NO309939B1 - Innretning og fremgangsmÕte for depolymerisasjon av brukt plast og avfallsplast - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en innretning for depolymerisasjon av brukt plast og avfallsplast samt en tilhørende fremgangsmåte.

I EP 0236701-Aler det ved en fremgangsmåte for gjenopparbeidelse av karbonholdige avfall beskrevet en termisk forbehandling i nærvær, eller fravær, av hydrogen av organiske avfall av syntetisk opphav som forstadium for en etterfølgende hydrerende behandling. Fra beskrivelsen, som også eksemplene, fremgår det at en slik forbehandling kan gjennomføres i en rør-reaktor.

I EP 0512482 A2 er det beskrevet en termisk behandling av slike syntetiske, organiske avfall, hvorved det opptrer, i fravær av hydrogen, ikke noe, henholdsvis bare, lav koksdannelse.

Brukt plast, slik som f.eks. på grunnlag av den tyske forpakningsforordningen må utnyttes, oppviser et innhold av fremmedstoffer på inntil 10 vekt-%. Disse fremmed-stoffene foreligger til dels som fine fyllstoffer og pigmenter, som i det flytendegjorte, brukte plastmaterialet praktisk talt ikke oppviser noen synkehastighet. Andre inerte bestanddeler er eksempelvis vedhengende deler av metall, f.eks. deksel av aluminium eller tynne aluminiumsjikt fra komposittfolier.

I den forutkoblede sorteringen og konfeksjoneringen er det ikke, eller bare ekstremt vanskelig, mulig å utsortere disse metallfoliene, henholdsvis mekanisk/manuelt å fjerne disse. Konfeksjoneringen av brukt plast tillater i dag partikkelstørrelser på inntil 10 mm. I ekstreme tilfeller er følgelig også metallagglomerater inntil dette målet mulig. De med den brukte plasten innførte metalldelene oppviser på grunn av tettheten og målene en merkbar til høy sedimentasjonshastighet i den flytendegjorte plasten. De kan følgelig

errodere pumper og andre følsomme elementer, hvilket kan føre til ødeleggelse av disse.

For termisk å kunne depolymerisere brukt- og avfallsplast må en høy energimengde inn-føres på et høyt temperaturnivå (ca. 400°C). Plast er meget følsom mot overoppvarming. En slik overoppvarming fører til ukontrollert dekomponering med uønskede bireak-sjoner.

Oppgaven ved oppfinnelsen er å oppheve de omtalte ulempene ved teknikkens stand, spesielt med tanke på overoppvarmings- og errosjonsproblematikken.

Det foreslås følgelig ifølge oppfinnelsen å føre reaktorinnholdet, for beskyttelse mot overoppvarming, over et til reaktoren tilknyttet kretsløpsystem. Dette kretsløpsystemet omfatter i en foretrukket utførelsesform en ovn/varmeveksler og en ytelsessterk pumpe. Fordelen ved denne fremgangsmåten ligger i at ved en høy omløpstrøm via den eksterne ovn/varmeveksleren oppnås det at på den ene siden den nødvendige temperatur-overforhøyelsen av materialet som befinner seg i kretsløpsystemet blir lav, på den andre siden muliggjøres gunstige overføringsforhold i ovn/varmeveksler ved moderate veggtemperaturer. Derved unngås lokale overoppvarminger og følgelig ukontrollert dekomponering og koksdannelse i meget stor grad. Oppvarmingen av reaktorinnholdet foregår følgelig forholdsvis meget skånsomt.

En høy omløpstrøm lar seg fortrinnsvis oppnå med ytelsessterke sentrifugalpumper. Disse oppviser imidlertid, på samme måte som andre følsomme elementer av kretsløp-systemet, den ulempen at de er følsomme mot errosjon.

Dette kan ifølge oppfinnelsen motvirkes ved at det i kretsløpsystemet avtrukkede reaktorinnholdet før innløp i bortsugningsledningen gjennomløper en i reaktoren integrert stigningsstrekning, hvor større faststoffpartikler med tilsvarende høy synkehastighet fraskilles.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebrakt en innretning for depolymerisasjon av brukt- og avfallsplast omfattende en lukket reaktor (1) med

a) tilsatsinnretning (18) for brukt- og avfallsplast, fortrinnsvis i toppområdet av reaktoren, b) uttaksinnretning (7) for depolymerisatet, fortrinnsvis i brannområdet av reaktoren, c) innretning (4) for bortførelse av de dannede gassene og de kondenserbare produktene i toppområdet av reaktoren,

kjennetegnet ved at det til reaktoren er tilkoblet et kretsløpsystem for skånsom oppvarming av reaktorinnholdet, som før inntreden i bortføringsrøret (16) gjennomløper en i reaktoren integrert stigestrekning (2) for fraskillelse av grovere faststofrpartikler med tilsvarende høy synkehastighet.

