CZ23094A3 - Process and apparatus for treating packages containing residual materials - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro zpracování obalů materiálů s obsahem zbytkových

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zpracování použitých obalů, obsahujících škodlivé zbytkové materiály, při kterém se současně získávají opětně využitelné druhy materiálů, zejména se vynález týká způsobu zpracování tlakových aerosolových nádobek nebo polyuretanových pěnových materiálů obsahujících nadouvací plyny tvořené hnacími plyny, při kterém se zbytkové materiály získávají extrakcí rozpouštědlem; vynález se také týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Obaly obsahující zbytkové látky a tvořené například zcela nebo částečně vyprázdněnými aerosolovými tlakovými nádobkami, se dostávají ve stále větším množství mezi odpad a vzniká tak problém s jejich likvidací. Ukládání těchto obalů na skládky je zakázáno z důvodů ochrany životního prostředí, protože zbytkové materiály obsažené v těchto obalech by mohly po svém uvolnění způsobit značné poškození atmosféry, zeminy nebo spodních vod, což by představovalo obtížně napravitelné poškození. Stejné podmínky platí pro spalování, které je zpravidla nedokonalým spalováním chemických látek, produkujícím značné množství škodlivin, které je možno zneškodnit jen s vynaložením značných nákladů. I když spalování vede ke značnému snížení objemu odpadních látek, není taková likvidace řešením, protože znamená značné nepříznivé ovlivnění životního prostředí.

V následujícím popisu je tento problém objasněn na likvidaci aerosolových tlakových nádobek, které obsahovaly původně předpolymer pro výrobu polyuretanových pěnových materiálů.

Polyuretanové pěnové materiály nacházejí výborné a široké uplatnění v mnoha oblastech, zejména se používají ve stavebnictví pro utěsňování a izolování stavebních konstrukcí, ovšem jejich využití je široké také v jiných technických oborech. Polyuretanové pěnové materiály se vypěnují zpravidla z aerosolových nádob, které obsahují polyuretanový předpolymer společně s potřebným hnacím plynem a popřípadě rovněž s nutnými přísadami. Tyto aerosolové tlakové nádobky jsou udržovány pod tlakem a po svém použití již nemohou být znovu naplněny a musí se proto zlikvidovat. Likvidace těchto nádob představuje problém, který není normálními likvidačními postupy řešitelný. Kromě toho obsahují tlakové aerosolové nádobky ze starší produkce zpravidla fluoridované chlorované uhlovodíky, které značně poškozovaly ozónovou vrstvu atmosféry a které z toho důvodu nesměly být vypouštěny do okolí.

V rámci snah o omezování objemu komunálních a průmyslových odpadů se ve stále větším rozsahu diskutují a nařizují taková opatření, která by nutila výrobce k opětnému přijímání obalů po spotřebování vyrobených a prodaných výrobků a k recyklaci těchto materiálů, popřípadě k zajištění jejich likvidace. Tento trend přináší potřebu hledání postupů pro hospodárné zpracování takových odpadů.

Při zpracování vrácených tlakových aerosolových nádobek pro výrobu polyuretanových pěnových materiálů vzniká celá řada problémů, které dosud známé technologické postupy nebyly schopny řešit tak, aby navržené postupy představovaly hospodárné zpracování těchto odpadů do opětně použitelné formy nebo zpětné získávání některých materiálů. Například část vracených aerosolových nádobek obsahuje ještě část hnacího plynu, který je pod tlakem, jehož hodnotu není možno pominout, takže otevírání těchto obalů a také spalování jejich obsahu je spojeno se značnými problémy. Kromě toho mají tyto nádobky zcela rozdílný stupeň naplnění, který kolísá od prakticky zcela úplného naplnění předpolymerní látkou u zestár3 lých nádobek, u kterých došlo k zablokování vyprazdňovacího ventilu a jejichž obsah tak nemohl být spotřebován, až k prakticky zcela vyprázdněným nádobkám, na jejichž okrajích zůstaly zbytky předpolymeru v zesítěném nebo nezesítěném stavu. Tyto naprosto rozdílné podmínky byly dosud rozhodující překážkou pro nalezení jednotného postupu zpracování zbytků materiálů z tohoto druhu obalů a získávání recyklovaných složek původního obsahu.

Aerosolové nádobky se dosud zpracovávaly v zařízeních, která musela být udržována v některé z obvyklých inertních atmosfér pro značné nebezpečí výbuchu při zpracovatelském postupu, přičemž pojem inertní v tomto případě znamenal, že použitý plyn musí být nehořlavý. Takovými plyny jsou dusík a argon. Při prováděných praktických zkouškách se však ukázalo, že použití dusíku se mimořádně výrazně projevuje tím, že zbytky v obalech vypěňují a zasahuje se nepříznivě do účinného odlučování zbytků hnacího plynu. Přítomnost většího množství dusíku vyžaduje zejména velmi výkonná a tím také drahá kondenzační zařízení, aby se dosáhlo potřebného stupně odlučování. Inertizace vnitřního prostředí zařízení je na druhé straně naprosto nezbytná, aby se odstranilo nebezpečí výbuchu.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit takový způsob zpracování obalů, kterým by bylo možno zpracovávat některé druhy obalů, například nádobky obsahující polyuretanový předpolymer, zejména látku pro výrobu pěnových materiálů nebo materiál pro lepení předmětů, a kterým by bylo možno získávat z takto zpracovávaných obalů opětně využitelné látky, aniž by při tomto postupu docházelo k nekontrolovanému úniku látek ohrožujících zdraví nebo životní prostředí a aniž by tento postup musel probíhat za přítomnosti většího množství přiváděného dusíku. Způsob podle vynálezu by měl splňovat všechny požadavky bezpečnosti práce, zejména s ohledem na nebezpečí výbuchu.

