BG4357U1 - Инсталация за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленови сепаратори и на такива от акрилонитрил-бутадиен-стирен - Google Patents

Abstract

Инсталацията включва товаро-разтоварни съоръжения (2), установени върху площадка за предварително съхраняване на опасни отпадъци (1), механични транспортьори като захранваща транспортна лента или шнек (3) за насипни материали, свързана към шредер и/или дробилна машина (4) със захранващ бункер (5). Към изхода на шредера (4) са установени последователно изходен шнек (5) за транспортиране на смления отпадък и шнек (6) за транспортиране и повърхностно измиване на отпадъка, свързан с хидросепаратор (7) за разделяне на черните и цветните метали. Към хидросепаратора са свързани последователно две хидроустойчиви шнекови устройства (8 и 9) за транспортиране и високоскоростно измиване на отпадъка. Второто шнеково устройство (9) е свързано с машина за течно измиване (10) на отпадъка, работеща центробежен принцип. След машината за течно измиване (10) са установени вентилатор с апарат (11) за разделяне на твърдите частици от газ или течност, термосушилня (12) и блок за въздушна сепарация (13), представляващ система от няколко циклона, които служат за отделяне на по-леките от по-тежките фракции на отпадъчната пластмаса. Към инсталацията спада и пречиствателна станция (17) за отпадъчните води, към която са свързани шредера (4), изходния шнек (5), втория шнек (6), хидросепаратора (7), първото (8) и второто (9) хидрошнекови устройства, машината за течно измиване (10) на отпадъка и машината за отстраняване на остатъчни течности (15).

Description

Област на приложение

Полезният модел се отнася до промишлена инсталация за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленови сепаратори (РЕ) и на такива от акрилонитрил-бутадиен-стирен (ABS), която инсталация ще намери приложение най-вече в областта, свързана с управлението и оползотворяването на отпадъци от оловно-киселинни акумулаторни батерии.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е, че полиетиленът е термопластичен полимер на етилена и е най-често срещаната пластмаса. Към 2017 г. се произвежда над 100 милиона тона полиетилен годишно, което представлява 34% от световния пазар на пластмаса. Основната му употреба е за опаковки - торбички, опаковъчни слоеве, съдове за съхранение, бутилки, геомембрани и др. Полиетиленът се произвежда от етилен, който се добива основно от петрол и природен газ.

Специално полиетиленовите сепаратори се използват при производството на оловно-киселинни акумулаторни батерии и представляват синтетичен материал - полимер с високи електроизолационни качества. При автомобилните акумулатори те се установяват между катода и анода на акумулаторите и представляват микропорести полимерни мембрани. Основната функция на мембранния сепаратор е да държи двата електрода разделени за да предотвратява появата на къси съединения от електричество.

ABS пък е широко разпространен удароустойчив термопласт, който се образува чрез полимеризацията на стирен и акрилонитрил в присъствието на полибутадиен. Използва се за производството на леки твърди продукти, като тръби, детски конструктори и съдове за храна (напр. кофички за кисело мляко). Пропорциите на използваните мономери варират от 15-35% акрилонитрил, 530% бутадиен и от 40-60% стирен.

Положителните свойства на ABS са:

- добра износоустойчивост;

- здравина и издръжливост;

- еластичност;

- устойчивост на агресивни синтетични химични съединения и основи;

- нетоксичност при нормални условия на работа;

- отлични механични свойства на якост, твърдост;

- работа при температура от -40°С до +90°С.

Известно е, че в момента различните отпадъчни компоненти от промишлеността и строителството се унищожават чрез изгаряне, рециклиране, биологично унищожаване, депониране и т.н.

Що се отнася до полиетиленовите сепаратори, които са опасни за хората и животните, те обикновено се унищожават чрез изгаряне, но често се депонират и заравят в почвата, въпреки, че тяхното разграждане по естествен път е продължителен процес.

