В днище полимеризатора установлен грибковый запорный выгрузной клапан с пневматическим приводом. Пневматический привод дублирован ручным приводом. Закрытие и открытие клапана производит сжатым воздухом, который подают в ту или иную полость пневмоцилиндра 1. Поршень пневмоцилиндра 2 связан с грибковым клапаном 3. Грибковый клапан плотно прижат к седлу 4, установленному в днище 5 полимеризатора. Закрытый клапан находится под давлением массы в полимеризаторе (4,5 кг /см2). Калапан открывая для выгрузки массы. В этом случая давление в полимеризаторе должно быть снижено до атмосферного. При сжатого воздуха в системе пневматического привода или по какой-либо другой причине грибковый клапан можно открыв ручным приводом, состоящим из маховичка 6 и винтовой пары 7. При нормальной работе пневматического привода ручной привод устанавливают в нейтральное положение. Пневмоцилиндр имеет два сальниккоывх уплотнения 8.
Рис. Запорный клапан
В днище корпуса установлены два штуцера для аварийного сброса массы.
Рис. Полимеризатор
Переработка
Отходы полистирола не разлагаются в естественных природных условиях. Окружающая среда не в силах разобраться с продуктами жизнедеятельности человека. Поэтому, граждане обязаны самостоятельно перерабатывать и утилизировать подобные отходы без вреда для экологии.
Блочный и суспензионный полистиролы легко перерабатываются в изделия методом прессования в горячих формах с последующим охлаждением дает изделия более тонкого рисунка, но этот метод дорогой и медленный, а также литьем под давлением и экструзией.
Источники образования
При производстве полимерных изделий появляется большое количество отходов. Сюда входит:
· полистирольная мука;
· дробленка;
· неликвидная продукция.
В процессе эксплуатации готовых изделий также появляются отходы. Под воздействием внешних природных факторов, полистирол теряет свои прежние физические свойства и отправляется на свалку. К таким материалам относятся:
· полимерные плёнки;
· рулонные и плиточные настилы;
· отделочные и теплозвукоизоляционные материалы;
· кабели;
· трубы;
· емкости;
· профильные изделия.
Класс опасности
Отходы полистирола (вид пластика) относятся к 5 классу опасности по ФККО. Это означает, что для здоровья человека и баланса окружающей среды данный материал практически безопасен и для утилизации полистирола не требуется специальный паспорт.
Полистирол может нанести необратимый вред экологии в случае утилизации больших объёмов продукции на несанкционированные свалки. В природе вещество не разлагается самостоятельно, а при сжигании выделяет большое количеством вредных веществ в атмосферу.
Необходимо правильно утилизировать или перерабатывать отходы полистирола, следуя всем правилам транспортировки и хранения материала.
Важность переработки
Отслуживший свой срок полимерный материал отправляется на свалку и копится там в большом количестве. Такое отношение влечёт за собой экологические проблемы, поскольку скопление полистирола загрязняет окружающую среду. Проблема утилизации полистирола актуальна.
Отходы полимера широко используют для получения вторичного продукта. Переработанный материал является ценным сырьём на рынке. Всё больше компаний-производителей начинают скупать некондиционный полистирол для дальнейшей переработки, а затем продают переработанное вторсырьё. Эта тенденция становится очень выгодным бизнесом для компаний и приносит им неплохой доход.
Способы утилизации и переработки
На данный момент предприятия имеют три варианта утилизации полистирола.
· Первый способ - механическое измельчение. Он наиболее распространенный и простой. Масса вещества, получаемого после такой обработки, смешивается с исходным материалом и используется для изготовления новых изделий.
· Второй способ утилизации ПС отходов - сжигание. Если в составе уничтожаемого изделия содержатся красители либо другие вредные компоненты, в атмосферу выделяются токсичные соединения. Наряду с этим, при сжигании обычного полистирола, без примесей, воздух загрязняется диоксидом углерода и угарным газом.
· Та же самая проблема с выбросом вредных веществ присутствует и в третьем способе утилизации полистирола - термодеструкции.
