廢舊農(nóng)膜回收處理的設(shè)備技術(shù)研究

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

1 薄膜回收工藝

廢舊薄膜的加工工藝過程如下：粉碎→清洗→脫水→烘干→造粒。

對(duì)于在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料或試車時(shí)產(chǎn)生的廢膜，因?yàn)椴缓s質(zhì)，可以直接粉碎、造粒，回收利用。包裝薄膜和農(nóng)用薄膜的回收，難點(diǎn)是分選和除去雜質(zhì)及附著在薄膜表面的其他物質(zhì)，如灰塵、油漬、顏料等。

1.1 廢舊薄膜的粉碎

廢舊薄膜的粉碎和其他物料不一樣，主要原因是廢舊薄膜質(zhì)地軟，且含有大量泥沙、秸稈等雜質(zhì)，因此宜打包壓實(shí)后再破碎。破碎設(shè)備可以根據(jù)廢舊薄膜的種類、形狀和所需要破碎的程度來選擇，不同材質(zhì)的廢舊薄膜應(yīng)采用不同的破碎設(shè)備。對(duì)于廢舊薄膜這樣具有較高延展性的韌性塑料，適宜采用剪切式粉碎設(shè)備。粉碎設(shè)備有干式和濕式之分。干式粉碎機(jī)可以直接對(duì)收集到的廢舊薄膜進(jìn)行粉碎，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，投資小，但由于所粉碎的廢舊薄膜含有較多的雜質(zhì)，刀具磨損較大。濕式粉碎機(jī)則需要對(duì)收集到的廢舊薄膜進(jìn)行預(yù)清洗后再粉碎，其特點(diǎn)是增加了一道工序，但刀具磨損小，噪音低[2]。

回收的廢舊薄膜體積密度較小，用普通粉碎設(shè)備很難破碎。常用的干式粉碎（切碎）設(shè)備不大適用于處理廢舊農(nóng)膜。一般采用濕式粉碎設(shè)備，粉碎（切碎）刀的使用壽命也長，刀口類型多。由于粉碎后薄膜碎片常常還夾雜著少量的泥沙雜質(zhì)，因此有必要配備進(jìn)一步分選泥沙的裝置[3]。

1.2 廢舊薄膜的洗滌

回收的廢舊農(nóng)膜含有大量的泥沙，如果直接用于造粒，會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，除泥沙外，還含有油漬、顏料、農(nóng)藥、秸稈等，因此在造粒之前必須進(jìn)行徹底的洗滌。在洗滌過程中，可以適當(dāng)加入洗滌劑。洗滌的方式有干洗和水洗兩種，干洗成本較大，不適用，大多采用水洗方式。清洗設(shè)備按工作方式分類有連續(xù)式和間歇式，按結(jié)構(gòu)分類有敞開式和封閉式。不論何種方式，都有一個(gè)產(chǎn)生強(qiáng)洗滌作用的撥輪或滾筒。撥輪或滾筒的高速轉(zhuǎn)動(dòng)使廢舊薄膜碎片受到較強(qiáng)的離心力作用，從而使附著在廢舊薄膜上的附著物脫落。由于薄膜與附著物的密度不同，脫落的附著物最終沉淀下來，廢舊薄膜碎片浮于水面上。為了取得更好的清洗效果，薄膜碎片用水清洗后，可送入摩擦清洗機(jī)繼續(xù)清洗，在摩擦清洗機(jī)內(nèi)，薄膜碎片表面受到較大的摩擦作用而使附著物脫落。

農(nóng)用塑料薄膜一般用于農(nóng)業(yè)的棚膜或者地膜，其回收時(shí)的主要問題是泥沙的清洗。一般情況下，農(nóng)膜表面附著的泥沙含量與單位質(zhì)量農(nóng)膜的表面積成正比。據(jù)資料介紹，厚度為10mm的薄膜所含泥沙量約占其總質(zhì)量的70%，厚度為150mm的薄膜所含泥沙量約占其總質(zhì)量的30%。農(nóng)膜的清洗比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，如果清洗不徹底，容易磨損回收加工設(shè)備。對(duì)于與農(nóng)藥接觸嚴(yán)重的廢農(nóng)地膜，需進(jìn)一步用石灰水清洗，以中和去毒，再用冷水漂洗、曬干[4]。

