CN107001683B - 一种成箱或未成箱的铝塑包装成分的分离回收利用工艺及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本专利涉及一种用于回收再利用废物的工艺及设备,特别是塑化、镀铝和(可选)纸箱。采用提取和分离其主要成分的方法回收废物,避免环境污染,回收废物成分,并恢复所述成分,将塑料、铝和纸张恢复到其原始形式,优点在于:生产可再利用的聚合物,生产隔离铝,使用容易购买的低成本溶剂,耗电少,生产可用于制造箱子的纸板的纤维素纸浆,作为机械纸浆填料的部分甚至继续澄清过程,具有较低的制造和投资成本,并且具有较低的成本/效益比。
Description
本发明涉及一种用于回收和再利用废物的方法,特别是回收和再利用塑化和镀铝包装材料的方法,所述包装材料是成箱或未成箱的,所述方法和设备用于提取和分离存在于其中的主要组分以回收废物,避免环境污染,允许回收废物成分并再利用成分(所述成分的原始形式,包括塑料、铝和纸),具有获得可重复使用等级聚合物的优点;获得分离的铝,其可以通过常规方法(如回收铝罐和所述金属的其他废料)来熔融和纯化,或者如果优选用作生产铝衍生物(如盐、有机铝或甚至铝颜料)的原料,则可以将其熔融和纯化。使用低成本和低能耗溶剂;允许纸浆纤维素在箱纸板生产中被回收,作为机械纸浆负载的一部分加入,或甚至加入到净化过程中;具有较低的处理和投资成本,和较低的成本/效益比。
众所周知,目前采用工业技术手段进行废物的回收利用,尤其是包装工业中,主要是从用于造纸的纸包装、镀铝和塑化包装中回收纤维素纸浆,然而,这个过程中,铝/聚合物复合材料废料被简单地粉碎并用于通过注塑工艺制造零件以生产人工制品,如电缆清扫物品部件,热压生产波纹片等等。通过这种方式,如果得不到绝缘的铝,则将其作为原材料的高价值就得不到开发。还已知的是,使用热解用于进一步发电的过程,从而产生液体和/或气体的燃料。然而,该方法虽然会产生燃料,但也需要大量的能量,由于热解过程涉及到极端的吸热反应,所以能量是由废物本身的一部分燃烧提供的。
需要强调的是,就包装而言,它实际上是纸/铝/聚合物的三明治,其中所述聚合物组分的软化点为125℃,熔点为190℃,且其基本是由聚合物组成,所述聚合物中包含了促进低密度聚乙烯与铝更好附着的增容剂。采用通常使用官能化的聚烯烃,例如乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。这些化合物将有助于改善回收材料与其他热塑性塑料(例如聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))以及聚酰胺(例如尼龙)的相容性,从而使回收材料和该材料的再利用的未来更加灵活。
搜索在国内和国际专利数据库,发现了以下启示:
西班牙专利PI2383208《为含有铝化合物的材料的回收方法》中公开了一种通过机械分解回收包装中的纤维素,并将残余的纤维素进行铝回收。
然而,在此过程中,聚乙烯被破坏,并转换成链烷烃和气体。所述方法利用等离子体的进行,除了导致聚合物的损失,其操作还需要消耗大量的能量,因为用于操作等离子体需要的温度在15,000℃的数量级上下,而且在惰化气氛下进行,这意味着高成本操作的需要。
几个专利采用溶剂回收塑料包装:巴西专利PI0202303-2《用于分离用于包装的多层薄膜的方法》通过使用各种溶剂,包括四氢呋喃,二甲苯,甲苯,四氯化碳,酸有机,水,丙酮和氯仿;中国专利CN1554691《一种从废弃铝膜中分离铝箔和塑料膜的方法》除了加入冰醋酸以外,还使用诸如四氢化萘,四氢呋喃之类的溶剂,这会使铝变成盐;和韩国专利KR20010016352公开了一种促进铝在甲醇、乙醇、丙醇或丁醇等醇存在下的反应过程,并与氯盐类,如汞、钙、镁、铝、氯酸钾甚至盐酸有关。
这些方法使用的溶剂和试剂大多剧毒和致癌的,除了具有对与铝相关或不相关的聚合物具有降解的潜力外,将其变成一种盐,不仅导致大量试剂的消耗,而且不允许铝以其原始形式的进行完全回收。
其它专利公开了分离的其它方法,如巴西专利PI0006641-9《在塑料回收过程用于清洗铝和分离表面活性溶液》,它在85到198℃范围采用了表面活性剂和甲酸去除聚合物膜,然而,存在酸的操作条件下也导致本废物中的铝的消耗。
其它专利也公开了通过化学反应除去铝,通常使用强酸或强碱处理:
巴西专利PI0706115-3《多层包装回收》,即用相同的方式,美国专利US5127958氢氧化钠溶液《清除金属屋面聚合物基材》。
中国专利CN102532592《一种铝塑分离剂及其制备方法》,依次采用5%至50%的酸与未指定的25至50%的有机溶剂。类似地,日本专利JP20040327047公开了在乙二醇溶液通过密度差分离的聚合物的方法,但是,也用了氢氧化钠侵蚀铝。
需要强调的是,在使用酸或碱的这些方法中,这些试剂会被消耗掉,增加了工艺的成本,而且还消耗全部或部分铝,产生经济损失,降低产品价值。
美国专利US7598297中,为了覆盖其它可能的方法,全面描述了所有可能范围的溶剂,以及使用强碱(如氢氧化钠或氢氧化钾)。类似地,也给出了较宽的温度范围。然而,在权利要求中唯一专门使用的产品为二甲苯,并在不同的温度下操作,以便可以有选择地除去在所述包装中天然存在的不同聚合物,然而使用强碱,当无疑导致铝的消耗。
欧洲专利EP0568791公开了一种范围广泛的不同性质的溶剂,例如石油衍生物(脂族,芳族环烷),卤代化合物以及它们的混合物,以及宽的温度范围(40至50℃),以相同的方式想获得任何方法的排他性。然而,在对复合材料形式的纸,铝和聚合物执行分离过程时肯定超出所述范围,在该过程中肯定会导致的溶剂高消耗。所述方法还利用了其它应用形式,进一步的步骤是使包含溶解在不同引用的溶剂中的不同聚合物的溶液在650℃至1,200℃和0.1-0.3MPa的压力下进行的热裂解过程。
本发明解决了在现有技术中公开的方法中存在的以下的技术问题:
1、目前的一些方法不会以高附加值形式回收所有成分。本发明的方法以可重复使用的方式回收所有成分;
2、一些方法在融化铝和聚合物混合物时会消耗大量的能量,包括分解聚合物。
本发明的方法只与溶剂分离;
3、一些方法需要复杂且昂贵的分离铝聚合物的操作。本发明的方法只用溶剂分离组分,而且通过低投资及低成本原料的处理操作进行;和
4、一些方法使用有毒的溶剂而且难以分离和回收它们。本发明方法利用低成本,可商购的,无毒性的,完全回收和低能耗的溶剂。
在现有技术中公开的方法中具有以下缺点和局限性:
a)目前有些方法不能以高附加值的形式回收所有成分;
b)某些现有方法中,对于附着于在铝上的聚合物的回收会消耗的其他原材料,其中,除了没有被回收而返回到过程中,还会产生低商业价值的产品;
c)在一些方法中,从聚合物中分离铝不能实施,以至于两种成分混合再一起,通过这种方式,铝(作为单独化合物的高价值成分)仅作为一个产品中填料与所述混合物制成产品。
d)某些方法分离铝,但它们通过消耗大量能量,利用非常高的温度,这将导致聚合物被降解为比聚合物价值更小的蜡和挥发性化合物的混合物,仍然需要惰性气氛下进行操作,这当然导致成本更高;
e)使用昂贵和有毒的溶剂;
f)高处理成本和投资;和
g)更高的成本/效益比。
《一种成箱或未成箱的铝塑包装成分的分离回收利用工艺及相关设备》,已经开发出克服现有方法存在的缺点和局限性,该方法是基于溶剂的方法,所述方法和设备用于提取和分离存在于其中的主要组分以回收废物,避免环境污染,回收废物并以其原始形式回收成分,用作塑料、铝和纸。
本发明的方法与现有的方法相比具有以下优点:
a)所开发的方法获得的可重复使用的分级聚合物,可以用于制备人工制品和薄膜,所述分级聚合物由所述回收的产品制成,由于其已经在工艺中被去除,因此其也可以以其原始形式使用,或与其它原始或回收的聚合物混合组成可接受的填料、着色剂或其它添加剂的混合物;
b)本方法中分离的铝可以在熔化和纯化过程中进行,就像常规方法中在铝料池回收和其他金属废料的回收一样,因此可以用作原料,用于生产合金板材,无机化合物(如盐,铝酸盐)或作为有机衍生物(如烷基铝);
c)本发明利用市场上容易获得和成本低的溶剂,不是化合物的合成产生的,而是作为石油的馏分;
d)通过在窄沸点范围内使用石油馏分的溶剂,使其在工艺过程到结束都不会被合并到产品中,由于溶剂可以返回到过程开始,因此溶剂的回收得以完成。蒸馏可以在不需要分馏的简单设备中进行;
e)溶剂的特点包括:沸点低,低比热和低的蒸发焓,带来突出显著的能耗,因为只有一个小部分进行蒸发,并且几乎所有的溶剂被回收而不通过蒸馏,它大大降低了能耗,这是因为大多数溶剂是通过过滤分离的;
f)本发明的回收方法保持了聚合物的物理和化学特性,包括增溶剂,这有利于在回收的聚合物废物作为与其它热塑性配方的的未来应用;
g)纤维素纸浆可以重新用于纸板的生产,用于盒子制造,并作为机械纸浆填料的一部分掺入,甚至可以进行净化处理;
h)降低处理和投资成本;和
i)更低的成本/效益比。
本发明的方法是基于本发明人在其以前研究和开发用作辐射屏障(缓和剂)的石蜡和聚合物化合物的嵌段方面的知识和经验,以及后来在开发炸药组合物,特别是乳液型炸药组合物方面的知识和经验。
研究已开始解决回收包装废料以回收由聚合物/铝渣机械加工而成的聚合物,所述机械加工是利用水力碎纸机从镀铝包装中回收废纸纸浆。
