СПОСОБ СОРТИРОВКИ И/ИЛИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ И ПОЛУЧЕННЫЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПЕРЕРАБОТАННЫЙ МАТЕРИАЛ
METHOD OF SORTING AND/OR PROCESSING OF WASTES AND RESULTANT PROCESSED MATERIAL

Область техники
Настоящее изобретение в некоторых вариантах своего осуществления относится к утилизации отходов, в частности, помимо прочего, к способам и системам сортировки и/или переработки отходов и полученному в результате переработанному материалу.
Уровень техники
Самым распространенным способом утилизации отходов является их захоронение на свалках. Однако этот способ может оказаться неприемлемым по экологическим соображениям или из-за высокой стоимости земли.
Стандартная утилизация отходов обычно требует их разделения на материалы разных категорий и переработку или утилизацию отдельных категорий отходов по отдельности.
Альтернативой стандартной утилизации служит получение топлива из твердых бытовых отходов (топлива из ТБО) путем измельчения и обезвоживания твердых отходов с последующим сжиганием полученного топлива из ТБО в энергетических установках.
В патенте США №6,017,475 описан процесс превращения бытовых отходов в полезные побочные продукты путем формирования агрегата отходов, необязательного удаления жидкости из этого агрегата и нагрева агрегата под давлением для получения пульпы. В этом патенте также описана система, содержащая измельчитель для превращения бытовых отходов в агрегат, а также гидролизер для расщепления агрегата, оставшегося после удаления жидкости, с целью получения пульпы. В ходе технологического процесса лигноцеллюлоза, содержащаяся в отходах, подвергается гидролизу для получения агрегата целлюлозной пульпы со следовым количеством металлов и пластмасс. В этом патенте дополнительно описано, как агрегат целлюлозной пульпы может быть разделен на чистую целлюлозу и остаток, содержащий неорганические материалы.
В патенте США №7,497,335 описано «гидрогравитационное» разделение твердого исходного сырья с многодоменной структурой для получения частиц каждого по существу одиночного домена; при этом частицы каждого типа обладают разной плотностью. Частицы суспендируются с получением текучей среды, пригодной для осуществления двоичного разделения смеси частиц на поток с более высоким средним удельным весом и поток с более низким средним удельным весом.
В международной заявке на патент с номером публикации WO 2006/035441 описан способ инкапсулирования частиц отходов расплавленной пластмассой при нагреве и перемешивании.
В международной заявке на патент с номером публикации WO 2010/082202 описан композиционный материал, получаемый путем высушивания отходов и нагревания высушенных отходов с их одновременным перемешиванием под воздействием сдвигающих усилий. Этот композиционный материал обладает термопластическими свойствами, и он перерабатывается для получения полезных готовых изделий.
Дополнительные предпосылки создания изобретения содержатся в международных заявках на патенты с номерами публикаций WO 2005/077630, WO 2005/092708 и WO 2006/079842; европейском патенте №1711323; патенте KR 2003/0014929; патентах США №3,850,771, №4,013,616, №4,772,430, №4,968,463, №5,217,655, №6,017,475, №6,253,527 и №6,423,254; и заявках на выдачу патентов США с номерами публикаций 2004/0080072 и 2004/0080072.
Сущность изобретения
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ переработки отходов с целью получения недисперсного переработанного материала.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенный способ включает выполнение следующий стадий:
удаления, по меньшей мере, части неорганических материалов, содержащихся в отходах, с целью получения вследствие этого отсортированного материала, содержащего, по меньшей мере, 90 весовых процентов органического материала;
подготовку исходного сырья с содержанием воды, по меньшей мере, 15 весовых процентов; при этом, по меньшей мере, 50 весовых процентов сухой массы исходного сырья приходится на отсортированный материал;
перемешивания исходного сырья под действием сдвигающих усилий; и
нагрева исходного сырья с целью получения вследствие этого недисперсного переработанного материала.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения стадия удаления включает разделение материалов по их удельному весу; при этом разделение включает соединение отходов с жидкостью, выбранной таким образом, чтобы в ней тонула, по меньшей мере, часть неорганических материалов; а
исходное сырье подвергается перемешиванию и нагреву без сушки.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ сортировки отходов; при этом указанный способ включает:
разделение материалов, содержащихся в отходах, по их удельному весу; при этом разделение включает соединение отходов с жидкостью на водной основе, выбранной таким образом, чтобы в ней тонула часть отходов с целью получения вследствие этого отсортированного материала, содержащего, по меньшей мере, 90 весовых процентов материала с удельным весом, лежащим в пределах заданного диапазона.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен полимерный материал, который может быть получен способом переработки отходов, описанным в настоящем документе.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложено готовое изделие, полученное из полимерного материала, описанного в настоящем документе.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложено использовать отходы для производства готового изделия, описанного в настоящем документе.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложена система переработки отходов с целью получения недисперсного переработанного материала.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система содержит следующие элементы:
сепаратор, выполненный с возможностью удаления, по меньшей мере, части неорганических материалов из отходов путем разделения материалов, содержащихся в отходах, по их удельному весу; при этом указанный сепаратор содержит жидкость, выбранную таким образом, чтобы в ней тонула, по меньшей мере, часть неорганических материалов с целью получения вследствие этого отсортированного материала, содержащего, по меньшей мере, 90 весовых процентов органического материала;
устройство для перемешивания исходного сырья под действием сдвигающих усилий; при этом указанное устройство характеризуется наличием первой зоны перемешивания и второй зоны перемешивания, каждая из которых выполнена с возможностью, позволяющей подвергать отходы нагреву независимо от другой; и
первый газоотводный патрубок и второй газоотводный патрубок, каждый из которых выполнен с возможностью удаления газов, выделяемых из устройства во время перемешивания и нагрева; при этом
указанная система выполнена с возможностью подачи в указанное устройство исходного сырья с отсортированным материалом, содержание воды в котором составляет, по меньшей мере, по меньшей мере, 15 весовых процентов; а
указанное устройство выполнено с возможностью перемешивания исходного сырья в первой зоне перемешивания и удаления газов через первый газоотводный патрубок с последующим перемешиванием исходного сырья во второй зоне перемешивания и удалением газов через второй газоотводный патрубок с целью получения вследствие этого переработанного материала; при этом исходное сырье подвергается перемешиванию и нагреву без сушки.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложена система сортировки отходов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система содержит:
сепаратор, выполненный с возможностью разделения материалов, содержащихся в отходах, по удельному весу; при этом сепаратор содержит жидкость, выбранную таким образом, чтобы в ней тонула часть отходов с целью получения вследствие этого отсортированного материала, содержащего, по меньшей мере, 90 весовых процентов материала с удельным весом в пределах заданного диапазона.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов сухой массы исходного сырья приходится на отсортированный материал.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 99 весовых процентов сухой массы исходного сырья приходится на отсортированный материал.
3
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения менее 10% объема недисперсного переработанного материала состоит из частиц объемом, по меньшей мере, 0,2 мм.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения разделение материалов по их удельному весу включает получение отсортированного материала, содержащего, по меньшей мере, 90 весовых процентов материала с удельным весом в пределах заданного диапазона.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения разделение материалов по их удельному весу дополнительно включает удаление из отходов, по меньшей мере, части полимера, выбранного из группы полимеров, содержащей термоотверждающийся полимер и синтетический полимер с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С с целью получения вследствие этого отсортированного материала, содержащего, по меньшей мере, 90 весовых процентов органического материала, отличного от термоотверждающегося полимера и синтетического полимера с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет, по меньшей мере, 40 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье варьируется в пределах 50-70 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов сухой массы исходного сырья приходится на лигноцеллюлозу.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения не более 95 весовых процентов сухой массы исходного сырья приходится на лигноцеллюлозу.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения не более 5 весовых процентов сухой массы исходного сырья приходится на неорганический материал.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения от 15 до 30 весовых процентов сухой массы исходного сырья приходится на синтетические полимеры.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров в исходном сырье приходится на полиолефины.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один весовой процент сухой массы исходного сырья приходится на неорганические соли.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения перемешивание и нагрев осуществляются до тех пор, пока содержание воды в переработанном материале не составит менее одного весового процента.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно включает соединение отходов или отсортированного материала с кислотным веществом с целью получения вследствие этого исходного сырья.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения кислотное вещество представляет собой хлористоводородную кислоту.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения кислотное вещество представляет собой водный раствор, характеризующийся величиной рН менее 4.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно включает перемешивание отсортированного материала с дополнительным материалом для получения вследствие этого исходного сырья.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения дополнительный материал содержит углеводы, по меньшей мере, одного вида.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения переработанный материал представляет собой полимерный материал.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения концентрация углерода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 55 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения концентрация кислорода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 20 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения общая концентрация углерода и кислорода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 80 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения общая концентрация углерода, водорода и кислорода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 90 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения общая концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 93 весовых процента.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 95 процентов атомов не водорода в переработанном материале являются атомы углерода и кислорода.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 97 процентов атомов не водорода в переработанном материале приходится на атомы углерода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов в переработанном материале, по меньшей мере, на 50% выше, чем молярная концентрация щелочных металлов в сухой массе переработанного материала.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов в переработанном материале, по меньшей мере, на 50% выше, чем концентрация галогенов в сухой массе переработанного материала.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения отходы представляют собой измельченные отходы.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно включает измельчение отходов до их соединения с жидкостью.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно включает измельчение отсортированного материала после соединения отходов с жидкостью.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенный способ включает соединение отходов с жидкостью на водной основе с целью получения вследствие этого частично отсортированного материала; и дополнительно включает стадию, на которой частично отсортированный материал подвергается, по меньшей мере, одному дополнительному циклу разделения материалов по их удельному весу; при этом разделение включает соединение частично отсортированного материала с дополнительной жидкостью с целью получения вследствие этого отсортированного материала.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно включает измельчение отсортированного материала после соединения частично отсортированного материала с дополнительной жидкостью.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один дополнительный цикл разделения материалов по их удельному весу из множества таких циклов, состоящего, по меньшей мере, из одного такого цикла, включает удаление материала, который опустился в дополнительную жидкость.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один дополнительный цикл разделения материалов по их удельному весу из множества таких циклов, состоящего, по меньшей мере, из одного такого цикла, включает удаление материала, который плавает в дополнительной жидкости.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно включает отделение, по меньшей мере, части масел от отсортированного материала.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения полимерный материал, описанный в настоящем документе, представляет собой термопластичный полимерный материал.
3
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения полимерный материал, описанный в настоящем документе, характеризуется плотностью менее 1,2 г/см.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения концентрация углерода в полимерном материале составляет, по меньшей мере, 55 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения концентрация кислорода в полимерном материале составляет, по меньшей мере, 20 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения общая концентрация углерода и кислорода в полимерном материале составляет, по меньшей мере, 80 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения общая концентрация углерода, водорода и кислорода в полимерном материале составляет, по меньшей мере, 90 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения общая концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов в полимерном материале составляет, по меньшей мере, 93 весовых процента.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 95 процентов атомов не водорода в полимерном материале являются атомами углерода и кислорода.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 97 процентов атомов не водорода в полимерном материале являются атомами углерода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов в полимерном материале, по меньшей мере, на 50% выше, чем молярная концентрация щелочных металлов в сухой массе отходов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов в полимерном материале, по меньшей мере, на 50% выше, чем молярная концентрация галогенов в сухой массе отходов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения индекс текучести расплава полимерного материала составляет, по меньшей мере, один грамм в течение 10 минут при температуре 190°С.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения готовое изделие состоит из двух материалов, склеенных и/или соединенных друг с другом; при этом, по меньшей мере, один из материалов представляет собой полимерный материал, описанный в настоящем документе.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один из двух и более материалов готового изделия представляет собой пластмассу.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система содержит, по меньшей мере, один сепаратор, выполненный с возможностью разделения материалов, содержащихся в отходах, по их удельному весу; при этом, по меньшей мере, один сепаратор выполнен с возможностью получения отсортированного материала, содержащего, по меньшей мере, 90 весовых процентов материала, удельный вес которого лежит в пределах заданного диапазона.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система выполнена с возможностью удаления из отходов, по меньшей мере, части полимера, выбранного из группы полимеров, состоящей из термоотверждающегося полимера и синтетического полимера с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С с целью получения вследствие этого отсортированного материала, содержащего, по меньшей мере, 90 весовых процентов органического материала, отличного от термоотверждающегося полимера и синтетического полимера с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения первая зона перемешивания и вторая зона перемешивания выполнены с возможностью нагрева исходного сырья независимо друг от друга при температуре в диапазоне 90-230°С.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система дополнительно содержит датчик для определения содержания воды в материале в устройстве, описанном в настоящем документе.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения устройство содержит шнек, обеспечивающий перемешивание.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система выполнена с возможностью соединения отходов или отсортированного материала с кислотным веществом.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система выполнена с возможностью смешивания отсортированного материала и/или переработанного материала с дополнительным материалом.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система дополнительно содержит измельчитель, выполненный с возможностью измельчения отходов до их соединения с жидкостью.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система дополнительно содержит измельчитель, выполненный с возможностью измельчения отсортированного материала после соединения отходов с жидкостью.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система дополнительно содержит блок контроля, осуществляющий непрерывное измерение удельного веса жидкости в сепараторе; при этом система выполнена с возможностью настройки удельного веса жидкости в сепараторе на заданную величину.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система содержит первый сепаратор, выполненный с возможностью разделения материалов по их удельному весу с целью получения вследствие этого частично отсортированного материала; и, по меньшей мере, один дополнительный сепаратор, выполненный с возможностью, позволяющей подвергнуть частично отсортированный материал, по меньшей мере, одному дополнительному циклу разделения материалов по их удельному весу; при этом дополнительный сепаратор содержит дополнительную жидкость, выбранную таким образом, чтобы в нее могла опуститься часть частично отсортированного материала.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система дополнительно содержит измельчитель, выполненный с возможностью измельчения отсортированного материала после соединения частично отсортированного материала с дополнительной жидкостью в дополнительном сепараторе.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,05.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения жидкость представляет собой водно-солевой раствор.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения соль представляет собой хлорид натрия.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения концентрация соли в водно-солевом растворе составляет, по меньшей мере, 10 весовых процентов.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения содержание воды в переработанном материале составляет менее одного весового процента.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения заданный диапазон не превышает 1,25.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предложенная система дополнительно содержит, по меньшей мере, одно устройство, выполненное с возможностью отделения масел от указанной жидкости.
Варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя любые сочетания любых вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, если не указано иное.
Если не указано иное, все технические и/или научные термины, используемые в настоящем документе, имеют одинаковое общепринятое значение, известное специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Ниже раскрыты иллюстративные способы и/или материалы, хотя на практике или при испытании вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть использованы способы и материалы, аналогичные или идентичные тем, которые описаны в настоящем документе. В случае противоречий приоритет имеет заявка на изобретение, включая определения. Кроме того, материалы, способы и примеры носят исключительно иллюстративный характер и, как предполагается, не обязательно имеют ограничительный характер.
Краткое описание чертежей
Некоторые варианты осуществления заявленного изобретения представлены в настоящем документе исключительно для примера и описаны в привязке к прилагаемым чертежам. На конкретном примере нижеследующих детализированных чертежей подчеркивается, что показанные характерные особенности представлены лишь для примера и в целях наглядного представлении вариантов осуществления настоящего изобретения. В этой связи описание в сочетании с чертежами дает специалистам в данной области техники четкое понимание того, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы на практике.
На прилагаемых чертежах показаны фигуры, где:
На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ разделения отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ переработки отсортированных отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая систему разделения и переработки отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 4 показана схема, иллюстрирующая систему переработки отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения (крупная стрелка указывает направление движения отходов; стрелки меньшего размера указывают направление движения выделяемых газов);
На фиг. 5А и 5В показаны изображения цилиндрического образца экструдированного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения (вид сбоку на фиг. 5А; поперечное сечение на фиг. 5В; диаметр образца составляет около 10 см);
На фиг. 6 показан графин зависимости теплового потока от температуры во время калориметрического сканирования (со скоростью 10°С в минуту) переработанного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, а также от температуры наблюдаемых фазовых переходов (отображаемых вершинами кривой) и теплоты фазовых переходов;
На фиг. 7 показана инфракрасная область спектра переработанного материала, полученного из отходов с разделением (зеленый цвет) и без разделения (синий цвет) отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 8 показан график, отображающий спектр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) переработанного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, в том числе вершины со значениями g1, g2 и g3; также показано расположение вершин, отображающих значение g=2,0 (характерное для углеродного радикала) и значение g=3,4 (характерное для целлюлозы);
На фиг. 9А и 9В показаны области спектра ЯМР (ядерного магнитного резонанса) (в разных масштабах по оси Y) переработанного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 10А и 10В показаны спектры ЯМР фильтрата водного раствора морской соли (около 20 весовых процентов) (фиг. 10А) и пресной воды (фиг. 10В); при этом каждый фильтрат получается после трех часов выдерживания в термостате с биомассой растений;
На фиг. 11 показана схема, иллюстрирующая систему разделения отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения; а
На фиг. 12 показана схема, иллюстрирующая систему разделения и переработки отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение в некоторых вариантах своего осуществления относится к утилизации отходов, в частности, помимо прочего, к способам и системам сортировки и/или переработки отходов и полученному в результате переработанному материалу.
Перед подробным раскрытием, по меньшей мере, одного варианта осуществления настоящего изобретения следует понять, что заявленное изобретение не ограничено в своем применении деталями конструкции и схемой расположения элементов и/или способами, раскрытыми в последующем описании и/или проиллюстрированными на чертежах и/или примерах. Настоящее изобретение может быть воплощено в других вариантах, или же осуществлено или реализовано на практике различными путями.
Настоящее изобретение выявило, что разделение материалов, содержащихся в отходах, по их удельному весу может быть использовано для получения эффективным и экономичным образом отсортированного материала, пригодного для дальнейшей переработки без высушивания отсортированного материала. Настоящее изобретение дополнительно выявило, что разделение материалов по их удельному весу может благоприятным образом влиять, как на протекание технологического процесса, так и на параметры и свойства полученного в итоге переработанного материала. Например, соединение отходов (к примеру, несортированных отходов) с жидкостью, такой как водный раствор, может быть использовано для эффективного отделения некоторых материалов - в частности, неорганических материалов - от полученных отсортированных материалов и/или повышения содержания воды до уровня, пригодного для переработки. Более того, сепарация путем соединения отходов с жидкостью легко осуществима с использованием мокрых отходов (например, отходов, которые не были высушены), тогда как для других методик сепарации мокрые отходы служат препятствием, например, ввиду того, что в итоге фрагменты материалов разного типа слипаются друг с другом. Настоящее изобретение также демонстрирует, что переработанные отходы, полученные после сепарации по удельному весу, проявляют особые регулируемые свойства.