Podstata vvnálezu

Tento úkol je vyřešen způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zpracování obalů s obsahem zbytkových materiálů se provádí v atmosféře sestávající z hnacího plynu a/nebo rozpouštědla. Zejména tento způsob obsahuje následující, paralelně probíhající operace: přivádění obalů do pracovního zásobníku za současného otevírání obalů a extrakce zbytkových materiálů rozpouštědlem, dopravu roztoku obsahujícího zbytkové materiály z pracovního zásobníku do kalového zásobníku, koncentraci roztoku obsahujícího zbytkové materiály v kalovém zásobníku za současného odpařování rozpouštědla, kondenzaci odpařeného rozpouštědla, zpětné přivádění rozpouštědla do pracovního zásobníku, vynášení zbytků obalů z pracovního zásobníku a získávání zbytkových materiálů po dostatečném obohacení do koncentrované formy z kalového zásobníku.

Pod pojmem ochranný plyn nebo hnací plyn se v tomto popisu rozumí takové plyny, které se nacházejí v dosud používaných tlakových aerosolových nádobkách a které slouží zejména pro výrobu polyuretanových pěnových materiálů jako hnací nebo vypěňovací prostředek. Těmito plyny jsou zejména propan, butan, dimethyletér, fluoridované uhlovodíky jako jsou fluorometan a fluoroetan (zejména R 134a a R 152a) a také fluoridované · chlorouhlovodíky, pokud jsou ještě připouštěny do běžného upotřebení, CO₂, N₂0 a podobně. Dusík a argon jsou použitelné jen v takovém rozsahu, v jakém se uvolňují z tlakových nádobek, ve kterých jsou složkami hnacích plynů. Hnacím plynem v užším smyslu, používaném v popisu vynálezu, se rozumí hnací plyny, které se uvolňují ze zpracovávaných tlakových nádobek, přičemž se rozumí, že v počáteční fázi, kde se zařízení poprvé rozbíhá, je nutno hnací plyn dodávat z vnějších zdrojů, aby se ve vnitřním prostoru zařízení vytvořila počáteční inertní atmosféra. K tomu jsou zejména vhodné plyny R 134a a R 152a. Větší nebo menší příspěvek k inertizaci vnitřního prostředí zařízení podle vynálezu při5 náší extrakční rozpouštědlo, které je v atmosféře zařízení obsaženo v množství odpovídajícím tlaku par. Výhodné může být přidání asi 50% oxidu uhličitého C0₂ z důvodu ochrany proti explozi.

Je třeba poukázat na to, že pro zajištění pracovní bezpečnosti při provádění způsobu podle vynálezu je důležité, že v uzavřeném systému se pracuje s hořlavými a explozivními látkami nad hranicí možnosti exploze, pokud se dosáhne úplného vytlačení kyslíku z vnitřního prostoru zařízení nehořlavými plyny.

Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se zpracovávané obaly dopravují do pracovního zásobníku. Přivádění se může uskutečňovat pomocí obvyklé vstupní komory, která má konstrukční provedení zajištující uzavření pracovního zásobníku vůči okolnímu prostředí.

Pokud obaly při svém přivádění do vstupní komory nejsou otevřeny, jsou ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu při vpravování do zařízení otevírány. Tato operace se provádí současně s rozmělňováním obalů, například v rozmělňovacím zařízení, speciálně konstruovaném pro tento účel. V dalším popisu je toto rozmělňování uváděno jako drcení.

Ve zvláště výhodném provedení způsobu podle vynálezu se provádí otevírání, popřípadě rozmělňování obalů za současného postřikování rozpouštědlem. Tím se jednak zamezuje vypěňování uvolňovaných látek a jednak je případně vnášená voda rozptylována v rozpouštědle dříve než by mohlo dojít k nekontrolovatelným reakcím s látkami obsaženými ve zbytkových materiálech, což je zvláště důležité u materiálů citlivých na vlhkost, zejména u polyuretanových předpolymerů, u kterých dochází k zesítění působením vlhkosti.

Rozmělněné obaly se potom v pracovním zásobníku zachycují dopravním zařízením, zejména šnekovým dopravníkem, který je upraven pro oddělování pevných složek směsi od kapalných složek a roztoků. Pokud obalové materiály obsahují feromagnetické látky, je možno zajistit jejich odloučení pomocí magnetického oddělování. Výhodná je také kombinace obou dopravních postupů, zejména v případě, kdy jsou obaly vytvářeny z bílého plechu a obsahují plastové části, což je obvyklý případ aerosolových tlakových nádobek.

Extrakce zbytků z otevřených, popřípadě rozmělněných obalů se provádí v pracovním zásobníku rozpouštědlem, jehož druh je zvolen podle typu zbytků. Vhodnými rozpouštědly jsou v každém případě taková rozpouštědla, která byla používána při výrobě původních obalů a/nebo která obaly dosud obsahují.

Extrakce může probíhat jednak tak, že otevřené a/nebo rozmělněné obaly se nechají padat do pracovního zásobníku, obsahujícího náplň tvořenou příslušným rozpouštědlem a v tomto zásobníku se určitou dobu nechají, než se dopravují k dalšímu zpracování. Paralelně k tomu nebo v alternativním provedení se mohou obaly postřikovat již v průběhu rozmělňování a/nebo v průběhu dopravy čerstvým rozpouštědlem nebo oplachovat. Výhodné je, jestliže materiál obalů přichází do styku s rozpouštědlem ve všech třech stupních, tedy jestliže jsou obaly jednak postřikovány rozpouštědlem v průběhu rozmělňování a jednak obaly přicházejí do kontaktu s rozpouštědlem v pracovním zásobníku, například v nabírací nálevce šnekového dopravníku.

Po odebrání pevných částic z extrakční části zařízení probíhá jejich sušení a odvádění v libovolném sledu, načež se provádí třídění a materiál se převádí k dalšímu zužitkování.

