基于互联网的移动式塑料瓶回收分选机设计文献综述
2020-04-14 21:31:48
随着塑料行业与其相关产业发展迅速,塑料的使用量大幅增高。因此塑料制品包括电子产品、工业农业用品,食品与生活用品包装等被大量使用。然而由于很多塑料制品使用周期短,消费量大,且化学稳定,报废后极难自然降解,这些塑料制品已经成为影响人们正常生活的垃圾,由于垃圾填埋场不足以倾倒这些垃圾,导致各城市及其市政当局面临重大问题。除此以外,废物中的有毒危害物质会造成一些健康问题和对环境的破坏。迅速增多的废旧塑料制品造成的环境污染水土流失等负面影响已经日益严重,回收利用正成为填埋场和环境污染短缺以及经济影响的重要问题。因此为防止废旧塑料积累带来的生态环境与资源浪费问题,各国均对其回收利用采取政策法规,资金投入,新型回收利用技术开发等积极举措,其中瑞士国对塑料制品,尤其对于瓶装塑料的回收效果尤为显著,回收率达 80%。由于我国塑料制品消费总量高,回收率低,加之废塑料的进口,我国已成为世界废旧塑料回收总量最大的国家。
虽然回收的塑料总量最多,但目前大部分塑料分类使用的是传统的人工鉴别分离法,属于劳力密集型,不仅效率低、而且分选精度也不高。因此通过借鉴国内外各种实践经验以及中国现状,本人打算设计一种街头塑料瓶回收分选机,用以将大量回收的塑料瓶按照其塑料种类进行分类处理,提高分类效率,推动我国环保事业和循环利用、节能创收事业的发展。
1.国外回收研究现状:
美国早在 20 世纪 60 年代就已开展废旧塑料回收利用的广泛研究。作为世界塑料生产第一大国,目前,回收利用废塑料包装制品占 50%,建筑材料占 18%,消费品 11%,汽车配件 5%,电子电气制品 3%,其他占13%;按塑料原料品种分,所占比例分别为聚烯烃类占61%,聚氯乙烯(PVC)占 13%,聚苯乙烯(PS)占 10%,聚酯类占 11%,其他占 5%。80年代末,美国的废旧塑料回收率近10%,至20世纪末废旧塑料回收率达35%以上,处理方式也发生了转变,焚烧废塑料回收能源增至18%,填埋下降到37%。其中燃烧废塑料利用热能,热分解提取化工原料等方面亦取得了一定成果,如美国EFD公司开发的专利技术可以从混合的废旧塑料中回收清洁的塑料级柴油。据悉,美国自1990s起已有超过1700家再生企业。为方便塑胶的回收,美国塑胶工业协会提出利用塑料类型来分类的标签系统:“合成树脂识认码”(常译为“塑胶材料编码”或“塑料编码”)。可回收的塑胶容器均会附有一个以三个箭号围绕而成的三角形标签,标签上会表示塑料的类型。
日本是全球仅次于美国的第二大塑料生产和消费国。日本国土面积狭小、人口稠密,日益增多的大量废塑料已不能再用焚烧或掩埋的方法处理,废塑料公害对日本大众的生存环境构成了严重的威胁。另一方面,日本资源缺乏,将废塑料作为资源加以回收利用,建立资源循环型社会已成为当务之急。其塑料年产量超过1400万吨,消费量近1000万吨,目前废塑料排出量约为900万吨。,其年均废旧塑料排放量占生产量的 46%,日本回收利用废旧塑料率为7%,燃烧利用热能率为35%。可见,废旧塑料的回收已成为日本严重的社会问题。而且日本是能源短缺的国家,所以,对废旧塑料的回收利用一直持积极态度。日本于 1997 年制定了容器包装回收法规,要求消费者将废物分类,而各省市将之分日回收,再由回收企业进行回收再生以向政府领取营运资金。日本国内垃圾都被分门别类,放进透明袋,在指定日由回收公司到指定地点取回处理,送到工厂;而塑料瓶将被加工成衣架、垃圾箱等日常用品,相当实用。日本在混合废旧塑料的开发应用方面也处于世界领先地位。如三菱石油化学株式会社研制的设备可以将含有非塑料成分达2%(如废纸)的混合热塑性废旧塑料制成各种再生制品,如栅栓、排水管、电缆盘、货架等。