Теперь обратимся к чертежам. На фиг. 1 проиллюстрирован общий алгоритм сортировки отходов по их удельному весу согласно примерам осуществления настоящего изобретения, как подробно описано в последующем разделе «Примеры».
На фиг. 2 проиллюстрирован общий алгоритм переработки отсортированного материала согласно примерам осуществления настоящего изобретения, как подробно описано в последующем разделе «Примеры».
На фиг. 3 проиллюстрирована система сортировки и переработки отходов согласно примерам осуществления настоящего изобретения, как подробно описано ниже. На фиг. 4 проиллюстрирована система переработки материала (например, отсортированного материала) согласно примерам осуществления настоящего изобретения, как подробно описано ниже.
На фиг. 5А и 5В представлено изображение относительно однородного переработанного материала, полученного согласно примерам осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 6-9В представлены физические свойства переработанного материала, полученного согласно примерам осуществления настоящего изобретения, как подробно описано в последующем разделе «Примеры».
На фиг. 10А и 10В показано, что гипертонический раствор облегчает выделение углеводов из биомассы.
На фиг. 11 проиллюстрирована система сортировки отходов по их удельному весу согласно примерам осуществления настоящего изобретения, как подробно описано ниже.
На фиг. 12 проиллюстрирована система сортировки отходов по их удельному весу и переработки полученного отсортированного материала согласно примерам осуществления настоящего изобретения, как подробно описано в последующем разделе «Примеры».
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложен способ сортировки отходов с целью получения отсортированного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ согласно этому аспекту заявленного изобретения реализуется путем разделения материалов, содержащихся в отходах, по их удельному весу. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения сепарация осуществляется за счет соединения отходов с жидкостью, выбранной таким образом, чтобы часть отходов могла опуститься в жидкость (а часть - нет).
По всему тексту настоящего документа термин «отходы» относится по существу к твердым отходам, таким как коммунально-бытовые твердые отходы, источником которых в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения служат, главным образом, домохозяйства, и которые в настоящем документе именуются также «мусором». В контексте настоящего документа термин «отходы» обозначает по существу несортированные отходы (например, до удаления части материалов, как это описано в настоящем документе), то есть, он относится к самым разным веществам, характерным для домохозяйств; он также необязательно может обозначать отходы согласно определению, данному в настоящем документе, которые прошли определенную сортировку (например, были извлечены материалы, пригодные для повторного использования).
Таким образом, отходы могут быть необязательно представлены в том виде, в котором они поступили на предприятие по переработке твердых отходов или в хранилище отходов или со свалки (такие отходы называются «несортированными»); или же - в альтернативном варианте - они могут представлять собой отходы, которые прошли предварительную сортировку, то есть, отходы (например, из вышеуказанных источников), из которых был извлечен один или несколько компонентов (например, материалы, обладающие магнитными свойствами) перед дальнейшей сортировкой согласно способу, описанному в настоящем документе. Отходы могут включать в себя некоторые виды отходов, источником которых служат не домохозяйства, например, осадки сточных вод (например, нечистоты), промышленные отходы (например, отбракованные упаковочные материалы) и/или отходы сельскохозяйственного производства.
Отходы обычно содержат некоторое количество жидкости (например, воды или масел), например, жидкости, впитанной отходами и/или содержащейся в емкостях, которые составляют часть отходов. Следует иметь в виду, что способ сортировки, описанный в настоящем документе, осуществляется за счет соединения с жидкостью с тем, чтобы при необходимости отходы, соответственно, могли быть отсортированы без необходимости их предварительного высушивания.
По всему тексту настоящего документа термин «отсортированный материал» используется для описания материала, полученного путем удаления части материалов, содержащихся в исходном материале (например, в отходах) с тем, чтобы получить материал, характеризующийся составом, отличным от состава исходного материала. Под «исходным материалом» следует понимать, например, отходы согласно описанию, данному в настоящем документе, которые проходят сортировку согласно описанию, данному в настоящем документе.
По всему тексту настоящего документа термин «сортировка» и его грамматические производные используются для описания технологического процесса получения отсортированного материала согласно определению, данному в настоящем документе, из исходного материала (например, отходов) согласно определению, данному в настоящем документе.
По всему тексту настоящего документа термин «переработка» и его грамматические производные в контексте операции, выполняемой в отношении материала (например, отходов), используются для описания изменения состава, химических свойств и/или физических свойств материала с целью получения вследствие этого иного вторичного материала, называемого в настоящем документе «переработанным материалом», который характеризуется иным составом, химическими свойствами и/или физическими свойствами в сравнении с материалом, который был подвергнут переработке. Термин «переработка» в контексте настоящего документа включает в себя сортировку согласно определению, данному в настоящем документе, но не ограничивается только сортировкой.
Во избежание двусмысленного толкования термин «перерабатываемый материал» обычно используется в контексте настоящего документа для описания материала, получаемого путем выполнения операций, не считая сортировки (тогда как материал, полученный посредством сортировки, называется «отсортированным материалом»), например, за счет обработки отсортированного материала (согласно данному в настоящем документе определению), не считая сортировки (например, нагрева).
В некоторых вариантах реализации этого аспекта настоящего изобретения предложенный способ включает использование отсортированного материала, обогащенного материалом, удельный вес которого лежит в пределах заданного диапазона, а жидкость выбирается в соответствии с этим заданным диапазоном (например, за счет выбора соответствующей концентрации водно-солевого раствора, что будет подробнее описано ниже).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов материала, удельный вес которого лежит в пределах заданного диапазона. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 95 весовых процентов материала, удельный вес которого лежит в пределах заданного диапазона. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 98 весовых процентов материала, удельный вес которого лежит в пределах заданного диапазона. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 99 весовых процентов материала, удельный вес которого лежит в пределах заданного диапазона. Согласно этим вариантам осуществления настоящего изобретения теоретически возможно любое значение в пределах 90-99,9 весовых процентов.
В контексте настоящего документа термин «удельный вес» указывает на отношение плотности материала к плотности чистой воды в одинаковых условиях (например, при одинаковой температуре и давлении). Соответственно, за единицу взят удельный вес чистой воды. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения из числа вариантов, раскрытых в настоящем документе, удельный вес представляет собой удельный вес при комнатной температуре (например, 25°С) и атмосферном давлении. Однако, поскольку удельный вес представляет собой коэффициент, он менее чувствителен к изменениям условий (например, температуры или давления) в сравнении с плотностью. Однако в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения из числа вариантов, раскрытых в настоящем документе, удельный вес представляет собой удельный вес в рабочих условиях. К примеру, температура окружающей среды в рабочих условиях может варьироваться, например, в пределах 0-50°С, а давление окружающей среды может варьироваться в зависимости от высоты над уровнем моря.
Заданный диапазон значений удельного веса может необязательно характеризоваться наличием верхнего предела и нижнего предела; или же - в альтернативном варианте - этот диапазон может необязательно представлять собой диапазон, не ограниченный одним из пределов; например, он может характеризоваться наличием верхнего предела, но отсутствием нижнего предела, или наличием нижнего предела, но отсутствием верхнего предела.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, заданный диапазон не превышает 1,25; то есть, верхний предел заданного диапазона не превышает 1,25 и, таким образом, весь диапазон не превышает 1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения заданный диапазон не превышает 1,225. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения заданный диапазон не превышает 1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения заданный диапазон не превышает 1,175. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения заданный диапазон не превышает 1,15. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения заданный диапазон не превышает 1,125. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения заданный диапазон не превышает 1,10.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, отсортированный материал обогащается (по отношению к отходам, из которых он получен) материалом, удельный вес которого ниже удельного веса жидкости. В некоторых из этих вариантов осуществления настоящего изобретения предложенный способ реализуется путем удаления материалов, которые тонут в жидкости из отходов, с целью получения вследствие этого отсортированного материала.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, отсортированный материал обогащается (по отношению к отходам, из которых он получен) материалом, удельный вес которого выше удельного веса жидкости. В некоторых из этих вариантов осуществления настоящего изобретения предложенный способ реализуется путем удаления материалов, которые не тонут в жидкости из отходов, с целью получения вследствие этого отсортированного материала.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, отсортированный материал обогащается (по отношению к отходам, из которых он получен) материалом, удельный вес которого ниже удельного веса первой жидкости (например, водно-солевого раствора) и выше удельного веса второй жидкости (например, воды или слабого водно-солевого раствора). В некоторых из этих вариантов осуществления настоящего изобретения предложенный способ включает стадию удаления материалов, которые тонут в первой жидкости из отходов, а также стадию удаления материалов, которые не тонут во второй жидкости из отходов.
В настоящем документе термин «тонуть» относится к опусканию на дно сосуда с жидкостью (например, оседание), а также погружение ниже поверхности жидкости.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, по меньшей мере, часть неорганических материалов, содержащихся в отходах (которые часто характеризуются большей плотностью, чем органические материалы), опускается на дно сосуда с жидкостью.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, материалы, которые опускаются на дно, удаляются (например, путем удаления осадка), а по существу все остальные материалы собираются.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, материалы, которые плавают на поверхности жидкости, собираются (например, путем их снятия с поверхности жидкости), а по существу все остальные материалы удаляются.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу сепарация отходов включает удаление по существу всех материалов из жидкости (например, как собранного отсортированного материала, так и материала, извлеченного из отходов для получения отсортированного материала, удаленного из жидкости) с тем, чтобы жидкость могла быть повторно использована для сепарации дополнительного объема отходов по их удельному весу. Удаление материала из жидкости может осуществляться, например, путем снятия плавающего материала с поверхности жидкости, удаления осадка и/или отфильтровывания материала, который опускается ниже поверхности жидкости, но не опускается на дно.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отходы перемешиваются с жидкостью за счет вращения, по меньшей мере, одной лопасти (например, вращения колеса с лопастями). Перемешивание необязательно выбирается таким образом, чтобы оно было достаточно интенсивным для облегчения сепарации материалов различных видов (которые могут, например, слипаться друг с другом), но при этом достаточно легким, чтобы обеспечить сепарацию материалов в жидкости.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, перемешивание включает возмущающие воздействия (например, вращение, вибрации и колебания), происходящие с частотой 120 воздействий в минуту и менее. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание включает возмущающие воздействия, происходящие с частотой 60 воздействий в минуту и менее. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание включает возмущающие воздействия, происходящие с частотой 30 воздействий в минуту и менее. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание включает возмущающие воздействия, происходящие с частотой 20 воздействий в минуту и менее. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание включает возмущающие воздействия, происходящие с частотой 10 воздействий в минуту и менее.
Жидкость может представлять собой жидкость любого типа, в том числе чистую воду, раствор или суспензию.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, жидкость представляет собой жидкость на водной основе.
В контексте настоящего документа термин «жидкость на водной основе» относится к жидкости, в которой, по меньшей мере, 50 весовых процентов жидкого состава/составов (например, за исключением твердых вещество, взвешенных и/или растворенных в жидкости) приходится на воду. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов приходится на воду.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов приходится на воду. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов приходится на воду. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов приходится на воду. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 95 весовых процентов приходится на воду. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 98 весовых процентов приходится на воду. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 99 весовых процентов приходится на воду. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения жидкий компонент по существу состоит из воды.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, жидкость представляет собой раствор, например, водный раствор. Растворяемые вещества, пригодные для раствора (например, водного раствора), включают в себя водорастворимые соли, то есть, любое соединение, которое образует в воде ионы (например, хлорид натрия, хлорид калия, бромид натрия, бромид калия, хлорид кальция, нитрат кальция, карбонат калия), и водорастворимые углеводы (например, глюкозу, сахарозу, лактозу и фруктозу).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, в качестве растворенного вещества используется соль; то есть, жидкость представляет собой водно-солевой раствор (раствор ионов). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения соль представляет собой хлорид натрия. Хлорид натрия может необязательно использоваться по существу в чистом виде. В альтернативном варианте хлорид натрия смешивается с другими солями, например, с морской солью.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, жидкость представляет собой морскую воду (например, морскую воду, разбавленную пресной водой, и/или концентрированную морскую воду, то есть, морскую воду, из которой удалена часть воды). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения жидкость представляет собой по существу обычную морскую воду.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, жидкость представляет собой суспензию, например, водную суспензию. К пригодным для суспензии взвешенным веществам относятся водорастворимые соли и/или металлические вещества, такие как, например, карбонат кальция, железный порошок и ферросилиций (FeSi). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения взвешенное вещество обладает магнитными свойствами, что облегчает его удаление из отсортированных отходов (например, для повторного использования).
Удельный вес может быть выбран с учетом тех минералов, которые требуется отделить от отходов, и/или с учетом тех минералов, которые необходимо сохранить в отходах (например, для последующей переработки).
Удельный вес раствора или суспензии может быть точно отрегулирован в зависимости от требований к сепарации путем регулирования концентрации раствора или взвеси.
Таким образом, например, если требуется отделить только минералы, характеризующиеся большим удельным весом, то должен использоваться раствор или суспензия с относительно большим удельным весом (но меньшим в сравнении с удельным весом минералов, подлежащих отделению) и, соответственно, высокой концентрацией растворенного или взвешенного вещества.
Если в отходах необходимо сохранить только минералы с удельным весом ниже удельного веса воды или с таким же удельным весом (например, органические материалы), то следует использовать раствор или суспензию с удельным весом, который немного превышает удельный вес воды, и, соответственно, с относительно низкой концентрацией растворенного или взвешенного вещества.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости лежит в пределах 1,00-2.50.
Например, для удержания всех или большей части неорганических материалов, которые могут присутствовать в отходах, может оказаться достаточным удельный вес до 2,50. Так, например, оконное стекло обладает удельным весом около 2,58; кремнезем обладает удельным весом около 2,65; алюминий обладает удельным весом около 2,7; а удельный вес прочих минералов и металлов обычно еще выше. В некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 2,00, например, в пределах 2,00-2,50. Например, для удержания всех или большей части органических материалов, таких как вещества растительного происхождения, вещества животного происхождения и полимерные материалы (например, каучук и пластмассы), может оказаться достаточным удельный вес, составляющий, по меньшей мере, 2,00.
В контексте настоящего документа термин «вещество животного происхождения» относится к материалу, источником которого служит животное, а термин «вещество растительного происхождения» относится к материалу, источником которого служит растение или гриб. Следует отметить, что уголь, нефтепродукты и прочие продукты подобного рода, источником происхождения которых послужили организмы, жившие в далеком прошлом, не рассматриваются в настоящем документе в качестве веществ животного или растительного происхождения.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,50; например, он может лежать в пределах 1,50-2.00. Для удержания большей части органических материалов может оказаться достаточным удельный вес, составляющий, по меньшей мере, 1,50. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес составляет, по меньшей мере, 1,60. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес составляет, по меньшей мере, 1,70. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес составляет, по меньшей мере, 1,80. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес составляет, по меньшей мере, 1,90.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,20; например, он может лежать в пределах 1,20-1.50. Для удержания большой части или даже большей части органических материалов с удалением некоторой части органических материалов (например, синтетических полимеров) может оказаться достаточным удельный вес, составляющий, по меньшей мере, 1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,30. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,35. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,40. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,45.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,01; например, он может лежать в пределах 1,01-1.20. Для удержания многих или даже большей части веществ животного и растительного происхождения с удалением многих синтетических полимеров, таких как термоотверждающиеся полимеры и синтетические полимеры с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С (например, полиэтилентерефталат (ПЭТ), политетрафтороэтилен (ПТФЭ) и поливинилхлорид (ПВХ)), может оказаться достаточным удельный вес, значения которого лежат в диапазоне 1,01-1,20.
В настоящем документе термин «термоотверждающийся» относится к синтетическому полимеру, который необратимо отверждается любым способом, включая отверждение в ходе нагрева, химической реакции (например, как эпоксидные смолы) или облучения. К примерам термоотверждающихся полимеров относятся, помимо прочего, термоотверждающиеся полиэфиры (например, используемые в стеклопластике), полиуретаны, вулканизованные каучуки, фенолформальдегиды (например, полимер Bakelite), дюропласт, мочевино-формальдегидные пластики (например, используемые в производстве фанеры), меламиноформальдегидные смолы, эпоксидные смолы, полиамиды, цианатные эфиры и полицианураты.
Без привязки к какой-либо конкретной теории считается, что уменьшение доли термоотверждающихся полимеров, синтетических полимеров с высокой температурой плавления (например, по меньшей мере, 250°С) и/или ПВХ в полученном отсортированном материале делает отсортированный материал более пригодным для переработки (например, как это описано в настоящем документе). Также принято считать, что сепарация по удельному весу, описанная выше, является особенно удобным способом получения отсортированного материала с уменьшенной долей таких полимеров относительно отходов, из которых извлечен отсортированный материал.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости не превышает около 1,25 (например, в пределах удельного веса насыщенного водного раствора морской соли). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес не превышает 1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес не превышает 1,15.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,05. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,05-1,25. В этих некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,05-1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,05-1,15.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,06. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,06-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,06-1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,06-1,15.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,07 (например, водный раствор хлористого натрия в концентрации около 10 весовых процентов). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,07-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,07-1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,07-1,15.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,08. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,08-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,08-1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,08-1,15.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,09. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,09-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,09-1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,09-1,15.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,10. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,10-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,10-1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,10-1,15.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,11 (например, водный раствор хлористого натрия в концентрации около 15 весовых процентов). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,11-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,11-1,20.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,12. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,12-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,12-1,20.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,13. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,13-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,13-1,20.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,14. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,14-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,14-1,20.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,15 (например, водный раствор хлорида натрия в концентрации около 20 весовых процентов). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,15-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,15-1,20.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,175. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,175-1,25. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,175-1,20.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет, по меньшей мере, 1,20. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения удельный вес варьируется в пределах 1,20-1,25.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удельный вес жидкости составляет около 1,03 и менее, например, в диапазоне 1,01-1,03. Удельный вес в пределах диапазона может быть легко и недорого обеспечен, например, за счет использования морской воды или разбавленной морской воды, так как морская вода обладает удельным весом, варьирующимся в пределах 1,02-1,03, а обычно около 1,025.
