET 瓶沒有，即可進(jìn)行分離。亦有些公司利用PVC 與PET 不同熔點(diǎn)將破碎PET 和PVC 碎片通過(guò)裝有加熱器控制一定溫度的傳送帶，PVC 被熔化后粘附在傳送帶上，這樣可與PET 分離開。
鐵的分離采用鐵磁分離器。
PET 瓶破碎有的只進(jìn)行一次破碎，有的先進(jìn)行粗破碎后再細(xì)分破碎，最終成為 1.0-1.5cm 大小的碎片。破碎機(jī)出口處安裝有一個(gè)孔徑為 1.0-1.5cm 的篩子以控制碎片的尺寸。
洗凈及雜質(zhì)分離技術(shù)是獲得高質(zhì)量再生PET 的關(guān)鍵。飲料瓶通常使用塑料PE 或指標(biāo)簽，紙標(biāo)簽可用粘接劑，也可在瓶子吹塑過(guò)程中粘上去，當(dāng)PET 瓶破碎后，部分標(biāo)簽被破碎成碎片，有的仍然粘附在PET 碎片上，破隨后的PET 通常采用鼓風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離機(jī)組合分離裝置，可以除去約 98% 疏松標(biāo)簽碎片，也可采用抽氣塔分離裝置分離，破碎的PET 碎片垂直從分離塔頂部加入，碎片與上升氣流形成逆流，利用PET 與標(biāo)簽碎片比重差異，標(biāo)簽被抽去PET 從分離器底部出來(lái)，為了保證標(biāo)簽分離效率，在生產(chǎn)中可采用兩套以上的分離裝置。
洗滌的目的是除去粘接劑、灰和原瓶中的殘留物。洗滌采用 80-100oC 熱水來(lái)軟化或溶解粘貼標(biāo)簽和底座的EVA 粘接劑或其他類型粘接劑，為防止脫落的粘接劑再粘附PET 碎片，需在水中加入添加劑，如堿、乳化劑或其它專用化學(xué)劑，清洗液一般由工廠根據(jù)廢瓶來(lái)源和粘接特性來(lái)確定其配方組成和含量，清洗液可濾去雜質(zhì)重新加熱后循環(huán)使用，洗滌可在裝有攪拌器的特別清選罐內(nèi)進(jìn)行，為保證清洗的效果，洗滌可采用二級(jí)洗滌工藝。
底座的分離是利用底座HDPE 密度與PET 密度不同的特性將其分離。分離在腐洗罐中進(jìn)行，HDPE 碎片從罐頂部溢出，下沉的PET 碎片從罐底部出去。有的則采用水力旋流器分離代替浮選罐，其分離效果更好。
PET 碎片通常采用離心脫水機(jī)使碎片含水量降至 2%, 再經(jīng)帶式或管式干燥機(jī)干燥，使水份含量降至 0.5% 。
PET 中不能含有鋁雜質(zhì)，即使微量鋁雜質(zhì)都會(huì)影響再生 PET 的透明性，因此再生 PET 中鋁含量應(yīng)低于 50×10-6 ，分離鋁的最簡(jiǎn)單方法是在破碎前人工拆除鋁蓋、鋁環(huán)或采用靜電分離法使鋁含量降低至 100×10-6 ，這種分離可在輸送帶上進(jìn)行；若 PET 碎片再通過(guò)金屬檢測(cè)分離系統(tǒng)進(jìn)一步凈化，鋁含量可低于 5×10-6 。
再生PET 擠出造粒與原生PET 擠出造粒除進(jìn)料有所區(qū)別外其它方面區(qū)別不大。擠出造？刹捎脝温輻U或雙螺桿擠出機(jī)，但在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮傳統(tǒng)擠出機(jī)的進(jìn)料壓力太大，改用進(jìn)料部分尺寸較大的螺桿，若用雙螺桿擠出機(jī)效果更佳。
后一種工藝流程：該回收方法是先把PET 瓶中的非PET 成份分離，然后再破碎回收。它是先采用人工方法將石塊、木料及其它塑料制品以及有色飲料瓶分離。PVC 瓶的分離可采用人工挑選方法或PVC 分離設(shè)備進(jìn)行。金屬鐵的分離可采用磁鐵分離器進(jìn)行分離。飲料瓶通過(guò)輸送機(jī)后進(jìn)入清理機(jī)，瓶子垂直進(jìn)入加工生產(chǎn)線，通過(guò)除環(huán)機(jī)和除蓋機(jī)將瓶蓋和拉環(huán)拆除，并經(jīng)稱重確保瓶蓋已拆除，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)某個(gè)瓶子重量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)將其從生產(chǎn)線上分離出去。
