CN1443107A - 干式分离含有包装废弃物回收垃圾的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种方法，用于干式分离含有不同聚合物族的塑料包装废弃物的回收垃圾，在多级方式中去除料流中的杂质，具有下列步骤：根据体积差异分离材料；根据颗粒形状、粒度和/或者单位重量上的差异分离材料；根据其磁特性上的差异分离材料；根据其电特性上的差异分离材料；根据其光谱特性上的差异分离材料，其中，每种分离步骤至少进行一次，其中，将回收垃圾的成分分离到一剩余料流，它含有不可再利用的剩余垃圾成分和塑料制品，从中分离出其塑料制品共同作为混合塑料材料进行分离，混合塑料材料借助于以聚合物为单位的分离法选择性地分离成基本上以聚合物为单位的材料。本发明还公开一种实施这种方法的装置。
Description
本发明涉及一种方法，用于干式分离含有不同聚合物族塑料包装废弃物的回收垃圾，在多级方式中去除料流中的杂质，采用下列处理步骤：根据体积差异分离材料；根据颗粒形状、粒度和/或者单位重量上的差异分离材料；根据其磁特性上的差异分离材料；根据其电特性上的差异分离材料；根据其光谱学特性上的差异分离材料，其中，每种分离步骤至少进行一次。本发明还涉及一种实施这种方法的设备。
在本发明的意义上，包装废弃物为含有塑料成分的商品包装，塑料容器，按比例形状稳定的塑料桶和塑料杯，塑料薄膜，铁皮制容器和镀锡板容器，含铝包装，含和不含铝成分的液体和饮料盒，其中，这些包装废弃物作为家庭垃圾本身会造成污染或与其他垃圾相混和。其他垃圾成分，像例如玻璃制品和陶瓷制品，植物垃圾和吃剩的食物，尿布等，在本发明的意义上没有再利用的价值。它们或者单独再利用，像对玻璃和纸张公知的那样，或者它们不含可再利用的成分，像植物垃圾和吃剩的食物。
从家居中收集来的塑料-商品包装的分类，基本上通过人工或者部分机械分离进行，从为再利用而进行分离的全部料流中分成“塑料薄膜”，“塑料瓶”和“混合塑料”制品组。混合塑料此时在数量上是最重要的材料。这种材料目前几乎仅在所谓的原料法中再利用，虽然它具有很大的原料潜力，即使按照聚合物结构标准完全可以进行相当细致的品种分类，但它仍没有完全开发出来。例如，WO99/26734公开了一种方法和一种装置，用于对由皮带机传送的物体进行鉴别和分类，其中，物体的材料特性借助于NIR-光谱学测定。
在本发明的意义上，“混合塑料”或者“混合塑料材料”应理解为尽可能从大型塑料薄膜中分离出来的材料，但它绝对还可以包括较小的薄膜残留物，也可以包括瓶子。这一定义考虑到，塑料种类的成分过去几年发生了变化，以至于目前仍然适用的双重体系的产品说明书中没有考虑到这些实际情况。例如，生产技术的视觉特征，例如像“瓶子”，与定义的塑料种类，像“HDPE”(高密度聚乙烯)，相差越来越大。这种情况的结果是，为进行塑料处理或塑料再利用的接口位置，在产品说明书中反映的远远不够充分。
特里内肯(Trienekens)公司的一种分类设备，在会议手册《鉴别塑料》(1999年4月26-28日，布鲁塞尔)中，以《大体积塑料的鉴别与分类-实际体验》(Highvolume plastics identification and sorting-practical experiences)为题进行了介绍，包装垃圾首先在一筒筛中分离，从中利用一跨带式磁选机从中选出320mm以下材料的铁磁成分，在另一筒筛上，选出小于120mm的材料，其中筛分物输送给一风力分离器。风力分离器的重物料材料通过串联的自动分类装置分离，该装置利用NIR从料流中提取出以聚合物为单位的塑料物。以同样的方式，在串联的末端，为分离以聚合物为单位的塑料，对纸张和纸板以及铝进行分离。在此之后，再次借助于一磁滚筒分离含铁材料。利用各种人工复查站和单个部分料流的再循环，这种方法实现了全部料流的各种成分，按照材料特性和/或者筛中或者风力分离器中的分离状态有选择性的分离。
