PL240853B1 - Urządzenie do usuwania frakcji aluminiowej z wielomateriałowych surowców odpadowych - Google Patents
Urządzenie do usuwania frakcji aluminiowej z wielomateriałowych surowców odpadowych Download PDFInfo
- Publication number
- PL240853B1 PL240853B1 PL427760A PL42776018A PL240853B1 PL 240853 B1 PL240853 B1 PL 240853B1 PL 427760 A PL427760 A PL 427760A PL 42776018 A PL42776018 A PL 42776018A PL 240853 B1 PL240853 B1 PL 240853B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- reactor
- reactors
- raw material
- aluminum
- working solution
- Prior art date
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 22
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 25
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 58
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010786 composite waste Substances 0.000 abstract 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 3
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910001575 sodium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/82—Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do prowadzenia w sposób ciągły procesu usuwania frakcji aluminiowej z odpadów kompozytowych zawierających aluminium. Urządzenie składa się ze reaktorów o specjalnej konstrukcji zapewniającej dozowanie surowca i roztworów reagentów, odprowadzanie zużytych roztworów roboczych oraz odbiór powstających frakcji gazowych. Reaktory są ponadto ustawione w ciągu i pracują szeregowo co zapewnia pełne wykorzystanie stosowanych substratów. Urządzenie wyposażone jest także w chłodnice (13, 14, 15, 16) służące do schładzania strumienia gazu, wykraplania z niego pary wodnej i zawracania kondensatu do reaktorów. Materiał oczyszczony z frakcji aluminiowej jest w urządzeniu wirowany dla usunięcia resztek roztworów roboczych a następnie płukany wodą i ponownie wirowany dla osuszenia. Woda używana do płukania produktu jest wykorzystywana w urządzeniu do przygotowania świeżych roztworów roboczych.
Description
PL 240 853 B1
Opis wynalazku
Wielowarstwowe materiały złożone z warstw folii polimerowych połączonych z folią aluminiową są popularnym materiałem opakowaniowym zwanym też materiałem kompozytowym. Podobnie folie polimerowe metalizowane powierzchniowo. Dzięki warstwie metalicznej możliwe jest między innymi efektywniejsze łączenie ze sobą tych warstw oraz nadawanie im dodatkowych cech użytkowych jak zwiększona barierowość np. ograniczenie przepuszczalności powietrza, pary wodnej, światła czy także poprawę walorów estetycznych. W produkcji materiałów wielowarstwowych używa się bardzo często folii lub warstw aluminiowych choć możliwe jest także wykorzystanie innych metali. Odpady takich materiałów wielowarstwowych są trudne do zagospodarowani a ze względu na obecność w nich frakcji metalicznej, która, o ile nie zostanie usunięta, powoduje trudności w ich regranulacji i recyklingu materiałowym. Mechaniczne oddzielanie folii aluminiowej z masy stopionego polimeru jest trudne a pozostawienie jej w regranulacie obniża jego przydatność użytkową. Usuwanie frakcji aluminiowej w odpadach tego typu można realizować drogą chemiczną stosując odpowiednie reagenty, które przekształcają metaliczne aluminium na rozpuszczalne w wodzie sole, które przechodzą do roztworu. Najczęściej jako reagentów używa się tanich i łatwodostępnych kwasów mineralnych takich jak kwas siarkowy czy kwas solny oraz roztworów silnych ługów jak wodorotlenek sodowy czy potasowy. Reagenty te dodatkowo nie uszkadzają polimerowej frakcji przetwarzanego odpadu. Ze względu na amfoteryczne właściwości aluminium rozpuszcza się w roztworach kwasów mineralnych i w roztworach ługów tworząc odpowiednio roztwory odpowiednich soli glinowych i odpowiednich glinianów. W każdym przypadku produktem ubocz nym reakcji rozpuszczania aluminium jest gazowy wodór.
