專利名稱：干式分離含有包裝廢棄物回收垃圾的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法，用于干式分離含有不同聚合物族塑料包裝廢棄物的回收垃圾，在多級方式中去除料流中的雜質(zhì)，采用下列處理步驟根據(jù)體積差異分離材料；根據(jù)顆粒形狀、粒度和/或者單位重量上的差異分離材料；根據(jù)其磁特性上的差異分離材料；根據(jù)其電特性上的差異分離材料；根據(jù)其光譜學(xué)特性上的差異分離材料，其中，每種分離步驟至少進(jìn)行一次。本發(fā)明還涉及一種實(shí)施這種方法的設(shè)備。
在本發(fā)明的意義上，包裝廢棄物為含有塑料成分的商品包裝，塑料容器，按比例形狀穩(wěn)定的塑料桶和塑料杯，塑料薄膜，鐵皮制容器和鍍錫板容器，含鋁包裝，含和不含鋁成分的液體和飲料盒，其中，這些包裝廢棄物作為家庭垃圾本身會造成污染或與其他垃圾相混和。其他垃圾成分，像例如玻璃制品和陶瓷制品，植物垃圾和吃剩的食物，尿布等，在本發(fā)明的意義上沒有再利用的價值。它們或者單獨(dú)再利用，像對玻璃和紙張公知的那樣，或者它們不含可再利用的成分，像植物垃圾和吃剩的食物。
從家居中收集來的塑料-商品包裝的分類，基本上通過人工或者部分機(jī)械分離進(jìn)行，從為再利用而進(jìn)行分離的全部料流中分成“塑料薄膜”，“塑料瓶”和“混合塑料”制品組?；旌纤芰洗藭r在數(shù)量上是最重要的材料。這種材料目前幾乎僅在所謂的原料法中再利用，雖然它具有很大的原料潛力，即使按照聚合物結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)完全可以進(jìn)行相當(dāng)細(xì)致的品種分類，但它仍沒有完全開發(fā)出來。例如，WO99/26734公開了一種方法和一種裝置，用于對由皮帶機(jī)傳送的物體進(jìn)行鑒別和分類，其中，物體的材料特性借助于NIR-光譜學(xué)測定。
在本發(fā)明的意義上，“混合塑料”或者“混合塑料材料”應(yīng)理解為盡可能從大型塑料薄膜中分離出來的材料，但它絕對還可以包括較小的薄膜殘留物，也可以包括瓶子。這一定義考慮到，塑料種類的成分過去幾年發(fā)生了變化，以至于目前仍然適用的雙重體系的產(chǎn)品說明書中沒有考慮到這些實(shí)際情況。例如，生產(chǎn)技術(shù)的視覺特征，例如像“瓶子”，與定義的塑料種類，像“HDPE”(高密度聚乙烯)，相差越來越大。這種情況的結(jié)果是，為進(jìn)行塑料處理或塑料再利用的接口位置，在產(chǎn)品說明書中反映的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠充分。
特里內(nèi)肯(Trienekens)公司的一種分類設(shè)備，在會議手冊《鑒別塑料》(1999年4月26-28日，布魯塞爾)中，以《大體積塑料的鑒別與分類-實(shí)際體驗(yàn)》(Highvolume plastics identification and sorting-practical experiences)為題進(jìn)行了介紹，包裝垃圾首先在一筒篩中分離，從中利用一跨帶式磁選機(jī)從中選出320mm以下材料的鐵磁成分，在另一筒篩上，選出小于120mm的材料，其中篩分物輸送給一風(fēng)力分離器。風(fēng)力分離器的重物料材料通過串聯(lián)的自動分類裝置分離，該裝置利用NIR從料流中提取出以聚合物為單位的塑料物。以同樣的方式，在串聯(lián)的末端，為分離以聚合物為單位的塑料，對紙張和紙板以及鋁進(jìn)行分離。在此之后，再次借助于一磁滾筒分離含鐵材料。利用各種人工復(fù)查站和單個部分料流的再循環(huán)，這種方法實(shí)現(xiàn)了全部料流的各種成分，按照材料特性和/或者篩中或者風(fēng)力分離器中的分離狀態(tài)有選擇性的分離。
