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文档简介
专题编号:201003 技术领域:节能减排与新能源领 域 佛山市高明区科技三项费用 项目申报书 项目名称:PVC 压延超透薄膜生产线节能减排新技术 承担单位:佛山高明骏宏塑胶有限公司 推荐单位:高明区荷城街道办科技办 申报日期:二 0 一 0 年八月 佛山市高明区经济促进局 二 o 一 o 年制 承担单位基本情况表 项目名称 PVC 压延超透薄膜生产线节能减排新技术 项目起止时 间 二 00 八年八月至二 0 一 0 年十二月 单位名称 佛山高明骏宏塑胶有限公司 地 址 佛山市高明区荷城街道三洲兴洲路九号 单位类型 有限责任公司 单位负责人 曾铁球 职务职 称 董事长 电话项目负责人 沈平 职务职 称 工程师 电话项目联系人 区国华 职务职 称 工程师 电话承担单位经 济效益(万 元) 年产值: 5000 年销售额: 4900 出口创汇: 1500 年利税: 160 年研究开发经费: 60 承担单位 人员情况 职工总数: 272 技术人员数: 49 其中:高级职称 0 中级职称: 10 开户银行 佛山市高明区三洲农村 信用合作社 银行信用等级 良好 主要参加单位: 单位(1)名 称 地 址 单位类型 联 系 人 电话 同意合作申请 (单位盖章) 单位(1)名 称 地 址 单位类型 联系人 电话 同意合作申请 (单位盖章) 知识产权状况表 知识产权状况(单位:项) 发明 实用新型专利申 请总数 专利授 权总数 申请 授权 申请 授权 软件版权 (项数) 单位 其中: 近三年 本项目 1 其他知 识产权 状况说 明 项目技术现状:该项技术水平属于国内先进 项目阶段 前期研究 技术水平 国际领先 课题活 应用研究 小试 中试 产业化 国际先进 国内领先 国内先进 省内领先 省内先进 动类型 试验发展 科研与试验发展 成果应用 科技服务 生产性活动 技术来源 公司自行研发 其他需要 说明的事 项 目前该项目已完成中试,产品已开始规模化生产 项目完成后获取知识产权预测(单位:项) 专利申请总数 发明 实用新型 软件版权 1 1 申请项目基本情况表(一) 项目组主要成员(项目负责人在分工栏注明): 姓名 年龄 职务职称 分工 所在单位(简称) 签名 曾铁球 53 董事长 全面工作 骏宏塑胶公司 沈平 38 技术部经理 项目负责人 骏宏塑胶公司 曾铁强 44 生产部经理 生产管理 骏宏塑胶公司 丘晋良 34 技术主管 技术管理 骏宏塑胶公司 颜燕琼 26 生产主管 生产安排 骏宏塑胶公司 王海棠 35 工艺主管 配方试验 骏宏塑胶公司 谭剑宁 28 工艺员 生产安排 骏宏塑胶公司 谭艳兰 30 实验员 配方试验 骏宏塑胶公司 曾伟源 35 机电主管 设备改造 骏宏塑胶公司 梁显利 40 设备管理员 设备改造 骏宏塑胶公司 项目内容摘要 PVC 压延超透薄膜两条生产线节能减排新技术项目内容包括 PVC 压延 生产线工艺、配方及生产设备。 1. 生产工艺、配方主要内容如下: a PVC 热稳定剂、增塑剂、润滑剂及填料等助剂种类、用量、配用 对 PVC 的塑化温度,氯化氢气体的分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明度与力学性能的影响;b 塑化促进剂、热稳定剂 种类、用量、配用对 PVC 的塑化温度,氯化氢气体的分解温度、分解速率、 分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明度与力学性能的影响。 2. 生产设备主要内容如下: a 高效精确的原料处理系统;b 压延机控温、热循环系统;c 制品软水 水冷循环系统。 本项目完成后经济效益预测:(单位:万元) 年新增产值 年新增利税 年出口创汇 3600 80 200 万美元 申请项目基本情况表(二) 经费筹集情况:(单位:万元) 总投入经费: 80 政府部门自有 资金 贷款 其它 科技部门 其它部门 合计 已投入经 费 40 20 0 0 0 60 新增经费 0 0 0 20 0 20 政府部门、其他资金投入情况说明:拟向区政府有关部门申请拔款。 新增经费预算:(单位:万元) 总经费 区科技局经费 支出科目 经费额 用途说明 经费额 用途说明 基建费 10 车间基础建设费用 5 主机及开炼机平台加固和吊机安全通道改造 其中 5 车间地面刷地面环保漆及车间环境改造 设备购置费 25 购置生产设备 16 高效环保废气处理设备及原材料研磨设备 其中 9 车间抽排管道和风机及压纹机头改造 专用业务费 3 前期调研及相关业务费 2 市场调研及技术考察 其中 1 新产品人才培训 原材料费 40 原材料及能耗水电费用 20 购买原材料及水电费用 30 购买原材料费用 其中 10 生产能耗水电费用 其它 2 其它业务费用 合计 80 申请项目基本情况表(三) 一、立项依据 (一)目的意义: PVC 压延超透薄膜是以聚氯乙烯树脂和 DOP 增塑剂为主材料再加入稳定剂和少量颜 料通过高速搅拌混合后由密炼机或行星挤出机塑化后到四辊压延机压延成型制作而成的。 在 PVC 压延超透薄膜产品中,产品的透明度和表面的爽滑度及晶点和拖尾现象是衡量 PVC 压延超透薄膜质量的重要方面。如果 PVC 树脂塑化均匀恰当,PVC 压延超透薄膜的透 明度就好,晶点和拖尾现象也很少出现。