W literaturze patentowej znane jest rozwiązanie pisane w EP1683829 A1 z 2006 służące rozdzielaniu składników folii wielowarstwowych a polegające na wstępnym rozpuszczaniu frakcji aluminiowej rozdrobnionych odpadów wielowarstwowych na gorąco w 10% roztworze NaOH. Obserwowano wtedy samoczynne rozwarstwianie się odpadu po rozpuszczeniu warstwy folii aluminiowej spajającej inne warstwy odpadu. Otrzymana zawiesina rozdrobnionej folii była filtrowana i myta wodą a po wprowadzeniu jej do wody następował grawitacyjny podział odpadu na frakcje lżejsze od wody jak PE i PP oraz frakcje opadające jak PET. Dalszy rozdział polimerów na poszczególne rodzaje prowadzono poprzez selektywne rozpuszczanie w rozpuszczalnikach organicznych.
Inną technikę chemicznego rozpuszczania warstwy aluminiowej podano w DE10102554. Opisano tam instalację do recyklingu kompozytów zawierających aluminium, która składa się zasadniczo ze szczelnego z prostego reaktora zbiornikowego podobnego do Aparatu Kippa. Jest on połączony u góry ze zbiornikiem roztworu ługu sodowego, który wprowadza się stopniowo do reaktora wypełnionego odpadami. Dopływ roztworu ługu można kontrolować za pomocą zaworu. W reaktorze działającym okresowo umieszcza się rozdrobnione odpady. Czas przebywania odpadów w ługu zależy od szybkości rozpuszczania się aluminium. Aluminium przekształca się na wodorotlen ek glinu i wytrąca się a powstający w tej reakcji wodór opuszcza reaktor rurą. Po reakcji pozostałości substratu (tworzywa sztuczne, papier, pozostałości farby) są oddzielane od ługu, który można ponownie wykorzystać. Wytrącony wodorotlenek glinu jest oczyszczany za pomocą wody. Opisane urządzenie uniemożliwia pracę ciągłą a autorzy nie przewidzieli konieczności zagospodarowania bardzo dużych ilości ciepła reakcji roztwarzania aluminium w ługu.
Rozdzielanie odpadów wielowarstwowych, laminowanych materiałów opakowaniowych na bazie papieru jest opisane w US 2012267324 A1. Rozdzielanie prowadzone jest okresowo poprzez traktowanie rozdrobnionych odpadów roztworem wodnym: siarczynu sodowego (Na 2SO3), siarczanu sodowego (Na2SO4) i wodorotlenku sodowego (NaOH) przy ciągłym, długotrwałym mieszaniu. Następnie zawiesina poddawana jest rozdzieleniu na frakcję opadającą zawierającą aluminium i celulozę, które oddziela się, filtruje i odpłukuje frakcje aluminiową roztworem wodorotlenku sodowego lub kwasu mineralnego.
Do oddzielania folii aluminiowej z materiałów wielowarstwowych proponowano też kwasy organiczne w celu osłabienia adhezji warstw i doprowadzenia do ich rozdzielenia się. Wspomina się o tym w kilku publikacjach np.: Olafsson, G.; Jagerstad, M.; Oste, R.; Wesslin, B. Delamination of polyethylene and aluminum foil layers of laminated packaging material by acetic acid. J. Food Sci. 1993, 58, 215-219. Opis takiej metody znajduje się w patencie US 5421526 A z 1995 r. Autorzy proponują użycie do rozdzielania folii wielomateriałowych kwasu octowego i/lub mieszanin prostych, lotnych kwasów organicznych. Nie opisują jednak ani urządzenia do tego procesu ani jak
PL 240 853 B1 należy doczyszczać poszczególne frakcje. Użycie do rozwarstwiania wielowars twowych kompozytów przy pomocy kwasów organicznych i dodatkowo wobec rozpuszczalników organicznych, które miałyby spulchniać warstwy polimerowe i ułatwiać penetrację kwasów do warstwy aluminiowej opisano w CN101797574 B, z 2012 r. Podobny sposób opisany jest w patencie WO2015169801 A1 przy czym opisuje się tam metodę recyklingu odpadów kompozytów wielowarstwowych typu Tetra Pak i zaleca stosowanie dodatkowo środka powierzchniowo czynnego w mieszaninie roztwarzającej a sama mieszanina roztwarzająca ma postać emulsji. Samo urządzenie zasadniczo opisane jest lakonicznie bez wskazania sposobu rozdzielania poszczególnych składników / frakcji wyjściowego odpadu.