Jako rozpouštědla se zvláště výhodně používá obvykle esteru, ketonu, alifatických a aromatických uhlovodíků a jejich derivátů, zejména takových, jejichž bod varu je pod asi 200°C. Jestliže byly nádobky naplněny polyuretanovým předpo7 lymerem, přicházejí v úvahu jako rozpouštědla zejména aceton nebo toluen.

Při zpracování stříkacích, tlakových a aerosolových nádobek, obsahujících zbytky původní náplně, se uvolňují větší množství hnacích plynů, jejichž vypouštění do atmosféry je zcela nežádoucí. Pokud tyto hnací plyny nejsou využity k inertizaci vnitřního prostoru zařízení podle vynálezu, jsou zachycovány a pomocí vhodného postupu kondenzují. Tato kondenzace se se může provádět jednak stlačením až do zkapalnění a jednak kondenzací za nízkých teplot. Takové postupy jsou používány zejména u zkapalnitelných hnacích plynů, zejména fluoridovaných chlorouhlovodíků s nízkým bodem varu nebo také u spalitelných uhlovodíků jako je propan nebo butan.

Podle jiného výhodného provedení způsobu podle vynálezu se roztok obsahující zbytky a nacházející se v pracovním zásobníku přemístí do kalová nádrže, například přečerpáním, při kterém se roztek dále koncentruje. Pro tento účel se rezrek zahřeje na vyšší teplotu a rozpouštědle se z kalové nádrže oddestiluje, přičemž podle výhodného provedení vynálezu se pro snížení bodu varu a pro odstranění možnosti usazování zbytků provádí pracovní operace při sníženém tlaku. Oddestilované rozpouštědlo se poton nechá kondenzovat a po případném předběžném vyčistění se vrací zpět do procesu. Zbytky nacházející se v kalu kalové jímky se po případné další koncentraci odvádějí a převádějí se k dalšímu využití a zhodnocení.

Pro případ, že je způsob podle vynález zaměřen na zpracování aerosolových nádobek obsahujících zbytky polyuretanového předpolymeru, je výhodné použít některé z běžně používaných ředidel pro zvýšení tekutosti předpolymeru shromažďujícího se v kalové jímce. Toto ředidlo může mít vyšší bod varu než použité rozpouštědlo. Zvláště výhodný je pro tento účel triethylfosforečnan nebo čerstvá surovina, pode; materiálu, který byl původně použit pro výrobu obalu.

Způsob podle vynálezu se provádí v atmosféře tvořené ochranným plynem. Ochrannými plyny mohou být také již zmíněné hnací plyny, oxid uhličitý C0₂ a hořlavé plyny obsahující oxid uhličitý CO2 a podobně, přičemž jejich úkolem je především zamezovat pronikání kyslíku do prostoru, ve kterém probíhá způsob podle vynálezu, aby se znemožnilo vytváření výbušných směsí. V případě použití hnacích plynů ze zásoby těchto plynů, například oxidu uhličitého C0₂, R 134a, R 152a, je výhodné přivádět tyto plyny do uzavřeného obvodu, přičemž ve vhodných stupních se tyto plyny oddělují od hnacích plynů, uvolňovaných z tlakových nádobek, a od rozpouštědel .

Zvláštní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že tento způsob probíhá kontinuálně a může být použit jen s malými úpravami pro zpracování velkého počtu druhů tlakových a/nebo aerosolových nádobek, které jsou běžně na trhu.

Způsobem podle vynálezu je například možno zpracovávat zbytky polyuretanových předpolymerů z aerosolových nádobek a jiných nádržek a získávat tak znovu použitelné materiály a současně zpracovávat nádobky do formy poměrně čistých surovin, které je možno využít k další výrobě nebo které je možno uložit na skládkách, aniž by zde tyto materiály představovaly nebezpečí pro životní prostředí. Předpolymer získaný v obohacené a koncentrované formě v kalové jímce může být použit pro mnoho účelů, například rozpuštěný v toluenu nebo ve směsi s jiným rozpouštědlem jako lepidlo, popřípadě ve směsi s jinými rozpouštědly jako pojivo kompozitních materiálů nebo jako tvrdidlo při výrobě dílů forem z recyklovaných produktů, například plastových desek a výrobků z granulovaných pryžových materiálů získávaných ze starých pneumatik.

Při provádění způsobu podle vynálezu se nejprve zbytky původní náplně, obsažené v zásobnících, popřípadě aerosolových nádobkách, přemístí do pracovního zásobníku a přivedou se v rozpouštědle, obsaženém v pracovním zásobníku, do formy roztoku. Přivedením zbytků do pracovního zásobníku a zpětným přivedením odpařeného rozpouštědla se zvýší uvnitř obsažený objem nad pracovní objem, takže roztok může začít částečně odtékat z pracovního zásobníku do kalové jímky. Tím je zajištěno, že v pracovním zásobníku je udržováno konstantní množství směsi sestávající z rozpouštědla a rozpuštěných zbytků.

Kalová jímka se zahřívá pomocí vhodné topné látky na takovou teplotu, že v ní obsažený roztok se uvádí do varu a rozpouštědlo se začne kontinuálně oddestilovávat. Rozpouštědlo potom pomocí chladicí látky kondenzuje a vrací se přímo nebo nepřímo do pracovního zásobníku, ve kterém je tak trvale k dispozici dostatečné množství čerstvého rozpouštědla pro rozpouštění přiváděných zbytků. Při takovém postupu jsou zbytky přiváděné do pracovního zásobníku permanentně extrahovány rozpouštědlem. Extrakt se obohacuje v kalové jímce, protože rozpouštědlo je permanentně odváděno, a po dostatečném obohacení je z této jímky odebírán. Nerozpustné zbytky, které zůstávají v pracovní jímce, se čas od času odebírají a odstraňuj í.