В общем, жидкости с относительно низким удельным весом (например, до 1,25 или до 1,20) относительно удобны в приготовлении и использовании; при этом их легко получить из растворов обычных и недорогих веществ. Например, значения удельного веса водных растворов натрия хлорида варьируются в пределах от 1,00 до около 1,20, в зависимости от концентрации. Относительно низкие значения удельного веса, в частности, способствуют эффективному удалению неорганических материалов, включающими в себя, например, сборные материалы (например, стеклопластик и полимеры со стеклонаполнителем), которые обладают более низким удельным весом в сравнении с чисто неорганическими материалами, а также органических материалов с относительно высокой плотностью, таких как ПВХ, ПЭТ, ПТФЭ и термоотверждающиеся полимеры (например, описанные в настоящем документе).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, значения удельного веса, составляющие, по меньшей мере, 1,20 и необязательно, по меньшей мере, 1,25, могут быть получены с использованием водорастворимых солей, таких как соли кальция, магниевые соли, соли переходных металлов и бромистые соли, и/или с использованием суспензий.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, соединение отходов с солевым раствором снижает жизнестойкость и/или активность микробов (например, бактерий) в отсортированном материале (помимо облегчения процесса сортировки). Такое ингибирующее действие сопоставимо с процессом консервации пищевых продуктов в соленой воде (например, при засолке). Такое ингибирующее действие может, например, улучшать санитарно-гигиеническую обстановку и/или замаскировать неприятный запах, исходящий от отсортированного материала, облегчая тем самым перевалку и/или хранение отсортированного материала.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, концентрация соли в растворе выбирается таким образом, чтобы она способствовала снижению жизнестойкости и/или активности микробов (например, бактерий) в отходах, смешиваемых с раствором, и/или в извлеченном из этих отходов отсортированном и/или переработанном материале (например, описанном в настоящем документе).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, концентрация соли (например, хлорида натрия или морской соли) в солевом растворе (например, водно-солевом растворе) составляет, по меньшей мере, 3 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 3-35 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 3-30 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 3-25 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, концентрация соли (например, хлорида натрия или морской соли) в солевом растворе (например, водно-солевом растворе) составляет, по меньшей мере, 5 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 5-35 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 5-30 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 5-25 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, концентрация соли (например, хлорида натрия или морской соли) в солевом растворе (например, водно-солевом растворе) составляет, по меньшей мере, 10 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 10-35 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 10-30 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 10-25 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, концентрация соли (например, хлорида натрия или морской соли) в солевом растворе (например, водно-солевом растворе) составляет, по меньшей мере, 15 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 15-35 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 15-30 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 15-25 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, концентрация соли (например, хлорида натрия или морской соли) в солевом растворе (например, водно-солевом растворе) составляет, по меньшей мере, 20 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 20-35 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 20-30 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация соли лежит в диапазоне 20-25 весовых процентов.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что соединение отходов с солевым раствором, концентрация соли в котором составляет, по меньшей мере, 10 весовых процентов, в частности, по меньшей мере, 15 весовых процентов, а в особых случаях, по меньшей мере, 20 весовых процентов, оказывается особенно эффективным для снижения жизнестойкости и/или активности микробов (например, бактерий) не только в отходах, соединяемых с раствором, но также и в отсортированном и/или переработанном материале (например, описанном в настоящем документе), извлеченном из отходов; то есть, остаточное солесодержание в отсортированном и/или переработанном материале (после извлечения материала из солевого раствора) может эффективно еще долго снижать жизнестойкость и/или активность микробов после завершения сепарации по удельному весу.
Следует иметь в виду, что целлюлоза и прочие соединения из веществ животного и растительного происхождения (например, лигнин) характеризуются удельным весом около 1,5, но эти вещества животного и растительного происхождения обычно характеризуются значительно более низким удельным весом из-за пористости (например, пустот в дереве, которые уменьшают удельный вес большинства пород дерева до менее единицы) и\или большого объема заключенной в них воды (что дает удельный вес в пределах единицы). Таким образом, удельный вес многих материалов указывает на содержание в нем воды и/или на его пористость.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удаление материалов с относительно большим удельным весом (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) может повысить содержание воды в материале (например, за счет удаления относительно сухого вещества животного происхождения и/или вещества растительного происхождения с удержанием относительно водонасыщенного вещества животного происхождения и/или вещества растительного происхождения), что приведет к получению отсортированного материала, содержание воды в котором будет выше содержания воды в отходах (например, даже без поглощения воды в процессе сепарации). Таким образом, удаление материалов согласно описанию, представленному в настоящем документе, может быть использовано для повышения содержания воды в полученном отсортированном материале (например, до уровня, указанного в настоящем документе) относительно содержания воды в отходах за счет облегчения поглощения воды и/или удаления относительно сухих материалов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удаление материалов с относительно большим удельным весом (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) может привести к получению отсортированного материала с уменьшенным (средним) удельным весом, который может составить, например, менее 1,20; необязательно - менее 1,15; необязательно - менее 1.10; необязательно - менее 1,05; и необязательно - менее 1,00.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, например, за счет выбора жидкости, в которой оседают неорганические материалы.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С (например, ПЭТ и ПТФЭ), например, за счет выбора жидкости, которая обеспечивает оседание в ней указанных полимеров.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ, например, за счет выбора жидкости, которая обеспечивает оседание в ней указанного полимерного материала (ПВХ).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от термоотверждающихся полимеров, синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С (например, ПЭТ и ПТФЭ) и поливинилхлорида (ПВХ), например, за счет выбора жидкости, которая обеспечивает оседание в ней указанных полимеров.
В этой связи следует иметь в виду, что термоотверждающиеся полимеры, синтетические полимеры с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С (например, ПЭТ и ПТФЭ) и поливинилхлорид (ПВХ) обычно характеризуются относительно большим удельным весом.
Например, среди синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С, ПЭТ (который особенно часто встречается в отходах, например, вследствие его использования для изготовления пищевых контейнеров и емкостей для хранения жидкостей) обычно характеризуется удельным весом в пределах 1,37-1,455, а ПТФЭ обычно характеризуется удельным весом в пределах 2,1-2,2.
Подобным же образом, поливинилхлорид (широко распространенный полимер) обычно характеризуется удельным весом в пределах 1,35-1,45 в своих твердых формах и относительно чистом виде, тогда как гибкие формы поливинилхлорида обычно характеризуются меньшим удельным весом (например, в диапазоне 1,1-1,3) из-за присутствия пластификаторов. Таким образом, для удаления по существу всего поливинилхлорида может подойти жидкость с удельным весом менее 1,1; тогда как для удаления значительной части поливинилхлорида может подойти жидкость с немного большим удельным весом (например, в диапазоне 1,1-1,3).
Кроме того, термоотверждающиеся полимеры обычно содержат значительное количество гетероатомов (например, азота, кислорода и серы), например, в сложноэфирных группах, уретановых группах и серных мостиках вулканизированного каучука, что повышает удельный вес полимера.
Следует иметь в виду, что соединение отходов с жидкостью для сепарации по удельному весу (согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе) может обеспечить частичное удаление жидкостей, изначально содержащихся в отходах и не смешивающихся с жидкостью для сепарации по удельному весу, так как при отделении отсортированного материала от жидкостей указанные жидкости оказываются перемешанными друг с другом. Например, жидкости на водной основе, изначально содержащиеся в отходах, могут быть необязательно, по меньшей мере, частично удалены после соединения с жидкостью на водной основе (например, солевым раствором) согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе.
Кроме того, в отходах обычно присутствуют жидкости (например, масла), не смешивающиеся с жидкостью, которая используется для сепарации по удельному весу (например, с водным раствором); при этом в ходе сепарации они образуют четко выраженный слой жидкости, например, слой масел, плавающих на поверхности жидкости на водной основе (в отличие от плавающих твердых веществ, которые частично погружены в жидкость на водной основе).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, предложенный способ дополнительно включает (в рамках какого-либо одного или более циклов сепарации материалов по удельному весу) отделение, по меньшей мере, части жидкостей, изначально содержащихся в отходах (не смешивающихся с жидкостью для сепарации по удельному весу) от остальной массы отходов и от жидкости для сепарации по удельному весу. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрено отделение масел, изначально содержащихся в отходах, которые плавают на поверхности жидкости на водной основе (например, солевого раствора) для сепарации по удельному весу.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отсортированный материал характеризуется более низкой концентрацией масел в сравнении с отходами до сортировки.
В контексте настоящего документа термин «масло» обозначает жидкость, не смешивающуюся с водой, и охватывает вещества, которые представляют собой жидкость при температуре в диапазоне от 0°С до 100°С.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения из числа вариантов, описанных в настоящем документе, масла представляют собой жидкость при температуре в диапазоне от 0°С до 50°С. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения из числа вариантов, описанных в настоящем документе, масла представляют собой жидкость при температуре 20°С.
В контексте настоящего документа фраза «не смешивающийся с водой» означает, что, по меньшей мере, в некоторых количественных соотношениях воды и другой жидкости (например, масла согласно описанию, представленному в настоящем документе) эта жидкость и вода не образуют однородный раствор, а делятся на четко различимые фазы.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения из числа вариантов, описанных в настоящем документе, масло состоит из соединений, характеризующихся логарифмом Р (логарифмом коэффициента распределения), равным, по меньшей мере, единице. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения логарифм Р соединений в масле равен, по меньшей мере, 1,5. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения логарифм Р соединений в масле равен, по меньшей мере, 2.
В контексте настоящего документа термин «логарифм Р» относится к логарифму отношения концентрации соединения в октаноле-1 к концентрации соединения в воде при контакте соединения с комбинацией октанола-1 и воды (которые образуют отдельные фазы). Значения концентрации относятся к соединениям в недиссоциированной форме.
Удаление не смешивающихся жидкостей согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, может необязательно выполняться с использованием стандартных методик, известных в данной области техники. Например, слой масла может сниматься с поверхности водного раствора с помощью порогового скиммера и/или маслоотталкивающего и/или металлического скиммера (например, с использованием вращающегося элемента, такого как барабан, трос, диск и/или лента для сбора и удаления масел). Скиммеры (любого типа) необязательно выполнены с возможностью приостановки процесса снятия слоя масла, если количество масла на поверхности недостаточно для того, чтобы обеспечить его эффективный сбор.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, масла, отделяемые от жидкости для сепарации по удельному весу (например, путем снятия слоя масла с поверхности жидкости) собираются, например, с целью их использования в качестве сырья при последующей переработке масел.
Дополнительно или в качестве альтернативного варианта отделение масел может оказаться целесообразным для получения отсортированного материала с уменьшенным содержанием масла и/или для уменьшения степени загрязнения маслом тех жидкостей, которые используются в технологическом процессе, описанном в настоящем документе. В некоторых таких вариантах осуществления настоящего изобретения сепарированные масла подлежат утилизации.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, масла представляют собой липиды, выделенные из клеток организмов, содержащихся в отходах, в ходе процесса сепарации, например, при соединении с водно-солевым раствором (например, гипертоническим раствором), во время которого клетки подвергаются осмотическому стрессу.
Удаление материалов может необязательно осуществляться до и/или после измельчения и/или во время измельчения (например, в промежуток между двумя стадиями измельчения).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отходы представляют собой измельченные отходы, т.е. отходы, полученные в измельченном виде, например, после того, как они были подвергнуты дроблению (например, молотковой дробилкой). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения измельченные отходы дополнительно измельчаются согласно описанию, представленному в настоящем документе.
В контексте настоящего документа термины «измельчать», «измельченный» и «измельчение» с их грамматическими производными относятся к уменьшению размеров твердых компонентов материала (например, отходов или отсортированного материала) с помощью механических устройств такими способами, как рубка, резка, толчение, дробление, крошение, нарезание и разрывание.
Для измельчения отходов может быть использовано множество самых разных устройств известного уровня техники, в том числе, помимо прочего, промышленные измельчители, дробилки, рубительные машины и грануляторы. При необходимости устройство, используемое для измельчения, рассчитано на переработку отходов, содержащих твердые вещества, такие как металлы, стекло, глины и камень, например, за счет использования лопастей или пластин, выполненных из прочных материалов, таких как нержавеющая сталь или титан.
В контексте настоящего документа термин «измельчитель» распространяется также на все устройства, выполненные с возможностью измельчения согласно описанию, представленному в настоящем документе.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отходы измельчаются до удаления материалов посредством их соединения с жидкостью (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе, например, в отношении сортировки), например, с целью облегчения разделения материалов разного типа, слипшихся друг с другом (например, металла, слипшегося с пластиком) и/или облегчения выделения газов и поступления жидкости в трещины в частицах отходов. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в момент удаления материалов диаметр твердых частиц в измельченном материале составляет менее 50 мм, необязательно - менее 20 мм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в момент удаления материалов диаметр твердых частиц составляет менее 10 мм.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения измельчение до удаления материалов осуществляется с помощью молотков (например, методом дробления), например, молотковой дробилки.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что молотки относительно устойчивы к повреждениям, обусловленным наличием твердых материалов (например, неорганических материалов, таких как минералы, керамика, стекло, металлы) в отходах, из которых еще не были удалены такие материалы.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отсортированный материал измельчается после удаления материалов за счет их соединения с жидкостью (например, путем измельчения до получения размера частиц согласно описанию, представленному в настоящем документе), например, чтобы удалить твердые и плотные материалы (например, неорганические материалы), которые могут повредить устройство, выполняющее измельчение, и/или так, чтобы частицы отходов не оказались настолько мелкими, что это может помешать удалению материалов. Например, мелкие частицы обычно сепарируются по удельному весу медленнее, чем крупные частицы. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в момент удаления материалов диаметр твердых частиц составляет, по меньшей мере, 2 мм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в момент удаления материалов диаметр твердых частиц составляет, по меньшей мере, 5 мм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в момент удаления материалов диаметр твердых частиц составляет, по меньшей мере, 10 мм.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения из числа вариантов, описанных в настоящем документе, которые относятся к измельчению, измельчение после удаления материалов осуществляется методом резки (например, лопастями и/или пластинами), например, с использованием промышленной измельчающей установки.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что такая методика измельчения особенно подходит для получения частиц относительно небольшого размера, которые могут быть в большей степени пригодны для последующей переработки (например, путем перемешивания и нагревания согласно описанию, представленному в настоящем документе); однако при этом наблюдается повышенная чувствительность к воздействию твердых и плотных материалов (например, неорганических материалов); и, следовательно, указанная методика больше подходит для отсортированного материала, содержащего уменьшенное количество таких материалов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, до удаления материалов отходы измельчаются с получением частиц относительно крупного размера (например, по меньшей мере, 10 мм в диаметре), например, методом дробления, с помощью молотков, и/или иных технологий подобного рода. После удаления материалов отсортированный материал может быть необязательно подвергнут дополнительному измельчению с целью получения частиц меньшего размера (например, менее 10 мм в диаметре), который выбирается, исходя из требований к последующей переработке (например, путем перемешивания или нагревания согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, предложенный способ включает более одного цикла сепарации материалов по их удельному весу.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отходы входят в контакт с жидкостью на водной основе (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) для получения вследствие этого частично отсортированного материала, а частично отсортированный материал проходит, по меньшей мере, один дополнительный цикл сепарации по удельному весу. В каждом из, по меньшей мере, одного указанного дополнительного цикла сепарация включает соединение частично отсортированных отходов с дополнительной жидкостью (например, с жидкостью для сепарации материалов, описанной в настоящем документе).
В контексте настоящего документа фраза «частично отсортированный материал» относится к отсортированному материалу согласно описанию, представленному в настоящем документе, который, как предполагается, будет подвергнут последующей сортировке. Таким образом, фраза «отсортированный материал» относится также и к «частично отсортированному материалу».
Следует понимать, что каждый цикл может осуществляться в присутствии жидкости (например, водно-солевого раствора), которая может быть такой же или отличающейся от жидкости (например, водно-солевого раствора), используемой в другом цикле; и что каждый цикл может независимо от других циклов включать извлечение из отходов материалов большой плотности (например, материалов, которые тонут в жидкости) или извлечение из отходов материалов с низкой плотностью (например, материалов, которые плавают на поверхности жидкости).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, по меньшей мере, один цикл сепарации материалов по их удельному весу включает удаление материала, который тонет в жидкости этого цикла. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один цикл, не считая первого цикла (например, по меньшей мере, один дополнительный цикл), включает удаление материала, который тонет в жидкости этого цикла (например, дополнительную жидкость, описанную в настоящем документе). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый цикл включает удаление материала, который тонет в жидкости этого цикла. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый цикл и, по меньшей мере, один дополнительный цикл включают удаление материала, который тонет в жидкости этого цикла.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, по меньшей мере, один цикл сепарации материалов по их удельному весу включает удаление материала, который плавает в жидкости этого цикла. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый цикл включает удаление материала, который тонет в жидкости этого цикла; а, по меньшей мере, один последующий цикл включает удаление материала, который плавает в жидкости этого цикла.
Каждый цикл может необязательно дополнительно включать измельчение полученного отсортированного материала независимо от других циклов (необязательно частично отсортированного материала после завершения циклов, отличных от первого) после соединения с жидкостью этого цикла (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе). В некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов, по меньшей мере, один цикл, не считая первого (например, по меньшей мере, один дополнительный цикл) дополнительно включает измельчение отсортированного материала после соединения с жидкостью этого цикла (например, дополнительной жидкостью, описанной в настоящем документе). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения последний цикл включает измельчение отсортированного материала (например, после соединения с жидкостью последнего цикла). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый цикл включает измельчение полученного отсортированного материала (включая частично отсортированный материал после завершения циклов, не считая последнего).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удаление жидкости выполняется после завершения, по меньшей мере, одного цикла сепарации материалов по их удельному весу. Удаление жидкости может необязательно осуществляться путем ее слива (например, самотеком) и/или прессования отсортированного материала, например, с помощью шнекового пресса. По меньшей мере, часть удаленной жидкости необязательно используется повторно для сепарации материалов согласно описанию, представленному в настоящем документе.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, удаленная жидкость представляет собой жидкость, которая изначально содержалась в отходах, включая в себя, например, жидкости на водной основе и/или масла. Например, жидкость, удаленная согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе (например, путем слива или прессования) может необязательно представлять собой жидкость на водной основе (например, солевой раствор), используемую для сепарации по удельному весу (согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе), а также жидкость на водной основе, которая изначально содержалась в отхода, перемешанную с жидкостью на водной основе для сепарации по удельному весу, и/или масла, которая изначально содержались в отходах.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отделение масел от удаленной жидкости выполняется, например, с целью сбора масел для дальнейшей переработки и/или с целью облегчения повторного использования жидкости (например, жидкости на водной основе) для сепарации материалов путем уменьшения степени загрязнения жидкости маслами.