如果 PVC 树脂的塑化温度控制恰当,PVC 压延 超透薄膜中的 DOP 增塑剂析出就很少,其表面的爽滑度就好很多。同时其弹性和韧性也 好、手感也好、不容易有疲劳痕和死纹。该项目实施后可以减少能源耗用,降低成本。 另外节约时间后可以增加产量来提升我们公司的生产效率。PVC 压延超透薄膜产品在我 们的日常生活中应用十分广泛,如家居生活、制品包装、充气玩具、广告印刷、女式凉 鞋、箱包手袋等很多都要用到 PVC 压延超透薄膜产品。 增塑剂是 PVC 压延超透薄膜生产中的关键成分,是 PVC 软质制品的物理性能影响最 大的助剂,可改善 PVC 的加工性能,并赋予 PVC 制品弹性和柔韧性。目前,使用的增塑 剂品种主要有:DOP 增塑剂(邻苯二甲酸二辛酯);DINP 增塑剂(邻苯二甲酸二异壬酯) ; DOA 增塑剂己二酸二(2 一乙基)己酯;环氧大豆油。其中 DOP 为通用级增塑剂, 适用各种加工,为最常用的增塑剂。在各种增塑剂的配方中,DOP 用量在 80以上,而 DOP 的毒性相对来说,又比其他三种增塑剂要大。因此,PVC 压延超透薄膜生产过程中产 生的增塑剂废气中的主要污染物为 DOP 增塑剂。 据报道,一条产量为 700Kg/hPVC 压延超透薄膜生产线在生产过程中废气污染物的 产生情况详见表 1【1】 。由表 1 可见,PVC 压延超透薄膜生产过程中产生的废气量很大, 污染物也较严重,其中四辊工序的混合、胶化、混炼、压延四个工段所产生的废气占 60%。PVC 压延超透薄膜生产时产生的废气主要由氯乙烯单体、氯化氢气体、增塑剂等组 成,其中增塑剂是废气的主要来源。 目前,PVC 压延超透薄膜加工厂对生产过程中产生的废气很少进行有效治理,一般都 采用高空排放。同时,PVC 压延超透薄膜的生产过程中存在高温加工、能耗大,增塑剂 挥发量大、浪费原材料,不生态生产的现象,并导致 PVC 压延超透薄膜生产企业生存能 力下降,行业发展前景遭质疑。加之,近几年国家对企业生产过程中提倡的节能降耗的 环保要求越来越强烈,对于改革开放前沿的广东珠江三角洲企业的二次发展来讲,研究 开发节约资源与环境保护的新技术新材料新工艺,对企业保持持续快速增长,应对国际 环境变化所带来的风险,实现 PVC 压延超透薄膜产业健康发展具有重要的现实意义和深 远的历史意义。 PVC 压延超透薄膜生产线的节能减排项目是佛山高明骏宏塑胶有限公司针对目前 本公司的 PVC 压延超透薄膜生产高能耗高污染的弊端加以治理。它既是广东省 节能减排 综合性工作方案中严格执行的重点项目,又是广东二次改革开放中环保项目所要求的重 点整改工程。PVC 压延超透薄膜生产线的节能减排项目的主要特点是:在不改变当前 PVC 压延超透薄膜生产方式,综合提高产品质量的前提下,通过降低 PVC 压延超透薄 膜产品的塑化温度,四辊压延机的辊筒温度由原来 195-200塑化温度下降至 180- 185, 。实现减少能耗和降低有害气体及热能的排放,清洁生产。该项技术目前在国内 PVC 压延超透薄膜生产行业中还没有采用,其生产工艺技术技术含量高,对国内整个 PVC 压延超透薄膜生产的清洁化、节能减排有着积极地推动和促进作用。因此,该项目 的实施具有重大的社会经济效益。 表 1. 一条产量为 700Kg/hPVC 压延超透薄膜生产线在生产过程中及废气的产生情况 工序 废气风量,m3/h 污染物质量浓度,mg/m3 混合 胶化 混炼 压延 发泡 表面打磨 520 48000 48000 48000 108000 16500 含有 PVC、CaCO3 粉尘 146.8 胶化、混炼、压延成型粉尘 138.5, 粉尘 126.5 粉尘 436.4 合计 269020 848.2 (二)国内外概况: 目前国内外处理 PVC 压延超透薄膜生产线废气污染物主要几种处理技术如下【1】: 1、静电法治理技术 该法的原理与静电除尘器原理相同,利用电场力去除油烟中的颗粒物和挥发性有机 物质。其基本过程包括气体分子电离、油雾粒子荷电、荷电粒子在电场力作用下向极板 运动,并最终达到极板,从而达到与气体相分离以及清理极板的目的。静电技术对亚微 米颗粒物有很高的捕集效率,可有效地去除细微的油雾颗粒。同时气体放电过程中产生 的臭氧对于气味的去除也有一定的效果。但是带有黏性的油滴附着在电极和集尘板上, 会使电除尘器在运行一段时间后效果明显劣化,特别是对于收集油雾流动性差的情况, 这个问题更加突出。 2、机械控制技术 该法原理是通过强制气流使油烟废气的运动方向发生转折,油烟废气中的颗粒物在 惯性作用下到达沉积面而从气体中分离出来。该法的优点是设备简单,压降较低(通常为 50200Pa);缺点在于对小颗粒物的去除效率较低,总的去除效率为 4070,并因 机械设施的种类不同而有差异。通常需要和其他类型净化器结合使用,作为预处理设备。 3、燃烧法控制技术 该法是利用热氧化反应,将油烟废气中的有机物氧化成稳定的无害物质。根据燃烧 过程有无催化剂的加人,可分为直接燃烧法和催化燃烧法。该法的燃料消耗费用比较大, 设备投资大。 以上清洁化生产处理方法均主要依靠改造生产线上的排风装置、能源循环利用装置、 废物回收利用装置加以实现。因此这些技术存在投资大、维修费用大,原材料使用量大, 推广应用较为困难等缺点。 