CN1845798B - 污染物与聚酯材料的干式分离 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于将聚酯材料与污染物分开的方法,该方法适合于例如聚酯再生系统。该方法为干式分离方法,它包括让聚酯和污染物的混合物在净化腔室内快速旋转。在混合物的旋转过程中,污染物可以被降解并通过腔室壁上的筛网,而聚酯材料基本上不降解,并且可以留在净化腔室内。聚酯粉末也可以留在净化腔室内。本发明还公开了一种适于该方法使用的净化装置。该装置可以包括一张由硬化材料制成的筛网,它可以帮助降解污染物;还包括多个旋转叶片,它们可以让混合物在该装置内旋转,并且也可以帮助降解污染物材料。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2003年9月3日提交的序列号为60/499862的美国临时申请的优先权。
背景技术
聚酯是由多元有机酸和多元酸发生酯化反应得到的聚合材料,也许制造和使用最普遍的聚酯是由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
聚酯当前在各种领域用得越来越多。例如,聚酯一般用于生产多种饮料和食品容器、照相胶卷、X射线胶片、磁性记录带、电绝缘材料、人造动脉之类的外科器材、织物、和其它纺织品。
因为聚酯能够再熔化和再成形,所以人们一直试图让尽可以多的聚酯在使用之后得到有效再生。然而,在聚酯再生之前,必须将用过的聚酯与污染物(即可以发现的和聚酯混合或粘附在一起的材料)分开。多个再生工艺都包括分离步骤,其中为了分离聚酯和污染物,使用水溶液洗涤聚酯。尽管水洗能够除去很多污染物,但是这要用大量的水,同时为了除去废水中的污染物,还需要进一步处理水洗溶液。遗憾的是要除去相对难除去的污染物(像玻璃、砂子等污染物,它们可以嵌在聚酯材料中),水洗也被证明是无效的。
为了从聚酯基体中除去所含的材料,一直使用熔化过滤工艺,在该工艺中,为了除去固体污染物,先将含有污染物的聚酯熔化,然后再过滤。然而,这些工艺的成本效率不是很高,经常被证明在经济上不可行。
本领域需要一种可从聚酯材料(特别是用过的聚酯材料)中除去污染物的新工艺。另外,本领域还需要一种聚酯再生工艺,同已知的再生工艺相比,处理水的污染程度降低。
发明内容
在一个实施例中,本发明涉及一种分离聚酯和污染物的方法。例如,该方法可以包括:将聚酯和污染物的干燥混合物放在一个净化腔室内,然后使混合物绕净化腔室的轴线旋转,从而使混合物流态化。混合物旋转的时候,可以接触到净化腔室的壁。尤其是混合物内的污染物可以接触到壁。另外,至少一部分壁可以是网状材料,例如金属筛。这样,当小的污染物材料接触到壁时,它们可以通过网状材料上的开口,从而将洁净的聚酯材料留在净化腔室内。
净化腔室也可以包括一根沿中心轴线的轴,该轴旋转时,混合物也绕着轴线旋转。例如轴可以以至少每分钟2000转的速度旋转。另外,净化腔室可以包括很多从轴发散出来的叶片,这些叶片可以随轴旋转,例如,以超过约20米/秒的端速旋转。在一个实施例中,叶片能以超过40米/秒的端速旋转。在另一个实施例中,叶片能以超过约60米/秒的端速旋转。
这些混合在聚酯中的污染物材料可以包括松散的污染物和物理附着在聚酯上的材料。例如,污染物可以被粘在聚酯材料表面或者嵌在聚酯内。这里所述的方法也可以从聚酯中分离出这些物理附着的污染物材料。此外,这么做基本上不会使聚酯材料本身降解。
污染物也可以包括易碎的物质,例如玻璃、灰尘、混凝土等。根据该实施例,这种方法也可以包括降解净化腔室内易碎的污染物,例如当污染物接触到壁和/或叶片时。
