CZ29890U1

CZ29890U1 - Device to continuous recycling plastics

Info

Publication number: CZ29890U1
Application number: CZ2016-32603U
Authority: CZ
Inventors: Peter Leitner; Martin Makara; Boris Žáčik; Michal Leitner
Original assignee: POE Research s.r.o.
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2016-10-18
Also published as: WO2018014886A1

Abstract

The equipment for continuous recycling of plastics contains at least one heating system, evaporation tanks (6), a feeder system (1), a closed-circuit cooling system (9), a distribution system (8) for supplying process inert gas to the equipment's interior and an air separation device (2) for removing air from the plastics being processed. The separation device (2) is installed between the feeder system (1), being in the form of a pre-heating extruder, and the evaporation tanks (6). The interior of the evaporation tank (6) is provided with at least one level sensor for checking the level of the content of the evaporation tank (6). The sensor output is connected to the control unit of the feeder system (1) drive. The heating system consists of an array of electrical heating ceramic elements.

Description

Zařízení ke kontinuální recyklaci plastůEquipment for continuous recycling of plastics

Oblast technikyField of technology

Navrhované technické řešení se týká zařízení pro recyklaci plastů metodou obnovy uhlovodíků z recyklovaných plastů.The proposed technical solution concerns equipment for recycling plastics by the method of recovery of hydrocarbons from recycled plastics.

Dosavadní stav technikyPrior art

Použité plasty jsou odpadem, který je nutné likvidovat tak, aby byl co nejmenší dopad na životní prostředí. Zejména se jedná o skládkování, spalování nebo o recyklaci. S ohledem na to, že plastový odpad může být cennou surovinou a jeho opětovné použití se jeví jako nejvíce ekologické, je moderním trendem právě recyklace plastů.Used plastics are waste that must be disposed of in such a way as to have the least possible impact on the environment. In particular, it is landfilling, incineration or recycling. Given that plastic waste can be a valuable raw material and its reuse appears to be the most environmentally friendly, plastic recycling is a modern trend.

Jedním z druhů recyklace může být výroba produktů z rozdrceného a následně natavením spojeného plastového granulátu. Lisováním ve formách je možné vyrábět například vodovodní žlaby, květníky apod.One type of recycling can be the production of products from crushed and subsequently melted bonded plastic granulate. By pressing in molds, it is possible to produce, for example, water troughs, flower beds, etc.

Ekonomicky a ekologicky velmi příznivou variantou se jeví obnova uhlovodíků z plastového odpadu. To znamená, že dojde k jeho zahřátí na velmi vysokou teplotu bez přístupu vzduchu 15 (kyslíku). Kondenzací zplyněného plastového odpadu vznikne olej, který je možné použít například jako palivo do dieselových spalovacích motorů.The recovery of hydrocarbons from plastic waste appears to be an economically and ecologically very favorable option. This means that it heats up to a very high temperature without the access of air 15 (oxygen). Condensation of the gasified plastic waste produces oil, which can be used, for example, as fuel for diesel internal combustion engines.