海爾布隆(Heilbronn)AIFU經(jīng)濟(jì)論壇，環(huán)境技術(shù)應(yīng)用與革新論壇，在因特網(wǎng)它們的網(wǎng)頁(http//www.aifu.de)上，提出一種用于從材料袋中收集的部分自動的分類法，其中，首先借助于風(fēng)力分離產(chǎn)生輕質(zhì)材料，在一筒篩中將其分成粗材料和細(xì)材料，分離規(guī)格大致為180mm。此時，粗材料包含塑料薄膜。進(jìn)行磁選其細(xì)材料。隨后，再將非鐵金屬例如通過一渦流分離器分選出來。借助自動分類，從該材料中提取含鋁的飲料盒。在一串接的篩分滾筒中，將廢料從其細(xì)材料成分中提出。剩下的廢料流輸送給一部分自動的分類段。這里利用一機(jī)器人將其中也含塑料的材料分選出來，其中單個材料的分配通過人工進(jìn)行選擇，并通過一觸感式顯示器傳達(dá)給機(jī)器人。此外，還要進(jìn)行純?nèi)斯さ膹?fù)查。
蒂森-亨舍爾(Tyssen-Henshel)法，在《根據(jù)包裝規(guī)定樣本的再生利用在特別考慮到處理技術(shù)和廢物經(jīng)濟(jì)著眼點(diǎn)下，對轉(zhuǎn)換和前景的研究》-約阿希姆·克里斯蒂安，夏克出版社，1997年，亞琛，第52，53頁(Joachim Christiani，Shaker，Aachen)-中介紹，可以對包裝廢料基本上進(jìn)行機(jī)械分離。首先，將料流在具有篩號的筒篩中分離，從而將篩分物中的大片薄膜集中，在一串接的風(fēng)力分離器中，在大體積的形狀穩(wěn)定材料的分離中，對大片薄膜再精選。分離器輕物料基本上由薄膜組成，分離器重物料作為分選殘余物排出。從篩下物中，借助于跨帶式磁選機(jī)分離鍍錫板，借助于渦流分離器分離含金屬的非鐵材料。非鐵材料在隨后的篩分中分離，其中，選出篩分物中的鋁涂層復(fù)合盒，集中篩下物中的其他含鋁包裝物。對渦流分離器的廢棄物進(jìn)行第一次自動分撿，其中，選出沒有鋁涂層的液體盒，它們在經(jīng)過氣動排出后與含鋁的液體盒相匯合。首先產(chǎn)生的帶液體盒或含鋁材料的材料，在將其壓縮成成品之前，人工復(fù)選誤裝料。剩下的料流通過一分選臺傳送，從中在第三個復(fù)查工作臺上人工撿出紙張和紙板及其復(fù)合物。通過復(fù)查室的料流繼續(xù)進(jìn)行風(fēng)力分離，作為輕物料產(chǎn)生混合塑料材料。分離器重物料在預(yù)處理后，通過所謂的輥道工作臺、精細(xì)篩分和加速傳送帶，提供給一采用NIR(近紅外線)-檢測的兩級自動分撿裝置。該分離級的產(chǎn)品為聚乙烯空心體以及除聚氯乙烯外的其他塑料材料。輥道工作臺和篩分機(jī)的篩下產(chǎn)品與自動分撿的篩出廢物作為剩余材料排出。
自動處理法在WO99/34927中已有介紹。這里，是在自動分類裝置中的多個位置上，從廢物料流中提取材料。WO99/34927的裝置采用三個部位上的分離裝置，它們采用幾何形狀的光學(xué)鑒別，由NIR-光譜通過光鑒別或者顏色鑒別進(jìn)行工作，并分別根據(jù)聚合物族從料流中選出混合塑料。
特別是公開的分離方法的目的在于，通過連續(xù)的分離步驟，選擇性地從全部料流中分離單個種類的材料。這樣，是根據(jù)其磁特性或者電特性，根據(jù)其在風(fēng)力分離器中的飄浮狀態(tài)或者根據(jù)其吸收狀態(tài)，例如對近紅外線照射，從全部物流中分離材料。
所介紹的這些方法，由于受到所要輸送的和在每個分離級中所要處理的料流體積的影響，花費(fèi)較高。
本發(fā)明的目的在于，提供一種方法和裝置，用于干式分離含有包裝廢物的回收垃圾，因此，塑料的分離及其在聚合物族中的分類，可以具有比過去更高的回收率。特別是保證，可以很容易地對現(xiàn)有設(shè)備按照新的方法進(jìn)行改裝。
這一目的通過按照權(quán)利要求1的方法得以實(shí)現(xiàn)。實(shí)施該方法的裝置在權(quán)利要求8中給出。
依據(jù)本發(fā)明，將回收垃圾的成分分離到一剩余料流，它含有不可再利用的家庭垃圾成分-也稱為剩余垃圾-和塑料制品，塑料制品共同作為混合塑料材料與料流分離，并且混合塑料材料借助于聚合物單位分離法，選擇性地分離成基本上以聚合物為單位的材料。
