第三章 设备计算3.1 挤出生产线的设备计算依据设计任务书，要求要设计年产量2000吨PET瓶的回收造粒生产车间，生产时间设置为7008小时，则每小时产量为：2042.91000/7008291.5kg/h选择的挤出机为SHJ65型PET专用塑料挤出造粒机组，其生产能力为200-320kg/h，则所需挤出机台数为：291/320=0.91台，实际中取为1台。能基本符合产量要求，并且该挤出造粒生产线具有自动化程度高，性能稳定，变频调速等多项特点。切粒机可选用QLJ3型PET专用切粒机。QLJ3型塑料切粒机具有精度高、效率高、保险性好、不易出故障、结构紧凑、外形美观大方等优点，是目前国内理想的造粒设备。本机是塑料造粒生产线必不可少的主要辅助设备，它与螺杆挤出机配套使用，用来切断由挤出机拉出的塑料条经风冷输送机（或水冷槽）冷却后的多根塑条。切粒滚刀精度高，速度快。送料联动机构实现定尺寸送料，从而保证切粒长度3毫米。本机在正常工作下一次可连续切断20根3毫米的塑条，变频器调速手动操作，变频器操作面板显示频率，可与主机挤出频率一致。3.2回收分拣设备计算近十多年来，用分光镜法快速准确地识别回收瓶聚合物的种类，是回收技术产业化最成功的范例。现在世界上一些成熟的分选设备生产厂家不仅能够通过光来分选不同的聚合物，而且能够分离出淡蓝、深蓝、黑色等不同颜色的聚合物瓶子。据业内人士称，我国绝大部分回收公司在处理废饮料瓶时，都采用人工分选的方法，将废饮料瓶按颜色分开，并除去杂类瓶子；还有公司按瓶标签上的生产厂家进行分类处理。经过分类的废饮料瓶再人工将瓶盖和瓶标签拆下来，若瓶盖材料为高密度聚乙烯(HDPE)，可以直接挤出造粒销售；目前瓶标签多数是(乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物(E/VAC)，也有的采用聚丙烯(PP)(双向拉伸聚丙烯，BOPP)材料，可以集中挤出造粒，作为混合的废塑料使用。底座的分离是利用底座HDPE密度与PET密度不同的特性将其分离。分离可在清洗罐中进行，HDPE碎片从罐顶部溢出，下沉的PET碎片从罐底部出去。有的则采用水力旋流器分离代替浮选罐，其分离效果更好。故本设计采用人工分拣的方法，通过人工挑选平台，可以去除包含异质瓶类、异色瓶类、标签屑、金属物和垃圾等，确保PET瓶进入下一工段；3.3 回收清洗生产线的计算本流水线三道工序使用五种共计9件设备，电机9台，动力用电22.3kw，用水量3-4吨/小时，产能1吨/小时。工艺流程如下：螺旋提升机喷淋洗料机旋风脱水机螺带洗料机A型旋风脱水机喷淋洗料机漂洗机漂洗机旋风脱水机流水线设备配置全部采用北京惠佳祥专利产品，设备性能好，运行稳定。清洗效果好，省水省电，运行成本低。设备配置如下：螺旋提升机（TS1-260），总数量1台，总功率1.5kw。喷淋洗料机（MC1-300），总数量2台，总功率4.4kw。旋风脱水机（XT1-650），总数量3台，总功率9.0kw。螺带洗料机（LX1-350），总数量1台，总功率3.0kw。漂洗机（PX1-300），总数量2台，总功率4.4kw。特点：投资小，占地少，适合小规模生产使用；能耗低，排放量小，节约加工成本；清洗剂循环利用，降低成本，减少污染；清洗效果好，能清洗出短纤厂上机料。3.3.1破碎机组设备的计算分选和分离之后，需将废饮料瓶瓶体切成大小规则、形状一致的小片，以方便运输和后续加工的计量和加料。通常使用撕碎机或切粒机对废饮料瓶的瓶体进行切片处理。撕碎机的2个异步或4个同步的逆转轴上装有切割盘和远程轴环，相邻盘产生撕碎作用，碎片的长度是由切割盘周围的“小钩”的数量决定。