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PET纤维生产:零浪费循环得益于改装的组件

来源:格诺斯     发布时间:2020-10-21
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透气运动和户外服装很流行。结合"快速时尚座右铭"和"质量而不是阶级原则",这正在创造全球对PET纤维的需求增加。这反过来又会导致生产浪费的增加,因为这种浪费是在纤维生产过程中自动产生的。出于生态和经济原因,必须适当加工和再利用纤维残渣,在某些情况下,这给纤维制造商和加工商带来了重大挑战。因此,包括中国和白俄罗斯的大型纤维制造商在内的几个客户决定使用位于德国Bad Oeynhausen市的格诺斯塑胶技术有限公司的关键部件。有了这些,他们能够以较低的投资成本转换现有的纤维生产线,使完整的纤维废物可以加工成高质量的纤维。这甚至有可能用于生产拉伸纱线,如POY或FDY,其中使用回收材料去生产到目前为止还无法实现。


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在过去20年中,纺织品生产总量翻了一番,从2000年到2016年,仅聚酯服装的用量就从830万吨上升到2130万吨。与此同时,公众对避免塑料废物的呼声日益高涨,欧盟的法律指令旨在制止塑料废物。例如,除了收集塑料、玻璃、纸张和金属外,到2025年,所有欧盟国家将实施单独的纺织品收集系统,以实现高质量的回收利用。此外,通过扩展生产者责任 (EPR) 的环境保护战略,产品制造商正在变得更加负责。它们旨在确保产品从制造到处置的整个生命周期,以便更快地实现生态设计和资源效率等目标。除了产品的可回收性之外,使用回收材料也是实现这些目标的一种方式。然而,这正是经常出现问题的地方:

对增加在纺织品中使用再生材料的需求要求这些材料有充分和定期的供应。市场上有饮料瓶回收的PET,由于清洁收集系统,质量非常好。然而,r-PET的使用增加,特别是用于包装应用和纺织纤维生产,近年来导致需求强劲增长,因此,除了市场价格上涨外,现在还必须使用其他回收材料。

 

关键部件的可能改造

以前只设计用于原始材料加工的生产工艺,因此在已知条件下始终达到高质量,现在受到污染的影响而产生严重干扰或中断,材料质量在更高的回收率下剧烈波动。现有生产线无法实现纤维的恒定机械性能和均匀的可染色性或特殊要求,如非常精细的纤维或直接身体接触的使用。

因此,工厂需要一方面可以处理回收材料-即使在较低的质量-另一方面可以产生高品质的最终产品没有杂质。这正是德国 Gneuss 公司及其用于 PET 加工的机器组件的用武之地。MRS 挤出机具有高脱气和净化性能、强大且自动运行的旋转过滤系统、在线粘度计以及缩聚单元JUMP反应釜,可确保 PET 熔体高达 0.3 dl/g 的针对性粘度。这些机器部件均单独或组合使用,可改装为现有生产线,以适应不断变化的要求。这样,以相对较低的投资成本就可以达到理想的效果。

 

核心部件MRS挤出机

挤出机在处理PET纤维残留物时具有特殊任务,因为塑料不仅必须熔化和均质化,而且如果可能的话,还必须除湿并释放挥发性成分(如果可能)。虽然消费后废物可能主要含有水分和各种固体污垢颗粒,但纤维制造的生产废物通常含有纺丝油,这对加工很重要,但使回收更加困难。无论需要哪种形式的废物热清洗,格诺斯塑胶技术有限公司的MRS多螺杆系统挤出机都能完成此任务。

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图1 在江苏省苏州盛鸿纤维有限公司安装 MRS 挤出线时拍摄的照片

 

这是由于其基于单螺杆挤出机的特殊加工技术设计。

由于在挤出机的多螺杆部分创造了巨大的熔体表面,可以实现高脱气和去污性能。无需对残留物进行预处理。这正是位于白俄罗斯莫吉列夫(Mogilev)的纤维加工商Mogilevkhimvolokno公司,莫吉列夫(Mogilev)是东欧最大的短纤维生产商之一,通过采用MRS90挤出机加装到现有生产线进行改造。产能约为 350 kg/h,生产过程中产生的所有聚酯纤维残留物都进行加工、去杂去污染,然后在缩聚反应器中以确定的 IV 值重新聚合到 PET 中,无需进一步制备。中国纤维生产商盛虹的情况与此类似,该公司运行一台 MRS 130挤出机,产量高达800公斤/小时。在这里,纤维废物首先被切碎,在 MRS 中熔化,并在热清洗后,然后再送入到JUMP缩聚反应器中得到所需的 IV 值,然后加工成 POY 和 FDY 纱线。这也是首次可以这样生产高回收含量的拉伸纤维。

MRS 挤出机在世界各地用于处理 PET 废料。南美公司Valerio的情况也如此,该公司运行一台MRS90,其产量为450公斤/小时,利用非常脏的瓶片去生产短纤维。

 

不可缺少的机械除杂

特别是使用严重污染的瓶片时,在南美 Gneuss 客户使用不可或缺的熔体机械清洁系统。瓦莱里奥(Valerio)决定采用RSFgenius 90转动圆盘式过滤系统,它像来自德国Bad Oeynhausen的所有熔体过滤系统一样,使用旋转过滤圆盘。

特别是在回收应用中,低材料损耗和不频繁的滤芯更换对于确保整个流程的高效率非常重要。因此,RSFgenius 不仅持续工作压力和过程,还通过集成的反冲系统完全自动化清洁滤芯网片。为此,通过一个狭窄缝隙的高压脉冲,抽取少量已经过滤干净的物料从网片的反面冲洗脏滤网。所需的冲洗物料的多少是可自由调节的,实际上相当于约0.01%至1%的比例(污染非常高的情况下)。这意味着,根据过滤器的细度,过滤器网片可重复使用多达 400 次,这意味着在某些应用中无需人员的参与, 即可实现数周的全自动过滤。

即使是白俄罗斯和中国两大纤维生产商,也都信任格诺斯的"过滤系统",该系统也可以作为一个单独的单元,可以集成到任何现有生产线中。他们使用RSFgenius 90 resp. RSFgenius 175,根据其产量大小情况,从而确保清洁熔体。这对纤维生产尤其重要,因为异物颗粒会堵塞纺纱圈并导致纤维断裂,进而大大降低生产效率。


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全自动转盘过滤系统RSFgenius的过滤转盘和过滤网片

 

更多的关键部件

Gneuss 凭借在 PET 加工方面的巨大技术,不仅为客户提供了建议,这对于改装解决方案尤为重要,而且始终致力于进一步开发其机器部件。除了在线粘度计,它记录和控制生产过程中熔体粘度,并通过闭环控制系统,重新调整整个过程,去实时调控加工过程中熔体的动态粘度。在粘度波动的情况下,JUMP缩聚反应釜是最新的新发展之一。它直接连接到挤出机单元,并凭借其复杂的加工技术概念,确保了PET熔体的目标粘度积累。因此,Jump 代表了传统 SSP 系统的紧凑、经济、快速的替代方案,使停留的回收材料能够直接返回生产过程。它也可以随时改装到现有生产线上。


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图3 用于灵活调整IV数值的聚合反应釜JUMP

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