優(yōu)選大片薄膜通過篩分和/或者風(fēng)力分離在分離混合塑料顆粒之前分離。風(fēng)力分離此時可以根據(jù)顆粒形狀，粒度和/或者單位重量上的差異對材料進(jìn)行分離。對于風(fēng)力分離來說，顆粒形狀具有重要意義。
混合塑料材料以聚合物為單位的分離，可以通過使用NIR-光譜進(jìn)行。特別優(yōu)選的是，從共同分離的混合塑料材料中去除可能殘留的薄膜成分，因?yàn)樗鼈儠蓴_隨后的選擇性分離。
在分離時得到的基本上以聚合物為單位的材料，最好分別收集在中間料倉內(nèi)。中間料倉可以單獨(dú)輪換卸空，并對其以聚合物為單位的成分進(jìn)行復(fù)查。這種復(fù)查可以是人工的再分類。
干式處理含有包裝廢棄物回收垃圾的裝置，借助于篩分機(jī)、風(fēng)力分離器、磁分離器、渦流分離器和分離材料的裝置，根據(jù)材料光譜特性上的差異，從不可再利用的剩余垃圾和混合塑料材料中產(chǎn)生一種混合物，其中，下游具有一分類裝置，它從混合物中共同提取混合塑料材料，并將其提供給按聚合物族對混合塑料材料進(jìn)行分類的一模塊上，其中，該模塊至少具有一采用近紅外光譜工作的分離裝置，它按照基本上純種類的聚合物族選擇性地將混合塑料材料分類。
可以為該分離裝置前置一風(fēng)力分離器或者一通過負(fù)壓作用的傾斜式皮帶，將其重碎片傳送給分離裝置。
也可以為每個聚合物族的分離裝置后置一料倉。
首先，從全部料流中通過分選可能的大片薄膜，特別是非塑料，像例如鐵和非鐵金屬，從剩余垃圾和各種塑料制品中，像例如塑料盤和塑料杯，形成材料。剩余垃圾和塑料制品的這些材料中，通過將塑料制品與剩余垃圾分離，共同提取混合塑料材料，例如通過一種利用NIR工作的簡單的光譜方法。這種混合塑料材料現(xiàn)在大多數(shù)沒有剩余垃圾成分，現(xiàn)在選擇性地分離成單個的聚合物族。對于這種選擇性地分離來說，特別使用NIR-光譜，它基本上產(chǎn)生某些塑料品種，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的純品種的或高純度的材料。
在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，這種高純度的塑料材料中間存放在各中間料倉內(nèi)，直至料倉輪換分別各自卸空，并借助于僅一個傳送裝置進(jìn)行復(fù)查。復(fù)查例如可以進(jìn)行人工二次分類，以便取得塑料品種的更高純度。特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，在高純度塑料品種自動選擇性地分離后輪換輸送復(fù)查時，只需一臺檢查裝置或一個人進(jìn)行人工二次分類從而每個高純度的塑料品種可以在同一檢查臺上進(jìn)行。
依據(jù)本發(fā)明的方法由此說明一種共同-選擇性的分類，就是說，在大片薄膜分離后，將不含塑料的材料從料流中有針對性地去除，從而留下塑料和剩余垃圾，并將單個聚合物族的后續(xù)選擇性分離的處理量與公知的方法相比減少60至70％左右。
剩余料流中的剩余垃圾與塑料制品共同分離，并可以進(jìn)行再次復(fù)查，例如人工二次分類，以便選出可能殘留的原料。
此外，這種新方法對現(xiàn)有設(shè)備提供了模塊化補(bǔ)充的可能性，而現(xiàn)有技術(shù)中介紹的方法需要對現(xiàn)有設(shè)備本身進(jìn)行徹底的結(jié)構(gòu)改造。
實(shí)施全部分離方法的裝置，至少具有一傳統(tǒng)篩，例如棒條篩，粗材料從其輸送到一普通的風(fēng)力分離器。風(fēng)力分離器的重材料由一特別是分選鍍錫板的磁分離器接收。排出金屬的料流到達(dá)一自動分離裝置(自動分類-設(shè)備)，它例如利用光學(xué)鑒別適用于飲料盒的挑選。如此繼續(xù)提純的料流到達(dá)一排出非鐵金屬的渦流分離器。料流的剩余部分，現(xiàn)在是像碎玻璃和陶瓷、尿布、咖啡渣和其他家庭垃圾成分的剩余垃圾，以及塑料制品，例如塑料桶、杯和管。雖然該剩余料流的成分有所波動，但根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不含塑料的家庭垃圾部分約占70％重量百分比，塑料制品部分約占30％重量百分比。