книги / Переработка отходов производства и потребления

Она может иметь разное количество барабанов (до 6) в зависи­ мости от качества перерабатываемых отходов. Каждая секция име­ ет щипальный барабан с круглыми иглами и перфорированный ба­ рабан, с которого разволокненные отходы подаются на следующую секцию щипальной машины. Недостаточно разволокненные отходы автоматически возвращаются в питающее устройство и вновь по­ ступают на щипальный барабан. Секции отличаются количеством и номером игл на щипальном барабане.

После разволокнения полностью восстановленные волокна прессуются в кипы или наслаиваются в камере. Пресс 13 питается от конденсера 11 и резервного бункера 12.

Текстильные отходы из синтетического волокна могут обраба­ тываться по сокращенной схеме. Для’этого создан агрегат для раз­ волокнения и чесания сырья, схема которого представлена на рис. 12.3. Он включает щипальную машину 2, которая состоит из четырех барабанов и питается от питателя /, чесальную машину 4 и транспортирующую решетку 3. Все машины приводятся в движе­ ние единым валом, что обеспечивает синхронность их работы. Пи­ татель имеет устройство автоматического взвешивания отходов, поступающих в щипальную машину. Ровница, полученная на та­ ком агрегате, поступает на кольцепрядильные машины аппаратной системы прядения. По такому сокращенному циклу можно полу­ чать аппаратную пряжу, т.е. нити для производства текстильных тканых или вязаных полотен. Линейная плотность такой пряжи 83

-200 текс (текс - количество граммов волокна в 1000 м нити).

Впоследние годы созданы щипальные машины, позволяющие получить более высокую степень разволокнения отходов и умень­ шить повреждение образующихся волокон. Перспективными тех­ нологиями разволокнения текстильных отходов являются процес­ сы, основанные на использовании ультразвука, водяного пара и сжатого воздуха, которые существенно облегчают и ускоряют отде­ ление волокон друг от друга. При этом разволокнение отходов

происходит в щадящих условиях, без разрушения структуры во­ локна и снижения его прочности.

В современном текстильном производстве все перечисленные операции осуществляются на поточных линиях. Обслуживание ли­ ний - автоматическое, с помощью системы управления» которая включает и отключает линию в случае каких-либо неполадок; ко­ ординирует работу отдельных машин; осуществляет управление питателями, режущими ножами, пневмотранспортом, замасливаю­ щим устройством и другими агрегатами; сигнализирует 0 перебоях в работе агрегатов (отсутствии сырья, вспомогательных веществ и др.).

Вторичные, или восстановленные, волокна являюгся ценным сырьем для текстильной промышленности. Их испольЗУют как в

’’чистом” виде, т. е. без добавления первичного волокнистого сярья, так и в смеси с последним.

При смешении восстановленного волокна с исходным первич­ ным волокном получают сырье для высококачественной пряжи, идущей на производство всех видов текстильных материалов. Из него изготавливают и высококачественные нетканые материалы. Содержание вторичного волокна в смеси может достигать 80 - 90% в зависимости от назначения пряжи и материала.

12.3. Производство пряжи из разволокненных текстильных отходов

При переработке разволокненных текстильных отходов сущест­ венную роль играют чесальные и прядильные машины. Их тип подбирают в соответствии с особенностями сырья, чтобы обеспе­ чить высокое качество продукции и производительность. Предпоч­ тительно использовать чесальные машины, обеспечивающие хоро­ шую очистку волокна от пыли,

отходов выпускается роторная прядильная машина ПР-150-1 и аэромеханическая прядильная машина ПАМ-150.

Для прядения восстановленного волокна предпочтительны аэромеханические прядильные машины, которые менее чувстви­ тельны к большим различиям в длине и толщине перерабатывае­ мых волокон.

Прядильная машина ПР-150-1 состоит из четырех секций с 32 прядильными местами. Линейная плотность пряжи 83 - 222 текс при крутке от 200 до 600 м" . Частота вращения ротора в машине достигает 20000 мин" , а расчесывающего валика 8000 мин’1, ско­ рость выпуска пряжи 65 м/мин. Пряжа с линейной плотностью 140 текс используется для производства ковров, изоляции для кабелей, а плотностью 125 текс - для изготовления покрывал, обувных про­ кладочных тканей и т. п.

Принципиально отличается от этой машины аэромеханическая прядильная машина ПАМ-150. Принцип ее действия заключается в формировании пряжи в неподвижной аэродинамической камере с помощью вихревого потока, создаваемого вентилятором. Скручива­ ние пряжи осуществляется механическим крутильным элементом.

Машина состоит из пяти секций по 30 прядильных головок в каждой. Питание машины осуществляется из раздаточных тазов диаметром 300 мм. На машине вырабатывается пряжа большой ли­ нейной плотности (71 - 333 текс) со скоростью до 35 м/мин и круткой 300 - 800 м . Частота вращения расчесывающего валика составляет 7000 - 12000 мин , крутящего элемента 6000 - 16000 мин"1, производительность вентилятора 2000 м3/ч. Вентиля­ тор не только создает разрежение воздуха в аэродинамической ка­ мере, необходимое для образования пряжи, но и отделяет сорные примеси и неразработанные комплексы волокон.

