NO138589B - Fremgangsmaate og anlegg for separering av termoplastmateriale i form av film fra en fuktig blanding av papir og plast - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for separering

av termoplastmateriale fra en fuktig blanding av papir og plast,, hvor blandingen under transport i en gasstrøm tørkes og oppvarmes til en temperatur ved hvilken plastfilmen sammenrynkes og danner partikler med større volumvekt enn filmen, hvoretter plastpartiklene og papiret separeres og oppsamles hver. for seg. Videre angår oppfinnelsen et anlegg for utførelse av fremgangsmåten. Oppfinnelsen er særlig egnet for å utnyttes for behandling av husholdningssøppel i et gjenvinningsanlegg for å

ta hånd om verdifullt materiale fra dette avfall.

I et sådant gjenvinningssystem oppnås den rene blanding av papir og plast ved at rå-husholdningsavfall passerer en rekke apparater, såsom en primærkvern, sikter av for-skjellige typer samt en sekundærkvern eller river. Sistnevnte er beregnet på å tilveiebringe en volumreduksjon og en homogeni-' sering av papir- og plastmaterialet før den videre behandling.

Det finnes flere kjente metoder for separering av papir fra en blanding av papir og plast.

En av disse metoder utnytter det elektrostatiske prinsipp der den fuktige papirfraksjon lades opp mens plasten,

som ikke absorberer fuktigheten, ikke påvirkes av feltet, slik

åt separering kan skje.

En annen kjent metode bygger på utnyttelse av det termiske prinsipp der termoplaster, som utgjør hoveddelen av plastinnholdet i blandingen, mykner i kontakt med en varm overflate, f.eks. en varm, roterende valse, og hefter fast til denne. Plasten skrapes deretter bort mens papirfraksjonen passerer

den varme overflate upåvirket.

Ved en tredje kjent metode oppvarmes blandingen

av papir og plast i en varm luftstrøm med en viss temperatur,

hvorved plastinnholdet rynkes med det resultat at plastens volumvekt. og fallhastighet øker. Plasten kan deretter adskilles fra papirfibrene i en konvensjonell vindsikt. Denne tredje metode finnes beskrevet i U.S. patent nr. 3.814.240.

Oppfinnelsen utnytter den tredje og sistnevnte metode og representerer en nytenkning hva angår varmeøkonomien i systemet. Det er kjent at termoplaster som transporteres i en varm luftstrøm, rynkes som funksjon av luftstrømmens temperatur og plastenes oppholdstid i denne temperatur. Jo høyere luftstrømtemperaturen er jo kortere trenger oppholdstiden i denne temperatur å være for å tilveiebringe rynkingseffékten, og omvendt.

Temperaturen er begrenset oppad på grunn av at

man bør ha en viss margin til papirantennelsestemperaturen som. ligger mellom 220° og 24 5°C. På den annen side begynner termoplaster å rynke seg ved en temperatur på ca. 120°C, men det kreves da forholdsvis lang oppholdstid, hvilket betyr en stor og kostbar tørkeutrustning. Ut-temperaturen fra tørkeutrust-ningen, dvs. skorstenstemperaturen i de forsøk som er blitt beskrevet i litteraturen, har derfor ligget mellom 120° og 180°C med store varmetap som resultat. En av målsetningene med den foreliggende oppfinnelse er å redusere disse varmetap i vesent-lig 'grad. Det er velkjent at blandingen av papir og plast inneholder vann. I tidligere beskrevne forsøk har men benyttet seg av en såkalt jordbrukssylindertørketrommel.i.hvilken blandingen tørkes og oppvarmes til ønsket temperatur.

Den ifølge oppfinnelsen.tilveiebrakte fremgangsmåte er kjennetegnet ved at blandingen først tørkes idet den våte gass etter tørkingen får strømme ut fritt, og at den tørk-ede blanding deretter oppvarmes i en tørr gasstrøm slik at termoplastfilmen rynkes og danner partikler, mens den ved oppvarmingen utnyttede, tørre gass resirkuleres i prosessen.