Przedstawione rozwiązania nie umożliwiają ciągłego prowadzenia procesu oddzielania aluminium z odpadu materiału kompozytowego, nie wyjaśniają jak radzić sobie z ogromnymi ilościami ciepła wywiązującego się podczas roztwarzania aluminium w ługach lub w kwasach.
Wynalazek jest wolny od wad innych zbliżonych rozwiązań i umożliwia ciągłe przetwarzanie odpadu polegające na efektywnym usuwaniu z odpadu frakcji aluminiowej i pozyskiwanie czystych frakcji polimerowych. Urządzenie przedstawiono na Fig. 1. Składa się z ustawionych szeregowo trzech reaktorów 1, 2 i 3 z których reaktor 1 służy do końcowego, pełnego przereagowania resztek ługu w roztworze roboczym. Reaktory te są to reaktory zbiornikowe i nie mają części ruchomych. Na Fig. 2 pokazano schemat konstrukcyjny pojedynczego reaktora. Na początku instalacji znajduje się dodatkowo zbiornik magazynowy surowca 4 o konstrukcji podobnej do konstrukcji reaktorów. Transport oczyszczanego surowca pomiędzy zbiornikiem magazynowym i reaktorami odbywa się metodą hydrauliczną. Pompy 5, 6, 7 i 8 pobierają przefiltrowaną ciecz roboczą z odpowiednich reaktorów i tłoczą ją do odpowiednich kanałów transportowych: 9, 10, 11 i 12. Do strumieni cieczy w kanałach transportowych 9, 10, 11 i 12 jest zasysana zawiesina cząstek surowca z dna zbiornika magazynowego lub reaktora odpowiadającemu danemu kanałowi transportowemu.
Kanały transportowe mają niżej umiejscowione wyloty podające: 9a, 10a, 11a i 12a skierowane ku kolejnym reaktorom oraz wyżej umieszczone wyloty zawracające: 9b, 10b, 11b i 12b skierowane ku odpowiednim reaktorom wyjściowym. Wyloty podające: 9a, 10a, 11a i 12a służą do przenoszenia surowca do kolejnego etapu obróbki a wyloty zawracające: 9b, 10b, 11b i 12b służą do zawracania nadmiaru surowca do wyjściowych reaktorów. Gdy dany reaktor: 1,2 lub 3 osiąga stan napełnienia rozdrobnionym surowcem to odpowiedni wylot podający napełniony jest surowcem a zawiesina w całości wraca do wyjściowego reaktora wylotem zawracającym. W górnej części kanałów transportowych znajdują się chłodnice zwrotne: 13, 14, 15 i 16 zasilane chłodną wodą i wykraplające parę wodną ze strumienia gazów.
Kondensat wodny ścieka z chłodnicy w dół do kanału transportowego i dalej do odpowiedniego wylotu. W reakcjach zachodzących w reaktorach wydziela się wodór, który opuszcza reaktory wychodzi wylotami zawracającymi, przechodzi przez chłodnice zwrotne i trafia do wspólnego kolektora 17. Strumień wodoru kierowany jest kolektorem 17 do kanału wyrzutowego 18 gdzie miesza się ze strumieniem powietrza 19 i rozcieńcza osiągając bezpieczne stężenie poniżej stężenia zapłonu wodoru. Przerabiany w instalacji materiał przechodząc kolejno ze zbiornika magazynowego 4 do reaktorów 1, 2 i 3 gdzie pozbywa się stopniowo frakcji aluminium i z ostatniego reaktora 3 trafia wylotem podającym 12a do wirówki dekantacyjnej 20 gdzie odwirowany jest roztwór reagenta. Odwirowany materiał trafia dalej do płuczki 21 gdzie myty jest w strumieniu wody 22 i po odwirowaniu opuszcza instalację jako oczyszczony produkt strumieniem 23. Woda wykorzystana do mycia trafia do zbiornika ługu 24 gdzie służy do wytworzenia roztworu reagenta do rozpuszczania aluminium, a roztwór reagenta wprowadzany jest do reaktora 3 przewodem 25. Reaktory 1, 2 i 3 są częściowo wypełnione roztworami reagentów. Roztwory reagentów przepływają grawitacyjnie od reaktora 3 do reaktora 2 dalej do reaktora 1 i z niego do zbiornika magazynowego surowca 4 a z niego do zbiornika wyrównawczego 26. Zużyty roztwór roboczy opuszcza zbiornik wyrównawczy 26 przelewem 27 i kierowany jest do zagospodarowania. Zbiornik magazynowy 4 zasilany jest strumieniem 28 przygotowanego wcześniej surowca. Przygotowanie surowca polega na jego rozdrobnieniu i ewentualnym umyciu. Ogólną wydajność przerobu urządzenia reguluje się za pomocą zaworu 29. Roztwór roboczy odwirowany w wirówce dekantacyjnej 20 jest zawracany do reaktora 3 przewodem 30. Przepływ roztworu roboczego z reaktora 3 do reaktora 2 odbywał się przewodem 31. Przepływ roztworu roboczego z reaktora 2 do reaktora 1 odbywał się przewodem 32. Przepływ roztworu roboczego z reaktora 1 do zbiornika magazynowego surowca odbywał się przewodem 33.
