CZ23882U1 - Zařízení pro získávání hliníku z obalového kartonu - Google Patents

Description

Zařízení pro získávání hliníku z obalového kartonu

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro zpracování obalového kartonu obsahujícího hliníkovou fólii a řeší získávání hliníkové fólie za účelem recyklace hliníku.

Dosavadní stav techniky

Pro výrobu obalů, určených ke krátkodobému přechovávání nápojů v distribuční linii: „Výrobce - hypermarket - spotřebitel“ se v čím dále větší míře používají obaly z materiálu, který sestává z vrstev kartonu společně s hliníkovou fólií zatavených do polyetylénové fólie.

Nejčastěji se tyto obaly používají pri distribuci mléka, mléčných výrobků, ovocných šťáv a džu10 sů, levnějších druhů vína a jiných nápojů, určených po otevření obalu k rychlé spotřebě.

Použité obaly patří mezi běžný komunální odpad, jsou v třídímách odpadu separovány společně s plasty a zpravidla končí ve speciálních spalovnách nebo v cementárnách. Při spalování takového obalu dochází ke znehodnocení hliníkové fólie, neboť hliník se oxiduje na oxid hlinitý, který se smísí s popelem a nemá již žádné další průmyslové využití.

Je známo, že rozemletím použitých obalů, obsahujících kartón, hliníkovou fólii a polyetylén, lze získat materiál drť, ze které lze následným mokrým praním oddělit kartonáž, která je cennou surovinou, využitelnou v papírnách. Odpadem z této technologie je hliník a polyetylén. Směs hliníku a polyetylénu se zpravidla spaluje ve spalovně, společně s dalšími odpady nebo se spaluje v cementářské peci. I v tomto případě je hliník jako kov spalováním znehodnocen.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody řeší zařízení pro získávání hliníku z obalového kartonu podle tohoto technického řešení, jehož podstatou je, že je tvořeno retortou opatřenou nejméně jedním uzávěrem pro oddělení jejího vnitřního prostoru od okolní atmosféry, výstupem energoplynu a zařízením pro ohřev vsázky. Alternativně zařízení obsahuje procesní zásobník, opatřený vstupem vsázky, výstupem vsázky, vstupem inertního plynu a výstupem plynu, odsávaného z vnitřního prostoru procesního zásobníku, přičemž výstup vsázky je přes první uzávěr spojen se vstupem retorty. Dle další alternativy obsahuje zařízení podle tohoto technického řešení zařízení pro ochlazování pevného zbytku, jehož vstup je přes druhý uzávěr spojen s výstupem pevného zbytku z retorty. Alternativně může být zařízením pro ohřev vsázky hořák pro spalování energoplynu, přičemž hořák může být přes chladič energoplynu spojen s výstupem energoplynu z retorty.

Výhodou zpracování obalového kartonu v zařízení podle tohoto technického řešení je, že se z odpadu získá kovový hliník nejvyšší jakosti. Tento materiál lze úspěšně dodávat do kovohutí, které se zabývají výrobou hliníkové fólie pro potravinářské účely, zejména fólie pro výrobu obalů na nápoje. Opakované využití hliníku nejen přispívá ke snížení objemu skládkovaných odpa35 dů, ale projeví se též v úspoře nákladů spojených s výrobou hliníku z bauxitu. Jelikož je výroba hliníku z bauxitu spojena s vysokou spotřebou elektrického proudu, má zvýšení podílu recyklovaného hliníku příznivý vliv na ekologii.

Přehled obrázků na výkresech

Obrázek 1 schematicky znázorňuje příkladné provedení podle příkladu 1, obrázek 2 zjednoduše40 né schéma příkladného provedení podle příkladu 3 a obrázek 3 detailní provedení podle příkladu

2.

- 1 CZ 23882 Ul

Příklady provedení

Příklad 1

Zařízení pro získávání hliníku z obalového kartonu se podle příkladu 1 využívá pro získávání hliníku z odpadních obalů, tvořených kartónem, hliníkovou fólií a polyetylénem. Materiály dopro5 vázející hliníkovou fólii se v prostoru odděleném od okolní atmosféry podrobí tepelné degradaci, při které dochází k tepelnému rozkladu přítomného polyetylénu a k tepelnému rozkladu materiálu tvořícího kartón, tedy převážně celulózy.