Отделение масел от удаленной жидкости может осуществляться по методикам и с помощью устройств, известных в данной области техники, например, методом электрохимического эмульгирования или биовосстановления с помощью водомасляных сепараторов, известных в данной области техники, в том числе, помимо прочего, гравитационных водомасляных сепараторов (например, сепараторов по стандарту API или гравитационных пластинчатых сепараторов) и центробежных водомасляных сепараторов; и/или с помощью скиммера (например, скиммера, описанного в настоящем документе).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, предложенный способ включает как сбор масел, отделенных от жидкости для выполнения сепарации по удельному весу (например, путем снятия масел с поверхности жидкости) согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, так и сбор масел, отделенных от удаленной жидкости согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, и смешивание собранных масел, например, для дальнейшей переработки. Иначе говоря, в этих вариантах осуществления настоящего изобретения масло собирается как в ходе выполнения, по меньшей мере, одного цикла сепарации материалов (при этом отходы соединяются с жидкостью), так и после выполнения, по меньшей мере, одного цикла сепарации материалов (при этом жидкость удаляется из отсортированного материала, а масла отделяются от удаленной жидкости).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке отходов по их удельному весу, отделенные материалы (например, неорганические материалы) подвергаются последующей сортировке (например, по методикам, известным в данной области техники) с тем, чтобы извлечь из них полезные и/или ценные материалы, такие как металлы (например, железо или золото), кремнезем и/или стекло (например, для использования в качестве заполнителя бетона, пластмасс и иных материалов подобного рода).
Следует отметить, что удаление материалов, как это описано в настоящем документе, влияет на химический состав конечного продукта (например, переработанного материала, полученного путем переработки отсортированного материала, как это описано в настоящем документе), и что выбор жидкости, используемой в любом из этих вариантов осуществления настоящего изобретения, может быть также сделан в зависимости от требуемых характеристик конечного продукта с тем, чтобы сохранить в отходах материалы с химическим составом, который может повлиять на требуемые характеристики конечного продукта.
Например, типовые бытовые отходы в сухом состоянии могут состоять примерно на 60% из древесных материалов (например, бумаги, картона и сучьев), содержащих лигнин, обычно представленного в виде лигноцеллюлозы; примерно на 20% из органических материалов, не содержащих лигнин (например, пластмасс, недревесных материалов растительного происхождения, таких как пищевые продукты); и примерно на 20% из неорганических материалов (например, камней, песка, стекла, керамики и металлов). Предполагается, что доля материалов, содержащих лигноцеллюлозу (например, материалов, содержащих лигнин, целлюлозу и/или гемицеллюлозу), увеличится после удаления плотных материалов, таких как неорганические материалы, и/или полимеров, таких как термоотверждающиеся полимеры, ПЭТ и ПВХ, из отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Отсортированный материал, полученный согласно описанию, представленному в настоящем документе, особенно хорошо поддается последующей переработке по методикам, раскрытым автором заявленного изобретения и описанным в настоящем документе. Более того, такие методики особенно подходят для переработки влагонасыщенного материала, такого как отходы, сортируемые путем их соединения с жидкостью (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе). Таким образом, сортировка и последующая переработка могут быть объединены в единый особо эффективный и экономичный способ переработки отходов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, удаление неорганических материалов, содержащихся в отходах, выполняется таким образом, чтобы полученный отсортированный материал содержал, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 95 весовых процентов (сухого веса) органического материала. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 98 весовых процентов (сухого веса) органического материала. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, предложенный способ включает удаление, по меньшей мере, части определенных органических материалов (например, синтетических полимеров согласно описанию, представленному в настоящем документе), содержащихся в отходах. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ включает удаление, по меньшей мере, части поливинилхлорида, синтетических полимеров с относительно высокой температурой плавления (например, по меньшей мере, 250°С) и/или термоотверждающихся полимеров (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к термоотверждающимся полимерам и синтетическим полимерам с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 95 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к термоотверждающимся полимерам и синтетическим полимерам с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 98 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к термоотверждающимся полимерам и синтетическим полимерам с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 99 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к термоотверждающимся полимерам и синтетическим полимерам с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к ПВХ. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 95 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к ПВХ. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 98 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к ПВХ. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 99 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к ПВХ.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к ПВХ, термоотверждающимся полимерам и синтетическим полимерам с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 95 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к ПВХ, термоотверждающимся полимерам и синтетическим полимерам с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 98 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к ПВХ, термоотверждающимся полимерам и синтетическим полимерам с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 99 весовых процентов (сухого веса) органического материала, не относящегося к ПВХ, термоотверждающимся полимерам и синтетическим полимерам с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к сортировке материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, не более 5 весовых процентов сухого веса отсортированного материала приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 4 весовых процентов приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 3 весовых процентов приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 2 весовых процентов приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 1 весового процента приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 0,5 весового процента приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 0,2 весового процента приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 0,1 весового процента приходится на неорганический материал.
Повсюду в тексте настоящего документа, где встречается объем «неорганического материала» в отсортированном материале и/или исходном сырье, этот объем не включает в себя какие-либо неорганические водорастворимые соли и/или ионы, содержащиеся в жидкости на водной основе, которая используется для сепарации согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что такие соли не оказывают существенное вредное влияние, - и даже могут оказывать благоприятное влияние, - на последующую переработку отсортированного материала, тогда как прочие неорганические материалы с большой долей вероятности могут оказывать на указанный процесс негативное воздействие (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе), поэтому целесообразно уменьшить содержание таких неорганических материалов.
Как подробно описано в этой заявке, отсортированный материал, полученный согласно описанию, представленному в настоящем документе, особенно хорошо поддается последующей переработке. Отсортированный материал может необязательно подвергаться последующей переработке в том состоянии, в котором он находится на данный момент времени; или же он может быть использован для подготовки исходного сырья, подлежащего переработке.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что отсортированный материал, полученный согласно описанию, представленному в настоящем документе, особенно хорошо поддается последующей переработке, включающей умеренный нагрев, смешивание и/или экструзию, в отличие от материалов, которые не так хорошо поддаются такой переработке, таких как материалы, которые не расплавляются или по существу не размягчаются при таких температурах (например, неорганические материалы, термоотверждающиеся полимеры и полимеры в относительно высокой температурой плавления); материалы, которые выделяют токсичные продукты при нагреве до таких температур (например, поливинилхлорид); высокоабразивные материалы (например, твердые неорганические материалы); и материалы, которые обычно забивают просветы (в том числе, помимо прочего, материалы, которые не расплавляются или по существу не размягчаются при нагреве до таких температур).
Более того, методики, раскрытые в настоящем документе, особенно хорошо подходят для переработки влагонасыщенного материала, такого как отходы, отсортированные путем их соединения с жидкостью (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
Более того, отсортированный материал, полученный согласно описанию, представленному в настоящем документе, облегчает переработку отходов за счет удаления материалов, которые плохо поддаются переработке, таких как токсичные металлы и минералы (например, мышьяк, кадмий, кобальт, хром, ртуть, никель, свинец, сурьма, селен и асбест), а также материалов, которые обычно не подлежат переработке из-за того, что при нагреве они выделяют токсичные продукты (например, поливинилхлорид).
Таким образом, сортировка и последующая переработка могут быть объединены в единый особо эффективный и экономичный способ переработки отходов.
В этой связи согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ переработки отходов с целью получения недисперсного переработанного материала. Этот способ включает подготовку исходного сырья, представляющего собой отсортированный материал, извлеченный из отходов (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе). В некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, этот способ реализуется путем перемешивания исходного сырья за счет действия сдвигающих усилий и его нагревом для получения вследствие этого переработанного материала. В предпочтительном варианте исходное сырье подвергается перемешиванию и нагреву без предварительного высушивания.
Таким образом, в некоторых из примеров любых вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, способ переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, включает в себя способ сортировки отходов согласно любому из вариантов осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе, которые относятся к сепарации материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе.
В данном контексте термин «исходное сырье» относится к материалу, подлежащего переработке (материалу, который уже был переработан) путем нагрева и/или смешивания согласно описанию, представленному в настоящем документе, за исключением тех случаев, когда указано иное. Исходное сырье может представлять собой отсортированный материал согласно описанию, представленному в настоящем документе на примере любого из вариантов осуществления настоящего изобретения; или же материал, отличающийся от отсортированного материала, например, когда исходное сырье содержит отсортированный материал в сочетании с одним или несколькими дополнительными материалами (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, термин «исходное сырье» обозначает отсортированный материал согласно описанию, представленному в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения термином «исходное сырье» описывается отсортированный материал согласно описанию, представленному в настоящем документе, объединенный с (например, путем смешивания) с одним или несколькими дополнительными материалами согласно описанию, представленному в настоящем документе.
3
3
3
В контексте настоящего документа термин «недисперсный» относится к твердому материалу, который не содержит дискретных частиц (например, частиц, слипшихся друг с другом; или же - необязательно - агрегатов этих частиц), объем которых превышает 0,2 мм; то есть, материал не образуется из частиц указанного объема, характеризующихся видимыми границами, и/или из частиц, состоящих из разных веществ, прилегающих друг к другу. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, недисперсный материал не содержит дискретных частиц, объем которых превышает 0,04 мм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения недисперсный материал не содержит дискретных частиц, объем которых превышает 0,01 мм. Следует понимать, что недисперсный материал может включать в себя некоторое количество дискретных частиц, но основная часть материала представляет собой непрерывную недисперсную матрицу.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, менее 20 весовых процентов недисперсного переработанного материала приходится на дискретные частицы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения менее 10 весовых процентов недисперсного переработанного материала приходится на дискретные частицы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения менее 5 весовых процентов недисперсного переработанного материала приходится на дискретные частицы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения менее 2 весовых процентов недисперсного переработанного материала приходится на дискретные частицы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения менее одного весового процента недисперсного переработанного материала приходится на дискретные частицы.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, нагрев выполняется после перемешивания. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье подвергается перемешиванию и нагреву одновременно.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 50 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на отсортированный материал, полученный путем сепарации материалов, содержащихся в отходах, по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на отсортированный материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на отсортированный материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на отсортированный материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на отсортированный материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 95 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на отсортированный материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 98 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на отсортированный материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 99 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на отсортированный материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения по существу весь исходный материал в сухом состоянии представляет собой отсортированный материал.
В данном контексте описания исходного сырья и/или его состава относятся к исходному сырью до его перемешивания и нагрева, за исключением случаев, когда указано иное.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, исходное сырье (до перемешивания и нагревания) характеризуется содержанием воды, по меньшей мере, 15 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет, по меньшей мере, 20 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет, по меньшей мере, 30 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет, по меньшей мере, 40 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет, по меньшей мере, 45 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет, по меньшей мере, 50 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет, по меньшей мере, 55 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет, по меньшей мере, 60 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, исходное сырье (до перемешивания и нагревания) характеризуется содержанием воды в пределах 15-70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет 20-70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет 30-70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет 40-70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет 45-70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет 50-70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет 55-70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет 60-70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в исходном сырье составляет около 64 весовых процентов.
Источников воды в исходном сырье может необязательно служить вода, содержащаяся в отходах; жидкость на водной основе, используемая для сепарации по удельному весу (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе); и/или вода, добавленная в отсортированный материал.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к переработке отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, содержание воды в исходном сырье превышает содержание воды в отходах, из которых оно было извлечено. Например, в результате соединения отходов с жидкостью на водной основе во время сепарации по удельному весу согласно представленному описанию может быть получен отсортированный материал (из которого затем составляется исходное сырье), содержание воды в котором будет выше, чем в отходах, из которых он был извлечен (например, из-за абсорбции жидкости на водной основе). Дополнительно или в качестве альтернативного варианта для получения исходного сырья в отсортированный материал добавляется вода. Таким образом, содержание воды в исходном сырье необязательно может превышать содержание воды в отсортированном материале.
Следует иметь в виду, что использование жидкости на водной основе особенно целесообразно в контексте способа, пригодного для использования исходного сырья с относительно высоким содержанием воды (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе), так как включение воды из состава жидкости на водной основе в отсортированный материал не обязательно вызывает трудности при использовании такого исходного сырья.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 20 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 95 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 90 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 85 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 80 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 70 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 60 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 50 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 40 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы.
В контексте настоящего документа термин «лигноцеллюлоза» обозначает сухой материал, извлеченный из растений, который состоит, главным образом, из углеводов (преимущественно целлюлозы и гемицеллюлозы) и лигнина. Таким образом, объем лигноцеллюлозы, описанной в настоящем документе, может считаться общим объемом сухого вещества, извлеченного из растений, вне зависимости от количественной доли, например, углеводов и лигнина.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что углеводы, содержащиеся в лигноцеллюлозе (например, в целлюлозе и/или гемицеллюлозе) особенно хорошо подходят для переработки согласно описанию, представленному в настоящем документе (например, в сравнении с лигнином), и обеспечивают желаемые свойства полученного в результате переработки материала. Количественная доля углеводов в лигноцеллюлозе может быть необязательно увеличена путем ограничения объема материала, обогащенного лигнином, который содержится в перерабатываемых отходах, например, за счет использования отходов с ограниченным объемом древесных материалов (например, древесных обрезков или отходов лесных складов).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 30 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 95 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 90 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 85 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 80 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 70 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 60 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 50 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 40 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 40 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 95 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 90 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 85 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 80 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 70 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 60 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 40 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 50 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 95 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 90 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 85 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 80 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 75 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 70 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 40 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 60 сухого веса исходного сырья приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 60 до 95 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 60 до 90 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 60 до 85 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 60 до 80 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 40 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 70 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 70 до 95 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 70 до 90 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 70 до 85 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 75 до 85 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 80 до 85 весовых процентов сухого веса приходится на лигноцеллюлозу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 40 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов лигноцеллюлозы приходится на углеводы.
Обычно исходное сырье содержит, по меньшей мере, часть синтетических полимеров, содержащихся в отходах, которые присутствуют в отсортированном материале. Кроме того, исходное сырье может необязательно содержать синтетические полимеры, добавленные в отсортированный материал (например, дополнительный материал согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В контексте настоящего документа термин «синтетические полимеры» обозначает полимеры, отличные от тех, которые присутствуют в веществах растительного или животного происхождения (например, лигнина, углеводов или полипептидов), или полимеров, образуемых в процессе нагрева и смешивания веществ растительного или животного происхождения согласно описанию, представленному в настоящем документе (например, продуктов гидролиза, карамелизации и/или пиролиза углеводов, полипептидов и т.п.). Примеры синтетических полимеров включают в себя, помимо прочего, полиолефины, полистирол, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат, полиакрилонитрил, полибутадиен, поликарбонат, полиэфиры (например, вискозу) и нейлон. В настоящем документе синтетическими полимерами считаются полимеры, полученные в результате химической реакции природного полимера, например, целлюлозы, которая была подвергнута химической обработке (например, сероуглеродом) и регенерирована с получением вискозы. Любому специалисту в данной области техники известно и о других синтетических полимерах, которые могут присутствовать в отходах, и которые, соответственно, могут быть включены в исходное сырье, описанное в настоящем документе.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что полиолефины будут составлять существенную долю синтетических полимеров в отсортированном материале и исходном сырье из-за своего относительно низкого удельного веса. Кроме того, исходное сырье необязательно может дополнительно содержать синтетические полимеры, добавленные в отсортированный материал.
В настоящем документе термин «полиолефин» обозначает полимер, полученный из мономера олефина. Примеры полиолефинов включают в себя, помимо прочего, полиэтилен; полипропилен; полиметилпентен; полибутен-1; полиизобутилен; этиленпропиленовый каучук; каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера; и их сополимеры. Полиэтилен и полипропилен особенно часто встречаются в отходах, и поэтому высока вероятность их присутствия в отсортированном материале и исходном сырье в значительном объеме.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что термопластичные полимеры будут составлять существенную долю синтетических полимеров в отсортированном материале и исходном сырье из-за относительно низкого удельного веса многих термопластичных полимеров, включающих в себя, помимо прочего, термопластичные полиолефины (например, полиэтилен, полипропилен и полибутен-1). Кроме того, исходное сырье необязательно может дополнительно содержать термопластичные полимеры, добавленные в отсортированный материал. Также считается, что термопластичные полимеры, в частности, термопластичные синтетические полимеры подвергаются размягчению и/или плавлению при перемешивании и нагреве согласно описанию, представленному в настоящем документе, что позволяет получить более однородный переработанный материал.
Более того, присутствие одного или нескольких термопластичных синтетических полимеров может необязательно повысить термопластичность переработанного материала (например, полимерного материала, описанного в настоящем документе) и/или обеспечить возможность вторичной переработки синтетического полимера.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров приходится на термопластмассу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров приходится на термопластмассу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров приходится на термопластмассу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров приходится на термопластмассу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров приходится на термопластмассу. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 95 весовых процентов синтетических полимеров приходится на термопластмассу.
В некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 5 весовых процентов сухого веса исходного сырья представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 80 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 70 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 60 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 50 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 40 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 30 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 25 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 20 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 5 до 15 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 10 весовых процентов сухого веса исходного сырья представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 80 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 70 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 60 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 50 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 40 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 30 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 25 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 20 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 10 до 15 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 15 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на синтетические полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 15 до 80 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 15 до 75 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 15 до 60 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 15 до 50 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 15 до 40 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 15 до 30 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 15 до 25 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 15 до 20 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 20 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на синтетические полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 80 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 70 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 60 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 50 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 40 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 30 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 20 до 25 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 25 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на синтетические полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 25 до 80 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 25 до 70 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 25 до 60 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 25 до 50 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 25 до 40 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 25 до 30 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров представляют собой или состоят из полиолефинов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 30 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на синтетические полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 80 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 70 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 60 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 50 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до 40 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 40 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на синтетические полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 80 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 70 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 60 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 40 до 50 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 50 весовых процентов сухого веса исходного сырья представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 80 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 70 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения от 50 до 60 весовых процентов сухого веса представляют собой или состоят из синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90 весовых процентов синтетических полимеров приходится на полиолефины.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, исходное сырье содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 95 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 99 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 99 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, исходное сырье содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 95 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 98 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 99 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, исходное сырье содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ, термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 95 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ, термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 98 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ, термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения исходное сырье содержит, по меньшей мере, 99 весовых процентов (сухого веса) органического материала, отличного от ПВХ, термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с температурой плавления, по меньшей мере, 250°С.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, не более 5 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 4 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 3 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 2 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более одного весового процента сухого веса исходного сырья приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 0,5 весового процента сухого веса исходного сырья приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 0,2 весового процента сухого веса исходного сырья приходится на неорганический материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения не более 0,1 весового процента сухого веса исходного сырья приходится на неорганический материал.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, один весовой процент сухого веса исходного сырья приходится на неорганические соли (например, в том числе неорганические соли, извлеченные из водно-солевого раствора, используемого для сепарации по удельному весу). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 1,5 весового процента сухого веса исходного сырья приходится на неорганические соли. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 2 весовых процента сухого веса исходного сырья приходится на неорганические соли. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 2,5 весовых процентов сухого веса исходного сырья приходится на неорганические соли. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 3 весовых процента сухого веса исходного сырья приходится на неорганические соли.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что неорганические соли (например, соли, извлеченные из водно-солевого раствора, используемого для сепарации по удельному весу) облегчают переработку исходного сырья путем его перемешивания и нагрева (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) с получением переработанного материала, обладающего требуемыми свойствами.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к способу переработки отходов, исходное сырье, содержащее отсортированный материал согласно описанию, представленному в настоящем документе, может необязательно представлять собой по существу отсортированный материал.