Foretrakkede utførelsesformer av innretningen ifølge oppfinnelsen fremgår av medfølgende krav 2 - 14 og som vist nedenfor i beskrivelsen.

Reaktoren er følgelig utformet slik at borttrekkingsinnretningen for omløpet (kretsløp-systemet) ligger ved enden av en stigestrekning for det i det vesentlige flytende reaktorinnholdet. Ved egnet fastleggelse av stigehastigheten, i det vesentlige bestemt ved dimensjoneringen av stigestrekningen og omløpstrømmen, kan partikler med høyere synkehastighet, som er forårsakende for errosjonen, holdes fra omløpet. I en spesiell utførelsesform er stigestrekningen tildannet innenfor reaktoren i form av et rør, som er anbrakt i det vesentlige loddrett i reaktoren (kfr. figur 1). I en andre foretrakket ut-førelsesform kan stigestrekningen i stedet for et rør også være utformet ved at en skillevegg oppdeler reaktoren i segmenter (kfr. figur 2). Røret, henholdsvis skilleveggen, sluttes ikke av med reaktordekselet, men rager utover fyllehøyden. Fra reaktorbunnen er rør, henholdsvis skillevegg, adskilt i en slik grad at reaktorinnholdet uhindret og uten stor turbulens kan strømme inn i stigestrekningen.

Borttrekkingen av faststoffet foregår ved bunnen av reaktoren sammen med mengden av depolymerisat, som skal tilføres til ytterligere bearbeidelse. For at de sedimenterte, inerte stoffene mest mulig fullstendig skal fjernes fra reaktoren, er uttaksinnretningen for depolymerisatet fortrinnsvis anbrakt i det nedre området, spesielt ved bunnen av reaktoren. For å understøtte den mest mulig fullstendige fjernelsen av inertstoffene ytterligere er reaktoren fortrinnsvis smalnet i bunnområdet, og i en fordelaktig utførelses-form utformet som en på spissen-stående kjeglemantel.

Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for depolymerisasjon av brukt plast og avfallsplast, kjennetegnet ved deres behandling ved forhøyet temperatur i en innretning ifølge et av kravene 1 til 14. Fortrinnsvis legges derved fremgangsmåten ifølge DE 4311034.7 til grann.

Foretrakkede utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår fra medfølgende krav 16 - 22 og som vist nedenfor i beskrivelsen.

Ifølge denne fremgangsmåten foregår en oppdeling av reaksjonsproduktene i tre hoved-produktstrømmer: 1. Et depolymerisat, vanligvis i en mengde mellom ca. 25 og 85 vekt-%, angitt på basis av den anvendte plastblandingen, som avhengig av sammensetning og de aktuelle kravene, kan oppdeles i produktdelstrømmer, som f. eks. kan tilføres til en bunnfase-hydrering, en trykkforgasning og/eller en ulming (pyrolyse). Det dreier seg derved i det vesentlige om tunge hydrokarboner som koker > 480°C, som inneholder alle med brukt- eller avfallsplasten i prosessen innførte inertstoffer, som aluminiumfolier, pigmenter, fyllstoffer, glassfibre. 2. Et kondensat i en mengde på inntil 50 vekt-% og mer, angitt på basis av den anvendte plastblandingen, som koker i området mellom 25°C og 520°C og kan inneholde ca. 1000 ppm organisk bundet klor. Dette kondensatet lar seg f. eks. omdanne ved hydrobehandling på fast anordnede handelsvanlige Co-Mo- eller Ni-Mo-katalysatorer til en høyverdig syntetisk råolje (syncrude), eller også direkte innføres i klortolererende kjemisk-tekniske fremgangsmåter som hydrokarbonholdig basisstoff. 3. En gass i mengder på inntil 20 vekt-% på basis av den anvendte plastblandingen, som vanligvis ved siden av metan, etan, propan og butan også inneholder gassformig hydrogenklorid samt lett-flytende, klorholdige hydrokarbonforbindelser. Hydrogenkloridet lar seg f. eks. utvaske med vann fra gasstrømmen for utvinning av en 30 % vandig saltsyre. Restgassen kan hydrerende i bunnfasen eller i en hydro-behandler befris for organisk bundet klor og f. eks. tilføres til raffinerigass-bearbeidelse.

