DE102016015199A1 - Solvent and method for dissolving at least two plastics from a solid within a suspension - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lösungsmittel (L) zum Lösen wenigstens zweier in und/oder an einem Feststoff (F) befindlicher Kunststoffe (K1, K2) innerhalb einer Suspension (S), insbesondere Abfallsuspension. Erfindungsgemäß ist dieses so ausgebildet, dass dessen lösende Wirkung auf die Kunststoffe (K1, K2) temperaturabhängig ist. Dadurch ist ein erster Kunststoff (K1) bei einer ersten Löse-Temperatur (T1) des Lösungsmittels (L) und ein zweiter Kunststoff (K2) bei einer zweiten Löse-Temperatur (T2) des Lösungsmittels (L) lösbar. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Lösen wenigstens zweier in und/oder an einem Feststoff (F) befindlicher Kunststoffe (K1, K2) innerhalb einer Suspension (S), wie etwa Abfallsuspension, mittels eines Lösungsmittels (L). Erfindungsgemäß wird dabei die Suspension () mehrstufig auf unterschiedliche Löse-Temperaturen (T1, T2) erhitzt, wobei in einer ersten Stufe bei einer ersten Löse-Temperatur (T1) ein erster Kunststoff (K1) gelöst wird und in einer zweiten Stufe bei einer zweiten Löse-Temperatur (T2) ein zweiter Kunststoff (K2) gelöst wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung des Lösungsmittels (L) in einer Abfall-Trennanlage (1) sowie ein Verfahren zur Zusammenstellung eines Lösungsmittels (L).The invention relates to a solvent (L) for dissolving at least two plastics (K1, K2) located in and / or on a solid (F) within a suspension (S), in particular waste suspension. According to the invention this is designed so that its solvent effect on the plastics (K1, K2) is temperature-dependent. As a result, a first plastic (K1) is detachable at a first dissolution temperature (T1) of the solvent (L) and a second plastic (K2) at a second dissolution temperature (T2) of the solvent (L). The invention also relates to a method for dissolving at least two plastics (K1, K2) in and / or on a solid (F) within a suspension (S), such as waste suspension, by means of a solvent (L). According to the invention, the suspension (16) is heated in several stages to different dissolution temperatures (T1, T2), wherein in a first stage at a first dissolution temperature (T1) a first plastic (K1) is released and in a second stage at a second Dissolve temperature (T2) a second plastic (K2) is released. Furthermore, the invention relates to a use of the solvent (L) in a waste separation plant (1) and a method for assembling a solvent (L).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Lösungsmittel zum Lösen wenigstens zweier in und/oder an einem Feststoff befindlicher Kunststoffe innerhalb einer Suspension, insbesondere Abfallsuspension, mit den Merkmalen im Obergriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Lösen wenigstens zweier in und/oder an einem Feststoff befindlicher Kunststoffe innerhalb einer Suspension, wie etwa Abfallsuspension, mit einem Lösungsmittel nach den Merkmalen von Anspruch 2.The invention relates to a solvent for dissolving at least two plastics in and / or on a solid within a suspension, in particular waste suspension, with the features in the preamble of
Technologischer HintergrundTechnological background
Insbesondere in den Industrienationen fordert der nationale wie auch grenzüberschreitende Warenverkehr eine in zunehmendem Maße nachhaltige Rohstoffwirtschaft. Um die Menge an letztlich zu deponierenden Abfällen möglichst gering zu halten, sollen dem Warenkreislauf zugeführte Güter und Waren am Ende ihres Lebenszyklus daher zunehmend recycelt werden. Dies verlangt eine zumindest grobe Vorsortierung, um die tatsächlich wiederverwertbaren Anteile einem geeigneten Recyclingprozess zuführen zu können.In the industrialized nations in particular, national and cross-border trade in goods requires an increasingly sustainable raw materials industry. In order to keep the amount of waste ultimately to be disposed of as low as possible, goods and goods supplied to the commodity cycle should therefore be increasingly recycled at the end of their life cycle. This requires an at least rough pre-sorting in order to be able to supply the actually recyclable fractions to a suitable recycling process.
Bereits etablierte Möglichkeiten wie etwa die direkte Abgabe von Wertstoffen an eingerichteten Sammelstellen (Wertstoffhöfe) werden beispielsweise in Deutschland durch eine haushaltsnahe Sammlung und Entsorgung des häuslich vorsortierten Abfalls ergänzt (Mülltrennung). Grundlage hierfür bildet das sogenannte „Duale-System“, bei dem spezielle Bestandteile - wie etwa solche aus Papier und/oder Kunststoff - durch den Verbraucher selbst getrennt erfasst und vom übrigen Restmüll separiert dem kommunalen Abfallunternehmen zur Abholung bereitgestellt werden. Dies kann beispielsweise über eigens hierfür im Außenbereich aufgestellte Behälter oder durch dem einzelnen Haushalt bereitgestellte Säcke erfolgen.Already established options, such as the direct disposal of recyclable materials at established collection points (recycling centers), are supplemented, for example, in Germany by household-related collection and disposal of domestic pre-sorted waste (waste separation). The basis for this is the so-called "dual system", in which special components - such as those made of paper and / or plastic - recorded separately by the consumer and separated from the rest of the waste are made available to the municipal waste company for collection. This can be done, for example, through specially set up for outdoor containers or provided by the individual household bags.
Dem zumindest grob vorsortierten Abfall einerseits steht andererseits die gezielte Abtrennung und Verarbeitung der darin enthaltenen Wertstoffe gegenüber. Hierbei stellen insbesondere solche Teile besondere Herausforderungen dar, welche eine oder gar mehrere Verbindungen unterschiedlicher Materialien aufweisen. Üblicherweise werden die zu recycelnden Abfälle einer zunächst groben Zerstückelung zugeführt, um eine möglichst einfache Handhabung und insbesondere effektive Verarbeitung in Abfall-Trennanlagen zu ermöglichen. Basierend auf der Art des Abfalls weist das dann vorliegende Schredder-Granulat flächige und/oder demgegenüber räumliche Strukturen auf, so dass zwischen sogenannten 2D- (flächig) und entsprechenden 3D-Materialien (räumlich) unterschieden wird.On the one hand, the at least roughly sorted waste on the other hand contrasts with the targeted separation and processing of the valuable substances contained therein. In particular, such parts represent particular challenges, which have one or more compounds of different materials. Usually, the waste to be recycled is supplied to a first coarse fragmentation in order to allow the simplest possible handling and in particular effective processing in waste separation plants. Based on the type of waste, the shredder granules then present surface and / or on the other hand spatial structures, so that between so-called 2D (area) and corresponding 3D materials (spatial) is distinguished.
