Có thiết bị tiên tiến để tái chế ABS giúp giảm tiêu thụ năng lượng không?

Tại sao hiệu quả năng lượng lại quan trọng trong các hoạt động tái chế ABS?

Lượng năng lượng tiêu thụ trong quá trình tái chế ABS ảnh hưởng lớn đến tính khả thi kinh tế và dấu chân môi trường bên ngoài của quy trình này. Chi phí năng lượng trong các hoạt động tái chế nhựa chiếm gần 40% tổng chi phí vận hành. Con số này đang gia tăng tương ứng với xu hướng tăng giá năng lượng. Nói một cách đơn giản, nhà máy tiêu thụ càng nhiều năng lượng thì lợi nhuận thu được càng thấp. Việc xử lý vật liệu một cách thiếu hiệu quả cũng gây ra các tác động tiêu cực bên ngoài, ảnh hưởng đến môi trường. Ví dụ, nếu 1 tấn ABS được tái chế kém hiệu quả so với cùng khối lượng được tái chế tại một cơ sở hiện đại nhất, thì hoạt động tái chế kém hiệu quả đó có thể làm phát thải thêm tới 45% CO2. Môi trường còn chịu ảnh hưởng từ các quy định mới. Chỉ thị Bao bì của Liên minh Châu Âu (EU) đã áp đặt các quy định và yêu cầu mới đối với các đơn vị tái chế nhằm giảm 30% lượng khí thải carbon vào năm 2030. Hiện nay, những chủ doanh nghiệp tập trung và thông minh hơn đang xem các giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng như một yếu tố tích cực giúp họ đi trước các quy định mới, đồng thời tiết kiệm chi phí và tạo lợi thế cạnh tranh vượt trội thông qua các hệ thống tiết kiệm năng lượng.

Các công ty nhằm mục tiêu giảm mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi tấn nguyên liệu được xử lý sẽ nhận được hai lợi ích: vừa giảm chi phí vận hành, vừa nâng cao cấp độ chứng nhận cho sản phẩm tái chế của họ.

Các Công Nghệ Tái Chế ABS Tiên Tiến Chủ Chốt Đem Lại Tiết Kiệm Năng Lượng Đã Được Chứng Minh

Các công nghệ mới được tối ưu hóa về năng lượng cho phép tái chế nhựa ABS chất lượng cao với chi phí giảm. Nhiều cơ sở tái chế ngày càng áp dụng máy ép đùn hai trục vít có bộ truyền động tái tạo. Cơ chế hoạt động như thế nào? Khác với các máy ép đùn hai trục vít thông thường, vốn tiêu tán năng lượng dưới dạng nhiệt khi tốc độ quay của trục vít giảm, những hệ thống này thu hồi lại năng lượng đó. Trong ngành tái chế, đã có tài liệu ghi nhận rằng các cơ sở sử dụng hệ thống truyền động này tiêu thụ ít hơn 30–40% năng lượng trên mỗi tấn nguyên liệu xử lý. Hơn nữa, do các bộ truyền động duy trì mô-men xoắn không đổi và tránh được các đỉnh mô-men xoắn cao đột ngột, nên chi phí năng lượng phát sinh từ những đợt tăng vọt này vào cuối tháng được loại bỏ hoàn toàn. Kết quả là các hệ thống truyền động này đang rất được ưa chuộng trong ngành tái chế.

Máy ép đùn hai trục vít có bộ truyền động tái tạo (giảm 30–40% kWh)

Khi chu kỳ sản xuất của máy ép đùn tiếp tục hoạt động, các bộ điều khiển tái tạo năng lượng sẽ thu hồi toàn bộ năng lượng còn dư thừa từ chuyển động của máy ép đùn, cho phép thiết bị tái sử dụng năng lượng này và chuyển đổi thành điện năng để tự cung cấp năng lượng. Hiện tượng tuần hoàn này giúp thiết bị tái chế năng lượng thay vì bán năng lượng thừa cho nguồn điện bên ngoài. Dữ liệu vận hành chứng minh rằng các hệ thống chỉ có sự chênh lệch chất lượng sản phẩm đầu ra dưới 1%, bất kể chúng đang vận hành ở công suất tối đa hay không. Sau khi thiết bị bị gián đoạn nguồn điện, nhu cầu thực hiện các chức năng khởi động lại tốn nhiều năng lượng sẽ được loại bỏ. Khi kết hợp với công nghệ gia nhiệt nhằm xác định sự thay đổi năng lượng trong vật liệu đang chảy, một nhà cung cấp giải pháp đa hệ thống có thể bắt đầu hiện thực hóa các khoản tiết kiệm năng lượng, từ đó cải thiện lợi nhuận ròng.