PL 240 853 B1
Zużyty roztwór roboczy opuszcza zbiornik magazynowy surowca przewodem 34 i przechodzi do zbiornika wyrównawczego 26.
Na Fig. 2 przedstawiono szczegóły konstrukcyjne reaktora 1. Na stożkowym dnie reaktora znajduje się ażurowa przegroda filtracyjna 35 wydzielająca z przestrzeni reaktora komorę filtrową 36 z cieczą roboczą bez cząstek surowca. Z przestrzeni tej pompa 6 pobiera klarowną ciecz roboczą i wtłacza ją do kanału transportowego 10 dyszą 37. W połowie cylindrycznej części reaktora znajduje się filtr boczny 38 przez który sklarowany roztwór roboczy przepływa grawitacyjnie do wcześniejszego w szeregu zbiornika magazynowego przewodem 33. Jednocześnie do reaktora 1 dopływa roztwór roboczy z kolejnego w szeregu reaktora 2 kanałem 32. Poziom roztworu roboczego w reaktorach i w zbiorniku magazynowym znajduje się w połowie ich wysokości. Poziom 39 roztworu roboczego w reaktorze zaznaczono linią przerywaną. W górnej części reaktora znajduje się wejście 9a wlotu strumienia podawanego i wejście 10b wlotu strumienia zawracającego.
Na Fig. 3 pokazano przekrój A-A poprzeczny reaktora 1 na wysokości filtra bocznego. Przegroda filtracyjna 40 filtra bocznego 38 znajduje się przy bocznej ścianie reaktora 1, wydziela przestrzeń filtratu filtra bocznego 41 z której przefiltrowana ciecz robocza przepływa kanałem 33 do zbiornika magazynowego 4. Ciecz robocza dopływa do reaktora 1 z reaktora 2 przewodem 32.
P r z y k ł a d 1
Do zbiornika magazynowego 4 jest wprowadzany surowiec w postaci rozdrobnionych do rozmiarów nie większych niż 14 mm wielowarstwowych odpadów folii polimerowych zawierających warstwę aluminiową oraz polietylenową (PE) i polipropylenową (PP). Udział wagowy aluminium w odpadzie wynosił 10%. Odpad podawany był z szybkością 550 kg/godz. Surowiec prawie całkowicie wypełniał zbiornik magazynowy 4 i pod własnym ciężarem opadał aż do dna zbiornika. Poziom cieczy roboczej utrzymywano w połowie cylindrycznej części zbiornika magazynowego 4. Pompa 5 pobierała nieduży strumień cieczy z komory filtrowej i wymuszała ruch wodnej zawiesiny cząstek surowca z wylotu w dnie zbiornika magazynowego 4 do kanału transportowego 9 i dalej tym kanałem do wylotu podającego 9a i do reaktora 1. Gdy reaktor 1 był napełniony surowcem to kanał wylotowy podający 9a stawał się niedrożny a zawiesina cząstek surowca przepływała wyżej w kanale transportowym 9 i wylotem zawracającym 9b, umiejscowionym nieco wyżej w kanale transportowym 9 wracała do zbiornika magazynowego 4, który był zbiornikiem wyjściowym dla tego strumienia zawiesiny cząstek surowca w kanale transportowym 9. Gdy poziom surowca w reaktorze 1 obniżał się to wlot podający do tego reaktora udrażniał się i zawiesina ponownie płynęła do reaktora 1 zamiast do zbiornika magazynowego 4. Rozwiązanie to zastosowane analogicznie w pozostałych reaktorach umożliwiało automatyczną kontrolę ilości surowca przepływającego pomiędzy reaktorami i przez to także średni czas przebywania surowca w każdym reaktorze. Ogólną wydajność surowca przechodzącego przez układ rozdzielania regulowano za pomocą zaworu 29. Zawiesina z reaktora 3 była podawana kanałem transportowym 