在一个特定的实施例中,污染物可以包括玻璃,例如和聚酯混合在一起和/或嵌在聚酯内的玻璃。根据该实施例,该方法可以除去混合物中的大部分玻璃。例如,该方法可以除去混合物中约97%以上的玻璃。在一个实施例中,该方法可以除去混合物中约98%以上的玻璃。
在一个实施例中,发明涉及一种适合所述方法的净化容器,例如,该净化容器可以包括被壁围绕着的净化腔室,至少一部分壁是硬化的网状材料,它的硬度约等于或者大于316号不锈钢的硬度。净化腔室也可以包括能够传送聚酯和污染物的干燥混合物进入腔室的入口。
净化容器也可以包括一根沿着中心轴线的轴和很多从该轴发散出来的叶片。叶片也可以选择由硬化材料制成,例如硬度约等于或者大于400号不锈钢硬度的材料。此外,叶片可以定向在轴上和/或具有一定的横截面形状,从而在轴旋转时促使气流通过净化腔室。
如果需要的话,净化腔室的一部分壁可以是实心的而不是网状的。例如净化腔室入口周围的那一部分壁可以由实心材料制成,例如由实心的硬化钢制成。
附图说明
在说明书的其余一部分,将参照附图更具体而全面地阐释本发明的可行性,包括它的最佳实施方式,其中:
图1为本发明的净化腔室的一个实施例的侧视图;
图2为图1中的净化腔室的前剖视图;
图3为本发明的净化腔室的另一个实施例;
图4绘出了与根据传统水洗法净化得到的类似碎片相比,根据本发明干式净化过的美国聚酯碎片的颗粒尺寸分布;
图5绘出了与根据传统水洗法净化得到的类似碎片相比,根据本发明干式净化过的墨西哥聚酯碎片的颗粒尺寸分布。
在本说明书和附图中,相同的附图标记用于表示本发明中相同或者类似的特征或者元件;
具体实施方式
下面将详细讨论本发明的各实施例,其中的一个或者多个例子如图所示。每个例子都是用来解释本发明而不是限制本发明。事实上,本领域熟练技术人员明白在不脱离本发明的范围或思想的情况下,可以对本发明进行各种改进和改变。例如,在一个实施例中所示或所述的一部分特征可以用于另一个实施例,从而得到又一个实施例。因此,本发明试图覆盖这样的改进和改变,这些改进和改变落在附加的权利要求及其同等物的范围内。
一般来说,本发明涉及一种将用过的聚酯与各种污染物材料分开并回收聚酯的净化方法。本发明还涉及一种适合所述方法的净化腔室。本发明可以用来从各种污染物(包括玻璃、灰尘、纸张、金属、等)中分离出用过的聚酯。所述方法最好为干式分离方法,该方法能够明显减少聚酯的再生过程中污水的总量以及污水中的污染物含量。
当前所述的方法包括:将被污染的干燥聚酯送往净化腔室。净化腔室包括一个装满干燥混合物的腔室,该腔室至少一部分被具有预定开口尺寸的网所包围。在该腔室内,多个叶片可以沿腔室的轴长分布。在分离方法中,叶片可以高速旋转,使干燥混合物流态化,旋转的混合物就能接触到壁,从而能使污染物降解并使嵌入的或者以其它方式附着的污染物和聚酯分离。污染物能通过周围的网,同时将聚酯留在腔室内。神奇的是,该方法能被用来从聚酯中分离和降解污染物,甚至嵌入其中的污染物,并且聚酯基本上不降解。另外,尽管污染物可以从聚酯中分离出来,并且它可以通过周围的网,但聚酯仍然保留在净化腔室内。即使在那些聚酯包括比开口尺寸还小的聚酯薄片的实施例中,大量的小聚酯粉末仍可以留在净化腔室内而不是在分离过程中随同污染物流失。
正如这里所用的那样,聚酯定义为多元有机酸和多羟基化合物的酯化产物或者反应产物。一般认为任何已知的聚酯或者共聚型聚酯都可用于本发明的方法中。然而,在一个特定的实施例中,本发明的方法涉及到一类在这里被称为聚对苯二甲酸多羟基酯的聚酯,在这里对苯二甲酸用作多元有机酸。
正如这里所用的那样,多元有机酸指的是任何有两个或者两个以上羧基(-COOH)的有机酸。大多数聚酯源自二元酸,也称为二元羧酸。多元酸可以有链状的或者环状的结构。例如,可以用来制造聚酯的链状多元酸包括脂肪族二元羧酸。具体地说,可以使用链上的碳原子多达10个的脂肪族二元羧酸。这些酸包括脂肪酸、戊二酸、丁二酸、丙二酸、草酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、顺丁烯二酸和反丁烯二酸。
