Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Způsob oddělování podílů umělých hmot ze směsi umělých hmot chemicky odlišného typu
CZ282202B6
Czechia
- Other languages
English - Inventor
Ingo Dr. Stahl Axel Hollstein Ulrich Dr. Kleine-Kleffmann Iring Dr. Geisler Ulrich Dr. Neitzel
Description
translated from
(57) Anotace:
Způsob oddělování více komponent ze směsi plastických hmot je charakterizován tím, že se směs odděluje ve dvou krocích, přičemž v prvním kroku se působením oddělovací tekutiny navzájem oddělí částice plastické hmoty, které mají rozdílnou hustotu, a ve druhém kroku se částice plastické hmoty z prvního kroku oddělování se shodnou hustotou povrchové zpracují, trleboelektrlcky se nabíjí a následně se elektrostaticky oddělí při volném pádu.
Způsob oddělování více komponent ze směsi plastických hmot
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu oddělování více komponent ze směsi plastických hmot, přičemž komponenty jsou chemicky odlišných typů a mají zčásti shodnou hustotu a zčásti rozdílnou hustotu, například polyethylen, polyethylenterephalat, polypropylen, polystyrol, polyvinylchlorid, oddělováním podle hustoty a elektrostatickým oddělováním, přičemž se směs plastických hmot před oddělením pere a rozmělní.
Dosavadní stav techniky
Směsi rozdílných typů plastických hmot vznikají shromážděním různých lahví najedno použití. Voda se převážně plní do 1,5 1 polyvinylchloridových lahví, zatímco jiné nápoje se prodávají v polyethylenthereftalatových lahvích. V západní Evropě se celkem produkuje 1,4 miliard polyethylenthereftalatových lahví za rok. Láhve mají zpravidla polyethylenové šroubovatelné uzávěry, přičemž polyethylenthereftalatové láhve mohou mít část dna vytvořenu také z polyethylenu. Přímá recyklace směsi plastických hmot z lahví není možná, poněvadž polyethylentherefialat se taví až při 260 °C, zatímco polyvinylchlorid se rozkládá za oddělení chlorovodíku již nad teplotou měknutí, která činí 160 °C. Tyto směsi plastických hmot se také dosud nesbírají odděleně, nýbrž jako domovní odpad, to znamená, že se nakonec pálí nebo deponují.
Směsi plastických hmot obsahující polyvinylchlorid nelze zpravidla prodávat ze ziskem. Jejich zhodnocení vesměs ještě vyžaduje dobropisy vycházející z ušetřených nákladů na deponie.
Naproti tomu již dlouho existují trhy druhově čistých plastických hmot, kde je cena stanovena v závislosti na ceně nové plastické hmoty. Podle kvality se u recyklované plastické hmoty dociluje až 60 % z ceny nové plastické hmoty. Proto existuje velký zájem o způsob oddělení smíšených plastických hmot.
Způsoby oddělení podílů plastických hmot chemicky rozdílných typů, které jsou známé ze stavu techniky, pracují se zařízeními oddělujícími podle hustoty, například s hydroodstředivkami. Tyto způsoby obecně selhávají u plastických hmot, které mají stejnou hustotu, jako například polyethylenthereftalat, jehož hustota činí cca 1,37 až 1,38 g/cm3 a polyvinylchlorid s hustotou cca 1,38 g/cm3. Naproti tomu je na základě odlišné hustoty možné oddělení polyethylenu, jehož hustota je 0,95 g/cm3, od polethylenthereftalatu a polyvinylchloridu. Oddělení plastických hmot se stejnou hustotou se může provést například elektrostaticky.
Známé elektrostatické oddělení plastických hmot v gravitačním odlučovači je popsáno v DE-PS 30 35 649.
Při oddělení směsí plastických hmot sestávajících ze tří nebo čtyř rozdílných plastických hmot, jako jsou například polyethylen, polyethylenthereftalat, polystyrol a polyvinylchlorid, zůstává značné množství neodděleného produktu který se odebírá uprostřed mezi elektrodami, respektive frakce oddělené na elektrodě mají nedostatečný stupeň čistoty, přestože má produkt odebraný mezi elektrodami vysoký podíl minimálně jedné plastické hmoty.