Zařízení a proces recyklace plastů metodou obnovy uhlovodíků je popsán např. v patentovém spise JP 2015057500. Nevýhodou zde popsaného zařízení je zejména jeho nízká provozní bezpečnost, která vyplývá z jeho konstrukce. Díky tomu jsou z praxe známé případy, kdy v nestan20 dardních provozních režimech došlo ke vzplanutí roztaveného plastového odpadu a plastových plynů. Tyto nevýhody odstraňuje navržené technické řešení.The device and the process of recycling plastics by the method of hydrocarbon recovery is described, for example, in the patent document JP 2015057500. The disadvantage of the device described here is in particular its low operational safety, which results from its construction. As a result, cases are known from practice where molten plastic waste and plastic gases have ignited in non-standard operating modes. These disadvantages are eliminated by the proposed technical solution.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Podstatou technického řešení je konstrukce zařízení ke kontinuální recyklaci plastů. Zařízení obsahuje alespoň nejméně jeden systém ohřevu, nejméně jednu odpařovací nádrž, dopravníkový 25 systém plnění, uzavřený chladicí systém, rozvody pro aplikaci inertního procesního plynu do vnitřního prostoru zařízení a prvek na vyloučení vzduchu ze zpracovávaného plastu. Prvek na vyloučení vzduchu je situovaný mezi dopravníkovým systémem plnění ve formě předhřívacího extrudéru a odpařovacími nádržemi. Uvnitř odpařovací nádrže je umístěno nejméně čidlo pro kontrolu hladiny obsahu odpařovací nádrže. Výstup čidla je propojen s řídicí jednotkou pohonu 30 dopravníkového systému plnění. Tím je možné - s ohledem na rychlost odparu plynné fáze přesně řídit rychlost zásobování technologie plastovým odpadem. Systém ohřevu je tvořen soustavou keramických elektrických ohřevných těles.The essence of the technical solution is the construction of equipment for continuous recycling of plastics. The device comprises at least one heating system, at least one evaporation tank, a conveyor 25 filling system, a closed cooling system, distributions for applying an inert process gas to the interior of the device and an element for excluding air from the processed plastic. The air exclusion element is situated between the conveyor filling system in the form of a preheating extruder and the evaporation tanks. At least a sensor for monitoring the level of the evaporator tank is located inside the evaporator tank. The output of the sensor is connected to the control unit of the drive 30 of the conveyor filling system. This makes it possible - with regard to the rate of evaporation of the gas phase - to precisely control the rate of supply of the technology to the plastic waste. The heating system consists of a system of ceramic electric heaters.

Pro zajištění provozní bezpečnosti je výhodné, když je odpařovací nádrž opatřena přetlakovým pojistným ventilem, jehož vývod je situován do chladiče. V případě aktivace pojistného ventilu 35 jsou horké plyny v chladiči bezpečně redukovány a nedojde k jejich nekontrolovatelnému úniku mimo technologii.To ensure operational safety, it is advantageous if the evaporator tank is provided with a pressure relief valve, the outlet of which is situated in the condenser. If the safety valve 35 is activated, the hot gases in the cooler are safely reduced and do not leak out of the technology uncontrollably.

Dále je výhodné, pokud je zařízení opatřeno záložním zdrojem elektrické energie a dochlazovacím systémem s nejméně jedním zásobníkem chladivá, který je propojený s chladičem. V případě výpadku elektrické energie je záložní zdroj elektrické energie automaticky aktivován. Dále je 40 spuštěna vypínací sekvence, při které zůstane v provozu dochlazovací systém a vše potřebné k bezpečnému odstavení zařízení a jeho ochlazení. Tím je zajištěno, že při výpadku elektrické energie nedojde k nekontrolovatelnému lokálnímu přehřátí technologie, což by znamenalo výrazné riziko požáru. .It is furthermore advantageous if the device is provided with a backup source of electrical energy and an after-cooling system with at least one refrigerant reservoir which is connected to the cooler. In the event of a power failure, the backup power supply is automatically activated. Furthermore, a shutdown sequence is started, during which the after-cooling system and everything necessary for the safe shutdown of the device and its cooling remain in operation. This ensures that in the event of a power failure, there is no uncontrollable local overheating of the technology, which would mean a significant risk of fire. .