另一方面,环状多元有机酸包括环状二羧基有机酸。这些酸包括邻苯二甲酸、异酞酸和对苯二甲酸。具体地说,用对苯二甲酸来制造聚对苯二甲酸乙二醇酯,后者或许是商业上最常用的聚酯。
如上所述,多元有机酸可以和多羟基化合物反应生成聚酯。多羟基化合物是含有至少两个羟基的化合物。多个聚酯是由二醇合成的。二醇通常是用称为羟基化的方法由烯烃制备而成的,即净添加两个羟基到双碳键上。多羟基化合物通常指的是乙二醇和多羟基醇。例如,用于制造聚酯的多羟基化合物包括己二酸乙二醇酯、丙二醇、丁二醇、和环己烷二甲醇。
出于示范目的,表1包含了根据本发明可回收并再生的一部分商用聚酯。对于每一种聚酯都提供了相应的多元有机酸和多羟基化合物。
表一:
聚酯 | 多元有机酸 | 二醇 |
聚对苯二甲酸乙二酯 | 对苯二甲酸 | 乙二醇 |
聚对苯二甲酸丁二醇酯 | 对苯二甲酸 | 丁二醇 |
聚酯 | 多元有机酸 | 二醇 |
PETG共聚型聚酯 | 对苯二甲酸 | 环己烷二甲醇和乙二醇 |
PBTG共聚型聚酯 | 对苯二甲酸 | 环己烷二甲醇和丁二醇 |
聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯 | 对苯二甲酸 | 环己烷二甲醇 |
PEN聚酯 | 二羧基萘酸 | 乙二醇 |
在一个实施例中,本发明涉及一种从各种污染物材料中分离并再生用过的聚酯的净化方法。例如,该方法可用于从装在净化容器内的材料混合物中除去可以只是混合在聚酯内的松散的污染物,例如,松散的灰尘、纸、玻璃或者砂砾。另外,所述方法还可以除去粘附在聚酯上的覆盖层。例如,粘附在聚酯上的标签可以借助本发明和聚酯物理分离。除此之外,该方法的有益之处在于它还可以用于从聚酯中分离出嵌在较软的聚酯基体内的污染物,例如玻璃、灰尘和金属。一旦这些附着的材料和聚酯物理分离,它们就可以根据该方法从混合物中除去,留下没有污染物的洁净聚酯。
在装入净化容器之前,如果需要,可以将含有污染物的聚酯材料切成或研磨成薄片形;对本发明而言,术语聚酯薄片指的是已经被切成或研磨成小片的聚酯材料。为便于处理,可以将所述材料制成薄片。不难理解各种形状和尺寸的材料都可用于本发明的方法,而不是只需要一种尺寸和形状。然而,一般来说,装到净化容器里的单个聚酯片多数都可以比净化容器上的网状材料的开口大,这是为了便于处理混合物。在将材料装到净化容器里之前,确定材料的尺寸也可以帮助确保污染物具备能通过网的尺寸,尽管在该处理方法中多个污染物在通过网之前可以在净化容器里降解。
根据本发明,包括聚酯的材料混合物可以被装进净化容器里,具体地说,装到净化容器里的材料混合物至少包括一些用过的聚酯,并且该混合物可以是干的。即,混合物可以不是浆状。然而,干燥的材料混合物不必过度干燥。例如,混合物不需要预热到从混合物中除去所有的水分,而是可以在大气湿度水平下被装到容器里。
图1解释了适合本发明的方法的净化容器100的一个实施例。包括聚酯材料和污染物的干燥混合物可从进口110处装到容器100内。例如,材料混合物可以通过重力自流进料、螺旋进料器或者其它任何适当的进料方法装到容器100内。材料混合物既包括物理附着在聚酯材料上的污染物,也包括只是混在聚酯中而不一定是物理粘附着在聚酯上的污染物。例如,装到容器100内的混合物可以包括如下的一些组合:附着在各种覆盖层(像纸或其它标签)上的聚酯材料;嵌有污染物(像灰尘和玻璃)的聚酯材料;没有物理附着的污染物的聚酯材料;以及只是混在聚酯材料中的松散的污染物,像灰尘、金属和松散的纸。