Fordelen ved denne fremgangsmåten består i det vesentlige i at de uorganiske bibestand-delene av brukt-, henholdsvis avfallsplast, oppkonsentreres i bunnfasen og eventuelt kan sløses ut fra denne, mens kondensatet som ikke inneholder disse innholdsstoffene kan viderebearbeides ved mindre omstendelige fremgangsmåter. Spesielt kan det ved optimal innstilling av prosess-parametrene temperatur og oppholdstid oppnås at det på den ene siden oppstår en relativ høy andel av kondensat, og at det på den andre siden det viskøse depolymerisatet forblir pumpbart under fremgangsmåtebetingelsene.

Oppfinnelsen vedrører videre en fremgangsmåte som gjennomføres ved hjelp av innretningen ifølge oppfinnelsen. Det dreier seg herved om en fremgangsmåte for bearbeidelse av brukt- eller avfallsplast for utvinning av kjemiråstoffer og flytende brennstoffer ved depolymerisasjon av de anvendte stoffene til en pumpbar samt en flyktig fase, adskillelse av den flyktige fasen i en gassfase og et kondensat, henholdsvis kondenserbare depolymerisasjonsprodukter, som kan underkastes raffinerivanlige standard-rfemgangs-måter, hvorved den etter adskillelse av den flyktige fasen gjenværende pumpbare fasen f.eks. underkastes en sumpfasehydrering, forgasning, gløding eller en kombinasjon av disse fremgangsmåtetrinnene.

Et for fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen gunstig temperaturområde for depolymerisasjonen utgjør 150 til 470°C. Spesielt egnet er et område fra 250 til 450°C. Oppholdstiden kan utgjøre 0,1 til 10 timer. Som spesielt gunstig har et område fra 0,5 til 5 timer vist seg. Trykket er ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen en mindre kritisk størrelse. Følgelig kan det avgjort være foretrukket å gjennomføre fremgangsmåten ved undertrykk, f. eks. når flyktige bestanddeler av fremgangsmåtebetingede grunner må trekkes av. Men også relativt høye trykk kan anvendes, men krever imidlertid noe mer komplisert apparatur. Generelt bør trykket ligge i området fra 0,1 til 50 bar, spesielt 0,5 til 5 bar. Fremgangsmåten lar seg fortrinnsvis godt utføre ved normaltrykk eller svakt over dette (til ca. 2 bar), hvilket i betydelig grad reduserer kompleksiteten av apparaturen. For mest mulig fullstendig å avgasse depolymerisatet og for å forhøye kondensatandelen ytterligere, gjennomføres fremgangsmåten fordelaktig ved lett undertrykk til ca. 0,2 bar.

Depolymeirsasjonen kan fortrinnsvis foregå under tilsats av en katalysator, eksempelvis en Lewis-syre som aluminiumklorid, et radikaldannende stoff, f.eks. en peroksydfor-bindelse, eller en metallforbindelse, eksempelvis en med tungmetall-saltoppløsning impregnert zeolitt.

Ytterligere foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten består i depolymerisasjon under inertgass, det vil si gass som forholder seg inert overfor de anvendte stoffene og depolymerisasjonsproduktene, feks. N2, CO2, CO eller hydrokarboner. Fremgangsmåten kan også gjennomføres under innføring av strippegasser og strippedamper, som nitrogen, vanndamp eller hydrokarbongasser. Prinsipielt kan det anses som en fordel ved fremgangsmåten at det i dette fremgangsmåtetrinnet ikke må tilsettes hydrogen og at ikke det samlede reaksjonsproduktet må underkastes den omstendelige sumpfase-hydreringen.

Som flytende hjelpefase, henholdsvis oppløsningsmiddel eller oppløsningsmiddelblanding, egner seg eksempelvis brukte organiske oppløsningsmidler, det vil si opp-løsningsmiddelavfall, produktfeilcharger av organiske væsker, bruktoljer eller fraksjoner fra råoljerafifnering, eksempelvis vakuumrest. En spesiell fordel ved fremgangsmåten ligger i at den anvendte bruktplasten eller avfallsplasten ikke må tilsettes noen flytende hjelpefase. Det kan gis avkall på oppløsningsmidler eller såkalte oppspedende- og oppmeskende oljer. Dette gjelder på samme måten for fremmedoljer som også for resirkulerte egenoljer i prosessen.

