PL229902B1 - Sposób recyklingu zużytych filtrów oleju i paliwa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób recyklingu zużytych filtrów oleju i paliwa pozwalający na odzysk wszystkich składników oddzielnie.

Pojazdy zaopatrzone są w różnego rodzaju filtry do oleju, powietrza i paliwa, które usuwając zanieczyszczenia ulegają powolnemu zużyciu i stają się odpadem. Z technicznego punktu widzenia składają się one z obudowy i schowanych wewnątrz elementów roboczych. Zbudowane są z różnego rodzaju metali, tworzyw sztucznych, celulozy a wszystko to nasycone płynnymi węglowodorami czyli olejami i paliwami, w których zawieszone są zmienne ilości zanieczyszczeń czyli pyły, drobiny metaliczne, mineralne, biologiczne i inne. Najczęściej utylizuje się je poprzez spalenie. Jest to metoda najprostsza ale jednocześnie najmniej efektywna, gdyż odzyskuje się niewielką ilość energii cieplnej i złomu metalowego kosztem zużycia energii elektryczne potrzebnej do przygotowania wsadu i oczyszczania spalin.

Ponieważ współczesne filtry są zbudowane zarówno ze stali jak i aluminium mieszanina wsadowa poddana spalaniu ma bardzo wysoką temperaturę co powoduje, że odzyskuje się tyko część mocno zanieczyszczonego żelaza. Dodatkowo używane są różnego rodzaju sorbenty - węgle absorpcyjne i koks, które potem stają się odpadem.

Od dłuższego czasu poszukiwana jest metoda pozwalająca na odzyskanie z filtrów poszczególnych komponentów tzn. żelaza, aluminium oraz pozostałych składników celem ich powtórnego wykorzystania lub zastosowania jako nośniki energii. Próbowano stosować ręczny demontaż ale ze względu na powolność czynności, koszty jak i ilości odpadowych filtrów jest to nieopłacalne. To samo dotyczy demontażu mechanicznego, gdyż różnorodność typów filtrów powoduje, że jest to bardzo utrudnione.

Najczęściej mieszaninę rozdrobnionych filtrów po usunięciu płynu traktowano jako złom stalowy do przetopu. Na dzień dzisiejszy stali w wymieszanych filtrach jest ok. 30%. Przy wyselekcjonowanych filtrach stalowych nie przekracza 60%, reszta to składniki nieżelazne.

Jak już wspomniano podczas spalania filtrów odzyskuje się zanieczyszczone żelazo do przetopu tracąc bezpowrotnie zawarte w filtrach aluminium. Ponieważ aluminium otrzymuje się elektrolitycznie z tlenku lub chlorku glinu kosztem ogromnych ilości energii elektrycznej pozyskiwanej w elektrowniach z wytworzeniem dwutlenku węgla lub odpadów nuklearnych strata tego surowca ze zużytych filtrów jest istotnym mankamentem istniejących metod. Niszczenie aluminium stosowanego w coraz większych ilościach w różnych gałęziach przemysłu, jako że jest to metal lekki, nietoksyczny, łatwo ulegający biodegradacji ale niestety dosyć drogi, nie powinno mieć miejsca. Dlatego poszukuje się coraz lepszych metod jego odzysku.

Znany jest z koreańskiego opisu wynalazku KR 101086350 sposób czyszczenia filtrów z zanieczyszczeń paliwami i powtórne ich użycie. Metoda ta w dobie nowoczesnych i drogich samochodów nie jest w wielu krajach akceptowalna lub wręcz może prowadzić do awarii pojazdu lub utraty gwarancji.

Znane są metody polegające na odcinaniu pokrywy filtra, myciu jego wnętrza w celu wypłukania paliw a następnie prasowaniu pozostałości. Metody te nie zmierzają do uzyskania poszczególnych składników takich jak papier, żelazo, aluminium oddzielnie.

Istnieją również metody precyzyjnego wycinania wieczek filtrów w celu odzysku przynajmniej jednego ich fragmentu. Pozostałość płucze się w celu usunięcia paliw, smarów czy innych zanieczyszczeń a następnie pozostałość prasuje się i albo spala albo przetapia.

Prowadząc prace zmierzające do ekologicznego i jednocześnie ekonomicznie korzystnego wydzielenia składników zużytych filtrów stwierdzono, że jest możliwe wydzielenie z mieszaniny zużytych filtrów elementów żelaznych, aluminiowych i papierowych oraz węglowodorów będących wcześniej składnikami olejów smarnych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że wymieszane, pocięte wstępnie filtry bez względu na ich rodzaj i pochodzenie poddaje się w trakcie mieszania działaniu rozpuszczalnika węglowodorowego z grupy pochodnych ropy naftowej, w którym rozpuszczają się oleje. Proces prowadzi się w zbiorniku głównym napełnionym rozpuszczalnikiem. Rozdrobnione filtry zanurzone w rozpuszczalniku podlegają rozdzieleniu na metale, papier i rozpuszczone w rozpuszczalniku paliwa czy smary. Papier zawieszony w rozpuszczalniku przemieszcza się ku górze zbiornika skąd jest odbierany a metale, w tym żelazne i nieżelazne, opadają w dół. Pod dnem zbiornika głównego, w separatorze, znajduje się obrotowa tarcza, której płaszczyzna umieszczona jest pod kątem 15-45° w stosunku do pionu. Na obwodzie tarczy, w jej wnętrzu, znajdują się magnesy. Poniżej podniesionego brzegu tarczy znajduje się zbiornik metali żelaznych, które są przyciągane przez brzeg tarczy. W pobliżu podniesionego brzegu tarczy znajduje się narzędzie zbierające przyciągnięte metale żelazne z tarczy. Pod opuszczonym brzegiem tarczy