Zařízení pro získávání hliníku z obalového kartonu obsahuje retortu 1, opatřenou uzávěrem ii pro oddělení jejího vnitřního prostoru od okolní atmosféry. Tímto uzávěrem jsou dvířka pro io plnění retorty i vsázkou i pro odstraňování pevného zbytku z retorty i. Retorta i je dále opatřena výstupem 13 energoplynu, jehož prostřednictvím je vnitřní prostor retorty i připojen ke vstupu

510 dmychadla 51 pro odsávání energoplynu z retorty i. Výstup 511 dmychadla 51 pro odsávání energoplynu je napojen na chladič 50 energoplynu. První výstup 501 chladiče 50, určený k odvodu kapalné frakce vzniklé při ochlazení energoplynu, je napojen na zásobník 52 kapalné frakce, zatímco jeho druhý výstup 502 je spojen se zásobníkem 53 ochlazeného energoplynu. Zařízení pro získávání hliníku podle tohoto příkladu dále obsahuje zařízení 4 pro ohřev vsázky, kterým jsou elektrické spirály, nacházející se uvnitř retorty L

Zařízení podle tohoto příkladu pracuje tak, že se vsázka, tvořená obaly vytříděnými z ostatního odpadu umístí do retorty i, ve které se hermeticky uzavře. Vnitřní prostor retorty i se postupně ohřívá až na teplotu rozkladu, přičemž vznikající plyn se odsává. Kyslík původně přítomný ve vzduchu, nacházející se mezi vsázkou je tím vynesen dříve, než je dosaženo zápalné teploty. Vlastní rozklad se provádí v rozmezí teplot 350° C až 550 °C. Přestože je zápalná teplota materiálů tvořících vsázku v této fázi mnohonásobně překročena, k jejich hoření nedochází, a to pro nepřítomnost kyslíku nutného k hoření. Vlivem teploty ohřevu se začne vsázka rozkládat, pri25 čemž dojde k oddělení hliníkové fólie od polyetylénu. Polyetylén se vlivem procesu suché destilace přeměňuje na plynné uhlovodíky. Materiál kartonu, převážně celulóza, se ohřevem rozloží na polokoks a plynný podíl, který se spolu s plynným podílem vznikajícím rozkladem polyetylénu z retorty i průběžně odsává za pomocí dmychadla 51. Po ukončení rozkladu se retorta i ochladí a po vyprázdnění je připravena k novému použití. Produktem procesu je hliníková fólie a polokoks s vysokým podílem čistého uhlíku. Tuto směs lze bez úprav dodávat k metalurgickému zpracování, neboť při tavení hliníku přechází přítomný uhlík do strusky a neovlivňuje jeho kvalitu.

Příklad 2

Příkladné provedení podle příkladu 2 se liší od příkladného provedení podle příkladu 1 tím, že zařízení není určeno pro proces periodický, ale pro proces kontinuální. Zařízení pro získávání hliníku z obalového kartonu je tvořeno hermeticky uzavřenou retortou 1 opatřenou dvěma uzávěry 11,12 pro oddělení jejího vnitřního prostoru od okolní atmosféry, výstupem 13 energoplynu a zařízením 4 pro ohřev vsázky. Zařízení dále obsahuje procesní zásobník 2 a zařízení 3 pro ochlazování pevného zbytku. Uzávěry 11. 12 pro oddělení jejího vnitřního prostoru od okolní atmosféry zabraňují vstupu vzduchu z vnějšího prostředí do retorty. Retorta 1 má tvar vodorovně orientovaného válce, ve kterém se nachází šnek 14, poháněný druhým motorem 141, umístěným mimo retortu χ. Šnek je vyroben ze žáropevné oceli. Osa otáčení šneku 14 ie rovnoběžná s osou válce tvořícího retortu 1, přičemž šnek 14 má menší průměr než j e vnitřní průměr retorty 1 a j eho osa se nachází pod osou retorty χ. Procesní zásobník 2 je umístěn nad retortou 1 a je opatřen vstupem 21 vsázky, výstupem 22 vsázky, vstupem 21 inertního plynu a výstupem 24 plynu odsávaného z vnitřního prostoru procesního zásobníku 2. Výstup 22 vsázky je přes první uzávěr 11, tvořený prvním šoupátkem 111 a prvním turniketem 112 spojen se vstupem 110 retorty X, nacházejícím se na vstupní straně retorty 1. První Šoupátko 111 se přitom nachází na straně výstupu 22 vsázky z procesního zásobníku 2, zatímco první turniket 112 se nachází na straně

-2CZ 23882 Ul přilehlé ke vstupu 110 retorty I. Poloha prvního šoupátka 111 se řídí změnou polohy prvního pneumatického lineárního pohonu 113 a rotační část prvního turniketu 112 je spojena s prvním motorem 1Γ4. Vstupem 23 inertního plynu je pracovní zásobník 2 připojen k zásobníku 231 inertního plynu, kterým je příkladně dusík a výstup 24 plynu odsávaného z vnitřního prostoru procesního zásobníku 2 je připojen k vývěvě 241. Vstup 21 vsázky je přes třetí Šoupátko 61 připojen k dolní části zásobníku 6 zpracovávaného materiálu. Zásobník 6 zpracovávaného materiálu je ve své dolní části opatřen druhým šnekem 62 poháněným třetím motorem 63. Poloha třetího Šoupátka 61 se řídí změnou polohy třetího pneumatického lineárního pohonu 64. Ve spodní Části výstupní strany retorty 1 se nachází výstup 120 pevného zbytku, který je pres druhý uzávěr 12 io spojen se vstupem 31 zařízení 3 pro ochlazování pevného zbytku. Druhý uzávěr 12 je tvořen druhým šoupátkem 121 a druhým turniketem 122, přičemž druhé Šoupátko 121 se nachází ze strany retorty 1 a druhý turniket 122 se nachází ze strany zařízení 3 pro ochlazování pevného zbytku. Poloha druhého šoupátka 121 se řídí změnou polohy druhého pneumatického lineárního pohonu

123 a rotační část druhého turniketu 122 je spojena s druhým motorem 124.