Depolymerisasjonen kan gjennomføres i en vanlig reaktor, f.eks. en rørekjelereaktor, som i tillegg oppviser en sigestrekning og et eksternt omløp tilknyttet for oppvarming av reaktorinnholdet. Reaktoren er tildannet for de aktuelle prosessparametrene, som trykk og temperatur, og må også være resistent mot de eventuelt dannede sure bestanddelene som hydrogenklorid.

Depolymeirsasjonen foregår fortrinnsvis under turbulente strømningsbetingelser, f.eks. ved hjelp av mekaniske rørere, eller også ved ompumping av reaktorinnholdet. Dette gjelder imidlertid bare for reaktordelen som ikke er utformet som stigestrekning.

I sammenligning med de etterfølgende opparbeidelsestrinnene, som hydrobehandling, gløding, hydrering eller forgasning, er den apparative kompleksiteten for depolymerisasjonen forholdsvis lav. Dette gjelder spesielt når fremgangsmåten utføres i nærheten av normaltrykk, det vil si i området mellom 0,2 og 2 bar. I motsetning til hydrerende depolymerisasjon er den apparative kompleksiteten likeledes tydelig lavere. Denne reduserers også ytterligere ved at det kan gis fullstendig avkall på tilsatsen av oppløs-ningsmidler, fremmedoljer eller resirkulerte egenoljer som oppspedende- eller oppmeskende oljer. På tross av denne forholdsvis enkle apparative utformingen av de-polymerisajsonsreaktoren kan de etterfølgende fremgangsmåtetrinnene ved optimal prosess-gjennomføring av forbehandlingen avlastes med inntil 50 % og mer. Samtidig oppstår ved depolymeirsasjonen, som ønsket, en høy andel av kondenserbare hydrokarboner, som kan opparbeides ved kjente og forholdsvis lite omstendelige fremgangsmåter til verdifulle produkter. Dessuten er det i forbehandlingen dannede depolymerisatet etter fraskillelse av gasskondensat enkelt å håndtere, idet det forblir pumpbart og i denne formen utgjør et godt anvendelsesmateriale for de etterfølgende fremgangsmåtetrinnene.

De plastene som anvendes i foreliggende fremgangsmåte er f. eks. blandfraksjoner fra avfallssamlinger, blant annet ved Duale System Deutschland GmbH (DSD). I disse blandfraksjonene er feks. polyetylen, polypropylen, polyvinylklorid, polystyren, poly-merblandinger som ABS samt polykondensater, feks. polyetylentereftalat (PET) inne-holdt. Anvendes kan også plastproduksjonsavfall, kommersielle forpakningsavfall av plast, rest-, bland- eller ren-fraksjoner fra den plastbearbeidende industrien, hvorved for egnetheten for anvendelse i foreliggende fremgangsmåte, den kjemiske sammensetningen av disse plastavfallene ikke er kritisk. Egnede anvendelsesprodukter er også elastomerer, tekniske gummiartikler eller gamle dekk i egnet oppdelt form.

Den anvendte brukt- eller avfallsplasten stammer eksempelvis fra formdeler, laminater, komposittmaterialer, folier eller syntetiske fibrer. Eksempler på halogenholdige plaster er klorert polyetylen (PSC), polyvinylklorid (PVC), polyvinylidenklorid (PVDC), kloroprengummi, for bare å nevne noen representanter. Men også spesielt svovelholdige plaster, eksempelvis polysulfoner eller med svovelbroer tverrbundede gummier, som i brukt-dekk, og er ved tilstedeværelse av de tilsvarende utrustningene for findeling og for-sortering i plast- og metallbestanddeler tilgjengelig for en depolymerisasjon og ytterligere opparbeidelse for utvinning av kjemiråstoffer eller også drivstoffkomponenter. Det ved disse forbehandlingstrinnene eller kjemiske omdanningsfremgangsmåtene i fremgangsmåten dannede hydrogenkloridet går overveiende over i avgassen, som fraskilles og tilføres til en ytterligere utnyttelse.