Am Beispiel von Verkaufsverpackungen erläutert kann es sich bei dem zu verarbeitenden Abfall beispielsweise um Folienbeutel oder Getränkekartons handeln, von denen letztere allgemein auch unter dem Gattungsnamen „Tetra Pak®“ bekannt sind. Derartige Verpackungen weisen eine mehrschichtige Verbundkonstruktion auf, welche beispielsweise einzelne Lagen aus Papier und/oder Aluminium und Kunststoff umfassen. Aufgrund ihrer als Schredder-Granulat im Wesentlichen flächigen Form gelten derartige Verpackungen als 2D-Materialien. Demgegenüber sind beispielsweise recycelbare Geräte wie etwa Computertastaturen und Bildschirme oder auch Kraftfahrzeugteile wie Verkleidungen und Armaturenbretter bereits aufgrund ihres auch nach dem mechanischen Zerkleinern noch vorliegenden Volumens den 3D-Materialien zugehörig.Using the example of sales packaging, the waste to be processed can be, for example, foil bags or beverage cartons, the latter of which are generally also known by the generic name "Tetra Pak®". Such packages have a multi-layer composite construction, which comprise, for example, individual layers of paper and / or aluminum and plastic. Due to their essentially flat form as shredder granules, such packages are considered 2D materials. In contrast, for example, recyclable devices such as computer keyboards and screens or automotive parts such as panels and dashboards already due to their still existing after mechanical crushing volume of the 3D materials belonging.
Unabhängig von der Form der zu verarbeitenden Abfälle bedarf es am Prozessende einer möglichst verunreinigungsarmen oder gar sortenreinen Abtrennung und Rückgewinnung der wiederverwertbaren Bestandteile aus Materialverbindungen, um im Sinne eines stofflichen Recyclings erneut Verwendung zu finden. Im Stand der Technik sind hierzu Verfahren bekannt, welche auf der Erwärmung von Verbundwerkstoffe aufweisendem Abfall basieren. Hierdurch sind insbesondere die darin enthaltenen thermoplastischen Kunststoffe von den übrigen Bestandteilen abtrennbar, indem diese aufgeschmolzen und die in der Kunststoffschmelze enthaltenen übrigen Beimengungen durch geeignete Filtereinrichtungen ausgesiebt werden. Bei den Kunststoffen handelt es sich häufig um ein- oder mehrschichtige Folien aus Polyamid (PA) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP).Regardless of the type of waste to be processed, at the end of the process the separation and recovery of the recyclable constituents from material compounds that are as low in contaminants as possible or as separate as possible is necessary in order to reuse them in terms of material recycling. In the prior art, methods are known which are based on the heating of composites containing waste. As a result, in particular the thermoplastic materials contained therein are separable from the other components by these melted and the remaining impurities contained in the plastic melt are screened out by suitable filter means. The plastics are often monolayer or multilayer films of polyamide (PA) and / or polyethylene (PE) and / or polypropylene (PP).
Rein thermisch arbeitende Recyclingverfahren stoßen bereits hinsichtlich einer bevorzugt selektiven Abtrennung beispielsweise mehrschichtiger Verbundkonstruktion aus unterschiedlichen Kunststoffen bisweilen an ihre Grenzen. Dies liegt im Wesentlichen an den mitunter nah beieinander liegenden Schmelzpunkten einzelner Kunststoffe. Da die vorliegenden lokalen Temperaturen während der Behandlung insbesondere in Großanlagen nur schwer zu kontrollieren sind, kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich der abgetrennte Kunststoff aus zwei oder mehr unterschiedlichen Kunststoffarten zusammensetzt.Purely thermally operating recycling processes are already reaching their limits with regard to a preferably selective separation of, for example, multilayer composite construction of different plastics. This is mainly due to the sometimes close melting points of individual plastics. Since the present local temperatures are difficult to control during treatment, especially in large-scale plants, it can not be ruled out that the separated plastic is composed of two or more different types of plastic.
Alternative Verfahren zum Abtrennen und Lösen von Kunststoffen setzen daher auf die Verwendung von Lösungsmitteln:Alternative methods for separating and dissolving plastics therefore rely on the use of solvents:
Aus der
Das Verfahren der
Die
Das offenbarte Verfahren sieht ein Lösen der Kunststoffe unter milden Temperaturen vor, welche vorzugsweise unterhalb von 100° C liegen. Erst die anschließende Ausfällung der im Lösungsmittel gelösten Polymere wird bei Temperaturen bis 170° C, bevorzugt bei Temperaturen bis 100° C und besonders bevorzugt im Temperaturbereich von Raumtemperatur (20° C) bis 50° C durchgeführt. Durch die Wahl unterschiedlicher Fällmittel können so die zuvor gelösten Kunststoffe selektiv ausgefällt werden.The disclosed method provides for dissolving the plastics under mild temperatures, which are preferably below 100 ° C. Only the subsequent precipitation of the dissolved polymers in the solvent is carried out at temperatures up to 170 ° C, preferably at temperatures up to 100 ° C and more preferably in the temperature range from room temperature (20 ° C) to 50 ° C. By choosing different precipitating agents, the previously dissolved plastics can be selectively precipitated.
Mit den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist eine Durchführung des insbesondere im Zeichen des Umweltschutzes stehenden Recyclings von Wertstoffen durchführbar. Dabei verwendete Lösungsmittel weisen gegenüber einer reinen Erhitzung den Vorteil auf, dass die jeweiligen Kunststoffanteile möglichst vollständig aus dem zu behandelnden Abfall herausgelöst werden können. Allerdings sind rein mit Wärme arbeitende Trennaggregate mit Zentrifugen mitunter nicht immer dazu geeignet, sämtliche Feststoffe aus den dann vorliegenden viskosen Schmelzen herauszutrennen. Dies gilt insbesondere für solche Feststoffe mit einer gegenüber der jeweiligen Emulsion bzw. Lösung geringeren Dichte, wie beispielsweise Kork. Zudem verlangen derartige Systeme eine mitunter lange Zeitdauer, um den abzutrennenden Kunststoff bis auf seine Erweichungstemperatur zu erwärmen. Auch ist nicht auszuschließen, dass der Abfall weitere Bestandteile mit einer unterhalb oder gleichen Erweichungstemperatur wie der herauszulösende Kunststoff enthält, so dass eine gezielte Abtrennung von quasi reinem Kunststoff oder beispielsweise reinem Polyethylen (PE) oder Polyamid (PA) erschwert oder gar unmöglich ist. Aufgrund der dann enthaltenen Verunreinigungen und/oder Kunststoffmischungen sind insofern weitergehende Maßnahmen notwendig, um eine ausreichende Trennung der zu recycelnden Stoffe zu gewährleisten.With the previously known methods and devices carrying out the standing in particular of the environmental protection recycling of valuable materials is feasible. Solvents used here have the advantage over pure heating that the respective plastic components can be dissolved out as completely as possible from the waste to be treated. However, centrifugal separators with centrifuges are sometimes not always suitable for separating all solids from the viscous melts then present. This applies in particular to those solids having a lower density than the respective emulsion or solution, such as cork, for example. In addition, such systems require a sometimes long period of time to heat the plastic to be separated to its softening temperature. It can not be ruled out that the waste contains further constituents with a plastic material to be dissolved below or at the same softening temperature, so that targeted separation of quasi-pure plastic or, for example, pure polyethylene (PE) or polyamide (PA) is difficult or even impossible. Due to the impurities and / or plastic mixtures contained then far more measures are necessary to ensure adequate separation of the substances to be recycled.