本项目通过在配方中加入塑化促进剂后在生产方式不变的前提下,使 PVC 树脂塑化 生产工艺由高温(195-200)加工变成低温(180-185)加工,最大限度降低增塑剂 有机物的挥发量,实现节能减排、减少原材料用量,具有投资小、节能减耗显著的优点。 (三)市场预测和发展趋势: 我国 PVC 压延超透薄膜产品最早起步于 50 年代上海塑料制品一厂研制成功聚氯乙 烯薄膜。由 1970 年的 27 家发展到改革开放初期的几十家,到现在具有规模以上的近 500 多家。现在已经形成各种规模上千家制造企业,该产品广泛融入现代生活,中国可 称之为世界上最大的 PVC 压延超透薄膜产地国,正在走向技术强国。2008 年 PVC 压 延薄膜产量比上一年增加 22%。 我国 PVC 压延超透薄膜人造革行业的发展主要在长江三角洲和珠江三角洲,集中 在浙江、苏州、广东和福建四省和其他 15 个省市。PVC 压延超透薄膜的生产正在向着 时尚化功能化方向发展,广泛应用于人们现代化生活。同时 PVC 压延超透薄膜出口量 逐年不断增长,我们国内的 PVC 压延超透薄膜出口到世界 50%的国家。 然而,巨大的 PVC 压延超透薄膜生产量相对于目前 PVC 压延超透薄膜生产高能耗 高污染的状态来讲,已产生了发展瓶颈,造成了严重的环境污染,对我们的生活环境十 分不利。只有通过实施 PVC 压延超透薄膜生产线节能减排项目,才能使我们 PVC 压延 超透薄膜制造行业有生存空间,才能使我们的生存环境有所改善。因此 PVC 压延超透 薄膜生产线节能减排项目的推广实施是非常必要的。该项技术运用实施后可以使 PVC 压延超透薄膜生产制造企业降低生产成本,改善 PVC 压延超透薄膜的产品物性,减少有 害气体的排放,节约能源,提升企业的竞争力。该项技术的运用将覆盖国内整个 PVC 压延超透薄膜生产行业,使 PVC 压延超透薄膜行业成为真正的朝阳工业、安全工业, 有力地推动 PVC 压延超透薄膜 行业健康的发展,并且为实现全国节能减排的总目标做 出重要的贡献。 二、研究开发内容、方法、技术路线 (一) 具体研究开发内容和重点解决的技术关键问题: 1、主要研究内容 1.1 PVC 热稳定剂、增塑剂、润滑剂及填料等助剂种类、用量、配用对 PVC 的塑化温 度,氯化氢气体的分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明度与 力学性能的影响 分别研究环保型热稳定剂金属皂类、有机锡类、复合稳定剂,环保型增塑剂邻苯二 甲酸酯类、环氧油酯类、脂肪族二元酸酯类、烷基磺酸酯类,环保型润滑剂脂肪族酸酯、 脂肪族酰胺、氧化聚烯烃、烃类、含氟或含硅化合物配用对 PVC 树脂塑化时氯化氢气体 分解温度、分解速率、分解气量的影响,筛选出有利于低温快速塑化的 PVC 助剂。 1.2 塑化促进剂、热稳定剂种类、用量、配用对 PVC 的塑化温度,氯化氢气体的分解 温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明度与力学性能的影响。 在 1.1 研究内容基础上,配用白色可流动固体粉末状的甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯 的共聚物(ACR),研究该加工助剂体系的配比对 PVC 树脂的塑化温度、氯化氢气体的 分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明度与力学性能的影响。 通过对 ACR 的加入量的最佳状态的试验,在取的 PVC 压延超透薄膜的最高表面透明度与 最好的力学性能的情况下,确定最优的加工温度(180-185)范围和 ACR 的最佳加 入量的工艺配方。 1.3 高效精确的原料处理系统 采用精确的计量装置、高效的混合研磨装置,使 ACR 塑化促进剂与稳定剂的研磨到 最佳的细度而制定出最优的工艺流程和工艺配方。 1.4 热油炉控温、热循环效率、排放系统 采用精密的电子恒温温控系统来保证热油炉内的动态温度稳定,使热油温度精确控 制在 180-185。采用热传导效率更高热油炉导热油使热能充分利用,减少热能的损失。 同时增加热油泵的功率加快导热油的流动速度及清洗管道和过滤网来提高导热油的热循 环效率。增加四辊工序抽排的功率,使排放的废气快速抽离到废气处理装置完成气体的 净化。使废气处理效果达到国内同行业中最先进的水平。 1.5 软水处理循环冷却除油系统 采用软水处理循环冷却除油系统,使 PVC 压延超透薄膜经过水槽后将析出在薄膜表 面的 DOP 增塑剂游离到水面上,再通过分离悬浮在水面上油污来提高 PVC 压延薄膜的透 明度。 (二) 项目的特色和创新之处: 1、采用 ACR 塑化促进剂加入到超透薄膜配方中,可以明显改善 PVC 树脂的熔体流 动性、热变形性及制品表面光泽等特性. 其主要作用机理如下。 促进凝胶化:在 PVC 树脂中加入加工助剂,如果由外部加热而产生剪切时,被 PVC 树脂包围的加工助剂首先熔融,起到使树脂相互粘接的功能,同时还将外部的剪切力传 递给树脂,结果促进了凝胶化。 促过 PVC 树脂塑化:ACR 与 PVC 有良好的相容性, 其料粒可以填充并扩散到 PVC 多重粒子的空隙中,在混合或混练过程中产生较大的内摩 擦力,促进 PVC 多重粒子的破碎和熔融,因而缩短了塑化时间。以达到最大扭矩的时间 表征凝胶化和塑化速度。可见,ACR 仅添加极少量就有显著的效果。由于塑化好,使制 品的均匀性也得到了改善。 