Under de bruktplastene eller avfallsplastene, som anvendes ved foreliggende oppfinnelse, er syntetiske plaster, elastomerer, dessuten også modifiserte naturstoffer anvendbare. Herunder faller, ved siden av de allerede nevnte polymerisatene, spesielt termoplaster, også duroplaster og polyaddukter. De herav fremstilte produktene omfatter halvfabrikata, enkeltdeler, byggeelementer, forpakninger, lager- og transportbeholdere samt konsumvarer. Under halvfabrikata faller også tavler og plater (lederplater) samt sjiktpresstoffplater, som delvis også kan inneholde metallbesjiktninger og som, på samme måte som de øvrige produktene som skal anvendes etter fordeling til partikkel-henholdsvis stykkstørrelse på 0,5 til 50 mm, eventuelt kan adskilles fra metall-, glass-eller keramiske bestanddeler ved hjelp av egnede klasseringsfremgangsmåter.

De nevnte bruktplast og avfallsplastene opptrer feks. ved samlinger av DSD i blandinger eller masser av forskjellig sammensetning og kan inneholde inntil 10 vekt-%, eventuelt inntil 20 vekt-%, uorganiske bibestanddeler, som pigmenter, glassfibrer, fyllstoffer som titan eller sinkoksyd, flammebeskyttelsesmidler, pigmentholdige trykkfarger, sot og også metaller, feks. metallisk aluminium. Vanligvis anvendes plastblandingene i findelt form.

Figur 1 viser et eksempel på en utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen. I reaktoren (1) bringes fra forrådsbeholder (13) bruktplast og avfallsplast via tilsatsinnretning (18)

ved hjelp av en gasstett tilsluttet doseringsinnretning (14) feks. av pneumatisk vei. Som en slik doseringsinnretning er eksempelvis en cellehjulsluse godt egnet. Depolymerisatet samt de inneholdte inerte stoffene kan tas ut via innretning (7) fra bunnen av reaktoren.

Tilsatsen av plasten samt uttaket av depolymerisatet foregår fordelaktig kontinuerlig og er utført slik at reaktorinnholdet bibeholdes i tilnærmet en bestemt fyllehøyde (3). Over innretning (4) trekkes det av dannede gasser og kondenserbare produkter fra toppområdet av reaktoren. Over bortsugningsrør (16) til kretsløpsystem føres reaktorinnholdet via pumpe (5) for skånsom oppvarming i ovn/varmeveksler (6), for å resirkulere til reaktor (1) via tilførsel (17). I reaktor (1) er rør (20) anordnet loddrett, hvilket danner en stigestrekning (2) for reaktoromløpstrømmen.

Den fra reaktoren uttatte depolymerisatstrømmen er en faktor 10 til 40 mindre enn omløpstrømmen. Denne depolymerisatstrømmen føres over våtmølle (9), for å bringe de deri inneholdte inerte bestanddelene til en for den videre bearbeidelsen tillatelige størrelse. Depolymerisatstrømmen kan imidlertid også føres over en ytterligere adskillelsesinnretning (8), for i stor grad å bli befridd for de inerte bestanddelene. Egnede adskillelsesinnretninger er eksempelvis hydrocykloner eller dekanteringsinnretninger. Disse inerte bestanddelene (11) kan så uttas separat og eksempelvis tilføres en videre utnyttelse. Eventuelt kan også end el av den over våtmøllen, henholdsvis over adskillelsesinnretningen, førte depolymerisatstrømmen tilbakeføres via en pumpe (10) i reaktoren. Den øvrige delen tilføres viderebearbeidelsen, feks. som fasehydrering, gløding eller forgasning (12). En del av depolymerisatet kan via rør (15) direkte tas fra kretsløpsystemet og tilføres til viderebearbeidelsen.

Figur 2 viser en lignende bygget reaktor som i figur 1 med den forskjellen at stigestrekningen ikke er utformet ved et rør, men derimot ved et reaktorsegment, som er separert ved en skillevegg (19) fra det øvrige reaktorinnholdet.

