•27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •1 img458.jpg •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •2 RECYKLACE TERMOPLASTŮ, TERMOSETŮ A PRYŽÍ RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. pospisil@gascontrolplast.cz •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •3 Časový plán 1 19. 9. Úvod do předmětu, legislativa a názvosloví, anglická terminologie, literatura. 2 26. 9. Sběr, identifikace třídění odpadu. Operace na mokré a na suché cestě. 4 3. 10. Zpracovatelské technologie v tavenině. Aditiva pro recykláty. 5 10. 10. Recyklace termoplastů. Recyklace PET. 6 17. 10. Recyklace termosetů. 7 31. 10. Recyklace vulkanizátů. 8 7. 11. Chemická recyklace. 9 14. 11. Metody termického rozkladu. Energetické využití. 10 21. 11. Problémy a perspektivy recyklace a likvidace polymerního odpadu. 11 28. 11. Recyklace versus biodegradace 12 5. 12. Praktické příklady z literatury a praxe I 13 12. 12. EXKURZE I (PETKA CZ) 14 Leden EXKURZE I I (SPALOVNA BRNO) – musíme se k někomu připojit, nás je málo 15 19. 12. EXKURZE III (SVITAP) – PODLE ZÁJMU & možností 16 Leden EXKURZE IV (RPG Recyling) – PODLE ZÁJMU & možností •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •4 trideni_SORTEC 3_1006.jpg •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •5 trideni_SORTEC 3_1_1007.jpg •Drum sieve – bubnové síto •Tinplate – pocínovaný plech („bílý plech“) > konzervy > získávání cínu. Nyní se ale konzervy uvnitř lakují. •27. 9. 2016 Kdy MÁ a kdy nemá smysl používat předtřídění na suché cestě (DRY MECHANICAL PRESORTING)? •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •6 •27. 9. 2016 •MÁ SMYSL POUŽÍVAT –PODNIKATELSKÝ ODPAD > uvidíme na exkurzích •NEMÁ SMYSL POUŽÍVAT –KOMUNÁLNÍ ODPAD > malá výtěžnost, velké znečištění > uvidíme na exkurzi (spalovna) –HYGIENICKY NEBEZPEČNÝ & BILOGICKÝ ODPAD > nemocniční, kafilerní –Co chybí na schématu? –Kontrola radiační bezpečnosti odpadu > uvidíme na exkurzi (spalovna) • Co schéma nezahrnuje, ale je důležité? •Sběr •Svoz •Financování •Předtřídění •Manipulaci •Proto se budeme NAPŘED věnovat tomu •Není to věda, ale bez toho recyklace nejde dělat •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •7 •27. 9. 2016 Recyklační symboly •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •8 symbol recyklovatelnosti010.jpg •Výrobek (obal) je možno recyklovat Zelený Bod •Značka ZELENÝ BOD je ochrannou známkou. Označení obalu značkou ZELENÝ BOD znamená, že za tento obal byl uhrazen finanční příspěvek organizaci zajišťující zpětný odběr a využití obalového odpadu v souladu se Směrnicí ES 94/62. •27. 9. 2016 ČSN 770053 – Pokyny a informace o nakládání s použitým obalem •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •9 •Tento obal má být odložen v souladu s předpisy pro nakládání s komunálním odpadem a místním systémem pro oddělené shromažďování, třídění a předávání odpadu k využití • panacek •27. 9. 2016 ČSN 77 0052-2 – Identifikační značení obalů pro následné využití odpadu z obalů Identifikační kódy - Plasty •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •10 • Materiál Písmenný kód Číselný kód Polyethylentereftalát PET 1 Vysokohustotní (lineární) polyetylén HDPE 2 Polyvinylchlorid PVC 3 Nízkohustotní (rozvětvený) polyetylén LDPE 4 Polypropylén PP 5 Polystyren PS 6 Ostatní 7 •27. 9. 2016 ČSN 77 0052-2 – Identifikační značení obalů pro následné využití odpadu z obalů Identifikační kódy - Plasty •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •11 • •1 •PET •NEPŘÍPUSTNÉ ZNAČENÍ •PET •1 •PET •1 •27. 9. 2016 Trochu terminologie nemůže uškodit Česky anglicky Sběr na pevně daném místě Fixed site collection Sběr, když lidé dají odpad na chodník u domu Kerbside collection Parkování u chodníku Kerbside parking Cílený sběr odpadních plastů (obvykle jen jednoho druhu) Targeted collection of plastic waste •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •12 •27. 9. 