提高 PVC 热态伸长率:由于 ACR 的加入,ACR 与 PVC 大 分子问高度缠绕,松弛速度减慢,提高了 PVC 热态伸长率,使成型温度区加宽,制品壁 厚均匀,不易开裂。 显示橡胶弹性:ACR 和 PVC 有着优良的相容性且分子量很高。 为此,当加入 ACR 在 PVC 中进行混练时,ACR 与 PVC 分子发生缠绕,从而显示出类似橡 胶的弹性。此弹性有助于加工性能的改良。因此通过快速塑化使 PVC 树脂的塑化温度比 原来下降 15,使 PVC 压延超透薄膜生产工序的温度控制在低于增塑剂挥发温度之下 完成,从而达到节能减排、节约原料的目的。 2、由于本项目结合异相成核和均相成核机理,充分发挥ACR与PVC之间有良好的相 容性,其料粒可以填充并扩散到PVC多重粒子的空隙中,在混合或混练过程中产生较大 的内摩擦力,促进PVC多重粒子的破碎和熔融,因而缩短了塑化时间。以达到最大扭矩 的时间表征凝胶化和塑化速度,显著提高PVC压延超透薄膜的强韧性和生产效率。该项 目不仅能节能减排,清洁生产,同时能提高PVC压延超透薄膜产品的品质和产量。 (三)要达到的技术、经济指标及社会、经济效益: 该项目实施后由于四辊压延机的辊筒温度下降了 15,公司锅炉的导热油的温度也 从原来的 250下降到 230。通过对用电统计表分析,技改后压延薄膜两条生产线的 用电成本每月可下降 3-4 万元,通过对能耗统计表分析能耗方面可以比原来节省 6-8% 的成本,即每月可下降 2-3 万元.另外由于四辊压延机的辊筒温度下降了 15后,PVC 压延超透薄膜内增塑剂的析出也减少了,PVC 塑料在四辊加工过程中的老化也相应减少 了很多,因此 PVC 压延超透薄膜产品的胶质感和柔软性能也有了很大的改善,其物理性 能比以前有一定的提高(拉伸及撕裂强度) 。同时由于加工温度下降,颜料及树脂粉的 耐高温的时间承受能力也增强,因此 PVC 压延超透薄膜的颜色也相对稳定了很多。同时 从生产产品的质量报表统计,制品的成品率从之前的 98%提升到 99%,成品率有所提高。 通过分析计算质量提升一个百分点后,每月大约多出 10 吨合格产品,可减少每吨 3000 元的经济损失,因此每月可减少材料折价费用 3 万元人民币,另外该类产品的塑化时间 比没有技改前有所减少,统过统计每小时多生产 0.5 吨,按每吨 200 元利润计算每月也 可增加 6 万元人民币的利润。该项工程完成后改变了国内 PVC 压延超透薄膜落后工艺技 术,使 PVC 压延超透薄膜生产实现降低温度塑化从而节约热能并减少有害气体的排放。 对国家提倡的节能减排有非常重要的实施意义。 (四)采用的方法、技术路线以及工艺流程: 配置 ACR 塑化促进剂体系的技术路线及生产工艺流程: 称量原材料 高速混合 研磨 包装 180-185温 度区间(低温)快速促进塑化的 PVC 加工助剂。即是:按配方准确称量 ACR 塑化促进剂 体系,在高速混合机中充分混合均匀,然后在研磨机(球磨机、三辊机)中研磨细化混 合物,出料包装,得到快速促进塑化的 PVC 加工助剂。 2.2PVC 压延超透薄膜生产线节能减排生产设备需解决的关键技术 为了实现 PVC 树脂在 180-185,短时间内快速塑化,须严格控制原料组成计量、 塑化作用、压延温度与速率、废气的分解速率与温度,并清除净化废气。通过改良采用 精密的电子恒温温控系统和增加四辊工序抽排的功率,使排放的废气快速抽离到废气处 理装置完成气体的净化来提高生产设备的温控准确度、空气循环效能和净化气体效果。 三、工作基础和条件 (一) 承担单位概况(人员、资产、业务及管理状况): 佛山高明骏宏塑胶有限公司是一家专业生产经营各类塑料薄膜、片材、人造革三 大系列产品,为现代工、农业以及家居装修提供新型材料的高新技术生产企业。 。该 企业拥有十几年生产PVC普通压延薄膜、充气膜、高透明PVC压延薄膜和高档次的PVC 压延人造革丰富实践经验。公司拥有272生产员工,其中相关技术人员49人,中高级 工程师10人。其生产设备全部采用德国和台湾进口的具有世界先进水平的四辊压延机、 发泡机、印刷表处机、压纹复合机。该公司生产设备齐全、工艺先进、技术雄厚、产 品花色品种多并且质量稳定有保证。本公司是中国合成革产业基地的核心生产企业, 同时也是高明塑料协会的核心成员企业。在同行业中,公司的生产规模和竟争能力具 有相当的优势。 公司拥有自已的研发中心,年产销规模约0.5亿元人民币。公司开发生产的PVC压 延薄膜、人造革、片材产品曾多次获得省、市的奖励。广东省重点新产品项目:高透 明聚氯乙烯压延薄膜,该类产品曾在2007年荣获广东省名牌产品称号。产品畅销全国 各地及港澳、欧美等区域,在国内外享有较高声誉。 (二) 本项目现有的研究工作基础(包括现有科研装备条件): 本公司是高明区塑料协会会长级的生产企业,在高明合成革产业基地的塑料龙头 企业。公司拥有自已的产品研发中心,在产品的试验和检测过程中公司有相应精确的 开炼设备和高效精确的原料处理设备及精确的力学性能检测设备。在人才储备的过程 中,公司近三年来不断在同行的其它先进企业中引进优秀技术人才。 (三) 对环境的影响及预防治理方案: PVC 压延超透薄膜加工厂对生产过程中会产生的废气,主要包括氯化氢气体和 DOP 油雾。公司为治理废气的排放,将在车间内安装废气喷淋除尘除雾设备加于治理。 