Ifølge oppfinnelsen er det videre tilveiebrakt et anlegg for utførelse av fremgangsmåten, for å separere termoplastmateriale i form av film fra en fuktig blanding av papir og plast, hvor blandingen i en luftstrøm transporteres gjennom anordninger for tørking- og oppvarming slik at termoplastfilmen sammenrynkes og danner partikler med større volumvekt enn filmen, hvoretter plastpartiklene og papiret separeres og oppsamles hver for seg, og anlegget er kjennetegnet ved at det omfatter en tørkeanordning for den i luftstrømmen transporterte, fuktige blanding og for overføring av den tørkede blanding til en syklon som er innrettet for utstrømning av den våte transportluft til atmosfæren, en etter syklonen anordnet oppvarmingsanordning for mottagelse av den tørkede blanding i en tørr luftstrøm og oppvarming av blandingen til en temperatur ved hvilken termoplastfilmen rynkes.mens papiret forblir upåvirket, og et etter-følgende adskillelsesorgan for separering av den rynkede plast og papiret og tilbakeføring av den oppvarmede transportluft via en returledning til tørkeanordningens inngangsside.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skjer tør-kingen i et første trinn passende i en for dette formål konstruert flaktørke med det resultat at skorstenstemperaturen etter tørken er relativt lav. Deretter passerer den tørre blanding et andre trinn som er et oppvarmingstrinn med ønsket luftstrømtemperatur og oppholdstid, hvorved plastinnholdet rynkes og adskilles fra papiret. Dette trinn inneholder gjerne en oppvarmingskolonne i hvilken en vindsikt er anordnet. Fra dette andre trinn tilbakeføres den forholdsvis varme varmluft til det første trinn, dvs. flaktørken.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med tegningene, der fig. 1 skjematisk viser et konvensjonelt anlegg for søppelseparering, som omfatter et kjent anlegg for separering av papir og plast, fig. 2 viser et anlegg for papir- og plastseparering ifølge oppfinnelsen, og fig. 3 og 4 viser alternative utforminger av vindsikter som er beregnet på å inngå i et anlegg ifølge oppfinnelsen.

Det på fig. 1 viste gjenvinningsanlegg omfatter

en avlastningsstasjon 1 på hvilken avfallet deponeres. På en transportør 2 transporteres materialet deretter til en grov- . kvern 3 og siden til en vindsikt 5 som på tegningen er. vist som en vertikal sådan. Mellom grovkvernen og vindsikten er vist en trommelsikt 4 hvis oppgave er å forhindre; lange gjen-stander, f.eks. tekstiler og plast, i å nå vindsikten.

Disse returneres til kvernen 3. I vindsikten 5 deles avfalls-mengden i en tung fraksjon 6 som i hovedsaken inneholder metal-ler, glass, stein og matrester, og en lett fraksjon som inneholder størstedelen av søppelets papir- og plastinnhold og som transporteres pneumatisk til en syklon 7. Fra en beholder 8 under syklonen mates blandingen via et transportbånd 9 til en sekundærkvern 10 av.typen river. Utgående materiale fra kvernen 10 er av størrelsesorden 10 - 50 mm. Via en trommelsikt 11 ledes avfallet til en horisontal vindsikt 12 i hvilken det organiske avfall separeres fra papiret og plasten. Hensikten med disse apparater som følger etter sekundærkvernen 10, er

å tilveiebringe en så høy renhetsgrad som mulig for blandingen papir-plast, hvilket oppnås etter at blandingen har passert en syklon 13 og er blitt oppsamlet i en beholder 14.

I et etterfølgende anlegg av i og for seg kjent type siktes blandingen av papir og plast i en vibrerende dobbelsikt 15, som fra blandingen adskiller fragmenter av ønsket størrelse (f.eks. 10 å 50 mm) som transporteres videre mens øvrig gods destrueres. Ved tørking og oppvarming i en tørke 16 vil plastinnholdet, som i hovedsaken består av termoplaster, bli rynket med det resultat at plastens volumvekt og fallhastighet øker. Transportluften adskilles i en syklon 17 hvoretter plasten adskilles fra papiret i en vindsikt 18. Etter ytterligere en syklon 19 oppsamles papiret i en beholder 20.

Ved de hittil beskrevne metoder har man benyttet seg av en såkalt jordbruks-sylindertørke for å tilveiebringe tørking og oppvarming av blandingen. Dette betyr at utgående gasstemperatur fra tørken, dvs. skorstenstemperaturen, ligger mellom 120° og 180°C, med store varmetap som resultat. En annen ulempe er at sylindertørken ikke er riktig tilpasnings-bar for formålet. I en sådan tørke forekommer en del varme soner der papiret lett kan antennes. Dessuten mykner termo-plasten når den kommer i kontakt med disse varme flater, og derved forårsakes lett tilstoppingsproblemer i tørken.