В альтернативном варианте или в некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к способу переработки отходов, подготовка исходного сырья согласно описанию, представленному в настоящем документе, включает соединение отсортированного материала с одним или несколькими дополнительными материалами. В некоторых этих варрантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно включает смешивание отсортированного материала с дополнительным материалом. Дополнительный материал может необязательно добавляться в отсортированный материал для точной регулировки состава исходного сырья (например, для получения состава исходного сырья, описанного в настоящем документе); и/или для придания полученному переработанному материалу требуемого свойства; и/или потому, что требуется переработать дополнительный материал (например, с тем, чтобы избежать необходимости его утилизации иными средствами).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к способу переработки отходов, отсортированный материала и дополнительный материал смешиваются (например, готовится исходное сырье) до того, как исходный материал подвергается перемешиванию под действием сдвигающих усилий согласно описанию, представленному в настоящем документе. Таким образом, нагрев и перемешивание под действием сдвигающих усилий согласно описанию, представленному в настоящем документе, может необязательно выполняться с использованием предварительно подготовленного исходного сырья.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к способу переработки отходов, отсортированный материал и дополнительный материал смешиваются одновременно с перемешиванием материала под действием сдвигающих усилий согласно описанию, представленному в настоящем документе; то есть, подготовка исходного сырья и перемешивание исходного сырья под действием сдвигающих усилий может необязательно осуществляться параллельно.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к способу переработки отходов, предложенный способ дополнительно включает смешивание переработанного материала с дополнительным материалом. В этих вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительной материал может смешиваться с переработанным материалом, полученным в конце процесса переработки исходного сырья (например, после прохождения исходным сырьем одного или нескольких циклов нагрева и/или перемешивания) или во время переработки исходного сырья (например, после прохождения исходным сырьем первого цикла нагрева и/или перемешивания и до прохождения исходным сырьем второго цикла нагрева и/или перемешивания; после прохождения исходным сырьем первого цикла нагрева и/или перемешивания и до удаления газов; после прохождения исходным сырьем первого цикла нагрева и/или перемешивания, после первого удаления газов и до прохождения исходным сырьем второго цикла нагрева и/или перемешивания; или после прохождения исходным сырьем первого цикла нагрева и/или перемешивания, первого удаления газов и прохождения исходным сырьем второго цикла нагрева и/или перемешивания, но до второго удаления газов).
В вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых дополнительный материал смешивается с переработанным материалом, дополнительный материал добавляется в емкость, в соответствующей секции которой осуществляется переработка.
В любых из вариантов осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к дополнительному материалу, дополнительный материал, добавляемый в отсортированный материал, может необязательно представлять собой материал, состоящий, главным образом (например, более чем на 50 процентов), из воды, например, воды или водного раствора. Как описано в настоящем документе, добавление воды может быть использовано для повышения содержания воды в исходном сырье.
В любом из вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе и относящихся к дополнительному материалу, дополнительный материал (отличный от воды) может необязательно представлять собой материал животного и/или растительного происхождения.
Дополнительно или в качестве альтернативного варианта дополнительный материал (отличный от воды) не извлекается из растений или животных.
Примерами добавляемых (например, в отсортированный материал) материалов животного происхождения могут служить, помимо прочего, фекальные массы (например, экскременты канализационных вод или навоз), туши животных, органы животных, перья, волосы (например, шерсть), мясо, животный жир, молочные продукты, скорлупа яиц и кости.
Примерами добавляемых (например, в отсортированный материал) материалов растительного происхождения могут служить, помимо прочего, сено, свежескошенная трава, сучья, непригодные в пищу отходы зерновых культур, листья, древесные опилки, стружка, древесная кора, фрукты, овощи, зерна, растительные жиры, куски тканей (например, хлопчатобумажных, льняных, джутовых и из пеньки) и бумажные изделия (например, бумага или картон).
Материалы животного и/или растительного происхождения могут необязательно добавляться (например, в отсортированный материал), например, для утилизации отходов, таких как сточные воды (например, в виде осадков сточных вод), отходы сельскохозяйственного производства (например, отсортированные отходы сельскохозяйственного производства), отходы пищевой промышленности, побочные продукты садоводства и/или побочные продукты деревообрабатывающего производства, и/или для повторной переработки бумажных изделий (например, в рамках программы переработки коммунально-бытового мусора).
Альтернативные примеры необязательных дополнительных материалов (например, отличных от материала животного или растительного происхождения) включают в себя, помимо прочего, минералы (например, песок, сухой цемент и камни), стекло (в том числе органическое стекло), металлы и полимерные материалы (например, синтетические полимеры, содержащиеся в тканях и/или каучуках). Такие материалы могут необязательно добавляться, например, для повторной переработки промышленных отходов, строительного мусора и прочих отходов подобного рода, и/или для изменения и/или улучшения физических свойств переработанного материала (например, подобно добавлению песка в цемент). Например, дополнительный материал может представлять собой упругий материал (например, каучук или иной эластомер), волокно (например, стекловолокно или полимерное волокно) для повышения механической прочности, и/или полимер для изменения свойств полученного переработанного материала путем смешивания с переработанным материалом (например, в виде смеси полимеров).
В вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых дополнительный материал, представляющий собой по существу неорганический материал (например, минералы, стекло и/или металл), этот дополнительный материал предпочтительно добавляется в полученный материал для переработки (например, таким образом, чтобы неорганический материал не мешал процессу переработки согласно описанию, представленному в настоящем документе) и/или выбирается таким образом, чтобы его форма чрезмерно не препятствовала процессу переработки (например, в мелкозернистом виде, который не приводит к чрезмерному истиранию и/или забивке просветов).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к способу переработки отходов, дополнительный материал и/или его объем выбирается, исходя из состава отсортированного материала и требуемого состава исходного сырья (например, состава исходного сырья согласно описанию, представленному в настоящем документе), например, в тех случаях, когда состав отсортированного материала отличается от требуемого состава исходного сырья.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к способу переработки отходов, подлежащие переработке отходы (и/или их объем) и дополнительный материал (/или его объем) выбираются таким образом, чтобы они дополняли друг друга, например, когда предполагается, что расчетный состав отсортированного материала, извлеченного из отходов, будет отличаться от требуемого состава исходного сырья.
Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения отходы содержат относительно большую процентную долю материала растительного и/или животного происхождения (например, в виде отходов сельскохозяйственного производства, сучьев, стружек, листьев, картона, осадка сточных вод и пр.); и, соответственно, содержит меньше синтетического полимера (например, полиолефинов), чем требуется в исходном сырье (например, согласно составу исходного сырья, описанному в настоящем документе); а дополнительный материал выбирается так, чтобы он содержал синтетический материал для получения вследствие этого требуемого состава исходного сырья (например, с облегчением вторичной переработки вышеуказанных отходов).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе и относящихся к способу переработки отходов, дополнительный материал представляет собой материал (например, неорганический материал или полимер), отделенный от материала (например, главным образом, неорганического материала), предварительно выделенного из отходов так, как это описано в настоящем документе; то есть, часть материала (например, неорганического материала или полимера), извлеченного из отходов, возвращается обратно в эти отходы.
Дополнительный материал может необязательно представлять собой отсортированный материал, полученный путем сортировки этих же отходов (например, с использованием другого технологического процесса), и/или отсортированный материал, полученный путем сортировки других отходов.
Например, дополнительный материал может необязательно содержать, по меньшей мере, часть обогащенного лигноцеллюлозой материала, полученного осаждением в жидкости с удельным весом не более 1,03; необязательно - не более 1,01 (например, в воде), в которой не тонет отсортированный материал. Обогащенный лигноцеллюлозой материал, извлеченный из отходов, или остаток, остающийся после ферментизации/анаэробного дигерирования лигноцеллюлозы, может быть необязательно добавлен (например, возвращен, если изначально был получен из этих же отходов) в отсортированный материал.
В другом примере дополнительный материал может необязательно представлять собой полимерный материал, полученный путем отделения отходов в жидкости с удельным весом не более 1,03; необязательно - не более 1,01 (например, в воде), в которой не тонут полимеры с низкой плотностью (например, полиолефины), но в которой тонут такие материалы, как лигноцеллюлоза, полимеры с высокой плотностью и неорганические материалы. Отсортированный полимерный материал может быть выделен их этих же отходов или из других отходов.
Необязательно или дополнительно полимерный материал может быть получен при сепарации других отходов по удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Следует понимать, что дополнительные материалы могут необязательно представлять собой составные материалы, такие как многослойные материалы (например, полимер в сочетании с бумажным изделием и/или металлом) и стеклополимерные составные материалы (например, содержащие стекловолокно, вделанное в полимер). Такие сборные материалы особо сложно поддаются вторичной переработке стандартными способами.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, дополнительный материал содержит углеводы, по меньшей мере, одного вида (например, моносахарид, дисахарид, трисахарид, олигосахарид или полисахарид).
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что при нагреве и перемешивании согласно описанию, представленному в настоящем документе, углеводы вступают в реакцию, в результате которой образуется переработанный материал с требуемыми свойствами.
Углеводы одного/разного вида могут быть получены из любого источника, описанного в настоящем документе (например, материала животного или растительного происхождения).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, углеводы одного/разного вида извлекаются из жидкости (например, жидкости на водной основе), которая выщелачивает отходы и/или отсортированный материал (например, частично отсортированный материал), например, после сжатия и/или слива материала (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) до подготовки исходного сырья, и собирается. Такая жидкость может выщелачивать отходы во время или сразу после завершения процесса измельчения и/или в процессе сепарации, описанном в настоящем документе, например, жидкость, извлеченную по окончании цикла сепарации материалов по их удельному весу, как это описано в настоящем документе (например, содержащую углеводы в водно-солевом растворе). Углеводы одного/разного вида, извлеченные из жидкости, могут быть необязательно использованы в качестве дополнительного материала, описанного в настоящем документе.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, углеводы одного/разного вида отделяются, по меньшей мере, от части жидкости из отходов и/или отсортированного материала (например, частично отсортированного материала). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения углеводы одного/разного вида сгущаются до их добавления в отсортированный материал, например, путем выпаривания и/или фильтрации жидкости.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, углеводы одного/разного вида, полученные из жидкости (согласно описанию, представленному в настоящем документе) могут быть необязательно использованы в качестве исходного сырья для переработки, отличной от переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, например, для подготовки полимерного материала (например, материала, содержащего полисахарид и/или полимолочную кислоту). Углеводы одного/разного вида, полученные из жидкости, извлеченной из отходов и/или отсортированного материала (например, частично отсортированного материала), могут быть переработаны способами, известными в данной области техники, например, методом термообработки, ферментации, поперечного сшивания, конденсации и/или полимеризации.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, углеводы одного/разного вида отделяются от части жидкости или всей жидкости, извлеченной из отходов и/или отсортированного материала (например, частично отсортированного материала) до последующей переработки, например, путем концентрирования и\или очищения углеводов одного/разного вида (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, углеводы одного/разного вида перерабатываются пока еще в жидкости, извлеченной из отходов и/или отсортированного материала (например, частично отсортированного материала); то есть, без первого выделения углеводов одного/разного вида из жидкости. Например, жидкость может быть обработана путем нагрева и/или добавления реагента, такого как поперечно сшивающий агент, фермент, микроорганизм, кислота, основание, органический растворитель и/или любой иной реагент, используемый в химической области техники для осуществления ферментации, поперечного сшивания, конденсации и/или полимеризации.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, углеводы одного/разного вида перерабатываются так, как это описано в настоящем документе, для получения полимерного материала, содержащего полисахариды (например, пластмассы на основе крахмала).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, углеводы одного/разного вида, содержащиеся в жидкости, подвергаются ферментации (например, микроорганизмами или выделенными ферментами) для преобразования углеводов одного/разного вида в метаболит, например, молочную кислоту. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения метаболит (например, молочная кислота), содержащийся в жидкости, затем перерабатывается так, как это описано в настоящем документе (например, для получения полимолочной кислоты).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, исходное сырье до перемешивания и/или нагрева представляет собой измельченное сырье. Исходное сырье может быть необязательно получено в измельченном виде (например, в виде измельченного отсортированного материала и/или дополнительного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе); или же предложенный способ может необязательно включать дополнительное измельчение исходного сырья до его перемешивания и нагрева согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Исходное сырье необязательно может быть по существу лишено относительно крупных частиц. Частицы, размер которых превышает определенное значение, могут удаляться, например, путем просеивания.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, диаметр твердых частиц, содержащихся в исходном сырье (например, в измельченном исходном сырье), составляет менее 50 мм; необязательно - менее 20 мм. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения диаметр твердых частиц составляет менее 10 мм. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения диаметр твердых частиц составляет менее 5 мм. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения диаметр твердых частиц составляет менее 2 мм.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, нагрев исходного сырья происходит при температуре, по меньшей мере, 90°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре, по меньшей мере, 100°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре, по меньшей мере, 110°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре, по меньшей мере, 120°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре, по меньшей мере, 130°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре, по меньшей мере, 140°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре, по меньшей мере, 150°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре, по меньшей мере, 160°С.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, нагрев исходного сырья происходит при температуре не более 230°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре не более 225°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре не более 210°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре не более 200°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре не более 190°С. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре не более 180°С.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, нагрев исходного сырья происходит при температуре в пределах 90-230°С. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре в пределах 90-180°С. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре в пределах 140-180°С. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев исходного сырья происходит при температуре в пределах 180-225°С.
Нагрев может необязательно проводиться при температуре, которая остается постоянной в течение всего процесса нагрева.
В альтернативном варианте в ходе нагрева температура может изменяться. Например, в примерах осуществления настоящего изобретения нагрев происходит при температуре около 110°С на одной стадии процесса нагрева и в диапазоне от около 180°С до около 225°С на последующей стадии процесса нагрева, как это будет подробнее описано ниже в отношении повторяющихся циклов нагрева и перемешивания.
В настоящем документе термин «около», используемый в отношении температуры, означает ±10°С. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения «около» означает ±5°С.
Перемешивание исходного сырья за счет воздействия сдвигающих усилий может необязательно проводиться до, параллельно и/или после его нагрева. В примерах осуществления настоящего изобретения перемешивание исходного сырья под действием сдвигающих усилий осуществляется параллельно с его нагревом.
Для упрощения стадия перемешивания исходного сырья под действием сдвигающих усилий и стадия нагрева исходного сырья (согласно описанию этих стадий, представленному в настоящем документе) именуются в настоящем документе «перемешиванием и/или нагревом». Таким образом, стадия «перемешивания и/или нагрева» относится к нагреву со значениями температуры, указанными в настоящем документе, и перемешиванию со сдвигающими усилиями, указанными в настоящем документе.
Перемешивание может выполняться любым способом, который генерирует сдвигающие усилия.
В контексте настоящего изобретения и как это принято в данной области техники термин «сдвигающее усилие» обозначает усилие, которое порождает напряжение в материале в направлении, параллельном поперечному сечению этого материала.
Следует иметь в виду, что движение текучей среды по твердой поверхности обычно влечет за собой сдвигающее усилие.
Соответственно, согласно некоторым из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящимся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, перемешивание выполняется таким образом, чтобы максимизировать прохождение исходного сырья по твердым поверхностям. Для увеличения сдвигающего усилия необязательно используются твердотельные элементы с большой площадью поверхности (например, шнек и лопасть).
Сдвигающие усилия необязательно создаются аппаратом для интенсивного перемешивания, таким как, помимо прочего, экструдер, закрытый смеситель (смесителем Banbury), смесильная машина и/или мешалка непрерывного действия и т.п.
Время перемешивания и сдвигающие усилия должны быть достаточными для того, чтобы полученный переработанный материал представлял собой вещество, по существу равномерно диспергированное по всей своей массе.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, сдвигающие усилия характеризуются скоростью сдвига, по меньшей мере, 1 секунда; необязательно, по меньшей мере, 2 секунды; и необязательно - в диапазоне от 3 секунд до 300 секунд. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения скорость сдвига лежит в диапазоне 1-30 секунд. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения скорость сдвига лежит в диапазоне 30-100 секунд. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения скорость сдвига лежит в диапазоне 100-200 секунд. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения скорость сдвига лежит в диапазоне 200-300 секунд.
Согласно необязательным вариантам осуществления настоящего изобретения перемешивание выполняется за счет вращения шнека. Шнек может быть необязательно заключен в барабан (например, барабан, образующий закрытую емкость). В некоторых случаях может быть предусмотрен необязательный нагрев барабана (например, электронагревателем) для выполнения нагрева одновременно с перемешиванием. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта может быть предусмотрен необязательный нагрев шнека (например, потоком нагретой текучей среды, проходящей внутри шнека) для выполнения нагрева одновременно с перемешиванием.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, перемешивание выполняется за счет вращения шнека в экструдере.
Экструдер обычно представляет собой нагреваемый цилиндр, содержащий вращающийся внутри него один или несколько шнеков. При использовании более одного шнека эти шнеки могут вращаться в одном направлении или в противоположных направлениях. Шнеки могут быть взаимозацепляющимися или не взаимозацепляющимися. Экструдерное устройство может представлять собой одиночный экструдер или ряд экструдеров (как при последовательной экструзии), каждый из которых может представлять собой экструдер любого типа, известный в области производства пластмасс, включая, помимо прочего, одношнековый экструдер, конический экструдер с двойным шнеком, конический экструдер с одним шнеком, двухшнековый экструдер и многошнековый экструдер. В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к экструдеру согласно описанию, представленному в настоящем документе, экструдер представляет собой одношнековый экструдер.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, экструдер характеризуется наличием выпускной зоны. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения экструдер характеризуется наличием более одной выпускной зоны. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения головка экструдера охлаждается в процессе экструзии.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает пропускание перерабатываемого материала, по меньшей мере, через одну сетку во время перемешивания и/или нагрева. При необходимости используется множество сеток (с одинаковыми или разными размерами) таким образом, что перерабатываемый материал проходит через сетки на более чем одной стадии нагрева и/или перемешивания.