然后向每個(gè)廢 PET 瓶子注入 100ml 開水，溶解瓶?jī)?nèi)殘余飲料，同時(shí)將瓶夾緊掛起，瓶外用高壓水刷洗，用熱水使粘接劑軟化，這樣底座自行脫落，塑料或紙質(zhì)標(biāo)簽脫出。經(jīng)過(guò)洗滌后將瓶底部切除，放出瓶?jī)?nèi)的水。破碎如同第一種工藝方法中的設(shè)備即可，經(jīng)過(guò)連續(xù)干燥器將 PET 瓶碎片干燥至水份含量低于 0.05% 。擠出造粒與底一種回收方法相同。
以上兩種回收技術(shù)均有工廠采用。其工藝各有特點(diǎn)。第一種回收方法較易形成大規(guī)模生產(chǎn)，但分離技術(shù)比較復(fù)雜，分離設(shè)備較多，投資較大。第二種方法產(chǎn)品純度較高，使用設(shè)備較少，投資較省，但僅適用于無(wú)破損的完整的飲料瓶，被壓扁或有破損的飲料瓶需分離出去，用其它的方法另行回收。實(shí)際上廢塑料瓶從運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)合理性考慮，應(yīng)壓扁包扎后才可運(yùn)輸。其次切割出的瓶底座回收基本按照第一種方法進(jìn)行，因此第二種回收法局限性較大。
國(guó)內(nèi)用回收的 PET 制造有色農(nóng)藥瓶，替代玻璃瓶以減少產(chǎn)品破損。國(guó)外用回收 PET 制造 PET 包裝。澳大利亞用回收的 PET 作為三層包裝瓶的中間層原料，再生 PET 廣泛用于生產(chǎn) 3-17dtex 短纖維，用作非織布。美國(guó)還應(yīng)用再生 PET 來(lái)生產(chǎn) 6.6-9.9dtex 中空纖維，用作絮棉填充料。再生 PET 還可用于服裝用纖維，例如美國(guó) Dyersburg 織物廠用 100% 廢 PET 瓶再生 PET 切片生產(chǎn)絨面布，美國(guó) Wellman Fiber 公司開發(fā)室外用面料，再生 PET 纖維與其它纖維混紡，混紡率可達(dá) 89% ，該公司還與其它公司合作，以廢 PET 飲料為原料生產(chǎn)衣用滌綸短纖維。美國(guó)巴塔哥尼亞公司用再生 PET 纖維與其它纖維混紡生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)衣，混紡率達(dá) 80% 。
日本的帝人公司最近也開發(fā)了一種從廢 PET 瓶中 DMT （對(duì)苯二甲酸二甲脂）和 EG( 乙二醇 ) 的循環(huán)方法，先把廢 PET 瓶壓碎并清洗，然后溶解于 EG 中，在 EG 的沸點(diǎn)溫度和 0.1Mpa 的壓力下，把 PET 進(jìn)行解聚，生成雙 - 對(duì)苯二甲酸羥乙酯（ BHET ）。再經(jīng)過(guò)濾，除去濾渣和添加劑，使 BHET 與甲醇起反應(yīng)，在甲醇的沸點(diǎn)溫度和 0.1Mpa 的壓力下，經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)生成 DMT 和 EG 。再經(jīng)過(guò)蒸餾，把 DMT 和 EG 進(jìn)行分離，然后通過(guò)重結(jié)晶過(guò)程，把 DMT 精制；通過(guò)蒸餾把 EG 純化，甲醇可循環(huán)使用；厥盏 DMT 和 EG 的純度都達(dá)到 99.99% ，生產(chǎn)成本與通用的 DMT 和 EG 法的成本不相上下。 DMT 可以轉(zhuǎn)化成純 TPA （對(duì)苯二甲酸），用于制造瓶級(jí) PET 樹脂。循環(huán)裝置可以生成 10% 左右的該公司生產(chǎn)樹脂用的原料。
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