初始目标是通过溶解和化学腐蚀去除铝,以生产用于污水处理的铝盐,该工艺还进行了调整,以获得铝酸盐、硫酸盐和氯化铝。用酸或碱消化得到的聚合物进行洗涤后送回回收站,但是,在评估这些盐的价格并比较金属态铝(还原)使用的灵活性,并在其金属状态比较使用的灵活性(降低),这决定着评估在不改变其氧化状态时去除金属的可能性。
基于聚合物特性的知识,因为它们的结构与固体石蜡有相似性的方面,开始按照下面的顺序开始测试固体石蜡聚合物的溶解度:
在含有100克固体石蜡的烧杯中,熔融固体石蜡,并将温度提高到100℃后,掺入20克含有铝/聚合物的膜。将温度升高至约125℃,用玻璃棒搅拌5分钟。将熔融的石蜡通过金属筛传送到另一个烧杯中。冷却后的筛中的物质,用冷的四氯化碳清洗样品。认识到低温可以溶解石蜡,但聚合物仅在加热情况下溶解的这一点,可以看出的是,石蜡除去了粘附于铝上的聚合物,撕下的膜可以证明这一点,该薄膜的破裂没有拉伸塑料薄膜,这与复合膜撕裂的性能相反。
另一发现是,所产生的加热蜡/聚合物的混合物在比单独使用石蜡的空白试验具有更低的凝固温度。
鉴于此,从聚合物中分离石蜡被认为是一个可行的办法。解决的问题很困难,因为不可能想到分馏或溶解去解决,因为它是高分子的混合物。在下一步骤中,直接使用四氯化碳。然而,对于目前的高成本以及高毒性的特点,放弃了它的使用。
然后进行研究了其他氯化化合物,但是上述提到的问题再次出现。
在下一步骤研究了氯化和非氯化的环烷烃芳族溶剂,以及醇酯,戊基、甲基、乙酸丁酯等。
同时,我们还测试了存在于不同的包装中附着在聚丙烯,PET和PVC上的铝,例如泡罩包装,粉状软饮料包装,饼干包装,糖果包装,和薯片包装。对于所有这些产品,某些测试的溶剂都取得了积极成果。这些溶剂在考虑健康风险及其可及性和成本方面进行了更多条件的研究。
但是主要焦点仍然是镀铝膜的纸箱包装。在这一点上,使用其他废物的测试被中断,而给后者连续性测试。
鉴于使用蜡进行分离的难度,决定评估煤油的使用,因为这个结构类似于使用的固体石蜡。使用相同质量的关系获得的结果是积极的。不到5分钟内发生溶解。随后而来的下一个问题,如何从所有的聚合物消除溶剂。溶剂当中应当有少量高分子量的石蜡化合物,所述少量的石蜡化合物需要在高温下才能被有效去除。还考虑煤油和石蜡链的大小,强相互作用,将是妨碍分离的因素。
然后开始用沉淀分离。冷却后的聚合物/煤油溶液是作为一种浆。然后引入该浆料在等体积的乙醇中搅拌。沉淀的聚合物随后被过滤,然后用乙醇进行连续洗涤。沉淀的聚合物。接着沉淀被干燥,获得沉淀聚合物。
将获得的溶剂混合物进行蒸馏以分离所述煤油和乙醇。考虑到通过蒸馏除去沉淀聚合物中残余煤油的难度,按照以下顺序使用与煤油特性相同,但较低的沸点的溶剂。
然后将其使用的市售己烷,由于它是一个更有挥发性的溶剂,溶解在连接有回流冷凝器的烧瓶中进。据所用的相同的溶剂/残留的比例,五分钟足够发生溶解。
在另一个实验中使用石油醚,60℃的蒸馏中观察到的溶解困难,因为,与在上述试验中使用的市售己烷不同,后者达到的温度的是不够溶解的。
在随后的实验中,由于在之前的测试中观察到的,同样数量的溶剂/残渣被放置在一个关闭然后放在热水中加热的钢罐中,当水浴达到沸点温度时,将正在加热的水箱取出并冷却。当打开钢罐,由于里面还有些热,许多溶剂从料池中蒸发,其结果是形成的聚合物海绵。然后,为了使聚合物软化,实验在压力下重新进行。溶解后,逐渐除去溶剂,在相同的压力和温度在保持溶解的加热环境,获得所述结束时,冷却,得到固体聚合物。
因此,执行各种试验后得出的结论是从铝塑纸箱包装中分离聚合物的最合适的溶剂是低沸点和中等沸点的烷烃,因此分子量更低,由于它们的链减少,因此更容易与大的聚合物链快速相互作用,有利于随后的聚合物溶解,因为它们容易在聚合物链之间扩散。而且,由于溶剂的结构是线性的并且类似于聚合物结构,因此它不会对其破裂有太多干扰,仅发生范德华力的破坏。
我们选择使用正链烷烃(直链烷烃)的原因是因为由于它们的毒性比芳香族甚至环烷族的要小,同时也能最大限度地降低聚合物降解的风险(也就是说,由于结构上的相似性)以及通过蒸发和/或蒸馏很容易消除。
实验表明使用链烷烃溶剂沸点小于120℃,优选为60~100℃的可行性,操作远低于聚合物熔体温度为约190℃,由此可以观察到,在低于软化温度下操作,约105℃,而不必在这样的高压力下操作。当返回到大气压力,溶解和灵活性随之消除的难易程度使回收的聚合物具有更好的最终质量。为了规避溶解温度的问题,当低于聚合物的软化温度,以增加的压力从而实现理想的处理操作温度,即聚合物的软化温度。
至于溶剂的分离,例如当沸点为低于所述聚合物的软化温度,该溶液离开蒸发溶剂,部分溶剂蒸发,但在去除铝之后,和在除去含有大部分聚合物的溶液之后,添加新的溶剂(蒸馏的),其洗涤铝。这种溶剂仍然是热的,用作下一批的第一溶剂,因此也优化了溶剂回收过程。
含有聚合物的溶液,经过部分蒸发而发生部分浓缩的,其蒸汽引导到冷凝器,然后将其进料到后续步骤。
最后,实验的最后一个步骤进行了过滤技术的评价。众所周知,超滤(乳剂,细菌,脂肪和大分子中),操作压力范围为1-10bar,且孔隙隔膜从0.001~0.1μm。聚合物的平均分子量为200000道尔顿。例如,该技术可能是有希望的,甚至能合理利用能源。利用锅炉供应气体,使烟囱在约250℃的温度下,这些气体可能被引导到蒸发塔或干燥带。如果将铝熔化后作为铝锭回收,则来自锭子冷却热交换器的空气将以650℃的初始温度排出,最终温度可能在125℃的范围内,从而合理利用能源。
第一次测试是在多孔陶瓷板上使用滤纸对溶解11%聚合物的溶液进行压力过滤,其溶剂通过毛细管迁移,更浓缩的聚合物被保留在纸上。
另一个测试是,溶液在室温下冷却并在滤纸上进行二次过滤,用注射器形状的设备手动施加轻微的压力,并且观察到溶剂被容易地分离。随后,用压机将包裹在纸上的湿饼压榨,使形成的饼几乎没有溶剂。因此很明显,通过加热过滤溶液,然后将滤饼在过滤表面进行压缩,分离的过程能够有效地提高,从而节省能量。尽管使用了纸过滤器,但滤饼很容易从中分离出来,然后将粉碎材料进行干燥,同时完全去除残留的溶剂,进行或不进行预先洗涤。
还验证了与包装的铝膜相关的聚合物溶解所需的最短时间。因此,将这些包装物的残留物与已经除去的纤维素溶解在煤油中,并保持在100℃。通过采用夹子,将所述大约30mm×30mm的膜碎片浸渍在溶剂中加热,并在不同的时间间隔(2、4,6,8,10至20秒)后取出。然后,将每个单独的膜片立即从被加热的煤油取出后浸渍在另一个含有该冷石油醚的烧杯。程序的目的是冲洗,即,除去膜上剩余的溶液,促进在低温下的后续移除。要检查的溶解过程的效率,每个样品片进行撕裂。应注意的是铝/聚合物膜进行这个过程后呈现拉伸,就像裂开的铝膜仍然附着在延伸的聚合物膜上一样。作为一个试验的结果,可以看出,即使是那些仅浸没在溶剂两秒钟的碎片也证实了聚合物被去除的事实。之前,它可以说是对聚合物的溶解所需要的时间大大降低。这是由于其厚度减小且与其相关联的膜面积大。然而,为了确保所有的聚合物被去除,最好将浸泡的材料保存较长时间,特别是要确保溶解更厚的层,就像在盒子上胶合区域的薄膜层重叠。同样重要的是,纸箱解体时,要拆掉盖子,因为它们存在于溶解阶段,将需要更长的加热时间。然而,如果不除去,将伴随铝,必须用机械方法清除混合在铝/聚合物中的盖子并通过筛或格栅。搅拌也具有根本性的重要性,以促进溶剂的扩散和也有利于废物的分解,由于前面的方法,残余物被压碎和聚集。
简单地说,新工艺带来了以下新的特点:
1、用低沸点和中沸点烷烃家族的溶剂溶解聚合物的用途,因此具有较低分子量,优选沸点低于100℃,优选例如60℃至120℃的链烷烃,在该新方法中,其可以使用煤油,但是在仅105℃,在远低于其沸点温度,远低于其熔点下操作,在该温度下呈现低可燃性的优点。随后,通过用沸点降低的烃洗涤溶液,在低温除去残余煤油,最后容易除去。这些烃容易与大的聚合物链相互作用,由于它们的小的链尺寸而有利于聚合物的快速相互作用和随后的溶解,由于它们的小的链长,它们容易进入和扩散在聚合物链之间,并且仍然具有类似的结构,对于它们的断裂几乎没有干扰,仅发生范德华力的破坏;
2、在温度远低于聚合物熔体温度的操作是大约190℃,因此,观察到在低于软化温度,这是约125℃操作时,没有必要在压力下进行操作。这也带来了新颖性,在后续操作中,容易地去除,并且当经受大气压力所用溶剂的有利于后续回收;
3、通过将聚合物溶解在再循环溶剂中,在溶液停留时间期间浓缩溶液中的聚合物,从聚合物/富铝残渣中分离铝;
4、通过获得在工艺本身中再循环的可再利用的聚合物和溶剂,从浓缩的富含聚合物的溶液中分离聚合物和溶剂;
5、为了除去铝中的残余溶解溶剂,使用选自低沸点烃的洗涤溶剂,在其优选形式中,它是在商业己烷蒸馏范围内的烃馏分,或石油醚,或可选地96°GL乙醇。
6、该方法需要减少溶解的时间,因此连续操作是可行的,这导致溶解设备尺寸的减小,并且可以通过螺杆输送机、浸入溶剂的带式输送机、泵送、与过滤相关的、与冷却或不冷却相关的(如果采用超滤的话)、诸如挤出机的其夹套壁为过滤元件的装置、或能够连续进行单元操作或甚至连续操作与间歇操作相关的任何一组结构性布置来实现;
