TWI429740B - 由含鋁與塑膠之混合物質回收鋁及產製燃油的方法與裝置 - Google Patents

由含鋁與塑膠之混合物質回收鋁及產製燃油的方法與裝置 Download PDF

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Description

由含鋁與塑膠之混合物質回收鋁及產製燃油的方法與裝置
本發明係與回收含鋁與塑膠之混合物質有關，特別是關於一種由含鋁箔廢塑膠同時回收鋁及產製燃油的方法與裝置。
目前針對回收含鋁箔廢塑膠的方式，例如美國專利US 6,310,264，係揭露一種處理包含有鋁及塑膠之材料的方法(Method for Processing Material Comprising Aluminum and Plastic)，其係藉由旋轉式裂解爐為載具，且並未對裂解之後所產生的蠟進行處理，而所產生的蠟將會影響鋁的回收效率。
請再參考美國專利US 6,193,780，係揭露一種從使用過的含鋁塑膠袋回收鋁及能源的流程及裝置(Process and Apparatus for The Recovery of Aluminum and Energy from Used Aluminum-Plastic Packages)，其係利用拖盤固定式的裂解爐對廢料進行裂解，但卻沒有對裂解後所產生的蠟進行處理，或者是以兩段式裂解進行補強，不但影響鋁回收的效率，更延長了整個程序的工時。
而中華民國發明專利證書號084188，係揭露一種從廢鋁箔包回收鋁箔的方法及其裝置，其係以氣化之方法藉由氣化爐當作載具，且並無對裂解後所產生的蠟進行回收或是處理，且其技術特徵係僅強調對鋁的回收，並無法同時回收燃油，造成資源的浪費。
再者，請參考中華民國發明專利公開號200602498，係揭露一種直接還原方法，其係藉由旋轉式流體化床當作載具，而操作溫度必須大於800℃且處於好氧環境下，且其技術特徵在於強調對鋁的回收，因此較容易產生氧化，且鋁的熔點約600℃，在800℃的高溫下容易液化，對於回收而言較不方便。
另，請再參考中華民國發明專利證書號438893，係揭露一種處理包含金屬及有機物材料的方法，其係操作溫度必須大於600℃，且對鋁的處理方式必須先經過熔融處理再經冷凝之後形成固態鋁，處理程序較為繁複。
由上述的現有技術可看出，對於廢棄物中鋁的回收都必須在超過鋁之熔點的高溫下進行，且亦無對裂解後所產生的蠟進行處理，或者是在回收鋁的同時並無法回收燃油，因此造成浪費資源且降低回收鋁的效率。
基於上述問題，發明人提出了一種由含鋁與塑膠之混合物質同時回收鋁及產製燃油的方法與裝置，以克服現有技術的缺陷。
本發明目的在於提供一種由含鋁與塑膠之混合物質(如含鋁箔廢塑膠)回收鋁及產製燃油的方法與裝置，係利用如篩網的篩選器，以震盪或風選方式對固態鋁及床砂進行篩選與回收利用，在回收產製燃油的同時，更能達到提高回收鋁的效率。
為達上述目的，本發明係提供一種由含鋁與塑膠之混合物質回收鋁及產製燃油的裝置，包含：一裂解器，內部儲置有床砂，例如石英砂，且該裂解器具有一入料口及一出料口，該入料口接收若干待裂解物件，該待裂解物件為含鋁與塑膠之混合物質，該裂解器具有一加熱器，該加熱器特別是佈設於該裂解器周圍，使該裂解器內部溫度調整到450℃到550℃範圍之間，且該裂解器內部成一缺氧環境；一閘閥，其一端連接該出料口，該閘閥為自動控制方式進行閘控；一第一輸送機，設置在鄰近該閘閥遠離該出料口的一端，且該第一輸送機周圍佈設有一冷卻器；一篩選器，設置在該第一輸送機的一輸出端處。