Způsob podle vynálezu může být zvláště výhodný pro opětné získávání předpolymerů z aerosolových tlakových nádobek pro výrobu polyuretanové pěny. Aerosolové nádobky se mohou přitom vyprazdňovat pomocí adapteru do pracovního zásobníku, výhodnější je však jejich otevření a extrakce přímo v pracovním zásobníku. Ve výhodném provedení se aerosolové nádobky otevírají v pracovním zásobníku pomocí vhodného zařízení, například pomocí drtiče, a rozmělní na menší částice. Zbytky získané tímto rozmělňováním mohou být odstraněny pomocí vhodného magnetického zařízení z pracovního zásobníku, protože tyto aerosolové nádobky jsou zpravidla vyráběny z bílého plechu, popřípadě se mohou jako v předchozím popsaném řešení odstraňovat šnekovým dopravníkem.

Jako rozpouštědla pro extrakci přicházejí v úvahu takové látky jako ester, keton, alifatické nebo aromatické uhlovodíky nebo jejich deriváty s bodem varu kolem 200°C. Zvláště vhodné jsou alkylestery kyseliny monokarboxylové a keton, vždy s osmi uhlíkovými atomy, a také alkylbenzen s až deseti uhlíkovými atomy. Zvláště výhodný je aceton, butanon, toluen a xylen. Mají-li být extrahované předpolymery následně použity pro výrobu lepidel, doporučuje se použít toluenu, protože lepidla na bázi polyuretanu jsou používána často na bázi toluenového roztoku. Kromě toho mají roztoky polyuretanového předpolymeru v toluenu znatelně menší viskozitu.

V kalové jímce může být přidáno rozpouštědlo, které zlepšuje, popřípadě zajištuje tekutost dopravovaného a obohacovaného předpolymeru. Jestliže se ředidlo přidá již na začátku extrakce, musí mít vyšší bod varu než rozpouštědlo, aby se v průběhu extrakce příliš neztrácelo. Obvykle používanými ředidly pro předpolymer jsou trialkylfosforečnan, zejména triethylfosforečnan nebo jiné suroviny, odpovídající výchozí látce.

Při provádění způsobu podle vynálezu se hnací prostředek, který se ještě nachází v aerosolových nádobkách a kterým jsou zpravidla fluorované chlorouhlovodíky, částečně halogenované uhlovodíky, propan, butan a podobně, rovněž zachycuje a pokud není využit pro inertizaci vnitřního prostoru zařízení, odstraňuje se. Pro tento účel je možno proud plynu odváděný z pracovního zásobníku stlačovat, takže v něm obsažený hnací plyn zkapalní. Alternativně mohou hnací látky kondenzovat ochlazením a být zachycovány v ochlazeném stavu.

Způsob podle vynálezu může být prováděn jak po jednotlivých dávkách, tak také plynule. Kvůli podstatně vyšším investičním nákladům se doporučuje spíše kontinuální provoz.

Vynálezem je vyřešeno také zařízení k provádění tohoto způsobu, obsahující vstupní komoru a výstupní komoru, zařízení pro otevírání přiváděných obalů, extrakční a pracovní zásobník pro otevřené obaly, nejméně jedno přívodní potrubí pro přívod čerstvého rozpouštědla a přívodní potrubí pro přívod ochranného plynu, odvod rozpouštědla obsahujícího rozpustné zbytky obalů a dopravní ústrojí pro pevné zbytky obalů. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení obsahuje nejméně jedno postřikovači ústrojí pro rozstřikování rozpouštědla, nasměrované do zařízení pro otevírání obalů. Zařízení dále obsahuje periferní ústrojí pro získávání pevných a rozpuštěných materiálů, získaných z obalů, ústrojí pro zpětné získávání rozpouštědla a odlučovač pro případné hnací plyny, které se mohou uvolňovat z obalů.

Otevírací zařízení pro otevírání přiváděných obalů, použité v zařízení podle vynálezu, sestává ve výhodném provedení z drtiče se dvěma protiběžnými bubny, opatřenými na svém obvodu řeznými břity. Důležité přitom je, aby tento drtič nebo jiné zařízení upravené pro otevírání obalů byl postřikován v průběhu otevírání obalů rozpouštědlem, aby zbytky obsahu nádobek, uvolňující se při jejich otevření, byly ihned zachyceny v roztoku. Tímto způsobem se zamezí vypěnění obsahu, jestliže je v nádobce hnací prostředek, a také slepení částic. Kromě toho se dosáhne postřikem rozptýlení vody, která se zachytila na obalech nebo pronikla do jejich vnitřního prostoru, takže nemůže docházet k nekontrolované reakci vody s uvolněným obsahem nádobek. To je zvláště důležité při zpracovávání obalů, které obsahují polyuretanový předpolymer, který by mohl působením vody nekontrolovatelně zesíťovat a tím by mohlo dojít k zalepení otevíracího zařízení. Za přítomnosti dostatečného množství rozpouštědla může být koncentrace vnášené vody natolik snížena, že nemůže docházet k nekontrolovatelným reakcím. Zesíůovací reakce, ke kterým přesto dochází, se udržují v přijatelných mezích.

Ve výhodném provedení zařízení podle vynálezu se nad otevíracím ústrojím nachází nejméně jedno postřikovači zařízení. Zvláště výhodné je, jestliže se v průběhu otevíracího procesu postřikuje otevírací zařízení shora a zdola vždy nejméně jedním postřikovacím ústrojím, kterým se rozstřikuje rozpouštědlo. Po svém otevření jsou obaly vedeny společně s nastříkaným rozpouštědlem do zachycovacího a extrakčního pracovního zásobníku, ze kterého se odčerpávají tekuté nebo rozpuštěné složky potrubím k dalšímu zpracování a pevné složky směsi se dopravují dopravním ústrojím.

