一种用于回收卷烟废弃滤棒的装置的制作方法

1.本实用新型属于新型卷烟制备技术领域，具体涉及一种用于回收卷烟废弃滤棒的装置。


背景技术：

2.废弃滤棒主要产生于滤棒生产过程及其上机实验过程。废弃滤棒种类较多，包含普通棒及各种特种滤棒。废弃滤棒的形式主要是不合格滤棒和未分切的废弃长条。行业每年消耗二醋酸纤维丝束约为35万吨，按2％的成棒耗损计算约产生废弃滤棒0.7万吨。目前废弃滤棒的处理方式主要是委托焚烧或填埋，形成巨大的能源耗损及环境污染。
3.对废弃滤棒的回收再利用，符合国家节能降耗、减少污染排放的发展导向，具有显著的社会价值和经济价值。同时，国内产生的废弃滤棒均集中在卷烟企业和滤棒生产企业，相对较为集中，有利于专卖物资的管控和集中回收再利用。
4.多年来行业在废弃滤棒的回收及综合再利用方面开展了大量研究工作。
5.一、回收作为新型卷烟过滤材料。如cn 1032283a采用纯物理方法利用二醋酸纤维滤棒废料制备香烟滤棒；cn 101660281a、cn 101032347、cn102747647a、cn 102704300a、cn 109778588a采用二醋酸纤维滤棒废料制备纸质过滤材料。这些材料具有新颖性，其抽吸品质好，还具有选择性吸附苯酚的作用，但这类过滤材料应用范围及规模有限，难以改变废弃滤棒的处理现状。
6.二、回收作为二醋酸纤维丝束的生产原料。如cn 101565466b、cn101717524a、cn 101864608b、cni839718a将废弃滤棒回收制作丝束。这些研究成果从技术层面上讲是可行的,回收作为二醋酸纤维丝束生产原料利用方式尚处于试验研究阶段,工业应用比较困难。
7.三、回收作为其他行业应用的原料。如cn 111822484a将废弃醋酸纤维滤棒分切成醋酸纤维滤棒段，再熔融造粒,经挤出拉伸成型或注塑成型或3d打印成型,得到复合材料，所得复合材料作为卷烟领域的固件使用。这类技术应用范围及规模同样有限，难以改变废弃滤棒的处理现状。
8.上述研究成果的转化应用受制于专卖体制和工业化应用技术难题，始终处于研究或小批量试用状态，无法实现规模化应用。
9.每年约0.7万吨的废弃滤棒产生量看似庞大，但与行业每年对二醋酸纤维丝束约35万吨的消耗量相比却很小。可见，废弃滤棒回收回纺工业化应用技术的突破是改变废弃滤棒处理现状的关键。废弃滤棒回收回纺应用需满足产品应用规模、专卖管控制度、经济效益、社会效益的需求，而废弃滤棒回收回纺应用的核心在于杂异物的去除。
10.废弃滤棒中影响回收回纺应用的杂异物主要包括三类：1)生产企业对废弃滤棒的储藏环境不够重视而产生的铁削、石块等异物；2)特种滤棒带来的材料杂物，如线、凝胶、爆珠、颗粒、香精香料等；3)滤棒生产带来的原料杂物，如成型纸、搭口胶、中线胶、增塑剂、油剂等。
11.专利cn 102704324a、cn103965507a提供了一种有效除纸的方法，其通过开包、浸
润、除纸、搅拌、烘干、粉碎、筛分、打包工艺，制备得3-5mm的纤维，其得率≥70％，除纸率≥99％，产能可达60kg/h。该方法的关键在于机械除纸，其产品主要应用于纸质过滤材料，尚不能直接用于纺丝原料。
12.专利cn 112871970a提供了一种纺丝液的制备方法，其通过初筛、混合、浸泡脱水、切段、搅拌溶解、粉碎、固液分离、过滤工艺，去除水松纸、线胶、三醋酸甘油酯，制备得纺丝液。该方法的关键在于通过溶解过滤除纸，由于溶解后粘度大、杂质多导致其效率较低。同时，由于未系统考虑其他杂异物的去除，工业化应用可行性、可操作性不足。
13.为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种废弃滤棒回收除杂、回纺应用的方法及其工艺。采用本实用新型技术方案，符合国家节能降耗、减少污染排放的发展导向，满足行业专卖物资管控及集中回收再利用的需求，符合烟用二醋酸纤维丝束规模化生产和应用的实际，具有显著的经济价值和社会价值。
14.为了解决以上问题，提出本实用新型。


技术实现要素：

15.本实用新型的目的是要解决废弃滤棒回收除杂、回纺应用的工业化技术难题，并提供一种操作简单、可行、可应用的废弃滤棒回收装置和方法。
