CZ2017557A3

CZ2017557A3 - Způsob zpracování nesavých práškových materiálů

Info

Publication number: CZ2017557A3
Application number: CZ2017-557A
Authority: CZ
Inventors: Jiří Dobner
Original assignee: Greiner Packaging International Gmbh
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2019-03-27
Also published as: EP3684522A1; WO2019056033A1

Abstract

Způsob zpracování nesavých práškových materiálů, jako jsou tonery, vosky a polymerní materiály, zejména odpadní, pro následný transport, skladování a využití spočívá v tom, že nesavý práškový materiál se v první fázi smíchá v homogenizéru se savým materiálem o velikosti částic od 1µm do 20 mm a s kapalnou složkou, nebo meziproduktem předzpracování savého materiálu s kapalnou složkou, jako jsou kaly. Takto získaná zhomogenizovaná směs s minimálním hmotnostním podílem kapalné složky 3 % se zhutní stlačením tlakem do 40MPa. Teplota, na niž se při tom stačovaná směs zahřeje, měřená v celém průřezu stlačované směsi, nepřesáhne 80 °C a lokální zvýšení teploty při mechanické změně v průběhu stlačování je limitováno mezní teplotou 350 °C.

Description

Způsob zpracování nesavých práškových materiálů

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zpracování nesavých práškových materiálů, zejména odpadních, pro následný transport, skladování a využití.

Dosavadní stav techniky

V současné době představuje vhodné zpracování nesavých práškových materiálů poměrně značný technologický problém. Konkrétním příkladem může být hledání možností využití odpadního tonerového prášku - odpadu vznikajícího při recyklaci tonerových cartridgí do počítačových tiskáren a kopírek. Odpadní tonerový prášek se v současné době většinou skládkuje s tím, že se řeší možnosti jeho následného využití, z nichž zatím převládá jeho spalování. Jemný prášek je v každém případě třeba vhodným způsobem zpracovat, protože jako takový může být ve vzdušném prostředí výbušný.

Příkladem může být např. úprava odpadního toneru na palivo podle japonského patentu JP 5925542. Odpadní toner se míchá s odpadním olejem a dřevní biomasou (jako je dřevěný prach, třísky, piliny, drcený rýžový nebo papírenský odpad). Připravená směs se pak v tekutém nebo polotekutém stavu vlévá do kotlů či prostorů na pálení. Nedostatkem tohoto postupu je komplikovaná manipulace s tekutým nebo polotekutým palivem nebo při přepravě prášku odpadního toneru k uvedenému zpracování.

Obdobný logistický problém je i u dalšího řešení podle přihlášky Evropského patentu EP 2915652, kde se tonerový prášek zpracovává do podoby plastikářského master batche, Toto řešení jako speciální plastikářská technologie totiž předpokládá vysoce speciální zařízení odvzdušňovaný dvoušnekový vytlačovací stroj. To je ale v místě skladování toneru velmi problematické a pravděpodobně se tedy nebude možné za stávajícího stavu techniky vyhnout problémům spočívajícím v komplikované manipulaci s odpadním tonerovým práškem při jeho přepravě ke zpracování uvedenou plastikářskou technologií.

Podstata vynálezu

K odstranění výše uvedených nedostatků přispívá do značné míry způsob zpracování nesavých práškových materiálů, zejména odpadních, pro následný transport, skladování a využití podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že se nesavý práškový materiál nejprve v první fázi smíchá v homogenizéru se savým materiálem o velikosti částic od 1 pm do 20 mm a s kapalnou složkou, nebo meziproduktem předzpracování savého materiálu s kapalnou složkou, jako jsou kaly. Takto získaná zhomogenizovaná směs s minimálním hmotnostním podílem kapalné složky 3% se potom zhutní stlačením tlakem do 40MPa. Teplota, na niž se stačovaná směs zahřeje, měřená v celém průřezu stlačované směsi, nepřesáhne 80°C a lokální zvýšení teploty při mechanické změně v průběhu stlačování je limitováno mezní teplotou 350°C.

Zhutnění zhomogenizované směsi nesavého a savého práškového materiálu s kapalnou složkou stlačením tlakem do 40MPa se s výhodou provede v rotačním horizontálním peletovacím zařízení s rotačními válci a pevnou či rotační matricí nebo v briketovacím zařízení.

