Существуют ли передовые установки для переработки АБС, позволяющие снизить энергопотребление?

Почему энергоэффективность имеет значение в процессах переработки АБС

Количество энергии, потребляемой при переработке АБС-пластика, оказывает значительное влияние на экономическую целесообразность этого процесса и его внешнее экологическое воздействие. Потребление энергии в ходе операций по переработке пластмасс составляет почти 40 % от операционных затрат. Эта доля растёт параллельно с ростом цен на энергию. Проще говоря, чем больше энергии расходует завод, тем ниже его рентабельность. Неэффективная переработка материалов также порождает негативные внешние эффекты, наносящие ущерб окружающей среде. Например, если 1 тонна АБС переработана некачественно по сравнению с переработкой 1 тонны того же материала на современном передовом предприятии, то в результате такой неудовлетворительной переработки объём выбросов CO₂ может увеличиться на 45 %. На окружающую среду также влияют новые нормативные требования. Директива ЕС по упаковке ввела для переработчиков новые правила и обязательства по сокращению их углеродного следа на 30 % к 2030 году. Более целеустремлённые и осознанные предприниматели сегодня рассматривают повышение энергоэффективности как позитивную стратегию, позволяющую им заблаговременно соответствовать новым регуляторным требованиям, снижать издержки и обеспечивать себе конкурентные преимущества за счёт энергоэффективных систем.

Компании, стремящиеся снизить энергопотребление на тонну перерабатываемого материала, получают двойную выгоду: как снижение эксплуатационных затрат, так и повышение уровня сертификации своих вторичных продуктов.

Ключевые передовые технологии переработки АБС-пластика, обеспечивающие подтверждённую экономию энергии

Энергооптимизированные новые технологии позволяют перерабатывать АБС-пластик высокого качества с пониженными затратами. Многие перерабатывающие предприятия всё чаще переходят на двухчервячные экструдеры с рекуперативными приводами. Как это работает? В отличие от традиционных двухчервячных экструдеров, в которых энергия рассеивается в виде тепла при замедлении вращения шнека, такие системы улавливают эту энергию. В отрасли переработки зафиксировано, что предприятия, оснащённые такими приводными системами, потребляют на 30–40 % меньше энергии на тонну перерабатываемого материала. Кроме того, поскольку приводы обеспечивают постоянный крутящий момент и исключают резкие скачки крутящего момента, устраняются дополнительные энергозатраты, связанные с этими пиковыми нагрузками и отражаемые в ежемесячных счётах за электроэнергию. В результате такие приводные системы пользуются высоким спросом в перерабатывающей отрасли.

Двухчервячные экструдеры с рекуперативными приводами (снижение потребления электроэнергии на 30–40 %)

По мере продолжения производственных циклов экструдера рекуперативные приводы улавливают избыточную энергию, возникающую при движении экструдера, позволяя машине повторно использовать эту энергию и преобразовывать её в электричество для собственного питания. Такой циклический процесс позволяет машине перерабатывать энергию вместо того, чтобы продавать её внешнему источнику электропитания. Операционные данные подтверждают, что разница в качестве конечной продукции составляет менее 1 % независимо от того, работает ли машина на пиковой мощности. После перебоев в электроснабжении отпадает необходимость в энергоёмких процедурах повторного запуска. При совместном использовании с технологией нагрева для определения изменений энергии в протекающем материале поставщик многофункциональных систем может начать получать ощутимую экономию энергии, положительно влияющую на конечную прибыль.

Сортировка на основе ближнего инфракрасного излучения (NIR) + замкнутые предварительные системы мойки для оптимизации входных потоков

Технология сортировки с использованием ближнего инфракрасного излучения (NIR) повышает качество исходного сырья для переработки и способствует снижению энергопотребления в процессе переработки. Сенсорная технология обнаруживает пластик, не относящийся к ABS, и направляет его в отдельный поток переработки со скоростью около четырёх тонн в час при точности распознавания 98 %. Мы исключаем энергоёмкие и трудоёмкие процессы сортировки материалов, которые не подлежат переработке. При совместном применении замкнутых циклов промывочных систем и сортировки методом NIR примерно 90 % воды и растворителей, используемых на стадиях промывки и переработки, сохраняются и повторно используются. Кроме того, промывочные системы удаляют этикетки и клеевые остатки до основных стадий промывки и переработки. С точки зрения технологического процесса переработки промывочные системы снижают энергозатраты на термическую сушку примерно на 25 % (энергопотребление при термической сушке в процессе переработки весьма велико). Комплексные системы предварительной промывки и сортировки методом NIR позволяют предприятиям по переработке экономить от 15 % до 20 % энергии на тонну перерабатываемого материала по сравнению с использованием только промывочных или только сортировочных систем.