海尔布隆(Heilbronn)AIFU经济论坛，环境技术应用与革新论坛，在因特网它们的网页(http：//www.aifu.de)上，提出一种用于从材料袋中收集的部分自动的分类法，其中，首先借助于风力分离产生轻质材料，在一筒筛中将其分成粗材料和细材料，分离规格大致为180mm。此时，粗材料包含塑料薄膜。进行磁选其细材料。随后，再将非铁金属例如通过一涡流分离器分选出来。借助自动分类，从该材料中提取含铝的饮料盒。在一串接的筛分滚筒中，将废料从其细材料成分中提出。剩下的废料流输送给一部分自动的分类段。这里利用一机器人将其中也含塑料的材料分选出来，其中单个材料的分配通过人工进行选择，并通过一触感式显示器传达给机器人。此外，还要进行纯人工的复查。
蒂森-亨舍尔(Tyssen-Henshel)法，在《根据包装规定样本的再生利用：在特别考虑到处理技术和废物经济着眼点下，对转换和前景的研究》-约阿希姆·克里斯蒂安，夏克出版社，1997年，亚琛，第52，53页(Joachim Christiani，Shaker，Aachen)-中介绍，可以对包装废料基本上进行机械分离。首先，将料流在具有筛号的筒筛中分离，从而将筛分物中的大片薄膜集中，在一串接的风力分离器中，在大体积的形状稳定材料的分离中，对大片薄膜再精选。分离器轻物料基本上由薄膜组成，分离器重物料作为分选残余物排出。从筛下物中，借助于跨带式磁选机分离镀锡板，借助于涡流分离器分离含金属的非铁材料。非铁材料在随后的筛分中分离，其中，选出筛分物中的铝涂层复合盒，集中筛下物中的其他含铝包装物。对涡流分离器的废弃物进行第一次自动分捡，其中，选出没有铝涂层的液体盒，它们在经过气动排出后与含铝的液体盒相汇合。首先产生的带液体盒或含铝材料的材料，在将其压缩成成品之前，人工复选误装料。剩下的料流通过一分选台传送，从中在第三个复查工作台上人工捡出纸张和纸板及其复合物。通过复查室的料流继续进行风力分离，作为轻物料产生混合塑料材料。分离器重物料在预处理后，通过所谓的辊道工作台、精细筛分和加速传送带，提供给一采用NIR(近红外线)-检测的两级自动分捡装置。该分离级的产品为聚乙烯空心体以及除聚氯乙烯外的其他塑料材料。辊道工作台和筛分机的筛下产品与自动分捡的筛出废物作为剩余材料排出。
自动处理法在WO99/34927中已有介绍。这里，是在自动分类装置中的多个位置上，从废物料流中提取材料。WO99/34927的装置采用三个部位上的分离装置，它们采用几何形状的光学鉴别，由NIR-光谱通过光鉴别或者颜色鉴别进行工作，并分别根据聚合物族从料流中选出混合塑料。
特别是公开的分离方法的目的在于，通过连续的分离步骤，选择性地从全部料流中分离单个种类的材料。这样，是根据其磁特性或者电特性，根据其在风力分离器中的飘浮状态或者根据其吸收状态，例如对近红外线照射，从全部物流中分离材料。
所介绍的这些方法，由于受到所要输送的和在每个分离级中所要处理的料流体积的影响，花费较高。
本发明的目的在于，提供一种方法和装置，用于干式分离含有包装废物的回收垃圾，因此，塑料的分离及其在聚合物族中的分类，可以具有比过去更高的回收率。特别是保证，可以很容易地对现有设备按照新的方法进行改装。
这一目的通过按照权利要求1的方法得以实现。实施该方法的装置在权利要求8中给出。
依据本发明，将回收垃圾的成分分离到一剩余料流，它含有不可再利用的家庭垃圾成分-也称为剩余垃圾-和塑料制品，塑料制品共同作为混合塑料材料与料流分离，并且混合塑料材料借助于聚合物单位分离法，选择性地分离成基本上以聚合物为单位的材料。
优选大片薄膜通过筛分和/或者风力分离在分离混合塑料颗粒之前分离。风力分离此时可以根据颗粒形状，粒度和/或者单位重量上的差异对材料进行分离。对于风力分离来说，颗粒形状具有重要意义。
混合塑料材料以聚合物为单位的分离，可以通过使用NIR-光谱进行。特别优选的是，从共同分离的混合塑料材料中去除可能残留的薄膜成分，因为它们会干扰随后的选择性分离。
在分离时得到的基本上以聚合物为单位的材料，最好分别收集在中间料仓内。中间料仓可以单独轮换卸空，并对其以聚合物为单位的成分进行复查。这种复查可以是人工的再分类。
干式处理含有包装废弃物回收垃圾的装置，借助于筛分机、风力分离器、磁分离器、涡流分离器和分离材料的装置，根据材料光谱特性上的差异，从不可再利用的剩余垃圾和混合塑料材料中产生一种混合物，其中，下游具有一分类装置，它从混合物中共同提取混合塑料材料，并将其提供给按聚合物族对混合塑料材料进行分类的一模块上，其中，该模块至少具有一采用近红外光谱工作的分离装置，它按照基本上纯种类的聚合物族选择性地将混合塑料材料分类。