Ved anvendelsen av brukt plast og avfallsplast fra husholdningssamlinger består de via skilleinnretningen (8) utsluste inerte bestanddelene (11) overveiende av aluminium, som på denne måten kan tilføres til en stofflig gjenutnyttelse. Denne utslusingen og gjen-utnyttelsen av aluminium åpner i tillegg muligheten til også fullstendig stofflig å kunne utnytte komposittforpakninger. Denne utnyttelsen kan foregå sammen med plast-forpakningen. Dette gir den fordelen at en adskillelse av disse forpakningsmaterialene kan utestå. Komposittforpakninger består vanligvis av papir eller papp forbundet med en plast- og/eller aluminiumfolie. I reaktoren flytendegjøres plastandelen, papiret, henholdsvis pakken, dekomponeres i primærfibre, som på grunn av deres lave sedimentasjonstendens følger væsken, og aluminium kan i stor grad utvinnes adskilt. Plast og papir tilføres etter den foregåtte depolymeirsasjonen til en råstoffutnyttelse.

Figur 3 viser et depolymerisasjonsanlegg med to beholdere, som kan drives ved forskjellig temperaturnivå, fortrinnsvis med en temperaturøkning fra første til andre beholder. Den første depolymerisasjonsbeholderen (28) er fortrinnsvis utrustet med en rører (33), for raskt å kunne innblande de via slusen (31) tilførte bruktplastene og avfallsplastene i det foreliggende varme depolymerisatet. Den etterkoblede andre depolymerisasjonsbeholderen (1) tilsvarer den i figur 2. Kretsløpet for skånsom oppvarming, i det vesentlige bestående av pumpe (5) og ovn/varmeveksler (6) er følgelig faststoff-fattig. Depolymerisatet innbefattende de faste bestanddelene trekkes av ved bunnen av reaktoren. Mengdeforholdet faststoff/væske ved uttaksinnretningen (7) av beholderen (1) kan ligge mellom 1:1 og 1:1000.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det etter uttaksinnretningen (7) etterkoblet en i det vesentlige loddrett fallstrekning (21) med en hertil i det vesentlige rettvinklet anbrakt avgrening (22).

Fallstrekning (21) og avgrening (22) er i en foretrukket utførelsesform utformet som et T-formet rør.

Avgreningen kan i tillegg være utstyrt med mekaniske fraskillelseshjelpemidler (23).

Over avgrening (22) kan en strøm av organiske, under foreliggende betingelser i det vesentlige flytende bestanddeler, ledes av fra depolymerisatet. Via pumpe (27) når depolymerisatet til viderebearbeidelse eller kan også, i det minste delvis, tilbakeføres via rør (32) i reaktor (1).

Den avledede mengden kan utgjøre inntil tusen ganger den utsluste faststoffmengden. I ekstremtilfelle og eventuelt forbigående kan også ikke noe ledes av via avgrening (22). Ved fastleggelse av den via avgrening (22) avtrukkede depolymerisatmengden kan det sikres egnede strømningsforhold for sikker utføring av faststoffene. Samtidig bør den avledede strømmen være valgt slik at faststoffpartikler i størst mulig grad ikke nevne-verdig medrives. Fortrinnsvis utgjør forholdet mellom utslust faststoffrnengde og avledet mengde 1:50 og 1:200.

Fallstrekning (21), henholdsvis fallrøret, er i en spesiell utførelsesform ved den nedre enden forsynt med en sluse (24). Over denne slusen er det anbrakt en tilsatsinnretning (25) for spyleolje.

Figur 5 viser et fremgangsmåteteknisk alternativ, hvorved fallstrekningen (21) er direkte etterkoblet en skilleinnretning (26). Til denne er det fortrinnsvis anbrakt en tilførsels-innretning (25) for spyleolje.

Via tilsatsinnretning (25) tilsettes spyleolje med høyere tetthet enn depolymerisatet i en mengde som fremkaller en lav oppoverrettet strømningshastighet for væsken innenfor fallstrekningen mellom tilsatsinnretning (25) og avgrening (22). På denne måten oppnås at fallstrekningen (21), henholdsvis fallrøret, under avgreningen (22) alltid er fylt med relativt frisk spyleolje. I denne delen av fallstrekningen (21) foreligger en såkalt stabil sjiktdannelse med spyleolje. Dersom ikke noe ledes bort over avgrening (22) stiger spyleoljen i fallstrekning (21) og når til sist inn i reaktor (1).

Mens fortrinnsvis hovedmengden av de organiske bestanddelene av depolymerisatet ledes av gjennom avgrening (22), passerer de i depolymerisatet inneholdte, overveiende uorganiske faststoffpartiklene, som oppviser en tilstrekkelig synkehastighet, den med spyleoljefylte delen av fallstrekning (21). For dette formålet awaskes faststoffpartiklene for vedhengende organiske depolymerisatbestanddeler, henholdsvis oppløses i spyleolje.