四、本项目各参加单位工作分工及经费投入、支出情况 由公司实验室主管谭艳兰、王海棠和工艺主管颜燕琼负责研究 PVC 热稳定剂、增 塑剂、润滑剂及填料等助剂种类、用量、配用对 PVC 的塑化温度,氯化氢气体的分解 温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明度与力学性能的影响 分别研究环保型热稳定剂金属皂类、有机锡类、复合稳定剂,环保型增塑剂邻苯 二甲酸酯类、环氧油酯类、脂肪族二元酸酯类、烷基磺酸酯类,环保型润滑剂脂肪族 酸酯、脂肪族酰胺、氧化聚烯烃、烃类、含氟或含硅化合物配用对 PVC 树脂塑化时氯 化氢气体分解温度、分解速率、分解气量的影响,筛选出有利于低温快速塑化的 PVC 助剂。 由沈平、丘晋良、谭剑宁负责研究塑化促进剂、热稳定剂种类、用量、配用对 PVC 的塑化温度,氯化氢气体的分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄膜 的表面透明度与力学性能的影响。在实验室研究小组对基础配方材料充分研究的基础 上,配用白色可流动固体粉末状的甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的共聚物(ACR),研 究该加工助剂体系的配比对 PVC 树脂的塑化温度、氯化氢气体的分解温度、分解速率、 分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明度与力学性能的影响。通过对 ACR 的加入量 的最佳状态的试验,在取的 PVC 压延超透薄膜的最高表面透明度与最好的力学性能的 情况下,确定最优的加工温度(180-185)范围和 ACR 的最佳加入量的工艺配方。 由设备主管曾伟源、梁显利和总经理曾铁强负责(1)研究改造计量装置及选用安 装高效的混合研磨装置,使 ACR 塑化促进剂与稳定剂材料做到计量精确和使它们的细 度研磨到最佳的状态。(2)研究 热油炉控温、热循环效率、排放系统的改造,采用精 密的电子恒温温控系统来保证热油炉内的动态温度稳定。采用热传导效率更高热油炉 导热油使热能充分利用,同时增加热油泵的功率加快导热油的流动速度及清洗管道和 过滤网来提高导热油的热循环效率。增加四辊工序抽排的功率,使排放的废气快速抽 离到废气处理装置完成气体的净化。(3)研究开发软水处理循环冷却除油系统,使 PVC 压延超透薄膜经过水槽后将析出在薄膜表面的 DOP 增塑剂游离到水面上,再通过分离 悬浮在水面上油污来提高 PVC 压延薄膜的透明度。 本项目公司已经在 2009 年自筹资金 40 万元人民币用于车间购买生产设备及废气 环保抽排设备。并于同期公司向银行借贷 20 万元人民币用于车间基础建设。同时特 向高明区经济促进局提出申请帮助该项目尽快完成资助 20 万元人民币。 五、以往承担项目完成情况及主要成果(近五年内) 2007 年 1 月,佛山高明骏宏塑胶有限公司在高明区技术创新项目“热贴合应用技 术创新”获高明区技术创新一等奖。 六、工作进度安排 工作进度 主要工作内容 2008 年 8 月 2008 年 12 月 市场调查,收集资料,编制设计任务书 2009 年 1 月 2009 年 6 月 小试阶段,完成实验室工艺配方试验,提出生产工艺 要求 2009 年 7 月 2009 年 12 月 完成设备技术改造 2010 年 1 月 2010 年 6 月 中试阶段,进行产品技术检测及完善,完成成果鉴定, 逐步规模化生产 2010 年 7 月 2010 年 12 月 所有产品规模化生产 七、其它需要说明的事项 八、本申报书所附的附件清单(提供企业营业执照、资产负债表、 损益表、可行性研究报告及其它有助于说明项目情况的证明材料) 审 核 意 见 承 担 单 位 意 见 法人代表(签章): (单位盖章) 年 月 日 镇 (街) 经 贸 办 意 见 负责人(签章): (单位盖章) 年 月 日 区 经 济 促 进 局 意 见 负责人(签章): (单位盖章) 年 月 日 PVC 压延超透薄膜生产线节能减排项 目 可行性研究报告 参编可行性研究报告人员名单 曾铁球 佛山高明骏宏塑胶有限公司 董事长 沈平 佛山高明骏宏塑胶有限公司 工程师 曾铁强 佛山高明骏宏塑胶有限公司 总经理 丘晋良 佛山高明骏宏塑胶有限公司 工程师 佛山高明骏宏塑胶有限公司 2008 年 10 月 8 日 一 总论 (一)项目名称、地点及承办单位 1、开发单位名称:佛山高明骏宏塑胶有限公司 2、开发单位地址:佛山市高明区荷城街道三洲兴洲路九号 3、开发企业法人代表:曾铁球 4、项目负责人:曾铁球 5、联系电话7、邮政编码:528511 8、企业网址: (二)可行性研究报告编制的依据及范围 1、编制的依据 (1)佛山高明骏宏塑胶有限公司产品技术改造要求及相关资料 (2)佛山市高明区 2008 年度区财政扶持中小企业发展专项资金技术改造、技 术创新项目申报工作的通知 (3)佛山高明骏宏塑胶有限公司国内外客户对公司产品生产的具体要求 (4)国家级地方有关政策及法规 2、编制范围 本可研报告的编制范围包括:总论,承办企业级开发单位的基本情况,项 目立项依据,市场预测和技术发展趋势,项目主要研究内容、解决的关键技术、 采用的方法和技术路线及工艺流程,项目的特色和创新突破点,本项目各参加 人员工作分工及经费投入、产出情况,项目实施计划等。 (三)项目内容 PVC 压延超透薄膜生产线节能减排新技术项目内容包括压延 PVC 生产线工 艺、配方及生产设备。 