参阅图1,材料混合物可以通过入口110装到容器100内的腔室102的一端。在这个特定的实施例里,腔室102的横截面可以为圆形,从图2中可以更清楚地看到这一点。另外,腔室102的长径比(L/D)一般最小约为2,尽管这不是本发明的必要条件。例如,腔室102的直径一般可以在大约0.5米到3米之间。
腔室102可以包括多个从轴116沿径向延伸的叶片104,其中轴116沿腔室102的轴线延伸。在一个实施例中,各叶片104可以适当地定向和/或成形,从而来控制叶片上的气流。例如,每个叶片104可以设置成与轴116成一个小的角度,并且/或者具有特别设计的横截面形状,从而当轴旋转时,促使空气沿箭头110和112所示的方向流过腔室。
根据该实施例,并且如图1和2所示,多个叶片104可以沿轴116对齐,从而形成一排或多排沿着腔室102的轴长延伸的叶片。一排内的各相邻叶片104可以彼此分开,间距为A。在该实施例中,间距A可以约等于叶片在轴上的宽度。在另一个实施例中,各叶片在轴向上不必彼此对齐并成排,并且可以随意定位在轴116的周围,而不只是像图中所示的那样。
叶片104也可以从轴116向外延伸,从而在轴116的周围彼此偏移。例如,如图2所示,多排叶片104可以从轴116向外延伸,相邻两排之间成90度角。然而,成排的叶片104的这种特定的排列方式不是本发明的必要条件。例如,在另一个实施例中,多排叶片104可以从轴116向外延伸,排间的角度大于或小于图2所示的角。例如,在一个实施例中,两排或三排叶片可以绕轴116均匀分布。在另一实施例中,多于四排的叶片可以绕轴116分布,例如,五排、六排、甚至更多排的叶片均可绕中心轴116分布。
在一个实施例中,为避免叶片104在这一过程中出现不经济的快速损坏,各叶片可以由相对较硬的材料形成。例如,在一实施例中,各叶片可以由硬化钢(例如硬化不锈钢或者碳钢)制成。例如,叶片可以采用400号或者级别更高的不锈钢制成。叶片也可以由硬度近似相等甚至更大的其它硬化材料形成。例如,在其它实施例中,叶片可以由耐磨钢等形成。
在装到容器100内之后,可以使材料绕轴116旋转,例如,通过叶片104的旋转。如上所述,在一个实施例中,叶片104的旋转也可推动气流通过容器,并使材料从腔室102的一端移动到另一端。
叶片104可以高速旋转,从而促进混合物流态化(即悬浮),也可促进材料在腔室102内旋转。例如,叶片可以以高于20米/秒的速度旋转。在一个实施例中,叶片可以以高于约2000转/分钟的速度旋转。在一个实施例中,叶片104的端速可以介于约40米/秒到约100米/秒间,比如说约50米/秒。在另一个实施例中,叶片104的端速可以介于约60米/秒到约80米/秒间。
在一个实施例中,当材料送入腔室102时,轴116可以旋转。根据该实施例,一进入腔室102,材料最初的运动可以是沿径向进行的,而不是旋转的。这样,为了防止最初的径向运动损坏腔室102的壁,在本发明的一些实施例中,在腔室102周围靠近腔室102入口110的壁20优选可以是实心材料。例如,在一个实施例中,如图1所示,腔室102的初始长度约有5%到约20%可以被实心壁围绕着。另外,在本发明的一个实施例中,腔室102的实心壁20可以由相对较硬的材料制成,从而可以进一步防止由于材料的最初的径向运动而损坏壁。
装到腔室102内之后,同时在旋转叶片104的影响下,包含有聚酯和污染物的干混合物可以开始绕轴116旋转。此外,由于叶片高速旋转,当材料绕轴116旋转时,材料可以悬浮在腔室内。另外,当绕轴116旋转时,材料可以被旋转的叶片、腔室102的壁20、106以及材料之间的相互碰撞不断研磨。
