Ανάκτηση PVC από χρησιμοποιημένα δάπεδα με Επιλεκτική Διάλυση/Ανακαταβύθιση και χρήση συστημάτων μερικώς αναμίξιμων διαλυτών/ αντιδιαλυτών

Παρασκευά, Ανδρέας; Paraskeva, Andreas

dc.contributor.author	Παρασκευά, Ανδρέας	el
dc.contributor.author	Paraskeva, Andreas	en
dc.date.accessioned	2017-01-18T13:41:39Z
dc.date.available	2017-01-18T13:41:39Z
dc.date.issued	2017-01-18
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44232
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13554
dc.rights	Default License
dc.subject	Επιλεκτική διάλυση/ανακαταβύθιση	el
dc.subject	Χρησιμοποιημένα δάπεδα	el
dc.subject	Πλαστικά	el
dc.subject	Ανακύκλωση	el
dc.subject	PVC	en
dc.subject	Recycling	en
dc.subject	Selective dissolution precipitation	en
dc.subject	Used flooring	en
dc.subject	Plastics	en
dc.title	Ανάκτηση PVC από χρησιμοποιημένα δάπεδα με Επιλεκτική Διάλυση/Ανακαταβύθιση και χρήση συστημάτων μερικώς αναμίξιμων διαλυτών/ αντιδιαλυτών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική τεχνολογία και μηχανική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/26ef8a85171bd6096109bf5b78a055756bca69b8
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-10-03
heal.abstract	Η βιομηχανία των πλαστικών έχει αναπτυχθεί σημαντικά μετά από την εύρεση των διαφόρων οδών παραγωγής πολυμερών από πετροχημικές ύλες. Τα πλαστικά, παρουσιάζουν σημαντικά οφέλη σε σχέση με άλλους τύπους υλικών όπως καλή μηχανική αντοχή, χαμηλό κόστος, χαμηλό βάρος, αντοχή, δεν διαβρώνονται κ.α. συνεπάγοντας έτσι στην αύξηση της ζήτησης τους. Οι περισσότεροι τύποι πλαστικών δεν είναι βιοαποικοδομήσιμοι κάτι το οποίο προκαλεί ανησυχίες σήμερα και οδηγεί στην ανάγκη ανακύκλωσης τους. Το PVC είναι ένα θερμοπλαστικό πολυμερές με ευρεία γκάμα εφαρμογών και μηχανικών ιδιοτήτων ανάλογα με τη χρήση του, το οποίο διαφοροποιείται από τα υπόλοιπα πολυμερή στην ικανότητα του να είναι είτε εύκαμπτο ή άκαμπτο PVC. Η ευκαμψία η οποία συνεπάγεται την εύκολη διαμόρφωση και την μαλακότητα του υλικού, προσδίδεται στο PVC με την προσθήκη χημικών ουσιών και συγκεκριμένα πλαστικοποιητών όπως οι φθαλικοί εστέρες. Ορισμένοι από τους πλαστικοποιητές που χρησιμοποιούνται είναι τοξικοί και καρκινογόνοι για τον ανθρώπινο οργανισμό. Η επικινδυνότητα των πλαστικοποιητών αυτών για την ανθρώπινη υγεία οδήγησε στη κατάργηση τους σύμφωνα με το κανονισμό REACH. Για την απομάκρυνσή τους από ήδη υπάρχοντα προϊόντα PVC, η μέθοδος της Επιλεκτικής Διάλυσης/Ανακαταβύθισης (ΕΔΑ) αποτελεί μια επιτυχημένη τεχνολογία ανάκτησης του πολυμερούς χωρίς πλαστικοποιητές. Η μέθοδος της ΕΔΑ ανήκει στη δευτερογενή κατηγορία ανακύκλωσης και πλεονεκτεί έναντι άλλων μεθόδων ανακύκλωσης πολυμερών καθώς διατηρεί την προστιθέμενη κατά τον πολυμερισμό αξία. Ωστόσο, η μέθοδος της ΕΔΑ χρησιμοποιεί διαλύτες και αντιδιαλύτες τοξικούς, πτητικούς και εύφλεκτους επιβάλλοντας τη λήψη επιπρόσθετων μέτρων ασφαλείας. Κατά την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της ΕΔΑ ελαφρώς τροποποιημένη από τη πρότυπη στις επιμέρους διεργασίες για την ανάκτηση PVC από χρησιμοποιημένα δάπεδα διαχωρίζοντας ταυτόχρονα τις φθαλικές ενώσεις από το προϊόν. Για την ανακύκλωση των πλακιδίων με τη τεχνική της ΕΔΑ, χρησιμοποιήθηκε ένα μερικώς αναμίξιμο σύστημα διάλυσης/καταβύθισης αποτελούμενο από έναν οργανικό διαλύτη και έναν ανόργανο αντιδιαλύτη (ΜΕΚ/Νερό). Κύριος στόχος της εργασίας ήταν η εξέταση της εφικτότητας της διεργασίας ως προς την ανάκτηση και τη ποιότητα του προϊόντος αλλά και την ενεργειακή κατανάλωση και οικονομικότητα της διεργασίας με τη χρήση μερικώς αναμίξιμων συστημάτων διάλυσης/αντιδιάλυσης. Για την