1、生产工艺、配方主要内容如下: a PVC 热稳定剂、增塑剂、润滑剂及填料等助剂种类、用量、配用对 PVC 的塑化温度,氯化氢气体的分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄 膜的表面透明度与力学性能的影响;b 塑化促进剂、热稳定剂种类、用量、配 用对 PVC 的塑化温度,氯化氢气体的分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压 延超透薄膜的表面透明度与力学性能的影响。 2、生产设备主要内容如下: a 高效精确的原料处理系统;b 压延机控温、热循环系统;c 制品软水 水冷循环系统。 (五)研究结果概述 本项目总投资 80 万元(新增设备建设投资+原材料试验费用) 本项目新增设备及车间整改建设等投资 60 万元,其中申请银行贷款 20 万 元,自有资金 40 万元,向政府部门提出申请拟拨资金 20 万元。 本项目生产纲领:该项目实施后将四辊压延机辊筒温度下降 15,公司锅 炉的导热油的温度从原来的 250下降到 230。从理论数据测算仅能耗方面就 可以比原来节省 8%的成本。另外,PVC 树脂的塑化温度也下降了 15,使 PVC 塑料中的 DOP 增塑剂的析出也减少了,从而改善了制品的透明度和表面的爽滑 感。同时由于缩短了 PVC 树脂的塑化时间,因此产品的生产量也增加了原来的 20%。以上两项累计统计预计每月可减少能耗费用 3 万元人民币。同时产量增加 后每月可多生产 300 吨薄膜,平均每吨 10000 元计算,可实现年产值增加 3600 万元人民币,约增加年利税 80 万元人民币。平均每吨纯利润 200 元计算则每月 纯利润就多了 6 万元人民币。 结论:本项目是 PVC 压延超透薄膜生产线节能减排新工艺、新方法、新技 术。该技术对减少 PVC 压延超透薄膜生产过程中的能源损耗,减少增塑剂有机 物质排放,治理污染,降低生产成本,提高产品质量有着重大的现实意义,是 符合国家节能减排、生态生产政策的新的生产工艺技术。该项目技术属国内先 进,对促进 PVC 压延超透薄膜清洁和生态生产、节省能源、提升 PVC 压延超透 薄膜加工技术水平和竞争实力,促进 PVC 压延超透薄膜行业发展有着十分显著 的社会经济效益。 二 承办单位概述 本项目的承办企业是佛山高明骏宏塑胶有限公司。 佛山高明骏宏塑胶有限公司是一家广东塑料协会副会长级有实力的企业, 是一家专业生产经营各类塑料薄膜、片材、人造革三大系列产品,为现代工、 农业以及家居装修提供新型材料的高新技术生产企业。该企业拥有十几年生 产 PVC 普通压延薄膜、充气膜、高透明 PVC 压延薄膜和高档次的 PVC 压延人 造革丰富实践经验。其生产设备全部采用德国和台湾进口的具有世界先进水 平的四辊压延机、发泡机、印刷表处机、压纹复合机。该公司生产设备齐全、 工艺先进、技术雄厚、产品花色品种多并且质量稳定有保证。本公司是中国 合成革产业基地的核心生产企业,同时也是高明区塑料协会的核心成员企业。 在同行业中,公司的生产规模和竟争能力具有相当的优势。 佛山高明骏宏塑胶有限公司,年产销规模约 0.5 亿元人民币。公司开发 生产的 PVC 压延薄膜、人造革、片材产品曾多次获得省、市的奖励。广东省 重点新产品项目“高透明聚氯乙烯压延薄膜” ,该类产品曾在 2007 年荣获广 东省名牌产品称号。产品畅销全国各地及港澳、欧美等区域,在国内外享有 较高声誉。 三 项目立项依据 (一)项目的目的及意义 PVC 压延超透薄膜是以聚氯乙烯树脂和 DOP 增塑剂为主材料再加入稳定剂 和少量颜料通过高速搅拌混合后由密炼机或行星挤出机塑化后到四辊压延机压 延成型制作而成的。在 PVC 压延超透薄膜产品中,产品的透明度和表面的爽滑 度及晶点和拖尾现象是衡量 PVC 压延超透薄膜质量的重要方面。如果 PVC 树脂 塑化均匀恰当,PVC 压延超透薄膜的透明度就好,晶点和拖尾现象也很少出现。 如果 PVC 树脂的塑化温度控制恰当, PVC 压延超透薄膜中的 DOP 增塑剂析出就 很少,其表面的爽滑度就好很多。同时其弹性和韧性也好、手感也好、不容易 有疲劳痕和死纹。该项目实施后可以减少能源耗用,降低成本。另外节约时间 后可以增加产量来提升我们公司的生产效率。PVC 压延超透薄膜产品在我们的 日常生活中应用十分广泛,如家居生活、制品包装、充气玩具、广告印刷、女 式凉鞋、箱包手袋等很多都要用到 PVC 压延超透薄膜产品。 增塑剂是 PVC 压延超透薄膜生产中的关键成分,是 PVC 软质制品的物理性 能影响最大的助剂,可改善 PVC 的加工性能,并赋予 PVC 制品弹性和柔韧性。 目前,使用的增塑剂品种主要有:DOP 增塑剂(邻苯二甲酸二辛酯);DINP 增塑剂(邻苯二甲酸二异壬酯); DOA 增塑剂 己二酸二(2 一乙基)己酯; 环氧大豆油。其中 DOP 为通用级增塑剂,适用各种加工,为最常用的增塑剂。 在各种增塑剂的配方中,DOP 用量在 80以上,而 DOP 的毒性相对来说,又比 其他三种增塑剂要大。因此,PVC 压延超透薄膜生产过程中产生的增塑剂废气 中的主要污染物为 DOP 增塑剂。 据报道,一条产量为 700Kg/hPVC 压延超透薄膜生产线在生产过程中废气污染物 的产生情况详见表 1【1】 。