当材料在腔室102内被研磨时,附在聚酯基体上的污染物可以与基体分离。另外,嵌在聚酯基体中的材料可以从基体上剥落。令人惊奇的是,尽管该方法能促进污染物与聚酯(包括嵌入的材料)分离,也能降解多个污染物,但聚酯本身基本上不会被该方法降解。例如,尽管覆盖层材料(像标签纸或者防潮覆盖层)以及嵌入的材料(像玻璃和灰尘)通过所述方法可以与聚酯基体分开,但聚酯片本身基本上仍保持与最初装入容器100时的尺寸和形状相同的尺寸和形状。
在该净化方法中,聚酯薄片没有降解似乎与叶片速度无关,也与至少一部分围绕腔室102的壁106的网孔尺寸无关。例如,在该方法中,无论叶片速度是相对较慢,还是略快,聚酯好像极少甚至没有损失。
与聚酯材料相比,混合物中易碎的污染物材料和纤维污染物,无论是装到容器100内之前就已经和聚酯物理分离还是在腔室102中和聚酯物理分开,都可以被该方法降解。例如,玻璃、灰尘、混凝土、易碎的聚合物或是金属材料、等都可以被该方法降解。另外,纤维材料(比如纸)也可以被该方法降解。
腔室102的至少一部分壁106可以是网状材料。对本发明而言,在此,网在这里被定义为在网状物中限定出若干开口空间的材料。例如,网可以包括任何网格织物或者网状结构,并且可以包括网(net)、筛(screen)、滤网(sieve)、等。
例如,在图1所示的实施例中,超过壁20所围绕的起始段的整个腔室102都可以被由网状材料制成的壁106围绕。为了促进掺在混合物中的污染物的降解,也为了防止壁106过快损坏,壁106可以由硬化材料制成。例如,壁106可以由硬化不锈钢或者碳钢筛制成。在一个实施例中,壁106可以由316号甚至更高级别的不锈钢筛或类似的甚至强度更大的材料制成。
通常壁106可以有一个预定的网孔尺寸。具体地说,壁106的网孔尺寸可以让混合物中的多数聚酯基体片都大于网壁106的开口。例如,在一个实施例中,壁106可以是网孔尺寸的商品等级介于约8号到约12号之间的金属筛。
由于污染物被在腔室102内被降解,因此它们可以变得比壁106上的开口小,并且可以如图1中的箭头108所示从腔室102中出去,从而将较洁净的聚酯基体留在腔室102中。
目前所述的方法用于除去玻璃和聚酯混合物中的玻璃十分有效。在聚酯再生方法中,玻璃可能是最难从用过的聚酯中分离出去的材料之一,如果不能完全清除,它可能不利于该方法。在再生方法中没有除去的玻璃在再生方法中不但可能对处理装置产生严重的危害,而且可以毁掉由再生后的聚酯形成的材料。例如,在再生过程中没有除去的玻璃可以在随后的材料形成过程(例如饮料容器形成过程)中与聚酯结合,并且可以通过例如在聚酯产品中形成孔洞来破坏由聚酯制成的材料。
根据本发明的一个实施例,在含有玻璃和聚酯的混合物中,超过约97%的玻璃能从混合物中除去。在一个实施例中,混合物中超过约98%的玻璃可以除去。在另外的一个实施例中,超过约99%的玻璃可以除去。
令人吃惊的是,尽管易碎的污染物(像玻璃)可以降解并通过网106,但聚酯材料自身可以留在腔室102中。如上所述,这一部分是因为在该过程中聚酯在腔室102内没有降解。然而,已经发现在本发明的净化方法中即使尺寸比网孔小的聚酯仍然可以留在腔室102中。具体地说,已经发现聚酯粉末在该方法中可以留在容器中。尽管不希望被特定的理论束缚,但相信由于混合物在腔室102中高速旋转,腔室内的材料在绕轴116旋转时可以流态化并悬浮。此外,相信作用于悬浮物上的离心力可以导致混合物中的材料分离,其中较密实的材料、特别是玻璃、金属、纸、等等污染物会移到主体之外并通过壁106(在由于研磨而降解之后),而较轻的聚酯材料(特别是小聚酯粉末)可以保持悬浮在更靠近腔室的中心。具体地说,类似于玻璃的材料和纤维材料可以通过筛网,而弹性材料(如PET)仍然留在后面。甚至小于筛孔的PET颗粒仍然和PET的主体保留在一起。由于聚酯粉末仍然保留在悬浮并旋转的材料主体的中心,因此只有极少的聚酯粉末在该方法中会通过筛网,并且在本发明的净化方法中可以实现聚酯的高产量。