Podstata vynálezu
Vynález spočívá v základu úkolu vytvořit způsob vpředu uvedeného typu, který umožní bezpečně navzájem oddělit více komponent ze směsi plastických hmot z části se shodnou a z části s rozdílnou hustotou. Úkol se vyřeší tím, že oddělování probíhá alespoň ve dvou krocích,
- 1 CZ 282202 B6 přičemž v prvním kroku se navzájem oddělí částice plastických hmot, které mají rozdílnou hustotu, a v druhém kroku se oddělí částice plastických hmot se stejnou hustotou. Přitom v prvním kroku se částice plastických hmot s rozdílnou hustotou oddělí oddělováním podle hustoty, přičemž hustota oddělovací tekutiny se volí tak, že spadá do oblasti maximálního rozdílu dvou sousedních hodnot hustoty jednotlivých typů plastických hmot ze směsi plastických hmot. Výhodně se přitom hustota oddělovací tekutiny nastaví mezi 1,0 a 1,3 g/cm3. Oddělení podle hustoty se může provádět také pomocí hydroodstředivky. Eventuálně se oddělování podle hustoty provádí nejen v jednom kroku, nýbrž ve více krocích, pokud je třeba oddělit více typů plastických hmot různé hustoty. V následujícím druhém stupni se částice plastických hmot z prvního stupně, které mají stejnou hustotu, po zpracování povrchu a triboelektrickém nabíjení navzájem elektrostaticky oddělí při volném pádu.
Ukazuje se, že se zpracováním povrchu částic směsi plastických hmot může dosáhnout zlepšeného triboelektrického nabíjení ve druhém kroku nabíjení ve smyslu vyšší hustoty náboje. Povrch částic plastické hmoty se přitom zpracovává chemicky nebo tepelně.
Chemické zpracování povrchu částic plastických hmot ze směsi plastických hmot se provádí podle výhodných znaků vynálezu tím, že je prací tekutina k čištění směsi plastických hmot před prvním krokem oddělování bazická a hodnota jejího pH činí 10 až 12 nebo kyselá a hodnota jejího pH činí 2 až 4. Zvláště dobré výsledky se dostaví, když je oddělovací tekutinou v prvním kroku oddělování solanka, jejímž hlavním podílem je chlorid sodný. Přídavně k chloridu sodnému mohou v solance být iony draslíku, hořčíku a síranové. Na základě požadovaného složení solanky je vhodné použít solanku, která vzniká jako odpadní produkt při výrobě hydroxidu draselného v dolech na draselnou sůl. Zlepšené triboelektrické nabíjení v druhém kroku oddělování se dosáhne zejména také tím, že se po oddělování podle hustoty v prvním kroku oddělovací tekutina vypere ze směsi plastických hmot vodou. V průběhu oddělování podle hustoty, případně v průběhu následujícího čištění směsi plastických hmot vodou, se může provést čištění částic plastických hmot, které mají velikost pod 10 mm, výhodně pod 6 mm, od zbytků papíru, případně od zbytků nápojů. Příslušné čištění je obecně možné provést pracím postupem, který předchází oddělení podle hustoty, například v pracím mlýnu nebo turbopračce. Po praní se výtěžek z prvního kroku oddělování suší, přičemž před vlastním sušením se obsah vody redukuje odvodňovacím zařízením, například odstředivkou, na zbytkový podíl vody pod 2 %.
Před triboelektrickým nabíjením a elektrostatickým oddělováním se částice plastických hmot podrobí tepelnému zpracování při teplotě 30 až 100 °C po dobu alespoň 5 min. Toto další zpracování povrchu slouží k docílení vysoké hustoty náboje na jednotlivých částicích plastických hmot. To se vysvětluje tím, že na základě tepelného zpracování v horní uvedené oblasti teplot nastává změna povrchu částic plastických hmot.
Podle dalšího výhodného znaku vynálezu se ke směsi plastických hmot přidá organická látka, a to zejména mastná kyselina, v množství 10 až 50 mg/kg směsi plastických hmot. Přídavek mastné kyseliny slouží ke kondicionování částic plastických hmot s cílem dosáhnout při následujícím triboelektrickém nabíjení vyšší hustoty náboje jednotlivých částic. Také toto zpracování povrchu se může provést samostatně nebo v kombinaci s chemickým nebo tepelným zpracováním částic plastických hmot. Ukazuje se, že při takto zpracovaných částicích plastických hmot se musí v gravitačním odlučovači nastavit intenzita pole jen na 2 až 3 kV/cm. U známých způsobů naproti tomu pracuje gravitační odlučovač s intenzitou pole 3 až 4 kV/cm, což vyvolává nebezpečí sršení náboje. Sršení náboje může vést ke vznícení směsi plastických hmot v gravitačním odlučovači.