由表 1 可见,PVC 压延超透薄膜生产过程中产生的废 气量很大,污染物也较严重,其中四辊工序的混合、胶化、混炼、压延四个工 段所产生的废气占 60%。PVC 压延超透薄膜生产时产生的废气主要由氯乙烯单体、 氯化氢气体、增塑剂等组成,其中增塑剂是废气的主要来源。 目前,PVC 压延超透薄膜加工厂对生产过程中产生的废气很少进行有效治 理,一般都采用高空排放。同时,PVC 压延超透薄膜的生产过程中存在高温加 工、能耗大,增塑剂挥发量大、浪费原材料,不生态生产的现象,并导致 PVC 压延超透薄膜生产企业生存能力下降,行业发展前景遭质疑。加之,近几年国 家对企业生产过程中提倡的节能降耗的环保要求越来越强烈,对于改革开放前 沿的广东珠江三角洲企业的二次发展来讲,研究开发节约资源与环境保护的新 技术新材料新工艺,对企业保持持续快速增长,应对国际环境变化所带来的风 险,实现 PVC 压延超透薄膜 产业健康发展具有重要的现实意义和深远的历史意 义。 PVC 压延超透薄膜生产线的节能减排项目是佛山高明骏宏塑胶有限公司针 对目前本公司的 PVC 压延超透薄膜生产高能耗高污染的弊端加以治理。它既是 广东省节能减排综合性工作方案中严格执行的重点项目,又是广东二次改革开 放中环保项目所要求的重点整改工程。PVC 压延超透薄膜生产线的节能减排项 目的主要特点是:在不改变当前 PVC 压延超透薄膜生产方式,综合提高产品质 量的前提下,通过降低 PVC 压延超透薄膜产品的塑化温度,四辊压延机的辊筒 温度由原来 195-200塑化温度下降至 180-185, 。实现减少能耗和降低 有害气体及热能的排放,清洁生产。该项技术目前在国内 PVC 压延超透薄膜生 产行业中还没有采用,其生产工艺技术技术含量高,对国内整个 PVC 压延超透 薄膜生产的清洁化、节能减排有着积极地推动和促进作用。因此,该项目的实 施具有重大的社会经济效益。 表 1. 一条产量为 700Kg/hPVC 压延超透薄膜生产线在生产过程中及废气的产 生情况 工序 废气风量,m3/h 污染物质量浓度,mg/m3 混合 胶化 混炼 压延 发泡 表面打磨 520 48000 48000 48000 108000 16500 含有 PVC、CaCO3 粉尘 146.8 胶化、混炼、压延成型粉尘 138.5, 粉尘 126.5 粉尘 436.4 合计 269020 848.2 (二)国内外技术发展现状与趋势 目前国内外处理 PVC 压延超透薄膜生产线废气污染物主要几种处理技术如 下【1】: 1、静电法治理技术 该法的原理与静电除尘器原理相同,利用电场力去除油烟中的颗粒物和挥 发性有机物质。其基本过程包括气体分子电离、油雾粒子荷电、荷电粒子在电 场力作用下向极板运动,并最终达到极板,从而达到与气体相分离以及清理极 板的目的。静电技术对亚微米颗粒物有很高的捕集效率,可有效地去除细微的 油雾颗粒。同时气体放电过程中产生的臭氧对于气味的去除也有一定的效果。 但是带有黏性的油滴附着在电极和集尘板上,会使电除尘器在运行一段时间后 效果明显劣化,特别是对于收集油雾流动性差的情况,这个问题更加突出。 2、机械控制技术 该法原理是通过强制气流使油烟废气的运动方向发生转折,油烟废气中的 颗粒物在惯性作用下到达沉积面而从气体中分离出来。该法的优点是设备简单, 压降较低(通常为 50200Pa);缺点在于对小颗粒物的去除效率较低,总的去除 效率为 4070,并因机械设施的种类不同而有差异。通常需要和其他类型 净化器结合使用,作为预处理设备。 3、燃烧法控制技术 该法是利用热氧化反应,将油烟废气中的有机物氧化成稳定的无害物质。 根据燃烧过程有无催化剂的加人,可分为直接燃烧法和催化燃烧法。该法的燃 料消耗费用比较大,设备投资大。 以上清洁化生产处理方法均主要依靠改造生产线上的排风装置、能源循环 利用装置、废物回收利用装置加以实现。因此这些技术存在投资大、维修费用 大,原材料使用量大,推广应用较为困难等缺点。 本项目通过在配方中加入塑化促进剂后在生产方式不变的前提下,使PVC树 脂塑化生产工艺由高温(195-200)加工变成低温(180-185)加工,最大 限度降低增塑剂有机物的挥发量,实现节能减排、减少原材料用量,具有投资 小、节能减耗显著的优点。 (三)市场的产业化前景分析 我国 PVC 压延超透薄膜产品最早起步于 50 年代上海塑料制品一厂研制成 功聚氯乙烯薄膜。由 1970 年的 27 家发展到改革开放初期的几十家,到现在具 有规模以上的近 500 多家。现在已经形成各种规模上千家制造企业,该产品广 泛融入现代生活,中国可称之为世界上最大的 PVC 压延超透薄膜 产地国,正在 走向技术强国。2008 年 PVC 压延薄膜产量比上一年增加 22%。 我国 PVC 压延超透薄膜人造革行业的发展主要在长江三角洲和珠江三角洲, 集中在浙江、苏州、广东和福建四省和其他 15 个省市。 PVC 压延超透薄膜的 生产正在向着时尚化功能化方向发展,广泛应用于人们现代化生活。同时 PVC 压延超透薄膜出口量逐年不断增长,我们国内的 PVC 压延超透薄膜出口到世界 50%的国家。 然而,巨大的 PVC 压延超透薄膜生产量相对于目前 PVC 压延超透薄膜生 产高能耗高污染的状态来讲,已产生了发展瓶颈,造成了严重的环境污染,对 我们的生活环境十分不利。只有通过实施 PVC 压延超透薄膜 生产线节能减排项 目,才能使我们 PVC 压延超透薄膜 制造行业有生存空间,才能使我们的生存环 境有所改善。