Die vorteilhafte Verwendung von Lösungsmitteln bietet die Möglichkeit zur Abtrennung und Lösung eines oder gar mehrerer Kunststoffe gleichzeitig. Im letzteren Fall erfordert die selektive Gewinnung des jeweiligen Zielkunststoffs aus den gelösten Kunststoffen heraus eine gezielte Nachbehandlung der Lösung, welche auf der Verwendung voneinander unterschiedlicher Fällmitteln basiert. Neben der von der Anzahl der gelösten Kunststoffe abhängigen Vorhaltung sowie Entsorgung unterschiedlicher Fällmittel erfordern derartige Verfahren zudem einen erhöhten Zeitaufwand, um insbesondere das für den jeweiligen Zielkunststoff eingesetzte Fällmittel zu entfernen und gegen ein anderes quasi auszutauschen.The advantageous use of solvents offers the possibility of separating and dissolving one or more plastics simultaneously. In the latter case, the selective recovery of the respective target plastic from the dissolved plastics requires a targeted after-treatment of the solution, which is based on the use of different precipitants. In addition to the dependent on the number of dissolved plastics provision and disposal of different precipitants require such methods also an increased amount of time to remove in particular the precipitant used for the respective target plastic and substitute for another quasi.
Vor diesem Hintergrund bieten die derzeit bekannten Lösungsmittel sowie Verfahren zur Durchführung des großtechnischen Recyclings von unterschiedliche Kunststoffe enthaltenden Abfällen daher auch weiterhin noch Raum für Verbesserungen.Against this background, the currently known solvents and methods for carrying out the large-scale recycling of waste containing different plastics therefore continue to offer room for improvement.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wie zuvor aufgezeigtes Lösungsmittel sowie ein Verfahren zum Lösen wenigstens zweier in und/oder an einem Feststoff befindlicher Kunststoffe innerhalb einer Suspension, insbesondere für einen großtechnischen Einsatz in einer Abfall-Trennanlage, mit einem Lösungsmittel dahingehend weiterzuentwickeln, dass die selektive Gewinnung der Kunststoffe ökonomischer und ökologischer durchführbar ist.On this basis, the invention is based on the object, a solvent as indicated above and a method for dissolving at least two in and / or on a solid plastics within a suspension, in particular for large-scale use in a waste separation plant, with a solvent to further develop it so that the selective extraction of plastics can be carried out more economically and ecologically.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Lösungsmittel mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie in einem Verfahren zum Lösen wenigstens zweier in und/oder an einem Feststoff befindlicher Kunststoffe innerhalb einer Suspension, wie etwa Abfallsuspension, mit einem Lösungsmittel nach den Merkmalen von Anspruch 2. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Gegenstände der Erfindung ergeben sich aus den jeweils abhängigen Unteransprüchen.The solution to this problem consists according to the invention in a solvent having the features of
Basis hierfür ist das vorherige Ansetzen einer Suspension, indem zunächst Kunststoff aufweisender Feststoff, beispielsweise Abfall, wenigstens einem Lösungsmittel zugeführt wird. Dies kann beispielsweise in geeigneten Becken oder Behältern erfolgen. Das wenigstens eine Lösungsmittel ist dabei so eingestellt, dass mindestens ein Kunststoff von dem Feststoff abgetrennt wird, indem der Kunststoff zumindest teilweise innerhalb des Lösungsmittels in Lösung geht.The basis for this is the prior application of a suspension by initially plastic-containing solid, such as waste, at least one solvent is supplied. This can be done for example in suitable basins or containers. The at least one solvent is adjusted so that at least one plastic is separated from the solid by the plastic is at least partially in solution within the solvent.
Die Erfindung geht dabei von einer Formulierung für das Lösungsmittel aus, bei der dessen lösende Wirkung vom Erreichen einer Löse-Temperatur abhängig ist. Mit anderen Worten ist das Lösungsmittel dabei so eingestellt, dass dessen angedachten Eigenschaften erst bei erreichen und/oder im Bereich einer Löse-Temperatur des Lösungsmittels ihre lösende Wirkung auf den Kunststoff erzielen. Dies meint, dass erst dann dessen lösende Wirkung aktiviert oder am höchsten ist. Erfindungsgemäß ist das Lösungsmittel dabei so eingestellt, dass dessen lösende Wirkung auf unterschiedliche Kunststoffe von der jeweils erreichten Löse-Temperatur abhängig ist. Mit anderen Worten weist das erfindungsgemäße Lösungsmittel hinsichtlich seiner hier im Vordergrund stehenden Eigenschaften eine Temperaturabhängigkeit auf. Diese ist so gewählt, dass ein erster Kunststoff bei einer ersten Löse-Temperatur des Lösungsmittels bzw. der Suspension lösbar ist, während das Lösen eines weiteren zweiten Kunststoffs bei einer von der ersten Löse-Temperatur unterschiedlichen zweiten Löse-Temperatur des Lösungsmittels bzw. der Suspension durchführbar ist.The invention is based on a formulation for the solvent, wherein the solvent effect of which depends on the achievement of a dissolution temperature. In other words, the solvent is adjusted in such a way that its intended properties achieve their dissolving effect on the plastic only when they reach and / or in the region of a dissolving temperature of the solvent. This means that only then its solvent effect is activated or highest. According to the invention, the solvent is adjusted so that its solvent effect on different plastics is dependent on the particular release temperature achieved. In other words, the solvent according to the invention has a temperature dependence with respect to its properties in the foreground here. This is chosen so that a first plastic at a first dissolution temperature of the solvent or the suspension is solvable while releasing a further second plastic at a different from the first dissolution temperature second dissolving temperature of the solvent or the suspension is feasible.
Hiernach ist die Erfindung auf das selektive Lösen verschiedener in oder an einem Feststoff befindlicher Kunststoffe gerichtet, wobei ein und dasselbe Lösungsmittel einsetzbar ist. Dabei können die innerhalb der Suspension verbleibenden Anteile an Feststoff nach dem Lösen des ersten Kunststoffs beispielsweise den noch ungelösten zweiten Kunststoff und/oder einen weiteren Feststoff beinhalten, wie beispielsweise ein Metall oder Papier. Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt in der Verwendung von nur einem einzigen Lösungsmittel, um unterschiedliche Kunststoffe gezielt lösen zu können. Da die Wirkung des Lösungsmittels auf unterschiedliche Kunststoffe insofern lediglich von dessen jeweils eingestellten Löse-Temperatur abhängt, ist nunmehr eine rein temperaturabhängige selektive Extraktion von Kunststoffen unter Verwendung ein und desselben Lösungsmittels möglich.According to this, the invention is directed to the selective dissolution of various plastics located in or on a solid, it being possible to use one and the same solvent. In this case, the remaining solids in the suspension after dissolution of the first plastic, for example, the still undissolved second plastic and / or another solid include, such as a metal or paper. The resulting advantage is the use of only a single solvent to selectively dissolve different plastics. Since the effect of the solvent on different plastics insofar depends only on the respective set release temperature, now a purely temperature-dependent selective extraction of plastics using one and the same solvent is possible.