可以为该分离装置前置一风力分离器或者一通过负压作用的倾斜式皮带，将其重碎片传送给分离装置。
也可以为每个聚合物族的分离装置后置一料仓。
首先，从全部料流中通过分选可能的大片薄膜，特别是非塑料，像例如铁和非铁金属，从剩余垃圾和各种塑料制品中，像例如塑料盘和塑料杯，形成材料。剩余垃圾和塑料制品的这些材料中，通过将塑料制品与剩余垃圾分离，共同提取混合塑料材料，例如通过一种利用NIR工作的简单的光谱方法。这种混合塑料材料现在大多数没有剩余垃圾成分，现在选择性地分离成单个的聚合物族。对于这种选择性地分离来说，特别使用NIR-光谱，它基本上产生某些塑料品种，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等的纯品种的或高纯度的材料。
在一优选的实施方式中，这种高纯度的塑料材料中间存放在各中间料仓内，直至料仓轮换分别各自卸空，并借助于仅一个传送装置进行复查。复查例如可以进行人工二次分类，以便取得塑料品种的更高纯度。特别具有优点的是，在高纯度塑料品种自动选择性地分离后轮换输送复查时，只需一台检查装置或一个人进行人工二次分类从而每个高纯度的塑料品种可以在同一检查台上进行。
依据本发明的方法由此说明一种共同-选择性的分类，就是说，在大片薄膜分离后，将不含塑料的材料从料流中有针对性地去除，从而留下塑料和剩余垃圾，并将单个聚合物族的后续选择性分离的处理量与公知的方法相比减少60至70％左右。
剩余料流中的剩余垃圾与塑料制品共同分离，并可以进行再次复查，例如人工二次分类，以便选出可能残留的原料。
此外，这种新方法对现有设备提供了模块化补充的可能性，而现有技术中介绍的方法需要对现有设备本身进行彻底的结构改造。
实施全部分离方法的装置，至少具有一传统筛，例如棒条筛，粗材料从其输送到一普通的风力分离器。风力分离器的重材料由一特别是分选镀锡板的磁分离器接收。排出金属的料流到达一自动分离装置(自动分类-设备)，它例如利用光学鉴别适用于饮料盒的挑选。如此继续提纯的料流到达一排出非铁金属的涡流分离器。料流的剩余部分，现在是像碎玻璃和陶瓷、尿布、咖啡渣和其他家庭垃圾成分的剩余垃圾，以及塑料制品，例如塑料桶、杯和管。虽然该剩余料流的成分有所波动，但根据经验，不含塑料的家庭垃圾部分约占70％重量百分比，塑料制品部分约占30％重量百分比。如上所述，现在可以共同借助于一大致按比例工作的光学鉴别系统，例如NIR-光谱，将塑料制品与家庭垃圾成分分离。现在得到的混合塑料制品，通过光学分类法，例如以聚合物为单位的光谱学方法鉴别和选择性地分离。在一优选的实施方式中，混合塑料制品在其选择性分离之前，通过风力分离与残留的剩余薄膜分开，从而留下按比例结构稳定的塑料制品。
下面，借助附图以举例形式对本发明做详细说明。唯一附图为依据本发明方法的流程示意图。
首先适合的是，分类的，可再利用材料的所有料流，在将它们中间存储在各自料仓或类似装置之前，可以输送到唯一的检查台100，例如进行人工复选。
一般用袋或包送来的轻质包装材料(LVP)，由一捆扎打开器10被自动打开，并输送到带有约200mm孔口的一筒筛12中。筒筛12的粗材料，也就是200mm以上粒度的材料，大多为塑料薄膜，排出到检查站100，然后分别处理。筒筛12的细材料送到孔径约为50mm的另一筒筛14中。其筒筛14的粗材料传送给一风力分离器20，进行重力分离。轻物料，主要是薄膜残留物和类似物，同样输送到检查站100，并作为“剩余-混合塑料”收集。因此，造成干扰的薄膜的大部分得到去除。本发明不包括这种特别是大片薄膜的分类。
其筒筛14的细材料送到孔径约为20mm的一振动筛16中，并在那里除尘。清除排出的细垃圾。振动筛16的粗材料与风力分离器20的重材料共同输送给一磁分离器30。这里去除磁性金属，主要是镀锡板，将其为进行运输的一压罐机32中处理，并作为原料重新使用。剩余的料流到达一自动分类设备40中，对饮料包装物进行光学鉴别并通过检查站100排出。一后置的涡流分离器42用于去除非铁金属，其选出的材料主要是铝，并同样通过检查站100为进一步利用进行中间存储。