7、如果考虑整个回收链,例如通过回收工艺阶段之间的热量,例如从250℃下的锅炉出口(烟囱)回收的气体,将纸浆与纸、聚合物和铝分离,所述气体在洗涤溶剂蒸发后供应到塔或带以干燥聚合物,则工艺关于能量的优化。在技术方案包括铝熔化的情况下,锭料的冷却可以在腔室中进行,该腔室的来自冷却的热气体将从铝中回收热量,并且可以进行该冷却以用于加热部分溶剂或甚至用于常规干燥,除去纤维素后的复合膜中的任一个在进入溶解过程之前,在除去洗涤溶剂后干燥粉末聚合物。这实际上是可行的,因为我们将具有初始温度为650℃的热气体,并且最终温度可以在105℃的范围内;
8、任选地,溶剂与聚合物的分离可以通过蒸馏法以间歇操作进行,其中在从溶解设备中除去铝之前加入新的(蒸馏过的)溶剂,导致铝的洗涤,从而除去粘附于其上的溶解的聚合物的残留物。其随后用作下一批的第一溶剂,不仅提供了溶剂本身的有效消耗,而且导致聚合物的更大和更有效的回收;
9、获得聚合物回收,而不需要通过熔化返工,以避免较长的处理时间;
10、或者,通过蒸汽加热的辊塔方法形成与溶剂回收并行的聚合物膜,所述膜在其形成之后能够立即被压碎或不压碎;
11、或者,通过将预浓缩溶液注入到旋转盘和喷雾干燥器型室中来分离包含在溶液中的聚合物;和
12、通过加入第二溶剂获得沉淀的聚合物。
为了更好地理解本发明的以下附图附:
图1、示出了本发明专利中通过从纸箱或非纸箱的镀铝塑化包装成分进行分离回收的连续过程的流程图;
图2、示出了本发明专利中从纸箱或非纸箱的镀铝塑化包装成分进行分离回收的间歇性回收过程流程图;
图3、其示出特定的铝输出设备在三个操作位置的示意图;
图4、其示出本发明专利中步骤A的从镀铝纸箱包装中分离纤维素的过程的框图和设备;
图5、其示出本专利的步骤B(优选实施的)的过程的框图和设备,即分离和隔离包含聚合物/富铝聚合物混合物中的铝与聚合物;
图6、其示出本专利的步骤B.a(第一替代的)的过程的框图和设备,即分离和隔离包含聚合物/富铝聚合物混合物中的铝与聚合物;
图7、其示出本专利的步骤B.a(第二替代的)的过程的框图和设备,即分离和隔离包含聚合物/富铝聚合物混合物中的铝与聚合物;
图8、其示出本专利的步骤B.d(替代的)的过程的框图和设备,从浓缩的富聚合物溶液中分离出聚合物;
图9、其示出本专利的整个步骤B(替代的)的过程的框图和设备,即分离铝和铝/聚合物共混物中所含的富含聚合物的方法;和
图10、其示出本专利的整个步骤C(选项C.1)的过程的框图和设备,即获得干燥沉淀物的聚合物。
为了更好地理解这个过程中,我们已经确立了气流和设备的以下解释:
A01-薄膜供给器
B01-间歇进给器
B01A-连续进纸器
B02-悬浮液料池
C01-溶解料池
D01-特殊筛分过滤器
E01–残留聚合物洗涤池
F01-浓缩液料池
F02-稀释液料池
G10-特殊铝输出设备
G11-柱塞
G11A-空腔
G12-外套
G12A-上部开口
G12B-下部开口
H01-聚合物干燥器
I01-浆料过滤器
J01-溶剂蒸汽冷凝器
K01-铝干燥器
L01-浓溶液冷却器
LM01–热回收器
M01-溶剂加热器
N01-浓溶液供给器
N02-溶剂返供给器
N03-浓溶液供给器
N04-溶剂供给器
O01-煤油料池
P01-铝破碎机
Q01-气浮料池
R01-筛篮
S01-压制器
T01-再循环泵
U01-阀门
U02-阀门
V01-回流泵
X01-溶剂料池
Y01-排出过滤器
Z01-洗涤溶剂的供给泵
Z02-浓溶液泵
Z03-溶剂泵
ECAP-纸箱,镀铝和塑料包装
RME-机械破碎机
RTS-脏碎片
TLR–碎片清洗料池
CP-穿孔篮
FRS-去除污垢过滤器设置
SRF–过滤器中残留的污垢
ARE-返回的水
RTL–干净碎片
DHP-在Hidrapulper碎浆机的裂解
CCF-固定的圆柱形的滤篮
RPA–富含聚合物/铝混合物的聚合物残留
PC-纤维素纸浆
TTR-倾斜,旋转的筛筒
HC-水力旋流器
TET-带式筛分运输机
AFIC–未含有纤维素的过滤水
SEC-干燥器
CES-干燥的纤维素
MP-纸机
FPA-纸张
BR-漂白器
CEB-漂白的纤维素
SOLV-溶解溶剂
CAI-倾斜檐槽
CTL-筛分输送带
FSPC-富聚合物浓溶液的过滤器
BSPC-富聚合物浓溶液的泵
SPC--富聚合物浓溶液
SPD-富聚合物稀溶液
FAIP-聚合物和溶剂浸渍的铝片
CAV-真空室
FAIS-溶剂浸渍的铝片
SL-洗涤溶剂
SEI-底部干燥器
COS-溶剂冷凝器
FA-铝片
SOLVQ-热回收的溶剂溶解
SU-超滤分离
PFP-浆的聚合物
FPL-压滤机
MDS-溶剂混合物
PPU-湿聚合物粉末
DSS-溶剂简单蒸馏器
SEPO-聚合物干燥器
SLR-回收的洗涤溶剂
PPS-干的聚合物粉末
CTL-筛分输送带
DSPC-溶液过滤
BSPC-富聚合物浓溶液的泵
EH-Hildebrand提取器
RSTC-冷却溶液的热交换器
FFP–压力过滤器
AQS-溶剂加热器
PFP-浆的聚合物
TQD-溶解料池
CR-回流冷凝器
TSF-热虹吸管
TS-溶剂料池
FL在线过滤器
TCS-溶剂浓缩料池
TSD-溶解溶液料池
TES-储液料池
SV-真空系统
NPP-吹扫氮气
FIA-铝薄膜
CRS-回流冷却器
SR-获得的溶液
VAS-饱和蒸汽
CD1–第一冷凝器
CD2–第二冷凝器
VA-水蒸汽
TPP-沉淀池
FIL-聚合物过滤器
TA-水箱
PPS-干的聚合物粉末
TDE-醒酒塔
COND-冷凝器
DESA-乙醇蒸馏器
DESH-溶解溶剂蒸馏
AER-回收的乙醇
在研究工艺流程的改进和设备的选择都进行了优化选择,最终的工艺流程和所用设备如下所述:
通过铝和纸箱包装,纸箱成分的分离回收不处理,包括,通过聚合物溶解在相容的主溶剂分离聚乙烯或聚丙烯与铝的塑料膜的组分,低于聚合物的软化温度和压力下进行操作时,经由温度降低或通过将随后不溶化与主要溶剂的亲和力和高分子非第二溶剂-溶剂,聚合物溶剂分离和最后过滤和溶剂的再利用为以下顺序增溶相连续地:用于通过分离是否存在纸箱的镀铝和塑化包装的成分回收利用方法,包括:通过在相容的主要溶剂中溶解该聚合物,用铝分离聚乙烯或聚丙烯塑料膜的组分,在低于该聚合物软化温度和压力下进行操作,通过降低温度进行增溶或通过结合对主溶剂具有亲和力的辅助溶剂和聚合物的非溶剂进行增溶,将该溶剂从该聚合物中分离并且最终过滤并且在溶解步骤中再使用该溶剂,按以下顺序连续溶解溶剂。
A)将薄膜碎片或等同物输送到薄膜供给器(A01),穿过一个锁紧阀(U01)进入间歇进给器的入口(B01),而后经由另一个锁紧阀(U02),达到连续进给器(B01A)的入口。
B)在阀门(U01)处于关闭状态且阀门(U02)打开的情况下,从间歇进给器(B01)定量给料薄膜,并将薄膜转移至连续进给器(B01A);阀门(U02)被关闭,阀门(U01)被打开,薄膜碎片从薄膜供给器(A01)重新进给到间歇进给器(B01)中,依此类推。
C)来自间歇进给器(B01)的薄膜碎片通过内部螺旋输送线以及平行输入的溶剂共同进入悬浮液料池(B02)中,锁紧阀(U02)关闭,同时通过洗涤溶液的供给泵(Z01)连续定量进料,每份薄膜碎片使用8-15份溶剂,以覆盖在悬浮液料池中的所有薄膜碎片,并在溶剂中形成聚合物膜/铝的悬浮液;
D)悬浮液进给到溶解料池(C01)中,其内部的螺旋螺纹转动悬浮液,并以间接的方式在100至105℃温度下加热,使其具有更大的循环路径,搅拌以实现更好的对流,保持2至5秒的停留时间;
E)在溶解结束后,悬浮有聚合物和铝的液体流入具有螺旋螺纹带的特殊筛分过滤器(D01),该筛分过滤器引导铝通过过滤操作并分离浓缩液;
F)浓缩液穿过筛壁,与溶液出口中的流体保持反压,以保持溶解料池(C01)的压力,并被收集到浓缩液料池(F01)中,铝和残留的聚合物流入与特殊筛分过滤器(D01)连接的另一个连续的隔室,残留聚合物洗涤池(E01)中,并且在将两个隔室连通的壁的前后,通路不再允许通过其表面,而是将铝以不同的速度被引导到系统外的一个特殊铝输出设备(G10)中;
G)在残留聚合物洗涤池(E01)中注入经过过滤和冷凝的溶剂从溶剂料池(X01注入,穿过残留聚合物洗涤池(E01)的内部,以除去铝和稀释液中的残留聚合物溶液,通过筛网,保持与溶液出口中的流体的反压,以保持溶解料池(C01)的压力,并收集在稀释液料池F02中;
H)达到了稳定后,浓溶液被收集在浓缩液料池(F01)之后,由浓缩液泵(Z02)连续传送,以在50至70℃之间冷却,最初在热回收器(LM01)中以便产生热量传送到过滤和冷凝的溶剂,再传送至浓溶液冷却器(L01),以使不溶解的聚合物沉淀,然后过滤至浆料过滤器(I01),从中积聚过滤的溶剂从溶液蒸汽冷凝器(J01)进入溶剂罐(X01),然后通过热回收器(LM01),溶剂泵(Z03),溶剂加热器(M01)和残留聚合物洗涤池(E01)的螺旋线轴;
I)对来自残留聚合物洗涤池(E01)的铝清洗后产生的稀释溶液被收集在稀释液料池(F02),并连续返回到工艺开始时的洗涤溶剂的供给泵(Z01);
J)过滤后的滤浆进到聚合物干燥器(H01)中干燥,溶剂蒸汽下到溶剂蒸汽冷凝器(J01)形成冷凝的溶剂,与来自铝干燥器(K01)的冷凝的溶剂混合;
L)所有溶剂蒸气,冷凝后,下到溶剂料池(X01),重新用于清洗铝和由此到工艺的开始;
M)铝被间歇地除去是通过一个特殊的间歇性、旋转和往复垂直打开和关闭特殊铝输出设备(G10)以便保持溶解料池(C01)内部的压力,已经除去聚合物的铝被输送铝干燥器中(K01)干燥,溶剂蒸气被分离进入到溶液蒸汽冷凝器(J01),与来自聚合物干燥器(H01)的冷凝的溶剂混合;