Anlegget ifølge den foreliggende oppfinnelse har til hensikt å eliminere disse ulemper. Etter å ha passert den vibrerende dobbelsikt som er vist på fig. 1, mates blandingen av papir og plast inn i anlegget ifølge fig. 2 ved den med henvisningstallet 21 betegnede pil, hvoretter blandingen transporteres til tørkekolonner 22, fortrinnsvis av typen flaktørke. Blandingen tørkes således først i tørkekolonnene 22 og oppvarmes deretter i en separat oppvarmingsanordning i form av en kolonne eller et tårn 2 3 i hvilket den resulterende plastrynking i hovedsaken skjer. En del av rynkingen (krøllingen) kan imidler-tid skje under tørkingen. Temperaturen på den fra tørkekolon-nene 22 og i en syklon 24 separerte luftstrøm 25 blir således forholdsvis lav avhengig av avdunstingen i tørken 22. Den utgående temperatur på luftstrømmen 25 fra syklonen kan ligge rundt 70 - 80°C og dermed unngås de varmetap som er nevnt foran. Den varme luft som kreves i oppvarmingstårnet 23, resirkuleres derimot til tørken 22. Dessuten er tørkekonstruksjonen slik

at dødsoner og dermed punktvis høye temperaturer, elimineres. Materialet transporteres pneumatisk og .kontinuerlig i denne tørke, med det resultat at de foran nevnte ulemper er blitt eliminert.

På fig. 2 er vist en ovn 2 6 som kan være en gass-ovn eller en oljefyrt ovn og som produserer varme gasser som mates til de seriekoplede tørkekolonner 22 via en kanal 27, og til oppvarmingstårnet 23 via en annen kanal 36. Tørken 22 for-synes med varme gasser fra ovnen 26, men også med den resirku-lerende gass fra oppvarmingstårnet 23 via en ytterligere kanal 29, og med uteluft via en kanal 30. Ventiler 31 og 32 regulerer gasstrømmen som funksjon av temperaturen på den fra syklonen 24 utstrømmende luft 25. Likeledes reguleres blandingen av ovnsgass og uteluft via ventiler 33 og 34 ved hjelp av en tem-peraturføler 35 som er anbrakt i ledningen 36 foran material-tilførselen fra syklonen 24. Oppvarmingstårnet 23 er slik di-mensjonert at oppholdstiden for materialet i tårnet ved den ønskede temperatur er tilstrekkelig for at plastinnholdet skal rynkes eller krølles ved slutten av transporten gjennom tårnet. I tårnets øvre ende er anbrakt én vindsikt i form av en syklonadskiller 37 i hvilken plastinnholdet, separeres fra papiret. Plasten adskilles ved hjelp av sentrifugalkraft i en radial kanal 38, mens papiret følger med gasstrømmen via en aksial kanal 39 til en syklon 40. Papirfibre som har samlet seg i syklonen 40, mates til en ballepresse 41 fra hvilken de avhentes. Den varme gass fra syklonen 40 resirkuleres til tørken 22 via ledningen 29. De i syklonadskilleren 37 separerte plastfrag-menter mates via ledningen 38 til et lukket søppelkar eller container.

Fig. 3 viser i detalj en utførelsesform av oven-nevnte syklonadskiller 37, som i dette tilfelle er anbrakt på oppvarmingstårnets 2 3 overdel. Ved området 42 i tårnet kulmi-nerer plastens rynkings- eller krøllingseffekt. Ved hjelp av en skundærvifte 43 via en kanal 44 og et spjeld 45 reguleres sekundærluftmengden for at man skal oppnå den ønskede sentrifugalkraft som trengs for å separere den tunge plastfraksjon fra papiret. Syklonadskilleren 37 er forsynt med et indre legeme