Phân loại dựa trên hồng ngoại gần (NIR) + Hệ thống tiền rửa khép kín nhằm tối ưu hóa đầu vào

Công nghệ phân loại bằng hồng ngoại gần (NIR) nâng cao chất lượng đầu vào cho quy trình tái chế và giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng trong tái chế. Công nghệ cảm biến này phát hiện và tách nhựa không phải ABS sang một luồng xử lý khác với tốc độ khoảng bốn tấn mỗi giờ và tỷ lệ thành công đạt 98%. Nhờ đó, chúng ta tránh được các quy trình phân loại vật liệu—mà sau này sẽ không sử dụng được—đòi hỏi nhiều năng lượng và tốn nhiều thời gian. Khi hệ thống rửa khép kín được kết hợp cùng công nghệ phân loại NIR, khoảng 90% lượng nước và dung môi sử dụng trong các bước rửa và tái chế được tiết kiệm và tái sử dụng. Hơn nữa, các hệ thống rửa loại bỏ nhãn mác và keo dán trước khi bước vào giai đoạn rửa chính và xử lý chính. Về góc độ quy trình tái chế, các hệ thống rửa làm giảm nhu cầu năng lượng cho quá trình sấy nhiệt khoảng 25% (tiêu thụ điện cao trong giai đoạn sấy nhiệt của quy trình tái chế). Hệ thống Tiền-rửa + Phân loại NIR giúp các cơ sở tái chế tiết kiệm khoảng 15–20% năng lượng trên mỗi tấn vật liệu được rửa và phân loại, so với mức năng lượng tiêu thụ khi chỉ sử dụng riêng hệ thống rửa hoặc riêng hệ thống phân loại.

Giải quyết vấn đề đánh đổi giữa năng lượng và độ tinh khiết trong thiết bị tái chế ABS

Việc tái chế ABS luôn tồn tại một sự đánh đổi then chốt: đạt được sản phẩm đầu ra có độ tinh khiết cao đồng nghĩa với chi phí năng lượng rất lớn do các quy trình như rửa nhiều cấp hoặc lọc ở mức micron. Việc rửa để loại bỏ các chất gây ô nhiễm như kim loại nặng hoặc các polymer không tương thích làm cho chi phí năng lượng tăng lên tới mức không bền vững (kWh/tấn cao), do đó để đáp ứng các mục tiêu phát triển bền vững, chi phí năng lượng cần được giảm xuống.

Cách thức bộ lọc thế hệ mới và đo lưu biến trực tuyến giúp đạt độ tinh khiết cao với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn

Vấn đề này được giải quyết bằng các hệ thống lọc công nghệ cao sử dụng bộ đổi màn hình tự làm sạch hoạt động ở chênh lệch áp suất thấp hơn. Các hệ thống này có khả năng bắt giữ các hạt nhỏ hơn 200 micron mà không cần xả ngược (back flushing) tiêu tốn nhiều năng lượng như phần lớn các hệ thống khác. Đồng thời, các cảm biến lưu biến trực tuyến giám sát độ nhớt của vật liệu nóng chảy và điều chỉnh các thông số ép đùn theo thời gian thực. Trong sản xuất, điều này giúp tiết kiệm năng lượng nhờ giảm lượng vật liệu bị xử lý quá mức, đồng thời vẫn duy trì đầy đủ các tính chất cơ học thiết yếu như khả năng chịu va đập và độ ổn định nhiệt của sản phẩm.

Công nghệ: Công nghệ tiết kiệm năng lượng – Kết quả đạt được: Độ tinh khiết

Lọc đa cấp – Áp suất loại bỏ tạp chất thấp – Độ tinh khiết polymer trên (> ) 99%

Lưu biến thời gian thực – Điều khiển thời gian thực đối với quá trình ép đùn – Dòng chảy nóng chảy đồng đều

Những công nghệ này khi kết hợp hài hòa với nhau giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng từ 18 đến 22 %, đồng thời vẫn đáp ứng được các thông số kỹ thuật cấp ô tô. Điều này tách biệt yêu cầu về độ tinh khiết khỏi nhu cầu công suất cao (năng lượng cao) trong các công nghệ tái chế ABS hiện đại.