Aufgrund des Wegfalls eines notwendigen Austausches des ansonsten nur auf einen bestimmten Kunststoff lösend wirkenden oder auf mehrere Kunststoffe gleichzeitig lösend wirkenden Lösungsmittels ergibt sich insgesamt eine überaus ökonomische und ökologische Durchführbarkeit eines insbesondere großtechnischen Einsatzes für das Recycling von Kunststoffen. Neben dem Wegfall des Austausches oder der möglichen Zugabe weiterer Additive zur Veränderung der Wirkung auf unterschiedliche Kunststoffe bei im Stand der Technik bekannten Lösungsmitteln ist erfindungsgemäß lediglich eine Veränderung der Temperatur bzw. Löse-Temperatur des Lösungsmittels notwendig, um wenigstens zwei oder mehr Kunststoffe selektiv zu lösen. Hierdurch ist die Reinheit der so extrahierbaren Kunststoffe nochmals erhöhbar.Due to the omission of a necessary replacement of solvent otherwise acting only on a particular plastic or acting on several plastics simultaneously acting solvent results in total a very economic and ecological feasibility of a particular large-scale use for the recycling of plastics. In addition to the elimination of the exchange or the possible addition of further additives to change the effect on different plastics in solvents known in the prior art, only a change in the temperature or dissolving temperature of the solvent is necessary according to the invention to selectively dissolve at least two or more plastics , As a result, the purity of the so extractable plastics can be increased again.
Eine mögliches erfindungsgemäßes Lösungsmittel kann beispielsweise ein Gemisch aus Alkanen, Isooctan oder Cycloalkanen aufweisen, wie etwa Methylcyclohexan. Anstatt Isooctan ist beispielsweise auch die Verwendung von Decalin denkbar. Die jeweilige Auswahl der Inhaltsstoffe ist durch den Fachmann zu bestimmen, der in Abhängigkeit des oder der zu lösenden Kunststoffe ein geeignetes Lösungsmittel oder eine geeignete Zusammensetzung von Lösungsmitteln wählen wird. So eignen sich Cycloalkane beispielsweise in besonders vorteilhafter Weise zum Lösen von Polyethylen (PE).A possible solvent according to the invention may for example comprise a mixture of alkanes, isooctane or cycloalkanes, such as methylcyclohexane. For example, the use of decalin is also conceivable instead of isooctane. The particular choice of ingredients is to be determined by those skilled in the art, which will choose depending on the or to be dissolved plastics, a suitable solvent or a suitable composition of solvents. For example, cycloalkanes are particularly advantageously suitable for dissolving polyethylene (PE).
Ein bevorzugtes Ziel hierbei ist das Einstellen einer möglichst geringen Siede-Temperatur für das Lösungsmittel, wodurch sich ein wirtschaftlicher Betrieb und eine einfache Ablösung des gelösten Kunststoffs von dem Lösungsmittel ergeben. Bevorzugt kann die Siede-Temperatur beispielsweise in einem Bereich von 100° C bis 140° C liegen, welche durch die Wahl eines geeigneten Lösungsmittels oder in Form eines Verschnitts von zwei oder mehr Lösungsmitteln entsprechend einstellbar ist. Grundsätzlich wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn aus einer Reihe an geeigneten Lösungsmitteln jenes ausgewählt wird, welches die geringste Siede-Temperatur besitzt.A preferred goal here is to set the lowest possible boiling temperature for the solvent, resulting in an economical operation and easy detachment of the dissolved plastic from the solvent. The boiling temperature may preferably be, for example, in a range from 100.degree. C. to 140.degree. C., which can be set appropriately by the choice of a suitable solvent or in the form of a blend of two or more solvents. In principle, it is considered to be particularly advantageous if, from a range of suitable solvents, the one which has the lowest boiling temperature is selected.
Selbstverständlich ist die Löse-Temperatur des Lösungsmittels so gewählt, dass diese unterhalb eines Wertes für die Schmelze des jeweiligen Kunststoffs liegt, um einer etwaigen Zerstörung der Polymere der Kunststoffe sicher vorzubeugen. Gleichzeitig kann die Siede-Temperatur des Lösungsmittels möglichst niedrig eingestellt sein, wobei sie beispielsweise von 80° C bis unter 120° C betragen kann.Of course, the dissolution temperature of the solvent is chosen so that it is below a value for the melt of the respective plastic in order to reliably prevent any destruction of the polymers of the plastics. At the same time, the boiling temperature of the solvent can be set as low as possible, for example, it can be from 80 ° C to below 120 ° C.
Weiterhin ist die Erfindung auf ein Verfahren gerichtet, welches dem Lösen von in und/oder an einem Feststoff befindlichen Kunststoffen innerhalb einer Suspension, wie etwa Abfallsuspension, mit einem Lösungsmittel dient. Besonders bevorzugt kann es sich bei dem dabei zu verwendenden Lösungsmittel um das zuvor aufgezeigte erfindungsgemäße Lösungsmittel handeln, so dass die Ausführungen hierzu auch für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend gelten. Das erfindungsgemäße Verfahren geht vorliegend davon aus, dass zuvor eine den Feststoff nebst Kunststoffen in Kombination mit dem Lösungsmittel enthaltende Suspension angelegt wird, indem die Kunststoffe oder der die Kunststoffe enthaltende Feststoff in das Lösungsmittel überführt wird. Hierin geht wenigstens einer der Kunststoffe innerhalb des Lösungsmittels in Lösung, wobei das Lösungsmittel und der darin gelösten Kunststoff gemeinsam eine Polymerlösung bilden.Furthermore, the invention is directed to a process which serves to dissolve in and / or on a solid plastics within a suspension, such as waste suspension, with a solvent. With particular preference, the solvent to be used in this case may be the solvent according to the invention indicated above, so that the statements on this also apply correspondingly to the process according to the invention. In the present case, the method according to the invention assumes that a suspension containing the solid together with plastics in combination with the solvent is applied beforehand by converting the plastics or the solid containing the plastics into the solvent. Here at least one of the plastics within the solvent goes into solution, the solvent and the plastic dissolved therein together forming a polymer solution.
Hierzu wird nun vorgeschlagen, dass die zuvor angelegte Suspension mehrstufig auf unterschiedliche Löse-Temperaturen erhitzt wird. Mehrstufig meint hierbei, dass dasselbe Lösungsmittel entweder über einen jeweils bestimmten Zeitraum hinweg auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt wird oder dass dasselbe Lösungsmittel in baulich voneinander getrennten Bereichen erhitzt wird und so gleichzeitig voneinander unterschiedliche Temperaturen aufweist. Kerngedanke dabei ist in jedem Fall die Nutzung ein und desselben Lösungsmittels, von dem eine Menge in aufeinanderfolgenden Stufen (mehrstufig) erhitzt oder beispielsweise zwei Mengen gleichzeitig voneinander unterschiedliche Temperaturen aufweisen, um in aufeinanderfolgenden Stufen genutzt zu werden. Dabei wird vorgeschlagen, dass in einer ersten Stufe bei einer ersten Löse-Temperatur ein erster Kunststoff gelöst wird. Weiterhin wird dann in einer zweiten Stufe bei einer zweiten Löse-Temperatur ein zweiter Kunststoff gelöst. Die sich dabei insbesondere aus der temperaturabhängigen Wirkung des Lösungsmittels auf den jeweiligen Kunststoff ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor im Zusammenhang mit der Vorstellung des erfindungsgemäßen Lösungsmittels näher erläutert, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle auf die entsprechenden Ausführungen hierzu verwiesen wird.For this purpose, it is now proposed that the previously applied suspension is heated in several stages to different dissolution temperatures. In this case, multi-stage means that the same solvent is either heated to different temperatures over a particular period of time or that the same solvent is heated in structurally separate regions and thus simultaneously has mutually different temperatures. The central idea in any case is the use of one and the same solvent, of which a quantity is heated in successive stages (multi-stage) or, for example, two quantities at the same time have different temperatures in order to be used in successive stages. It is proposed that in a first stage at a first dissolution temperature, a first plastic is released. Furthermore, a second plastic is then dissolved in a second stage at a second dissolution temperature. The resulting in particular from the temperature-dependent effect of the solvent on the respective plastic advantages have been previously explained in more detail in connection with the presentation of the solvent according to the invention, so that reference is made to avoid repetition at this point to the corresponding statements.