В контексте настоящего документа термин «сетка» относится к любому приспособлению с просветами, обеспечивающими выборочное прохождение частиц твердого материала достаточно малых размеров.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения ширина просветов в сетке не превышает 10 мм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения ширина просветов в сетке не превышает 7 мм. В примерах осуществления настоящего изобретения ширина просветов составляет около 3 мм.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что использование сетки дает более однородный и недисперсный переработанный материал за счет удаления твердых частиц, состоящих из веществ, которые в значительно мере не плавятся и не размягчаются при нагревании в отличие от основной массы материала, подвергаемого переработке.
Однако автор настоящего изобретения установил, что использование одной или нескольких сеток при переработке отходов ограничено склонностью сеток к забиванию в процессе переработки, например, частицами твердых материалов, которые должны задерживаться сетками, и\или текучими средами, высокая вязкость которых затрудняет их прохождение через сетки. Такое забивание может потребовать много времени на очистку и/или замену сеток, что существенно снижает эффективность процесса переработки. Автор настоящего изобретения также установил, что сортировка отходов способом, описанным в настоящем документе, значительно снижает вероятность забивания сеток, что облегчает их использование.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что сортировка отходов способом, описанном в настоящем документе, снижает вероятность забивания просветов за счет удаления материалов, остающихся твердыми при нагревании (например, неорганических материалов, термоотверждающихся полимеров и синтетических полимеров с высокой температурой плавления) и/или путем увеличения количественной доли полимеров (например, полиолефинов), которые легко плавятся при нагревании (вследствие чего, например, облегчается протекание потока перерабатываемого материала). Также считается, что использование исходного сырья с относительно высоким содержанием воды (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) может снизить вероятность забивания просветов за счет снижения вязкости исходного сырья.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, перемешивание и/или нагрев выполняется в условиях относительно низкого содержания кислорода. Низкое содержание кислорода может быть необязательно достигнуто путем перемешивания и/или нагрева в закрытой емкости с малым объемом воздуха. Объем воздуха в емкости необязательно составляет менее 30% объема емкости; необязательно - менее 20% объема емкости; необязательно - менее 10% объема емкости; необязательно - менее 5% объема емкости; необязательно - менее 2% объема емкости; и необязательно - менее 1% объема емкости.
При необходимости воздух удаляется из закрытой емкости путем создания в ней вакуума для снижения концентрации кислорода в емкости во время перемешивания и/или нагрева.
Дополнительно или в качестве альтернативного варианта воздух удаляется из закрытой емкости путем ее продувки газом, содержащим небольшое количество (например, менее 20%) кислорода или совсем не содержащим кислород (например, азотом, аргоном или углекислым газом), с целью снижения концентрации кислорода в емкости во время перемешивания и/или нагрева.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, исходное сырье прессуется до нагрева и перемешивания, вследствие чего снижается объем воздуха, который содержится в самом исходном сырье.
Для прессования исходного сырья может быть необязательно использован экструдер. Например, исходное сырье может подаваться в первый экструдер, где оно нагревается и перемешивается, тогда как тандемный экструдер (например, расположенный перпендикулярно первому экструдеру) сжимает исходное сырье, поступающее в первый экструдер, с целью удаления из него воздуха. Тандемный экструдер может включать в себя, например, конический экструдер и/или закрытый смеситель (например, смеситель Banbury).
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что чрезмерные окислительные реакции могут негативно влиять на полезность переработанного материала, и что для снижения уровня таких окислительных реакций желательно выполнение раскрытого в настоящем документе технологического процесса в условиях относительно низкого содержания кислорода. Например, чрезмерное окисление (например, горение) может привести к распаду твердых материалов, содержащихся в исходном сырье, на значительную величину, снижая тем самым прочность полученного переработанного материала.
Также принято считать, что некоторые из реакций, положительно влияющих на полезность переработанного материала, представляют собой эндотермические реакции, резко контрастирующие с экзотермическими реакциями окисления (например, реакцией горения). Одно из дополнительных преимуществ ограничения экзотермических реакций окисления заключается в том, что реакции с чрезмерным выделением тепла сложно контролировать.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает удаление газов, выделяемых во время перемешивании и/или нагрева. К газам относится пар (вода в газообразном состоянии); при этом они могут также включать в себя дополнительные газы, такие как пары летучих органических соединений.
Удаление газов необязательно осуществляется путем их отсасывания, например, с помощью насоса.
Предложенный способ необязательно включает удаление газов (как это описано в настоящем документе) более одного раза (т.е. на более чем одной стали технологического процесса), например, два раза, три раза, четыре раза и даже больше. В примерах осуществления настоящего изобретения газы удаляются дважды.
Наглядно показано, что удаление газов в ходе технологического процесса влияет на свойства полученного переработанного материала. Например, удаление пара в ходе технологического процесса способствует постепенному уменьшению содержания воды в течение процесса переработки от ее относительно высокой концентрации в исходном сырье (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) до низкой концентрации (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе), что позволяет улучшить физико-химические свойства переработанного материала. Кроме того, удаление газов в ходе технологического процесса предотвращает образование чрезмерного давления, давая возможность полностью завершить продолжительный технологический процесс, что дополнительно улучшает физико-химические свойства переработанного материала.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, переработанный материал, полученный в результате перемешивания и/нагрева (например, согласно описанию, представленному в настоящем изобретении) подвергается, по меньшей мере, одному дополнительному циклу перемешивания и/или нагрева, как это описано в настоящем документе, для получения, по меньшей мере, одного дополнительного переработанного материала. Таким образом, предложенный способ может включать, например, два цикла, три цикла, четыре цикла и даже больше циклов перемешивания и/или нагрева, как это описано в настоящем документе; при этом по завершении каждого цикла будет получаться новый переработанный материал до тех пор, пока по завершении последнего цикла не будет получен окончательно переработанный материал.
В примерах осуществления настоящего изобретения предложенный способ включает два цикла перемешивания и/или нагрева согласно описанию, представленному в настоящем документе. Первый переработанный материал, полученный после выполнения первого цикла перемешивания и/или нагрева, подвергается второму циклу перемешивания и/или нагрева для получения вследствие этого второго окончательно переработанного материала.
Различные циклы перемешивания и/или нагрева могут выполняться путем перемещения перерабатываемого материала из одной зоны в другую для перемешивания и/или нагрева.
Каждый из циклов перемешивания и/или нагрева необязательно включает в себя дополнительную стадию удаления газов (например, согласно определению, представленному в настоящем документе), выделяемых в течение цикла. Таким образом, предложенный способ может необязательно включать выполнение нескольких последовательных циклов (например, двух циклов), каждый из которых включает в себя перемешивание и/или нагрев, как это описано в настоящем документе, и удаление газов, как это описано в настоящем документе.
В альтернативном варианте один или несколько циклов включают в себя как перемешивание и/или нагрев, так и удаление газов, тогда как другие циклы включают в себя только перемешивание и/или нагрев согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Последний цикл перемешивания и/или нагрева может необязательно включать в себя удаление газов, выделяемых в течение цикла (при этом, например, в течение последнего цикла может удаляться небольшой или нулевой объем газов). Таким образом, предложенный способ может необязательно включать выполнение последовательных циклов (например, двух циклов) перемешивания и/или нагрева и удаления газов, за которыми следует последний цикл (например, третий цикл) перемешивания и/или нагрева без удаления газов.
Таким образом, в одном из примеров технологический процесс согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения выполняется путем перемешивания и нагрева исходного сырья, описанного в настоящем документе, в определенных условиях (например, с использованием определенной технологии перемешивания и при определенной температуре, указанной выше, которую в этом контексте можно назвать первой температурой).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, после перемешивания и нагрева выполняется первое удаление газов согласно описанию, представленному в настоящем документе.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, полученный в итоге переработанный материал затем подвергается второму циклу перемешивания и нагрева согласно описанию, представленному в настоящем документе, который выполняется в определенных условиях (например, с использованием определенной технологии перемешивания и при определенной температуре, указанной выше, которую в этом контексте можно назвать второй температурой).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, после перемешивания и нагрева выполняется второе удаление газов согласно описанию, представленному в настоящем документе.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения при необходимости вышеописанный процесс циклически повторяется несколько раз.
Таким образом, в некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, переработанный материал, полученный после прохождения второго цикла перемешивания и нагрева (например, согласно представленному выше описанию), затем подвергается третьему циклу перемешивания и нагрева, как это описано в настоящем документе, который выполняется в определенных условиях (например, с использованием определенной технологии перемешивания и при определенной температуре, указанной выше, которую в этом контексте можно назвать третьей температурой).
В каждом цикле условия перемешивания и нагрева могут быть одинаковыми или разными.
В каждом цикле удаление газов может выполняться, а может не выполняться.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, во всех циклах перемешивание выполняется одинаково.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, первая, вторая третья и все последующие температуры отличаются друг от друга.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, первая температура превышает вторую температуру.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, первая температура ниже второй температуры.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, вторая температура превышает третью температуру.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, вторая температура ниже третьей температуры.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, первая температура превышает третью температуру.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, первая температура ниже третьей температуры.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, третья температура составляет около 150°С.
В одном из примеров технологического процесса перемешивание выполняется с помощью шнека экструдера; при этом первая температура составляет около 110°С, а вторая температура лежит в диапазоне от около 180°С до около 225°С.
В некоторых примерах реализации этого примера технологического процесса первая температура и вторая температура достигаются одним и тем же механизмом нагрева, а разница между этими двумя температурами является результатом изменений свойств перерабатываемого материала (например, более низкая вторая температура отражает то, что характер реакции становится все более эндотермическим).
В этом примере технологического процесса удаление газов происходит в каждом цикле.
В одном из примеров технологического процесса удаление газов выполняется с помощью насоса.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, общая продолжительность (т.е. включая все циклы) нагрева исходного сырья составляет, по меньшей мере, 5 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения общая продолжительность нагрева исходного сырья составляет, по меньшей мере, 10 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения общая продолжительность нагрева исходного сырья составляет, по меньшей мере, 15 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения общая продолжительность нагрева исходного сырья составляет, по меньшей мере, 20 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения общая продолжительность нагрева исходного сырья составляет, по меньшей мере, 30 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения общая продолжительность нагрева исходного сырья составляет, по меньшей мере, 40 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения общая продолжительность нагрева исходного сырья составляет, по меньшей мере, 60 минут.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, после первого перемешивания и нагрева, как это описано в настоящем изобретении, вода в перерабатываемом материале удаляется путем удаления пара, образованного в результате нагрева и/или перемешивания (например, путем удаления испаренной воды в ходе удаления газов). Кроме того, при необходимости вода может дополнительно удаляться вследствие химических реакций (например, гидролиза, во время которого молекула воды вступает в реакцию с другими молекулами, что приводит к расщеплению ковалентной связи). Следовательно, во время технологического процесса содержание воды уменьшается. Перемешивание и/или нагрев необязательно выполняются до тех пор, пока содержание воды в перерабатываемом материале не уменьшится до требуемого уровня.
Содержание воды может быть измерено, например, с использованием серийно выпускаемого влагомера.
Так как в процессе перемешивания и/или нагрева происходит испарение воды, перемешивание и/или нагрев необязательно выполняются при соответствующей температуре и в течение соответствующего времени, обеспечивающих испарение достаточного объема воды. Кроме того, удаление газа необязательно происходит со скоростью, достаточной для удаления по существу всех образуемых водяных паров, до тех пор, пока содержание воды в материале не уменьшится до требуемого уровня.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, большая часть воды в исходном сырье удаляется вместе с первым удалением газа таким образом, что содержание воды в переработанном материале, полученном после первого удаления газа, составляет менее 50% от содержания воды в исходном сырье перед началом технологического процесса. Любое дополнительное удаление воды необязательно обеспечивает дополнительное уменьшение содержания воды до получения низкой концентрации, указанной в настоящем документе (например, менее одного весового процента).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, предложенный способ, описанный в настоящем документе, выполняется таким образом, что содержание воды в полученном переработанном материале составляет менее одного весового процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения содержание воды в переработанном материале составляет менее 0,1 весового процента.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, перемешивание, нагрев и удаление газов выполняется до тех пор, пока содержание воды в переработанном материале не составит менее 0,03 весового процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание, нагрев и удаление газов выполняется до тех пор, пока содержание воды в переработанном материале не составит менее 0,01 весового процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание, нагрев и удаление газов выполняется до тех пор, пока содержание воды в переработанном материале не составит менее 0,003 весового процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание, нагрев и удаление газов выполняется до тех пор, пока содержание воды в переработанном материале не составит менее 0,001 весового процента.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает контактирование отходов или отсортированных отходов (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) с кислым веществом (например, твердым или жидким веществом, содержащим кислоту) для получения вследствие этого исходного сырья, более кислого, чем оно могло бы быть без контактирования указанного материала с кислым веществом. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительный материал/материалы, добавленные в отсортированный материал, как это описано в настоящем документе, представляет собой кислое вещество.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что кислота эффективным образом стимулирует химические реакции в процессе перемешивания и нагрева, описанном в настоящем документе.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, кислый раствор обладает достаточной кислотностью для расщепления лигноцеллюлозы, содержащейся в отходах, отсортированном материале и/или исходном сырье до единиц меньшего размера (например, расщепления полисахарида до более мелких единиц полисахарида, олигосахарида, трисахарида, дисахарида и/или моносахарида) до и/или во время перемешивания и нагрева согласно описанию, представленному в настоящем документе.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, отсортированный материал и/или исходное сырье контактирует с кислым веществом (например, кислотосодержащей жидкостью), например, с тем, чтобы кислое вещество не вымывалось во время сепарации в жидкости, как это описано в настоящем документе, что может уменьшить содержание кислоты во время перемешивания и нагрева и/или подвергнуть устройства, связанные с сепарацией, негативному воздействию кислоты.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, кислое вещество смешивается с отходами до сортировки.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, отходы, отсортированный материал и/или исходное сырье погружается в кислотосодержащую жидкость и извлекается из кислотосодержащей жидкости таким образом, что часть кислотосодержащей жидкости остается в материале. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отходы, отсортированный материал и/или исходное сырье извлекается из кислотосодержащей жидкости с помощью шнека, выполненного с возможностью удаления твердых веществ из жидкости (например, с помощью наклонного шнека). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отходы, отсортированный материал и/или исходное сырье извлекается из жидкости путем фильтрации.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, кислое вещество представляет собой хлористоводородную кислоту.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, кислое вещество представляет собой кислый водный раствор. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения кислый водный раствор характеризуется показателем рН менее 4. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения кислый водный раствор характеризуется показателем рН менее 3. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения кислый водный раствор характеризуется показателем рН менее 2. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения кислый водный раствор характеризуется показателем рН менее 1. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения кислый водный раствор характеризуется показателем рН менее 9 (т.е. отрицательным показателем рН).
Как это описано в примерах, представленных в настоящем документе, переработанный материал, получаемый путем нагрева и перемешивания согласно описанию, представленному в настоящем документе, может быть термопластичным и, следовательно, формуемым.
В контексте настоящего документа термин «термопластичный» относится к способности материала совершать обратный переход в деформируемое состояние при нагревании. Деформируемое состояние может быть, например, жидким вследствие расплавления при нагревании; или же размягченным или полутвердым, дающим возможность легко деформировать материал (как, например, при пластической деформации) путем приложения давления.
В контексте настоящего документа термин «формуемый» относится к способности изменять форму материала (например, при нагревании термопластичного материала) регулируемым образом для получения продукта заданной формы (например, при охлаждении термопластичного материала после формовки).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает формование переработанного материала. Формование может выполняться по любой технологии, используемой в данной области техники для формования термопластичных веществ.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения формование представляет собой формование экструдированием. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения формование представляет собой инжекционное формование. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения формование представляет собой центробежное формование. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения формование представляет собой формование прессованием.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительный материал, описанный в настоящем документе, смешивается с переработанным материалом до или во время формования переработанного материала.
Таким способом могут быть получены изделия заданной конфигурации. Например, методом формования или с помощью иного способа изменения формы переработанного материала можно получить такие изделия, как цветочные горшки, обшивку для жилых зданий, настилочные материалы, половые покрытия, мебель, ламинаты, поддоны, септические емкости и прочие изделия подобного рода.
Формование может необязательно выполняться посредством нагревания переработанного материала при температуре, по меньшей мере, 90°С; необязательно - при температуре, по меньшей мере, 100°С; необязательно - при температуре, по меньшей мере, 120°С; необязательно - при температуре, по меньшей мере, 140°С; необязательно - при температуре, по меньшей мере, 150°С; необязательно - при температуре, по меньшей мере, 160°С; необязательно - при температуре, по меньшей мере, 170°С; и необязательно - при температуре, по меньшей мере, 180°С.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения формование происходит при температуре, которая варьируется в диапазоне от около 50°С до около 200°С, или от около 90°С до около 180°С. Предполагается возможность любого промежуточного значения.
Такой нагрев может выполняться путем поддержания нагрева, используемого для переработки исходного сырья, описанного в настоящем документе, и/или путем повторного нагрева переработанного материала после завершения переработки исходного сырья, и необязательного перемешивания согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Использование технологического процесса, раскрытого в настоящем документе, дает переработанный материал, описанный в настоящем документе. Состав переработанного материала будет схожим с составом исходного сырья (например, составом исходного сырья, указанным в настоящем документе) с удаленной водой; но обычно он все-таки немного отличается от состава исходного сырья из-за химических реакций, которые индуцируются, например, нагревом и перемешиванием согласно представленному в настоящем документе описанию.
Согласно необязательным вариантам осуществления настоящего изобретения переработанный материал представляет собой полимерный материал (например, недисперсный полимерный материал).
Согласно еще одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен переработанный материал, который представляет собой полимерный материал (например, недисперсный полимерный материал), получаемый в ходе любого технологического процесса, описанного в настоящем документе. Полимерный материал необязательно и предпочтительно представляет собой термопластичный полимерный материал.
В контексте настоящего документа термин «полимерный материал» относится к материалу, в котором концентрация полимеров составляет, по меньшей мере, 50 весовых процентов этого материала. Полимеры могут представлять собой синтетические полимеры или полимеры, извлеченные из биомассы (например, из материала животного или растительного происхождения).
Таким образом, в некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 50% весовых процентов переработанного материала приходится на полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 60% весовых процентов переработанного материала приходится на полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 70% весовых процентов переработанного материала приходится на полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90% весовых процентов переработанного материала приходится на полимеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 00% весовых процентов переработанного материала приходится на полимеры.