Samo triboelektrické nabíjení nastává například pohybem směsi plastických hmot v sušiči s fluidním ložem nebo dopravou ve spirálovém šneku dostatečné délky nebo také tím, že se směs plastických hmot pneumaticky dopravuje po stanovené dráze. Okrajovými podmínkami pro triboelektrické nabíjení je udržení teploty 15 až 50 °C, přednostně 20 až 35 °C, a relativní
-2CZ 282202 B6 vlhkost okolního vzduchu 10 až 40 %, přednostně 15 až 20 %. Samotné triboelektrické nabíjení částic plastických hmot nastává známou cestou vnitřním promísením částic navzájem.
Popis obrázku na výkresech
Vynález je dále blíže objasněn na příkladech provedení pomocí výkresů, kde znázorňuje:
obr. 1 blokové schéma oddělování plastických hmot ze směsi prázdných nápojových lahví, obr. 2 blokové schéma oddělování jednotlivých komponent ze směsi sestávající z polyethylenu, polypropylenu, polyvinylchloridu a polystyrolu, obr. 3 blokové schéma oddělování jednotlivých komponent ze směsi sestávající z polyethylenu, polypropylenu, polyvinylchloridu a polyethylentereftalatu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1: Oddělování ze směsi plastických hmot z nápojových lahví
Použitá směs plastických hmot má následující složení:
76,9 hmotn. % polyethylentereftalatu
19,8 hmotn. % polyvinylchloridu
2.1 hmotn. % polyethylenu
1.2 hmotn. % papír/nečistoty
Směs plastických hmot byla přivedena do za mokra pracujícího řezacího mlýna 1 a za přídavku vody, která byla předtím okyselena kyselinou chlorovodíkovou na hodnotou pH 4, byla rozřezána na velikost částic pod 6 mm. Byl odveden roztok nečistot obsahující také papír. Potom byla směs míchána v pračce 2 a tím byl vyčištěn povrch a připraven na později probíhající elektrostatické oddělováni.
K oddělování specificky lehčího polyethylenu byla směs zavedena do hydroodstředivky 3. Ze směsi polyvinylchloridu a polyethylentereftalatu s hustotou menší než 1,0 g/cm3 odvedené vespod byla na vibračním sítu 4 oddělena tekutina, dále byla směs odstředěna na zbytkový podíl vody pod 2 % a v prvním sušiči 5 s fluidním ložem byla podrobena po dobu 6 min. tepelnému zpracování při teplotě 70 až 100 °C.
Na fluidním loži lze případně ještě výstupem odvést zbytky papíru a pomocí odstředivky z něj oddělit. Vysušená směs potom byla ponechána ještě 3 min. při 30 °C v druhém sušiči 6 s fluidním ložem a přitom se triboelektricky nabíjela.
Směs odváděná z fluidního lože byla kontinuálně přiváděna do elektrostatického, oddělovacího zařízení sestávajícího ze dvou odlučovačů - prvního odlučovače 7, a druhého odlučovače 8, které pracují s intenzitou pole 2 až 3 kV/cm. Oddělováním se již obdrží polytereftalatový koncentrát s 99,4 % polyethylentereftalatu. Koncentrát polyethylenu s obsahem polyethylenu 82,3 % byl dopravován pomocí spirálového šneku 9 k druhému odlučovači 8, přičemž se obnovuje selektivní nabíjení částic plastických hmot.
Triboelektricky nabitý koncentrát byl oddělován v následujícím prvním a druhém odlučovači 7, 8 na vysokoprocentní polyvinylchloridový koncentrát, frakci meziproduktu a frakci obsahující 53 % polyethylentereftalatu. Posledně uvedená frakce byla s meziproduktem znovu triboelektricky nabíjena ve fluidním loži.
-3 CZ 282202 B6
V souhrnu bylo možné směs plastických hmot rozdělit na frakci polyvinylchloridu se stupněm čistoty 99,3 % polyvinylchloridu, frakci polyethylentereftalatu se stupněm čistoty 99,4 % polyethylentereftalatu a frakci polyethylenu se stupněm čistoty 97,6 % polyethylenu, výtěžek, vztaženo na použitou směs z lahví, činil:
94.6 hmotn. % polyethylentereftalatu
96,2 hmotn. % polyvinylchloridu
89.7 hmotn. % polyethylenu
Příklad 2: Oddělování ze směsi plastických hmot - polyethylen, polypropylen, polystyrol a polyvinylchlorid
Směs z použitých typů plastických hmot obsahovala čtyři nejpoužívanější typy plastických hmot v následujícím složení:
45,7 hmotn. % polyethylenu
20,1 hmotn. % polypropylenu
17,5 hmotn. % polyvinylchloridu
14,9 hmotn. % polystyrolu
1,8 hmotn. % zbytkové látky
100 kg této směsi bylo nejprve zcela rozmělněno v řezacím mlýnu J na velikost částic pod 6 mm. Rozmělněná směs byla zavedena do pračky 2 a promíchána s roztokem čisté vody, která byla předtím upravena hydroxidem sodným na hodnotu pH 11. Vypraná směs byla převedena do flotační nádrže 10 naplněné vodou, zatímco byl odveden roztok nečistot. Byly sebrány polyolefiny obsahující lehké frakce s hustotou menší než 1,0 g/cm3, zatímco těžké frakce obsahující polyvinylchlorid a polystyrol s hustotou větší než 1,0 g/cm3 byly odsáty ze dna flotační nádrže JO. Obě frakce byly odvodněny pomocí třetího a čtvrtého odlučovače 11, 12.