Решение компромисса между энергией и чистотой в оборудовании для переработки АБС

Переработка АБС всегда предполагала ключевой компромисс: получение высокочистого продукта требовало значительных энергозатрат из-за таких процессов, как многоступенчатая промывка или фильтрация на уровне микронов. Промывка для удаления загрязнителей, таких как тяжёлые металлы, или несовместимых полимеров приводила к неприемлемо высокому соотношению энергозатрат (кВт·ч/тонну), поэтому для достижения целей устойчивого развития необходимо снизить энергопотребление.

Как новое поколение фильтрации и встроенной реологии обеспечивает высокую чистоту при меньших энергозатратах

Проблема решается с помощью фильтрационных систем более высокого технологического уровня, использующих самоочищающиеся сменные сетки, работающие при более низком перепаде давления. Эти системы задерживают частицы размером менее 200 микрон без применения энергоёмкой обратной промывки, необходимой в большинстве систем. Одновременно встроенные реометрические датчики контролируют вязкость расплава и в режиме реального времени корректируют параметры экструзии. На производстве это обеспечивает экономию энергии за счёт снижения количества избыточно обрабатываемых материалов при сохранении ключевых механических свойств продукта, таких как ударная вязкость и термостойкость.

Технологии Энергосберегающая технология Результат Чистота

Многоступенчатая фильтрация Низкое давление при удалении загрязнений Чистота полимера более (>) 99 %

Реометрия в реальном времени Регулирование экструзии в реальном времени Равномерный поток расплава

Эти технологии в синергии приводят к снижению энергопотребления на 18–22 %, одновременно обеспечивая соответствие требованиям автомобильного класса. Это позволяет отделить требование к чистоте от требований к высокой мощности (высокой энергоёмкости) в современных технологиях переработки ABS.

Подтверждённые на производственных объектах данные об энергоэффективности переработки ABS в реальных условиях

Предприятие в ЕС снижает расход электроэнергии на тонну на 22 % за счёт рекуперации тепла и интеллектуальной сушки

Немецкое предприятие по переработке доказало, что потребление энергии (на тонну) можно снизить на 22 % за счёт применения теплообменников, извлекающих тепловую энергию из процесса экструзии. Куда девается избыточное тепло? Оно используется для работы системы низкотемпературной сушки, которая удаляет влагу без применения традиционных энергоёмких сушильных установок. Помимо обеспечения непрерывного контроля влажности, эта система подтвердила способность сохранять уровень качества переработанного материала и позволила сэкономить более 580 МВт·ч энергии в год. Этого объёма энергии достаточно для обеспечения электроэнергией 120 среднестатистических домохозяйств в течение года. Было продемонстрировано, что модернизация устаревших систем переработки ABS вместо их полной замены даёт огромный потенциал для повышения эффективности.

Азиатская линия переработки ABS достигает на 35 % более низкого энергопотребления по сравнению с устаревшими системами благодаря интегрированной автоматизации

Завод по переработке АБС-пластика в Юго-Восточной Азии нашёл способ сэкономить около 35 % энергии по сравнению со старыми предприятиями по переработке. Причиной этого, как сообщается, стало более эффективное объединение и координация операций по приёмке, переработке, экструзии и сортировке материалов. Описанная система включает интеллектуальный питатель, работающий на основе искусственного интеллекта, который регулирует скорость подачи материала для контроля вязкости расплава. Это означает, что пики потребления электроэнергии практически отсутствуют, поскольку питатель автоматически корректирует скорость подачи. Идея заключается в том, чтобы согласовать работу двигателей грануляторов и конвейерных лент таким образом, чтобы не тратить избыточную электроэнергию впустую. Благодаря этой системе предприятие ежегодно сокращает выбросы парниковых газов на 1200 тонн, одновременно обеспечивая чистоту гранул на уровне 99,2 % — редкое в отрасли сочетание энергосберегающих характеристик.

Часто задаваемые вопросы   

Что такое АБС-пластик?

Пластик под названием АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол) — это термопластичный полимер, широко используемый в производстве игрушек, корпусов автомобилей и электроники благодаря своей прочности, жёсткости и лёгкости переработки.

Какова связь между энергоэффективностью и переработкой пластика АБС?

Энергоэффективность играет ключевую роль в переработке пластика АБС, поскольку она способствует снижению эксплуатационных затрат, экономии средств и уменьшению углеродного следа процесса переработки.

Какие энергоэффективные технологии применяются при переработке пластика АБС?

К энергоэффективным технологиям, применяемым при переработке пластика АБС, относятся: технологии сортировки на основе ближнего инфракрасного излучения (NIR), передовые системы фильтрации, а также двухчервячные экструдеры с рекуперативными приводами.

Какие меры можно предпринять для снижения углеродного следа на предприятиях по переработке пластика АБС?

Углеродный след центров переработки АБС-пластика может быть снижен за счёт применения энергоэффективных технологий, сбалансированного и оптимизированного ввода необходимых материалов, а также рекуперации и повторного использования энергии в системе.