Hiệu suất năng lượng của công nghệ tái chế ABS trong điều kiện thực tế được xác nhận qua các nghiên cứu tại cơ sở sản xuất

Cơ sở tại EU giảm 22 % kWh/tấn nhờ thu hồi nhiệt và sấy thông minh

Cơ sở tái chế của Đức đã chứng minh rằng việc sử dụng bộ trao đổi nhiệt để thu hồi năng lượng nhiệt từ quá trình ép đùn có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng (tính trên mỗi tấn) tới 22%. Nhiệt thải dư thừa được xử lý như thế nào? Nó được tận dụng để vận hành hệ thống sấy nhiệt độ thấp, giúp loại bỏ độ ẩm mà không cần dùng đến máy sấy thông thường – thiết bị tiêu tốn nhiều năng lượng. Ngoài việc kiểm soát độ ẩm liên tục trong quá trình vận hành, hệ thống này còn chứng minh được khả năng duy trì chất lượng vật liệu tái chế ở mức cao và đã tiết kiệm hơn 580 MWh năng lượng trong một năm. Lượng năng lượng này đủ để cung cấp cho 120 hộ gia đình trung bình trong suốt một năm. Việc hiện đại hóa các hệ thống tái chế ABS cũ thay vì thay thế hoàn toàn chúng đã được chứng minh là mang lại tiềm năng cải tiến rất lớn.

Dây chuyền tái chế ABS tại châu Á đạt mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn 35% so với các hệ thống cũ nhờ tự động hóa tích hợp

Một nhà máy tái chế ABS tại Đông Nam Á đã tìm ra cách tiết kiệm khoảng 35% năng lượng so với các cơ sở tái chế cũ hơn. Nguyên nhân được nêu là do việc tích hợp và phối hợp tốt hơn giữa các công đoạn xử lý, chế biến, ép đùn và phân loại vật liệu. Hệ thống được mô tả bao gồm một bộ cấp liệu thông minh vận hành dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI), tự điều chỉnh tốc độ cấp liệu nhằm kiểm soát độ nhớt của khối nóng chảy. Điều này đồng nghĩa với việc nhu cầu công suất gần như không có đỉnh điểm nào, bởi bộ cấp liệu sẽ tự động điều chỉnh tốc độ. Ý tưởng là các động cơ của máy nghiền hạt và băng tải sẽ được phối hợp nhịp nhàng để tránh lãng phí năng lượng thừa. Hệ thống này giúp nhà máy giảm được 1.200 tấn khí thải gây hiệu ứng nhà kính mỗi năm, đồng thời vẫn đạt độ tinh khiết của hạt nhựa ở mức 99,2%, đây là một sự kết hợp hiếm gặp giữa tiết kiệm năng lượng và chất lượng sản phẩm trong ngành.

Câu hỏi thường gặp   

Nhựa ABS là gì?

Một loại nhựa gọi là ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) là một loại nhựa nhiệt dẻo thường được sử dụng trong đồ chơi, vỏ bọc ô tô và thiết bị điện tử nhờ độ bền, độ cứng và khả năng gia công dễ dàng.

Mối quan hệ giữa hiệu quả năng lượng và việc tái chế nhựa ABS là gì?

Hiệu quả năng lượng đóng vai trò then chốt trong quá trình tái chế nhựa ABS vì nó giúp giảm chi phí vận hành, tiết kiệm chi phí và làm giảm lượng khí thải carbon phát sinh từ quy trình tái chế.

Những công nghệ tiết kiệm năng lượng nào được sử dụng trong tái chế nhựa ABS?

Các công nghệ tiết kiệm năng lượng được sử dụng trong tái chế nhựa ABS bao gồm: công nghệ phân loại dựa trên hồng ngoại gần (NIR), hệ thống lọc tiên tiến và máy ép đùn hai trục có bộ truyền động tái tạo.

Có thể thực hiện những biện pháp nào để giảm lượng khí thải carbon tại các trung tâm tái chế nhựa ABS?

Dấu chân carbon của các trung tâm tái chế nhựa ABS có thể được giảm thiểu thông qua việc sử dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng, đầu vào nguyên vật liệu cân bằng và tối ưu hóa, cũng như thu hồi và tái sử dụng năng lượng trong hệ thống.