Tetthetsdifferansen mellom depolymerisat og spyleolje bør minst utgjøre 0,1 g/ml, fortrinnsvis 0,3 til 0,4 g/ml. Depolymerisatet oppviser ved en temperatur på 400°C en tetthet av størrelsesorden 0,5 g/ml. Som egnet spyleolje kan feks. en til ca. 100°C oppvarmet vakuumgassolje med en tetthet på ca. 0,8 g/ml anvendes.

Lengden av den med spyleolje fylte delen av fallstrekningen (21) velges slik at faststoffpartiklene ved den nedre enden av fallstrekningen (21) i det minste vidtgående er fri for vedhengende organiske depolymerisatbestanddeler. Den er også avhengig av type, sammensetning, temperatur samt den gjennomførte mengden av depolymerisat og den anvendte spyleoljen. Fagmannen kan ved relativt enkle forsøk bestemme den optimale lengden av den med spyleolje fylte delen av fallstrekningen (21).

Som vist i figur 3 utføres faststoffpartiklene med en del av spyleoljen via sluse (24). Sluse (24) tjener til trykkmessig adskillelse av de foregående og de etterfølgende anleggsdelene. Fortrinnsvis anvendes en cellehjulssluse. Men også andre slusearter, som feks. taktsluser, er egnede for dette formålet. Den utførte blandingen oppviser et fast-stoffinnhold på ca. 40 til 60 vekt-%.

Hensiktsmessig følges slusen (24) av en ytterligere skilleinnretning (26) for adskillelse av spyleolje og faststoffpartikler.

Fortrinnsvis anvendes som adskillelsesinnretning (26) en skrapetransportør eller en transportskrue. Disse er i transportretning rettet skrått oppover. Foretrukket er en vinkel til horisontalplanet på 30 til 60°, spesielt ca. 45°.

Figur 5 viser en annen fremgangsmåtevariant. Her gjennomløper faststoffpartiklene etter passasje gjennom fallstrekningen (21) straks adskillelsesinnretning (26). Ved hjelp av en gasspolstring, feks. av nitrogen, og tilsats av spyleolje, innstilles i adskillelsesinnretningen (26) et ønsket væskenivå (34). De for spyleolje i stor grad befridde faststoffpartiklene utføres deretter via sluse (24), feks. en cellehjulsluse eller taktsluse.

I figur 3 er det skjematisk vist en awanningsskrue (26), som kan fungere som egnet adskillelsesinnretning. Via rør (30) kan det også tilhelles en spyleolje med en lavere tetthet, feks. en mellom-destillatolje. Herved vaskes den tyngre spyleoljen av fra faststoffpartiklene. Den lavere viskøse, lette spyleoljen lar seg enklere og uten store vanskeligheter, i det minste i stor grad, fraskilles fra faststoffpartiklene. Den brukte spyleoljen kan føres bort via rør (29), eller i det minste delvis, bringes inn i det via avgrening (22) bortledede depolymerisatet. Skilleinnretningen (26) arbeider her fortrinnsvis under atmosfæriske betingelser. De derved fraskilte faststoffpartiklene føres ut via rør (11) og kan tilføres til en videre anvendelse.

Dersom det som bruktplast eller avfallsplast anvender slike fra husholdningssamlinger, består det via rør (11) utførte faststoffet overveiende av metallisk aluminium, som etter-følgende kan tilføres til stofflig utnyttelse av dette materialet.

Figur 4 viser som utsnittsforstørrelse fra figur 3 den T-formede anordningen av fallstrekningen (21) og forgrening (22). Likeledes er det angitt mekaniske adskillelseshjelpemidler (23) og de skjematisk med piler inntegnede strømningsforholdene.

Eksempel

Stoffverdier:

Utforming av reaktoren:

Den integrerte sedimentasjonsstrekningen, som er utformet slik at utføringen av aluminiumfolie av tykkelse > 0,1 mm og dimensjon > 1,1 mm forhindres, er dimensjonert som følger:

Ekvivalentdiameter for aluminiumfolien

Resultat:

Ved anordning av en slik stigestrekning i reaktoren ble det oppnådd at bare faststoffpartikler med meget lav sedimentasjonstendens ble pumpet gjennom omløpet. Errosjon i omføringspumpene opptrådte praktisk talt ikke.