如上所述，現(xiàn)在可以共同借助于一大致按比例工作的光學(xué)鑒別系統(tǒng)，例如NIR-光譜，將塑料制品與家庭垃圾成分分離。現(xiàn)在得到的混合塑料制品，通過光學(xué)分類法，例如以聚合物為單位的光譜學(xué)方法鑒別和選擇性地分離。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，混合塑料制品在其選擇性分離之前，通過風(fēng)力分離與殘留的剩余薄膜分開，從而留下按比例結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的塑料制品。
下面，借助附圖
以舉例形式對本發(fā)明做詳細(xì)說明。唯一附圖為依據(jù)本發(fā)明方法的流程示意圖。
首先適合的是，分類的，可再利用材料的所有料流，在將它們中間存儲在各自料倉或類似裝置之前，可以輸送到唯一的檢查臺100，例如進(jìn)行人工復(fù)選。
一般用袋或包送來的輕質(zhì)包裝材料(LVP)，由一捆扎打開器10被自動打開，并輸送到帶有約200mm孔口的一筒篩12中。筒篩12的粗材料，也就是200mm以上粒度的材料，大多為塑料薄膜，排出到檢查站100，然后分別處理。筒篩12的細(xì)材料送到孔徑約為50mm的另一筒篩14中。其筒篩14的粗材料傳送給一風(fēng)力分離器20，進(jìn)行重力分離。輕物料，主要是薄膜殘留物和類似物，同樣輸送到檢查站100，并作為“剩余-混合塑料”收集。因此，造成干擾的薄膜的大部分得到去除。本發(fā)明不包括這種特別是大片薄膜的分類。
其筒篩14的細(xì)材料送到孔徑約為20mm的一振動篩16中，并在那里除塵。清除排出的細(xì)垃圾。振動篩16的粗材料與風(fēng)力分離器20的重材料共同輸送給一磁分離器30。這里去除磁性金屬，主要是鍍錫板，將其為進(jìn)行運(yùn)輸?shù)囊粔汗迿C(jī)32中處理，并作為原料重新使用。剩余的料流到達(dá)一自動分類設(shè)備40中，對飲料包裝物進(jìn)行光學(xué)鑒別并通過檢查站100排出。一后置的渦流分離器42用于去除非鐵金屬，其選出的材料主要是鋁，并同樣通過檢查站100為進(jìn)一步利用進(jìn)行中間存儲。
為將剩余料流的剩余垃圾成分與塑料成分分離，后置一光學(xué)分離裝置，例如一本身已公知的塑料自動分類設(shè)備50。共同分離的混合塑料材料到達(dá)模塊60，選擇性地分離成單個的聚合物族。自動分類設(shè)備50選出的殘留物，通過檢查站100作為不可利用分離。可以從來自自動分類設(shè)備50分離的混合塑料流中，例如通過形狀鑒別選出瓶子。
模塊60例如由一風(fēng)力分離器62組成，它是一再提純級，選出某些仍殘留的塑料薄膜和其他片狀成分，然后將它們作為輕物料輸送給“剩余-混合塑料”。風(fēng)力分離器62的重物料被送到一NIR-模塊64，然后光譜分離成單個聚合物族，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。這些聚合物族分別送到料倉66，并陸續(xù)輸送到檢查站100。
模塊60中的或者與其分離器組合的風(fēng)力分離器，也可以使用一通過負(fù)壓作用的傾斜式皮帶替代，薄膜附著在上面并向上傳送。
在前述說明書中、附圖中以及權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的特征，無論是單獨(dú)還是在任意組合中，對實(shí)施本發(fā)明都是重要的。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于干式分離含有不同聚合物族的塑料包裝廢棄物的回收垃圾，具有下列步驟-根據(jù)體積差異分離材料；-根據(jù)顆粒形狀、粒度和/或者單位重量上的差異分離材料；-根據(jù)其磁特性上的差異分離材料；-根據(jù)其電特性上的差異分離材料；-根據(jù)其光譜特性上的差異分離材料，其中，每種分離步驟至少進(jìn)行一次，其特征在于，將回收垃圾的成分分離到一剩余料流，它含有不可再利用的剩余垃圾成分和塑料制品，從中分離出其塑料制品共同作為混合塑料材料，并且混合塑料材料借助于以聚合物為單位的分離方法，選擇性地分離成基本上以聚合物為單位的材料。