Комплексная утилизация отходов многослойных упаковочных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат технических наук Гонопольский, Александр Адамович

• Гонопольский, Александр Адамович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гонопольский, Александр Адамович

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор проблем переработки многослойных упаковочных материалов.

1.1. Российский и европейский опыт обращения с упаковочными отходами.

1.2. Обзор технологий и оборудования для переработки многослойных бумажно-полимерных упаковочных отходов.

1.3. Обзор технологий и оборудования для переработки многослойных алюминированных упаковочных отходов.

1.4. Анализ физико-механических свойств вторичных полимернаполненных композиционных материалов (ВПНКМ).

Глава 2. Результаты экспериментальных исследований технологических процессов и аппаратов для переработки многослойных алюминированных упаковочных материалов.

2.1. Результаты экспериментальных исследований технологического процесса разделения слоев алюминиевой фольги и полиэтиленовой пленки многослойных алюминированных упаковочных материалов.

2.2 Результаты экспериментальных и теоретических исследований, технологического процесса переработки бумажно-полимерной многослойной упаковки во вторичный полимернаполненный композиционный материал

ВПНКМ).

Глава 3. Расчетно-теоретический анализ стадий технологического процесса рециклинга многослойных алюминированных упаковочных материалов.

3.1. Инженерная методика расчета шнековой мешалки-реактора для разделения слоев полиэтилена и алюминиевой фольги многослойной упаковки.

3.2. Анализ прочности вторичных полимернаполненных композиционных материалов.

Глава 4. Результаты апробации комплексной технологии рециклинга многослойных упаковочных материалов.

4.1.Предпроектный анализ требований к технологическим линиям для безотходного рециклинга многослойных упаковочных материалов.

4.2.Технологическая схема линии для разделения слоев алюминиевой фольги и полимерной пленки многослойной упаковки.

4.3. Технологическая схема линии для производства вторичного полимернаполненного композиционного материала.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексная утилизация отходов многослойных упаковочных материалов»

Одна из причин увеличения объемов полигонного захоронения твердых бытовых отходов, как в мире, так и в России состоит, с одной стороны, в расширении выпуска композиционных упаковочных материалов, а с другой - в практическом отсутствии технологий их рециклинга. В настоящее время наиболее часто применяются барьерные многослойные материалы с использованием полимеров. В том случае, когда многослойный материал содержит металлическую фольгу (сигаретная, кондитерская, бакалейная упаковки из материалов типа «тетра пак», теплоизоляционные материалы), прочность рециклата по отношению к малоцикловой нагрузке, т.е. гибкость вторичного материала, не может быть обеспечена из-за большой разницы относительных удлинений полимерной матрицы и металла.

Приведенный пример показывает, что рециклинг многослойных материалов требует, как разработки процессов и аппаратуры для разделения слоев с целью выделения наиболее ценного компонента, так и разработки технологических процессов утилизации малоценных компонентов.

По этим причинам целью настоящей диссертационной работы является Снижение экологической нагрузки на муниципальные объекты системы санитарной очистки территорий от отходов производства и потребления упаковочных материалов, расширение сырьевой базы предприятий.

При достижении поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Реализация и исследование, в целях дальнейшего рециклинга, процесса химического разделения вторичных многослойных алюминированных упаковочных материалов в растворе ледяной уксусной кислоты.

2. Реализация и исследование методом горячего валкового прессования безотходного процесса получения вторичных полимернаполненных композиционных материалов из бумажно-полимерных слоев многослойных алюминированных упаковочных материалов и вторичного полиэтилена.

4. Определение технологических параметров процесса получения вторичных полимернаполненных композиционных материалов

5. Разработка технологической линии для химического разделения вторичных слоистых алюминированных упаковочных материалов.

6. Разработка технологической линии получения вторичных полимернаполненных композиционных материалов.

В процессе решения задач диссертационного исследования были получены результаты, обладающие научной новизной:

1. Экспериментальные результаты влияния основного ацетата алюминия на интенсивность разделения алюмополимерных слоистых материалов в растворах уксусной кислоты.

2. Экспериментально установлены температурные, концентрационные и гидродинамические параметры технологического процесса химического разделения вторичных многослойных алюминированных упаковочных материалов в растворе уксусной кислоты, обеспечивающие 100% отделение алюминия.

3. Экспериментально установлены температурные, концентрационные параметры технологического процесса получения вторичных полимернаполненных бумажно-полимерных композиционных материалов. Разработанная на основе методов механики хрупкого разрушения, математическая модель, для определения физико-механических свойств получаемого вторичного полимернаполненного композита в зависимости от размеров и свойств частиц наполнителя, температуры валкового формования и свойств материала матрицы.

В процессе решения задач диссертационного исследования были получены результаты, обладающие практической значимостью:

1. 1. Разработана и запатентована конструкция двухфазного противоточного шнекового реактора для химического разделения вторичных многослойных алюминированных упаковочных материалов в растворе уксусной кислоты (патент РФ на изобретение № 2412805 от 27.02.11.

Способ утилизации слоистых алюминированных материалов и реактор для разделения слоистых алюминированных материалов»)

2. По результатам экспериментальных исследований разработана методика расчета шнека для технологической линии химического разделения слоистых алюминированных материалов.

3. По результатам экспериментальных и расчетно-теоретических исследований разработаны схемы технологических линий химического разделения слоистых алюминированных материалов и производства вторичных полимернаполненных бумажно-полимерных композиционных материалов.

Достоверность полученных результатов: обеспечивается применением стандартных экспериментальных методик и метрологическими характеристиками используемых измерительных приборов, а также совпадением измеряемых величин полученных различными методами и воспроизводимостью результатов.

Личный вклад: состоит в проведении экспериментальных исследований, обработке, интерпретации и обобщении полученных результатов, а также в формулировке выводов.

Аппробация работы: результаты диссертационной работы докладывались на:

• У1-й международной научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов», МГУИЭ, 2009 г;

• 8-й Международной научно-практической конференции \VASMA «Рециклинг, переработка отходов и чистые технологии» М.: «Институт ГИНЦВЕТМЕТ», 2010;

• Научных конференциях студентов и молодых ученых МГУИЭ, 2009 и 2010 г.г.

Публикации: По теме диссертации опубликовано 6 научных работ в том числе 3 работы - в изданиях, рекомендованных ВАК для защиты кандидатских диссертаций.

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Инженерная экология городского хозяйства» Московского государственного университета инженерной экологии.

Автор выражает глубокую благодарность за руководство и помощь в работе научному руководителю, декану факультета инженерной экологии, Николайкиной Наталье Евгеньевне, а также заведующему кафедрой «Полимерсервис», Скопинцеву Игорю Викторовичу.