Ve výhodném provedení zařízení podle vynálezu je dopravním ústrojím pro dopravu pevných složek směsi šnekový dopravník, který zasahuje do spodní části zachycovacího zásobníku a dopravuje odtud usazené pevné částice rozmělněných obalů. Tento šnekový dopravník je postřikován čerstvým rozpouštědlem z nejméně jedné sprchovací trysky, aby se odstranily zbytky roztoku, které ulpěly na rozmělněných a dopravovaných pevných částicích obalů. Omytý dopravovaný materiál se potom dále dopravuje, s výhodou po průchodu sušicím zařízením, k výstupní komoře, kterou vypadává ze zařízení ven, aby mohl být přiveden k dalšímu třídění a využití.

Rozpouštědlo použité v zařízení podle vynálezu je ve výhodném provedení udržováno K tomu je nutné plynule a zachycovacího zásobníku, v uzavřeném cirkulačním okruhu, odebírat roztok z extrakčního destilací zbavovat rozpouštědlo rozpuštěných látek a po kondenzaci je vracet příslušným potrubím zpět do zařízení, kde je toto rozpouštědlo opět přiváděno do jednotlivých postřikovačích, popřípadě sprchovacích ústroj í.

Zařízení podle vynálezu obsahuje v dalším výhodném provedení vynálezu ochranný plyn, jehož charakter byl definován v předchozí části. Ochranný plyn se přivádí, pokud nepochází přímo ze zpracovávaných obalů, příslušným přívodním potrubím zejména do oblasti otevíracího zařízení pro otevírání obalů a odebírá se opět z extrakčního a pracovního zásobníku. Pro snížení provozních nákladů zařízení může ochranný plyn cirkulovat rovněž v uzavřeném okruhu. V takovém případě je ovšem výhodné, aby okruh ochranného plynu v zařízení podle vynálezu byl opatřen odlučovacími ústrojím pro aerosoly, vlhkost, hnací plyny a pohlcené podíly rozpouštědel.

V ještě jiném výhodném provedení zařízení podle vynálezu jsou vstupní komora a výstupní komora vybaveny samostatnými potrubími pro přívod inertního plynu, přičemž v této části zařízení a je nutno zdůraznit, že jen v této části zařízení podle vynálezu je výhodné použít dusíku, argonu nebo oxidu uhličitého C0₂, aby se zamezilo tomu, že do okolního prostředí budou unikat plyny, které tam nejsou žádoucí.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 boční pohled na recyklační přístroj pro recyklaci v laboratorním měřítku, obr. 2 půdorysný pohled na technické zařízení podle vynálezu, obr. 3 detailnější boční pohled na zařízení z obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 zobrazuje recyklační přístroj pro recyklaci vypěňovacího prostředku pro výrobu pěnového polyuretanu v laboratorním měřítku. V tříhrdlé baňce 1, mající tři tubusy, z nichž v prvním je vedena přívodní trubka 2, ve druhém je vytvořen přetok 4 a třetím je svislá stoupající trubka ukončená ve zpětném chladiči 2/ ^se nachází extrakční rozpouštědlo, do kterého se přívodní trubkou 2 a neznázorněným adapterem přivádí obsah nedokonale vyprázdněných aerosolových nádobek pro výrobu polyuretanové pěny. Dutý magnet 10, který se pohybuje pomocí magnetického .míchadla 9, obstarává plynulé promíchávání směsi.

Přetokem 4 se dostává roztok z tříhrdlé baňky i v množství, odpovídajícím objemu přiváděného materiálu do tříhrdlé baňky 1, do kalové baňky 6. Uzavíracím kohoutem 5 je zabezpečena možnost přerušení přívodu ředidla. Kalová baňka 6. je zahřívána pomocí zahřívací lázně 7 na takovou teplotu, že se v ní obsažený roztok přivede do varu a odpařené ředidlo se oddestiluje v trubce destilačního můstku 8, vedené do zpětného chladiče 2· Rozpouštědlo kondenzované ve zpětném chladiči 2 a zbavené extraktu skapává zpět do tříhrdlé baňky 1, podílí se znovu na extrakci a zajišťuje současně dopravu ředidla do kalové baňky 6.

Při provádění způsobu podle vynálezu v tomto příkladném provedení recyklačního přístroje se začíná s přípravou tříhrdlé baňky 1, do které se vpraví například aceton jako použité rozpouštědlo. Souběžně s tím se vpraví do kalové baňky 6 malé množství ředidla, například triethylfosforečnanu, a také další rozpouštědlo, takže prepolymer obsažený v této kalové baňce 6 zůstává tekutý.

V další fázi začne probíhat recyklační proces. Kalová baňka 6 se zahřeje na teplotu asi 90°C a zpětný chladič 2 a magnetické míchadlo 9 se uvedou do činnosti. Po přibližně 15 minutách se dosáhne v systémovém cyklu rovnováhy, to znamená v přístroji kondenzuje a do tříhrdlé baňky l skapává tolik rozpouštědla, kolik se této látky odpaří v kalové baňce 6 a kolik se jí přivede destilačním můstkem 8 do zpětného chladiče 2· 2 tříhrdlé baňky 1 potom přetéká rozpouštědlo přetokem a přes uzavírací kohout 5 zpět do kalové baňky 6. Celý cyklus je tak uzavřen.

Pokud je nastavena vnitřní rovnováha v systému, přivádí se přívodní trubkou 2 a neznázorněným adapterem pěnový póly15 urethan do pracovní tříhrdlé baňky 1. V této pracovní tříhrdlé baňce 1 se pěna ihned rozpouští, předpolymer přechází do roztoku a hnací plyn odchází zpětným chladičem 3, na jehož horním konci je odlučován v neznázorněné vymrazovací jímce. Vnesené množství předpolymeru potom odtéká jako zahuštěný roztok pře tokem 4 do kalové baňky 6. Zde se předpolymer obohacuje v takové míře, v jaké se vstřikuje přívodní trubkou 2 polyurethanová pěna do tříhrdlé baňky 1 a ve formě zředěného roztoku se přepravuje do kalové baňky 6. Lehce prchavé rozpouštědlo se naproti tomu nachází v cirkulačním okruhu a přivádí se stále znovu z kalové baňky 6 do tříhrdlé baňky 1.