Оставшаяся часть переработанного материала может включать в себя, например, золу, остаточные жидкости (например, воду), небольшие органические соединения (например, сахара, фурфурол, аминокислоты и липиды) и/иди небольшое количество неорганических материалов, присутствующих в отходах (например, металлов, песка, камней, стекла и/или керамики, и/или неорганических солей, извлеченных из жидкости на водной основе, используемой при сепарации согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, полимерный материал представляет собой термоотверждающийся материал. Следует понимать, что полимерный материал может содержать самые разные полимеры, а это означает, что полимерный материал в целом является термопластичным, но он может содержать полимеры, которые не характеризуются термопластичными свойствами в чистом виде.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что полимеры, содержащиеся в переработанном материале, который был получен согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в значительной мере отвечают за термопластичные свойства отходов, переработанных так, как это описано в настоящем документе.
Удаление неорганических материалов и необязательное добавление неорганических солей согласно описанию, представленному в настоящем документе, влияет на химический состав полученного переработанного материала, например, за счет повышения процентной доли углерода, кислорода, азота, водорода и/или элементов, содержащихся в соли (например, щелочных металлов и/или галогенов), в частности, углерода и водорода (например, потому, что содержание кислорода и азота может быть уменьшено вследствие их присутствия в неорганических материалах и/или органических материалах с относительно большим удельным весом) и/или за счет уменьшения процентной доли других атомов.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что полученный состав химический состав соотносится с требуемыми свойствами переработанного материала.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, концентрация углерода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 55 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода составляет, по меньшей мере, 57,5 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода составляет, по меньшей мере, 60 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода составляет, по меньшей мере, 62,5 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода составляет, по меньшей мере, 65 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода составляет, по меньшей мере, 67,5 весовых процента.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, общая концентрация углерода и водорода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 65 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и водорода составляет, по меньшей мере, 67,5 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и водорода составляет, по меньшей мере, 70 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и водорода составляет, по меньшей мере, 72,5 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и водорода составляет, по меньшей мере, 75 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и водорода составляет, по меньшей мере, 77,5 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и водорода составляет, по меньшей мере, 80 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, концентрация кислорода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 20 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация кислорода составляет, по меньшей мере, 22 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация кислорода составляет, по меньшей мере, 24 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация кислорода составляет, по меньшей мере, 26 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация кислорода составляет, по меньшей мере, 28 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация кислорода составляет, по меньшей мере, 30 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, общая концентрация углерода и кислорода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 80 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и кислорода составляет, по меньшей мере, 82 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и кислорода составляет, по меньшей мере, 84 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и кислорода составляет, по меньшей мере, 86 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и кислорода составляет, по меньшей мере, 88 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода и кислорода составляет, по меньшей мере, 90 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, общая концентрация углерода, водорода и кислорода в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 90 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода, водорода и кислорода составляет, по меньшей мере, 92 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода, водорода и кислорода составляет, по меньшей мере, 94 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода, водорода и кислорода составляет, по меньшей мере, 96 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация углерода, водорода и кислорода составляет, по меньшей мере, 98 весовых процентов.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, общая концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов в переработанном материале составляет, по меньшей мере, 93 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов составляет, по меньшей мере, 94 весовых процента. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов составляет, по меньшей мере, 95 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов составляет, по меньшей мере, 96 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов составляет, по меньшей мере, 97 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов составляет, по меньшей мере, 98 весовых процентов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация атомов углерода, водорода, кислорода, азота, щелочных металлов и галогенов составляет, по меньшей мере, 99 весовых процентов. Следует понимать, что относительно высокая концентрация атомов углерода, водорода, азота, щелочных металлов и галогенов указывает на относительно низкую концентрацию неорганического материала, отличного от водорастворимых неорганических солей (которые обычно содержат анион щелочного металла и/или анион галогена).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения выполняется количественная оценка атомов не водорода (например, любых атомов, отличных от атомов водорода). Это позволяет использовать методики химического анализа, демонстрирующие неэффективность при выявлении атомов водорода (например, в соответствии с примерами, приведенными в настоящем документе).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 95% атомов не водорода в переработанном материале приходится на атомы углерода или кислорода. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 96% атомов не водорода приходится на атомы углерода или кислорода. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 97% атомов не водорода приходится на атомы углерода или кислорода. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 98%) атомов не водорода приходится на атомы углерода или кислорода.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 97% атомов не водорода в переработанном материале приходится на атомы углерода, кислорода, азота, щелочных металлов или галогенов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 97,5% атомов не водорода приходится на атомы углерода, кислорода, азота, щелочных металлов или галогенов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 98% атомов не водорода приходится на атомы углерода, кислорода, азота, щелочных металлов или галогенов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 98,5% атомов не водорода приходится на атомы углерода, кислорода, азота, щелочных металлов или галогенов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 99% атомов не водорода приходится на атомы углерода, кислорода, азота, щелочных металлов или галогенов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 99,5% атомов не водорода приходится на атомы углерода, кислорода, азота, щелочных металлов или галогенов.
Следует иметь в виду, что при определении процентной доли атомов, в отличие от их массовой доли, описанные в настоящем документе элементы будут составлять чрезмерно высокую процентную долю, поскольку атомы, относящиеся к неорганическим материалам (например, кремнию и металлам), как правило, тяжелее; и, следовательно, атомы таких элементов, как углерод, водород и кислород, в массовых долях будут представлены в непропорциональной мере.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, молярная концентрация щелочных металлов в переработанном материале, по меньшей мере, на 50% превышает молярную концентрацию щелочных металлов в сухом весе отходов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов, по меньшей мере, на 100% выше (т.е. в два раза). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов, по меньшей мере, на 150% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов, по меньшей мере, на 200% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов, по меньшей мере, на 300% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов, по меньшей мере, на 400% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов, по меньшей мере, на 600% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация щелочных металлов, по меньшей мере, на 900% выше (т.е. в десять раз).
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и/или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, молярная концентрация галогенов в переработанном материале, по меньшей мере, на 50% превышает молярную концентрацию галогенов в сухом весе отходов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов, по меньшей мере, на 100% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов, по меньшей мере, на 150% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов, по меньшей мере, на 200% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов, по меньшей мере, на 300% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов, по меньшей мере, на 400% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов, по меньшей мере, на 600% выше. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация галогенов, по меньшей мере, на 900% выше.
В контексте настоящего документа термин «молярная концентрация» обозначает количество (например, в мольных единицах) молекул или атомов (например, атомов щелочных металлов и галогенов) на единицу объема.
В настоящем документе молярная концентрация в сухом весе отходов относится к молярной концентрации в отходах при их высушивании (например, выпариванием) до тех пор, пока они не станут по существу сухими (например, будут содержать не более одного весового процента воды); при этом, например, содержание воды в высушенных отходах будет по существу таким же, что и в переработанном материале, с которым оно сравнивается.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и\или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, показатель текучести расплава (MFI) переработанного материала составляет, по меньшей мере, 1 грамм за 10 минут при температуре 190°С (показатель текучести расплава определяется согласно требованиям стандартов ISO 1133). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения показатель MFI составляет, по меньшей мере, 1,5 грамма за 10 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения показатель MFI составляет, по меньшей мере, 2,5 грамма за 10 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения показатель MFI составляет, по меньшей мере, 3 грамма за 10 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения показатель MFI составляет, по меньшей мере, 3,5 грамма за 10 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения показатель MFI составляет, по меньшей мере, 4 грамма за 10 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения показатель MFI составляет, по меньшей мере, 10 грамм за 10 минут (например, от 1 до 10 грамм за 10 минут). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения показатель MFI составляет не менее 8 грамм за 10 минут (например, от 1 до 8 грамм за 10 минут). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения показатель MFI составляет не менее 6 грамм за 10 минут (например, от 1 до 6 грамм за 10 минут).
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что показатель текучести расплава, по меньшей мере, 1 грамм за 10 минут связан с полимерными, по существу, свойствами переработанного материала (например, полимерного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе), в частности, со свойствами переработанного материала, характерными для термопластичных полимеров.
Также считается, что термопластичность переработанного материала (например, согласно показателю MFI, описанному в настоящем документе) соотносится с текучестью исходного сырья в процессе его переработки путем нагрева и перемешивания, и что такая текучесть в процессе переработки путем нагрева и перемешивания обеспечивает преимущество, состоящее в возможности эффективного использования сеток в процессе переработки для устранения неоднородностей (например, твердых веществ), что дает более однородный и недисперсный переработанный материл. И наоборот, исходное сырье с более низкой текучестью может проявлять тенденцию к забиванию сеток, тем самым препятствуя их эффективному использованию для дополнительного повышения однородности и уровня дисперсности переработанного материала.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и\или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, отходы и/или переработанный материал характеризуются меньшей хрупкостью при низких температурах (например, меньшей чувствительностью к холодному растрескиванию), при необходимости при температуре 10°С, 0°С, -10°С и/или -20°С, чем материал, полученный путем переработки (несортированных) отходов, а не отсортированного материала; то есть, путем переработки исходного сырья, содержащего отходы, а не отсортированный материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения повышенная устойчивость к холодному растрескиванию характеризуется более высокой ударной вязкостью (например, ударной вязкостью по Изоду и ударной вязкостью по Шарпи) при температуре 10°С, 0°С, -10°С и/или -20°С.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов и\или переработанного материала согласно описанию, представленному в настоящем документе, отходы и/или переработанный материал характеризуются большей огнестойкостью (например, к сгоранию при повышенной температуре), чем материал, полученный путем переработки (несортированных) отходов, а не отсортированного материала; то есть, путем переработки исходного сырья, содержащего отходы, а не отсортированный материал.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что пониженная хрупкость при низкой температуре и/или повышенная огнестойкость связаны с более низкой степенью неоднородностей, например, неоднородностей (например, металлов и минералов), которые вызывают растрескивание (например, повышенную хрупкость), и/или которые вызывают температурные неоднородности при нагревании, облегчающие процесс горения.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, переработанный материал характеризуется хорошей растворимостью в соответствующих растворителях, например, в органических растворителях. Следует иметь в виду, что способность к растворению «в органических растворителях» может относиться к растворению с использованием множества растворителей (например, некоторые переработанные материалы растворимы в одном растворителе, а некоторые - в другом растворителе), и не обязательно указывает на то, что все материалы могут быть растворены в одном и том же растворителе.
Такая растворимость необязательно связана с высоким содержанием полимеров и/или низким содержанием неорганических материалов.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, по меньшей мере, 90% переработанного материала может быть растворено в органических растворителях. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 95% переработанного материала может быть растворено в органических растворителях. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90% переработанного материала может быть растворено в органических растворителях. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 90,9% переработанного материала может быть растворено в органических растворителях.
Следует иметь в виду, что низкое содержание нерастворимого материала делает переработанный материал более пригодным для соединения с различными полимерами (например, полиэтиленом или полипропиленом), которые могут стать хрупкими при соединении с избыточными объемами (например, более 5% или более 8%) нерастворимых (например, неорганических) материалов.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что углеводы, такие как содержащиеся в исходном сырье полисахариды, по меньшей мере, часть которых изначально содержалась в отходах, подвергаются гидролизу при нагревании и перемешивании согласно описанию, представленному в настоящем документе, в результате чего образуется смесь моносахаридов, дисахаридов, трисахаридов и/или олигосахаридов, которые могут включать в себя, например, глюкозу (которая может быть извлечена, например, из целлюлозы, гемицеллюлозы и/или крахмала), а также/или ксилозу, маннозу, галактозу, рамнозу и/или арабинозу (которые могут быть извлечены, например, из гемицеллюлозы). Считается, что высокая степень гидролиза обусловлена первоначальным присутствием существенного объема воды в исходном сырье (как это описано в настоящем документе). Кроме того, пиролиз полисахаридов может также влечь за собой образование моносахаридов, дисахаридов, трисахаридов и/или олигосахаридов.
Также считается, что углеводы, содержащиеся в исходном сырье, дополнительно подвергаются полимеризации и образуют иные ковалентные связи (например, за счет карамелизации и/или реакций Майяра), что приводит к формированию полимерных материалов (например, углеводов и их производных), которых не было в исходном сырье до переработки. Также считается, что пиролиз дополнительно изменяет структуру полимерных материалов исходного сырья в процессе его переработки, что дополнительно способствует формированию полимерных материалов, которых не было в исходном сырье до переработки.
Считается, что степень гидролиза постепенно уменьшается по мере того, как перерабатываемый материал постепенно высушивается при нагревании в ходе переработки; тогда как считается, что относительная степень прочих реакций (например, карамелизации и пиролиза) постепенно возрастает по мере того, как перерабатываемый материал становится все более сухим.
Таким образом, в некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, относящихся к способу переработки отходов согласно описанию, представленному в настоящем документе, переработанный полимерный материал представляет собой полимеры, отличные от тех, которые присутствуют в исходном сырье до переработки. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один весовой процент полимерного материала в переработанном материале приходится на полимеры, отличные от тех, которые присутствуют в исходном сырье до переработки. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 5 весовых процентов полимерного материала приходится на полимеры, отличные от тех, которые присутствуют в исходном сырье. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 10 весовых процентов полимерного материала приходится на полимеры, отличные от тех, которые присутствуют в исходном сырье. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 20 весовых процентов полимерного материала приходится на полимеры, отличные от тех, которые присутствуют в исходном сырье. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 50 весовых процентов полимерного материала приходится на полимеры, отличные от тех, которые присутствуют в исходном сырье. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 75 весовых процентов полимерного материала приходится на полимеры, отличные от тех, которые присутствуют в исходном сырье.
Согласно некоторым примерам любых вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем изобретении, процесс переработки согласно описанию, представленному в настоящем изобретении, влечет за собой потерю структуры, которая характеризует материал животного или растительного происхождения, содержащийся в отходах. Например, микроскопическое исследование материала животного или растительного происхождения обычно показывает такие структуры, как клеточные стенки и волокнистые структуры (например, коллагеновые волокна), тогда как в переработанном материале такие структуры по существу необязательно отсутствуют и не обнаруживаются при микроскопическом исследовании. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения осмотический стресс, индуцированный растворенным веществом (например, солью) в растворе, используемом для сепарации по удельному весу (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе), облегчает потерю структуры, которая характеризует материал животного или растительного происхождения, путем изменения клеточной структуры (например, объема клетки). Такой осмотический стресс может возникать во время сепарации по удельному весу и/или после сепарации по удельному весу (например, из-за остатков растворенного материала в отсортированном материале).
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что потеря своей первоначальной структуры материалом животного и/или растительного происхождения уменьшает хрупкость и повышает термопластичность переработанного материала.
3
3
3
3
3
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе в отношении переработанного материала, переработанный материал (например, полимерный материал) согласно описанию, представленному в настоящем документе, характеризуется плотностью менее 1,2 грамм/см. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения плотность составляет менее 1,15 грамм/см. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения плотность составляет менее 1,1 грамм/см. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения плотность составляет менее 1,05 грамм/см. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения плотность составляет менее 1,0 грамм/см.
3
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что сепарация по удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, с большой долей вероятности приводит к получению переработанного материала, характеризующегося относительно низкой плотностью (например, менее 1,2 грамма/см) в сравнении с прочими материалами, получаемыми в результате переработки отходов, так как материалы с высокой плотностью отделяются от отходов до нагрева и перемешивания согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Согласно описанию, представленному в настоящем документе, переработанный материал, полученный путем переработки так, как это описано в настоящем документе, может быть пригоден для самых разных целей, таких как получение изделий из пластмассы; и, следовательно, он может облегчать целесообразную вторичную переработку отходов.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе, технологический процесс, описанный в настоящем документе, обеспечивает утилизацию опасных материалов (например, токсичных или радиоактивных соединений). Исходное сырье, содержащее опасные материалы, например, отсортированный материал, смешанный с дополнительным материалом, содержащим опасный материал (например, токсичный шлам), перерабатывается так, как это описано в настоящем документе, для получения переработанного материала в виде твердой матрицы, в которую встроен опасный материал. За счет низкой степени выщелачиваемости опасного материала из твердой матрицы обеспечивается его надежное удержание в матрице.
Согласно необязательным вариантам осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 10 весовых процентов переработанного материала приходится на один или несколько синтетических полимеров, например, синтетические полимеры, присутствующие в отходах до переработки (например, пластмассы). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 15 весовых процентов переработанного материала приходится на один или несколько синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 20 весовых процентов переработанного материала приходится на один или несколько синтетических полимеров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 30 весовых процентов переработанного материала приходится на один или несколько синтетических полимеров.
Переработанный материал (например, полимерный материал), описанный в настоящем документе, при необходимости может быть первоначально преобразован в окатыши или иные гранулы подобного рода и сохранен до его последующей переработки в полезные изделия (например, в готовые изделия, описанные в настоящем документе). Последующая переработка может включать инжекционное формование, формование прессованием или иные технологические процессы производства готовых изделий. Последующая переработка может также включать смешивание исходной или вторичной переработанной пластмассы с переработанным материалом, который может быть представлен в виде гранул или любом ином приемлемом виде. Затем эта смесь может быть превращена в пригодные для использования предметы (например, готовые изделия, описанные в настоящем документе).
Смешивание различных материалов (например, исходной или вторичной переработанной пластмассы) с переработанным материалом (например, полимерным материалом), описанным в настоящем документе, может оказаться целесообразным для удовлетворения требований технических условий, например, в отношении физических свойств, себестоимости и пр. Например, упругий материал может быть смешан с переработанным материалом для обеспечения повышенной упругости; жесткий материал может быть смешан с переработанным материалом для обеспечения повышенной жесткости; а особо дешевый материал может быть смешан с переработанным материалом для снижения себестоимости; и т.д.
В некоторых из любых вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, переработанный материал (например, полимерный материал согласно описанию, представленному в настоящем документе), соединяется с дополнительным полимерным материалом (например, пластмассой).
Переработанный материал (например, полимерный материал), описанный в настоящем документе, а также материал, полученный путем смешивания переработанного материала с дополнительным материалом (например, пластмассой), при необходимости может быть также переработан по самым разным промышленным технологиям, известным в данной области техники, для получения разнообразных полуфабрикатов или готовых изделий.
Согласно еще одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложено готовое изделие, полученное из переработанного материала (например, полимерного материала), описанного в настоящем документе.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения готовое изделие может быть получено путем формования переработанного материала (например, полимерного материала), описанного в настоящем материале (например, по технологии, описанной в настоящем документе).
К примерам, не имеющим ограничительного характера, относятся строительные материалы, панели, плиты, поддоны, горшки и многое другое.