2016 Zálohování nebo dobrovolnost? •Zálohování •Klady •Motivace lidí k odevzdávání obalů •Peníze do recyklačního systému •Omezení nesmyslného zboží v obalech (pitná voda) •……………… •Zápory •Zdražení zboží •Finanční náročnost •Snahy o podvádění •……………… •Dobrovolnost •Klady •Bez zdražení zboží •Finanční NEnáročnost •BEZ snahy o podvádění •………………. •Zápory •Menší výtěžnost •Motivaci lidí je nutno stále posilovat (je-li sběrné místo > 200 m od domu, ochota třídit prudce klesá) •Podpora nesmyslného zboží v obalech (pitná voda) •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •13 •27. 9. 2016 Systém v městě Brně •Podzemní kontejnery •Zatím jen pět míst (Moravské náměstí, Obilní trh, ulice Údolní, Zelný trh, u Ronda) •Sklo •PET láhve + ostatní plasty •Papír •VÝHODA •Nehyzdí okolí, POKUD JSOU LIDÉ UKÁZNĚNÍ •NEVÝHODA •Finančně náročné • •NADzemní kontejnery •Po celém městě •Sklo •PET láhve + ostatní plasty •Papír •VÝHODA •Finančně nenáročné •NEVÝHODA •Vandalismus •Ve středu města neestetické • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •14 •27. 9. 2016 Sběr - tady to začíná a bez toho to nejde •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •15 trideni_kontejner 2005.jpg trideni_kontejner004.jpg •V Brně se používá na PET láhve u obchodů •V Brně se používá na PET láhve na recyklačních dvorech •27. 9. 2016 Co preferuji já? 1.Dobrovolnost 2.Výchova 3.Propagace a osvěta 4.Finanční zainteresovanost měst a obcí (většinou už funguje) 5.Logistické propracovávání systému sběru •Co proto dělám já? •Sbírám PET láhve & plasty, papír, sklo z celého domu •Odvážím to na recyklační dvůr nebo do podzemních kontejnerů. Úspěšnost > 95 %! •Teď lze dávat do kontejneru i jiné plasty 1. •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •16 •27. 9. 2016 Všechno stojí peníze •Odevzdávání odpadů na sběrných dvorech je v Brně financováno z „poplatků za popelnici“ (platí každá fyzická osoba hlášená k trvalému pobytu – studenti na kolejích či v soukromí neplatí zatím nic) •Při svozu nesešlápnutých PET lahví se „vozí vzduch“! •Vozy s lisovacím zařízením – řešení u komunálního směsného odpadu •Lokální místa shromažďování – obvykle „Technické služby“ měst a obcí •Jaká je další cesta k recyklaci? •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •17 •27. 9. 2016 Obecný příklad třídící linky – uvidíte na exkurzích •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •18 třídění linka 1024.jpg •27. 9. 2016 Jaké jsou odtříděné skupiny hmot? •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •19 •27. 9. 2016 •Sklo – nesmí tam jít varné sklo! •Kov •PET •„Tvrdé plasty“ – výlisky, nádoby jiné než PET •„Měkké plasty“ – fólie, hlavně PE a PP •Lehčené plasty – expandovaný polystyrén •Papír – dělí se na až 6 frakcí • Co dál s odtříděnými skupinami hmot? Příklad firmy PETKA CZ •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •20 •27. 9. 2016 •Sklo – bere si van Gansenwinkel, specialista na recyklaci skla •Kov - prodej •PET – zpracování na vlastní lince •„Tvrdé plasty“ – prodej •„Měkké plasty“ – prodej •Lehčené plasty – prodej •Papír – prodej • Možné sociální využití odtříďování odpadu •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •21 •27. 9. 2016 •Práce lidí se sníženou pracovní schopností •Zaměstnání lidí bez práce •Socializace, tj. znovuzačlenění do pracovního procesu a tím i do společnosti, bezdomovců •PROBLÉM •Tito lidé tam často pracovat nechtějí •NESPRÁVNÉ ŘEŠENÍ •Ukrajinci, Moldavci, Bělurusové, …… • • • Příklad PET lahví •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •22 trideni_balíky003.jpg •Předtřídění (ruční) na bezbarvé, modré, zelené a barevnou směs (Colour Mix) •Lisování do balíků o objemu 1 m3 •(uvidíte na exkurzi) •Problematika lisovacího tlaku: •Nízký > „vozíme vzduch“ •Vysoký > obtížné rozdružování pro dotřiďování a mletí •27. 9. 2016 Teď jsme vstoupili na recyklační linku •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •23 trideni_002.jpg SORTEC výřez 1011.jpg •OBECNĚ: rozdružování dodané suroviny (např. slisovaných balíků PET lahví) •V PETKA CZ už je mechanizováno! •Ruční třídění stále dominuje! •27. 