Der grundsätzliche Erfindungsgedanke sieht vor, dass es sich bei den Kunststoffen bevorzugt um beispielsweise bei Abfällen häufig vorkommende, typische Sorten handeln kann. So kann es sich in vorteilhafter Weise bei dem ersten Kunststoff um Polyethylen (PE) handeln, während der zweite Kunststoff Polypropylen (PP) sein kann. Hiernach kann das Polyethylen (PE) bei oder im Bereich der ersten Löse-Temperatur des verwendeten Lösungsmittels gelöst werden, während das Polypropylen (PP) bei oder im Bereich der zweiten Löse-Temperatur gelöst wird. Auf diese Weise gehen Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) nacheinander durch Wahl der geeigneten Löse-Temperatur des Lösungsmittels in diesem in Lösung.The basic idea of the invention provides that the plastics may preferably be, for example, waste that occurs frequently, typical types. Thus, the first plastic may advantageously be polyethylene (PE), while the second plastic may be polypropylene (PP). Thereafter, the polyethylene (PE) can be dissolved at or in the range of the first dissolution temperature of the solvent used, while the polypropylene (PP) is dissolved at or in the range of the second dissolution temperature. In this way, polyethylene (PE) and polypropylene (PP) are successively dissolved in solution by selecting the appropriate dissolution temperature of the solvent.
Grundsätzlich kann die erste Löse-Temperatur unterhalb der zweiten Löse-Temperatur liegen und umgekehrt. Bevorzugt liegt die zweite Löse-Temperatur oberhalb der ersten Löse-Temperatur. So kann der erste Kunststoff beispielsweise bei einer ersten Lösetemperatur von 80° C bis 110° C gelöst werden. Demgegenüber kann dann der zweite Kunststoff bei einer zweiten Löse-Temperatur von beispielsweise 120° C bis 180° C gelöst werden. In jedem Fall ist die maximal anzuwendende Löse-Temperatur an der Art des jeweiligen Kunststoffs auszurichten, um dessen Polymere nicht bei einer zu hohen Temperatur zu beschädigen oder gar zu zerstören.In principle, the first dissolution temperature can be below the second dissolution temperature and vice versa. Preferably, the second dissolution temperature is above the first dissolution temperature. For example, the first plastic can be dissolved at a first dissolving temperature of 80 ° C to 110 ° C. In contrast, then the second plastic at a second dissolution temperature of, for example, 120 ° C to 180 ° C can be solved. In any case, the maximum dissolution temperature to be applied is to be aligned with the type of the respective plastic so as not to damage or even destroy its polymers at too high a temperature.
Im Rahmen der Erfindung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die jeweiligen Löse-Temperaturen einen ausreichenden Temperaturabstand zueinander aufweisen. Dies vor dem Hintergrund eines sicheren, insbesondere großtechnischen Einsatzes, der so genügend Spielraum für etwaige Schwankungen in der jeweils einzuhaltenden und/oder zu erreichenden Temperatur erhält. Hierdurch lässt sich die Prozesssicherheit deutlich erhöhen. So wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Temperaturabstand zwischen der ersten Löse-Temperatur und der zweiten Löse-Temperatur von 10° K bis 30° K beträgt. Bevorzugt kann der Temperaturabstand von 15° K bis 25° K betragen. Als besonders vorteilhaft wird ein Temperaturabstand von 20° K, insbesondere +/- 2° K, angesehen.In the context of the invention, it is considered to be particularly advantageous if the respective dissolution temperatures have a sufficient temperature separation from each other. This against the background of a safe, especially large-scale use, which receives enough room for any fluctuations in the respective temperature to be respected and / or achieved. This significantly increases the process reliability. Thus, it is considered advantageous if the temperature difference between the first release temperature and the second release temperature of 10 ° K to 30 ° K. The temperature interval may preferably be from 15 ° K to 25 ° K. Particularly advantageous is a temperature interval of 20 ° K, in particular +/- 2 ° K, considered.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung können zwei das Lösungsmittel enthaltene Vorrichtungen vorgehalten werden, beispielsweise in Form von geeigneten Behältern, Wannen oder Gehäusen. Auf diese Weise kann das Lösungsmittel in einer ersten Vorrichtung auf die erste Löse-Temperatur erwärmt werden, während es in einer zweiten Vorrichtung auf die zweite Löse-Temperatur erhitzt wird. Diese Maßnahme ist unabhängig davon zu verstehen, ob es sich dabei um jeweils dieselbe Menge an Lösungsmittel oder um zwei voneinander getrennte Mengen ein und desselben Lösungsmittels handelt. Mit anderen Worten kann das in der ersten Vorrichtung auf die erste Löse-Temperatur erwärmte Lösungsmittel beispielsweise in die zweite Vorrichtung überführt werden, um darin auf die zweite Löse-Temperatur erhitzt zu werden. Alternativ hierzu kann eine in den beiden Vorrichtungen vorhandene Menge an Lösungsmittel in vorteilhafter Weise unabhängig voneinander in diesen gleichzeitig auf jeweils eine der voneinander unterschiedlichen Löse-Temperaturen erhitzt werden.According to a preferred development, two devices containing the solvent can be kept available, for example in the form of suitable containers, trays or housings. In this way, the solvent in a first device may be heated to the first dissolution temperature while being heated to the second dissolution temperature in a second device. This measure is independent of whether it is in each case the same amount of solvent or two separate amounts of one and the same solvent. In other words, the solvent heated to the first dissolution temperature in the first device may, for example, be transferred to the second device to be heated therein to the second dissolving temperature. Alternatively, an amount of solvent present in the two devices may advantageously be used independently of each other These are heated simultaneously to each one of the different dissolution temperatures.
Das Ansetzen zweier verschiedener Mengen an unterschiedlich temperiertem Lösungsmittel hat den Vorteil eines möglichst kontinuierlich durchführbaren Verfahrens, wobei die Suspension zunächst in die erste Vorrichtung verbracht und von da aus in die zweite Vorrichtung überführt werden kann. Hierdurch kann die erste Vorrichtung zur Aufnahme weiterer Suspension genutzt werden, ohne dass die Notwendigkeit eines abwechselnden Erwärmens und Abkühlens des Lösungsmittels besteht (wenn dieses innerhalb einer Vorrichtung von der ersten Löse-Temperatur auf die zweite Löse-Temperatur erhitzt wird und umgekehrt von der zweiten Löse-Temperatur wieder auf die erste Löse-Temperatur abzukühlen wäre).The preparation of two different amounts of different temperature-controlled solvent has the advantage of a continuously practicable method, wherein the suspension first spent in the first device and can be transferred from there into the second device. This allows the first device to be used to accommodate further suspension without the need for alternating heating and cooling of the solvent (when heated within one device from the first dissolution temperature to the second dissolution temperature and vice versa from the second dissolution Temperature to cool back to the first dissolution temperature).