16.本实用新型提供一种用于回收卷烟废弃滤棒的装置，其依次包括筛检送料机构1、切断长条机构2、热水浸泡机构3、挤搓脱水机构4、离心除纸机构5、负压除纸机构6、热风干燥机构7、风选除杂机构8、溶解过滤除杂机构9、纺丝液配制机构10、丝束制备机构100。
17.优选地，所述筛检送料机构1包括第一传送带11、第二传送带16、挡板13、第一物料收集室14、异物收集室15和进料口12；
18.所述进料口12位于所述第一传送带11上方，所述第二传送带16位于所述第二传送带16下方，所述挡板13斜放置于所述第一传送带11和所述第二传送带16之间；
19.所述第一传送带11为打孔传送带；所述第二传送带16为打孔传送带；
20.物料经所述进料口12输送至所述第一传送带11；长度过长滤棒保留在所述第一传送带11并输送至所述切断长条机构2；剩余物料掉落后通过所述挡板13 落入所述第二传送带16；物料通过所述第二传送带16后，细小杂异物落入所述异物收集室15；所述第二传送带16上剩余物料通过所述第二传送带16落入所述第一物料收集室14；
21.所述第一传送带11上孔的形状为圆形、椭圆形或长方形，其孔的直径或长度为150-300mm，优选200-250mm；所述打孔的间隔距离≤70mm，优选≤10mm；
22.所述第二传送带16上孔的形状为圆形、椭圆形或长方形，其孔的直径或长度为5-100mm，优选10-50mm；所述打孔的间隔距离≤20mm，优选≤5mm。采用上下两个传送带对物料进行输送，通过控制两个传送带上的孔径大小，以及孔径分布间距实现在输送物料的同时，筛检不合格滤棒和未分切的卷烟废弃滤棒长条。其中本步骤中还可以过滤掉第一类铁削、石块等异物。
23.优选地，所述切断长条机构2包括刀头21、刀头基座22和第二物料收集室 23，所述刀头21对上个工序中输送过来的长度过长滤棒进行切断，经切断后落入第二物料收集室23，并重新输送到所述进料口12；
24.所述切断长度为80-300mm，优选长度为100-120mm。
25.优选地，所述热水浸泡机构3包括浸泡池33，以及位于所述浸泡池33底部的进水口31和顶部的出水口32，所述浸泡池33内具有第一物料升降台34、第二物料升降台35和升降台换向杆36；
26.上个工序第一物料收集室14的物料输送至所述第一物料升降台34；所述第一物料升降台34物料装满后，由升降台换向杆36操控旋转，使所述第一物料升降台34沉入水池进行浸泡处理；第一物料收集室14的物料又输送至所述第二物料升降台35；所述第二物料升降台35物料装满后，通过升降台换向杆36操控旋转，使所述第二物料升降台35沉入水池进行浸泡处理，而经过热水浸泡处理的所述第一物料升降台34中的物料被输送至下一个工序挤搓脱水机构4；两个物料仓是在旋转循环中。
27.所述第一物料收集室14或第二物料收集室23中的物料经所述升降台换向杆 36操控旋转输送至距离所述浸泡池33底部1/5-4/5水面高度的范围，优选位置为距离所述浸泡池33底部1/3-2/3水面高度的范围。所述搭口胶、中线胶、凝胶和爆珠等杂质具有热熔融性能，且具有不溶于水，密度比水轻的特点，在热水浸泡中会漂浮至水面。所述增塑剂、油剂、颗粒等杂质，具有具有不溶于水，密度比水轻，分子或颗粒尺寸小的特点，在热水浸泡中也会漂浮至水面。所述纸张脱落是指粘合纸张的搭口胶、中线胶被完全去除。另外，该热水浸泡过程中，第一类铁削、石块等异物由于密度比较大，也会沉底，从而去除掉第一类铁削、石块等异物。
28.优选地，所述挤搓脱水机构4为对辊挤压机，其包括两个辊挤压机，所述辊挤压机表面有凸起41，所述凸起41形状为半球状或半椭圆状或柱状，所述凸起 41突出的高度为2-20mm，所述凸起41的分布间距为5-50mm，也就是相邻凸起 41之间的间距。挤搓作用下多余水分或部分纸球或纸块会沿着下辊流出。
29.优选地，所述离心除纸机构5为离心辊，所述离心辊内壁上铆接了金属长方体51，所述金属长方体51沿着离心辊径向铆接，所述金属长方体51沿着离心辊径向的高度为20-100mm，沿着离心辊轴向的长度为5-20mm，所述金属长方体51的厚度为5-10mm，所述金属长方体51件的间距为长方体的间距为 50-100mm。