Na konci pracovního cyklu se vytváří v kalové baňce 6 směs předpolymeru a rozpouštědla, která je výrazně obohacena předpolymerem. Uzavřením uzavíracího kohoutu 5 je možno zamezit tomu, aby do kalové baňky 6 přitékal další roztok, takže pokračováním v destilaci se tento předpolymer může dále zahušťovat. Předpolymer se odebírá z kalové baňky 6, když se dosáhlo požadované koncentrace, popřípadě dostatečného obohacení .

V kalové baňce 6 se pochopitelně obohacují nejen složky předpolymerní látky přiváděné z aerosolového zásobníku, ale také v ní obsažené přísady a katalyzátory. Pokud je produkt používán znovu pro výrobu polyuretanů, nepředstavují tyto další látky žádnou škodlivou příměs. Při využití pro jiné účely je možno tyto příměsi odstranit alespoň zčásti destilací za normálního tlaku nebo ve vakuu, popřípadě extrakčním postupem s rozpouštědly, která nerozpouštějí předpolymer a ani s ním nereagují.

Na obr. 2 je schematicky zobrazen průběh způsobu podle vynálezu v zařízení pro zpětné získávání předpolymeru z obalů obsahujících tento předpolymer, například aerosolových nádobek. Způsobu podle vynálezu je však možno bez znatelných modifikací a obměn tohoto postupu, jak je to odborníkům dosta16 tečně zřejmé, použít pro zpracování jiných obalů.

Zařízení zobrazené na obr. 2 sestává ze tří úseků, z mechanického přípravného úseku, z úseku zpětného získávání předpolymeru a z úseku zpětného získávání hnacího plynu. V mechanickém přípravném úseku přicházejí dodávané obaly nejprve do vstupního skladu a jsou přiváděny do plnicí stanice, ve které se obaly zbavují cizorodých materiálů a plastových dílů a současně se tyto obaly předběžně suší. Přes dávkovači zařízení s vážícím ústrojím přicházejí tyto materiály vstupní komorou 11 do drtícího zařízení 12, kde se rozdrtí za současného postřikování rozpouštědlem a přemístí s do pracovního zásobníku 13.. V tomto pracovním zásobníku 13 se rozdrcené obaly properou s rozpouštědlem a tekuté složky se oddělí. Pevné složky tohoto materiálu se potom dopravují šnekovým dopravníkem 14 za stálého postřikování rozpouštědlem a přivádějí se do sušicího zařízení 15, z kterého se potom odvádějí výstupní komorou 16 ze zařízení ven. Rozpouštědlo, které se odpařilo v sušicím zařízení 15, se nechá zkondenzovat a vrátí se zpět do procesu. V návaznosti na výstupní komoru 16 se rozmělněné pevné složky třídí podle jednotlivých druhů materiálu a přivádějí se k dalšímu zhodnocení.

Rozpouštědlo shromážděné v pracovním zásobníku 13 a obsahující rozpuštěné složky se přivádí prvním potrubím 17 do jímacího zásobníku 18., ze kterého je roztok přiváděn k odpařování, při kterém se popřípadě za sníženého tlaku rozpouštědlo oddestiluje. Destilační zbytek se odebírá a zpracovává se v závislosti na dalším účelu jeho použití a po svém kondicionování se přivádí zpět k hospodářskému využití. Zbytky, které již nejsou využitelné, se potom mohou odvádět popřípadě k likvidaci spalováním nebo jako koncentrát s mohou ukládat na skládku.

Rozpouštědlo oddestilované v odpařovací jednotce 19 se nechá kondenzovat v kondenzační jednotce 20 a vrací se přes zásobní nádrž 21 a potrubí 22 zpět do okruhu. Ztráty rozpouštědla se podle potřeby vyrovnávají dodáváním čerstvého rozpouštědla. Kondenzované rozpouštědlo je přiváděno ze zásobní nádrže 21 přes postřikovači ústrojí, zobrazené na obr. 3, do drtícího zařízení 12., kde probíhá rozmělňování obalů, a na šnekový dopravník 14, ze kterého stéká zpět do pracovního zásobníku 13.

Rozmělňování materiálu obalů v drticím zařízení 12 se provádí stejně jako extrakce a destilace v ochranné atmosféře, která je přiváděna druhým potrubím 24. V normálním případě je v průběhu provádění tohoto způsobu množství hnacího plynu dostatečné ke krytí potřeby ochranného plynu. Přívod tohoto plynu druhým potrubím 24 je nutný zejména tehdy, jestliže se zpracovávají tlakové aerosolové nádobky, které jsou ve větší míře vyprázdněné nebo když se zařízení podle vynálezu rozjíždí na začátku celého procesu. Podíl tohoto plynu, připadající na drcení recyklovaného materiálu, se přivádí potrubím 25 a popřípadě přes aerosolovou odlučovací a sušicí jednotku 25a do kondenzační jednotky 26.· V této kondenzační jednotce 26 se nejprve v prvním stupni 26a oddělí unášené rozpouštědlo a zbytek se přivádí do zásobníku 27. který je spojen potrubím 28 se zásobní nádrží 21 pro rozpouštědlo, která je součástí kondenzační jednotky 20 , načež ve druhém stupni 26b kondenzuje hnací plyn, který se tak získává a shromažďuje v nádrži 29, pokud nezůstává v zařízení ve formě ochranného plynu tvořícího součást ochranné atmosféry. Do kondenzace hnacího plynu mohou být přiváděny také podíly hnacího plynu, které se uvolňují v odpařovací jednotce 19 rozpouštědla. Část hnacího plynu se odvádí z kondenzace zpět do mechanické přípravné stanice a popřípadě se doplňuje ze zásobní nádrže 35 druhým m 24.· Vstupní komora 11 a výstupní 16 jsou zásobovány potrubími 32, 34 dusíkem ze zásobníku 30 kapalného plynu, přičemž tento plyn se vede buď výparníkem .31 nebo výměníkem tepla ve druhém stupni 26b.