为将剩余料流的剩余垃圾成分与塑料成分分离，后置一光学分离装置，例如一本身已公知的塑料自动分类设备50。共同分离的混合塑料材料到达模块60，选择性地分离成单个的聚合物族。自动分类设备50选出的残留物，通过检查站100作为不可利用分离。可以从来自自动分类设备50分离的混合塑料流中，例如通过形状鉴别选出瓶子。
模块60例如由一风力分离器62组成，它是一再提纯级，选出某些仍残留的塑料薄膜和其他片状成分，然后将它们作为轻物料输送给“剩余-混合塑料”。风力分离器62的重物料被送到一NIR-模块64，然后光谱分离成单个聚合物族，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。这些聚合物族分别送到料仓66，并陆续输送到检查站100。
模块60中的或者与其分离器组合的风力分离器，也可以使用一通过负压作用的倾斜式皮带替代，薄膜附着在上面并向上传送。
在前述说明书中、附图中以及权利要求书中公开的本发明的特征，无论是单独还是在任意组合中，对实施本发明都是重要的。
Claims (10)
1.一种方法，用于干式分离含有不同聚合物族的塑料包装废弃物的回收垃圾，具有下列步骤：
-根据体积差异分离材料；
-根据颗粒形状、粒度和/或者单位重量上的差异分离材料；
-根据其磁特性上的差异分离材料；
-根据其电特性上的差异分离材料；
-根据其光谱特性上的差异分离材料，
其中，每种分离步骤至少进行一次，其特征在于，
将回收垃圾的成分分离到一剩余料流，它含有不可再利用的剩余垃圾成分和塑料制品，从中分离出其塑料制品共同作为混合塑料材料，并且
混合塑料材料借助于以聚合物为单位的分离方法，选择性地分离成基本上以聚合物为单位的材料。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，大片薄膜通过筛分和/或者风力分离在分离混合塑料材料之前被分离。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，混合塑料材料以聚合物为单位的分离通过使用NIR-光谱进行。
4.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，从共同分离的混合塑料颗粒中去除薄膜成分。
5.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，基本上以聚合物为单位的材料分别单独收集在中间料仓内。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，中间料仓单独轮换卸空，并对其以聚合物为单位的成分进行复查。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，复查为人工二次分选。
8.一种装置，用于干式分离含有不同聚合物族的塑料包装废弃物的回收垃圾，特别是用于实施按前述权利要求之一所述的方法，带有：
-至少一个筛分机(12，14，16)，用于根据体积差异分离材料；
-至少一个风力分离器(20)，用于根据颗粒形状、粒度和/或者单位重量上的差异分离材料；
-至少一个磁分离器(30)，用于根据其磁特性上的差异分离材料；
-至少一个涡流分离器(42)，用于根据其电特性上的差异分离材料；
-至少一个装置(40，64)，用于根据其光谱特性上的差异分离材料，
其特征在于，
筛分机(12，14，16)、风力分离器(20)、磁分离器(30)、涡流分离器(42)和装置(40)，从不可再利用的剩余垃圾和混合塑料颗粒中产生一混合物，下游另有一分类装置(50)，它从混合物中共同提取混合塑料材料，并将其提供给模块(60)，用于将混合塑料材料按聚合物族进行分类，其中，模块(60)至少具有一采用近红外光谱学工作的分离装置(64)，它将混合塑料材料选择性地按基本上纯品种的聚合物族进行分类。
9.按权利要求8所述的装置，其特征在于，分离装置(64)前置一风力分离器(62)或者一通过负压作用的倾斜式皮带，其重材料输送给分离装置(64)
10.按权利要求8或9所述的装置，其特征在于，分离装置(64)为每个聚合物族后置一料仓(66)。
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