O)将含有少量纤维素纤维和未拆除表膜的碎片以及聚丙烯薄膜分批送入铝破碎机(P01)中,非帽片干铝除去,在室温下加入煤油,并且进行剪切破碎,不仅去除残余聚合物,而且任何残余纤维素纤维被分解;
P)关掉搅拌后,转移铝悬浮至于气浮料池(Q01),通过在铝破碎机(P01)的底部喷洒空气形成泡沫,泡沫中携带纤维和聚丙烯碎片和纤维素纤维;
Q)通过排除上清液,泡沫通过一个筛篮(R01)来连续被除去,其中,较轻微粒的聚丙烯和纤维被保留,然后煤油通过循环泵(T01)返回到油箱下部;和
R)除去杂质后,铝悬浮液通过排出过滤器(Y01)被排出,煤油被回流泵(V01)泵回到为下一批煤油提供煤油的煤油料池(O01),铝在压制器(S01)中进行压制以除去多数的煤油,进入熔化阶段后,保留的煤油将被蒸发掉。
可替代地,优化过程可以间歇使用以下修改步骤进行:
A)通过薄膜供给器(A01),再经由间歇进给器(B01)入口处的开闭阀门(U01)以及连续进给器(B01A)入口处的另一个开闭阀门(U02),间歇地供给小片薄膜或等同物,;
B)通过关闭阀门(U01)且打开阀门(U02),从间歇进给器(B01)供给预定量的薄膜,将薄膜转移到连续进给器(B01A);在阀门(U02)关闭且阀门(U01)打开时,薄膜从供给器(A01)重新进入到间歇进给器(B01)中,依此类推;
C)通过关闭阀门(U02),将来自连续进给器(B01A)的薄膜通过连续给料器的内部输送机螺纹与溶剂入口送入悬浮液料池(B02),溶剂进料泵(Z01)按照每份薄膜碎片使用8-15份溶剂8的比例,连续定量地供给溶剂,以便覆盖悬浮液料池(B02)中的全部薄膜内容物,在溶剂中形成聚合物/铝膜悬浮物;;
H)达到了稳定后,浓溶液被收集在浓缩液料池(F01)之后,由浓缩液泵(Z02)连续传送,以在50至70℃之间冷却,最初在热回收器(LM01)中以便产生热量传送到过滤和冷凝的溶剂,再传送至浓溶液冷却器(L01),以使不溶解的聚合物沉淀,然后过滤至浆料过滤器(I01),从中积聚过滤的溶剂从溶液蒸汽冷凝器(J01)进入溶剂料池(X01),然后通过热回收器(LM01),溶剂泵(Z03),溶剂加热器(M01)和残留聚合物洗涤池(E01)的螺旋线轴;;
I)对来自残留聚合物洗涤池(E01)的铝清洗后产生的稀释溶液被收集在稀释液料池(F02),并连续返回到工艺开始时的洗涤溶剂的供给泵(Z01);
用于执行处理分离成箱或未成箱的铝塑包装成分的回收利用工艺,可以用以下设备:旋转阀式或线式输送机或带式输送机的薄膜供给器(A01);圆筒形和底部为圆锥形的间歇进给器(B01),位于所述连续进给器(B01A)和所述薄膜供给器(A01)之间,并在入口处装有隔膜式入口阀门(U01);圆柱形状的连续进给器(B01A)一个具有锥形底和内部螺旋输送器,入口处具有用于锁定有带有隔膜式阀门(U02),并带有切向连接的溶剂进料;具有圆柱形部分和加热套的溶解料池(C01),在其内部沿其垂直部分具有固定的螺旋螺距,该螺距涉及所有圆形横截面;特殊筛分过滤器(D01)呈圆锥形,在圆锥形的螺旋线上安装有适合筛网的壁,并在浓缩液料池(F01)的出口处装有止回阀,并通过非流通口与残留聚合物洗涤池(E01)连通。通向另一个隔室的屏蔽管;圆柱形筛管的较大横截面的残留聚合物洗涤池(E01),横截面较大,并且在其内部装有圆柱螺旋形螺纹,该圆柱螺旋形的轴上有孔,并在稀释液料池(F02)的出口处装有止回阀;浓缩液料池(F01);稀释液料池(F02);带有柱塞(G11)的旋转和脉动的特殊铝输出设备(G10)在圆柱形外套(G12)内移动,其顶部开口(G12A)连接到加压系统,另一个底部开口(G12B)位于下方,该底部开口(G12B)与顶部开口(G12A)的距离略大于顶部开口的高度,并且距离顶部开口180度,并且与外部装置连通,柱塞(G11)具有一个空腔(G11A)为半圆柱形,下切口倾斜45度,并由下面的三个顶部密封环和下面的三个其他等距环界定,其距离比腔体的相应高度稍大;间接加热的输送带螺纹型聚合物干燥机(H0I):间接加热夹套的输送带螺纹型铝干燥机(K0I),热交换器型的浓溶液冷却器(L01);连续或半连续加压浆料过滤器(I01);溶剂罐(X01);热交换器类型的溶剂蒸气冷凝器(J01);热交换器类型的热回收器(LM01);清洗溶剂进料泵(Z01);浓溶液泵(Z02);溶剂泵(Z03);溶剂加热器(M01);煤油罐(001);铝制破碎机(P01),圆柱形剪切型,带有切割螺旋桨和挡板;细长圆柱状的浮选槽(Q01),在槽的底部装有空气喷射装置;筛选篮(R0I);按下活塞类型的(S01);再循环泵(T01);回油泵(V01);和篮式排水过滤器(Y01)。
用于执行分离成箱或未成箱的铝塑包装成分的回收利用工艺,也可以采用以下替代设备来替换相似或互补的功能:圆筒状的悬浮液料池(B02)位于所述锥形底部的间歇进给器(B01)和溶解料池(C01)之间;浓溶液供给器(N01)和溶剂返供给器(N02)均为往复活塞式或容积泵式。
对于与分离镀铝和塑料包装的成分,其中铝以颜料的形式被分离,采用相同的先前步骤,然而,分离铝的阶段应该通过过滤并且用具有良好封闭的陶瓷孔元件进行铝的洗涤并且在溶解温度下进行,冷却后的滤液经历聚合物的沉淀,然后在浆料过滤器(I01)中的多孔元件进行新的过滤。
进行分离成箱或未成箱的铝塑包装成分的回收利用工艺及相关设备的特定情况下,本发明的制造过程中采取以下步骤:
A.步骤A:纤维素纸箱从纸箱,镀铝和塑料包装(ECAP)分离,具有下列序列:
A.a分解包装获得粉碎的脏碎片(RTS);
A.b在室温下在水中剧烈搅拌洗涤脏碎片(RTS)并保留碎片,将水与污物分离,然后闭环再循环后进行过滤并去除过滤器中残留的污垢(SRF),回收返回的水(ARE)以便在洗涤中再次使用,然后将含有富含聚合物/铝的聚合物组合物的干净碎片(RTL)去除并进入崩解步骤;
A.c切割干净碎片(RTL)获得纸浆,随着搅拌发生分解,纤维素纤维的尺寸和密度比产生的残留物更小也有助于搅拌所形成的涡流,穿过筛网,它们会失去速度,从而产生富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)且几乎不含纤维素的浓缩残渣,然后被引导向干燥步骤A.d,纤维素纸浆悬浮液(PC)穿过筛网外侧,倾析,并从过程中移除进入步骤A.e;
A.d富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)进入干燥过程,可以通过稍微过热的蒸汽间接地或饱和的蒸汽或直接用热风,或烟道气体(如锅炉排出的废气)进行一次干燥,富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)在步骤B中进行铝和聚合物的分离与分离;
A.e过滤该纤维素纸浆的悬浮液(PC),其中该纤维素纸浆(PC)被排出并引导到A.f步骤,将滤液,其未含有纤维素的过滤水(AFIC),返回到A.c步骤,再循环不断供给分解步骤;和
A.f纤维素纸浆(PC)进行部分干燥获得干燥的纤维素(CES)或直接用于生产纸张(FPA)或漂白的纤维素(CEB);和
使用以下设备中的以下顺序执行完成从所述纸箱、镀铝和塑料包装(ECAP)分离纤维素的处理步骤:
E.A.a在机械撕碎机(RME)上切碎包装,获得脏碎片(RTS),然后转到步骤E.A.b;
E.A.b在洗涤槽中搅拌过滤洗涤碎片,将已破碎的残渣放入多孔篮(CP)中,并与水共同引入碎片清洗料池(TLR);碎片被叶片形成的流向篮子中心的水柱有力地摇动。携带污垢的水渗透通过篮式滤网(CP),并通过在密闭系统中循环,通过一组除尘过滤器(FRS),将返回的水(ARE)通过所述叶片分离到水箱,过滤器中残留的污垢(SRF)被丢弃,而装有干净碎片(RTL)的多孔篮(CP),被移动进入步骤E.A.c.。
E.A.c在碎浆机(DHP)中分解干净碎片(RTL),该碎浆机由较大直径的圆柱形储罐内的带孔或筛孔的圆柱形滤篮(CCF)和螺旋桨组成,螺旋桨的刀片位于滤篮上方(CCF)在所述篮中具有轴和推进器的情况下,通过搅拌和分解,尺寸和密度小于所得残留物的纤维素纤维,通过搅拌形成的涡旋进一步通过筛网;由于篮筐的直径比分解器的直径小得多,因此通过筛网的纤维素失去了速度,因此不再受到篮筐内存在的涡流的影响,从而导致富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)基本上不含纤维素,它通过位于底部的角阀从滤篮(CCF)的底部释放,并且离开浆叶的作用范围时纤维素浆(PC)位于螺旋桨的外侧。筛分,倾析物,并通过罐底阀从过程中去除,并进入步骤E.A.e.。;
E.A.d干燥富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)在倾斜,旋转的筛筒(TTR)中与略微过热的水蒸汽,或饱和蒸汽,或加热的空气或燃烧气体(如废气),其中所述加热流体被从沿着其倾斜、旋转的筛筒(TTR)内注射;一旦干燥,富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)在步骤B中分离聚合物/富铝聚合物;
E.A.e该纤维素纸浆(PC)将其引导到一组水力旋流器(HC),随后进入带式筛分运输机(TET)配合压带将纤维素纸浆(PC)被排出并进入步骤E.A.f,将滤液,不含纤维素的过滤水(ICFA),返回到E.A.c步骤,通过再循环不断地加入在碎浆机(DHP)中;和