K zajištění provozní operativnosti je výhodné, pokud je zařízení umístěno v uzavíratelném pře45 místitelném kontejneru. Lze jej s ohledem na příznivé rozměry snadno přemístit přímo do tridímy plastů, tzn. plastový odpad je zpracováván přímo v místě vytřídění. To je ekonomicky i ekoloTo ensure operational operability, it is advantageous if the device is housed in a closable relocatable container. Due to its favorable dimensions, it can be easily moved directly into the plastic class, ie. plastic waste is processed directly at the place of sorting. It is economically and ecologically

-1 CZ 29890 UI gicky výhodné. S ohledem na požární bezpečnost je výhodné, pokud jsou uvnitř kontejneru rozvody automatického hasicího systému.-1 CZ 29890 UI gically advantageous. With regard to fire safety, it is advantageous if there are distributions of an automatic extinguishing system inside the container.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na obr. 1 - boční pohled na zařízení;An exemplary embodiment of the proposed solution is described with reference to the drawings, in which Fig. 1 is a side view of the device;

obr. 2 - čelní pohled na zařízení.Fig. 2 - front view of the device.

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of implementing a technical solution

Zařízení ke kontinuální recyklaci plastů v tomto případě obsahuje systém ohřevu ve formě soustavy keramických elektrických ohřevných těles. Díky tomuto způsobu ohřevu plastového odpadu nedochází k jeho hoření ani degradaci. Zařízení dále obsahuje dvě odpařovací nádrže 6, dopravníkový systém 1 plnění, uzavřený chladicí systém 9 s nemrznoucím tekutým chladicím médiem a rozvody 8 pro aplikaci inertního procesního plynu do vnitřního prostoru zařízení.The device for the continuous recycling of plastics in this case comprises a heating system in the form of a system of ceramic electric heaters. Thanks to this method of heating plastic waste, it does not burn or degrade. The device further comprises two evaporating tanks 6, a filling conveyor system 1, a closed cooling system 9 with antifreeze liquid cooling medium and distributions 8 for applying an inert process gas to the interior of the device.

Vytříděný plastový odpad je dopravovaný do dopravníkového systému 1 plnění ve formě předhřívacího extrudéru. Zde se postupně nahřívá a je tlačen do dalších částí zařízení. Vzniklá tekutá fáze plastového odpadu následně gravitací prochází skrz prvek 2 na vyloučení vzduchu, který vykonává funkci sifonu. Tím je zabráněno proniknutí vzduchu ze vstupní části zařízení do navazujících uzlů technologie a naopak je zabráněno proniknutí hořlavých výparů z roztaveného plastu do vstupní části zařízení, kde by se mohl smísit se vzduchem. To by s ohledem na vysokou teplotu znamenalo vysoké riziko požáru. Tekutá fáze bez přítomnosti vzduchu je dále zahřívána v předehřevu 3 a dopravena do vyrovnávací nádrže 4. Z vyrovnávací nádrže je vzniklá první plynná fáze transportována přes první kondenzátor s filtrem do chladiče 9. Zbylá tekutá fáze protéká přívodním potrubím 5 situovaným pod provozní hladinou obsahu do odpařovacích nádrží 6, kde je dále zahřívána. Uvnitř odpařovací nádrže 6 je umístěno nejméně čidlo pro kontrolu hladiny obsahu odpařovací nádrže 6, jehož výstup je propojen s řídicí jednotkou pohonu dopravníkového systému 1 plnění. V odpařovacích nádržích 6 dochází k rozdělení tekuté fáze na tuhou a plynnou. Tato druhá plynná fáze odchází do kondenzačních nádrží 7, kde dochází k dělení dlouhých řetězců uhlovodíků na krátké řetězce uhlovodíků.The sorted plastic waste is conveyed to the filling conveyor system 1 in the form of a preheating extruder. Here it gradually heats up and is pushed into other parts of the device. The resulting liquid phase of the plastic waste subsequently passes by gravity through the air exclusion element 2, which performs the function of a siphon. This prevents the penetration of air from the inlet part of the device into the adjoining nodes of the technology and, conversely, prevents the penetration of flammable fumes from molten plastic into the inlet part of the device, where it could mix with air. Given the high temperature, this would mean a high risk of fire. The liquid phase without the presence of air is further heated in the preheater 3 and transported to the buffer tank 4. The first gas phase formed from the buffer tank is transported through a first condenser with a filter to the cooler 9. The remaining liquid phase flows through a supply line 5 situated below the operating level tank 6, where it is further heated. Inside the evaporating tank 6 there is at least a sensor for monitoring the level of the contents of the evaporating tank 6, the output of which is connected to the drive control unit of the filling conveyor system 1. In the evaporation tanks 6, the liquid phase is divided into solid and gaseous. This second gas phase leaves to the condensing tanks 7, where the long hydrocarbon chains are divided into short hydrocarbon chains.