Es versteht sich von selbst, dass die Eigenschaft und/oder Zusammensetzung der Suspension zwischen besagten Vorrichtungen verändert sein kann, da bei Erreichen der ersten Vorrichtung quasi noch sämtliche Kunststoffe in ungelöster Form vorliegen. Bei der Überführung in die zweite Vorrichtung kann sich deren Zusammensetzung dann im Wesentlichen auf den verbleibenden sowie noch mit Lösungsmittel durchsetzten und/oder benetzten Feststoff (nicht gelöster zweiter Kunststoff oder nicht gelöster zweiter Kunststoff und weiterer Feststoff) reduzieren. Im Rahmen der Erfindung findet auch für diese veränderte Eigenschaft und/oder Zusammensetzung grundsätzlich der Begriff Suspension Verwendung.It goes without saying that the property and / or composition of the suspension can be changed between said devices, since virtually all plastics are still present in undissolved form when the first device is reached. During the transfer into the second device, its composition can then essentially be reduced to the remaining solid and solvent-permeated and / or wetted solid (undissolved second plastic or undissolved second plastic and further solid). In the context of the invention, the term suspension is also used in principle for this modified property and / or composition.
Vor diesem Hintergrund wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn das jeweilige Gut (Feststoff) oder die Kombination aus Gut (Feststoff) und zumindest etwas Lösungsmittel nach dem zumindest teilweisen Lösen des ersten Kunststoffs von der ersten Vorrichtung in die zweite Vorrichtung überführt wird, innerhalb der dann der zweite Kunststoff zumindest teilweise gelöst wird.Against this background, it is considered particularly advantageous if the respective material (solid) or the combination of good (solid) and at least some solvent after the at least partial release of the first plastic from the first device is transferred to the second device, within the then the second plastic is at least partially dissolved.
Nach einer bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Suspension innerhalb eines gasdichten Systems auf wenigstens einer der möglichen Löse-Temperaturen erhitzt werden kann. Die gasdichte Auslegung des Systems ermöglicht es, das Lösungsmittel auch auf eine oberhalb seiner Siede-Temperatur liegende Löse-Temperatur zu überhitzen, ohne dieses innerhalb kurzer Zeit zu verdampfen. Die sich dabei insbesondere aus der möglichen Überhitzung des Lösungsmittels auf eine oberhalb seiner Siede-Temperatur liegende Löse-Temperatur ergebenden Vorteile liegen in einer hohen Reaktionsfreudigkeit des Lösungsmittels, welche zu einem überaus schnellen Lösen des Kunststoffs führt. Gleichzeitig ist so ein vollständigeres späteres Lösen des Kunststoffs aus der Polymerlösung heraus realisierbar, wodurch die Ausbeute an zu recycelndem Kunststoff entsprechend erhöht ist. Die erfindungsgemäßen Vorteile basieren insbesondere auf der aus der quasi Überhitzbarkeit des Lösungsmittels resultierenden Druckerhöhung innerhalb des insofern geschlossenen, gasdichten Systems.According to a preferred further development of the method according to the invention, it is proposed that the suspension can be heated to at least one of the possible dissolution temperatures within a gas-tight system. The gas-tight design of the system also makes it possible to overheat the solvent to a dissolution temperature above its boiling point without evaporating it within a short time. The resulting in particular from the possible overheating of the solvent to a dissolution temperature above its boiling temperature resulting advantages are in a high reactivity of the solvent, which leads to a very fast dissolution of the plastic. At the same time a more complete subsequent dissolution of the plastic from the polymer solution can be realized, whereby the yield of plastic to be recycled is correspondingly increased. The advantages according to the invention are based, in particular, on the increase in pressure resulting from the quasi-superheatability of the solvent within the closed, gas-tight system.
Weiterhin kann dabei ein innerhalb des geschlossenen, gasdichten Systems vorliegender Innendruck manipuliert werden. Eine solche Manipulation kann sich dabei insbesondere in einer Erhöhung des Innendrucks äußern. Neben der möglichen Verwendung eines mit dem System auf geeignete Weise verbundenen Verdichters kann eine solche Erhöhung des Innendrucks bereits allein aus der ohnehin durchzuführenden Erwärmung oder gar Überhitzung des Lösungsmittels heraus erfolgen. Demgegenüber kann eine Herabsetzung des Innendrucks allein auf einer entsprechenden Abkühlung des Lösungsmittels und/oder dem Entspannen des Systems basieren. Insbesondere die Erhöhung des Innendrucks verbessert die Eigenschaften des Lösungsmittels derart, dass ein schnelleres Lösen des Kunststoffs und eine Erhöhung der Ausbeute an gelöstem Kunststoff durchführbar sind. Das am Ende des Prozesses stehende Ablösen des Kunststoffs kann dann durch das Flashen (Entspannen des Systems nach Überhitzen) des Lösungsmittels in vorteilhafter Weise verbessert werden.Furthermore, it can be manipulated within the closed, gas-tight system existing internal pressure. Such a manipulation can manifest itself in particular in an increase of the internal pressure. In addition to the possible use of a compressor connected to the system in a suitable manner, such an increase in the internal pressure can already take place solely from the heating to be carried out anyway or even overheating of the solvent. In contrast, a reduction of the internal pressure can be based solely on a corresponding cooling of the solvent and / or the relaxation of the system. In particular, the increase in the internal pressure improves the properties of the solvent such that a faster dissolution of the plastic and an increase in the yield of dissolved plastic are feasible. The standing at the end of the process detachment of the plastic can then be improved by the flashing (relaxation of the system after overheating) of the solvent in an advantageous manner.
Grundsätzlich kann das Ablösen des jeweiligen Kunststoffs aus der Polymerlösung heraus erfolgen, indem das Lösungsmittel und/oder gelösten Kunststoff enthaltendes Lösungsmittel (Polymerlösung) verdampft wird. Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann das Lösungsmittel und/oder gelösten Kunststoff enthaltende Lösungsmittel nach seiner Überhitzung abgelöst werden, indem nach dessen Überhitzung das gasdichte System zumindest bereichsweise entspannt wird (Flashen). Hierbei kann sich insbesondere eine hohe Löse-Temperatur des Lösungsmittels in vorteilhafter Weise bemerkbar machen. Aufgrund der bevorzugt nahe der Siede-Temperatur liegenden Löse-Temperatur bewirkt ein Entspannen des Systems ein überaus schnelles bis schlagartiges Verdampfen des Lösungsmittels, wobei der zuvor noch darin gelöste jeweilige Kunststoff abgelöst wird und insofern zurückbleibt. Auf diese Weise ergibt sich ein überaus wirtschaftlicher da schneller Betrieb. Es versteht sich von selbst, dass das sich dann im gasförmigen Zustand befindliche Lösungsmittel auf geeignete Weise wieder kondensiert wird, um dessen Rückgewinnung und bevorzugte erneute Verwendung im Sinne eines kontinuierlichen Kreislaufs zu erreichen.In principle, the detachment of the respective plastic from the polymer solution can take place by evaporating the solvent and / or dissolved plastic-containing solvent (polymer solution). Alternatively or in addition to this, the solvent and / or dissolved plastic-containing solvent can be replaced after its overheating by the gas-tight system is at least partially relaxed (flashing) after its overheating. In this case, in particular, a high dissolution temperature of the solvent can advantageously be noticed. Due to the dissolution temperature, which is preferably close to the boiling temperature, a relaxation of the system causes a very rapid to sudden evaporation of the solvent, wherein the respective plastic previously dissolved therein is peeled off and thus remains. This results in a very economical since fast operation. It goes without saying that the solvent then in the gaseous state is recondensed in a suitable manner in order to achieve its recovery and preferential reuse in the sense of a continuous cycle.