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，大片薄膜通過篩分和/或者風(fēng)力分離在分離混合塑料材料之前被分離。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，混合塑料材料以聚合物為單位的分離通過使用NIR-光譜進(jìn)行。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，從共同分離的混合塑料顆粒中去除薄膜成分。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，基本上以聚合物為單位的材料分別單獨(dú)收集在中間料倉內(nèi)。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，中間料倉單獨(dú)輪換卸空，并對其以聚合物為單位的成分進(jìn)行復(fù)查。
7.按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，復(fù)查為人工二次分選。
8.一種裝置，用于干式分離含有不同聚合物族的塑料包裝廢棄物的回收垃圾，特別是用于實(shí)施按前述權(quán)利要求之一所述的方法，帶有-至少一個篩分機(jī)(12，14，16)，用于根據(jù)體積差異分離材料；-至少一個風(fēng)力分離器(20)，用于根據(jù)顆粒形狀、粒度和/或者單位重量上的差異分離材料；-至少一個磁分離器(30)，用于根據(jù)其磁特性上的差異分離材料；-至少一個渦流分離器(42)，用于根據(jù)其電特性上的差異分離材料；-至少一個裝置(40，64)，用于根據(jù)其光譜特性上的差異分離材料，其特征在于，篩分機(jī)(12，14，16)、風(fēng)力分離器(20)、磁分離器(30)、渦流分離器(42)和裝置(40)，從不可再利用的剩余垃圾和混合塑料顆粒中產(chǎn)生一混合物，下游另有一分類裝置(50)，它從混合物中共同提取混合塑料材料，并將其提供給模塊(60)，用于將混合塑料材料按聚合物族進(jìn)行分類，其中，模塊(60)至少具有一采用近紅外光譜學(xué)工作的分離裝置(64)，它將混合塑料材料選擇性地按基本上純品種的聚合物族進(jìn)行分類。
9.按權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，分離裝置(64)前置一風(fēng)力分離器(62)或者一通過負(fù)壓作用的傾斜式皮帶，其重材料輸送給分離裝置(64)
10.按權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，分離裝置(64)為每個聚合物族后置一料倉(66)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法，用于干式分離含有不同聚合物族的塑料包裝廢棄物的回收垃圾，在多級方式中去除料流中的雜質(zhì)，具有下列步驟根據(jù)體積差異分離材料；根據(jù)顆粒形狀、粒度和/或者單位重量上的差異分離材料；根據(jù)其磁特性上的差異分離材料；根據(jù)其電特性上的差異分離材料；根據(jù)其光譜特性上的差異分離材料，其中，每種分離步驟至少進(jìn)行一次，其中，將回收垃圾的成分分離到一剩余料流，它含有不可再利用的剩余垃圾成分和塑料制品，從中分離出其塑料制品共同作為混合塑料材料進(jìn)行分離，混合塑料材料借助于以聚合物為單位的分離法選擇性地分離成基本上以聚合物為單位的材料。本發(fā)明還公開一種實(shí)施這種方法的裝置。
文檔編號B07B4/08GK1443107SQ01809172
公開日2003年9月17日 申請日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
發(fā)明者J·克里斯蒂爾尼, R·赫弗爾 申請人:德國“綠點(diǎn)”雙軌制公開股份有限公司