За последние 1 5 - 2 0 лет достигнуты значительные успехи в конструировании пневмомеханических прядильных машин. Часто­ та вращения прядильной камеры увеличилась до 90 - 100 тысяч оборотов в 1 мин, скорость выпуска пряжи достигла 225 м/мин, частота вращения расчесывающих валиков 7500 - 9000 оборотов в 1 мин. В машинах имеются устройства для автоматической очист­ ки, зарядки, замены полных бобин на пустые и т.д.

Для прядения шерстяных волокон создана роторная прядильная машина ПР-200-Ш, по принципу действия аналогичная машине ПР-150-1. Эта машина предназначена для прядения коротких шер­ стяных волокон и их смеси с синтетическими, т. е. специально для прядения вторичных волокон. Производительность машины дости­ гает 30 кг/ч, линейная плотность вырабатываемой пряжи 83 - 1000 текс. Максимальная скорость прядения достигает 120 м/мин при частоте вращения ротора 30000 мин’1.

Для переработки вторичных волокон существуют и автомати­ зированные поточные линии. Технологический процесс на такой линии (рис. 12.5) протекает следующим образом. Кипы разволокненных отходов поступают со склада на специальную площадку перед разрыхлительно-трепальным агрегатом, где‘распаковываются и подаются подъемно-транспортным устройством на кипоразрыхлители РКА-2У (7), откуда волокнистая масса перемещается в дози­ рующие бункеры ДБ-У (2). Из дозирующего бункера волокно по-

ступает на питающий конвейер 3, где образуется многослойный (из разных бункеров в нужном соотношении) настил. Далее смесь через конденсёр КБ-3 подается в разрыхлительно-замасливающую машину ЩЗ-140-ШЗ (4), где все компоненты перемешиваются. Затем смесь волокон в течение 10 - 12 ч выравнивается по составу и влажности в двух смесовых машинах МСП-8 (5). Очистка смеси во­ локон происходит на двух наклонных очистителях марки ОН-6-4М

(б) и одном осевом марки ЧО-У (7), установленном между ними. В зоне очистки смесь дополнительно разрыхляется и очищается.

10 11

пппппп . 1

Рис. 12.5. Автоматизированная линия для переработки вторичных волокон

После этого смесь кондиционируется в двух других смесовых машинах МСП-8 (5) в течение 10 - 12 ч при заданном режиме, а затем пневматическим распределителем волокна РВП (8) подается на бесхолстовые трепальные машины МТБ (9). С трепальной ма­ шины очищенная и разрыхленная волокнистая масса заданного со­ става, влажности и температуры поступает через дозирующие бунке­ ры 11 в распределительную систему чесального агрегата АЧМ-14-У (10) у снабженную регулятором линейной плотности чесальной лен­ ты. Из чесальной ленты на прядильных машинах ПАМ-150 или ПР-150-1 производится пряжа. Производительность такой поточ­ ной линии составляет 360 - 400 кг/ч пряжи.

12.4. Производство нетканых материалов из вторичных волокон

Большие возможности для использования текстильных отходов представляет производство нетканых материалов, которые изготав­ ливают из волокон, минуя стадию выработки пряжи.

Технология производства нетканых материалов имеет следую­ щие преимущества: сокращение производственного цикла и интен­ сификация производства; использование регенерированных воло­ кон; возможность быстрой смены ассортимента выпускаемой про-

дукции; низкая себестоимость продукции; сокращение энергозат­ рат и расхода материальных ресурсов.

Нетканые текстильные материалы (НТМ) получают различны­ ми способами, но все они включают следующие обязательные ста­ дии процесса: смешивание волокон;.формирование холста из воло­ кон; закрепление нетканого холста. Понятие ’’холст” в данном случае относится к однослойной или многослойной волокнистой массе с одинаковой толщиной и плотностью, с требуемым располо­ жением волокон, обладающих заданной длиной.

Свойства НТМ зависят от их структуры, на которую влияют: характеристики волокнистого сырья; технология формирования и закрепления холста; расположение волокон в холсте. Формирова­ ние холста из вторичных волокон возможно механическим, аэро- и гидродинамическим способами.

Механическое холстообразование осуществляется с помощью чесальных машин, которые позволяют получить холст заданной ширины и развеса. Этот способ отличают хорошее разрыхление и смешивание различных волокон, а также возможность переработки волокна, неоднородного по качеству. При использовании в произ­ водстве нетканых изделий чесальных машин особое внимание уде­ ляется созданию условий для формирования холста. Этому способ­ ствуют вибропитатели, которые обеспечивают равномерность по­ дачи волокнистой массы за счет высокой точности ультразвукового контроля наполнения волокном вибрационной шахты. Этим спосо­ бом из текстильных отходов изготавливают НТМ среднетяжелого и тяжелого типов. Для получения холстов большой массы чесальные машины агрегируются последовательно, что позволяет наслаивать образующиеся на каждой машине слои (ватки) друг на друга.