46 og lufttilførselsledningen 44 er innført tangentialt i det sylindriske syklonlegeme. Et utløpsrør 47 for plastfragmentene er likeledes tangentialt anbrakt. Gassmengden og den lette papirf raks jon transporteres via et aksialt sentralrør 48 til syklonen 40 via en ledning 49. En annen tenkbar utførelsesform av syklonadskilleren er vist.skjematisk på fig. 4. I dette, tilfelle er opp varmingstårnet 23 konstruert i en to-trinns utførelse med det resultat at gasstrømmen og den pneumatisk transporterte blanding i stedet mates ovenfra til syklonadskilleren.. På liknende måte som i.ovennevnte utførelsesform innføres sekundærluften via et tangentialt innløp 44. Plastinnholdet slynges mot veg-gene og utmates gjennom en nedre åpning 50 og oppsamles i et stengt søppelkar, mens gasstrømmen og papiret oppsamles av en trakt 51 og utmates via et bøyd rør 52 til ledningen 49 og ; syklonen .4 0. I den foregående beskrivelse er det som eksempel referert til en blanding av papir og plast som skriver seg fra husholdningssøppel, men oppfinnelsen kan selvsagt tilpasses på ..annet avfall av papir og plast, f.eks. fra industrier, kontorer m.m. ...' .1 beskrivelsen er. også angitt at den endelige separering av papir fra plast skjer i en vindsikt. På tegningen er vist bare. én vindsikt, men man kan selvsagt konstruere flere sådanne vindsikter i serie dersom man ønsker høyere renhetsgrad for papirfraksjonen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for separering av termoplastmateriale fra en fuktig blanding av papir og plast, hvor blandingen under transport i en gasstrøm tørkes og oppvarmes til en temperatur ved hvilken plastfilmen sammenrynkes og danner partikler med større volumvekt enn filmen, hvoretter plastpartiklene og papiret separeres og oppsamles hver for seg, karakterisert ved at blandingen først tørkes idet den våte gass etter tørkingen får strømme ut fritt, og at den tørkede blanding deretter oppvarmes i en tørr gasstrøm slik at termoplastfilmen rynkes og danner partikler, mens den ved oppvarmingen utnyttede., tørre gass resirkuleres i prosessen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den etter tørkingen fritt utstrømmende trans-portgass utgjøres av våt luft som har en temperatur som understiger plastens rynkingstemperatur, og at den i prosessen re-sirkulerte gass utgjøres av tørr luft som har en temperatur som understiger papirets antennelsestemperatur og som tilbakeføres i prosessen før tørkingen av blandingen.

3. Anlegg for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 for å separere termoplastmateriale i form av film fra en fuktig blanding av papir og plast, hvor blandingen i en luftstrøm transporteres gjennom anordninger for tørking og oppvarming slik at termoplastfilmen sammenrynkes og danner partikler med større volumvekt enn filmen, hvoretter plastpartiklene og papiret separeres og oppsamles hver for seg, karakterisert ved at det omfatter en tørkeanordning (22) for den i luftstrømmen transporterte, fuktige blanding og for overføring av den tørkede blanding til en syklon (24) som er innrettet for utstrømning av den våte transportluft (25) til atmosfæren, en etter syklonen (24) anordnet oppvarmingsanordning (23) for mottagelse av den tørkede blanding i en .tørr luftstrøm og oppvarming av blandingen til en temperatur ved hvilken termoplastfilmen rynkes mens papiret forblir upåvirket, og et etterfølg- ende adskillelsesorgan (37) for separering av den rynkede plast og papiret og tilbakeføring av den oppvarmede transportluft via en returledning (29) til tørkeanordningens (22) inngangsside.'

4. Anlegg ifølge krav 3, karakterisert ved at tørkeanordningen omfatter en eller flere kolonner (22) gjennom hvilke blandingen transporteres ved hjelp av oppvarmet luft.

5. Anlegg ifølge krav 3, karakterisert ved at oppvarmingsanordningen omfatter i det minste en kolonne (23) i hvis nedstrømsende det er anordnet en vindsikt (37) for adskillelse av de i kolonnen (23) dannede plastpartikler fra den av varmluft transporterte blanding.

6. Anlegg ifølge krav 3, karakterisert ved en i transportretningen etter oppvarmingsanordningen (23) anordnet syklon (40) for å adskille papiret ,fra den varme trans-portluf t som i returledningen (29) tilbakeføres til et punkt i prosessen før innmatingen av den fuktige blanding i tørkeanord-ningen (22) .

7. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at vindsikten (37) i kolonnens (23) nedstrømsende er utfor-met for aksial innmatning av det lufttransporterte papir enten nedenfra eller ovenfra.