Nesavým materiálem je materiál anorganického původu, organický materiál obsahující polymemí bázi, která je nesavá a kapalné složce odpudivá či neutrální nebo směs takových materiálů anorganického a organického původu. Jedná se především o materiál ze skupiny zahrnující tonery, polypropylény (PP), vosky, polyuretany (PUR), polyetyléntereftallát (PET),

- 1 CZ 2017 - 557 A3 polyoxymetylén (POM), polyamid (PA), polybutyléntereftallát (PBT), houževnatý polystyrén (HIPS), kopolymer akrylonitril- butadien-styrén (ABS), polykarbonát (PC) a to zejména v podobě jejich odpadu.

Savým materiálem je materiál skládající se z organických či anorganických komponent, které mají schopnost se pojit s kapalnou složkou, jako jsou materiály ze skupiny zahrnující obilné šroty, kukuřičný šroty, plevy, mouku, obilný a kukuřičný prach a jejich směsi, slámu, seno a jejich prach, včetně kejdy, biomasy, celulózy, ligninu, škrobu, dřevěného odpadu, papírového prachu, silikagelu, anorganických pěn a vysoušedel s nasákavými vlastnostmi, sorbentů, želatiny a uhelného prachu.

Kapalnou složkou je roztok nebo emulze kyselého, zásaditého nebo neutrálního složení s minimálním hmotnostním podílem vody 5 %.

Hlavní přínos způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje zpracování nesavých práškových materiálů, jako jsou např. odpadní tonery z recyklace tonerových cartridgí do počítačových tiskáren a kopírek přímo v místě jeho skládkování do podoby pelet či jiných zhutněných forem prachových částic a tím významně usnadňuje manipulaci s nimi při následném transportu, skladování i využití. Dalším významným přínosem, je, že se práškový toner či prášková směs po přepracování změní status z výbušný třídy STI, ST2 nebo ST3 na nevýbušný lehce transportovatelný a dále zpracovatelný bez zvýšených nároku na výbušnost, pokud se částice zpětně nerozdrtí do stavu prachu a nevytvoří se tak dokonalá výbušná směs.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Nesavý práškový materiál - v konkrétním příkladném provedení odpadní tonerový prášek z recyklace tonerových cartridgí do počítačových tiskáren a kopírek v množství 40 % hmotnostních se nejprve v první fázi smíchá v homogenizéru se 40 % hmotnostními savého materiálu konkrétně směsi obilného a kukuřičného prachu o velikosti částic do 20 mm a s 20 % hmotnostními kapalné složky - konkrétně vodní emulze s hmotnostním podílem vody minimálně 10%.

Takto získaná zhomogenizovaná směs s hmotnostním podílem kapalné složky 20 % se potom zhutní stlačením tlakem do 40MPa, při čemž teplota, na niž se stačovaná směs zahřeje, měřená v celém průřezu stlačované směsi, nepřesáhne 80°C a lokální zvýšení teploty při mechanické změně v průběhu stlačování je limitováno mezní teplotou 350°C.

Zhutnění zhomogenizované směsi nesavého a savého práškového materiálu s kapalnou složkou stlačením tlakem do 40 MPa se provede v rotačním horizontálním peletovacím zařízení s rotačními válci. Získané pelety jsou vhodné jako pevné palivo.

Příklad 2

Nesavý práškový materiál - v konkrétním příkladném provedení odpadní tonerový prášek z recyklace tonerových cartridgí do počítačových tiskáren a kopírek v množství 30 % hmotnostních se nejprve v první fázi smíchá v homogenizéru se 20 % hmotnostními nesavého materiálu konkrétně směsi polyuretanového prachu o velikosti částic do 10 mm a s 40 % hmotnostními savého materiálu - konkrétně směsi obilného a kukuřičného prachu s 10 % hmotnostními kapalné složky s hmotnostním podílem vody minimálně 10 %.