PL 229 902 B1 znajduje się zbiornik aluminium, które opada wzdłuż tarczy ku dołowi. Oddzielone składniki oddziela się od rozpuszczalnika znanymi metodami. Z roztworu zawierającego oleje i smary odparowuje się rozpuszczalnik a pozostałość przeznacza się do wykorzystania, przykładowo do spalenia.

Sposób według wynalazku jest prosty, nie wymaga stosowania precyzyjnych narzędzi do cięcia, gdyż filtry rozdrabnia się w dowolny sposób bez ich segregacji w zależności od rodzaju filtra, nie ma konieczności dopasowywania narzędzi tnących do wielkości filtra a przede wszystkim umożliwia on uzyskanie oddzielenia wszystkich składników filtrów od siebie.

Przedmiot wynalazku został zilustrowany na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia instalację do recyklingu filtrów w ujęciu schematycznym a Fig. 2 przedstawia przekrój tarczy z magnesami.

P r z y k ł a d 1

Aparatura składała się ze zbiornika głównego 1 czyli dwuczęściowego cylindrycznego aparatu zakończonego od dołu stożkowym dnem z centralnie umieszczoną w nim rurą, która dokonywała wstępnego podziału zawartości zbiornika głównego 1 przepuszczając w dół do sortownika 3 ciężkie kawałki metali. Wewnątrz zbiornika głównego 1 umieszczono mieszadło 2. Mieszadło 2 obracało się w tempie 30 obrotów/minutę. Od góry zbiornik główny 1 zamknięto szczelnie pokrywą z przyspawaną w jej centrum rurą. W połowie wysokości tej rury z boku umieszczono króciec służący do odprowadzania zawiesiny papierów wraz z roztworem do wirówki 11 gdzie zawiesinę rozdzielano kierując roztwór do odparowalnika 8, następnie osad płukano czystym rozpuszczalnikiem a wszystkie roztwory kierowano do sortownika 3 i wreszcie zwilżony czystym rozpuszczalnikiem osad papierów usuwano kierując do suszarki 10 gdzie pozbawiono go rozpuszczalnika poprzez podgrzewanie oparami wytworzonymi w odparowalniku 8 i przedmuchiwanie parą wodną. Gorący wilgotny osad papierów usuwano. Ciężkie kawałki metali czyli złom żelazny i aluminiowy, które wpadały do sortownika 3 rozdzielano w nim z zastosowaniem obrotowej tarczy 4 zaopatrzonej na obrzeżu w magnesy 12 rozróżniające złom aluminiowy od żelaznego. Płaszczyzna obrotowej tarczy 4 umieszczona była pod kątem 45° w stosunku do pionu. Poniżej podniesionego brzegu tarczy 4 znajdował się zbiornik metali żelaznych 6 takich jak stal i żelazo, które są przyciągane przez magnesy 12 brzegu tarczy 4. Na brzegu zbiornika głównego 1, w pobliżu podniesionego brzegu tarczy 4, znajdowało się narzędzie zbierające przyciągnięte metale żelazne z tarczy 4. Pod opuszczonym brzegiem tarczy 4 znajdował się zbiornik aluminium 7. Aluminium, które opada wzdłuż tarczy 4 ku dołowi kierowane było do zbiornika aluminium 7. Złom żelazny zbierany przez narzędzie zbierające 5 opadał do zbiornika metali żelaznych 6. Skropliny uzyskane w zbiornikach 6 i 7 jak i wytworzone i uzyskane w suszarce 10 kierowano do rozdzielacza 9 gdzie także magazynowano rozpuszczalnik pobierany do przemywania osadu w wirówce 11 oraz rozpuszczalnik podawany do zbiorników 6 i 7. Przygotowano surowiec czyli filtry pocięte na kawałki o wymiarach nie większych niż 35 mm w ilości 5000 kg o składzie: żelazo 33,4% wagowych, aluminium 25,4% wagowych, oleje 23,6% wagowych, papiery 15,8% wagowych, drobne minerały 0,8% wagowych, woda 1% wagowy. W rozdzielaczu 9 znajdowało się 10 ton ksylenu technicznego użytego jako rozpuszczalnika. Napełniono ksylenem aparaty 1,3, 6 i 7 a do odparowalnika 8 wlano 600 kg ksylenu po czym uruchomiono mieszanie i ogrzewanie tegoż odparowalnika a następnie urządzenia do wytwarzania pary wodnej. Gdy temperatura w odparowalniku 8 przekroczyła 110°C uruchomiono całą aparaturę a jednocześnie do zbiorników 6 i 7 uruchomiono podawanie poprzez ich zawory spustowe ksylenu w tempie 60 kg/godz. do każdego z nich. Z kolei do wirówki 11 rozpoczęto podawanie ksylenu niezbędnego do przemywania osadów w tempie 305 kg/godz. Włączono ogrzewanie suszarki 10 i podawanie pary wodnej przegrzanej do 110°C a wylot jej zamknięcia ślimakowego szczelnie zatkano kawałkiem łatwo rozpoznawalnej tkaniny po czym zaczęto dozować poprzez rurę zasypową zbiornika głównego 1 surowiec w tempie 250 kg/godz. Po dwudziestu godzinach, mimo zużycia całego surowca, pracy aparatury nie przerwano obserwując wylot zamknięcia ślimakowego. Gdy już nic tędy nie było wypychane odczekano jeszcze dwie godziny po czym wyłączono podawanie ksylenu do całej aparatury a poprzez zawory spustowe zbiorników 6 i 7 usunięto ksylen podając go jednocześnie do odparowalnika 8 w tempie 500 kg/godz. Po zakończeniu podawania ksylenu zawory spustowe zbiorników 6 i 7 zamknięto i uruchomiono ich ogrzewanie a następnie odbieranie destylatu poprzez zawór umieszczony w najniższym miejscu sortownika 3. Destylat ten podawano do rozdzielacza 9. Gdy odebrano już cały ksylen, do zbiorników 6 i 7 wtłoczono poprzez ich zawory spustowe po 6 kg wody, która zamieniając się w parę wypchnęła resztę oparów ksylenu ze zbiorników 6 i 7 do sortownika 3. Skropliny, tak jak poprzednio rozpuszczalnik, odebrano z sortownika 3 i przekazano do rozdzielacza 9. Po ukończeniu odbioru skroplin pracę całej aparatury wyłączono za wyjątkiem mieszadła i ogrzewania odparowalnika 8.