1.3 廢舊薄膜的脫水

經(jīng)破碎清洗后的廢舊薄膜含有大量的水分，需要經(jīng)過進(jìn)一步的甩干脫水。甩干脫水的方式主要有篩網(wǎng)過濾脫水和離心甩干脫水。篩網(wǎng)脫水是將清洗干凈的廢舊薄膜碎片輸送到有一定目數(shù)篩孔要求的篩網(wǎng)上，讓水與廢舊薄膜碎片分離，然后再甩干脫水。篩網(wǎng)的放置形式既可以平放，也可以傾斜。帶有振動(dòng)器的篩網(wǎng)脫水效果更好。離心式脫水機(jī)是以高速旋轉(zhuǎn)的甩干桶產(chǎn)生的離心力使廢舊薄膜碎片脫水，類似洗衣機(jī)的原理。

1.4 廢舊薄膜的烘干

經(jīng)脫水處理后的薄膜碎片仍含有一定量的水分，要使含水量降低到0.5%以下，必須進(jìn)行烘干處理。烘干方式通常采用通入熱風(fēng)干燥器或加熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)，為了節(jié)約能源，降低成本，通入的熱風(fēng)應(yīng)該循環(huán)使用。

1.5 廢舊薄膜再造粒

造粒的工藝分為冷切造粒和熱切造粒兩大類，選用哪種方法造粒，要看塑料的品種和成型設(shè)備而定。在廢舊薄膜的回收造粒過程中，通常需要利用擠出機(jī)，廢舊薄膜由擠出機(jī)熔融塑化以后，由擠出機(jī)擠成條形狀，再按照所需規(guī)格直接熱切?；蚶鋮s后切粒備用。在擠出機(jī)的前端安裝有過濾裝置，包括廢粗濾板和濾網(wǎng)，其作用是用于清除破碎后的廢舊薄膜中的殘存雜質(zhì)，如沙子、纖維以及其他熔點(diǎn)較高的塑料，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和擠出過程順利進(jìn)行[1]。

2 廢舊農(nóng)膜回收流程圖

見圖1。

圖1 廢舊農(nóng)膜回收處理流程圖

3 典型的廢舊薄膜回收工藝及設(shè)備

廢膜回收生產(chǎn)線總體工藝流程如圖2所示。

零散的廢舊農(nóng)膜→送至粉碎用圓筒碾磨機(jī)1→送到預(yù)洗滌裝置2→送到濕法切割磨碎機(jī)3→送入濕料貯倉4→計(jì)量加入到帶攪拌器的容器7→由循環(huán)泵將混合物送至水力旋流器8→水和廢舊薄膜組分進(jìn)入摩擦分離器9→分離出廢舊薄膜再進(jìn)入旋轉(zhuǎn)沉降槽10，使細(xì)小的殘留的雜質(zhì)進(jìn)一步得到分離→進(jìn)入帶攪拌器的容器11→通過水力旋轉(zhuǎn)器12進(jìn)入摩擦分離器13分離出細(xì)小的剩余雜質(zhì)→送入離心式機(jī)械干燥器14，水與純凈的原料分離→送到熱干燥器15中徹底干燥→干凈的回料送到清潔的料倉16儲(chǔ)存，采用攪拌器使倉中物料保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，防止物料間的粘結(jié)[1]。

捆好的廢舊薄膜→送至切割磨碎機(jī)5→送至撕碎的薄膜貯料倉6→計(jì)量加入到帶攪拌器的容器7→余下同上。

從16清潔的撕碎薄膜的中間緩沖倉→擠出機(jī)的料斗17→過濾捻更換器18→切料裝置19→離心式烘干機(jī)20→再造粒料貯料倉21。

4 廢舊薄膜回收利用機(jī)械

4.1 廢舊薄膜清洗機(jī)

S90-1型廢舊薄膜清洗機(jī)由大連星海塑料機(jī)械版輥廠研制生產(chǎn)，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)、緊湊合理、性能好、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)清洗廢舊薄膜的理想設(shè)備，產(chǎn)量高達(dá)120kg/h，比人工洗膜提高效率25～30倍，適用于廢舊地膜、棚膜或其他薄膜的清洗。該清洗機(jī)洗膜干凈，無雜質(zhì)，洗凈率95%以上，洗后的廢舊薄膜可用于造粒和生產(chǎn)其他產(chǎn)品。

