NL2023476B1 - Werkwijze voor het in een reactor invoeren van gesmolten kunststof en inrichting - Google Patents

Abstract

Beschreven wordt een werkwijze voor het in een reactor invoeren van kunststof, waarbij de kunststof voorafgaand aan het invoeren wordt gesmolten en de smelt vervolgens in de reactor wordt ingevoerd. Ook wordt een overeenkomstige inrichting beschreven.

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het in een reactor invoeren van gesmolten kunststof en inrichting Stand van de techniek Er ontstaat steeds meer kunststof afval, zodat dit een groot probleem voor de wereld vormt. In veel landen wordt kunststof afval apart verwerkt, maar de verwerkende bedrijven hebben moeite om hiermee iets zinvols te produceren, omdat het hergebruiken van een dergelijk mengsel niet eenvoudig is. Daarom is hergebruik slechts in zeer beperkte omvang mogelijk.

De gebruikelijke verwerking is eenvoudige verbranding, maar dit komt neer op verspilling van grondstoffen.

In de laatste jaren zijn vele bedrijven wereldwijd bezig met het onderzoeken van chemisch hergebruik, waarbij de molecuulketens slechts gescheiden worden waardoor herbruikbare chemicaliën ontstaan, die enerzijds CO:-neutraal zijn en anderzijds het aardolieverbruik kunnen doen dalen.

Problemen De problemen bij het thermisch kraken, dat wil zeggen het scheiden van molecuulketens door hittewerking zijn velerlei.

Om producten met een gelijke kwaliteit te vormen is het zeer belangrijk dat de kunststof steeds aan dezelfde warmte wordt onderworpen. Al naar gelang de bouw van de reactoren is dit nagenoeg onmogelijk te waarborgen. Daar komt nadeligerwijs ook nog eens bij dat vanwege de geringe IR-absorptie van de meeste kunststoffen de toepassing van stralingswarmte niet mogelijk is.

Convectie is ook geen oplossing omdat daar de warmteoverdracht zeer gering is, in het bijzonder bij een korte verblijfstijd.

De enige zekere warmteoverdracht vindt plaats door contactwarmte, maar hiervoor moet er enerzijds voldoende oppervlak zijn en anderzijds ook de gewisheid dat de warmte de kunststof ook snel en eenvoudig bereikt.

De op dit moment meest zekere werkwijze is de invoer via een lans, waarmee de totale lengte van de horizontale reactor kan worden gebruikt.

Men dient zich er dan wel van te vergewissen dat de kunststof overeenkomstig is voorbereid en dat de kunststofvlokken snel het oppervlak bereiken. De vlokken moeten vanwege de geringe dichtheid ervan ook de tegenwerking van de aan het oppervlak gevormde gassen overwinnen.

Probleemoplossing De inrichting volgens de uitvinding kan hiervoor een alternatief zij. Hierbij wordt de kunststof voorafgaand aan het inbrengen in de reactor gesmolten en wordt de gesmolten kunststof vervolgens via een extrusie-inrichting in de reactor gebracht.

De extrusie-inrichting kan voor de werkwijze van de uitvinding niet alleen maar verwarmd worden, en dat op ten minste 300°C, maar ook nog in de richting van het uitvoeruiteinde op een hogere temperatuur worden gebracht en wel tot 500°C, waardoor de molecuulketens al richting paraffine worden gescheiden.

Hierdoor neemt de viscositeit van het materiaal af, hetgeen de invoer aanmerkelijk vergemakkelijkt. Deze verwarming kan uiteraard eveneens al in de smeltoven plaatsvinden, alleen moet men zich er wel van vergewissen dat naast de hogere temperatuur ook de druk onder controle blijft en dat elke toevoer van lucht wordt voorkomen.

Met een extrusie-inrichting met een enkelvoudige of een dubbele schroef wordt de smelt in de reactor geperst en vervolgens op verschillende manieren ingebracht. Dat kan via een sproeier plaatsvinden, waarbij de kunststofdruppels of ook paraffinedruppels in de reactorruimte worden gesproeid.

Een duidelijk betere invoer vindt plaats over de gehele lengte van de reactor wanneer hier gebruik wordt gemaakt van een lans. Dit is in het geval van kunststof smelt slechts een buis die over de lengte ervan openingen heeft die ook groter kunnen zijn naarmate deze zich verder van de invoer af bevinden.

