廢舊塑料分選技術(shù)bookmark0環(huán)保與安全本欄目由中國(guó)化工防治污染技術(shù)協(xié)會(huì)協(xié)辦王暉顧幗華邱冠周（中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，長(zhǎng)沙410083）要有效的塑料分選方法。評(píng)述了光選、電選、風(fēng)力分選、密度分選、浮選等廢舊塑料分選技術(shù)，指出浮選在廢舊塑料分選方面具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
工或再生。目前對(duì)于廢舊塑料的加工或再生，已經(jīng)開發(fā)出了燃燒取熱、熱解轉(zhuǎn)化、回收化學(xué)產(chǎn)品及簡(jiǎn)單再生等工藝。1998年日本廢塑料量達(dá)到984萬(wàn)t其中32%采取燃燒熱能利用的方式加以回收；熱解轉(zhuǎn)化技術(shù)主要針對(duì)廢舊聚烯烴類塑料，通過(guò)催化裂解將塑料轉(zhuǎn)化成低分子物質(zhì)，生產(chǎn)的燃料油與用原油生產(chǎn)的燃料油在產(chǎn)品品質(zhì)方面基本相同，而且不含鉛、氨等有害物質(zhì)。
在廢舊塑料再生利用過(guò)程中，遇到的突出問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：①燃燒取熱過(guò)程中的二次污染及對(duì)設(shè)備的腐蝕，PVC燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氯化氫、氰在塑料消費(fèi)中，熱塑性塑料是主體，占82.6%，熱固性塑料占16 9%其他塑料占0.5%.在熱塑性塑料中，消費(fèi)又集中在聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PET）和丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物（ABS）等幾種上（占93%）其中低密度聚乙烯（LDPE）占22%高密度聚乙烯（HDPE）和PVC分別占18%PP占15%PS占13%，瓦丁和，占4%人83占3%，另外聚甲基丙烯酸甲酯（MMA）、聚碳酸酯（PC）、尼龍（Nylon）、橡膠各占1%其他如酚醛樹脂（PF）和聚氨脂（PU）等1廢舊塑料的再生利用廢舊塑料的回收包括3個(gè)階段：收集、分選、力口收穡日期：⑴2-04-27基金項(xiàng)目：全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文作者專項(xiàng)資金資助（00145）王暉等：廢舊塑料分選技術(shù)kg/m3）、丙酮與四溴乙烷的混合物（不同比例混合可表現(xiàn)出了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)！k化氫、NOx等有害氣體同時(shí)氯化氫會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕；PS燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體與黑煙；②催化裂解過(guò)程中的催化劑失效，廢塑料導(dǎo)熱性能較差，裂解生產(chǎn)燃料油時(shí)，其中混入的部分不可熱解物質(zhì)造成催化劑表面結(jié)焦失活，同時(shí)PVC熱解過(guò)程產(chǎn)生的氯化氫會(huì)造成催化劑中毒；③回收化學(xué)產(chǎn)品或簡(jiǎn)單再生前廢舊塑料的分選。
2廢舊塑料的分選廢舊塑料混合物的分選技術(shù)可分為干法和濕法兩種，通常認(rèn)為，濕法比干法更易獲得較高的分選精度。光選、電選、風(fēng)力分選、密度分選、浮選等在廢舊塑料分選方面均得到了不同程度的應(yīng)用，其中浮選2.1干法分選不同塑料具有不同的紅外光譜，如PVC的紅外光譜特性與PET、PP等存在差別；X射線能檢測(cè)出PVC中的氯采用電選技術(shù)分離了PMMA、PE、PVC和尼龍，產(chǎn)物純度達(dá)到了95%以上，回收率達(dá)到了98%.由于塑料帶電的差異不是十分明顯，特別是對(duì)于實(shí)際的塑料廢物，其帶電性質(zhì)與純凈塑料存在差別，而且電選受附著水分及濕度的影響較大，因此電選技術(shù)分選廢舊塑料存在諸多局限。
風(fēng)力分選是利用塑料顆粒在空氣流中因粒徑、形狀、密度等差異予以分離，適合于密度差較大的物料之間的分選。其設(shè)備可以分為風(fēng)力分選筒和風(fēng)力搖床等幾2，除了風(fēng)力因素外，還利用了顆粒摩擦系數(shù)的差異?？傮w而言，風(fēng)力分選更適合于金屬與塑料的分選，用于廢舊塑料之間分選的效率不高，同時(shí)風(fēng)力搖床還存在處理能力不高的缺陷。
2.2濕法分選如果能夠選擇一種合適密度的介質(zhì)，使得二種塑料中的一種漂浮而另一種下沉，就可以實(shí)現(xiàn)二者的分離。由于廢舊塑料往往用阻燃劑、增強(qiáng)劑等處理過(guò)，同一名稱的塑料，其密度也往往存在差別。示出不同研究者測(cè)出的多種塑料的密度范圍，其中POM為聚甲醒，PA為聚酰胺，實(shí)點(diǎn)表示不同選材的實(shí)測(cè)結(jié)果+PE質(zhì)）張仲燕等人采用重介質(zhì)（NaCl+水、ca+水、丙酮+四溴乙烷、四溴乙烷）分選技術(shù)成功地從塑料中分離出金屬，從玻璃強(qiáng)化樹脂中分離出輕塑料（ABS、PS、PVC），以及從重金屬中分離出鋁。