Депата за отпадъци често са създавани в изоставени или неизползвани каменоломни, минни шахти или ями. Едно добре проектирано и добре управлявано депо трябва да бъде хигиеничен и сравнително евтин метод за обезвреждане на отпадъчни материали. По-старите, лошо проектирани или лошо управлявани депа могат да създадат редица неблагоприятни въздействия върху околната среда, като например навявания на отпадъци, причинени от вятъра, привличане на паразити и т.н. Друг общ продукт от депата е газът (предимно съставен от метан и въглероден двуокис), който се получава като органичен отпадък, разграждайки се анаеробно. Този газ може да създаде проблеми с миризмата си, да унищожи растителната повърхност и представлява парников газ.

Изгарянето е метод за отстраняване, в който органични отпадъци се подлагат на изгаряне, за да се превърнат в отпадъчни и газообразни продукти. Този метод е полезен за изхвърляне на остатъка, както при обработването на твърдите отпадъци, така и на твърдия остатък от пречистването на отпадъчните води. Процесът намалява обемите на твърдите битови отпадъци до 20-30% от първоначалния обем. Изгарянето и други системи с висока температура за третиране на отпадъци понякога се описват като „термична обработка“. Пещите за горене на смет превръщат отпадъчните материали в топлинна енергия, газ, пара и пепел.

Изгарянето се извършва както в ограничен мащаб от отделни хора, така и в по-голям промишлен мащаб. То се използва, за да се разреши проблемът с твърдите, течни и газообразни отпадъци и е признато като практичен метод за обезвреждане на определени опасни отпадъчни материали - например биологични, медицински и други отпадъци. Изгарянето, обаче е спорен метод за обезвреждането на отпадъците, заради последващи проблеми, свързани с него като например емисиите на замърсяващи газове.

Рециклирането е процес на възстановяване на ресурсите, което се отнася до събирането и повторното използване на отпадъчни материали. Изделията от полиетилен са годни за преработване и последващо използване.

Широкомащабната употреба на полиетилен създава трудности за управлението на отпадъците, ако не се рециклира. Полиетиленът не е лесно биоразградим и следователно се натрупва в сметищата. Изгарянето му може да доведе до отделянето на вредни газови емисии. Все пак, съществуват няколко вида бактерии и животни, които са способни да разграждат полиетилен.

Всички известни методи, сравнени едни с други, притежават редица предимства и недостатъци, което принуждава обществото да търси нови по-екологични и по-икономични начини за оползотворяване на отпадъчните промишлени компоненти.

В случая не е известна инсталация за третиране на полиетиленов сепаратор РЕ и третиране на ABS (акрилонитрил, бутадиен, стирен), с помощта на която да се извличат и отново оползотворяват тези отпадъци от промишлеността.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се предложи инсталация за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленови сепаратори (РЕ) и на отпадъци от акрилонитрил-бутадиен-стирен (ABS).

Тази задача е решена чрез инсталация за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленови сепаратори и на отпадъци от акрилонитрил-бутадиен-стирен, която инсталация е съставена от следните, свързани технологично и последователно съоръжения и агрегати: товаро-разтоварни съоръжения, установени върху площадка за съхраняване на опасни отпадъци, механични транспортьори за насипни материали, свързани към шредер и/или дробилна машина със захранващ бункер.

Към изхода на шредера е установен изходен шнек за транспортиране на смления отпадък към втори шнек за транспортиране и повърхностно измиване на отпадъка, свързан с хидросепаратор за разделяне на черните и цветните метали и от други частици от твърди замърсители. Хидросепараторът е оборудван с изпускателни клапани за отвеждане на металите и замърсителите.

След хидросепаратора са монтирани последователно първо и второ хидроустойчиви шнекови устройства, предназначени да транспортират и високоскоростно да измиват отпадъка. Второто хидроустойчиво шнеково устройство е свързано с машина за течно измиване на отпадъка, работеща на центробежен принцип, последвана от вентилатор с апарат за разделяне на твърдите частици от газа, работещ на центробежен принцип. Вентилаторът служи и за транспортиране на отпадъчните пластмаси към термосушилня.

