En el context de la crisi energètica mundial i els objectius de neutralitat de carboni, la indústria del plàstic està sota una pressió sense precedents per reduir el consum d'energia i les emissions de carboni. Els gots de plàstic, com a productes que consumeixen una gran quantitat de diners a la vida diària, són especialment vulnerables al consum d'energia i a les emissions de carboni durant la producció. D'acord amb l'última tendència de desenvolupament tecnològic de la línia de producció de gots de plàstic i casos pràctics de la indústria, el document explora sistemàticament el camí d'estalvi d'energia-i estalvi d'energia- línia de producció de gots de plàstic per oferir una solució operativa per a la transformació verda de la indústria.
1.Optimització del procés bàsic: Redueix el consum d'energia en origen.
1.1 Control de precisió dels paràmetres d'emmotllament per injecció
L'emmotllament per injecció és el procés bàsic de la producció de gots de plàstic, que representa més del 60%% del consum d'energia de tota la línia de producció. Mitjançant l'optimització dels paràmetres de pressió i temps, es pot aconseguir un notable estalvi d'energia alhora que es garanteix la qualitat dels productes. Per exemple, l'ús de la retenció de pressió en diverses-etapes combinada amb sistemes intel·ligents de control de pressió pot reduir el consum d'energia entre un 20 i un 30 per cent. L'estudi de cas mostra que quan la pressió es redueix de 120 MPa a 90 MPa i el consum d'energia per mode es redueix de 0,18 kW·h a 0,13 kW·h, la taxa de qualificació del producte augmenta un 5 per cent.
L'optimització del sistema de refrigeració és un altre avenç important. Els sistemes de refrigeració d'aire tradicionals utilitzen més energia, però canviar a sistemes de refrigeració d'aigua amb torres de refrigeració de bucle tancat- pot reduir el consum d'energia de refrigeració en més d'un 40%. En un cas de renovació de línia, el temps de refrigeració es va reduir en un 35 35% optimitzant els dissenys dels canals d'aigua del motlle i utilitzant medis de refrigeració nanofluids, i el cicle del motlle es va reduir de 18 segons a 12 segons, estalviant 120.000 kW · h d'electricitat per any.
1.2 Augment de l'eficiència dels processos d'extrusió
Per als modes de producció de cos de tassa i tapa fabricats per separat, el potencial d'estalvi d'energia en el procés d'extrusió és gran. L'adopció del cargol de pas variable en lloc del cargol de pas constant convencional pot millorar l'eficiència de la plastificació entre un 15% i un 20%. Una empresa ha optimitzat la distribució de la temperatura entre les zones de calefacció per evitar el sobreescalfament local i el malbaratament d'energia, i combinat amb sistemes intel·ligents de control de temperatura per a l'ajust dinàmic de la potència, el consum d'energia per unitat de producte s'ha reduït de 0,32 kW·h/kg a 0,25 kW·h/kg.
2. Actualitzacions d'equips i transformació intel·ligent
2.1 Introducció de sistemes de potència eficients
L'eficiència de conversió d'energia de les màquines d'emmotllament per injecció hidràuliques tradicionals només és del 60%-70%, mentre que la de les màquines d'emmotllament per injecció totalment elèctriques impulsades directament per servomotors pot arribar al 90%. Una empresa va substituir les 12 premses hidràuliques per models purament elèctriques, reduint el consum anual d'electricitat de 4,8 milions de kW·h a 2,8 milions de kW·h, una taxa d'eficiència del 42%. En el cas del sistema hidràulic, la combinació de la regulació de la velocitat de conversió de freqüència i l'oli hidràulic de baixa pressió pot reduir el consum d'energia del sistema del sistema hidràulic en un 25%-30%.