Frakce polypropylenu a polyethylenu byla zavedena do třetího sušiče 13 s fluidním ložem a při teplotě 80 °C 6 min. sušena. Na vytékající směs byla rozprášena směs mastných kyselin C8 až C12 v množství 50 g/t ave čtvrtém sušiči 14 s fluidním ložem byla ještě 3 min. při 30 °C fluidizována a přitom triboelektricky nabíjena. Směs vytékající z fluidního lože byla kontinuálně zavedena do gravitačního odlučovače 15 a při intenzitě pole 2 až 3 kV/cm elektrostaticky odlučována. Meziprodukt tohoto oddělování byl kontinuálně zaveden zpět do třetího a čtvrtého sušiče 13, 14 s fluidním ložem.
Elektrostatické odlučování lehkých frakcí přineslo následující výsledky:
| frakce | množství (kg) | stupeň čistoty (%) | výtěžek (%) hmotn. |
| Polyethylen | 44,1 | 96,6 | 92,2 |
| polypropylen | 20,6 | 88,5 | 90,7 |
Těžké frakce byly převedeny do pátého sušiče 16 s fluidním ložem s připojeným chladičem a sušeny v teplé zóně po dobu 6 min. při 80 °C a v ochlazovací zóně ještě 3 min. při 30 °C fluidizovány a triboelektricky nabíjeny. Elektrostatické oddělování se zpětným přivedením meziproduktu přineslo následující výsledky:
-4CZ 282202 B6
| frakce | množství (kg) | stupeň čistoty (%) | výtěžek (%) hmotn. |
| Polyvinylchlorid | 17,3 | 97,1 | 95,9 |
| polystyrol | 14,8 | 94,3 | 93,7 |
Příklad 3: Oddělování jednotlivých komponent ze směsi polyethylenu, polystyrolu, polyethylentereftalatu a polyvinylchloridu
Směs z použitých plastických hmot má následující složení:
46.8 hmotn. % polyethylenu
29.8 hmotn. % polystyrolu
12,2 hmotn. % polyvinylchloridu
10,1 hmotn. % polyethylentereftalátu
1,1 hmotn. % nečistot
100 kg této směsi bylo nejprve zcela rozmělněno v řezacím mlýnu 1 na velikost částic 6 mm. Rozmělněná směs byla zavedena do pračky 2 a promíchána s čistou vodou. Vypraná směs byla vložena do flotační nádrže 10 naplněné hydroxidem draselným o hustotě 1,2 g/cm3.
Byla sebrána lehká frakce obsahující polyethylen apolystyrol o hustotě menší než 1,2 g/cm3, zatímco těžká frakce obsahující polyvinylchlorid a polyethylentereftalat o hustotě nad 1,2 g/cm3 byla odsáta na dně flotační nádrže 10. Obě frakce byly odvodněny na prvním a druhém výkyvném sítu 18, 19, vyprány čistou vodou a nakonec odvodněny na první a druhé odstředivce 20, 21, takže jejich vlhkost činila 2 %. Odpadní vody zůstávající po oddělování podle hustoty a obsahující soli se mohou zavést ke zpracování do provozu draselných roztoků.
Obě frakce byly přiveden} do odděleného šestého a sedmého sušiče 22, 23 s fluidním ložem, které jsou vybaveny horkou a ochlazovací zónou. V horké zóně byly směsi ohřátý na 80 °C, přičemž prodleva činila 6 min., zatímco za ní zařazená ochlazovací zóna byla provozována s neohřátým vzduchem.
Triboelektricky nabité frakce plastických hmot vytékající z fluidních loží byly zavedeny do prvního a druhého elektrostatického gravitačního odlučovače 24, 25, který pracuje při intenzitě pole 2 až 3 kV/cm, přičemž meziprodukt byl zaváděn zpět do fluidních loží.