在分离过程之后,洁净的材料可以从腔室102中除去。例如,在一个实施例中,材料在容器内的滞留时间可以介于约0.5秒到约3秒之间。例如,图1示出了一种连续的方法,其中聚酯材料可以通过出口112从腔室102中除去,而在所公开的分离方法之后,分离出的污染物可以在单独的出口例如114处从容器100中除去。
在另一个实施例中,例如在一个批处理过程中,腔室可以只包括一个单独的出入口,用于既引入又取出聚酯材料。此外,在考虑批处理过程时,腔室底部最好包括覆盖腔室全长的实心壁。例如,在图3所示的实施例中,腔室102可能包括沿腔室102底部全长的实心壁20和沿着腔室全长的实心壁20上方的网壁106。例如,在如下的批处理过程中,该实施例可能更可取,所述批处理过程包括:在混合物开始旋转之前,将干燥的材料混合物装到腔室中,这是为了防止当混合物不旋转时聚酯基体通过筛网落下。
当前公开的净化方法最好为干式方法。这样,在该方法中不用洗涤水即可使污染物与聚酯分离,这可以降低净化过程的总成本。
此外,即使在所述干式净化方法之后对聚酯进行水处理,污染物水平也可以更低,这样该方法需要处理的废水也更少。例如,在上述干式净化方法之后,如果需要,还可以对聚酯基体进行水洗,以除去任何残留的污染物。例如,随后可以在搅拌下对聚酯薄片进行水洗。由于上述的干式净化方法可以除去多个污染物材料和混杂物,因此过去采用湿分离技术时遇到的问题(例如,像分离的覆盖层材料冻结或者昂贵的水处理要求)在本发明的聚酯再生方法中都不再是问题。例如,在本发明的干式净化方法之后,洗涤水的化学需氧量与直接用在污染的聚酯材料上的洗涤水相比一般至少下降约15%,根据所用叶片的端速,这可以变化。与之相似,在各种实施例中,在水洗之前采用本发明的方法,洗涤水的溶解固体总量可以下降大约30%,悬浮固体总量可以下降至少约50%,油和油脂可以下降约15%。
所公开的方法可以与其它聚酯再生处理方法任意结合,在本领域中这是众所周知的。例如,所公开的干式净化方法可以与下面的聚酯处理方法结合,例如在Schwartz.Jr.等人的第5958987号美国专利、Schwartz.Jr.等人的第6197838号美国专利、Schwartz.Jr.等人的第6147129号美国专利或Holmes等人的第2003/0010680号美国专利申请中公开的方法,这些专利都被引入此处以作参考。
参照下面的实施例可以更好地理解本发明。
实施例1
在如本发明所述的干式净化容器内净化美国聚酯薄片。作为对比,取620.5克的美国聚酯薄片,根据标准的水洗程序净化,但不进行本发明的干式净化程序。再取量大致相等的美国聚酯薄片,先是根据本发明进行净化,在干式净化程序之后,用与对照试验相似的方式进行水洗。两份美国聚酯薄片的样品都根据本发明进行干式净化,其中净化容器的叶片端速为40m/s(620.2g样品)或60m/s(620.7g样品)。水洗的对比结果如下:
化学需氧量(COD):
COD(ppm) | COD/g薄片 | 下降,% | |
对比 | 634 | 102 | |
40m/s | 520 | 0.84 | 17.9 |
60m/s | 422 | 0.68 | 33.5 |
溶解固体总量(TDS):
TDS(ppm) | TDS/g薄片 | 下降,% | |
对比 | 312 | 0.50 | |
40m/s | 197 | 0.32 | 36.8 |
60m/s | 151 | 0.24 | 51.6 |
悬浮固体总量(TSS):
TSS(ppm) | TSS/g薄片 | 下降,% | |