Výhodněji se provádí kondenzace hnacího prostředku, přiváděného potrubím 25, v kondenzátoru druhého stupně 26b pomocí čerstvého a studeného až kapalného dusíku, přiváděného z kapalinového zásobníku 30 potrubím 33 a vedeného potom potrubími 34, 23 do komor 11, 16. Nezkondenzované a neškodné zbytky hnacího plynu jsou na výstupu kondenzačního úseku v návaznosti na zásobní nádrž 35 vypouštěny do vzduchu, pokud je potřeba ochranného plynu v zařízení dostatečně pokryta.

Obr. 3 znázorňuje zařízení podle vynálezu pro mechanickou úpravu obalů obsahujících zbytkové materiály. Zařízení sestává z nakládacího ústrojí, kterým materiál přichází do vstupní komory 11, která je přes otevřené první hradítko lla naplněna zpracovávanými obaly, přiváděnými do vlastního zařízení přes druhé hradítko 11b. Vstupní komora 11 je plněna dusíkem, přiváděným potrubím 23.

Pod vstupní komorou 11 se nachází otevírací, popřípadě drticí zařízení 12 se dvěma bubny poháněnými motorem M a otáčejícími se proti sobě ve vzájemně opačném smyslu, které přiváděné obaly rozmělňují pomocí nožů nebo podobných nástrojů, upravených na obvodu těchto dvou bubnů. Nad tímto drticím zařízením 12 jsou umístěny dvě postřikovači trysky 41a, 41b, kterými se přivádí rozpouštědlo na horní strany rotujících drticích bubnů. Stejným způsobem je rozdrcený materiál obalů postřikován na výstupu drtícího zařízení 12, kde jsou pod drtícími bubny uspořádány další dvě soustavy šikmo nasměrovaných postřikovačích trysek 42a, 42b.

Postřikovači trysky 41a, 41b, 42a, 42b jsou zásobovány potrubími 22, 22b čerstvým rozpouštědlem, které přichází na povrchu rozmělněného obalového materiálu do extrakčního a pracovního zásobníku .13, nacházejícího se pod rozmělňovacím nebo drticím zařízením 12. V pracovním zásobníku 13 se nachází směs extraktu a rozpouštědla společně s pevnými částicemi obalů. Motoricky poháněné míchací ústrojí 44 se stará o udržování vnitřního kontaktu mezi pevnými zbytky obalů a rozpouštědlem a o udržování účinné extrakce. Extrakt se potom z pracovního zásobníku 13 odčerpává čerpadlem 45 poháněným příslušným motorem a prvním potrubím 17 se převádí do jímacího zásobníku 18 pro ukládání zpětně získávaného předpolymeru, zobrazeného na obr. 2.

Pro odvádění pevných zbytků obalů z pracovního zásobníku slouží šnekový dopravník 14., který je svým spodním nabíracím koncem ponořen do směsi extraktu a rozpouštědla. Aby pevné zbytky obalů byly odděleny od zbytků extraktu, procházejí při své dopravě šnekovým dopravníkem 14 propíracím úsekem se sprchovacími tryskami 43, které jsou nasměrovány na dopravní šnek. Sprchovací trysky 43 jsou zásobovány potrubími 22, 22a čerstvým rozpouštědlem. Rozpouštědlo nastříkané na šnekový dopravník 14 potom stéká do pracovního zásobníku 13.

Pevné zbytky obalů jsou dopravovány šnekovým dopravníkem přes plnicí násypku do sušicího zařízení 15, ve kterém se sušené pevné zbytky dopravují na dopravním pásu 46 pod topnou jednotkou 47. Na výstupním konci dopravního pásu 46 je dopravovaný materiál předáván, do výstupní komory 16.. Výstupní komora 16 je prvním výstupním hradítkem 16a oddělena utěsněné od vnitřního prostoru zařízení a na druhé straně může být utěsněné uzavřena a oddělena od zařízení pro zpracování pevných zbytků druhým výstupním hradítkem 16b. Do výstupní komory 16. může být potrubím 23a přiváděn dusík.

Zařízení pro úpravu pevných zbytků sestává z motoricky poháněného pásového dopravníku 48., na kterém se dopravovaný materiál vede pod magnetickým odlučovačem 49. Pomocí tohoto magnetického odlučovače 49 se dopravovaný materiál třídí podle svých magnetických vlastností.

V celém zařízení podle vynálezu, zobrazeném na obr. 3, je v jeho celém rozsahu, s výjimkou vstupních a výstupních částí tvořených komorami 11, 16, udržována ochranná atmosféra. Ochranný plyn se přivádí druhým potrubím 24 do drtícího zařízení 12 a odtud se šíří do celého zařízení. Ochranný plyn, vystupující ze zařízení a obsahující rozpouštědlo a malé množství dusíku, se vede potrubím 25 z pracovního zásobníku 13 a/nebo výstupním potrubím vedoucím ze sušicího zařízení 15 pro sušení pevných zbytků obalů k sušicí jednotce 25a. Ochranný plyn může s výhodou cirkulovat v okruhu, jestliže je podíl získávaný z tlakových nádobek malý.