9. 2016 •V PETKA CZ toto není, je jen rošt Kam jsme postoupili na recyklační lince •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •24 SORTEC výřez 2012.jpg •Bubnové síto (často nahrazováno levnějším šikmým roštem (uvidíte na exkurzi)): •Propad drobných nečistot o velké hustotě, např. písek a štěrk, kusy cihel atd. •Vzduchový odlučovač (často bývá vynechán): •Slangový výraz „Odpapírkovač“ •Odloučení typu papíry, plastové či kovové fólie, vatové tyčinky, kousky dřeva atd. •Tyto kroky produkují obvykle těžko nevyužitelný odpad > TOPNÉ PELETY •27. 9. 2016 Kam jsme postoupili na recyklační lince •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •25 SORTEC výřez 3013.jpg •Tinplate – pocínovaný plech • •Beverage cartons – krabice od nealkoholických nápojů (např. tetrapack od džusů) •27. 9. 2016 Jak odstranit kovy? •Feromagnetické –Silný permanentní magnet či elektromagnet •Výhody a nevýhody obou řešení? –Problém nerezového materiálu – proč? •Neferomagnetické –Obecně méně nebezpečné pro recyklační zařízení, ale stejně nebezpečné pro recyklát – proč? Co s nimi? •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •26 •27. 9. 2016 Neferomagnetické kovy? •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •27 200px-Wikipedia_Eddy_Currents •Vířivé proudy •(anglicky EDDY CURRENT) •PROVEDENÍ: •Rám okolo transportního pásu, kde průchod kovu vyvolá signál •PROBLÉM: • Naladění citlivosti • Pokovené etikety • Láhve s metalickými (např. Al) pigmenty •27. 9. 2016 Detektor kovů na bázi vířivých proudů – příklad provedení •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •28 •Rám okolo transportního pásu, kde průchod kovu vyvolá signál vířivé proudy 1014.jpg •27. 9. 2016 Vířivé proudy – kde lze získat více poučení? •Vířivý proud je elektrický proud vznikající v plošných a objemových vodičích, když se v jejich okolí mění magnetický indukční tok. Indukované proudy mají v takových případech charakter proudových smyček. •Důsledky jsou stejné jako u každého indukovaného proudu, snaží se svým polem zabránit změně, která je vyvolala. Zeslabují tak budící magnetický tok. Největší zeslabení nastane uprostřed průřezu, protože ten obepínají všechny indukované proudy. •Vířivé poudy objevil Léon Foucault v roce 1851. •An eddy current (also known as Foucault current) is an electrical phenomenon discovered by French physicist Léon Foucault in 1851. It is caused when a conductor is exposed to a changing magnetic field due to relative motion of the field source and conductor; or due to variations of the field with time. This can cause a circulating flow of electrons, or a current, within the body of the conductor. These circulating eddies of current create induced magnetic fields that oppose the change of the original magnetic field due to Lenz's law, causing repulsive or drag forces between the conductor and the magnet. The stronger the applied magnetic field, or the greater the electrical conductivity of the conductor, or the faster the field that the conductor is exposed to changes, then the greater the currents that are developed and the greater the opposing field. • • • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •29 •27. 9. 2016 Třídění na optickém principu •Barva materiálu •Třídění před drcením –Ruční - asi nejlevnější, ale vliv zainteresovanosti obsluhy! –Přístrojové (odražený paprsek nebo videokamera) – neunaví se, ale dražší – •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •30 •27. 9. 