30.优选地，所述离心辊铆接的金属长方体，可以是实心体，也可以是金属框；所述离心辊铆接的金属长方体，还可以是圆柱体、锥形体等形状。
31.优选地，所述负压除纸机构6包括真空传送带61和抽负压设备62，所述真空传送带为打孔不锈钢传送带，其上面具有多个通孔63，所述通孔63直径为 2-5mm，相邻所述通孔63之间距离为4-5mm。
32.优选地，所述热风干燥机构7包括干燥室71和热风鼓风设备72。热风干燥可以控制物料水分，同时对挥发性气味分子进行去除，而香精香料等特种滤棒带来的材料杂物就会随着热风挥发掉。除此之外，热水浸泡、风选除杂步骤也能去除香精香料。
33.优选地，所述风选除杂机构8为风选机，所述风选机为立式长方体不锈钢结构，其左侧具有进风口81，右侧具有出风口82，所述立式长方体的左右两块为打孔不锈钢板，分别是进风隔板83和分离隔板84；所述进风口81与所述进风隔板83相连；所述出风口82与所述分离隔板84相连；所述进风隔板83的打孔直径为1-2mm，打孔间距为3-4mm，吹风系统与所述进风口81相连以控制进风隔板83上小孔的空气压力为1-2kpa；所述分离隔板84的打孔直径为2-5mm，打孔间距为2-3mm，分离隔板84与抽风除尘系统相连以控制出分离隔板84外侧的
负压真空为0.5-1kpa。在风力的作用下，细小的、密度轻的杂异物和挥发性气味分子进入抽风除尘系统。
34.上个工序的物料从上端进料口85进入风选机，物料自上而下落料从出料口 86，细小异物在风力作用下穿过所述分离隔板84进入除尘系统，风选后的物料被输送到下一工序溶解过滤除杂机构9。
35.优选地，所述溶解过滤除杂机构9包括三级过滤，包括5-40目筛网的初过滤网91，去除线材状杂物；包括40-100目的深过滤网92，去除颗粒状杂物；包括100-200目的精过滤网93，去除粉末状杂物。
36.使用本实用新型所述的装置，对卷烟废弃滤棒进行回收的方法，其包括以下 11个步骤：筛检送料、切断长条、热水浸泡、挤搓脱水、离心除纸、负压除纸、热风干燥、风选除杂、溶解过滤除杂、纺丝液配制、丝束制备。
37.相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
38.1、本实用新型针对废弃滤棒中不同杂质的性质，设计了不同的除杂机构，有效解决了废弃滤棒回收除杂、回纺应用的工业化技术难题。本实用新型用于回收卷烟废弃滤棒的装置，依次包括筛检送料机构1、切断长条机构2、热水浸泡机构3、挤搓脱水机构4、离心除纸机构5、负压除纸机构6、热风干燥机构7、风选除杂机构8、溶解过滤除杂机构9、纺丝液配制机构10、丝束制备机构100。本实用新型有效结合了物料特性，系统优化了工艺衔接，做到了分级处理、精准加工，提供了提供一种操作简单、可行、可应用的工业化生产工艺和方法。
39.2、本实用新型有效去除废弃滤棒中的杂异物和不良气息，同时本实用新型对1生产企业对废弃滤棒的储藏环境不够重视而产生的铁削、石块等异物；2特种滤棒带来的材料杂物，如线、凝胶、爆珠、颗粒、香精香料等；3滤棒生产带来的原料杂物，如成型纸、搭口胶、中线胶、增塑剂、油剂等三种废弃滤棒中影响回收回纺应用的杂异物的去除率均能达到99.9％。
40.3、本实用新型生产的烟用二醋酸纤维丝束，可以替代卷烟生产过程中采用的同种规格烟用二醋酸纤维丝束，对卷烟品质无影响。本实用新型生产的二醋酸纤维回收物，通过粉碎机处理，采用造纸工艺或气流成网工艺制备卷烟过滤材料，该过滤材料杂异物低、基本无异味，对卷烟抽吸无负面影响。
41.4、本实用新型的技术成果能从根本上解决废弃滤棒的处理现状，符合国家节能降耗、减少污染排放的发展导向，满足行业专卖物资管控及集中回收再利用的需求，符合烟用二醋酸纤维丝束规模化生产和应用的实际，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
42.图1为本实用新型用于回收卷烟废弃滤棒的装置整体结构示意图；
43.图2为本实用新型筛检送料机构1中各部件俯视图；
44.图3为本实用新型切断长条机构2俯视图；
45.图4为本实用新型热水浸泡机构3结构示意图；
46.图5为本实用新型热水浸泡机构3俯视图；
47.图6为本实用新型挤压脱水机构4辊挤压机结构示意图；