Поэтому, для термической переработки отходов следует пользоваться специальными печами, которые поддерживают нужную температуру и не выбрасывают в атмосферу вредные химические вещества.
Переработка полимеров - достаточно простая задача при условии сохранения структуры и физических свойств продукта. Если же оболочка и состав вещества нарушен, свойства полимера ухудшаются.
Существует метод деполимеризации отходов полистирола. Происходит он следующим образом: отходы ПС измельчаются, попадают в герметичный сосуд. После этого вещество нагревается до температуры разложения. Выделяющийся в процессе реакции вторичный стирол охлаждается в холодильнике. Полученный мономер концентрируется в герметичном сосуде.
Такой метод переработки требует значительных энергозатрат и полной герметизации процесса. Однако, в будущем, такой процесс может оказаться экономически выгоднее, чем обычная переплавка полистирола. Дело в том, что при переплавке и измельчении получается сырье, из которого изготавливаются товары более низкого качества. Деполимеризация позволит получать материал для изделия более высокого качества.
Оборудование для переработки
Агрегат для переработки полистирола представляет собой короб, внутри которого располагаются дробильные молоточки. Совершая вращательные горизонтальные движения вокруг своей оси, они измельчают полистирол в крошку на отдельные гранулы.
Гранулы, накрошенные из полистирольных плит, транспортером доставляются в специальный накопительный бункер. Из него они попадают в форму, которая впоследствии прессуется.
Дробилки для переработки оснащены:
· измельчителем;
· решёткой для просеивания гранул;
· смесителем с исходным материалом.
Производственная мощность таких дробилок зависит от плотности исходного сырья.
Пять основных правил переработки:
1. Ограничить воздействие кислорода на материал при плавлении. Эксперименты показали, что самое губительных действие на стирольные звенья макромолекулы оказывает кислород при высоких температурах.
2. Максимально подсушивать вторичную гранулу полистирола перед работой.
3. Идеальный температурный режим переработки - это плавный подъем нагрева до 180°С в зоне расплава и сохранение ее до выхода из машины. Сдвиговые усилия при этом должны быть невысокими или средними. Интенсивное вращение шнека приведет к валовому разложению полимера.
4. Глубокий вакуум при экструзии. Он должен обеспечивать удаление низкомолекулярных продуктов из расплава.
5. Следует помнить, что при многократном нагреве молекулярная масса неизменно уменьшается, при этом прочность и удлинение остаются на прежнем уровне. Вязкость становится меньше, следовательно увеличивается текучесть. Этот фактор необходимо учитывать при настройках режимов литья и экструзии.
Технологический процесс и оборудование:
· Сортировка отходов. На этой стадии полистирол разделяют по внешнему виду (прозрачный, вспененный и т.д.).
· Измельчение на дробилках роторного типа. Для крупных слитков и изделий может потребоваться шредер.
· По необходимости особо загрязнённые полимеры подаются на мойку в моечных комплексах. Как правило, используется двухстадийная очистка сначала в интенсивной, а затем в флотационной ванне. Особенно нужно уделять внимание мойке упаковки и посуды, чтобы удалить остатки пищи и этикеток.
· Сушка. Предварительно дробленка полистирола сушиться в центрифуге до остаточной влаги 10-15 %. Далее осушение проводится в сушилках бункерного типа. Некоторые виды АБС (акрилбутадиенстирольных) пластиков очень чувствительны к влаге. Поэтому сырье нужно просушивать до остаточной влажности 0,5 %.
· Грануляция. Экструдер для полистирола в идеале одношнековый, в нем можно поддерживать стабильный процесс плавления без существенного перегрева. Более дорогостоящий вариант - гранулятор с коническим шнеком, он обеспечивает более щадящую переработку.
Список использованной литературы
1. https://studfile.net/preview/2181076/page:32/
2. https://studfile.net/preview/9505578/page:79/
3. https://oil-filters.ru/centrifuges_and_centrifuge_process/
4. https://studfile.net/preview/1359506/page:2/
5. https://ecologia.life/russian/othody/polimery/polistirol.html
6. https://www.chem21.info/info/668242/