塑料動態成型加工節能技術
二、技術所屬領域及適用范圍:主要應用于塑料制品加工領域
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
與傳統設施相比,新設施具有物料熱機械歷程縮短30%左右、加工溫度降低較大達20℃、加工能耗降低30%以上、混煉成效及制品性能進步、噪聲降至77分貝以下、對物料適應性廣等顯著特點,處置了傳統技術存在的能耗大、噪音大、對物料適應性窄、塑化成效及制品質量難以控制等國際上不時未能很好處置的問題。新技術使塑料成型加工原理和概念實現了由”穩態”到”動態”的革新,打破了我國引進、跟蹤、低水平仿制的局面,推動了塑料成型配備產業技術進步和塑料制品加工業的可持續開展。目前該技術可實現節能量24萬tce/a,CO2減排約63萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
由于塑料導熱性差,塑料熔體又具有高粘度、高彈性等特點,一般狀況下在停止成型加工時須要較長的熱機械歷程。塑料動態成型加工技術與配備,是將振動力場引入到塑料塑化成型加工全過程,使成型加工過程中的各種物理量發作周期性變遷,變傳統的塑料純剪切穩態塑化輸運機理為振動剪切動態塑化輸運機理,抵達縮短熱機械歷程、降低成型加工能耗、進步加工制品質量的宗旨。塑料動態塑化成型加工技術與配備包括塑料動態塑化擠出設施和動態注射成型設施。
2.關鍵技術
針對塑料擠出制品包括管材、棒材、片材、薄膜、各種異型材等高效節能加工的須要,將振動力場引入塑料塑化擠出全過程,實現了動態固體壓實、動態熔融塑化和動態熔體輸送等根本技術原理,變傳統的“穩態”塑化擠出成型為周期性的動態塑化擠出成型,發明并研制出塑料動態塑化擠出成套技術配備。
重慶君正新型復合材料有限公司原為重慶君正橡膠制品有限公司。是重慶比較著名的橡膠制品廠。依據成型外形復雜、尺寸準確的塑料注射成型制品高效節能加工的須要,將振動力場被引入物料的塑化、注射、持壓和冷卻全過程,實現了動態塑化計量、動態注射、動態持壓和冷卻,即塑料塑化注射成型全過程均處于周期性振動狀態,發明并研制出塑料動態塑化注射成套技術配備。
3.工藝流程
塑料動態成型加工的節能技術寬泛用于塑料制品的消費,例如擠出類的塑料薄膜、塑料管材、塑料片材、塑料扁絲等等;注射類的塑料制品:如日常生活用的桶、盆、箱體等、電子類、光學類、手機類、五金類及玩具類產品等等。
五、主要技術指標
七、典型應用案例
2.機器噪音減少到77分貝以下;
3.塑化成效好,制品質量高:標準試樣拉伸強度、彎曲強度等進步10%以上;
4.消費效率及制品精度進步:反復精度≥99%;
5.對物料的適應性廣:不須要更換螺桿等硬件,即可加工所有熱塑性塑料。
六、技術鑒定、獲獎狀況及應用現狀
該技術取得國家技術發明獎二等獎、國家科學技術進步獎二等獎、中國專利發明發明金獎、中國高校科學技術進步獎一等獎、廣東省科學技術進步獎特等獎、廣東省科學技術獎勵一等獎、教育部科技進步一等獎等。據行業協會統計,估計到2015年和2020年中國塑料制品總產量將別離抵達7500萬t和12000萬 t。項目推廣至2015年,新設施推廣應用于30%以上擠出、注射制品的消費加工,以傳統常規加工配備均勻單耗為0.6kWh/kg計算,新配備較之常規配備單耗降低40%,當年可節電54億kWh以上,折合耗費142.5萬tce以上,折合CO2排放量376萬t以上。以1000元/tce計,節能增效達14億元/年。項目推廣至2020年,新設施推廣應用于70%以上擠出、注射制品的消費加工,以傳統常規加工配備均勻單耗為0.6kWh/kg計算,新配備較之常規配備單耗降低40%,當年可節電201.6億kWh以上,折合耗費532萬tce以上,折合CO2排放量1405萬T以上。以標煤1000元 /tce計,節能增效達53億元/a。
1.加工成型溫度降低較大達20℃,能耗降低30%-60%;
典型案例1
應用單位:廣州一道注塑機械有限公司惠州分公司
技術提供單位:華南理工大學
節能改造狀況:對廣州一道注塑機械有限公司惠州分公司消費車間內的3臺PET瓶胚注塑機停止了動態注射綜合節能改造,在原注射缸的控制閥上參與脈動信號,將振動力場引入物料注射、持壓和冷卻全過程,即注射沖模全過程均處于周期性振動狀態,同時利用負載感應型液壓驅動與傳動技術對原有的液壓系統停止了改造晉級。
節能成效:改造后設施投入運行穩定,現場測試各設施的制品單耗為:1號機0.32kWh/kg、2號0.35 kWh/kg、3號0.33 kWh/kg,較之前別離較低了35%、33%、40%。該項目節能量:316.8噸標準煤/年;二氧化碳減排量836.4噸CO2/年。
重慶橡膠廠,重慶橡膠,充氣橡膠制品廠,重慶橡膠制品有限公司經濟效益:該項目共投資45萬元。改造后每月節電約10萬度電,節約電費開支8萬多元,投資回收期1年。單位節能量投資額:1420元/噸標準煤。
典型案例2
應用單位:東莞市正新包裝制品有限公司
技術提供單位:華南理工大學
節能改造狀況:對東莞市正新包裝制品有限公司5條多層共擠吹膜機組的21臺擠出機停止了動態擠出節能改造通過在原擠出機上增加軸向振動裝置,變傳統的”穩態”螺桿塑化擠出為周期性的動態塑化擠出,有效降低了成型溫度與電機負載。
節能成效:改造后設施投入運行穩定,現場測試各擠出機的單耗為 0.35-0.42kWh/kg,節能降耗38%-46%。該項目節能量:158.4噸標準煤/年;二氧化碳減排量:418.2噸CO2/年。
經濟效益:該項目共投資35萬元。改造后每月節電約5萬度電,節約電費開支4萬多元,投資回收期1年。單位節能量投資額:2210元/噸標準煤。
八、推廣前景及節能減排潛力
估計將來5年,該技術在行業內的推廣潛力可抵達50%,總投入6億元,估計節能才干60萬tce/a,減排才干約158萬tCO2/a。