廢舊塑料的密度范圍日本塑料處理促進(jìn)協(xié)會(huì)通過(guò)特制的水力旋流器按密度差分離塑料獲得了成坊51，能有效地將密度小于水和大于水的塑料分離開來(lái)，尤其是厚度大于0. 3mm、密度差為500kg/m3左右的塑料，一次分離率可達(dá)99.9%以上。如果采用多級(jí)旋流器或同一旋流器的多次反復(fù)分離，則可以分離密度更為相近的塑料。
浮選是礦物加工過(guò)程中獲得高質(zhì)量精礦的zyx手段，其作用機(jī)制是建立在待分離顆粒對(duì)氣泡選擇性固著的基礎(chǔ)上。在自然狀態(tài)下，大多數(shù)塑料是疏水的，即可浮的，但通過(guò)控制液氣界面張力、表面活性劑的吸附113 141617'2024~29等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)待分離塑料各組分的選擇性潤(rùn)濕。
浮選能夠勝任密度相近、荷電性質(zhì)相近的廢舊塑料之間的分選，而且能夠達(dá)到很高的分選精度。通過(guò)多年研究，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)室通過(guò)等離子體表面改以及ABS/PS/PA等體系混合塑料的浮選分離，詳細(xì)情況列于表2和表3中。而且在德國(guó)已經(jīng)完成的半工業(yè)試驗(yàn)證明。ResourcesConservationaid大井英節(jié)。廢塑料的干式分選。國(guó)外金屬礦選礦，2⑴1（6）25周炳炎。廢塑料的處理處置技術(shù)。環(huán)境保護(hù)，20⑴（3）2022戚雅珠。廢舊塑料回收與利用進(jìn)展。城市環(huán)境與城市生態(tài)，2⑴1周衛(wèi)平，龍正宇。塑料污染及其治理對(duì)策?，F(xiàn)代化工，2⑴020（6）：1~4李青山，王慧敏，蔡傳英。塑料再生與利用的新進(jìn)展。化學(xué)通李萬(wàn)海，張松濱，王紅。廢聚苯乙烯泡塑料制取涂料。環(huán)境楊震。廢聚苯乙烯塑料熱分解生產(chǎn)苯乙烯單體的研究。環(huán)境鄒盛歐。塑料解聚技術(shù)。塑料科技，1998，126（4）：5457李慧，馬正先。廢舊塑料的粉碎。中國(guó)塑料，2⑴1，15（4）：8690張仲燕，趙根妹，梁琥琪。聚酯（PET）廢塑料分離回收方法研究。環(huán)境科學(xué)，199415（3）：2629 4.3通訊模塊通訊模塊是保證上下位機(jī)通訊可靠性及實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵。我們采用主從式通訊結(jié)構(gòu)方式，利用自行開發(fā)的通訊轉(zhuǎn)換板和RS-485，定義了適用本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，將協(xié)議程序和上下位機(jī)的相關(guān)程序密切配合，保證上下位機(jī)之間的一對(duì)一通訊（本系統(tǒng)下位機(jī)之間設(shè)計(jì)成不通訊）。
5運(yùn)行結(jié)果該系統(tǒng)已正常運(yùn)行一年多，安全可靠，沒(méi)有出過(guò)問(wèn)題，效益明顯。根據(jù)廠方提供的數(shù)據(jù)，噸氨耗煤量下降4.25%噸氨耗蒸汽量下降了23.7%氫氮比控制在2. 7左右，誤差限制在±0.2以內(nèi)，原來(lái)手動(dòng)氫氮比控制的合格率只有70%，現(xiàn)在穩(wěn)定在93%以上。大大提高了控制精度，穩(wěn)定了生產(chǎn)工況；此外，由于計(jì)算機(jī)代替了老式儀表盤，不但檢測(cè)準(zhǔn)確控制可靠，而且系統(tǒng)的工作狀態(tài)94個(gè)工況參數(shù)都顯示在屏幕上。方便了操作，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度。
筆者認(rèn)為化工生產(chǎn)的好壞在于合理的生產(chǎn)工藝，合理的生產(chǎn)工藝離不開先進(jìn)的檢測(cè)與控制手段，舊設(shè)備采用計(jì)算機(jī)檢測(cè)控制也能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。對(duì)于這種間歇式生產(chǎn)過(guò)程控制，常規(guī)PID算法以及所謂的高級(jí)算法，如{zy}控制、Kalman濾波及狀態(tài)反饋控制等都得不到滿意的結(jié)果，而采用模糊控制1、仿人智能控制反而能得到明顯的效果。分析其原因，關(guān)鍵是這種間歇式生產(chǎn)過(guò)程太復(fù)雜了，通常使用的二階模型與這種系統(tǒng)相差太遠(yuǎn)，因此，一般算法或高級(jí)算法很難奏效。我們采用仿人智能算法，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定。