2.2 Integració de sistemes de control intel·ligents
Els paràmetres de producció es poden optimitzar en temps real mitjançant el desplegament de sistemes de sistemes de control distribuïts (DCS) i sistemes d'execució de fabricació (MES). Després de la introducció de l'algorisme d'intel·ligència artificial, una línia de producció va ajustar automàticament paràmetres com la velocitat d'injecció i el temps d'aïllament segons el rendiment de la matèria primera, la temperatura ambient, etc., reduint la variació del consum d'energia per unitat de producte de ±8% a ±2%. En combinació amb els sistemes de manteniment predictiu, les taxes de fallada dels equips es van reduir en un 40% i el temps d'inactivitat no planificat es va reduir en un 60%.
2.3 Construir sistemes de recuperació de calor residual
La producció de gots de plàstic produeix una gran quantitat de calor residual substancial, la dissipació de calor del barril de l'extrusora i la calefacció hidràulica produeixen el 30% de l'energia calorífica total de baix grau-. La calor es pot utilitzar per al preescalfament de matèries primeres o per a la calefacció del taller mitjançant la instal·lació d'un dispositiu de recuperació de calor residual. La pràctica d'una empresa va demostrar que el consum de gas natural disminueix un 25% i que s'estalvien 120 tones de carbó estàndard anualment després de posar en funcionament el sistema de recuperació de calor residual.
3. Optimització de l'estructura energètica i aprofitament d'energies renovables
3.1 Solucions alternatives d'energia neta
La instal·lació d'un sistema fotovoltaic (PV) al sostre de la planta, combinat amb un model d'"auto{0}}generació, electricitat excedent a la xarxa", pot cobrir entre el 30% i el 40% de la demanda elèctrica de la línia de producció. La central fotovoltaica de 5 MW d'una empresa genera 6 milions de quilowatts hora d'electricitat a l'any, equivalent a 4.800 tones d'emissions de diòxid de carboni. El gas de síntesi de la piròlisi de plàstic residual es pot utilitzar com a font d'energia de biomassa per al combustible de la caldera i així successivament per realitzar el reciclatge d'energia.
3.2 Mesures d'optimització de la qualitat energètica
La instal·lació de filtres de potència activa (APF) i restauradors de tensió dinàmica (DVR) poden eliminar les fluctuacions de tensió i les interferències harmòniques i millorar l'eficiència del funcionament de l'equip. Com a resultat de la renovació, el factor de potència elèctrica d'una línia de producció es va incrementar de 0,78 a 0,95 i la taxa de càrrega del transformador es va reduir un 18%, estalviant 150.000 kW·h d'electricitat per any.
4. Substitució de matèries primeres i disseny lleuger
4.1 Aplicació de materials de base biològica
Els processos tradicionals de producció de polietilè (PE) i polipropilè (PP) tenen més emissions de carboni, mentre que els plàstics biodegradables com l'àcid polilàctic (PLA) tenen una intensitat d'emissió de carboni un 40% menor. Una empresa ha desenvolupat compostos de fibra de bambú/PLA que van reduir el pes d'una sola tassa de 8 grams a 6 grams, mantenint la força de la tassa, reduint el consum de matèries primeres en un 25% i el consum d'energia de producció en un 18%.
4.2 Disseny d'Optimització Estructural
Mitjançant l'ús de la tecnologia de simulació CAE, s'optimitza la distribució del gruix de la paret de la copa i s'aconsegueix l'aprimament del material amb la condició de garantir les propietats mecàniques. Mitjançant el disseny d'optimització topològica, una empresa va reduir el gruix de la part inferior de la tassa d'1,2 mm a 0,9 mm, reduint la quantitat de matèria primera utilitzada per tassa en un 20% i el cicle d'emmotllament per injecció en un 15%. Combinada amb la tecnologia d'extrusió multi-co-capes, la capa d'aïllament d'aire es pot formar a la paret de la tassa, cosa que pot millorar el rendiment d'aïllament en un 30% i reduir l'ús de materials.