其中，該裂解器的該入料口設置有一第二輸送機，該入料口鄰近第二輸送機的一輸出端，該第二輸送機的一輸入端設置有一進料器，該裂解器更具有一排氣口及一回流口，該排氣口連通一除蠟器，該除蠟器再連通一排灰器，該排灰器則連通該回流口，且該排灰器另連通一集灰槽，該除蠟器更連通一冷凝器，該冷凝器另連通一儲油槽及一集氣器或燃燒器。
該篩選器更進一步連通該進料器，該篩選器為一篩網，並以震盪或風選方式進行篩選。
為達上述目的，本發明係提供一種由含鋁與塑膠之混合物質回收鋁及產製燃油的方法，其步驟包含：將待裂解物件投入一進料器進行一預先處理，該待裂解物件為含鋁與塑膠之混合物質；經預先處理後的含鋁與塑膠之混合物質輸出至一第二輸送機的一輸入端，並由該第二輸送機將經預先處理後的含鋁箔廢塑膠輸送至該第二輸送機的一輸出端，並將經預先處理後的含鋁箔廢塑膠從一裂解器的一入料口輸入；該裂解器藉由一加熱器將內部溫度調整至450℃到550℃範圍之間，並處於一缺氧環境，且經預先處理後的含鋁與塑膠之混合物質在該裂解器內與床砂混合進行裂解作用，而產出包含固態鋁與床砂之混合產物及氣體狀塑膠的裂解物；包含固態鋁與床砂之混合產物藉由與該裂解器之一出料口相連接的一閘閥控制而輸出到一第一輸送機的一輸入端；該第一輸送機將包含固態鋁與床砂之混合產物輸送至位在該第一輸送機之一輸出端處的篩選器；該篩選器對包含固態鋁與床砂之混合產物進行篩選，並篩選出細鋁以進行回收。
其中，該預先處理是對含鋁廢塑膠進行破碎，而形成約3mm~3cm大小的碎片；該裂解器可選擇性地連接一預熱器，將流體化的惰性氣體預熱後導入至該裂解器內並進行加熱；該第一輸送機在輸送鋁與床砂之混合產物時，同時地受佈設在該第一輸送機周圍的一冷卻器進行冷卻；該篩選器對包含固態鋁與床砂之混合產物進行篩選後，篩選出的床砂回流至該進料器。
該篩選器是以震盪或風選方式對包含固態鋁與床砂之混合產物進行篩選，該閘閥是以自動控制方式進行閘控以控制出料之速度。
在該裂解器進行裂解作所產生的氣體狀塑膠經由該排氣口排出以供產製燃油。氣體狀塑膠經由該裂解器的一排氣口連通到一除蠟器進行除蠟操作，並產出蠟及灰，之後蠟及灰再經與該除蠟器連接的一排灰器進行除灰操作，使蠟經該裂解器的一回流口而回流至該裂解器內進行再裂解，灰則進入到一集灰槽進行收集。
雖然本發明使用了幾個較佳實施例進行解釋，但是下列圖式及具體實施方式僅僅是本發明的較佳實施例；應說明的是，下面所揭示的具體實施方式僅僅是本發明的例子，並不表示本發明限於下列圖式及具體實施方式。
請同時參考圖1及圖2，其中，圖1係表示本發明由含鋁與塑膠之混合物質(如含鋁箔廢塑膠)同時回收鋁及產製燃油之裝置的結構示意圖，圖2係表示本發明由含鋁與塑膠之混合物質(如含鋁箔廢塑膠)同時回收鋁及產製燃油之方法的方塊圖。
由含鋁與塑膠之混合物質同時回收鋁及產製燃油的裝置1主要包含一裂解器2、一閘閥3、一第一輸送機4及一篩選器5。
裂解器2內部儲置有床砂20，且裂解器具有一入料口21及一出料口22，入料口21接收若干待裂解物件，而待裂解物件即為含鋁與塑膠之混合物質，如含鋁箔廢塑膠，其中塑膠如聚乙烯(polyethylene，PE)或聚丙烯(polypropylene，PP)等，裂解器2具有一加熱器25，加熱器25特別是佈設於該裂解器2周圍，藉以使裂解器2內部溫度調整到450℃到550℃範圍之間，避免達到鋁的熔點600℃導致鋁的液化，裂解器2可選擇性地連接一預熱器10，由於預熱器10是使用流體化的惰性氣體預熱後導入至裂解器2內並進行加熱，因此更容易使裂解器2內部成一缺氧環境，以避免含鋁與塑膠之混合物質在裂解過程中產生氧化作用。含鋁與塑膠之混合物質在裂解器2中進行裂解處理後，產生混合產物以及氣體狀塑膠。其中混合產物包含固態鋁與部分之床砂。