E.A.f在纤维素纸浆(PC)的电炉干燥的干燥器(SEC)获得的常规干燥的纤维素(CES)或路由到接收一个水新的数量,以及分散并供给到所述造纸机(PM),以产生纸张(FPA)或漂白器(BR)获得漂白的纤维素(CEB)。
步骤B:富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)中分离和隔离在残渣中含有的铝和聚合物,具有下列顺序富集:
B.a将富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)溶解在低沸点至中沸点(60-250℃)的烷烃家族的回收的溶解溶剂(SOLV)中,最好是己烷,以及煤油或矿物油在100到105℃下搅拌或移动(在100℃时优先使用煤油),在停留时间内溶液中的聚合物浓度从2秒开始,排干-富聚合物浓溶液(SPC),直接转到步骤B.d.并分离聚合物和溶剂浸渍的铝片(FAIP)
B.b洗净聚合物和溶剂浸渍的铝片(FAIP)和排出以取出浓-富聚合物浓溶液(SPC),该溶液进入步骤B.d及分离溶剂浸渍的铝(FAIS);
B.c应用从低沸点烷烃选择的洗涤溶剂(SL)和回收的溶解溶剂(SOLV)洗净溶剂浸渍的铝片(FAIS),其中有回收的溶解溶剂(SOLV),并利用排水以去除到步骤B.d的-富聚合物浓溶液(SPC)。并且通过干燥和蒸发以及随后溶剂的冷凝来最终分离铝片(FA),该溶剂作为热回收的溶解溶剂(SOLVQ)返回到溶解过程,步骤B.a;
B.d通过将溶液冷却至50至70℃,并在1.0至10bar的压力下进行热过滤,通过热过滤将聚合物与-富聚合物浓溶液(SPC)分离,从而获得聚合物中的溶剂,其中浆的聚合物(PFP)将通过进一步过滤来提高浆料浓度,步骤Be热回收的溶解溶剂(SOLVQ)进入溶解步骤B.a
B.e在压力下洗涤浆的聚合物(PFP)进行过滤,在此过程中,热回收的溶解溶剂(SOLVQ)的大部分残留溶剂将排出,并返回溶解步骤B.a,得到具有溶解有溶剂的碎湿粉的特征的滤饼;
B.f如果洗涤溶剂(SL)与溶解溶剂不同,则用少量洗涤溶剂(SL)洗涤滤饼,该洗涤溶剂选自低沸点烷烃,最好是己烷或乙醇96GL,它们会除去大部分的浸渍在滤饼中溶剂,以获得溶剂混合物(MDS)和湿聚合物粉末(PPU)的混合物,进入步骤B.i.;
B.g通过蒸馏分离少量的溶剂混合物(MDS),然后从蒸馏塔的底部返回热回收的溶解溶剂(SOLVQ)以进行新的溶解,步骤B.a.,从顶部回收的洗涤溶剂(SLR)蒸馏塔的水位重新清洗,;
B.h如果溶解溶剂的沸腾温度低,则浸渍的饼状物已经是湿聚合物粉末(PPU),没有高沸点溶剂的痕迹;
B.i湿的聚合物粉末(PPU)被干燥和获得最终干的聚合物粉末产品(PPS),和残留的溶剂蒸气被冷凝并回收热溶解溶剂(SOLVQ)返回一个新的溶解步骤的B.a。
使用以下设备按照以下顺序完成步骤B中的铝从聚合物中分离:
E.B.a溶出富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)在设置有弯曲的下表面的楼梯的倾斜檐槽(CAI),富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)被供给到顶部,流过水槽时,聚合物发生完全溶解,在水槽末端,铝在聚合物溶液中的悬浮液落在筛分输送带(CTL)上,在那里排干的溶液最初通过富聚合物浓溶液的泵(BSPC)并通过富聚合物浓溶液的过滤器(FSPC),最后排干-富聚合物浓溶液(SPC),该溶液直接进入步骤EBd并分离聚合物和溶剂浸渍的铝片(FAIP);
E.B.b在筛分输送带(CTL)的连续部分用回收的溶解溶剂(SOLV)的喷雾洗涤聚合物和溶剂浸渍的铝片(FAIP),并同时通过重力和真空的方式同时排空富聚合物浓溶液(SPC)进入步骤E.B.d.的真空室(CAV)并分离溶剂浸渍的铝片(FAIS);
E.B.c在筛分输送带(CTL)的连续区域中,用洗涤溶剂(SL)的喷雾洗涤溶剂浸渍的铝片(FAIS),首先通过重力排出-富聚合物浓溶液(SPC),然后通过真空室(CAY)排出真空,从而进行E.B.d步骤,该腔室指向步骤E.B.d.分离铝片(FA),将铝片(FA)在低压饱和蒸汽加热的底部干燥器(SEI)中干燥,然后通过蒸发分离浸渍的溶剂,然后在溶剂冷凝器(COS)中冷凝,冷凝后作为热回收溶解剂返回溶剂(SOLVQ)进入各自的溶解过程,步骤E.B.a.。
E.B.d在2至10bar的压力下通过热超滤从-富聚合物浓溶液(SPC)中分离聚合物溶剂,使用陶瓷超滤分离(SU),将浆的聚合物的后冷聚合物(PFP)送入压机过滤,步骤E.B.e.,然后将热回收的溶解溶剂(SOLVQ)进行新的溶解操作,步骤E.B.a;
E.B.e通过在带洗涤的压滤机(FPL)中压榨浆的聚合物(PFP)进行后续过滤,在此过程中,大部分热回收的溶解溶剂(SOLVQ)均被耗尽,并返回溶解步骤E.B.a.然后用少量洗涤溶剂(SL)洗涤所得的具有碎粉特征的饼,以除去浆料中的所有浸渍溶剂,分别获得少量溶剂混合物(MDS)和湿聚合物粉末(PPU);和
E.B.f在溶剂简单蒸馏器(DSS)中通过蒸馏分离小体积的溶剂混合物(MDS),然后将热回收的溶解溶剂(SOLVQ)从蒸馏器(DSS)的底部返回至新的溶解状态,即从蒸馏器(DSS)顶部回收的洗涤溶剂(SLR)返回到新的洗涤过程中,湿聚合物粉末(PPU)在聚合物干燥器(SEPO)中干燥,最终获得的产品为干燥的聚合物粉末(PPS),然后将残留的溶剂蒸气在溶剂冷凝器(COS)中冷凝,并将热回收的溶解溶剂(SOLVQ)返回到新的溶解步骤E.B.a.。
步骤B.a.的处理过程是采用以下设备按以下顺序完成从聚合物中分离铝的操作:
E.B.a.1将富含铝/聚合物的聚合物组合物的残留物浸入筛分输送带(CTL)中的回收的溶解溶剂(SOLV)中,移动循环溶剂的喷射穿过富聚合物浓溶液的过滤器(FSPC)底部和富聚合物浓溶液的泵(BSPC)进行搅拌,并在停留期间将溶液中的聚合物浓缩,伴随着通过该筛网的排水,通过该-富聚合物浓溶液(SPC)的重力,让聚合物和溶剂浸渍的铝片(FAIP)从该溶液中出来,所述铝片被保留并且被隔离在该筛分输送带(CTL)上;
可替换地,处理步骤B.a的第二种方法是采用以下设备按照以下顺序进行铝与聚合物的分离:
E.B.a.2在Hildebrand萃取器(EH)中用回收的溶解溶剂(SOLV)溶解富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA),并通过重力将富聚合物浓溶液(SPC)排出,从而获得聚合物和溶剂浸渍的铝片(FAIP)。
在其优选形式中分离铝的聚合物的过程中的步骤B.d的完成是使用以下设备并按照以下顺序:
E.B.d.1通过在热交换器(RSTC)中将溶液冷却至50至70℃,并在压力高达1.5bar的压力过滤器(FFP)中进行过滤,使用约50℃至70℃的温度下的热回收的溶剂溶解(SOLVQ)以及在100℃下的溶剂加热器(AQS)被重新加热的和继续在新的溶解步骤B.a.重新使用的,将浆的聚合物(PFP)压滤,步骤B.e.。
可替代地,通过步骤E.B.实现完整的聚合物分离铝可以按照E.C的步骤所示的设备和顺序进行后续的处理:
B.从步骤B分离获得的铝薄膜(FIA)是利用溶剂在工艺操作温度范围内的一个沸点从富聚合物浓溶液(SPC)中分离获得。
E.B.A将富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA)设置在溶解料池(TQD)的穿孔篮(CP)内部,从而使其在容器内的位置不接触底部,而是保持在容器的支撑物上,然后关闭水池;溶解料池(TQD)有两个独立的加热系统,这两个都注入饱和蒸汽:第一系统包括一个热虹吸管(TSF),以便于可以在溶解过程中使用大量溶剂(该过程的沸点在操作温度范围内)进行操作;第二个系统在水箱底部带有一个蒸汽夹套(以便能够在少量溶剂下运行,其中筐完全浮出,即在铝洗步骤中高于溶剂水平,索氏提取器);它与回流冷凝器(CR)连接,该冷凝器可控制回流冷凝器中的温度,压力和水流(它控制加热蒸汽的流量,以及回流冷凝器的进水,并允许控制对流子管的循环和溶解罐内部的压力);并有一个底阀(以便将溶液转移到溶剂浓缩料池(TCS));
E.B.B 100至105℃温度条件下,将回收的溶解溶剂(SOLV)从溶剂料池(TS)中转移到溶解料池(TQD),以覆盖包含在穿孔篮(CP)的富含聚合物/铝混合物的聚合物残留(RPA),并且引发该富含聚合物的聚合物组合物的溶解,通过在连接至溶解料池(TQD)的热虹吸管(TSF)中进料蒸汽,发生管束内的溶剂的加热和蒸发,因此,置换液柱,该液柱负责向上置换液体溶剂并使其循环通过返回底部的富含聚合物/铝的聚合物组合物残余物的碎屑并重新进料管束(产生有效的再循环,这有利于溶解);当发生在回流冷凝器(CR)中冷凝的溶剂的部分蒸发时,将该循环维持1至5分钟,回流冷凝器(CR)返回到罐中,并且最后通过底阀排出富聚合物浓溶液(SPC),穿过该在线过滤器(FL)到达该溶剂浓缩料池(TCS)并且进入步骤E.B.F。(在过滤过程中该溶液的高温使得该操作更容易,因为它显著降低其粘度并且由于所采用的溶剂的比率,该溶液在冷却之后形成一致的浆料);