Je výhodné, aby všechna potrubí byla opatřena ventily, které mohou být poháněny motoricky, pokud to regulace proudu materiálu, vedeného těmito ventily, vyžaduje. To platí zejména pro přívodní potrubí rozpouštědla k postřikovacím tryskám 4la, 41b, 42a, 42b a sprchovacím tryskám 43 , jejichž provoz tak může být regulován a přerušen, pokud přívod materiálu, popřípadě odvádění pevných zbytků skončil.

V předchozím popisu používané pojmy hnací prostředek, hnací plyn, ochranný plyn a inertní plyn mají v podstatě shodný význam, pokud se týká vlastního provozu zařízení. Jedná-li se o vstupní komoru 11 a výstupní komoru 16., rozumí pod ochrannými plyny nebo inertními plyny běžné ochranné plyny jako je dusík a argon.

Jednotlivé části zařízení podle vynálezu, použité k provádění způsobu podle vynálezu, jsou na trhu běžně dostupné nebo mohou být upraveny odborníky jednoduchými modifikacemi nebo úpravami známých zařízení na požadovaný účel.

Claims (23)

1. PATENTOVÉ

   N Á RO^K Y_

   1. Způsob zpracování obalů obsahujících zbytky a získávání využitelných látek z těchto obalů, zejména tlakových nádobek pro výrobu polyuretanových pěn pomocí hnacích plynů, extrakcí prováděnou rozpouštědlem, vyznačující se tím, že se provádí v podstatě v atmosféře z hnacího plynu a/nebo výparů rozpouštědla.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje následující, paralelně probíhající operace: přivádění obalů do pracovního zásobníku za současného otevírání obalů a extrakce zbytků rozpouštědlem, dopravu roztoku obsahujícího zbytkové materiály z pracovního zásobníku do kalového zásobníku, koncentraci roztoku obsahujícího zbytkové materiály v kalovém zásobníku za současného odpařování rozpouštědla, kondenzaci odpařeného rozpouštědla, zpětné přivádění rozpouštědla do pracovního zásobníku, vynášení zbytků obalů z pracovního zásobníku a získávání zbytkových materiálů po dostatečném obohacení v koncentrované formě z kalového zásobníku.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m , že obaly se pro své otevření drtí.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že obaly se drtí za současného postřikování rozpouštědlem.
5. 5. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že pevné rozdrcené zbytky se vynášejí dopravním ústrojím, zejména šnekovým dopravníkem, z pracovního zásobníku.
6. 6. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že feromagnetické rozdrcené zbytky obalů se dopravují magneticky z pracovního zásobníku.
7. 7. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že rozdrcené zbytky se při svém odvádění postřikují rozpouštědlem.
8. 8. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že na jednotlivé druhy zbytky rozdrcených obalů se nastřikují vybraná rozpouštědla.
9. 9. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že jako rozpouštědla se použije esteru, ketonu, alifatických a/nebo aromatických uhlovodíků s bodem varu do asi 200°C.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že jako rozpouštědla se použije acetonu nebo toluenu.
11. 11. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že rozpouštědlo se oddestiluje z kalového zásobníku za sníženého tlaku.
12. 12. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že plyny obsažené v obalech, zejména hnací plyn, a případně rozpouštědla se oddělí a odeberou.
13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že plyny se nechají zkondenzovat.
14. 14. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že se provádí v ochranné atmosféře tvořené uvolněným hnacím plynem, zejména propanem, butanem, dimethyléterem, fluoridovanými uhlovodíky a/nebo oxidem uhličitým C0₂.
15. 15. Zařízení k provádění způsobu podle nejméně jednoho z nároků 1 až 14, obsahující vstupní komoru (11) a výstupní komoru (16), zařízení (12) pro otevírání přiváděných obalů, extrakční a pracovní zásobník (13) pro otevřené obaly, nejméně jedno přívodní potrubí (22) pro přívod čerstvého rozpouštědla a přívodní potrubí (24) pro přívod ochranného plynu, odvod (17) rozpouštědla obsahujícího rozpustné zbytky obalů a dopravní ústrojí (14) pro pevné zbytky obalů, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jedno postřikovači ústrojí (41, 42) pro rozstřikování rozpouštědla, nasměrované do zařízení (12) pro otevírání obalů.
16. 16. Zařízení podle nároku 15,vyznačuj ící se tím, že otevírací zařízení (12) pro otevírání obalů sestává z drtiče tvořeného dvěma protiběžně rotujícími řezacími bubny.
17. 17. Zařízení podle nároku 15 nebo 16, vyznačuj ιοί se tím, že nad otevíracím zařízení (12) pro otevírání obalů je umístěna nejméně jedna postřikovači tryska (41a, 41b), nasměrovaná do otevíracího zařízení (12).
18. 18. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 15 až 17, vyznačující se tím, že pod otevíracím zařízením pro otevírání obalů je umístěna nejméně jedna postřikovači tryska (42a, 42b), nasměrovaná k tomuto otevíracímu zařízení (12) .
19. 19. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 15 až 18, vyznačující se tím, že do pracovního zásobníku (13) zasahuje šnekový dopravník (14) pro dopravu pevných zbytků obalů.
20. 20. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 15 až 19, vyznačující se tím, že nad dopravní zařízením pro dopravu pevných zbytků obalů jsou umístěny sprchovací trysky (43), nasměrované na dopravní zařízení.
21. 21. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 15 až 20, vyznačující se tím, že na dopravní zařízení (14) navazuje sušicí zařízení (15).
22. 22. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 15 až 22, vyznačující se tím, že v oblasti vstupní komory (11) a výstupní komory (16) obsahuje samostatné přívodní potrubí (23, 23a) pro přívod ochranného plynu.
23. 23. Produkt získaný způsobem podle nejméně jednoho z nároků 1 až 14 nebo vyrobený na zařízení podle nejméně jednoho z nároků 15 až 22.