閘閥3其一端連接裂解器2的出料口22，以控制裂解處理後的包含固態鋁與部分之床砂之混合產物的出料，可以自動控制方式進行閘控以控制出料速度。
第一輸送機4可為定量的螺旋輸送機，設置在鄰近閘閥3遠離出料口22的一端，用以輸送經裂解處理後的前述之混合產物，且第一輸送機4周圍可選擇性地佈設有一冷卻器43，用以對前述之混合產物進行冷卻。
一篩選器5可為一篩網，並使用震盪或風選方式對前述之混合產物進行篩選以回收固態鋁並分離出床砂，篩選器5設置在第一輸送機4的一輸出端42處，且篩選器5可選擇性地連通進料器7，以將分離出之床砂輸送至進料器7進行再利用。
另，裂解器2的入料口21設置有一第二輸送機6，入料口21鄰近第二輸送機6的一輸出端62，第二輸送機6的一輸入端61設置有一進料器7；裂解器2更具有一排氣口23及一回流口24，前述之氣體狀塑膠經由排氣口23排出以供產製燃油：排氣口23連通一除蠟器81進行氣體狀塑膠之除蠟操作並產出蠟及灰，除蠟器81再連通一排灰器82進行除灰操作，排灰器82則連通裂解器的回流口24，使蠟經排灰器82及回流口24而回流至該裂解器內進行再裂解，且排灰器82另連通一集灰槽83以收集灰，除蠟器81更連通一冷凝器84以將前述之氣體狀塑膠冷凝出燃油並產生燃氣，冷凝器84另連通一儲油槽85或一集氣器86以回收燃氣。
本發明由含鋁箔廢塑膠同時回收鋁及產製燃油之方法，其步驟如下：步驟S1：將含鋁與塑膠之混合物質(如含鋁箔廢塑膠)的待裂解物件投入進料器7進行一預先處理；步驟S2：經預先處理後的前述之混合物質輸出至第二輸送機6的輸入端61，並由第二輸送機6將經預先處理後的前述之混合物質輸送至第二輸送機6的輸出端62，並將經預先處理後的前述之混合物質從內部儲置有床砂(如石英砂)之裂解器2的入料口21輸入；步驟S3：裂解器2藉由佈設在周圍之加熱器25將內部溫度調整至450℃到550℃範圍之間，並處於缺氧環境，且經預先處理後的前述之混合物質在裂解器2內與床砂混合進行裂解作用，而產出固態鋁與部分之床砂之混合產物及氣體狀塑膠的裂解物；步驟S4：固態鋁與床砂之混合產物藉由與裂解器2之出料口22相連接的閘閥3控制而輸出到第一輸送機4的輸入端41；步驟S5：第一輸送機4將前述之混合產物輸送至位在第一輸送機4之輸出端42處的篩選器5；步驟S6：篩選器5對前述之混合產物進行篩選，並篩選出固態鋁以進行回收。
其中，在步驟S1中的預先處理(步驟S11)，是對含鋁與塑膠之混合物質進行破碎，而形成約3 mm~3 cm大小的碎片；在步驟S2中，可選擇性地以預熱器10將流體化的惰性氣體預熱後導入至裂解器2內並進行加熱(步驟S21)；在步驟S5中，第一輸送機4在輸送固態鋁與床砂之混合產物時，同時可選擇性地受佈設在第一輸送機4周圍的冷卻器43進行冷卻(步驟S51)；在步驟S6中，該篩選器5使用震盪或風選方式對該混合產物進行篩選，並可選擇性將篩選出的床砂回流至該進料器7。
在步驟S3中，裂解器2進行裂解作所產生的氣體狀塑膠，經由裂解器2的排氣口23連通到除蠟器81進行除蠟操作，並產出蠟及灰，之後，蠟及灰再經與除蠟器81連接的排灰器82進行除灰操作，使蠟經裂解器2的回流口22而回流至裂解器2內進行再裂解，灰則進入到集灰槽83進行收集；而通過除蠟器81所產生的氣體狀蠟，則通過冷凝器84的冷凝作用，所產生的燃油則流入儲油槽85中儲存回收，另產生的燃氣則由集氣器86進行收集回收利用或者是集氣器至他處另行運用(步驟S31)。
藉由上述結構與方法，以簡單的篩選結構即可對固態鋁及床砂進行回收，不但操作簡單，而且能得到較多的回收鋁，提高鋁的回收效率。