由于同时进行撕裂和切割作用，非常适用于处理废饮料瓶；切粒机由多个旋转刀片和3-4个静止刀片组成，通过旋转刀片和静止刀片的切割作用将瓶体切成小颗粒，刀与刀之间的旋切间隙越精细，相应的颗粒质量越高，操作费用越低。破碎机因只在回收废PET瓶时使用，年需破碎量为2010吨，全年需要破碎下脚料为30.62吨,由于PC250型破碎机组, ,每小时破碎量为130-200kg/h, 不锈钢材质，全自动控制，操作简单方便。因此选用2台小型的PC250型破碎机组即可满足生产。PET瓶有的只进行一次破碎，有的先进行粗破碎后再细分破碎，最终成为1.0-1.5cm大小的碎片。破碎机出口处安装有一个孔径为1.0-1.5cm的筛子以控制碎片的尺寸。3.3.2 清洗设备的计算瓶片的清洗需要三个过程：预洗、主洗和漂洗。预洗就是去掉瓶片上的沙土等容易去掉的附着物，用最简单的方法去掉数量最大的杂质。如果没有这个过程，瓶片上的大量杂质进入主洗过程，会有两个不良效果。一是这些杂质会消耗大量的清洗剂，造成浪费；二是这些杂质会很快稠化清洗剂，影响清洗效果，甚至使清洗剂不能使用。 主洗就是去掉瓶片上的油、胶等难以去除的污渍。这部分污渍数量很少，但是对工艺的要求比较高。按传统的工艺要求，瓶片必须在9598的火碱水溶液中，搅拌清洗30分钟以上，才能达到效果。使用火碱做清洗剂，这是必须保证的条件，否则就不会洗出上机料。使用新型清洗剂，温度条件可以适当放宽，搅拌或搓洗的时间绝不能变，否则很难达到预期的效果。 漂洗就是去除瓶片上粘附的已经被清洗剂溶解的污渍和清洗剂，这个过程也很重要，漂洗不干净的瓶片，烘烤后会变成黄色。 本设计选用流水线设备配置全部采用北京惠佳祥专利产品，设备总动力22.3kW，产能1吨/小时。它是高效、节水型设备，用水量3-4吨/小时。特点是外观精美、能耗低、产量高，实用可靠。全新的漂洗装置可以随破随洗，大大提高了生产效率，且洗料干净。3.3.3 脱水设备的计算废PET瓶经破碎和清洗后需要进行脱水这一工序，本设计选用三台XT1-650型的旋风脱水机，脱水能力800 kg/h，电机功率为3KW，总功率为9 KW。适用于塑料片、粒状物的清洗、脱水，其最大的特点：脱水程度高、耗电少、效率高，自动化程度高，减少劳动强度。脱水干净，能洗掉塑料中的微砂等细小杂物。工艺先进，清理方便，噪音小，使用安全。3.4 筛选设备的计算经造粒机组出来的PET再生料经过振动筛的筛选可以滤去尺寸过大或过小的颗粒，从而挑选出大小适中的非晶形颗粒。我们选用ZDS800A,生产能力500kg/h.原料的小时消耗量:2114500/7008=150.8kg/h所以选择一台ZDS800A振动筛设备满足生产要求,效率高、设计精巧耐用；换网容易，操作简单，清洗方便。杂质粗料自动排除，原料接触部分均用不锈钢制成,可以自动化作业。无机械动作保养简易，可单层或多层使用的特点。3.5 其它预结晶、干燥等设备计算PET碎片通过预结晶可以提高其熔融温度，防止后面的加热干燥过程中，出现PET碎片结块的问题，经过预结晶处理后的PET碎片，再于更高温度下加热干燥，除去残留的水份。采用干燥机进行预结晶处理，干燥箱的温度可设为120或稍高，直到PET碎片失去透明性，即可认为预结晶过程完成，在150的干燥机中再干燥6个小时以上，使碎片中的含水量低于0.05%以下。经分离的PET碎料经挤出机挤出造粒制成粒料，为避免挤出时吸水使物性粘度下降，在挤出前应进行干燥。从节省工序和成本方面出发，我们一般在干燥机中进行预结晶和干燥。根据设备的耗电量技术参数，选用一台装料量600kg,容积500L，生产能力1000-1500kg/h的PET800型的干燥机即可满足以上的生产要求。本机主要用于PET预结晶并进行中空搅拌，使切片保持微小的相对运动，以防止切片粘结，为后面高温干燥创造有利条件。它能够穿过物料从而沿途进行热交换，不断带走湿气。