Zařízení 3 pro ochlazování pevného zbytku sestává ze dvou za sebou zapojených šnekových vynášečů 32, 33, které jsou opatřeny chladicími plášti 329, 339, opatřenými vstupy 322. 332 a výstupy 323, 333 chladicí kapaliny. Mezi výstupem 321 prvního šnekového vynášeče 32 a vstupem 330 druhého Šnekového vynášeče 33 se nachází třetí turniket 34 a na výstupu druhého šnekového vynášeče 33 se nachází čtvrtý turniket 35, jehož výstup 36 představuje výstup zařízení

3 pro ochlazování pevného zbytku. Retorta 1 je dále opatřena výstupem 3 energoplynu, jehož prostřednictvím je vnitřní prostor retorty 1 připojen ke vstupu 510 dmychadla SI pro odsávání energoplynu z retorty 1. Zařízením 4 pro ohřev vsázky je horák pro spalování enegoplynu nacházející se uvnitř vyhřívaného pláště 18, který obklopuje retortu 1. Horák 4 je přímo spojen s výstupem 511 dmychadla 51, které je svým vstupem 510 spojeno s výstupem 13 energoplynu z retorty 1. Vyhřívaný plášť 18 je opatřen výstupem 181 spojeným přes spalinovou klapku 182 a přes spalinový ventilátor 183 s komínem 184.

Fyzikálně chemické procesy popsané v příkladu 1 se uplatní i v zařízení podle tohoto příkladu. Materiál určený ke zpracování se ze zásobníku 6 dávkově přemisťuje do procesního zásobníku 2, přičemž vzduch obklopující jednotlivé kusy tohoto materiálu se u každé dávky při zavřeném prvním Šoupátku 111 a třetím šoupátku 61 nahradí inertním plynem, příkladně dusíkem. Materiál určený ke zpracování se kontinuálně nebo s ohledem na momentální výkon zařízení krokově, při otevřeném prvním šoupátku 111 dodává pomocí prvního turniketu 112 do retorty 1. Za pomoci šneku 14 je zpracovávaný materiál tvořící vsázku přesouván ve vodorovném směru přes vyhřívanou retortu 1. Vlivem teploty dochází k tepelnému rozkladu organických látek obsažených ve zpracovávaném materiálu na energoplyn a polokoks, který následně tvoří se zbylým hliníkem pevný zbytek. Rychlost posuvu vsázky a množství vsázky, dávkované do retorty za jednotku času, se řídí s ohledem na optimalizací zdržení vsázky v retortě, a to při požadavku zajištění úplného rozkladu vsázky na výstupu. Uvolňovaný energoplyn se přes dmychadlo 51 zavádí do hořáku 4, ve kterém se bez jakýchkoli úprav přímo spaluje. Výkon zařízení je závislý nejen na jeho rozměrech, ale také na množství dodávaného tepla, proto se v případě potřeby do hořáků přivádí další plynné palivo z externího zdroje. Pevný zbytek představující hliníkovou fólii a uhlík po výstupu z retorty 1 prochází zařízením 3 pro ochlazování pevného zbytku.

Příklad 3

Příkladné provedení podle příkladu 3 se liší od provedení popsaného v příkladu 2 tím, že hořák, představující zařízení 4 pro ohřev vsázky, je s výstupem 13 energoplynu z retorty I spojen přes chladič 50 energoplynu.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení pro získávání hliníku z obalového kartonu, vyznačující se tím, že je tvořeno retortou (1) opatřenou nejméně jedním uzávěrem (11, 12) pro oddělení jejího vnitřního prostoru od okolní atmosféry, výstupem (13) energoplynu a zařízením (4) pro ohřev vsázky.

   5
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje procesní zásobník (2) opatřený vstupem (21) vsázky, výstupem (22) vsázky, vstupem (23) inertního plynu a výstupem (24) plynu, odsávaného z vnitřního prostoru procesního zásobníku (2), přičemž výstup (22) vsázky je přes první uzávěr (11) spojen se vstupem (110) retorty (1).
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje zařízení (3) pro i o ochlazování pevného zbytku, jehož vstup (31) je přes druhý uzávěr (12) spoj en s výstupem (120) pevného zbytku z retorty (1).
4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zařízením (4) pro ohřev vsázky je hořák.
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že zařízením (4) pro ohřev vsázky

   15 je hořák pro spalování energoplynu, kterýje přes chladič (50) energoplynu spojen s výstupem (13) energoplynu z retorty (1).