Als alternatief is hiervoor ook een over de totale lengte enigszins wijkende sleuf mogelijk. Aan het uiteinde is deze buis dan ook dicht zodat er voldoende transportdruk kan worden opgebouwd.

De buis is door meerdere lagen omhuld, waarbij er door een thermische olie kan stromen om zodoende oververhitting te vermijden. Het kan echter ook een isolatielaag zijn, die in de richting van de hete zijde voorzien is van een aluminium mantel, waardoor de warmtestraling wordt gereflecteerd. Hier overheen ligt weer een lichte isolatielaag om het contact met de hete buitenmantel te verminderen dan wel te vermijden.

Optimaal kan de extrusie-inrichting ook door pompende stoten het transport van de viskeuze massa ondersteunen en de uittredende druppels of sluier versnellen waardoor deze zich bij het botsen beter over het binnenoppervlak van de reactor kunnen uitspreiden.

Beschrijving Aan de hand van figuren 1 tot en met 4 wordt de inrichting volgens de uitvinding voor de werkwijze volgens de uitvinding getoond waarbij de volgende details worden weergegeven: In figuur 1 is de materiaalopwarming en het materiaaltransport weergegeven. Kunststof vlokken komen door trechter 1 terecht in de opwarmhouder 2 die verwarmbare wanden 3 heeft. Hieruit wordt de smelt door de schroeven 4 van de extrusie-inrichting 5 richting uitlaatsproeier 7 getransporteerd. De extrusie-inrichting 5 wordt omgeven door verwarmingen 6, waardoor het materiaal vloeibaar blijft of door hogere temperaturen richting de uitlaat 7 nog meer vloeiend wordt gemaakt. Vervolgens komt het materiaal 8 door sproeier 7 naar buiten.

In figuur 2 is de materiaalinvoer in de draaitrommelreactor 12 te zien. Het materiaal 8 wordt in de ingang van buis 10 geperst, die in de recht opstaande deksel 11 van de reactor is gefixeerd. De wand 13 van de reactor 12 wordt op de juiste temperatuur voor het gewenste kraakproces ingesteld. De invoerbuis 10 heeft aan de onderzijde meerdere openingen 14 waardoor de smelt op de reactorwand 13 kan druppelen. Aan het uiteinde 15 is de toevoerbuis afgesloten.

In figuur 3 is de invoerbuis 10 weergegeven, met hier duidelijk afzonderlijke openingen 15 die richting het uiteinde van de buis groter worden.

In figuur 4 is opnieuw een invoerbuis 10 weergegeven, maar nu met een lange doorgaande opening 17 die richting het uiteinde van de buis steeds meer wijkt.

Claims (10)

Conclusies

1. Werkwijze en inrichting, met het kenmerk, dat te bewerken kunststof voorafgaand aan invoer in de reactor wordt gesmolten en de smelt vervolgens 5 in de reactor wordt gebracht.

2. Werkwijze en inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het gesmolten materiaal wordt bewogen met een extrusie-inrichting van het enkelvoudige of dubbele spiraaltype.

3. Werkwijze en inrichting volgens een van de conclusies 1 of 2 met het kenmerk dat de extrusie-inrichting opgewarmd wordt.

4. Werkwijze en inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 3 met het kenmerk dat het opwarmen van de extrusie-inrichting richting de uitvoer sterker wordt.

5. Werkwijze en inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 4 met het kenmerk, met het kenmerk dat de het materiaaltransport door de extrusie- inrichting pulserend plaatsvindt.

6. Werkwijze en inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 5 met het kenmerk dat het vloeibare materiaal in de reactor wordt gesproeid.

7. Werkwijze en inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 6 met het kenmerk dat de invoer in de horizontale reactor via een buis plaatsvindt, die het materiaal over de lengte van de reactor via overeenkomstige openingen afgeeft.

8. Werkwijze en inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 7 met het kenmerk dat de invoerbuis het materiaal via een lange openingssleuf op de binnenzijde van de reactorbuis afgeeft.

9. Werkwijze en inrichting volgens een of meer van de conclusies 1 tot en met 8 met het kenmerk dat via het pulseren van de extrusie-inrichting het materiaal naar de reactorwand heen en weer wordt geslingerd.

10. Werkwijze en inrichting volgens een of meer van de conclusies 1 tot en met 9 met het kenmerk dat gedurende het opwarmen van het materiaal tot aan 500°C omzetting in paraffine plaatsvindt, dat duidelijk minder viskeus is dan de normale smelt van de kunststof.