48.图7为本实用新型离心除纸机构5离心辊结构示意图；
49.图8为本实用新型负压除纸机构6真空传送带结构示意图；
50.图9为本实用新型风选除杂机构8俯视图；
51.图10为本实用新型风选除杂机构8左视图；
52.图11为本实用新型风选除杂机构8主视图；
53.图12为本实用新型溶解过滤除杂机构9三层过滤网结构示意图；
54.1-筛检送料机构、2-切断长条机构、3-热水浸泡机构、4-挤搓脱水机构、5
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离心除纸机构、6-负压除纸机构、7-热风干燥机构、8-风选除杂机构、9-溶解过滤除杂机构、10-纺丝液配制机构、100-丝束制备机构；
55.11-第一传送带、12-进料口、13-挡板、14-第一物料收集室、15-异物收集室、 16-第二传送带、21-刀头、22-刀头基座、23-第二物料收集室、31-进水口、32
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出水口、33-浸泡池、34-第一物料升降台、35-第二物料升降台、36-升降台换向杆、41-凸起、51-金属长方体、61-真空传送带、62-抽负压设备、63-通孔、71
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干燥室、72-热风鼓风设备、81-进风口、82-出风口、83-进风隔板、84-分离隔板、 85-风选除杂机构进料口、86-风选除杂机构出料口、91-初过滤网、92-深过滤网、 93-精过滤网。
具体实施方式
56.下面结合具体实施例对本实用新型进行说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件以及手册中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件所用的通用设备、材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。以下实施例和对比例中所需要的原料均为市售。
57.本实施例使用的装置结构如下：
58.用于回收卷烟废弃滤棒的装置，其依次包括筛检送料机构1、切断长条机构 2、热水浸泡机构3、挤搓脱水机构4、离心除纸机构5、负压除纸机构6、热风干燥机构7、风选除杂机构8、溶解过滤除杂机构9、纺丝液配制机构10、丝束制备机构100。
59.所述筛检送料机构1包括第一传送带11、第二传送带16、挡板13、第一物料收集室14、异物收集室15和进料口12；所述进料口12位于所述第一传送带 11上方，所述第二传送带16位于所述第二传送带16下方，所述挡板13斜放置于所述第一传送带11和所述第二传送带16之间；所述第一传送带11为打孔传送带；所述第二传送带16为打孔传送带；物料经所述进料口12输送至所述第一传送带11；长度过长滤棒保留在所述第一传送带11并输送至所述切断长条机构 2；剩余物料掉落后通过所述挡板13落入所述第二传送带16；物料通过所述第二传送带16后，细小杂异物落入所述异物收集室15；所述第二传送带16上剩余物料通过所述第二传送带16落入所述第一物料收集室14；
60.所述切断长条机构2包括刀头21、刀头基座22和第二物料收集室23，所述刀头21对上一工序中输送过来的长度不合格的滤棒进行切断，经切断后落入第二物料收集室23；
61.所述热水浸泡机构3包括浸泡池33，以及位于所述浸泡池33底部的进水口 31和顶部的出水口32，所述浸泡池33内具有第一物料升降台34、第二物料升降台35和升降台换向杆36；上个工序第一物料收集室14的物料输送至所述第一物料升降台34；所述第一物料升降台34物料装满后，由升降台换向杆36操控旋转，使所述第一物料升降台34沉入水池进行浸泡处理；第一物料收集室14 的物料又输送至所述第二物料升降台35；所述第二物料升降
台35物料装满后，通过升降台换向杆36操控旋转，使所述第二物料升降台35沉入水池进行浸泡处理，而经过热水浸泡处理的所述第一物料升降台34中的物料被输送至下一个工序挤搓脱水机构4；所述第一物料收集室14或第二物料收集室23中的物料经所述升降台换向杆36操控旋转输送至距离所述浸泡池33底部1/5-4/5水面高度的范围，优选位置为距离所述浸泡池33底部1/3-2/3水面高度的范围。