επίτευξη των στόχων της εργασίας, πραγματοποιήθηκε μια σειρά προκαταρκτικών πειραμάτων για τη διερεύνηση και τον προσδιορισμό βασικών παραμέτρων της διεργασίας που επιδρούν στην εφικτότητα της αλλά και στην ανάκτηση τελικού προϊόντος. Έπειτα, πραγματοποιήθηκαν δύο ενιαία πειράματα βάσει των αποτελεσμάτων των προκαταρκτικών πειραμάτων για τον προσδιορισμό της απόδοσης της διεργασίας με μερικώς αναμίξιμα συστήματα διάλυσης/αντιδιάλυσης αλλά και για τον έλεγχο τυχόν προβλημάτων που ίσως παρουσιαστούν κατά τη διεργασία αποκλίνοντας από τα αποτελέσματα των προκαταρκτικών πειραμάτων. Στο 1ο πείραμα, το οποίο ήταν περισσότερο ενδεικτικό για την εφαρμογή της όλης διεργασίας και τον προσδιορισμό της απόδοσης της διεργασίας δεν πραγματοποιείται καμία τροποποίηση από τη πρότυπη. Το 2ο πείραμα που ήταν και το πείραμα αναφοράς, πραγματοποιείται τροποποίηση στις επιμέρους διεργασίες με στόχο την μέγιστη ανάκτηση τελικού προϊόντος και την ελαχιστοποίηση της ενεργειακής κατανάλωσης της διεργασίας. Για την διερεύνηση της βιωσιμότητας της τεχνολογίας, υλοποιήθηκε οικονομική αξιολόγηση της διεργασίας, με στόχο τον υπολογισμό του κόστους που θα προκύψει σε βιομηχανικής κλίμακας μονάδες. Η αξιολόγηση είναι παραμετροποιημένη από κρίσιμες για την εφικτότητα και την οικονομική βιωσιμότητα παραμέτρους που προέκυψαν από τα πειραματικά αποτελέσματα. Από την πειραματική διαδικασίας προέκυψε ότι η τροποποιημένη μέθοδος της ΕΔΑ οδηγεί σε μεγαλύτερη ανάκτηση τελικού προϊόντος. Επίσης, η κύρια παράμετρος που επιδρά στην ανάκτηση του τελικού προϊόντος είναι η έκπλυση των αδιάλυτων στερεών ενώ η ποιότητα του τελικού προϊόντος επηρεάζεται κυρίως από την επανάληψη της Διάλυσης/ανακαταβύθισης του προϊόντος και από την αποτελεσματικότητα της διήθησης του ανακτημένου πολυμερούς. Σύμφωνα με την τρέχουσα τιμή της αγοράς του καθαρού PVC η διεργασία της ΕΔΑ είναι βιώσιμη για μονάδες με δυναμικότητα μεγαλύτερη των 50.000 tn/yr. Για την αύξηση της απόδοσης της διεργασίας και την περαιτέρω μείωση του κόστους του προϊόντος θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν ορισμένες ενέργειες: • Να διερευνηθεί εις βάθος η όλη διεργασία και οι παράμετροι που την επηρεάζουν με στόχο την αριστοποίηση της διεργασίας • Να γίνει αριστοποίηση του σχεδιασμού της μονάδας και καλύτερη εκτίμηση των οικονομικών δεδομένων αξιοποιώντας παράλληλα το ρεύμα των πλαστικοποιητών που δημιουργούνται.	el
heal.abstract	The plastics industry has developed significantly after finding various manufacturing routes of polymers of petrochemical materials. Plastic, present significant advantages over other types of materials such as good mechanical strength, low cost, light weight, strength, are corrosion resistant, etc. thus entailing an increase in their demand. Most types of plastic is not biodegradable something that causes concern today and leads to the need to recycle. PVC is a thermoplastic polymer with a broad range of applications and mechanical properties depending on its use, which differs from the other polymers in the ability to be either flexible or rigid PVC. The flexibility which entails easy configuration and softness of the material, is imparted to the PVC by addition of chemicals and in particular of plasticizers such as phthalates. Some of the plasticizers used, are toxic and carcinogenic for humans. The risk of these plasticizers to human health led to the repeal in accordance with REACH. Also, for their isolation from existing products, the process of Selective Dissolution/Precipitation is a successful technology which recovers polymer without plasticizers. The