2016 Barva materiálu – příklad (HAMOS Sea Pixel) •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •31 •In the SEA PIXEL opto-electronic sorter, bulk material with colour contamination is introduced to the optical separation unit via different parallel channels. Each individual particle is illuminated and controlled by several camera systems over its entire surface for possible colour deviations. The electrical signal that is characteristic for each colour is processed via a computer system. •The good quality product corresponding to the programmed colour and quality criteria falls into the good material container. Should however a particle be indentified as having the "wrong" colour, it is ejected very quickly by being blown out through a fast reacting high precision pneumatic impulse valve. The low loss in good material that arises can be minimized, if required, with a second sorting stage integrated within the equipment. •27. 9. 2016 Barva materiálu – třídění už podrceného materiálu •Firma HAMOS •Částice > 2 mm •Aglomeráty které mohou být rozdruženy v individuální částice •Homogenní distribuce velikosti částic (to nelze úplně zajistit) •Materiál bez prachu (to nelze úplně zajistit) •Firma MOGENSEN •Částice 3 – 12 mm •Možnost třídit i nedrcené láhve • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •32 •27. 9. 2016 Třídění na optickém principu - typ materiálu •Zde se může chemik plně vyžít! •NIR (spektroskopie v blízké infračervené oblasti) – dominantní metoda •UV spektroskopie •Fluoroscenční spektra •Polarizované světlo •(http://www.ledarecycling.it/menu/plastics_scraps_separation.htm • • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •33 •27. 9. 2016 NIR – příklad provedení •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •34 NIR 1015.jpg •27. 9. 2016 NIR – příklad provedení •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •35 IR třídění023.jpg •27. 9. 2016 Kam jsme postoupili na recyklační lince •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •36 SORTEC 3_4016.jpg Pulp Kaše, DRŤ, kal, rozplavená zemina Pulper Drtič (není typický název!) Shredder Drtič velkých kusů, drtič na hrubo (též skartovač), ŠTĚPKOVAČ (můj výraz) Grinder Mlýn, drtič částic co už prošly přes SHREDDER Granulator Mill Wet mill (nikdy Water Mill) Mlýn meloucí mokrou hmotu, ve vodě •27. 9. 2016 Drtič velkých kusů, drtič na hrubo (ŠTĚPKOVAČ Shredder) •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •37 shredder 1017.jpg •ZÁKLADNÍ RYSY: • nemá tzv. pevné nože • síto má velké otvory (např. 50 - 100 mm) • pomaloběžný stroj (otáčky cca. 40 – 60 ot/min) • může být i chlazený rotor • velké kusy jsou obvykle přitlačovány k rotoru („krouhání“) •27. 9. 2016 Drtič velkých kusů, drtič na hrubo (ŠTĚPKOVAČ Shredder) •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •38 •27. 9. 2016 •Může být i v podobě spirály, která se otáčí, na ni je tlačena hmota a tak je postupně „strouhána“. •Výhodou výše uvedené konstrukce je snadnější výměna a ostření drtících elementů. Velké kusy – LUMPS hmotnost až 50 kg •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •39 •27. 9. 2016 Drtič velkých kusů – příklad spojení s granulátorem •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •40 shredder 2018.jpg •27. 9. 2016 Drtič velkých kusů – příklad výkonů •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •41 shredder výkony019.jpg •27. 9. 2016 •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •42 drtič a příslušenství106.jpg •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •43 drtič 1107.jpg •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •44 drtič 2108.jpg drtič 3109.jpg Drtič velkých kusů – VÝROBCI •RAPID (Švédsko) - můj favorit –www.rapidgranulator.com •TRIA (Itálie) – velmi dobrá firma –www.tria.it •HERBOLD-NEUE (Německo) - tradice –www.neue-herbold.de •SAMOZŘEJMĚ ČÍNA – moje zkušenosti jsou ale všechny ŠPATNÉ! • • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •45 •27. 9. 2016 Kam jsme postoupili na recyklační lince •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •46 SORTEC 3_4016.jpg Lump Velký kus, hrouda Chips Štěpky Regrind Přemletý materiál Flakes Drť v malých kouscích, cca. do 10 mm, šupinky vzniklé při mletí PET lahví Granules Granule, drť v malých kouscích, cca. do 10 mm, používáno i pro prvotní materiál (cca. do 3 mm) Pellets Granule - prvotní materiál (cca. do 3 mm) •hrouda •drtič •štěpky •27. 