因此 PVC 压延超透薄膜 生产线节能减排项目的推广实施是非常必 要的。该项技术运用实施后可以使 PVC 压延超透薄膜 生产制造企业降低生产成 本,改善 PVC 压延超透薄膜的产品物性,减少有害气体的排放,节约能源,提 升企业的竞争力。该项技术的运用将覆盖国内整个 PVC 压延超透薄膜生产行业, 使 PVC 压延超透薄膜行业成为真正的朝阳工业、安全工业,有力地推动 PVC 压延超透薄膜行业健康的发展,并且为实现全国节能减排的总目标做出重要的 贡献。 四 研究开发内容、方法、技术路线 (一)具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题及技术路线和工艺流程 1、主要研究内容 1.1 PVC 热稳定剂、增塑剂、润滑剂及填料等助剂种类、用量、配用对 PVC 的塑化温度,氯化氢气体的分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄 膜的表面透明度与力学性能的影响 分别研究环保型热稳定剂金属皂类、有机锡类、复合稳定剂,环保型增塑 剂邻苯二甲酸酯类、环氧油酯类、脂肪族二元酸酯类、烷基磺酸酯类,环保型 润滑剂脂肪族酸酯、脂肪族酰胺、氧化聚烯烃、烃类、含氟或含硅化合物配用 对 PVC 树脂塑化时氯化氢气体分解温度、分解速率、分解气量的影响,筛选出 有利于低温快速塑化的 PVC 助剂。 1.2 塑化促进剂、热稳定剂种类、用量、配用对 PVC 的塑化温度,氯化氢气 体的分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明度与力学 性能的影响。 在 1.1 研究内容基础上,配用白色可流动固体粉末状的甲基丙烯酸甲酯与 丙烯酸酯的共聚物(ACR),研究该加工助剂体系的配比对 PVC 树脂的塑化温度、 氯化氢气体的分解温度、分解速率、分解气量和 PVC 压延超透薄膜的表面透明 度与力学性能的影响。通过对 ACR 的加入量的最佳状态的试验,在取的 PVC 压 延超透薄膜的最高表面透明度与最好的力学性能的情况下,确定最优的加工温 度(180-185)范围和 ACR 的最佳加入量的工艺配方。 1.3 高效精确的原料处理系统 采用精确的计量装置、高效的混合研磨装置,使 ACR 塑化促进剂与稳定剂 的研磨到最佳的细度而制定出最优的工艺流程和工艺配方。 1.4 热油炉控温、热循环效率、排放系统 采用精密的电子恒温温控系统来保证热油炉内的动态温度稳定。采用热传 导效率更高热油炉导热油使热能充分利用,同时增加热油泵的功率加快导热油 的流动速度及清洗管道和过滤网来提高导热油的热循环效率。增加四辊工序抽 排的功率,使排放的废气快速抽离到废气处理装置完成气体的净化。使废气处 理效果达到国内同行业中最先进的水平。 1.5 软水处理循环冷却除油系统 采用软水处理循环冷却除油系统,使 PVC 压延超透薄膜经过水槽后将析出 在薄膜表面的 DOP 增塑剂游离到水面上,再通过分离悬浮在水面上油污来提高 PVC 压延薄膜的透明度。 配置 ACR 塑化促进剂体系的技术路线及生产工艺流程: 称量原材料 高速混合 研磨 包装 180- 185温度区间(低温)快速促进塑化的 PVC 加工助剂。即是:按配方准确称 量 ACR 塑化促进剂体系,在高速混合机中充分混合均匀,然后在研磨机(球磨 机、三辊机)中研磨细化混合物,出料包装,得到快速促进塑化的 PVC 加工助 剂。 2.2PVC 压延超透薄膜生产线节能减排生产设备需解决的关键技术 为了实现 PVC 树脂在 180-185,短时间内快速塑化,须严格控制原料组 成计量、塑化作用、压延温度与速率、废气的分解速率与温度,并清除净化废 气。通过改良采用精密的电子恒温温控系统和增加四辊工序抽排的功率,使排 放的废气快速抽离到废气处理装置完成气体的净化来提高生产设备的温控准确 度、空气循环效能和净化气体效果。 (二)项目的特色和创新突破点 1、采用 ACR 塑化促进剂加入到超透薄膜配方中,可以明显改善 PVC 树脂的 熔体流动性、热变形性及制品表面光泽等特性. 其主要作用机理如下。 促进凝胶化:在 PVC 树脂中加入加工助剂,如果由外部加热而产生剪切时, 被 PVC 树脂包围的加工助剂首先熔融,起到使树脂相互粘接的功能,同时还将 外部的剪切力传递给树脂,结果促进了凝胶化。 促过 PVC 树脂塑化:ACR 与 PVC 有良好的相容性,其料粒可以填充并扩散到 PVC 多重粒子的空隙中,在 混合或混练过程中产生较大的内摩擦力,促进 PVC 多重粒子的破碎和熔融,因 而缩短了塑化时间。以达到最大扭矩的时间表征凝胶化和塑化速度。可见,ACR 仅添加极少量就有显著的效果。由于塑化好,使制品的均匀性也得到了改善。 提高 PVC 热态伸长率:由于 ACR 的加入,ACR 与 PVC 大分子问高度缠绕, 松弛速度减慢,提高了 PVC 热态伸长率,使成型温度区加宽,制品壁厚均匀, 不易开裂。 显示橡胶弹性:ACR 和 PVC 有着优良的相容性且分子量很高。 为此,当加入 ACR 在 PVC 中进行混练时,ACR 与 PVC 分子发生缠绕,从而显示 出类似橡胶的弹性。此弹性有助于加工性能的改良。因此通过快速塑化
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