Ülemaailmse energiakriisi ja süsinikuneutraalsuse eesmärkide taustal on plastitööstus enneolematu surve all vähendada energiatarbimist ja süsinikdioksiidi heitkoguseid. plasttopsid kui tooted, mis kulutavad igapäevaelus tohutult raha, on tootmise käigus energiatarbimise ja süsinikdioksiidi heitkoguste suhtes eriti tundlikud. Vastavalt plasttopside tootmisliini uusimale tehnoloogia arengutrendile ja tööstuse praktilistele juhtumitele uurib paber süstemaatiliselt energia-säästu ja energiasäästu-teed. plasttopside tootmisliin pakkuda toimivat lahendust tööstuse roheliseks ümberkujundamiseks.
1. Põhiprotsessi optimeerimine: vähendage energiatarbimist allika juures.
1.1 Survevalu parameetrite täppisjuhtimine
Survevalu on plasttopside tootmise põhiprotsess, mis moodustab üle 60%% kogu tootmisliini energiatarbimisest. Rõhu- ja ajaparameetrite optimeerimisega on võimalik saavutada märkimisväärne energiasääst, tagades samal ajal toodete kvaliteedi. Näiteks võib mitmeastmelise rõhu säilitamise kasutamine koos intelligentsete rõhureguleerimissüsteemidega vähendada energiatarbimist 20–30 protsenti. Juhtumiuuring näitab, et kui rõhku vähendatakse 120 MPa-lt 90 MPa-le ja energiatarbimist režiimi kohta 0,18 kW·h-lt 0,13 kW·h-ni, suureneb toote kvalifitseerimise määr 5 protsenti.
Jahutussüsteemi optimeerimine on veel üks oluline läbimurre. Traditsioonilised õhkjahutussüsteemid kasutavad rohkem energiat, kuid suletud -ahelaga jahutustornidega vesijahutussüsteemidele üleminek võib vähendada jahutusenergia tarbimist üle 40%. Ühe liini renoveerimise puhul vähendati jahutusaega 35 35% võrra, optimeerides hallitusseente veekanalite paigutust ja kasutades nanofluid-jahutuskeskkonda, ning vormitsüklit vähendati 18 sekundilt 12 sekundile, säästes aastas 120 000 kW · h elektrienergiat.
1.2 Ekstrusiooniprotsesside tõhususe suurendamine
Eraldi toodetud tassi korpuse ja kaane tootmisrežiimide puhul on ekstrusiooniprotsessi energiasäästupotentsiaal suurepärane. Muutuva sammuga kruvi kasutamine tavapärase konstantse sammuga kruvi asemel võib parandada plastifitseerimise efektiivsust 15–20%. Üks ettevõte on optimeerinud temperatuuri jaotust küttetsoonide vahel, et vältida kohalikku ülekuumenemist ja energia raiskamist, ning koos intelligentsete temperatuurijuhtimissüsteemidega dünaamilise võimsuse reguleerimiseks on energiatarbimist tooteühiku kohta vähendatud 0,32 kW·h/kg-lt 0,25 kW·h/kg-le.
2. Seadmete uuendamine ja intelligentne ümberkujundamine
2.1 Tõhusate elektrisüsteemide juurutamine
Traditsiooniliste hüdrauliliste survevalumasinate energia muundamise efektiivsus on vaid 60%-70%, samas kui otse servomootoritega töötavate täiselektriliste survevalumasinate oma võib ulatuda 90% -ni. Üks ettevõte asendas kõik 12 hüdraulilist pressi puhtelektriliste mudelite vastu, vähendades aastane elektritarbimine 4,8 miljonilt kW·h-lt 2,8 miljonile kW·h-le, mis on 42% efektiivsus. Hüdraulikasüsteemi puhul võib sagedusmuunduri kiiruse reguleerimise ja madala rõhuga hüdroõli kombinatsioon vähendada hüdrosüsteemi energiatarbimist 25% -30%.