12 i wylotem podającym 12a do wirówki dekantacyjnej 20 działającej w sposób ciągły. Odwirowany w niej rozdrobniony odpad pozbawiony aluminium był podawany do płuczki 21 gdzie był myty czystą wodą podawaną strumieniem 22 w ilości 300 kg/godz. i odwirowany z nadmiaru wody. Wilgotne cząstki surowca polimerowego wychodzące strumieniem 23 z płuczki 21 były produktem końcowym. Uzyskiwano 562 kg/godz. produktu o wilgotności 11%. Jako środka rozpuszczającego aluminium w surowcu wykorzystano wodorotlenek sodowy (NaOH) podawany do zbiornika 24 ługu z szybkością 74 kg/godz. Tworzący się w zbiorniku 24 roztwór wodorotlenku sodowego o stężeniu ok 20% wag. był podawany do reakt ora 3 w ilości ok. 374 kg/godz . poprzez przewód 25 i przewód 30. W reaktorze 3 zachodziła reakcja metalicznego glinu w cząstkach surowca z wodnym roztworem wodorotlenku sodowego, która prowadziła do rozpuszczania się glinu i powstawania rozpuszczalnego w w odzie glinianu sodowego. Nadmiar roztworu roboczego w reaktorze 3 przepływał do reaktora 2 grawitacyjnie przewodem 31 i dalej do reaktora 1, zbiornika magazynowego 4 i zbiornika wyrównawczego 26 przewodami odpowiednio 32, 33 i 34.
W reaktorze 3 następowało rozpuszczenie resztek aluminium pozostających w przerabianym surowcu. W reaktorze 2 wodorotlenek sodowy dalej rozpuszczał aluminiową frakcję w surowcu a nadmiar roztworu roboczego przepływał grawitacyjnie do reaktora 1 przelewem 32. Pozostałe w roztworze roboczym resztki aktywnego wodorotlenku sodowego reagowały ze świeżą porcją surowca, zawierającego najwięcej aluminium, w reaktorze 1. W reaktorze 1 następowało pełne zużycie zastosowanego wodorotlenku sodowego i roztwór roboczy opuszczający reaktor 1 przelewem 33 do zbiornika magazynowego zawierał wyłącznie wodny roztwór glinianu sodowego. Nadmiar
PL 240 853 B1 tego roztworu przepływał ze zbiornika magazynowego 4 do zbiornika wyrównawczego 26 w ilości ok. 345 kg/godz. Roztwór ten był dalej poddawany obróbc e chemicznej i fizycznej dla odzyskania związków glinu znanymi metodami. W reaktorach 3 i 2 a także w reaktorze 1 wywiązywał się gazowy wodór jako produkt reakcji wodnego roztworu wodorotlenku sodowego z aluminium. Ilość tworzącego się wodoru nie była mierzona w instalacji ale obliczono, że powstawało go 5,5 kg/godz. co przy gęstości wodoru wynoszącej 0,082 kg/m3 dawało 67 m3 wodoru/godz. Aby rozcieńczyć ten strumień wodoru poniżej progu wybuchowości do komina wyrzutowego 18 podawano dodatkowo strumień powietrza 19 w ilości 3400 m3/godz.
Reakcji rozpuszczania aluminium w roztworze ługu towarzyszył silny efekt cieplny związany z chemicznym utlenianiem się aluminium. Wydzielające się ciepło powodowało zagrzewanie się mieszaniny reakcyjnej do temperatury 100°C, wrzenie mieszaniny reakcyjnej i powstawanie strumienia pary wodnej w każdym z reaktorów. Para wodna opuszczająca reaktory wraz ze strumieniem wodoru powodowała silne rozcieńczanie resztek powietrza w surowcu i zabezpieczała wnętrze reaktora przed zapalaniem się wodoru. Para kondensując w chłodnicach zwrotnych 13, 14, 15 i 16 na kanałach transportowych tworzyła kondensaty ściekający z powrotem do odpowiednich reaktorów.