Selective Dissolution/Precipitation method belongs in the secondary recycling category and advantageous over other methods on recycling polymer mixtures while retaining the added value during polymerization. However, the method of Selective Dissolution/Precipitation uses solvents and anti-solvents toxic, volatile and flammable forcing taking additional security measures and in case of any losses of them, the replacement cost is very high. When preparing the thesis, the Selective Dissolution/Precipitation method used slightly modified from standard to individual processes for the recovery of PVC from waste floors and separating at the same time phthalates on the product. For recycling the floor waste with the Selective Dissolution/Precipitation technique, it was used a partially miscible dissolution / precipitation system with an organic solvent and an inorganic anti-solvent (MEK / Water). The main objective of the study was to examine the feasibility of the process for recovery, product quality, energy consumption of the process and the economic feasibility, using partially miscible dissolution /precipitation systems.To achieve the objectives of the work, a series of preliminary experiments have taken place for the investigation and identification of key process parameters that impact the feasibility of the process and the final product recovery. Then, two single experiments have been performed, based on the results of preliminary experiments to determine the process performance with partially miscible dissolution /precipitation systems and to check for problems that may occur during the process deviating from the results of preliminary experiments. In the first experiment, which was more indicative for the implementation of the whole process and the identification of process performance, no modifications have been made from the standard model. The second experiment which was the control experiment, it had been modified on individual processes aimed at maximum recovery of final product and minimizes energy consumption of the process.To investigate the viability of the technology, a financial evaluation of the process was implemented in order to calculate the costs arising in industrial scale plants. Evaluation is parameterized by critical for feasibility and economic viability parameters obtained from experimental results. From the experimental procedure proved that the modified method of Selective Dissolution/Precipitation, leads to a higher final product recovery. Also, the main parameter that affects the recovery of the final product is the washing of the undissolved solids while the quality of the final product is influenced by the repetition of Dissolution/Precipitation of the product and the efficiency of filtration of the recovered polymer. According to the current market price of pure PVC the Selective Dissolution/Precipitation process is viable for plants with a capacity of more than 50.000 tn / yr. To increase the process efficiency and further reduce the production cost, some actions could be taken like:• To explore in depth the whole process and the parameters that influence in order to optimize the process • To make optimization of plant design and a better economic assessment while reclaiming the plasticizers stream created.	en
heal.advisorName	Μαγουλάς, Κωστής	el
heal.committeeMemberName	Βουτσάς, Επαμεινώνδας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Θερμοδυναμικής και Φαινομένων Μεταφοράς	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	96 σ.
heal.fullTextAvailability	true