Аэродинамическое формование холста осуществляется с по­ мощью воздушного потока, который транспортирует волокно в зо­ ну образования холста. При этом способе холст формируется на поверхности перфорированного барабана или сетчатого конвейера. Предварительно разрыхленные и смешанные волокна отделяются от разрабатывающих элементов холстообразователя с помощью воздушной струи и транспортируются к месту образования холста. Отличительные особенности данного способа холстообразования: возможность изготовления изотропного холста; возможность пере­ рабатывать волокна, значительно отличающиеся по своим свойст­ вам и длине; возможность быстрого изменения развеса холста; вы­ сокая производительность.

Аэродинамическим способом можно изготавливать холст разве­ сом 10 - 2000 г/м2. Недостатком аэродинамического способа явля­ ется зависимость качества полотна от линейной плотности перера­ батываемых волокон. В частности, тонкие легкие волокна забива­

Иглопробивным способом изготавливаются и геотекстильные материалы. Они имеют плотность холста 250 - 850 г/м2 и предназ­ начены для фильтрации и стабилизации насыпаемого на них грун­ та. Такие материалы используют при строительстве железных и автомобильных дорог, в борьбе с эрозией почвы, для укрепления берегов каналов, водохранилищ, пляжей, дамб, насыпей, при стро­ ительстве спортивных площадок, взлетно-посадочных полос аэрод­ ромов и для других целей. Срок службы таких материалов, изго­ товленных из синтетических волокон, не менее 20 лет, поскольку волокна не подвержены гниению. Наиболее целесообразно при производстве геотекстильных материалов использовать полиэфир­ ные и полипропиленовые волокна, полученные из отходов.

При вязально-прошивном способе производства закрепление холста производится с помощью тех же волокон или с применени­ ем ниток. В первом случае принципиально важно использовать холст, имеющий не менее 30% волокон длиной более 40 мм, кото­ рые и должны выполнить закрепляющую роль и обеспечить проч­ ность изделия.

Вязально-прошивным способом из восстановленных волокон изготавливают одеяла, упаковочные материалы, подкладочные ма­ териалы для мебели и обуви, для напольных покрытий (линолеума и ковра) с плотностью холста 200 - 400 г/м2.

При клеевом способе закрепление холста производится путем пропитки дисперсией связующего вещества или оплавлением тер­ мопластичных волокон, входящих в состав полотна. В качестве

связующего для закрепления холста применяются полиакрилатные дисперсии, бутадиен-стирольные и бутадисн-акрилонитрильные ла­ тексы, связующие вещества на основе поливинилацетата, полиуре­ тана и др.

На рис. 12.8 показана поточная линия для производства НТМ путем закрепления холста с помощью дисперсии связующего веще­ ства. Предварительный питатель У, смеситель-разрыхлитель 2 и аэродинамический холстообразователь 3 формируют холст, кото­ рый проходит через пропиточную ванну 4 и с помощью транспор­ тирующей сетки 5 подается на перфорированный барабан б и да­ лее в вакуумирующее устройство 7, где происходит стекание и удаление с помощью вакуума излишнего связующего. Затем мате­ риал высушивается в сушилке конвективного типа 8 и наматыва­ ется в рулоны 9.

Закрепление холста по другому способу изготовления клееного НТМ достигается путем тепловой его обработки, в результате ко­ торой часть волокон холста с более низкой температурой плавле­ ния, чем у основной массы волокон, оплавляется и скрепляет весь холст. В качестве оплавляемых применяют волокна из ПВХ, поли­ этилена, полипропилена. Технологическая схема производства клееного НТМ с закреплением холста с помощью волокон из тер­ моплавких полимеров проста и состоит из операций по формирова­ нию холста и его термической обработки. Вследствие этого указан­ ная технология по сравнению с пропиткой холста дисперсией свя­ зующего и последующей сушкой имеет ряд преимуществ: возмож­ ность использования дешевых связующих полимеров; более высо­ кая производительность; меньшие площади, занимаемые оборудо­ ванием, отсутствие сточных вод и вредных выбросов; менее высо­ кая энергоемкость.

Следует отмстить, что с увеличением доли синтетических во­ локон в текстильных материалах переработка их отходов по клас­ сической текстильной технологии становится не всегда эффектив­ ной с точки зрения получения высококачественного вторичного сырья. Поэтому в последние годы появились принципиально но­ вые, химические способы переработки отходов текстильных мате­ риалов из синтетических волокон.

Один из таких способов заключается в измельчении отходов и подаче их шнеком на специальный экструдер-гранулятор, где они расплавляются и очищаются от вспомогательных веществ, содер­ жащихся в текстильном материале. Благодаря специальной конст­ рукции экструдера в него одновременно с отходами подается пер­ вичный полимерный материал, который смешивается с расплав­ ленными и очищенными отходами, что позволяет повысить свойст­ ва получаемых гранул.