E.B.C将来自溶剂料池(TS)的溶剂以低于篮底部(CP)的水平再次转移到溶解料池(TQD)并开始洗涤,现在向该溶解罐的夹套进料蒸汽,进行该容器底部中所含溶剂的加热,以及蒸汽的上升,通过篮,继续到回流冷凝器(CR),所述操作被保持在对应于该溶解温度的压力下,并且该溶剂冷凝物被保持在略低于渗滤通过该篮的内容物的饱和温度的温度下,并且,在与该向上的蒸气流接触时,以一种方式吸收热量,是热的,并且在这些碎屑上流下时,洗涤富含仍覆盖该铝的聚合物的聚合物组合物的溶液的残余物,然后将所述溶液转移到篮的底部下方的空间中,获得铝的完全且连续的洗涤并且最后转移,借助于内部压力,该富聚合物稀溶液(SPD)通过溶解料池侧的阀(TQD),向定位在该溶解料池(TQD)上方的含有其自身的回流冷凝器的溶解溶液料池(TSD)中进料富含聚合物/铝的聚合物组合物的新残余物,用新的或回收的溶剂补充;
E.B.D一旦将所有液体溶剂从溶解料池(TQD)中转移出来,清洗后且关闭溶解料池(TQD)的底部出口后,则首先通过真空系统(SV)抽真空,该真空系统将蒸气引导至回流冷凝器(CR)并从那里排到大气中,并用夹套中的蒸汽加热储罐,然后对包含在溶解槽中的残余蒸汽进行清洗操作,这些残余蒸汽通过一些列的吹扫氮气(NPP)到回流冷凝器(CR),再从冷凝器到大气。
E.B.E然后,打开溶解料池(TQD),抽出滤篮(CP)并除去不含富聚合物组合物的铝薄膜(FIA)片后,返回步骤E.A.b,回收的铝直接在熔铸炉或其他阶段进行处理;
E.B.F-富聚合物浓溶液(SPC)在溶剂浓缩料池(TCS)被加热以蒸去部分溶剂,蒸汽被引导至回流冷却器(CRS),所述热回收的溶解溶剂(SOLVQ)送入到储液料池(TES)中,该溶液储料池向溶解料池(TQD)供料,得到的有较高粘度的富聚合物组合物溶液(SR)可以被发送到步骤E.B.G或步骤C.1.a,C.1.b,C.1.c,C.1.d或C.1.e;和
E.B.G将获得的除去部分溶剂的有较高粘度的富聚合物组合物溶液(SR),在更接近富聚合物组成物软化温度的饱和蒸汽(VAS)的作用下,在该操作中直接采用饱和蒸汽(在这种情况下,由于提高了该条件下蒸汽的焓,因此溶剂可更强烈而有效地去除),间接蒸汽与蒸汽的温度注入到饱和溶剂浓缩料池(TCS)中使其与与注入的饱和蒸汽保持接近(由于该容器在此操作中保持在大气压下,并且操作温度高于溶剂的沸腾温度,因此几乎去除了所有溶剂);该操作产生的蒸气流(水和溶剂)移至冷凝器,在冷凝器中排出冷凝水,溶剂蒸汽从该第一冷凝器(CD1)的顶部排出,传递给第二冷凝器(CD2),溶剂在此处发生冷凝,热回流溶解溶剂(SOLVQ)流入储液料罐(TES),再将热回收溶解溶剂(SOLVQ)注入溶解料池(TQD);根据该工艺的最终形式,例如呈薄膜,粉末或颗粒形式,将溶剂的去除方法控制调整为不同的方法,以回收-富聚合物浓溶液(SPC)。
C步骤C:获得的聚合物再利用:
C.1沉淀类型
E.C.1.a将获得的具有高粘度富铝聚合物组合物溶液(SR)在乙醇(AE)的搅拌下冷却、沉淀,并在沉淀池(TPP)间接冷却;
E.C.1.b过滤沉淀的聚合物过滤器(FIL)进行过滤,分离获得粉末,然后转移到一个水箱(TA),在那里发生溶剂的去除;
E.C.1.c通过使用水蒸汽(VA)直接加热去除溶剂,被拖动的溶剂蒸气被引导到冷凝器(COND),然后到一个醒酒塔(TDE)中将溶剂中的上清液和不混溶相进行分离;
E.C.1.d将水相进行蒸馏以回收溶解在乙醇蒸馏器(DESA)中的乙醇(AER),并将含有大量溶解溶剂的有机相在溶解溶剂蒸馏器(DESH)中进一步蒸馏,从该混合物中回收溶剂溶解(SOLVQ)以及少量乙醇,并与溶解溶剂保持相分配平衡;和
E.C.1.e将所得聚合物过滤器(FIL)中过滤,并在常规干燥器(SEC)干燥,获得干燥的聚合物粉末(PPS)。
对于仅由非纸质镀铝聚合物薄膜制成且包含聚丙烯和聚乙烯的包装,其步骤与步骤B和C(纤维素的后萃取)相同,唯一的区别是工作温度不同。如果在100℃下进行,则仅聚乙烯会溶解,而聚丙烯不溶。在这种条件下,将热溶液过滤,并先用石油醚洗涤,然后再用乙醇洗涤,然后将不溶的固体成分聚丙烯和铝进行洗涤,然后将其分散在液体中,进入低切碎机粉碎系统(一种盲混机)。所述液体可以是例如乙醇。在这种情况下,铝被压碎,留下较大尺寸的聚丙烯,因此可通过筛滤轻松分离。
如果考虑到所有回收链,无论是将纸浆从纸张,聚合物和铝中分离出来,还是要通过回收过程的所有阶段之间的热量(例如通过使用废气)来分离,该过程仍可以针对能耗进行优化。洗涤溶剂蒸发后,气体从锅炉(烟囱)出口250℃进入聚合物的干燥塔或干燥带。在铝熔化的情况下,可以在一个腔室中对铸锭进行冷却,该腔室的冷却后产生的热气体将从铝中进行热量的回收,并且可以传导以加热部分溶剂或用于一般干燥,在除去纤维素之后,进入增溶过程之前,或者在除去洗涤溶剂之后,将粉碎的聚合物干燥,制成复合膜。这实际上是可行的,因为会有一些热气体,初始温度为650℃,最终温度为105℃。
Claims (19)
1.一种成箱或未成箱的铝塑包装成分的分离回收利用工艺,其特征在于,通过在相容主溶剂中溶解聚合物,分离带有铝的聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜的成分,在低于聚合物软化温度和压力下进行操作,然后通过降低温度使其不溶解,从聚合物中分离出溶剂,最后在溶解步骤中按以下顺序过滤并重新使用溶剂:
A)将薄膜碎片或等同物输送到薄膜供给器(A01),穿过一个锁紧阀(U01)进入间歇进给器的入口(B01),而后经由另一个锁紧阀(U02),达到连续进给器(B01A)的入口;
B)在阀门(U01)处于关闭状态且阀门(U02)打开的情况下,从间歇进给器(B01)定量给料薄膜,并将薄膜转移至连续进给器(B01A); 阀门(U02)被关闭,阀门(U01)被打开,薄膜碎片从薄膜供给器(A01)重新进给到间歇进给器(B01)中,依此类推;
C)来自间歇进给器(B01)的薄膜碎片通过内部螺旋输送线以及平行输入的溶剂共同进入悬浮液料池(B02)中,锁紧阀(U02)关闭,同时通过洗涤溶液的供给泵(Z01)连续定量进料,每份薄膜碎片使用8-15份溶剂,以覆盖在悬浮液料池中的所有薄膜碎片,并在溶剂中形成聚合物膜/铝的悬浮液;
D)悬浮液进给到溶解料池(C01)中,其内部的螺旋螺纹转动悬浮液,并以间接的方式在100至105℃温度下加热,使其具有更大的循环路径,搅拌以实现更好的对流,保持2至5秒的停留时间;
E)在溶解结束后,悬浮有聚合物和铝的液体流入具有螺旋螺纹带的特殊筛分过滤器(D01),该筛分过滤器引导铝通过过滤操作并分离浓缩液;
F)浓缩液穿过筛壁,与溶液出口中的流体保持反压,以保持溶解料池(C01)的压力,并被收集到浓缩液料池(F01)中,铝和残留的聚合物流入与特殊筛分过滤器(D01)连接的另一个连续的隔室,残留聚合物洗涤池(E01)中,并且在将两个隔室连通的壁的前后,通路不再允许通过其表面,而是将铝以不同的速度被引导到系统外的一个特殊铝输出设备(G10)中;
G)在残留聚合物洗涤池(E01)中注入经过过滤和冷凝的溶剂从溶剂料池(X01注入,穿过残留聚合物洗涤池(E01)的内部,以除去铝和稀释液中的残留聚合物溶液,通过筛网,保持与溶液出口中的流体的反压,以保持溶解料池(C01)的压力,并收集在稀释液料池F02中;
H)达到了稳定后,浓溶液被收集在浓缩液料池(F01)之后,由浓缩液泵(Z02)连续传送,以在50至70℃之间冷却,最初在热回收器(LM01)中以便产生热量传送到过滤和冷凝的溶剂,再传送至浓溶液冷却器(L01),以使不溶解的聚合物沉淀,然后过滤至浆料过滤器(I01),从中积聚过滤的溶剂从溶液蒸汽冷凝器(J01)进入溶剂罐(X01),然后通过热回收器(LM01),溶剂泵(Z03),溶剂加热器(M01)和残留聚合物洗涤池(E01)的螺旋线轴;
I)对来自残留聚合物洗涤池(E01)的铝清洗后产生的稀释溶液被收集在稀释液料池(F02),并连续返回到工艺开始时的洗涤溶剂的供给泵(Z01);
J)过滤后的滤浆进到聚合物干燥器(H01)中干燥,溶剂蒸汽下到溶剂蒸汽冷凝器(J01)形成冷凝的溶剂,与来自铝干燥器(K01)的冷凝的溶剂混合;
L)所有溶剂蒸气,冷凝后,下到溶剂料池(X01),重新用于清洗铝和由此到工艺的开始;
M)铝被间歇地除去是通过一个特殊的间歇性、旋转和往复垂直打开和关闭特殊铝输出设备(G10)以便保持溶解料池(C01)内部的压力,已经除去聚合物的铝被输送铝干燥器中(K01)干燥,溶剂蒸气被分离进入到溶液蒸汽冷凝器(J01),与来自聚合物干燥器(H01)的冷凝的溶剂混合;
O)将含有少量纤维素纤维和未拆除表膜的碎片以及聚丙烯薄膜分批送入铝破碎机(P01)中,非帽片干铝除去,在室温下加入煤油,并且进行剪切破碎,不仅去除残余聚合物,而且任何残余纤维素纤维被分解;
P)关掉搅拌后,转移铝悬浮至于气浮料池(Q01),通过在铝破碎机(P01)的底部喷洒空气形成泡沫,泡沫中携带纤维和聚丙烯碎片和纤维素纤维;
Q)通过排除上清液,泡沫通过一个筛篮(R01)来连续被除去,其中,较轻微粒的聚丙烯和纤维被保留,然后煤油通过循环泵(T01)返回到油箱下部;和