62.所述挤搓脱水机构4为对辊挤压机，其包括两个辊挤压机，所述辊挤压机表面有凸起41。
63.所述离心除纸机构5为离心辊，所述离心辊内壁上铆接了金属长方体51，所述金属长方体51沿着离心辊径向铆接。
64.所述负压除纸机构6包括真空传送带61和抽负压设备62，所述真空传送带为打孔不锈钢传送带，其上面具有多个通孔63。
65.所述热风干燥机构7包括干燥室71和热风鼓风设备72；所述风选除杂机构 8为风选机，所述风选机为立式长方体不锈钢结构，其左侧具有进风口81，右侧具有出风口82，所述立式长方体的左右两块为打孔不锈钢板，分别是进风隔板 83和分离隔板84；所述进风口81与所述进风隔板83相连；所述出风口82与所述分离隔板84相连。
66.所述溶解过滤除杂机构9所述三级过滤。
67.实施例1
68.10吨废弃滤棒回收后，采用废弃滤棒回收系统进行处理。
69.废弃滤棒首先经过分拣设备。所述第一传送带11上孔的形状为长方形，其长度为200mm，宽度为200mm，孔的间距为10mm。所述第二传送带16上孔的形状为圆形，其孔的直径为15mm，孔的间距为3mm。分拣后，传送带上方的滤棒长条0.5吨，传送带下方的滤棒占总重量的9.5吨。
70.滤棒长条经过分切，分切长度设计为110mm。分切后长度为100-120mm的滤棒有400kg，小于100mm长度的滤棒有100kg，无大于120mm长度的滤棒。
71.将分拣和分切后合格的滤棒进行浸泡处理，其热水温度温80℃，处理时间 10min，浸泡位置为距离池底1/3-2/3水面高度的范围，浸泡处理2次。处理第一次后，搭口胶、中线胶、增塑剂、凝胶、爆珠去除率95％以上，颗粒去除率30％以上；处理第二次后，搭口胶、中线胶、增塑剂、凝胶、爆珠去除率99.9％以上，颗粒去除率50％以上。
72.废弃滤棒经过2次热水浸泡处理后，进行挤搓脱水。挤搓对辊表凸起为半椭圆状，凸起高度为10mm，凸起的分布间距为20mm，对辊转速分别为200r/mim 和250r/mim。挤出脱水后物料含水率为50％，除纸率为20％、颗粒去除率达到 70％。
73.废弃滤棒经过挤搓脱水后，进行离心除纸。离心辊铆接了长为10mm、高为10mm、后为5mm的长方体，离心辊的转速为500r/mim。物料经过离心除纸后，除纸率和颗粒去除率达到95％以上。
74.废弃滤棒经过离心除纸后送入负压传送带，其负压真空为1kpa，传送带打孔直径为3mm、打孔间距为3mm。通过负压处置，废弃滤棒的除纸率和颗粒去除率达到99％。
75.废弃滤棒经过负压处置后送入热风干燥系统，控制物料水分6-8％，热风风速为1.5m/s，热风温度为130℃。热风干燥后物料基本无气味。
76.干燥后的废弃醋纤被送入物料风选机，分选机的进气孔孔径为1mm、孔间隙为2mm、
进口空气压力为1.5kpa，分离隔板的孔直径为3mm、孔间隙为3mm、出气口的负压真空为1kpa。物料经过风选后，除纸率和颗粒去除率大于99.9％，物料无异味。回收得到物料8吨，共计用时10h。
77.取风选后的物料800kg，用丙酮溶解制备得到10000kg，丙酮溶液依次通过 20目、60目、120目筛网，总共滤除杂异物0.5kg，主要是线材和细小纤维。在滤液中加入1700kg生产用二醋酸纤维素醋片和适量的助剂，制备得到纺丝液。用该纺丝液按照正常生产工艺制备得到2.3吨2.7y/30000规格烟用丝束。该丝束用于某牌号卷烟，其烟支参数、烟气指标、抽吸品质对照相比无影响。
78.另外，取风选机出口物料，用粉碎机粉碎至3-5mm，与针叶木、马尼拉麻纤维配合，采用气流成网工艺制备干法纸。由回收废弃滤棒纤维制成的干法纸滤棒具有重量、吸阻稳定的特点，同时其外观达到普通醋纤滤棒水平，其应用到卷烟中，具有改善抽吸品质、降焦降害、选择性吸附苯酚的作用。
79.取风选机出口物料，用粉碎机粉碎至1-2mm，与针叶木浆或马尼拉麻浆配合，抄制满足纸质滤棒要求的过滤材料。由回收废弃滤棒纤维制成的纸质滤棒应用到卷烟中，具有改善抽吸品质、降焦降害、选择性吸附苯酚的作用。