2.2 Intelligentsete juhtimissüsteemide integreerimine
Tootmisparameetreid saab reaalajas optimeerida hajutatud juhtimissüsteemide (DCS) ja tootmise täitmissüsteemide (MES) juurutamise abil. Pärast tehisintellekti algoritmi kasutuselevõttu kohandas tootmisliin automaatselt selliseid parameetreid nagu sissepritse kiirus ja isolatsiooniaeg vastavalt tooraine jõudlusele, ümbritseva õhu temperatuurile ja nii edasi, vähendades energiatarbimise varieerumist tooteühiku kohta ±8%-lt ±2%-le. Koos ennustavate hooldussüsteemidega vähenes seadmete rikete määr 40% ja planeerimata seisakud 60%.
2.3 Ehitada heitsoojuse taaskasutussüsteeme
Plasttopside tootmine toodab palju heitsoojust, ekstruuderi tünnide soojuse hajumine ja hüdrauliline kuumutamine toodavad 30% kogu madala kvaliteediga soojusenergiast. Soojust saab kasutada tooraine eelsoojendamiseks või töökoja kütteks, paigaldades soojustoru heitsoojuse taaskasutaja. Ühe ettevõtte praktika näitas, et maagaasi tarbimine väheneb 25% ja aastas säästetakse pärast jääksoojuse taaskasutamise süsteemi kasutuselevõttu 120 tonni tavalist kivisütt.
3. Energiastruktuuri optimeerimine ja taastuvenergia kasutamine
3.1 Puhta energia alternatiivsed lahendused
Fotogalvaanilise (PV) süsteemi paigaldamine jaama katusele koos mudeliga "automaatne-tootmine, elektrienergia ülejääk võrku" suudab rahuldada 30–40% tootmisliini elektrivajadusest. Ühe ettevõtte 5 MW fotogalvaaniline elektrijaam toodab 6 miljonit kilovatt-tundi elektrit aastas, mis võrdub 4800 tonni süsinikdioksiidi heitkogustega. Plastist pürolüüsi sünteesigaasi saab kasutada biomassi energiaallikana katla kütusena ja nii edasi energia ringlussevõtuks.
3.2 Toitekvaliteedi optimeerimise meetmed
Installitud aktiivvõimsusfiltrid (APF) ja dünaamilised pinge taastajad (DVR) võivad kõrvaldada pinge kõikumised ja harmoonilised häired ning parandada seadmete töö tõhusust. Uuenduse tulemusena tõsteti ühe tootmisliini elektrivõimsustegur 0,78-lt 0,95-le ja trafo koormusastet vähendati 18%, säästes 150 000 kW·h elektrit aastas.
4. Tooraine asendamine ja kerge disain
4.1 Biopõhiste materjalide kasutamine
Traditsiooniliste polüetüleeni (PE) ja polüpropüleeni (PP) tootmisprotsesside süsinikuemissioonid on suuremad, samas kui biolagunevate plastide, näiteks polüpiimhappe (PLA) süsinikuemissiooni intensiivsus on 40% väiksem. Üks ettevõte on välja töötanud PLA/bambuskiust komposiitmaterjalid, mis vähendasid ühe tassi kaalu 8 grammilt 6 grammile, säilitades samal ajal tassi tugevuse, vähendades toorainekulu 25% ja tootmise energiatarbimist 18%.
4.2 Struktuuri optimeerimise disain
CAE simulatsioonitehnoloogia abil optimeeritakse tassi seina paksuse jaotus ja saavutatakse materjali hõrenemine tingimusel, et on tagatud mehaanilised omadused. Topoloogilise optimeerimise abil vähendas üks ettevõte tassi põhja paksust 1,2 mm-lt 0,9 mm-le, vähendades topsis kasutatava tooraine kogust 20% ja survevalutsüklit 15%. Koos mitme-kihilise ko-ekstrusioonitehnoloogiaga saab topsi seina moodustada õhuisolatsioonikihi, mis võib parandada isolatsioonivõimet 30% ja vähendada materjalide kasutamist.
V. Jäätmete taaskasutamine ja ressursside kasutamine
5.1 Edge materjali ringlussevõtu süsteem
Seadistage purustaja-puhastus-granuleerimise-modifikatsiooni integreeritud ringlussevõtuliin, et muuta survevalu külgmaterjal regenereeritud osakesteks. Lisades 20–30 protsenti taaskasutatud materjali, saab toorainekulusid vähendada 15–20 protsenti, ilma et see kahjustaks toote kvaliteeti. Ühe ettevõtte praktika näitas, et taaskasutatud materjalidest valmistatud tassid säilitasid 92% tõmbetugevuse ja 88% löögitugevuse võrreldes toorainest valmistatud tassidega.