对比 | 756 | 1.22 | |
40m/s | 343 | 0.55 | 54.6 |
60m/s | 140 | 0.23 | 81.5 |
油和油脂:
O&G(ppm) | O&G/g薄片 | 下降,% | |
对比 | 53 | 0.09 |
O&G(ppm) | O&G/g薄片 | 下降,% | |
40m/s | 32 | 0.05 | 39.6 |
60m/s | 19 | 0.03 | 64.2 |
硝酸盐:
总量ppm | |
对比 | 2 |
40m/s | 2 |
60m/s | 2 |
氮:
总量ppm | |
对比 | 9.2 |
40m/s | 8.3 |
60m/s | 7 |
磷:
总量ppm | |
对比 | 7.1 |
40m/s | 5.8 |
60m/s | 4.3 |
图4显示了用上述方法净化后的材料的颗粒尺寸分布。如图所示,用本发明净化后的材料与仅用水洗法净化过的材料相比,颗粒尺寸分布没有一点变化。即,所有净化过的材料的颗粒尺寸分布仍大致相同,无论净化方法是否相同,这表明用所公开的方法聚酯薄片一点儿也没有降解。
表2以表格的形式显示了在对比例和用所公开的方法净化后的样品中尺寸大于给定网格尺寸的洁净聚酯材料的百分含量,结果如下:
表2
网格尺寸 | 12 | 16 |
对比 | 4.93% | 2.98% |
40m/s | 5.20% | 2.82% |
60m/s | 10.75% | 6.64% |
从中可以看出,在所公开的方法中,除去污染物没有造成聚酯粉末损失。
另外,据测定,当该方法在80m/s的叶片速度下操作时,在装入干式净化装置的所有材料中,大约有4.66%(按重量计)的材料是作为污染物在该方法中除去的;而当该方法在40m/s的叶片速度下操作时,在装入干式净化装置的所有材料中,大约有2.65%(按重量计)的材料是作为污染物被该净化方法除去的。
实施例2
在如本发明所述的干式净化容器内净化墨西哥聚酯薄片。作为对比,取621.2克的墨西哥聚酯薄片,根据标准的水洗程序净化,但不进行本发明的干式净化程序。再取量大致相等的墨西哥聚酯薄片样品,先是根据本发明进行净化,在此干式净化程序之后,用与对照试验相似的方式进行水洗。两份墨西哥聚酯薄片的样品都根据本发明进行干式净化,其中净化容器的叶片端速为40m/s(620.4g样品)或60m/s(620.4g样品)。
水洗的对比结果如下:
化学需氧量(COD):
COD(ppm) | COD/g薄片 | 下降,% | |
对比 | 663 | 1.07 | |
40m/s | 238 | 0.38 | 64.1 |
60m/s | 159 | 0.26 | 76.0 |
溶解固体总量(TDS):
TDS(ppm) | TDS/g薄片 | 下降,% | |
对比 | 354 | 0.57 | |
40m/s | 169 | 0.27 | 52.2 |
60m/s | 481 | 0.78 | -36.1 |
注:对于60m/s的样品,用于获得TDS数据的样品被认为已经受到了污染,因此结果没有意义。
悬浮固体总量(TSS):
TSS(ppm) | TSS/g薄片 | 下降,% | |
对比 | 829 | 1.33 | |
40m/s | 269 | 0.43 | 67.5 |
60m/s | 93 | 0.15 | 88.8 |
油和油脂:
O&G(ppm) | O&G/g薄片 | 下降,% | |
对比 | 22 | 0.04 | |
40m/s | 18 | 0.03 | 18.1 |
60m/s | 6 | 0.01 | 72.7 |
硝酸盐:
总量ppm | |
对比 | 2 |
40m/s | 2 |