Eine Weiterentwicklung sieht den Einsatz einer Zentrifuge als Bestandteil des gasdichten Systems vor. Dabei kann die Zentrifuge dem verbesserten Abtrennen und/oder Lösen des jeweiligen Kunststoffs aus einem zumindest einen weiteren Feststoff enthaltenen Gut bzw. Zentrifugiergut dienen. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Suspension zentrifugiert wird, so dass eine gleichmäßige und innerhalb kurzer Zeit erfolgende Abtrennung des in Lösung gehenden Kunststoffes von den übrigen Feststoffen ermöglicht wird. Der hierfür notwendige Aufbau sieht vor, dass die Zentrifuge ein entsprechend gasdicht ausgestaltetes Gehäuse umfasst, innerhalb dem ein das Zentrifugiergut aufnehmender, bevorzugt hohlzylindrischer, Dreheinsatz rotierbar angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Suspension, ggf. unter Druck, durch den rotierenden Dreheinsatz zentrifugiert, während dieser von dem Gehäuse gasdicht umschlossen ist.A further development envisages the use of a centrifuge as part of the gastight system. In this case, the centrifuge the improved separation and / or release of the respective Plastic from a good or centrifuged material contained at least one further solid serve. For this purpose, it is proposed that the suspension is centrifuged so that a uniform and in a short time taking place separation of the going plastic in the remaining solids is made possible. The structure required for this purpose provides that the centrifuge comprises a correspondingly gas-tight designed housing, within which a centrifugal material receiving, preferably hollow cylindrical, rotating insert is arranged rotatably. In this way, the suspension, if necessary under pressure, centrifuged by the rotating rotating insert, while this is enclosed gas-tight by the housing.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass der gasdichte Aufbau der Zentrifuge einen sicheren Umgang auch mit wenigstens einem leicht- oder gar hochentzündlichen Lösungsmittel ermöglicht, da durch das quasi verkapselte Zentrifugieren der Suspension eine Entzündung etwaiger Lösungsmitteldämpfe ausgeschlossen ist. Hierdurch ist nunmehr der vorteilhafte Einsatz von Lösungsmitteln zum Lösen von Kunststoff mit dem vorteilhaften Auszentrifugieren des oder der übrigen Feststoffe prozesssicher kombinierbar. Zudem bietet die gasdichte Ausgestaltung des Systems die Möglichkeit zur Überhitzung des Lösungsmittels nahe an oder gar über seine Siede-Temperatur hinaus. So kann der jeweils abzutrennende Kunststoff innerhalb kürzester Zeit in Lösung gehen, während die übrigen Feststoffe aufgrund ihrer Massenträgheit mittels Zentrifugieren von dem den gelösten Kunststoff enthaltenden Lösungsmittel kontrolliert entfernbar sind. Die Konsistenz der Lösungsmittel bzw. der gelösten Kunststoff enthaltenden Polymerlösung kann dabei beispielsweise so eingestellt sein, dass diese eine möglichst geringe Viskosität besitzt. Auf diese Weise kann der gelöste Kunststoff - anders als bei seiner Abtrennung durch reines Erhitzen - auch ohne nennenswerten Widerstand durch das restliche Zentrifugiergut hindurch von diesem abgetrennt werden.The invention is based on the finding that the gas-tight construction of the centrifuge enables safe handling even with at least one easily or even highly flammable solvent, since inflammation of any solvent vapors is precluded by the quasi-encapsulated centrifuging of the suspension. As a result, the advantageous use of solvents for dissolving plastic can now be reliably combined with the advantageous centrifuging out of the other solids or solids. In addition, the gas-tight design of the system offers the possibility of overheating the solvent close to or even above its boiling point. Thus, the plastic to be separated in each case go into solution within a very short time, while the other solids are removed due to their inertia by means of centrifuging controlled by the solvent containing the dissolved plastic. The consistency of the solvent or the dissolved polymer solution containing polymer can be adjusted, for example, so that it has the lowest possible viscosity. In this way, unlike its separation by pure heating, the dissolved plastic can be separated from it without any appreciable resistance by the remainder of the centrifuging material.
Die gasdichte Ausgestaltung der Zentrifuge und/oder des gesamtem Systems ermöglicht zudem die besonders vorteilhafte Erhitzung der Polymerlösung und insbesondere des Lösungsmittels bis nahe, auf oder gar über seine Siede-Temperatur hinaus, was - neben einer mitunter so möglichen Erhöhung seiner Reaktionsfreudigkeit - besonders das anschließende Ablösen des gelösten Kunststoffs aus dem Polymerlösung in vorteilhafter Weise erleichtert.The gas-tight design of the centrifuge and / or the entire system also allows the particularly advantageous heating of the polymer solution and in particular of the solvent to near, at or even above its boiling point, which - in addition to a sometimes so possible increase its reactivity - especially the subsequent Removal of the dissolved plastic from the polymer solution advantageously facilitated.
Aufgrund der aus dem System und insbesondere dem geschlossenen Gehäuse der Zentrifuge resultierenden erfindungsgemäßen Gasdichtheit kann nunmehr auch trotz hoher Sicherheitsanforderungen ein großtechnischer Einsatz mit Lösungsmittel durchgeführt werden, welcher einen hohen Durchsatz an Zentrifugiergut ermöglicht. Gegenüber mit zum Teil hohen Temperaturen betriebenen Zentrifugen ergibt sich ferner der Vorteil eines überaus wirtschaftlichen und wartungsarmen Betriebs.Due to the gas tightness of the invention resulting from the system and in particular the closed housing of the centrifuge can now be carried out despite high safety requirements, a large-scale use of solvent, which allows a high throughput of Zentrifugiergut. Compared with operated in some cases high temperatures centrifuges also results in the advantage of a very economical and low-maintenance operation.
Nach einer besonders bevorzugten weitergehenden Maßnahme kann der Anteil an Sauerstoff innerhalb des Gehäuses zumindest teilweise herabgesetzt werden. Dies kann in vorteilhafter Weise durch das Einleiten von Inertgas erfolgen, in dessen Folge der innerhalb des Gehäuses enthaltene Sauerstoff in einem entsprechenden Maße verdrängt wird. Dies ermöglicht ein hohes Maß an Sicherheit für den Betrieb der Zentrifuge, da die sich innerhalb des Gehäuses ausbreitenden Lösungsmitteldämpfe mangels eines ausreichend vorliegenden Sauerstoffanteils keinen entzündlichen Zustand erreichen können. Zudem lässt sich durch das Einleiten von Inertgas in das gasdichte System hinein dessen Innendruck auf oder über den Dampfdruck des Lösungsmittels erhöhen, so dass auch bei Überschreiten der Siede-Temperatur des Lösungsmittels dessen Verdampfen prozesssicher unterbunden wird.According to a particularly preferred further measure, the proportion of oxygen within the housing can be at least partially reduced. This can be done in an advantageous manner by the introduction of inert gas, as a result of which the oxygen contained within the housing is displaced to a corresponding extent. This allows a high degree of safety for the operation of the centrifuge, since the propagating within the housing solvent vapors can not achieve an inflammatory state lack of sufficient oxygen content. In addition, by introducing inert gas into the gas-tight system, its internal pressure can be raised to or above the vapor pressure of the solvent, so that even when the boiling temperature of the solvent is exceeded, evaporation thereof is reliably prevented.