9. 2016 POZOR NA TERMILOGII ! •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •47 Grind (ground, ground) Nepravidelné sloveso Mlít Ground Pravidelné sloveso Uzemnit (Am.) Earth Pravidelné sloveso Uzemnit (Br.) •27. 9. 2016 Mlýny (granulátory) – UVIDÍTE NA EXKURZI •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •48 •ZÁKLADNÍ RYSY: • vstup nemusejí být štěpky, ale přímo výrobky (odpad) • Má tzv. pevné a rotující nože • síto má MALÉ otvory (např. 5 - 20 mm) • RYCHLOběžný stroj (otáčky cca. 400 – 800 ot/min) • Může být i chlazený rotor • Může být mleto ve vodě TRIA 1020.jpg •27. 9. 2016 Mlýny (granulátory) – UVIDÍTE NA EXKURZI •Často se kombinují dva mlýny > omezení prostojů linky, protože výměna nožů trvá cca. 4 – 8 hodin! •Tuto strategii používá firma PETKA CZ •Co preferuji já? •Mokré mletí •Dva mlýny •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •49 Mlýny (granulátory) •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •50 •PEVNÝ NŮŽ •ROTUJÍCÍ NŮŽ (PROTINŮŽ) •Toto uspořádání (MENŠÍ počet nožů) je výhodné pro mletí objemných dílů (kanystry) •Toto uspořádání (VĚTŠÍ počet nožů) je výhodné pro mletí MALÝCH dílů (PET láhve, výlisky) •27. 9. 2016 Mlýny (granulátory) - materiály •Materiál nástrojová ocel •Obvykle (ale je to dražší) ostří z karbidu wolframu (WC) •Seřizování štěrbiny mezi pevnými a rotujícími noži na cca. 0,1 mm •Dotahování šroubů momentovým klíčem (aby se šrouby přílišným dotažením nepřetrhnuly) •Možná uvidíme výměnu nožů na exkurzi • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •51 •27. 9. 2016 •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •52 nožový mlýn1110.jpg •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •53 nožový mlýn 2111.jpg nožový mlýn 3112.jpg •27. 9. 2016 •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •54 nožový mlýn 3113.jpg Suché versus mokré mletí •SUCHÉ •VÝHODY •Jednodušší stroj •Bez problémů koroze •Možnost vzduchového či elektostatického třídění drtě •NEVÝHODY •Více prachu v drti •Rychlejší otupení nožů (cca. 8 – 12 hodin) • •MOKRÉ •VÝHODY •Méně prachu v drti •Pomalejší otupení nožů (cca. 24 – 72 hodin) •NEVÝHODY •Není už možnost vzduchového třídění drtě •Složitější stroj •Otázka koroze • • • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •55 •27. 9. 2016 Štěpkovače a Mlýny hygiena pracovního prostředí •Hranice průměrného hluku pro trvalý pobyt pracovníků je 75 dB (kytara z 40 cm je 60 dB) •Hranice jednorázového hluku pro pobyt pracovníků je 110 dB (startující tryskové letadlo je 190 dB) •Štěpkovače a mlýny •Obvykle nad 90 dB •REŠENÍ: umístění do ochranného obalu (Sound Proofed Box) uvidíte na exkurzi • • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •56 •27. 9. 2016 Třídění na elektostatickém ( triboelektrickém) principu - typ materiálu •Zde se může chemik i fyzik plně vyžít! • • • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •57 elektrostatické třídění 2022.jpg •27. 9. 2016 Třídění na elektostatickém ( triboelektrickém) principu •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •58 • • • elektrostatické třídění 1021.jpg •27. 9. 2016 Třídění na principu různého smáčení povrchu částic - typ materiálu •Zde se může chemik i fyzik plně vyžít! •Poměrně nový postup •Hlavně pro oddělování PVC od PET •Rozdíly hustot jsou nedostatečné pro odtřídění •Dobře smáčená částice PVC se dostane do horní vrstvy pěny > oddělení •Podrobněji rozebereme v další přednášce • • • • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •59 •27. 9. 2016 Mladý KVALIFIKOVANÝ chemik či fyzik a předúprava materiálu pro recyklaci •Vývoj nových spektrálních metod, hlavně zpracování signálu a zvýšení selektivity > chemik a informatik •Metody založené na smáčení povrchů > chemik i fyzik •Triboelektrické metody > fyzik • • • • •Recyklace plastů a pryží MU PŘF 2016_2 •60 •27. 9. 2016