60m/s | 2 |
氮:
总量ppm | |
对比 | 22.5 |
40m/s | 13.8 |
60m/s | 9 |
磷:
总量ppm | |
对比 | 3.8 |
40m/s | 3.7 |
60m/s | 1.9 |
图5展示了用上述方法净化后的材料的颗粒尺寸分布。如图所示,用本发明净化后的材料与仅用水洗法净化过的材料相比,颗粒尺寸分布没有一点变化。即,所有净化过的材料的颗粒尺寸分布仍大致相同,无论净化方法是否相同,这表明用所公开的方法聚酯薄片一点儿也没有降解。
表3以表格的形式显示了在对比例和用所公开的方法净化后的样品中尺寸大于给定网格尺寸的洁净聚酯材料的百分含量,结果如下:
表3
网格尺寸 | 12 | 16 |
对比 | 5.74% | 3.44% |
40m/s | 3.54% | 1.71% |
60m/s | 3.54% | 1.65% |
另外,据测定,当该方法在60m/s的叶片速度下操作时,在装入干式净化装置的所有材料中,大约有7.8%(按重量计)的材料是作为污染物在该方法中除去的;而当该方法在40m/s的叶片速度下操作时,在装入干式净化装置的所有材料中,大约有5.12%(按重量计)的材料是作为污染物被该净化方法除去的。
实施例3
根据本发明处理玻璃和聚酯的混合物。在三种不同的叶片速度下对三种混合物进行如上所述的干式净化:55m/s、61m/s和67m/s。表4列出了混合物中玻璃的初始含量和分离过程的结果:
表4
叶片速度 | 玻璃的初始含量(g) | 玻璃的最终含量(g) | 减少,% |
55m/s | 897.10 | 19.366 | 97.8% |
61m/s | 836.96 | 15.536 | 98.1% |
67m/s | 895.88 | 9.128 | 99.0% |
在不背离本发明思想和范围的情况下,本领域普通技术人员可以对本发明进行上述的以及其它的改进和改变。另外,不难理解各实施例的各个方面都可以整体或一部分互换。此外,本领域普通技术人员不难理解上面的说明仅仅是举例,而不是为了限制本发明。
Claims (6)
1.一种用于将聚酯与污染物分开的方法,包括:
将包括聚酯和包含易碎材料的污染物的干燥混合物提供给净化腔室,所述净化腔室包括在该净化腔室的纵轴线上的轴和多个从该轴上发散出来的叶片;
使所述轴以大于2000rpm的速度旋转,从而所述混合物绕所述轴线旋转;
当所述混合物绕所述净化腔室的轴线旋转时,使净化腔室的壁与所述包含易碎材料的污染物接触,其中,至少一部分壁包括金属网;
在净化腔室内降解所述包含易碎材料的污染物;以及
使至少一部分所述包含易碎材料的污染物通过金属网。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述混合物包括嵌在聚酯中的所述包含易碎材料的污染物。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述包含易碎材料的污染物包括玻璃。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:该方法可以从所述混合物中除去超过约97%的玻璃。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于:该方法可以从所述混合物中除去超过约98%的玻璃。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述金属网是硬化不锈钢或锈钢或碳钢筛,从而金属网在处理过程中不会过快损坏。
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