V. Valorització de residus i aprofitament dels recursos
5.1 Sistema de reciclatge de material Edge
Configureu la línia de reciclatge integrada de modificació de la-neteja-granulació-de la trituradora per convertir el material lateral de l'emmotllament per injecció en partícules regenerades. Afegint entre un 20 i un 30 per cent de material reciclat, els costos de les matèries primeres es poden reduir entre un 15 i un 20 per cent sense comprometre la qualitat del producte. La pràctica d'una empresa va demostrar que les tasses fetes amb materials reciclats mantenien un 92% de resistència a la tracció i un 88% de resistència a l'impacte en comparació amb les tasses fetes amb matèries primeres.
Tecnologies{0}}d'estalvi d'energia per als gasos d'escapament
El tractament amb compostos orgànics volàtils (COV) durant l'emmotllament per injecció és el focus de conservació d'energia. Mitjançant l'ús de la tecnologia de concentració del rotor de zeolita + combustió catalítica, el gas d'escapament de baixa concentració -es pot concentrar 20 vegades abans del tractament i l'eficiència de recuperació tèrmica pot ser superior al 85%. Després de la renovació, una empresa va reduir el seu consum de gas en un 60% i el cicle de substitució del catalitzador es va ampliar a 2 anys, estalviant 400.000 iuans a l'any en costos operatius.
6. Gestió col·laborativa de la cadena de subministrament verda
6.1 Baixa-carbonització de matèries primeres aigües amunt
Exigir dades de la petjada de carboni als proveïdors i prioritzar l'obtenció de matèries primeres produïdes amb electricitat verda. Una empresa ha establert un sistema d'avaluació de la petjada de carboni dels proveïdors per reduir la intensitat d'emissions de matèries primeres en un 12% i el consum d'energia logística en un 15% mitjançant la compra centralitzada.
6.2 Optimització logística downstream
El nou algorisme d'optimització de rutes i vehicles de transport d'energia s'utilitza per reduir el consum d'energia de distribució. 1 substituint els camions dièsel per furgonetes elèctriques mitjançant sistemes de despatxos intel·ligents, reduint les emissions de carboni del transport en un 70 per cent i reduint l'ocupació de vehicles del 25 per cent al 10 per cent.
7. Vies d'implantació i avaluació de beneficis
7.1 Estratègia de transformació per fases
D'acord amb el principi de "necessitat urgent i benefici de la gent", les empreses s'han de guiar per implementar el sistema per etapes: durant el primer any, haurien de completar el sistema d'estalvi d'energia{0}}equipament i recuperació de calor residual, amb un període d'amortització previst de 2-3 anys; el segon any, haurien de promoure la substitució d'energia neta i la millora intel·ligent, amb una reducció de la intensitat del consum d'energia en més d'un 20%; i el tercer any, haurien d'establir un sistema de cadena de subministrament verda per aconseguir l'objectiu de reduir les emissions de carboni al llarg del seu cicle de vida.
7.2 Anàlisi Integrada de Beneficis
Per a les empreses que produeixen 100 milions de gots de plàstic a l'any, la implementació integral d'aquestes mesures permetrà estalviar 8 milions de kW·h d'electricitat, 6.400 tones d'emissions de diòxid de carboni, 3 milions de iuans en costos de matèries primeres i 3 milions de iuans en costos d'eliminació de residus per any. Tot i que la inversió inicial serà d'uns 20 milions de dòlars, els ingressos de la conservació d'energia i els ingressos del comerç de carboni es poden recuperar en 4 o 5 anys.
Conclusió:
Per reduir el consum energètic delínia de producció de gots de plàstic, s'ha d'adoptar un enfocament sistemàtic des dels aspectes d'optimització de processos, actualitzacions d'equips, gestió energètica, substitució de matèries primeres i reciclatge de residus. Amb la introducció de solucions innovadores com la tecnologia de control intel·ligent, alternatives d'energia neta i un disseny lleuger, les empreses poden reduir significativament els costos operatius, millorar la competitivitat del mercat i establir un punt de referència per a la transformació ecològica de la indústria. En el context de l'objectiu dels objectius de neutralitat de carboni, l'estalvi d'energia s'ha convertit en l'única manera de sobreviure i créixer de la indústria del plàstic, i la innovació contínua és clau per guanyar el mercat del futur.