雖然本發明以相關的較佳實施例進行解釋，但是這並不構成對本發明的限制。應說明的是，本領域的技術人員根據本發明的思想能夠構造出很多其他類似實施例，這些均在本發明的保護範圍之中。
1．．．由含鋁與塑膠之混合物質同時回收鋁及產製燃油之裝置
2．．．裂解器
20．．．床砂
21．．．入料口
22．．．出料口
23．．．排氣口
24．．．回流口
25．．．加熱器
3．．．閘閥
4．．．第一輸送機
41．．．輸入端
42．．．輸出端
43．．．冷卻器
5．．．篩選器
6．．．第二輸送機
61．．．輸入端
62．．．輸出端
7．．．進料器
81．．．除蠟器
82．．．排灰器
83．．．集灰槽
84．．．冷凝器
85．．．儲油槽
86．．．集氣器
10．．．預熱器
步驟S1~S5依據本發明的方法步驟
圖1　係表示本發明含鋁箔廢塑膠同時回收鋁及產製燃油之裝置的結構示意圖。
圖2　係表示本發明含鋁箔廢塑膠同時回收鋁及產製燃油之方法的方塊圖。
1．．．由含鋁與塑膠之混合物質同時回收鋁及產製燃油的裝置
2．．．裂解器
20．．．床砂
21．．．入料口
22．．．出料口
23．．．排氣口
24．．．回流口
25．．．加熱器
3．．．閘閥
4．．．第一輸送機
41．．．輸入端
42．．．輸出端
43．．．冷卻器
5．．．篩選器
6．．．第二輸送機
61．．．輸入端
62．．．輸出端
7．．．進料器
81．．．除蠟器
82．．．排灰器
83．．．集灰槽
84．．．冷凝器
85．．．儲油槽
86．．．集氣器
10．．．預熱器

Claims (18)

  1. 一種由含鋁與塑膠之混合物質同時回收鋁及產製燃油之裝置，包含：一裂解器，內部儲置有床砂，且該裂解器具有：一入料口，該入料口接收該混合物質，該裂解器具有一加熱器，該加熱器佈設於該裂解器周圍，使該裂解器內部溫度調整到低於固態鋁的熔點的450℃到550℃範圍之間，且該裂解器內部成一缺氧環境，以對該混合物質進行裂解處理，並產生包含固態鋁與床砂之混合產物，及一氣體狀塑膠；一出料口，其中該混合產物經由該出料口進行出料；以及一排氣口，其中該氣體狀塑膠經由該排氣口排出；一閘閥，其一端連接該出料口；一第一輸送機，設置在鄰近該閘閥遠離該出料口的一端；以及一篩選器，設置在該第一輸送機的一輸出端處。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該含鋁與塑膠之混合物質為含鋁箔廢塑膠，該混合產物包含固態鋁與床砂，且該床砂為石英砂。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的裝置，其中，該氣體狀塑膠經由該排氣口排出以供產製燃油，該第一輸送機用以輸送該混合產物，該篩選器用以篩選該混合產物以回收該固態鋁，該閘閥控制該混合產物的出料並以自動控制 方式進行閘控以控制出料速度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該裂解器的該入料口設置有一第二輸送機，該入料口鄰近第二輸送機的一輸出端，該第二輸送機的一輸入端設置有一進料器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該裂解器更具有一回流口，其中該氣體狀塑膠經由該排氣口排出後更進行除蠟操作，以產出蠟及灰，且該蠟經該回流口而回流至該裂解器內進行再裂解。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的裝置，其中，該排氣口更連通一除蠟器以進行該除蠟操作並產出該蠟及該灰，該除蠟器再連通一排灰器，該排灰器則連通該回流口，且該蠟經該排灰器及該回流口而回流至該裂解器內，該排灰器並進行除灰操作且另連通一集灰槽以收集該灰。