R)除去杂质后,铝悬浮液通过排出过滤器(Y01)被排出,煤油被回流泵(V01)泵回到为下一批煤油提供煤油的煤油料池(O01),铝在压制器(S01)中进行压制以除去多数的煤油,进入熔化阶段后,保留的煤油将被蒸发掉。
2.根据权利要求1所述的分离成箱或未成箱的铝塑包装成分的回收方法,其特征在于,通过掺入与所述主溶剂亲和的第二溶剂,而不是掺入聚合物的溶剂,实现所述聚合物的不溶解。
3.根据权利要求1所述的分离成箱或未成箱铝塑包装成分的回收方法,其特征在于,所述方法是间歇性的,并根据以下步骤实现:
A)通过薄膜供给器(A01),再经由间歇给料器(B01)入口处的开闭阀门(U01)以及悬浮罐(B02)入口处的另一个开闭阀门(U02),间歇地供给小片薄膜或等同物;
B)一旦关闭薄膜供给器(A01)与间歇给料器(B01)之间的阀门(U01),就将薄膜,和溶剂一起注入到悬浮罐(B02)中,并且每次供料给间歇给料器(B01)时,保持间歇给料器(B01)与悬浮罐(B02)之间的阀门(U02)关闭;
C)使经过浓缩溶液供给器(N01)间歇供给的浓溶溶液以及经过回流溶剂供给器(N02)间歇供给的洗涤溶剂进行正向移位,首次操作只是进入稳态,溶剂与薄膜的比例是8到15份溶剂和1份薄膜,以便覆盖悬浮罐(B02)中的全部薄膜内容,并形成聚合物/铝薄膜在溶剂中的悬浮液;
H)达到稳态的浓缩液被收集到浓缩溶液罐(F01)中,并通过浓缩液供给器(N03)间歇输送,用于将其冷却到50至70℃之间,首先在热回收单元(LM01)加热过滤后的冷凝溶剂,并在浓缩溶液冷却器(L01)中进一步冷却,使聚合物沉淀和不溶解,然后在浆料过滤器(I01)中过滤并积累过滤的溶剂,将积累的过滤溶剂与来自冷凝器(J01)的溶剂一起送入溶剂罐(X01),再经过热回收单元(LM01)、间歇地经过溶剂给料器(N04)、经过溶剂加热器(M01)以及经过残留聚合物洗涤罐(E01)的螺旋线轴返回;以及
I)将残留聚合物洗涤罐(E01)中洗涤铝的稀释溶液收集到稀释溶液罐(F02)中,然后间歇地经过回流溶剂供给器(NO2)返回到处理起点。
4.一种设备,用于执行权利要求1所述的分离成箱或未成箱铝塑包装成分的回收方法,其特征在于,在连续给料器(B01A)和薄膜供给器(A01)之间设置间歇给料器(B01),薄膜供给器(A01)具有容积式旋转阀或类似物,间歇给料器(B01)为柱形并具有锥底,并且膜片式阀门(U01)位于间歇给料器(B01)入口处;柱形和具有锥底的连续给料器(B01A)带有内部输送带螺纹,膜片式阀门(U02)位于间歇给料器(B01)的入口处并且与切向溶剂进料连接;溶解罐(C01)具有圆柱形部分和加热套,并且在其内部具有沿垂直部分的关于所有圆形横截面的固定螺距;特殊滤网(D01)呈圆锥形,在滤网壁上装有可调节的锥形螺旋螺纹,在该滤网的出口处装有达到浓缩溶液罐(F01)止回阀,并经过通向另一个隔室的非筛管道连通残留聚合物洗涤罐(E01);残留聚合物洗涤罐(E01)具有较大横截面的圆筒形筛管,在其内部装有圆柱螺旋形螺纹,在其轴上带有穿孔,并在其出口处装有到达稀释溶液罐(F02)的止回阀;浓缩溶液罐(F01);稀释溶液罐(F02);旋转并脉动的特殊铝输出设备(G10),其柱塞(G11)在圆柱形外套(G12)内移动,外套(G12)的顶部开口(G12A)连接到加压系统,另一个底部开口(G12B)位于下方,该底部开口( G12B)与顶部开口(G12A)的距离略长于顶部开口的高度,并且距离顶部开口180度,并且与外部装置连通,柱塞(G11)的空腔(G11A)为半圆柱形,下切口倾斜45度,并由下面的三个顶部密封环和下面的三个其他等距环界定,其距离略大于空腔的相应高度;间接加热的输送带螺纹型聚合物干燥器(H01);带间接加热夹套的输送带螺纹型铝干燥器(K01);热交换器类型的浓缩溶液冷却器(L01);连续加压浆料过滤器(I01);溶剂罐(X01);热交换器类型的溶剂蒸汽冷凝器(J01);热交换器类型的热回收单元(LM01);清洗泵型的清洗溶剂进料泵(Z01);浓缩液泵(Z02);溶剂泵(Z03);溶剂加热器(M01);煤油罐(O01);铝破碎罐(P01),为圆柱形剪切型,带有切割螺旋桨和挡板;浮选罐(Q01)为细长的圆柱形状,在槽的底部装有空气喷射装置;筛篮(R01);活塞型的压力机(S01);再循环泵(T01); 回流泵(V01);篮式排水过滤器(Y01)。
5.根据权利要求4所述的设备,用于执行权利要求1所述的分离成箱或未成箱铝塑包装成分的回收方法,其特征在于,悬浮罐(B02 )为圆锥形底部的圆柱状,位于间歇给料器(B01)和溶解罐(C01)之间; 浓缩溶液供给器(N01)和回流溶剂供给器(N02)均为往复活塞式容积型供给器。
6.一种分离铝化包装、塑化包装及纸箱包装成分的回收方法,其特征在于以下步骤:
A.步骤A:按以下顺序从纸箱包装,铝化塑化(ECAP)包装中分离纤维素:
A.a切碎包装,得到切碎的脏碎片(RTS);
A.b在室温下于水中通过强力搅拌清洗脏碎物(RTS),保留碎屑,将水与污物分离,然后在闭环再循环后进行过滤和除污(SRF),将水回收并返回( ARE)以便在洗涤中再次使用,转移具有富含聚合物/铝的聚合物成分干净碎纸(RTL),然后进入分解步骤;
A.c通过剪切操作对碎纸(RTL)进行分解,得到纸浆,随着振动的发生,振动形成的涡流使纸浆会分解成尺寸和密度小于所得残留物的纤维素纤维,所述纤维素纤维通过使其失速的筛网,导致富含聚合物/铝(RPA)的聚合物成分的浓缩残留物基本上不含纤维素,该浓缩残留物被转至Ad干燥步骤,而纤维素浆悬浮液(PC)穿过筛网的外侧,移入到其他容器,并转到步骤Ae;
A.d富含聚合物/铝(RPA)的聚合物成分的残留物进入干燥阶段,可以通过略微过热的蒸汽或饱和蒸汽间接进行,或者通过热空气或燃烧管道燃气直接干燥,一旦干燥,富含聚合物/铝(RPA)的聚合物成分的残留物就在步骤B中进行铝和聚合物的分离;
Ae通过过滤纤维素浆(PC)悬浮液,排出纤维素浆(PC)并将其引导至步骤A.f,然后将无纤维素的滤液(AFIC)返回步骤Ac,连续进行再循环分解;和
A.f对纤维素浆(PC)进行部分干燥以产生干纤维素(CES)或直接进入生产纸张(FPA)或漂白纤维素(CEB)的步骤;和
B.步骤B:分离富含聚合物/铝(RPA)的聚合物成分的残余物中所含的铝和聚合物,顺序如下:
B.a. 将富含聚合物/铝(RPA)的聚合物组合的残余物在液态的低至中沸点的烷烃家族的增溶剂(SOLV)中进行溶解,该溶解与沸点无关而与搅拌或移动有关,溶解操作温度为低于聚合物软化温度的100°C到105℃,溶解操作压力为大气压力或者高于大气压的压力-此时溶剂具有低沸点,在其驻留期间的2秒开始在溶液中浓缩聚合物,排放富含聚合物的浓缩溶液(SPC)并转到步骤B.d,并且分离聚合物和溶剂浸渍铝片(FAIP);
B.b.用溶解溶剂(SOLV)清洗聚合物和溶剂浸渍的铝片(FAIP),同时进行排放,除去富含聚合物的浓溶液(SPC)转到步骤B.d,并且分离溶剂浸渍铝片(FAIS);
B.c.用选自低沸点烷烃的洗涤溶剂(SL)和溶解溶剂(SOLV)本身洗涤溶剂浸渍铝片(FAIS),并进行排放以将富含聚合物的浓溶液(SPC)除去,转至步骤B.d;通过干燥和蒸发进行铝箔(FA)的最终分离,随后进行溶剂冷凝,将其作为热回收的溶解溶剂(SOLVQ)返回至步骤B.a进行溶解处理 ;
B.d.通过将溶液冷却至50至70°C,并在1.0至10 巴(bar)的压力下通过热过滤从富含聚合物的浓缩溶液(SPC)中分离出聚合物,从聚合物中分离出溶剂,浆液形态浓缩聚合物(PFP)将通过进一步过滤来提高浆液的浓度,步骤B.e. 然后将热回收的溶解溶剂(SOLVQ)进一步溶解,步骤B.a;
B.e.是在压力下洗涤浆的聚合物(PFP)进行过滤的过程中,热回收的溶解溶剂(SOLVQ)的大部分残留溶剂将排出,并返回溶解步骤B.a,得到具有溶解有溶剂的碎湿粉的特征的滤饼;
B.f.如果洗涤溶剂(SL)与溶解溶剂不同,则用少量洗涤溶剂(SL)洗涤饼状物,该洗涤溶剂选自低沸点烷烃或96 ºGL乙醇,可去除浸渍在饼状物中的大部分溶剂,得到溶剂(MDS)和湿聚合物粉末(PPU)的混合物,进行步骤Bi;
B.g.通过蒸馏分离少量的溶剂混合物(MDS),然后从蒸馏塔的底部返回热回收的溶解溶剂(SOLVQ)以进一步溶解,步骤Ba,从蒸馏塔顶部回收洗涤溶剂(SLR),并返回进一步洗涤;
B.h.如果溶解溶剂的沸腾温度低,则浸渍的饼状物已经成为没有高沸点溶剂痕迹的湿聚合物粉末(PPU);
B.i.将湿聚合物粉末(PPU)干燥,获得最终的干聚合物粉末(PPS)产品,并将残留溶剂蒸气冷凝,返回热回收的溶解溶剂(SOLVQ)在步骤B.a进一步溶解。
7.根据权利要求6所述的通过分离铝化包装、塑化包装及纸箱包装成分的回收方法,其特征在于,所述溶解溶剂(SOLV)的沸点高于60℃。
8.根据权利要求6和7所述的通过分离铝化包装、塑化包装及纸箱包装成分的回收方法,其特征在于,所述溶解溶剂选为己烷。
9.根据权利要求6和7所述的通过分离铝化包装、塑化包装及纸箱包装成分的回收方法”,其特征在于,所述溶解溶剂为煤油。
10.根据权利要求6和7所述的“通过分离铝化包装、塑化包装及纸箱包装成分的回收方法”,其特征在于,所述溶解溶剂为矿物油。
11.根据权利要求6所述的通过分离铝化包装、塑化包装及纸箱包装成分的回收方法,其特征在于,在100至105℃的温度下发生所述溶解。