PL 229 902 B1

Gdy temperatura w tym aparacie przekroczyła 195°C ogrzewanie wyłączono i w ciągu godziny równomiernie dozowano 10 kg wody odpędzając resztę ksylenu po czym mieszanie aparatu wyłączono. Następnego dnia gdy aparatura już wystygła w całości opróżniono odparowalnik 8 oraz zbiorniki 6 i 7
po czym proces zbilansowano uzyskując:
Zużyto surowca:	5000 kg
Odzyskano: Złomu żelaznego	1670 kg
Złomu aluminiowego	1270 kg
Zanieczyszczonego oleju	1180 kg
Papieru po wysuszeniu	830 kg
Straty rozpuszczalnika wyniosły Wody nie bilansowano. P r z y k ł a d 2	1 kg
Zastosowano aparaturę i sposób postępowania opisany w przykładzie 1. Jako rozpuszczal-
nika użyto 1,2 dichloroetanu charakteryzującego się temperaturą wrzenia 83,5°C i gęstością w 20°C 1,2529 g/cm3. Jako surowca użyto filtry pocięte na kawałki o wymiarach nie większych niż 35 mm w ilości 5000 kg zawierających żelaza 60,0% wagowych, aluminium 10,8% wagowych, oleje 15,2% wagowych, papiery 12,8% wagowych, drobne minerały 0,2% wagowych, woda 1,0% wagowych.
Po zakończeniu próby uzyskano wynik: Zużyto surowca	5000 kg
Odzyskano: Złom żelazny	3000 kg
Złom aluminiowy	540 kg
Zanieczyszczony olej	770 kg
Papier po wysuszeniu	640 kg
Straty rozpuszczalnika wyniosły Wody nie bilansowano.	1,4 kg

Zastrzeżenie patentowe

Claims (1)

1. Sposób recyklingu zużytych filtrów oleju i paliwa, znamienny tym, że wymieszane, pocięte wstępnie filtry bez względu na ich rodzaj i pochodzenie, poddaje się w trakcie mieszania działaniu rozpuszczalnika węglowodorowego z grupy pochodnych ropy naftowej proces prowadzi się w zbiorniku głównym (1) napełnionym rozpuszczalnikiem a rozdrobnione filtry zanurzone w rozpuszczalniku podlegają rozdzieleniu na metale, papier i rozpuszczone w rozpuszczalniku paliwa czy smary, oddzielony papier przemieszczający się ku górze zbiornika głównego (1) jest odbierany a metale opadające w dół na umieszczoną pod dnem zbiornika głównego (1) obrotowa tarczę (4), której płaszczyzna umieszczona jest pod kątem 15-45° w stosunku do pionu i posiada na obwodzie magnesy (12), są sortowane na przyciągane do magnesów metale żelazne, które następnie są zgarniane z brzegu tarczy (4) i przekazywane do zbiornika metali żelaznych (6) i na aluminium opadające w dół i kierowane do zbiornika aluminium (7) umieszczonego pod opuszczonym brzegiem obrotowej tarczy (4) a wyodrębnione składniki oddziela się od rozpuszczalnika znanymi metodami.