W oczyszczonej frakcji surowca w końcowym strumieniu 21 stwierdzono zawartość aluminium w ilości 0,02% wag. Osiągnięto eliminację 99,98% aluminium.
Wykaz oznaczeń
Fig. 1
- Reaktor1
- Reaktor2
- Reaktor3
- Zbiornik magazynowy surowca
- Pompa5
- Pompa6
- Pompa7
- Pompa8
- Kanał transportowy 9
9a - Wylot podający 9a
9b - Wylot zawracający 9b
- Kanał transportowy 10
10a - Wylot podający 10a
10b - Wylot zawracający 10b
- Kanał transportowy 11
11a - Wylot podający 11a
11b - Wylot zawracający 11b
- Kanał transportowy 12
12a - Wylot podający 12a
12b - Wylot zawracający 12b
- Chłodnica zwrotna13
- Chłodnica zwrotna14
- Chłodnica zwrotna15
- Chłodnica zwrotna16
- Kolektor wodoru
- Kanał wyrzutowy
- Strumień powietrza
- Wirówka dekantacyjna
- Płuczka
- Strumień wody
- Strumień produktu
- Zbiornik ługu
- Przewód reagenta
- Zbiornik wyrównawczy
- Przelew zużytego roztworu roboczego
Claims (7)
- PL 240 853 B128 - Strumień surowca29 - Zawór30 - Przewód roztworu roboczego odwirowanego w wirówce dekantacyjnej31 - Przewód roztworu roboczego z reaktora 3 do reaktora 232 - Przewód roztworu roboczego z reaktora 2 do reaktora 133 - Przewód roztworu roboczego z reaktora 1 do zbiornika magazynowego surowca34 - Przewód roztworu roboczego ze zbiornika magazynowego surowca do zbiornika wyrównawczegoFig. 235 - Przegroda filtracyjna36 - Komora filtrowa37 - Dysza38 - Filtr boczny39 - PoziomFig. 340 - Przegroda filtracyjna filtra bocznego41 - Przestrzeń filtratu filtra bocznego.Zastrzeżenia patentowe1. Urządzenie do usuwania frakcji aluminiowej z wielomateriałowych surowców odpadowych w sposób ciągły metodą chemicznego, selektywnego rozpuszczania aluminium znamienne tym, że urządzenie złożone jest z przynajmniej dwóch korzystnie z trzech reaktorów ze stożkowym dnem i ze stożkową przegrodą filtracyjną a także z filtrem bocznym, połączonych w dolnej części z kanałami transportowymi posiadającymi po dwa przelewy umiejscowione na różnych wysokościach i wyposażone w chłodnice zwrotne oraz ze zbiornika magazynowego surowca połączonych szeregowo i w których proces prowadzony jest w sposób ciągły i przeciwprądowo w taki sposób, że surowiec rozdrobniony wstępnie do wielkości od 0,5 cm do 6,0 cm korzystnie od 1,0 cm do 1,5 cm podawany jest do zbiornika magazynowego skąd przechodzi kolejno przez przynajmniej dwa a maksymalnie pięć reaktorów w których kontaktuje się z gorącym roztworem wodorotlenków alkalicznych korzystnie z roztworem wodorotlenku sodowego o temperaturze w przedziale od 40°C do 100°C korzystnie w przedziale od 75°C do 100°C przepływającym pomiędzy reaktorami w przeciwnym do kierunku przepływu rozdrobnionego surowca.
- 2. Urządzenie wg zastrz. 1 znamienne tym, że umożliwia całkowite zużycie zastosowanego wodorotlenku dzięki zapewnieniu kontaktu w reaktorze 1 roztworu roboczego o najmniejszej ilości wodorotlenku z nadmiarem aluminium z świeżym surowcem o największej zawartości aluminium wprowadzanym do reaktora 1.