12.根据权利要求6所述的通过分离铝化包装、塑化包装及纸箱包装成分的回收方法,其特征在于,所述洗涤溶剂(SL)为己烷。
13.根据权利要求6所述的通过分离铝化包装、塑化包装及纸箱包装成分的回收方法,其特征在于,所述洗涤溶剂(SL)为乙醇96ºGL。
14.一种用于执行权利要求6中的步骤B的操作方法,其特征在于包括:
E.B.a. 在具有斜槽(CAI)的设备中溶解富含铝/聚合物(RPA)的聚合物成分的残留物,该设备具有弯曲下表面的阶梯形状,其中铝/聚合物(RPA)的残留物从顶部进入,流过斜槽,聚合物完全溶解出现在斜槽的末端,聚合物溶液中的铝悬浮液落在筛分输送带(CTL)上,排出的溶液最初通过富含聚合物浓缩溶液(BSPC)的泵和富含聚合物浓缩溶液(FSPC)的过滤器进行再循环,最后排放富含聚合物的浓溶液(SPC)转至步骤E.B.d,并且分离聚合物和溶剂浸渍铝片(FAIP);
E.B.b. 在筛分的传送带(CTL)连续用溶解溶剂(SOLV)洗涤聚合物和溶剂浸渍铝片(FAIP),并首先通过重力作用然后通过真空室(CAV)抽真空,排放浓缩的富含聚合物溶液(SPC),转到步骤E.B.d;并分离溶剂浸渍铝片(FAIS);
E.B.c.在筛分传送带(CTL)上连续用洗涤溶剂(SL)洗涤溶剂浸渍铝片(FAIS),首先通过重力再通过真空室(CAV)抽真空,排放富含聚合物的浓缩溶液(SPC),转至步骤E.B.d;并分离铝箔(FA),铝箔(FA)在由饱和低压蒸汽加热的下部干燥器(SEI)中干燥,浸渍溶剂通过蒸发和随后在冷凝器(COS)中的冷凝分离,其作为热回收溶解溶剂(SOLVQ)返回到相应的溶解处理,步骤EBa;
E.B.d.在2至10 巴压力下,超滤分离器(SU)通过热超滤将聚合物溶剂与富含聚合物的浓缩液(SPC)分离,浆料态后冷聚合物(PFP)在步骤E.B.e进行加压过滤,然后在步骤E.B.a将热回收的溶解溶剂(SOLVQ)进行新的溶解操作;
E.B.e.通过在带洗涤的压滤机(FPL)中挤压浆料态后冷聚合物(PFP)并进行后续过滤,其中,大部分热回收的溶解溶剂(SOLVQ)被排放,返回到步骤E.B.a进行溶解处理,然后用少量洗涤溶剂(SL)洗涤所得的具有碎颗粒特性的饼状物,除去浆料中所有浸渍溶剂,分别得到少量的溶剂混合物(MDS)和湿聚合物颗粒(PPU);以及
E.B.f.在溶剂简单蒸馏器(DSS)中通过蒸馏分离少量的溶剂混合物(MDS),然后将热回收的溶解溶剂(SOLVQ)从溶剂简单蒸馏器(DSS)的底部返回以在步骤E.B.a进一步溶解,从溶剂简单蒸馏器(DSS)顶部回收的洗涤溶剂(SLR)返回到新洗涤过程,湿聚合物粉末(PPU)在聚合物干燥器(SEPO)中干燥,获得最终干燥的聚合物颗粒(PPS),残留溶剂蒸气在溶剂冷凝器(COS)中冷凝,并将热回收的溶解溶剂(SOLVQ)返回到步骤E.B.a以进一步溶解。
15.一种用于执行权利要求6中步骤B.a的操作方法,其特征在于,第一替代方案包括:
E.B.a.1. 将富含铝/聚合物的聚合物组合物的残留物浸入筛分输送带(CTL)的溶解溶剂(SOLV)中,通过底部溶液过滤器(FSPC)和底部溶液再循环泵(BSPC)的循环溶剂移动射流进行搅拌,在溶液停留期间浓缩溶液中的聚合物,通过在富含聚合物的浓缩溶液(SPC)的重力,经过滤网进行排放,从而使浸渍有聚合物和溶剂的铝片(FAIP) 从溶液中脱出,即在筛分传送带(CTL)上保留并隔离铝片。
16.一种用于执行权利要求6中步骤B.a操作方法,其特征在于,第二种替代方案包括:
E.B.a.2.在U形浸出器(EH)中用溶解溶剂(SOLV)溶解富含铝/聚合物(RPA)的聚合物组合物的残留物,并通过重力将富含聚合物的浓缩液(SPC)排出,使铝片从溶液中浮现时被聚合物和溶剂(FAIP)浸渍。
17.一种用于执行权利要求6中步骤B.d的操作方法,其特征在于,替代方案包括:
E.B.d.1.通过将溶液在热交换器(RSTC)中冷却,在压滤器(FFP)中进行过滤,然后在溶剂加热器(AQS)中进行重新加热,将溶剂与聚合物分离。
18.一种执行铝分离的完整过程的操作方法,用于替代权利要求14中的步骤E.B和E.C,其特征在于,包括:
B.步骤B.从富含聚合物的浓缩溶液(SPC)中分离出铝膜(FIA):
E.B.A.把富含铝/聚合物(RPA)的聚合物成分的残留物放置在溶解罐(TQD)内的多孔篮(CP)中,以使其位于容器内不接触容器底部的位置,并保持容器壁对其支撑,然后关闭溶解罐;溶解罐(TQD)有均由饱和蒸汽供入的两个不同的加热系统:第一个系统由热虹吸管(TSF)组成;第二个系统在水箱底部带有一个蒸汽夹套;溶解罐与回流冷凝器(CR)相连,该冷凝器可控制回流冷凝器中的温度,压力和水流,并有一个底阀;
E.B.B.将温度范围在100-105 ℃的溶解溶剂(SOLV)从溶剂罐(TS)传送到溶解罐(TQD),直到完全覆盖多孔篮(CP)中的富含铝/聚合物(RPA)的聚合物组合物的残留物,通过向连接到溶解罐(TQD)的热虹吸管(TSF)中注入蒸汽,在管束内加热和汽化溶剂,对富含聚合物的聚合物组合物进行溶解,因此,通过使富含聚合物/铝的聚合物成分的残余物变成碎片,返回到底部并重新送入管束,取代了使液体溶剂向上移动并使其循环的液体塔;当发生在回流冷凝器(CR)中冷凝的溶剂部分蒸发并返回到罐时,保持1至5分钟的循环,最后由底阀将富含聚合物的浓溶液(SPC)排出,通过串联过滤器(FL)到达溶剂冷凝器储罐(TCS),然后进入步骤EBF;
E.B.C.来自溶剂罐(TS)的溶剂再次被转移到位于多孔篮(CP)底部下方的位置的溶解罐(TQD)中,开始洗涤,此时将蒸汽供入溶解罐的夹套中,加热容器底部容纳的溶剂,产生上升的蒸气,该蒸汽经过篮筐进入回流冷凝器(CR),在与溶解温度相对应的压力下保持所述操作,在略低于饱和温度的温度保持溶剂冷凝物,该温度会使多孔篮的内容物渗出,并在与向上的蒸气流接触时吸收热量,因而当溶剂向下流到所述碎片上并且变热时,洗涤仍然覆盖铝的富含聚合物的聚合物成分的溶液残留物,然后将所述溶液传送到多孔篮底部下方的空间,从而对铝进行完全和连续的洗涤,最后借助于内部压力,将稀释的富含聚合物的溶液(SPD)通过溶解罐(TQD)侧壁的阀门转移到位于溶解罐(TQD)上方的装有回流冷凝器的稀释溶液罐(TSD),将提供新富含聚合物/铝的聚合物成分物残余物,并补充新溶剂或回收溶剂;
E.B.D.一旦清洗后将所有液体溶剂从溶解槽(TQD)中移出,并关闭溶解罐(TQD)的底部出口,则首先通过真空系统(SV)抽真空,将蒸气引导至回流冷凝器(CR)并从那里排到大气中,并用夹套中的蒸汽加热溶解罐,然后对溶解罐中所含残留蒸气进行净化操作,这些残留蒸气由用于净化的氮气流(NPP)带到回流冷凝器(CR)并从冷凝器到大气;
E.B.E.之后,打开溶解罐(TQD),取出多孔篮(CP),然后除去不含富含聚合物成分的铝膜(FIA)后,返回到步骤E.A.b,回收的铝直接在熔铸炉或其他阶段进行处理;
E.B.F-富聚合物浓溶液(SPC)在溶剂浓缩料池(TCS)被加热以蒸去部分溶剂,蒸汽被引导至回流冷却器(CRS),所述热回收的溶解溶剂(SOLVQ)送入到储液料池(TES)中,该溶液储料池向溶解料池(TQD)供料,得到的有较高粘度的富聚合物组合物溶液(SR)可以被发送到步骤E.B.G;和
E.B.G.从所得的含有较高粘度的富含聚合物的聚合物成分的溶液(SR)中部分除去溶剂后,通过饱和蒸汽(VAS)进行拖动,该操作在接近富含聚合物的聚合物成分的软化温度的温度下执行,在该操作中采用直接饱和蒸汽和间接蒸汽,注入冷凝液罐(TCS)夹套的蒸汽温度与注入的饱和蒸汽的温度保持接近;该操作产生的蒸汽流流至冷凝器,在冷凝器中排出冷凝水,溶剂蒸汽从该第一冷凝器(CD1)的顶部排出,流至第二冷凝器(CD2),在此处使溶剂冷凝,但仍然很热,流动到溶剂储罐(TES),溶剂储罐向溶解罐(TQD)再次注入热回收的溶解溶剂(SOLVQ);此步骤去除对溶液控制,根据最终形态,即薄膜、粉末或颗粒的最终形态,对富聚合物溶液(SPC)的不同回收处理进行了调整。
19.根据权利要求18所述的操作方法,其特征在于,使用以下设备以替代方式执行步骤E.C :
C.1以沉淀方式
E.C.1.a.将所得的含有较高粘度的富含聚合物的聚合物成分的溶液(SR)冷却,在搅拌下在乙醇(AE)中沉淀,并在沉淀槽(TPP)中间接冷却;
E.C.1.b.沉淀的聚合物通过过滤器(FIL)进行过滤,分离所得粉末,然后将其转移至装有水的罐(TA)中去除溶剂;
E.C.1.c通过直接用蒸汽(VA)加热除去溶剂,将溢出的溶剂蒸气引至冷凝器(COND),然后引至倾析罐(TDE),以进行不混溶相和悬浮溶剂的分离;
E.C.1.d执行水相蒸馏,以分离溶解在乙醇蒸馏器(DESA)中的回收乙醇(AER),然后将含有大量溶解溶剂的有机相在溶解溶剂蒸馏器(DESH)中进一步蒸馏,从该混合物中热回收的溶解溶剂(SOLVQ)以及少量分配的乙醇,并在相平衡下与溶解溶剂平衡;和
E.C.1.e.将所得聚合物在过滤器(FIL)中过滤,并在干燥器(SEC)中干燥,得到干燥的沉淀聚合物(PPS)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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