Vzniklý olejový plyn je skrz odpařovací potrubí 12 vedený do primárního chladiče 9, ve kterém je prudce zchlazen pomocí uzavřeného chladicího systému a kondenzuje na tekutý olej. Ten společně s inertním procesním plynem protéká do skleněného odlučovače, kde se procesní plyn oddělí od oleje a přes vodu je vedený do filtru plynu a může být sbíraný do zásobníku pro opětovné použití. Olej se po odkalení gravitačně přelije do nádrže, ze které je dále přečerpán do externích nádrží.The resulting oil gas is led through the evaporator line 12 to the primary cooler 9, in which it is rapidly cooled by means of a closed cooling system and condenses into liquid oil. This, together with the inert process gas, flows into a glass separator, where the process gas is separated from the oil and passed through water to a gas filter and can be collected in a container for reuse. After desilting, the oil is gravitationally poured into a tank, from which it is further pumped to external tanks.

Pro zajištění provozní bezpečnosti je odpařovací nádrž 6 opatřena přetlakovým pojistným ventilem, jehož vývod je situován do chladiče 9. Zařízení je opatřeno záložním zdrojem elektrické energie a dochlazovacím systémem s nejméně jedním zásobníkem chladivá, který je propojený s chladičem 9. Zařízení je zhotoveno tak, že mohlo být umístěno v uzavíratelném přemístitelném kontejneru. Uvnitř kontejneru jsou rozvody automatického hasicího systému.To ensure operational safety, the evaporator tank 6 is provided with an overpressure relief valve, the outlet of which is situated in the cooler 9. The device is equipped with a backup power supply and after-cooling system with at least one refrigerant tank connected to the cooler 9. The device is made so that could be placed in a closable, relocatable container. Inside the container are the wiring of the automatic fire extinguishing system.

Popsané zařízení je unikátní zejména svojí kompaktností a požární bezpečností. Proces recyklace plastu je plně automatizovaný a nenáročný na obsluhu. Obsluha zařízení jen opticky dozoruje a věnuje se přípravě vstupního materiálu.The described device is unique especially for its compactness and fire safety. The plastic recycling process is fully automated and easy to operate. The operator of the device only visually supervises and prepares the input material.

Příkladné uskutečnění je patrné z obr. 1 a obr. 2.An exemplary embodiment can be seen in FIG. 1 and FIG. 2.

Claims

Device for the continuous recycling of plastics, comprising at least one heating system, at least one evaporation tank (6), a filling conveyor system (1), and a closed cooling system (9), characterized in that it further comprises distributions (8) for application inert process gas 5 into the interior of the device, and an element (2) for excluding air from the processed plastic, situated between the filling conveyor system (1) in the form of a preheating extruder and evaporating tanks (6), at least inside the evaporating tank (6) a sensor for monitoring the level of the contents of the evaporating tank (6), the output of which is connected to the drive control unit of the filling conveyor system (1), and that the heating system consists of a system of ceramic electric heaters.

Device for the continuous recycling of plastics according to claim 1, characterized in that the evaporation tank (6) is provided with a pressure relief valve, the outlet of which is situated in the cooler (9).

15

Device for the continuous recycling of plastics according to Claim 1 or 2, characterized in that it comprises a back-up source of electrical energy and a after-cooling system comprising at least one refrigerant reservoir connected to the cooler (9).

Device for the continuous recycling of plastics according to one of the preceding claims, characterized in that it is housed in a closable displaceable container, wherein inside the container there are distributions of an automatic extinguishing system.