Takto získaná zhomogenizovaná směs s hmotnostním podílem kapalné složky 10 % se potom zhutní stlačením tlakem do 40 MPa, při čemž teplota, na niž se stačovaná směs zahřeje, měřená

-2CZ 2017 - 557 A3 v celém průřezu stlačované směsi, nepřesáhne 80 °C a lokální zvýšení teploty při mechanické změně v průběhu stlačování je limitováno mezní teplotou 350°C.

Zhutnění zhomogenizované směsi nesavého a savého práškového materiálu s kapalnou složkou stlačením tlakem do 40MPa se provede v rotačním horizontálním peletovacím zařízení s rotačními válci. Získané pelety slouží jako pevné palivo.

Příklad 3

Nesavý práškový materiál - v konkrétním příkladném provedení odpadní tonerový prášek z recyklace tonerových cartridgí do počítačových tiskáren a kopírek v množství 30 % hmotnostních se nejprve v první fázi smíchá v homogenizéru s 20 % hmotnostními nesavého materiálu konkrétně směsi polyuretanového prachu o velikosti částic do 10 mm a s 50 % hmotnostními kapalné složky - konkrétně vodní emulze s hmotnostním podílem vody minimálně 20%.

Takto získaná zhomogenizovaná směs s hmotnostním podílem kapalné složky 20 % se potom zhutní stlačením tlakem do 40 MPa, při čemž teplota, na niž se stačovaná směs zahřeje, měřená v celém průřezu stlačované směsi, nepřesáhne 80 °C a lokální zvýšení teploty při mechanické změně v průběhu stlačování je limitováno mezní teplotou 350 °C.

Zhutnění zhomogenizované směsi nesavého a savého práškového materiálu s kapalnou složkou stlačením tlakem do 40 MPa se provede v rotačním horizontálním peletovacím zařízení s rotačními válci. Získané pelety mohou sloužit jako pevné palivo.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zpracování nesavých práškových materiálů, zejména odpadních, pro následný transport, skladování a využití, vyznačující se tím, že nesavý práškový materiál se v první fázi smíchá v homogenizéru se savým materiálem o velikosti částic od 1 pm do 20 mm a s kapalnou složkou, nebo meziproduktem předzpracování savého materiálu s kapalnou složkou, jako jsou kaly, načež se takto získaná zhomogenizovaná směs s minimálním hmotnostním podílem kapalné složky 3% zhutní stlačením tlakem do 40 MPa, při čemž teplota, na niž se stačovaná směs zahřeje, měřená v celém průřezu stlačované směsi, nepřesáhne 80 °C a lokální zvýšení teploty při mechanické změně v průběhu stlačování je limitováno mezní teplotou 350 °C.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zhutnění zhomogenizované směsi nesavého a savého práškového materiálu s kapalnou složkou stlačením tlakem do 40 MPa se provede v rotačním horizontálním peletovacím zařízení s rotačními válci a pevnou či rotační matricí nebo v briketovacím zařízení.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako nesavý materiál se použije materiál anorganického původu, organický materiál obsahující polymemí bázi, která je nesavá a kapalné složce odpudivá či neutrální nebo směs takových materiálů anorganického a organického původu.
4. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že jako nesavý materiál se použije alespoň jeden materiál ze skupiny zahrnující tonery, polypropylény (PP), vosky, polyuretany (PUR), polyetyléntereftallát (PET), polyoxymetylén (POM), polyamid (PA), polybutyléntereftallát (PBT), houževnatý polystyrén (HIPS), kopolymer akrylonitril- butadien-styrén (ABS), polykarbonát (PC) a to zejména v podobě jejich odpadu.

-3CZ 2017 - 557 A3
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako savý materiál se použije materiál obsahující organické či anorganické komponenty, které mají schopnost se pojit s kapalnou složkou, jako jsou materiály ze skupiny zahrnující obilné šroty, kukuřičný šroty, plevy, mouku, obilný a kukuřičný prach a jejich směsi, slámu, seno a jejich prach, včetně kejdy, biomasy, 5 celulózy, ligninu, škrobu, dřevěného odpadu, papírového prachu, silikagelu, anorganických pěn a vysoušedel s nasákavými vlastnostmi, sorbentů, želatiny a uhelného prachu.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako kapalná složka se použije roztok nebo emulze kyselého, zásaditého nebo neutrálního složení s minimálním hmotnostním podílem vody ίο 5 %.