Gemäß einer Weiterentwicklung des Verfahrens können aus dem Zentrifugiergut abgetrennte Feststoffe in einen mit dem Gehäuse verbundenen gasdichten Behälter überführt werden. Besagte Überführung der Feststoffe kann dabei kontinuierlich oder zeitweise erfolgen. Dank des gasdichten Austausches der auszentrifugierten Feststoffe aus der Zentrifuge heraus in besagten Behälter wird die Sicherheit nochmals erhöht, da so ein etwaiger Kontakt mit Luftsauerstoff vollständig vermieden wird.According to a further development of the method, solids separated from the centrifuging material can be transferred into a gas-tight container connected to the housing. Said transfer of solids can be carried out continuously or temporarily. Thanks to the gas-tight exchange of the centrifuged solids from the centrifuge out in said container, the safety is increased again, since any contact with atmospheric oxygen is completely avoided.
Um eine erleichterte Weiterbehandlung der auszentrifugierten Feststoffe zu erreichen, sieht eine vorteilhafte Maßnahme die Zugabe eines geeigneten Mittels vor, um die in den gasdichten Behälter überführten Feststoffe innerhalb diesem zu resuspendieren. Bei dem dabei verwendeten Mittel kann es sich in besonders bevorzugter Weise um Wasser (H2O) handeln. Etwaiges noch enthaltenes Lösungsmittel und/oder gelösten Kunststoff enthaltendes Lösungsmittel wird hierdurch auf ein unkritisches Maß verdünnt, so dass eine sichere Weiterbehandlung auch in sich anschließenden offenen und insofern nicht-gasdicht ausführbaren Prozessen gewährleistet ist. Alternativ oder in Ergänzung zu Wasser kann auch wenigstens ein weiteres Lösungsmittel hierbei Verwendung finden.In order to facilitate the further treatment of the centrifuged solids, an advantageous measure provides for the addition of a suitable agent in order to resuspend the solids transferred into the gas-tight container within it. The agent used may be water (H 2 O) in a particularly preferred manner. Any remaining solvent and / or dissolved plastic containing solvent is thereby diluted to an uncritical level, so that a safe further treatment is also guaranteed in subsequent open and thus non-gas-tight executable processes. Alternatively or in addition to water, at least one further solvent can also be used here.
Im Rahmen der vorgestellten Erfindung wird es als überaus vorteilhaft angesehen, wenn das erfindungsgemäße Lösungsmittel in einer gasdichten Zentrifuge, insbesondere innerhalb eines gasdichten Systems einer Abfall-Trennanlage, Verwendung findet. Hierin kann sie in besonders bevorzugter Weise nach den Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben werden, um wenigstens zwei in und/oder an einem Feststoff befindliche unterschiedliche Kunststoffe innerhalb einer Suspension, wie etwa Abfallsuspension, zu lösen.In the context of the present invention, it is considered to be extremely advantageous if the solvent according to the invention is used in a gas-tight centrifuge, in particular within a gas-tight system of a waste separation plant. Herein it can be operated in a particularly preferred manner according to the measures of the inventive method to at least two in and / or to dissolve dissimilar plastics present on a solid within a suspension, such as waste suspension.
Weiterhin ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Zusammenstellung eines als Verschnitt aus zwei oder mehr Lösungsmitteln zusammengesetzten Lösungsmittels gerichtet, welches zum Lösen wenigstens zweier in und/oder an einem Feststoff befindlicher Kunststoffe vorgesehen ist. Bei dem so zusammenzustellenden Lösungsmittel kann es sich in bevorzugter Weise um das zuvor näher erläuterte erfindungsgemäße Lösungsmittel handeln. Hierzu wird vorgeschlagen, dass aus den Gruppen der miteinander zusammenzusetzenden Lösungsmitteln das die jeweils niedrigsten Siede-Temperatur aufweisende Lösungsmittel zugesetzt wird. Hieraus ergibt sich der Vorteil einer möglichst geringen und insofern wirtschaftlichen Erhitzung des Lösungsmittels, um dieses innerhalb eines gasdichten System auf über seine Siedetemperatur zu erhitzen. Dies ist insofern günstig, als dass der gelöste Kunststoff durch das anschließende Flashen der Polymerlösung von dem Lösungsmittel in einfacher Weise und innerhalb kürzester Zeit mit nur geringem Aufwand ablösbar ist.Furthermore, the invention is directed to a method for assembling a solvent composed as a blend of two or more solvents, which is provided for dissolving at least two plastics in and / or on a solid. The solvent to be compiled in this way may preferably be the solvent according to the invention which was explained in more detail above. For this purpose, it is proposed that from the groups of solvents to be mixed together, the solvent having the lowest boiling temperature is added. This results in the advantage of the lowest possible and thus economic heating of the solvent in order to heat it to above its boiling point within a gas-tight system. This is advantageous insofar as the dissolved plastic can be easily removed from the solvent by the subsequent flashing of the polymer solution and within a very short time with only little effort.
Figurenlistelist of figures
-
1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Lösungsmittel.1 schematically shows an embodiment of the inventive method with the solvent according to the invention.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of embodiments
Es ist anzumerken, dass sich der Feststoff
Beispielhaft wird vorliegend von einer Zusammensetzung des Abfalls aus einem Gemisch ausgegangen, welches 50 M-% an Polyethylen (PE) und weitere 40 M-% an Polypropylen (PP) sowie 10 M-% an Feststoff
Die so angelegte Suspension
Während dieses Zeitraums geht der zu lösende erste Kunststoff
Anschließend wir die zuvor angelegte Suspension
Die aus der Trennstation
Das verdampfte Lösungsmittel
Der beim Zentrifugieren anfallende Feststoff
Die Suspension
Der aus den vorhergehenden Maßnahmen gewonnene Feststoff
In vorteilhafter Weise kann das rückgewonnene Lösungsmittel
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Abfall-TrennanlageWaste separation plant
- 22
- erste Lösestationfirst release station
- 33
- Trennstationseparating station
- 44
- Einlaufenema
- 55
- Auslaufoutlet
- 66
- zweite Lösestationsecond dissolution station
- 77
- Feststoffbehandlung Solid Treatment
- FF
- Feststoffsolid fuel
- K1K1
- erster Kunststofffirst plastic
- K2K2
- zweiter Kunststoffsecond plastic
- LL
- Lösungsmittelsolvent
- SS
- Suspensionsuspension
- T1T1
- erste Löse-Temperaturfirst dissolution temperature
- T2T2
- zweite Löse-Temperatursecond dissolution temperature
- STST
- Siede-TemperaturBoiling temperature
- ΔT.DELTA.T
- Temperaturabstandtemperature distance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102005026451 A1 [0011]DE 102005026451 A1 [0011]
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