- 3. Urządzenie wg zastrz. 1 znamienne tym, że zapewniona jest kontrola temperatury procesu dzięki zastosowaniu chłodnic zwrotnych na strumieniach oparów wyprowadzanych z reaktorów wraz ze strumieniami wodoru i zawracanie kondensatu do reaktorów.
- 4. Urządzenie wg zastrz. 1 znamienne tym, że transport rozdrobnionego surowca w formie zawiesiny wodnej pomiędzy stopniami realizowany metodą transportu hydraulicznego wymuszanego dyszami.
- 5. Urządzenie wg zastrz. 1 znamienne tym, że reaktory i zbiornik magazynowy są ze sobą połączone tworząc naczynie połączone dla zapewnienia grawitacyjnego przepływu roztworu roboczego pomiędzy nimi.
- 6. Urządzenie wg zastrz. 1 znamienne tym, że poziom wypełnienia reaktora i zbiornika magazynowego jest utrzymywany na zadanej wartości poprzez kontrolę poziomu cieczy w zbiorniku wyrównawczym.
- 7. Urządzenie wg zastrz. 1 znamienne tym, że połowiczne wypełnienie reaktorów roztworem roboczym umożliwia łatwe odgazowanie reaktorów.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL427760A PL240853B1 (pl) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Urządzenie do usuwania frakcji aluminiowej z wielomateriałowych surowców odpadowych |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL427760A PL240853B1 (pl) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Urządzenie do usuwania frakcji aluminiowej z wielomateriałowych surowców odpadowych |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL427760A1 PL427760A1 (pl) | 2020-05-18 |
PL240853B1 true PL240853B1 (pl) | 2022-06-13 |
Family
ID=70725723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL427760A PL240853B1 (pl) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Urządzenie do usuwania frakcji aluminiowej z wielomateriałowych surowców odpadowych |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL240853B1 (pl) |
-
2018
- 2018-11-14 PL PL427760A patent/PL240853B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL427760A1 (pl) | 2020-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107001683B (zh) | 一种成箱或未成箱的铝塑包装成分的分离回收利用工艺及相关设备 | |
US8283178B2 (en) | Method and apparatus for removing halogen hydracids from biomass hydrolysates | |
NL2023243B1 (en) | Waste water treatment | |
CN100582080C (zh) | 环氧酯废水回用处理方法 | |
JP2006205160A (ja) | 層廃フィルムのリサイクル方法 | |
CN216549700U (zh) | 一种高氯酸钾废水蒸发装置 | |
JP4637551B2 (ja) | Pvc(塩化ビニリデンも),petを含む混合プラスチックやアルミ複合フイルム等から有用物質の分離法 | |
BRPI0719408B1 (pt) | "método de produção de produto alvejante à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência" | |
PL240853B1 (pl) | Urządzenie do usuwania frakcji aluminiowej z wielomateriałowych surowców odpadowych | |
CN104291542A (zh) | 一种原油储罐罐底淤泥清除回收设备及方法 | |
CN101302438A (zh) | 含碱性杂质的酸溶性油的除碱方法及装置 | |
AU658660B2 (en) | Method and apparatus for separating molten particles from a stream of gas | |
CN208995416U (zh) | 一种四溴双酚a生产装置 | |
CN112157116A (zh) | 一种废旧手机保护膜处理装置及方法 | |
CN110314500B (zh) | 一种湿法脱酸的设备及方法 | |
CZ2004868A3 (cs) | Způsob úpravy kapalin, zejména čištění kontaminované vody, a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
JP2009256161A (ja) | 塩化水素ガス液化濃縮装置 | |
CN103736385A (zh) | 回收烟气中二氧化硫的系统和方法 | |
CN113856429B (zh) | 一种基于资源化利用的镁法脱硫装置及方法 | |
CN102872667A (zh) | 2-萘酚碱熔尾气处理工艺 | |
CN216779097U (zh) | 一种延长运行周期的双级活塞推料离心机 | |
US20220297026A1 (en) | Clog free condensation system for pyrolysis vapor of pet containing polymer | |
RU2104080C1 (ru) | Способ очистки газов, в частности топочных газов, с применением пенообразующего реактива и установка для осуществления способа | |
US20230036469A1 (en) | Process for recycling laminated polymer packaging comprising aluminium | |
CN105980027B (zh) | 从单乙二醇(meg)进料流去除二价离子 |