4.2 廢舊薄膜粉碎設(shè)備

南通市如皋塑料機(jī)械廠的SCP-640A型塑料破碎機(jī)是大型破碎設(shè)備，進(jìn)口尺寸800mm×600mm，較大的塑料制品可直接投入機(jī)內(nèi)進(jìn)行破碎。該破碎機(jī)可自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)身及篩板，調(diào)試、維修及清理較方便。SCP-160B型塑料破碎機(jī)是小型破碎機(jī)，適用于塑料廢品（如廢舊薄膜）的破碎，已批量生產(chǎn)[1]。對(duì)廢舊薄膜而言，宜采用低速旋轉(zhuǎn)剪切式粉碎機(jī)或雙軸撕碎機(jī)（3E集團(tuán)），效果比較理想。

4.3 廢舊薄膜造粒設(shè)備

1）大連星海塑料機(jī)械版輥廠生產(chǎn)的廢舊薄膜多功能造粒機(jī)組SZI-55/110×13（B）適用于高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚氯乙烯等廢舊薄膜的粉碎和造粒，SZI-55/110×13（C）型聚丙烯廢舊薄膜多功能造粒機(jī)組在SZI-55/110×13（B）基礎(chǔ)上增設(shè)聚丙烯造粒裝置，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，緊湊合理，性能好，產(chǎn)量高。

2）衡陽市塑料機(jī)械廠生產(chǎn)的SMPZ-200型廢舊塑料薄膜破碎造粒機(jī)組主要適用于工農(nóng)業(yè)廢舊聚乙烯薄膜（厚度在0.01～0.1mm）的破碎、清洗、造粒。該機(jī)組設(shè)有輸送、破碎、清洗、脫水、風(fēng)干、造粒等裝置，可以實(shí)現(xiàn)清洗、破碎、造粒一體化操作，供廢舊塑料薄膜加工廠立料用，具有造價(jià)低、生產(chǎn)效率高、功率小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

圖2 廢舊薄膜回收生產(chǎn)總體工藝流程圖

3）北京華盾塑料包裝器材公司生產(chǎn)的廢舊薄膜回收造粒機(jī)可以實(shí)現(xiàn)廢舊薄膜自動(dòng)連續(xù)輸送喂料，過載時(shí)喂料自動(dòng)停止，負(fù)荷下降到指定數(shù)值時(shí)喂料電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)繼續(xù)輸送喂料，控制裝置可以保證主機(jī)不會(huì)長期超負(fù)荷工作，延長了使用壽命。該機(jī)組可以回收高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯或高密度聚乙烯的混合料，同時(shí)通過改變切粒及冷卻方式還可以回收聚丙烯、定向聚丙烯、復(fù)合聚丙烯等廢膜。

5 廢舊薄膜回收再生技術(shù)中存在的問題

1）回收問題。薄膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但是真正能回收的很少，原因是回收成本太高，回收利益群體主要是農(nóng)膜的使用者，回收利潤和勞動(dòng)價(jià)值不成比例，所以回收積極性不高。

2）洗滌問題。雖然已經(jīng)有了一些洗滌方法，但是從洗滌的效果來看，還存在很大問題，主要是因?yàn)閺U舊農(nóng)膜在回收時(shí)含有大量泥沙和雜草等，很難分離，給后續(xù)的造粒和深加工其他產(chǎn)品帶來很大的影響，需要采取人工分離分出秸稈等雜質(zhì)。

3）破碎問題。破碎環(huán)節(jié)需要解決的是刀片的壽命和設(shè)計(jì)問題。由于廢舊薄膜中含有許多雜質(zhì)，如泥沙、秸稈等，同時(shí)廢舊薄膜質(zhì)軟，對(duì)刀刃磨損很大，需要定時(shí)更換刀片，且對(duì)刀片的材質(zhì)要求也較高。

4）脫水和干燥問題。用于再生造粒的廢舊薄膜要求其含水率不超過1%，而在實(shí)際生產(chǎn)中，從脫水甩干到儲(chǔ)存車間，廢舊薄膜的實(shí)際含水量還很大，有條件的需要進(jìn)一步烘干處理。

5）再生制品的標(biāo)準(zhǔn)化問題。再生制品缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量不能保證。馬麗、李梅關(guān)等對(duì)廢舊薄膜干法造粒工藝研究表明,其含沙量、含水量的增加會(huì)降低其生產(chǎn)效率，拉絲也易斷裂，再生造粒品質(zhì)大大降低，限制了再生造粒的用途和市場。