Термосушилнята е съставена от кутия с монтирани към нея нагреватели и вентилатор, засмукващ въздух заедно с измитите парчета отпадъчна пластмаса към нагорещена серпентина. След нагорещената серпентина са монтирани вентилатор и апарат циклонен тип, свързани с блок за въздушна сепарация.

Блокът за въздушна сепарация представлява система от циклони за отделяне на по-леките от потежките фракции на отпадъчната пластмаса, при което преди първия циклон е монтиран всмукателен вентилатор, засмукващ пластмасовия отпадък към първия циклон. Чрез втори вентилатор съчленен с въздушен сепаратор се отделя по-тежката пластмаса (ABS) и посредством издухващ вентилатор се транспортира към бункер/силоз.

По-леките пластмаси РЕ засмукани от вентилатора на въздушния сепаратор попадат във втори циклон и постъпват в машината за отстраняване на остатъчни течности, която е оборудвана в изходящия й край с шнек и транспортно съоръжение за отвеждане на почистения отпадък към бункер/силоз.

Към инсталацията спада и пречиствателна станция за пречистване на отпадъчните води и връщане на пречистените такива отново в работния цикъл, към която са свързани шредера, двата шнека, хидросепаратора, двете хидрошнекови устройства, машината за течно измиване на отпадъка и машината за отстраняване на остатъчни течности.

Предимствата на полезния модел се изразяват в това, че с помощта на инсталацията се постига възможност за повторно използване на отпадъчни продукти, които в момента най-често се депонират или изгарят и не се използват, както и многократното използване на водата в процеса на третиране на отпадъците.

Друго предимство на полезния модел се основава на това, че с негова помощ се осъществява повишена екологичност и запазване на околната среда, тъй като се намалява обема на депонираните продукти, а получените с помощта на инсталацията продукти се използват отново в промишлеността или строителството.

Самият процес на третиране на отпадъците, благодарение на пречиствателната станция, позволява многократно използване на водата.

Пояснение на приложената фигура

На фигура 1 е показана принципна блокова схема на инсталацията за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленов сепаратор и на отпадъци от акрилонитрил-бутадиен-стирен.

Примерно изпълнение на полезния модел

Едно примерно изпълнение на инсталацията за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленов сепаратор и на отпадъци от акрилонитрил-бутадиен-стирен, с което се обяснява и принципа на работа на инсталацията, е показано на приложената фигура 1.

Отпадъците при рециклиране на оловно-киселинни акумулатори са замърсени най-често с метални съединения и засъхнал електролит. Тези отпадъци са съставени основно от полиетиленови сепаратори, пластмасови парчета от акумулатори, цветни и черни метали и всякакви други отпадъци замърсители. На практика отпадъка, който ще се третира в инсталацията е твърде разнороден.

Инсталацията за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленови сепаратори и на отпадъци от акрилонитрил-бутадиен-стирен включва следните монтирани последователно, съоръжения и агрегати, представени на фиг. 1:

Отпадъците се доставят на площадката за предварително съхраняване на отпадъците 1, известна още като депо за опасни отпадъци. С помощта на товаро-разтоварни съоръжения 2, които могат да бъдат багер и/или товарачи (челни и/или телескопични), и/или подемно-транспортни машини - кранове, мотоили електрокари и други подобни, отпадъците се разтоварват на площадката 1.

С помощта на захранваща транспортна лента или шнек 3 (винтов транспортьор за насипни материали) отпадъците се подават към шредер и/или дробилна машина 4.

Шредерът и/или дробилна машина 4 е снабдена със захранващ бункер, който в примерния вариант е с производителност до 1400 kg/h. Шредерът 4 притежава вал с ножове, монтирани към него, който вал извършва въртеливо движение и от фиксирани към корпуса на шредера два реда от по четири броя неподвижни ножове. Валът на шредера 4 се задвижва от електродвигател.

Към шредера 4 се подава непрекъснато течност, за предпочитане вода, с помощта на която се извършва процес на предварително измиване от остатъчни частици като олово, киселина и отделяне на по едрите примеси на отпадъчния материал.

Вътре в шредера 4 или в дробилната машина се извършва разрязването и смилането на отпадъка на по-дребни парчета.