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的裝置，其中，該除蠟器更連通一冷凝器以將該氣體狀塑膠冷凝出燃油及產生燃氣，該冷凝器另連通一儲油槽或一集氣器以回收該燃氣。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該篩選器更進一步連通該進料器，且該篩選器更對該混合產物進行篩選分離出床砂，並將該分離出之床砂輸送至該進料器。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該篩選器為一篩網，並以震盪或風選方式進行篩選。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一輸送 機周圍佈設有一冷卻器，用以冷卻該混合產物，且該加熱器佈設於該裂解器周圍。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該裂解器更連接一預熱器，且該預熱器將流體化的惰性氣體預熱後導入至該裂解器內。
  12. 一種由含鋁與塑膠之混合物質同時回收鋁及產製燃油方法，其步驟包含：將含鋁與塑膠之該混合物質的待裂解物件投入一進料器進行一預先處理；經預先處理後的該混合物質輸出至一第二輸送機的一輸入端，並由該第二輸送機將經預先處理後的該混合物質輸送至該第二輸送機的一輸出端，並將經預先處理後的該混合物質從一內部儲置有床砂之裂解器的一入料口輸入；該裂解器藉由一加熱器佈設於該裂解器周圍，將內部溫度調整至低於固態鋁的熔點的450℃到550℃範圍之間，並處於一缺氧環境，且經預先處理後的該混合物質在該裂解器內與該床砂混合進行裂解作用，而產出一混合產物，及氣體狀塑膠；該混合產物藉由與該裂解器之一出料口相連接的一閘閥控制而輸出到一第一輸送機的一輸入端；該第一輸送機將該混合產物輸送至位在該第一輸送機之一輸出端處的篩選器；該篩選器對該混合產物進行篩選，並篩選出固態鋁以進行回收。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該含鋁與塑 膠之混合物質為含鋁箔廢塑膠，該混合產物包含固態鋁與床砂，且該床砂為石英砂。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中，該預先處理是對含鋁與塑膠之該混合物質進行破碎，而形成約3mm~3cm的碎片。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中以一預熱器將流體化的惰性氣體預熱後導入至該裂解器內。
  16. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中以一設在該第一輸送機周圍的冷卻器冷卻該混合產物。
  17. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中，該篩選器以震盪或風選方式對混合產物進行篩選後，篩選出的床砂回流至該進料器。
  18. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中，在該裂解器進行裂解作所產生的氣體狀塑膠，經由該裂解器的一排氣口連通到一除蠟器進行除蠟操作，並產出蠟及灰，之後蠟及灰再經與該除蠟器連接的一排灰器進行除灰操作，使該蠟經該裂解器的一回流口而回流至該裂解器內，該灰則進入到一集灰槽進行收集。
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