Energiasäästlikud tehnoloogiad-heitgaaside jaoks
Lenduvate orgaaniliste ühendite (VOC) töötlemine survevalu ajal on energia säästmise keskmes. Kasutades tseoliidi rootori kontsentratsiooni + katalüütilise põlemise tehnoloogiat, saab madala kontsentratsiooniga heitgaase kontsentreerida 20 korda enne töötlemist ja termilise taastumise efektiivsus võib olla üle 85%. Pärast uuendamist vähendas üks ettevõte oma gaasitarbimist 60% ja katalüsaatori vahetustsüklit pikendati 2 aastani, säästes tegevuskuludelt 400 000 jüaani aastas.
6. Rohelise tarneahela koostööjuhtimine
6.1 Madal-Varasemate toorainete karboniseerumine
Nõudke tarnijatelt süsiniku jalajälje andmeid ja seadke prioriteediks rohelise elektri abil toodetud tooraine hankimine. Üks ettevõte on loonud tarnijate süsiniku jalajälje hindamissüsteemi, et vähendada tsentraliseeritud hangete kaudu tooraine emissiooni intensiivsust 12% ja logistika energiatarbimist 15%.
6.2 Järelvoolu logistika optimeerimine
Uut energiatranspordisõidukit ja marsruudi optimeerimise algoritmi kasutatakse energiajaotuse tarbimise vähendamiseks. 1, asendades diiselveokid elektrikaubikutega intelligentsete dispetšersüsteemide abil, vähendades transpordi süsinikdioksiidi heitkoguseid 70 protsenti ja sõidukite vakantsi 25 protsendilt 10 protsendile.
7. Rakendusviisid ja kasu hindamine
7.1 Etapiviisiline ümberkujundamise strateegia
Vastavalt põhimõttele "kiire vajadus ja inimestele kasu" tuleks ettevõtteid suunata süsteemi juurutama etapiviisiliselt: esimesel aastal peaksid nad valmis ehitama seadmete energia-säästu ja heitsoojuse taaskasutamise süsteemi, mille eeldatav tasuvusaeg on 2-3 aastat; teisel aastal peaksid nad edendama puhta energia asendamist ja arukat ajakohastamist, vähendades energiatarbimise intensiivsust rohkem kui 20% võrra; ja kolmandal aastal peaksid nad looma rohelise tarneahela süsteemi, et saavutada eesmärk vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid kogu nende elutsükli jooksul.
7.2 Integreeritud eeliste analüüs
Aastas 100 miljonit plasttopsi tootvate ettevõtete jaoks säästab nende meetmete terviklik rakendamine 8 miljonit kW·h elektrit, 6400 tonni süsinikdioksiidi heitkoguseid, 3 miljonit jüaani toorainekulusid ja 3 miljonit jüaani jäätmekäitluskulusid. Kuigi esialgne investeering on umbes 20 miljonit dollarit, saab energiasäästu ja süsinikdioksiidi kauplemisest saadava tulu tagasi 4–5 aastaga.
Järeldus:
Energiatarbimise vähendamiseksplasttopside tootmisliin, tuleks protsessi optimeerimise, seadmete uuendamise, energiahalduse, tooraine asendamise ja jäätmete ringlussevõtu aspektidest lähtuvalt kasutada süstemaatilist lähenemist. Uuenduslike lahenduste, nagu intelligentne juhtimistehnoloogia, puhta energia alternatiivid ja kerge disain, kasutuselevõtuga saavad ettevõtted oluliselt vähendada tegevuskulusid, parandada turu konkurentsivõimet ja seada tööstuse keskkonnasäästlikule ümberkujundamisele etalon. Süsinikneutraalsuse eesmärkide kontekstis on energiasäästmisest saanud plastitööstuse ainus viis ellu jääda ja kasvada ning pidev innovatsioon on tuleviku turu võitmisel võtmetähtsusega.