Към изхода на шредера 4 е установен изходен шнек 5 за транспортиране на вече смления обработван отпадък.

Следва втори шнек 6, разположен между изходния шнек 5 на шредера 4 и хидросепаратор 7 с водно захранване от резервоар за вода, който е част от пречиствателна станция 17 за отпадъчни води. Вторият шнек 6 служи за транспортиране и повърхностно измиване на замърсения отпадък. Същевременно шнекът 6 придвижва пластмасовия отпадък към хидросепаратора 7.

С помощта на хидросепаратора 7, който е с водно захранване, се извършва разделяне на черните и цветните метали и на други частици от твърди замърсители. За целта хидросепараторът 7 е оборудван с изпускателни клапани за отвеждане на металните частици и другите замърсители. Диаметърът на хидросепаратора за предпочитане е от 350 mm до 850 mm.

Следва първо хидроустойчиво шнеково устройство 8, чието предназначение е едновременно да транспортира и високоскоростно да измива отпадъка чрез триене (съприкосновение) между флуида и надробения отпадък. Това устройство е с предпочитана дължина от 3000 mm до 5000 mm. Хидроустойчивото шнеково устройство 8 е снабдено с високоскоростен ротор и е свързано с резервоара за вода на пречиствателната станция 17.

Следва второ хидрошнеково устройство 9, подобно на предходното хидрошнеково устройство 8, но с по-малка дължина - за предпочитане от 2000 mm до 4000 mm, което служи отново за високоскоростно измиване на отпадъка. Второто хидрошнеково устройство 9 също е свързано с резервоара за вода на пречиствателната станция 17.

След това в инсталацията е монтирана машина за течно измиване 10 на отпадъка, която работи на центробежен принцип. Повърхностното измиване се осъществява чрез интензивно високоскоростно измиване посредством роторен вал с перки. В случая се извършва и допълнително редуциране на съдържанието на киселина, която е останала по отпадъка.

Скоростта на ротора е от 600 до 1200 об/min. За задвижване на ротора е използван електродвигател с мощност от 90 до 160 kW/h.

Машината за течно измиване 10 на отпадъка също е свързана с резервоара за вода на пречиствателната станция 17.

След машината за течно измиване 10 е установен вентилатор с апарат за разделяне на твърдите частици от газ или течност 11, работещ на центробежен принцип (циклон), с помощта на който се извършва и транспортиране на отпадъчните пластмаси към следващия етап на инсталацията, който представлява термосушилня 12.

Термосушилнята 12 е съставена от:

- Кутия 12.1 с монтирани към нея нагреватели с обща мощност от 100 до 190 kW/h. С помощта на вентилатор 12.2 с мощност от 10 до 12 kW/h въздухът се засмуква в кутията 12.1 заедно с вече измитите парчета отпадъчна пластмаса и преминава през нагорещена серпентина.

Нагорещената серпентина представлява последователно огънати метални тръби, през които минава въздушен горещ поток с увлечен от въздуха пластмасов отпадък. Отделянето на влагата се осъществява в серпентината на термосушилнята 12 с нагреватели по метода на сушене в „летящо“ състояние.

Преминавайки през тази нагорещена серпентина от тръби, материалът (отпадъчна пластмаса) се изсушава, а с помощта на вентилатор и апарат от циклонен тип 12.3 суровината се транспортира към следващия етап, а именно блока за въздушна сепарация 13.

Блокът за въздушна сепарация 13 представлява система от няколко циклона - най-често от 2 до 4 на брой, които служат за отделяне на по-леките от по-тежките фракции на отпадъчната пластмаса.

В долната част на първия циклон, непосредствено пред него, е монтиран всмукателен вентилатор 13.1, който засмуква пластмасовия отпадък и го вкарва в първия циклон. Излизайки от първия циклон, пластмасата попада във въздушния сепаратор 13.2, който е непосредствено след първия циклон.

Чрез втори вентилатор монтиран над въздушния сепаратор 13.2 и представляващ неразделна част от него, се отделя по-тежката пластмаса (ABS) към бункер/силоз 13.3, който е с минимален обем 1 m³.