除去相当部分的表面吸附水，使切片产生35%左右的结晶度，然后风从预结晶器上部排出，完成高效率的预结晶干燥工艺。3.6 生产车间平面布置图和工艺流程图说明车间布置的选择原则有以下几个方面：3.6.1 生产工艺要求车间内总体上要符合国家安全防火与环境保护的规定，各装置的位置应尽量按工艺生产过程的顺序进行布置，尽可能避免物料管道、运输和人行路线相互交叉； 各装置之间的距离要严格按照规定布置； 投料装置应靠近原料仓库或运输线，产出成品装置应靠近产品仓库或运输线；配电设备应尽可能靠近用电量大的装置，以减少电压降和电能损耗；从发展远期或近期考虑，由生产规划所确定，要考虑预留扩建余地；经济效果要好，在满足工艺要求的情况下，尽量减少占地面积，充分利用空间，以减少建设总投资费用，降低成本。3.6.2 设备安转、检修（1）由于生产设备运动机械多，需要经常进行维护检修甚至更换其设备、机头和模具。因此，在进行车间布置时，必须考虑到设备安装、检修和拆卸的方法。（2）必须考虑设备进出车间。设备运入或搬出次数较多时宜设大门。大门的规格应比设备高0.61m，比设备宽0.20.5m，若属于一次性搬运，可考虑在安装位置的外墙预留墙洞，待设备安装后再砌封。（3）应有一定的面积和空间供设备检修、拆卸和运送物料用。综上所述，生产车间平面布置总原则应该是简单实用、顺畅安全、经济效果要好。完整的PET回收造粒生产车间应包括原料仓库、生产车间、成品仓库、配电房、维修间等。本设计中，根据布置的原则，各个空间应该互相联通，从而节省空间并降低成本，同时增大了操作的安全系数。厂房平面轮廓选用长方形，因为长方形厂房便于通道的布置，使设备可以紧凑，集中，经济效果好，便于生产管理，操作方便，采光通风也较好。原料仓库位于前端，正中连接分拣破碎房，而配电房和工具房处于混料房两翼位置，中间最长空间作为生产车间，最后是产品仓库。在这样布置中，可以将运输距离缩至最短，节省生产时间与人力消耗；配电房生产车间相邻，则方便操作，更减短电缆线布置长度，降低成本。车间中生产线直线排列， 另外生产车间的宽度也为扩建需要预留了多一条生产线的空间。第四章 主要技术经济指标4.1 主要经济技术指标4.1.1 原料消耗定额由于本设计原料较为简单，均为回收的废PET瓶，只需在清洗破碎瓶片过程中加入适量的一般洗洁剂以及在PET切片后的干燥过程中加入少量的抗氧化剂即可。由物料衡算可知，原料消耗指标如下：表4.1 原料消耗表原料名称每吨产品消耗定额(kg)每年需要量(t)用途废PET瓶1026.522053.04原料废PET瓶片清洗粉24清洁剂抗氧剂10100.0050.001抗氧化剂4.2 原料的技术参数4.2.1 废PET瓶的主要技术指标一般废塑料行业里PET做的最多的是瓶片，其中包括了各种可乐瓶、矿泉水瓶等。 瓶片的分类： 1、净片 ：即干净无杂质，不含聚氯乙烯PVC或者PVC不超过千分之三，其中包括的水份另算。净片，包括白片即无色透明的瓶粉碎料、白蓝片、白蓝绿片(俗称三色片)、绿片、杂色片，价格以白片最高，依此类推。 2、毛片 ：即包含瓶子的包装纸和瓶盖的粉碎料，其中有只包含包装纸的毛片，这种相对来说比较好。毛片也有干净和不干净之分，一般来说，日本和台湾的毛片比较干净，德国或者是欧洲的毛片似乎没有进行过清洗。一般毛片最次的是有20%的杂质的。但大多数毛片都应该有10-12%杂质。日本有种比较好的，只有5%杂质，这个就看供货商了。毛片的价格，如果在同情况下也是按照净片颜色来分类。本设计选用优质的废PET瓶作为原料，颜色白色透明，已经人工精细挑选，去盖去标签纸，再经高压力机器压缩打包，可以直接上机生产，在实际生产中，可避免回收分拣过程的产生较大的损耗。PET瓶具有综合性能优良的特点，在各个行业被广泛使