2000 年欧盟有 8 个国家回收了超过 50%的包装用废塑料,他们是荷兰、瑞士、丹麦、挪威、德国、瑞典、奥地利和比利时。据“欧洲塑料制造商协会(APME)”统计,欧盟 2006 年回收利用废塑料约 1 220 万 t,占总量的 43%。欧盟委员会于 2006 年 9 月强行通过一项法案,以提高回收塑料包装废弃物的目标比例。新法案把原先确定的回收 15%塑料包装废弃物的目标提高至 22.5%。对于塑料原料的回收再利用,欧洲委员会建议达到的目标是 100%。在整个欧洲大陆,以瑞士的塑瓶回收最为成功,回收率已达 8 成以上。英国塑料制品的年回收量逐年增加 ,1995 年英国塑料回收总量仅为 11.25 万 t,2001 年塑料回收总量增加到29.5 万 t,塑料回收增加率年均达到了 23.2%。意大利的废塑料约占城市固体废弃物的 4%,其回收率可达28%。除上述国家外,法国、德国、奥地利、荷兰等国家在废旧塑料的回收利用方面也取得了较好的成果。上述发达国家在推行废弃塑料回收再生时,一方面通过立法明文规定企业、个人的行为,另一方面则通过社会宣传活动,提高公众对环保和回收利用的意识。
近年来,亚洲其他一些国家也越来越重视废塑料的回收和利用。如马来西亚塑料制造商协会近年来一直加强与联邦政府机构、贸易协会、非政府组织、学术界以及相关利益方的对话,对公众进行垃圾分类及回收利用等教育。在马来西亚塑料制造商协会的积极推动下,其国内最先推行“无塑料袋日”活动的州政府也开始与协会一起对公众进行回收教育。
2.国内回收研究现状
我国塑料原料十分短缺,进口量大,与此同时,废旧塑料回收利用率却很低。废塑料处理和回收有利于解决我国塑料工业原料紧张和环境污染问题。 2008年,我国塑料消费总量达 5 194.4 万 t,居世界第二位。同年,国内废弃塑料回收量约 900 万 t,回收率约22%;进口废塑料 707 万 t,回收总量达 1 600 万 t。我国已成为全球最大的再生塑料市场。在国内,我国废塑料回收网点已遍布全国各地,形成了一批较大规模的再生塑料回收交易市场和加工集散地。从事再生塑料回收利用及加工的企业和人员数量庞大且稳定增长,主要是以个体户和农民为主,也有一些其他行业投资商。《中华人民共和国塑料包装制品回收标志(GB/T 16288-1996)》对塑料包装制品的回收标志做了明确规定,标准中做了界定的回收塑料品种包括聚酯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和其他。但我国废旧塑料回收仍存在大量问题,最严重的问题包括回收利用量不足,回收利用政策不健全和回收管理归属不明确等问题。
中国人一年要消费2000亿个、超过500万吨塑料饮料瓶,其中大部分被回收再利用。但是利用的效果并不是很好,其中很重要的原因就是塑料瓶的回收利用率问题。而国外利用饮料瓶押金制度进行塑料瓶回收分选,有效的缓解了塑料瓶乱丢不易回收的问题,回收后立刻进行分选,也有效的提高了塑料瓶分选的效率。目前世界上约有40多个国家和地区实施了饮料瓶押金制度,对我们来说,已经有比较成熟的经验可以借鉴,比如德国、挪威等国家,塑料饮料瓶的安全回收再利用率高达97%!