Claims (22)

1. Innretning for depolymerisasjon av brukt- og avfallsplast omfattende en lukket reaktor (1) med a) tilsatsinnretning (18) for brukt- og avfallsplast, fortrinnsvis i toppområdet av reaktoren, b) uttaksinnretning (7) for depolymerisatet, fortrinnsvis i bunnområdet av reaktoren, c) innretning (4) for bortføring av de dannede gassene og de kondenserbare produktene i toppområdet av reaktoren, karakterisert ved at det til reaktoren er tilsluttet et kretsløpsystem for skånsom oppvarming av reaktorinnholdet, som før inntreden i borttrekkingsrøret (16) gjennomløper en i reaktoren integrert stigestrekning (2) for adskillelse av større faststoffpartikler med tilsvarende høy synkehastighet.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at stigestrekningen er utformet i form av et i reaktoren i det vesentlige loddrett anbrakt rør (20).

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at stigestrekningen er utformet ved en skillevegg (19) som deler reaktoren i segmenter.

4. Innretning ifølge minst et av de foregående krav, karakterisert v e d at reaktoren smalnes i bunnområdet, fortrinnsvis i form av en på spissen stående kjeglemantel.

5. Innretning ifølge minst et av de foregående krav, karakterisert v e d at kretsløpsystemet for skånsom oppvarming av reaktorinnholdet omfatter bortføringsrør (16), tilførselsrør (17) samt pumpe (5) og ovn/varmeveksler (6).

6. Innretning ifølge minst et av de foregående krav, karakterisert v e d at uttaksinnretningen (7) er koblet etter en i det vesentlige loddrett fallstrekning (21) med en til dette i det vesentlige rettvinklet anbrakt avgrening (22).

7. Innretning ifølge minst et av de foregående krav, karakterisert v e d at avgreningen (22) er utstyrt med mekaniske adskillelseshjelpemidler (23).

8. Innretning ifølge minst et av de foregående krav, karakterisert v e d at fallstrekningen (21) ved den nedre enden er utstyrt med en sluse (24).

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at det over slusen (24) er anbrakt en tilsatsinnretning (25) for spyleolje.

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at slusen (24) har etterkoblet en adskillelsesinnretning (26) for adskillelse av spyleolje og faststoffpartikler.

11. Innretning ifølge minst et av kravene 1 til 7, karakterisert v e d at fallstrekningen (21) har etterkoblet en adskillelsesinnretning (26).

12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at det på adskillelsesinnretningen (26) er anbrakt en tilsatsinnretning (25) for spyleolje.

13. Innretning ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at adskillelsesinnretningen (26) er etterkoblet en sluse (24).

14. Innretning ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at adskillelsesinnretningen (26) er en skrapetransportør eller en transportskrue.

15. Fremgangsmåte for depolymerisasjon av brukt- og avfallsplast, karakterisert ved behandling av denne ved forhøyet temperatur i en innretning ifølge et av kravene 1 til 14.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at det over tilsatsinnretning (25) tilsettes en spyleolje med høyere tetthet enn den for poly-merisatet i en mengde som fremkaller en liten oppoverrettet strømningshastighet for væsken innenfor fallstrekningen mellom tilsatsinnretningen (26) og avgrening (22).

17. Fremgangsmåte ifølge krav 15 eller 16, karakterisert v e d at det fra reaktoren uttatte depolymerisatet gjennomløper fallstrekningen (21) og en strøm av organiske, i det vesentlige flytende, bestanddeler av depolymerisatet ledes av via avgrening (22), mens faststoffpartikler med tilstrekkelig synkehastighet passerer den med spyleolje fylte delen av fallstrekningen.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at faststoffpartiklene etter passering gjennom fallstrekningen (21) føres ut med en del av spyleoljen via sluse (24).

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at faststoffpartiklene ved hjelp av en adskillelsesinnretning (26) adskilles fra den over slusen (24) utførte blandingen.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at i adskillelsesinnretningen (26) utvaskes ved påhelling av en lett spyleolje den tunge spyleoljen.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 15 eller 16, karakterisert ved at faststoffpartiklene etter passasje gjenom fallstrekningen (21) gjennomløper en skilleinnretning (26).

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at de for spyleolje i stor grad befridde faststoffpartiklene føres ut via en sluse (24).