Elektrostatickým oddělováním lehké frakce o hustotě pod 1,2 g/cm3 byly dosaženy následující výsledky:
| frakce | množství (kg) | stupeň čistoty (%) | výtěžek (%) hmotn. |
| Polyethylen | 43,8 | 95,6 | 93,5 |
| polystyrol | 27,7 | 92,4 | 92,9 |
Při oddělování těžké frakce o hustotě nad 1,2 g/cm3 byly dosaženy následující výsledky:
| frakce | množství (kg) | stupeň čistoty (%) | výtěžek (%) hmotn. |
| Polyvinylchlorid | 12,6 | 93,9 | 96,6 |
| polyethylentereftalat | 9,2 | 97,1 | 88,0 |
Claims (17)
Hide Dependent
translated from
Claims (17)
Hide Dependent
translated from
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob oddělování více komponent ze směsi plastických hmot, přičemž komponenty jsou chemicky odlišných typů a mají zčásti shodnou hustotu a zčásti rozdílnou hustotu například polyethylen, polyethylenterephalat, polypropylen, polystyrol, polyvinylchlorid, oddělováním podle hustoty a elektrostatickým oddělováním, přičemž se směs plastických hmot před oddělením pere a rozmělní, vyznačující se tím, že se oddělování provádí alespoň ve dvou krocích, přičemž v prvním kroku se působením oddělovací tekutiny navzájem oddělí částice plastických hmot, které mají rozdílnou hustotu, a ve druhém kroku se částice plastických hmot z prvního kroku oddělování se shodnou hustotou oddělí od oddělovací tekutiny a následně se povrchově naruší, trieboelektricky se nabíjí a následně se komponenty chemicky odlišných typů elektrostaticky oddělí při volném pádu.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se směs plastických hmot před prvním krokem oddělování rozmělní na velikost pod 10 mm, přednostně pod 6 mm.
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se v prvním kroku oddělování působí oddělovací tekutinou, jejíž hustota leží v oblasti maximálního rozdílu dvou sousedních hodnot hustoty jednotlivých typů plastických hmot ze směsi plastických hmot.
- 4. Způsob podle nároků 1 a3, vyznačující se tím, že se působí oddělovací tekutinou, jejíž hustota leží mezi 1,0 a 1,3 g/cm3.
- 5. Způsob podle nároků 1, 3 a4, vyznačující se tím, že se působí oddělovací tekutinou, kterou je voda nebo solanka, jejichž hlavním podílem je chlorid sodný.
- 6. Způsob podle nároků 1, 3, 4 a 5, vyznačující se tím, že se působí oddělovací tekutinou v podobě solanky přídavně obsahující iony draslíku, hořčíku a síranové ionty .
- 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se před prvním krokem oddělování působí prací tekutinou s přídavkem zásady a s hodnotou pH 11 až 12.
- 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se před prvním krokem oddě- lování působí prací tekutinou s přídavkem kyseliny a s hodnotou pH 2 až 4.
- 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se po prvním kroku oddělování vypere oddělovací tekutina ze směsi plastických hmot vodou.
- 10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se po vyprání oddělovací tekutiny směs plastických hmot se stejnou hustotou suší, přičemž se před sušením směs plastických hmot odvodní na zbytkový podíl vody pod 2 %.
- 11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se odvodněné částice plastických hmot podrobí povrchovému narušení, které spočívá v tepelném zpracování při 70 až 100 °C po dobu alespoň 5 min.
- 12. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, žesek odvodněným částicím plastických hmot přidává organický kondicionovační prostředek.-6CZ 282202 B6
- 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující novační prostředek přidává mastná kyselina.
- 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující v množství 10 až 50 mg/kg směsi plastických hmot.se tím, že se jako organický kondicios e tím, že se mastná kyselina přidává
- 15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se triboelektrické nabíjení směsi plastických hmot ve druhém kroku provádí při teplotě 15 až 50 °C, přednostně 20 až 35 °C, a při relativní vlhkosti okolního vzduchu 10 až 40 %, přednostně 15 až 20 %.
- 16. Způsob podle nároku 1 a 15, vyznačující se tím, že se triboelektrické nabíjení oddělované směsi plastických hmot z prvního kroku oddělování provádí jejím pohybem, například ve fluidním loži po jeho sušení nebo při jeho dopravě.
- 17. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se elektrostatické oddělování ve druhém kroku provádí při volném pádu při intenzitě pole 2 až 3 kV/cm.