Вентилаторът 13.4 се използва за издухване/транспортиране на твърдата отпадъчна пластмаса към бункер/силоз 13.3, и същият е с мощност от 2.5 до 10.5 kW/h.

Засмуканите от вентилатора на въздушния сепаратор 13.2 по-леки пластмаси РЕ, преминават през втория циклон 14 и постъпват в машината за отстраняване на остатъчни течности 15.

Машината за отстраняване на остатъчни течности 15 работи на принципа на механично пресоване с помощта на винтов вал към изходящ конус до отстраняване на остатъчната течност. Машината е оборудвана в изходящия й край с шнек, който отвежда отпадъкът (РЕ).

Инсталацията завършва с транспортно съоръжение - шнек или транспортна лента 16 за отвеждане на почистения отпадък към бункер/силоз или директно към пълнене на чували.

Полученият от инсталацията полиетиленов сепаратор е със съдържание на олово около 0.3% и на електролит под 1%.

Към инсталацията за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленови сепаратори и на отпадъци от акрилонитрил-бутадиен-стирен спада и пречиствателна станция 17 за отпадъчните води с капацитет от 15 до 45 m³/h. Към пречиствателната станция 17 са свързани шредера 4, изходния шнек 5, втория шнек 6, хидросепаратора 7, първото 8 и второто 9 хидрошнеково устройство, машината за течно измиване 10 на отпадъка, машината за отстраняване на остатъчни течности 15.

Claims (1)

1. Претенции

   1. Инсталация за третиране на пластмасови отпадъци от полиетиленови сепаратори и на акрилонитрил-бутадиен-стирен, характеризираща се с това, че е съставена от следните, свързани технологично и последователно товаро-разтоварни съоръжения (2), установени върху площадка за съхраняване на отпадъци (1), механични транспортьори (3) за насипни материали, свързани към шредер и/или дробилна машина (4) със захранващ бункер, като към изхода на шредера (4) е установен изходен шнек (5) за транспортиране на смления отпадък към втори шнек (6) за транспортиране и повърхностно измиване на отпадъка, свързан с хидросепаратор (7) за разделяне на черните и цветните метали и от други частици от твърди замърсители, оборудван с изпускателни клапани за отвеждане на металите и замърсителите, като след хидросепаратора (7) са монтирани последователно първо (8) и второ (9) хидроустойчиви шнекови устройства за транспортиране и високоскоростно измиване на отпадъка, свързани с машина за течно измиване (10) на отпадъка, работеща на центробежен принцип, последвана от вентилатор с апарат циклонен тип (11) за разделяне на твърдите частици от газ, работещ на центробежен принцип, който служи и за транспортиране на отпадъчните пластмаси към термосушилня (12), която е съставена от кутия (12.1) с монтирани към нея нагреватели и вентилатор (12.2), засмукващ въздух заедно с измитите парчета отпадъчна пластмаса към нагорещена серпентина, след която са монтирани вентилатор и апарат циклонен тип (12.3), свързани с блок за въздушна сепарация (13), представляващ система от циклони за отделяне на по-леките от по-тежките фракции на отпадъчната пластмаса, като преди първия циклон е монтиран всмукателен вентилатор (13.1), засмукващ пластмасовия отпадък към първия циклон, след което е установен втори вентилатор, съчленен с въздушен сепаратор (13.2) за отделяне на по-тежката пластмаса (ABS), която посредством вентилатор (13.4) се издухва към бункер (13.3), а по-леките пластмаси РЕ, засмукани от вентилатора на въздушния сепаратор попадат във втори циклон (14), и след него в машина за отстраняване на остатъчни течности (15), която е оборудвана в изходящия й край с шнек и транспортно съоръжение (16) за отвеждане на почистения отпадък към бункер, като към инсталацията спада и пречиствателна станция (17) за отпадъчните води, към която са свързани шредера (4), двата шнека (5 и 6), хидросепаратора (7), двете хидрошнекови устройства (8 и 9), машината за течно измиване (10) на отпадъка и машината за отстраняване на остатъчни течности (15).