Переработанный материал (например, полимерный материал) согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, которые относятся к готовым изделиям, может представлять собой отдельный компонент или материал, сочетающийся с одним или несколькими дополнительными материалами, такими как полимер, смесь совместимых полимеров (устойчивая смесь связанных друг с другом несмешиваемых полимеров) и/или смесь смешиваемых полимеров (однородная смесь смешиваемых полимеров). Переработанный материал может быть соединен с дополнительным материалом посредством его прилипания к каждому из дополнительных материалов и/или смешивания с каждым из дополнительных материалов. Дополнительный материал может необязательно представлять собой пластмассу (например, полимер, смесь совместимых полимеров или смесь смешиваемых полимеров согласно описанию, представленному в настоящем документе).
Дополнительный материал может необязательно представлять собой отсортированный материал, полученный путем сортировки одних и тех же отходов (например, с использованием другого технологического процесса), и/или отсортированный материал, полученный путем сортировки разных отходов. Например, дополнительный материал может необязательно представлять собой полимерный материал, полученный путем сортировки отходов в жидкости с удельным весом не более 1,03, и необязательно - не более 1,01 (например, в воде), в которой не тонут полимеры с низкой плотностью (например, полиолефины) в отличие от материалов, таких как лигноцеллюлоза, полимеры с высокой плотностью и неорганические материалы.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения готовое изделие может состоять из слоев, слипшихся друг с другом, где, по меньшей мере, один слой состоит из переработанного материала (например, полимерного материала), описанного в настоящем документе. Такие многослойные структуры могут быть получены путем ламинирования, совместного каландрирования, совместного прессования, совместной экструзии или последовательного экструдирования двух и более материалов (один из которых представляет собой переработанный материал согласно вариантам осуществления настоящего изобретения) для получения многослойного изделия.
Поскольку готовые изделия, описанные в настоящем документе, содержат переработанный материал, выделенный из отходов, а в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения они могут по существу полностью состоять из такого переработанного материала, эти готовые изделия могут быть беспрепятственно подвергнуты вторичной переработке в качестве отходов, подлежащих переработке согласно описанию, представленному в настоящем документе. Таким образом, обеспечивается простота вторичной переработки готовых изделий, описанных в настоящем документе.
Согласно еще одному из аспектов вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрено использование отходов для производства готовых изделий, описанных в настоящем документе. Отходы необязательно перерабатываются так, как это описано в настоящем документе, для получения переработанного материала (например, полимерного материала) согласно описанию, представленному в настоящем документе. При необходимости использование дополнительно включает переработку уже переработанного материала, описанного в настоящем документе (например, путем формования материала согласно описанию, представленному в настоящем документе).
Согласно еще одному из аспектов вариантов осуществления настоящего изобретения предложена система сортировки отходов. Система содержит, по меньшей мере, один сепаратор, выполненный с возможностью сепарации отсортированных материалов, содержащихся в отходах, по их удельному весу (например, как это описано в настоящем документе) для получения вследствие этого отсортированного материала (например, отсортированного материала, описанного в настоящем документе), например, отсортированного материала, обогащенного материалом, удельный вес которого лежит в заданном диапазоне (например, указанном в настоящем документе). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения отсортированный материал содержит, по меньшей мере, 90 весовых процентов материала, удельный вес которого лежит в заданном диапазоне (например, указанном в настоящем документе).
В контексте представленной заявки термины «сепаратор» и «сепарационная камера», которые используются в настоящем документе как взаимозаменяемые, относятся к устройству, содержащему жидкость, которая выбирается таким образом, чтобы часть отходов в ней тонула (например, жидкость, описанная в настоящем документе), за счет чего обеспечивается возможность выполнения цикла сепарации загруженного материала на материал с относительно большим удельным весом и материал с относительно малым удельным весом (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, один или несколько сепараторов выполнены с возможностью удаления материала, который опускается на дно сосуда с жидкостью. Удаленный материал может быть перемещен, например, в сборник, выполненный с возможностью приема удаленных материалов (например, неорганических материалов, термоотверждающихся полимеров, ПЭТ, ПТФЭ и ПВХ). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения сепаратор/сепараторы выполнены с дополнительной возможностью перемещения материала, который не тонет, в другую часть системы.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, один или несколько сепараторов выполнены с возможностью удаления материала, который плавает на поверхности жидкости. Удаленный материал может быть перемещен, например, в сборник, выполненный с возможностью приема удаленных материалов. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения сепаратор/сепараторы выполнены с дополнительной возможностью перемещения материала, который не плавает на поверхности, в другую часть системы.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, один или несколько сепараторов выполнены с возможностью удаления материала, который плавает в жидкости, и/или материала, который опускается на дно сосуда с жидкостью; при этом предусмотрена регулируемая и обратимая конфигурация сепаратора/сепараторов.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система выполнена с возможностью сортировки измельченных отходов (например, описанных в настоящем документе), например, отходов, подвергаемых дроблению (например, с помощью молотковой дробилки).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система дополнительно содержит, по меньшей мере, один измельчитель, выполненный с возможностью измельчения отходов (например, описанных в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система выполнена таким образом, чтобы, по меньшей мере, один сепаратор и, по меньшей мере, один измельчитель сообщались друг с другом по рабочей среде, работая последовательно таким образом, чтобы система была выполнена с возможностью выполнения, по меньшей мере, одной сепарации по удельному весу и, по меньшей мере, одного измельчения в требуемой последовательности (например, в последовательности, описанной в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система выполнена с возможностью измельчения отходов до их контактирования с жидкостью в сепараторе (например, описанном в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система выполнена с возможностью измельчения отсортированного материала после его вступления в контакт с жидкостью в сепараторе (например, описанном в настоящем документе). Такие отсортированные отходы могут представлять собой частично отсортированные отходы, то есть отсортированный материал, который подлежит дополнительной сортировке (например, в сепараторе, описанном в настоящем документе); или окончательно отсортированные отходы, то есть отсортированный материал, который не подлежит дополнительной сортировке.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система содержит, по меньшей мере, два устройства, выполненных с возможностью сепарации материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, для получения вследствие этого частично отсортированного материала; и, по меньшей мере, одно дополнительное устройство, выполненное с возможностью, позволяющей подвергнуть частично отсортированный материал, по меньшей мере, одному дополнительному циклу сепарации по удельному весу (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения система дополнительно содержит, по меньшей мере, один измельчитель, выполненный с возможностью измельчения частично отсортированных отходов и/или отсортированных отходов после их вхождения в контакт с жидкостью, содержащейся в одном или нескольких сепараторах (например, для выполнения последовательности операций по сепарации и измельчению согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В разных сепараторах системы может содержаться одна и та же жидкость или разные жидкости. Жидкость каждого сепаратора предпочтительно выбирается таким образом, чтобы часть загруженных отходов или частично отсортированного материала могла опуститься на ее дно.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система содержит, по меньшей мере, одно множество сепараторов и/или, по меньшей мере, одно множество измельчителей, выполненных с возможностью параллельной работы. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения множество сепараторов и/или множество измельчителей могут быть выполнены с возможностью выполнения по существу одной и той же операции, что позволяет, например, получить больший выход материала за такую операцию.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система дополнительно содержит контрольно-регулирующее устройство, выполненное с возможностью мониторинга состава и/или удельного веса жидкости в одном или нескольких сепараторах. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения контрольно-регулирующее устройство выполнено с возможностью регулирования состава и/или удельного веса жидкости, например, для поддержания заданного значения удельного веса (например, в пределах заданного диапазона). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения контрольно-регулирующее устройство выполнено с возможностью управления поступлением воды и/или дополнительного вещества, такого как растворенное вещество (например, соль, описанная в настоящем документе) в сепаратор с жидкостью для регулирования за счет этого состава и/или удельного веса жидкости.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система содержит, по меньшей мере, одно устройство (например, сепаратор вода/масло, описанный в настоящем документе), выполненное с возможностью отделения масел от жидкости в одном или нескольких сепараторах и необязательного сбора масел. Такое устройство может быть выполнено с возможностью удаления масел из сепаратора (например, путем их снятия с поверхности) и/или из жидкости, переработанной за пределами сепаратора (например, жидкости, отделенной от отсортированного материала вне сепаратора согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система дополнительно содержит устройство, выполненное с возможностью отделения, по меньшей мере, части жидкости из отсортированного материала путем его прессования. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения устройство представляет собой шнековый пресс. Сепарируемая жидкость может содержать, например, комбинацию жидкостей, используемых для сепарации по удельному весу (согласно любому из соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе), и жидкость, выделенную из первичных отходов (например, жидкости на водной основе и масла).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, устройство, выполненное с возможностью отделения жидкостей от отсортированного материала путем прессования, выполнено с возможностью приема материала, по меньшей мере, из одного измельчителя, описанного в настоящем документе. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения устройство представляет собой шнековый пресс.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система содержит, по меньшей мере, одну емкость для сбора углеводосодержащей и/или маслосодержащей жидкости, извлеченной из отходов; при этом указанная емкость сообщается по рабочей среде, по меньшей мере, с одним компонентом системы, который обрабатывает отходы и/или выделенный из них материал. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения емкость сообщается, по меньшей мере, с одним измельчителем, выполненным с возможностью передачи жидкости из отходов и/или выделенного из них отсортированного материала, подвергаемого измельчению, в емкость (например, выполненную с возможностью слива жидкости).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, емкость выполнена с возможностью отделения масел, по меньшей мере, от части жидкости (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, емкость выполнена с возможностью отделения углеводов одного/разного вида, по меньшей мере, от части жидкости (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, емкость выполнена в виде бродильного чана и/или реактора, пригодного для переработки углеводов одного/разного вида путем ферментации, нагрева и/или вступления в реакцию с реагентом (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
На фиг. 3 показано схематическое изображение системы 130 переработки отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Система 130 необязательно и предпочтительно содержит одну или несколько сепарационных камер 132 для удаления, по меньшей мере, части неорганических материалов, содержащихся в отходах, а также экструдерную систему, такую как, в частности, экструдерная система 110.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в одну или несколько сепарационных камер поступает материал (например, неорганические материалы, термоотверждающиеся полимеры, ПЭТ, ПТФЭ и ПВХ), который тонет в жидкости, а в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в одну или несколько сепарационных камер поступает материал, который плавает на поверхности жидкости. Также предусмотрены варианты осуществления настоящего изобретения, в которых из одной или нескольких сепарационных камер удаляется материал, который плавает на поверхности жидкости, и/или материал, который тонет в жидкости; при этом соответствующая сепарационная камера характеризуется регулируемой и обратимой конфигурацией. Удаленный материал может поступать, например, в сборник (не показан), выполненный с возможностью приема удаленных материалов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система 130 содержит две и более сепарационных камер, а именно: первую сепарационную камеру для сепарации материалов по их удельному весу согласно описанию, представленному в настоящем документе, для получения вследствие этого частично отсортированного материала; и, по меньшей мере, одну дополнительную сепарационную камеру для того, чтобы можно было подвергнуть частично отсортированный материал, по меньшей мере, одному дополнительному циклу сепарации материалов по их удельному весу (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе)
В разных сепараторах системы 130 может содержаться одна и та же жидкость или разные жидкости. Жидкость каждой сепарационной камеры выбирается таким образом, чтобы в ней тонула часть загруженных отходов или частично отсортированного материала.
Исходное сырье из сепарационной камеры 132 предпочтительно подается в экструдерную систему напрямую или, как это показано на фиг. 3, по каналу 134, который необязательно и предпочтительно снабжен регулируемым клапаном 134', предназначенным для управления движением потока из камеры 132 в экструдерную систему 110. Принципы, в соответствии с которыми исходное сырье образуется из отходов, подробнее описаны ниже. На схеме, показанной на фиг. 3, из камеры 132 исходное сырье подается по каналу 134 (или непосредственно в экструдерную систему 110), отходящему от верхней части камеры 132. Этот вариант осуществления настоящего изобретения особенно целесообразно использовать в том случае, если неорганические материалы тонут в жидкости. Если удаленные неорганические материалы плавают на поверхности жидкости, может оказаться предпочтительным предусмотреть такой вариант реализации камеры 132, при котором исходное сырье будет подаваться через нижнюю часть камеры 132.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система 130 содержит измельчитель 138, предназначенный для измельчения материала перед его поступлением в сепарационную камеру 132 или после выхода из сепарационной камеры 132. Хотя на фиг. 3 показана конфигурация, в которой измельчитель 138 подает измельченные отходы в камеру 132 (по каналу 140, который необязательно и предпочтительно снабжен регулируемым клапаном 140', управляющим движением потока из измельчителя 138), такая конфигурация является необязательной, поскольку в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения измельчитель 138 располагается между камерой 132 и экструдерной системой 110 с тем, чтобы измельчитель 138 принимал исходное сырье из камеры 132, измельчал исходное сырье и подавал измельченное исходное сырье в экструдерную систему 110 (например, по каналу 140 и через клапан 140', которые в этом варианте осуществления настоящего изобретения соединяют измельчитель 138 с экструдерной системой 110). При этом представленные варианты осуществления настоящего изобретения также включают конфигурации, в которых система 130 содержит более одного измельчителя, например, один измельчитель перед камерой 132 и один измельчитель между камерой 132 и экструдерной системой 110.
Таким образом, система необязательно и предпочтительно выполнена с возможностью переработки измельченного исходного сырья (например, описанного в настоящем документе). Измельчение исходного сырья может проводиться путем подготовки исходного сырья и его последующего измельчения и/или путем измельчения одного или нескольких материалов (например, отсортированного материала и дополнительного материала/материалов, описанных в настоящем документе) до их соединения с целью получения исходного сырья.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система содержит два или более измельчителей, выполненных с возможностью последовательной работы с тем, чтобы облегчить обеспечение непрерывной подачи измельченного исходного сырья в экструдерную систему 110.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система 130 смешивает отсортированный материал (например, отсортированный материал, описанный в настоящем документе) и/или переработанный материал, произведенный системой, с дополнительным материалом (например, описанным в настоящем документе). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система 130 напрямую смешивает отсортированный материал с дополнительным материалом для получения вследствие этого исходного сырья. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения система 130 смешивает отсортированный материал с дополнительным материалом опосредованно путем смешивания отходов с дополнительным материалом до сортировки отходов таким образом, чтобы полученный отсортированный материал содержал дополнительный материал.
При необходимости отсортированный материал может быть смешан с дополнительным материалом (например, до его перемещения в экструдерную систему 110) с помощью любого устройства, пригодного для смешивания таких материалов.
Дополнительно или в альтернативном варианте экструдерная система 110 смешивает отсортированный материал с дополнительным материалом после приема материалов системой 110 таким образом, что в барабане экструдерной системы образуется исходное сырье.
Различные материалы, используемые системой 130, могут содержаться в отдельных емкостях 142. На фиг. 3 показано шесть емкостей 142a-f, но может быть предусмотрено любое количество емкостей, в том числе и одна единственная емкость. В каждой из емкостей необязательно и предпочтительно содержатся материалы разных типов. Например, в системе может быть предусмотрена первая емкость под отсортированный материал (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) и одна или несколько емкостей под один или несколько дополнительных материалов, описанных в настоящем документе, и/или под отсортированный материал, отличный от того, который содержится в указанной первой емкости (например, отсортированный материал, выделенный из разных первичных отходов, и/или отсортированный материал, полученный по иной технологии сортировки).
Каждая из емкостей выполнена с возможностью приема материала из измельчителя 138, или из камеры 132, или из экструдерной системы 110; и/или загрузки материала в измельчитель 138, или в камеру 132, или в экструдерную систему 110. Материал поступает в емкости и/или вытекает из емкостей по одному или нескольким каналам, которые схематически проиллюстрированы и обозначены позициями 144а-144f. Могут быть предусмотрены также и другие соединения. Один или несколько каналов необязательно и предпочтительно снабжены регулируемым клапаном, предназначенным для управления движением потока, поступающим в соответствующую емкость и/или выходящим из соответствующей емкости. Эти регулируемые клапана обозначены позициями 144а'-144f'.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, в одной емкости 142 содержится углеводы одного/разного вида, полученные из жидкости, которая была выделена из отходов (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе). Такая емкость необязательно выполнена с возможностью приема углеводов одного/разного вида, описанных в настоящем документе.
В системе 130 может быть также предусмотрен контроллер 123. Этот контроллер необязательно и предпочтительно выполнен с возможностью управления различной арматурой для выбора пропорций материалов, поступающих из разных емкостей, которые используются для подготовки исходного сырья. В альтернативном варианте система 130 может включать в себя более одного контроллера; при этом один контроллер (например, контроллер 123) управляет регулируемыми компонентами экструдерной системы 110, а другой контроллер управляет пропорциями материалов. Контроллер может также содержать цепь, обладающую возможностями текущего контроля, например, для мониторинга состава и/или удельного веса жидкости в сепарационной камере, например, путем приема сигналов с датчика или камеры 137, установленной в сепарационной камере 132 или вблизи указанной камеры. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер регулирует состав и/или удельный вес жидкости, например, для поддержания значения удельного веса на заданном уровне (например, в пределах заданного диапазона). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер управляет поступлением воды и/или дополнительного вещества, такого как растворенное вещество (например, соль, описанная в настоящем документе), в сепарационную камеру для регулирования за счет этого состава и/или удельного веса жидкости.
Система 130 необязательно и предпочтительно производит переработанный материал, представляющий собой полимерный материал (например, переработанный материал, описанный в настоящем документе), необязательно термопластичный полимерный материал согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Согласно еще одному из аспектов вариантов осуществления настоящего изобретения предложена система переработки отходов (например, отходов, описанных в настоящем документе) для получения недисперсного переработанного материала (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе), в которой исходное сырье (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе), извлеченное из отходов, подвергается перемешиванию и нагреву без высушивания (например, способом, раскрытым в настоящем документе). Исходное сырье может необязательно характеризоваться относительно высоким содержанием воды (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
Система переработки отходов включает в себя систему сортировки отходов, содержащую один или несколько сепараторов согласно описанию, представленному в настоящем документе. В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, система сортировки отходов выполнена с возможностью удаления, по меньшей мере, части неорганических материалов, содержащихся в отходах, таким образом, чтобы полученный отсортированный материал содержал, по меньшей мере. 90 весовых процентов органического материала (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
Система переработки отходов выполнена с возможностью подготовки исходного сырья, представляющего собой переработанный материал, полученный из системы сортировки отходов (например, исходного сырья, описанного в настоящем документе); при этом содержание воды в исходном сырье (например, содержание воды согласно описанию, представленному в этом документе) составляет, по меньшей мере, 15 весовых процентов.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система выполнена с возможностью удаления некоторых материалов (например, неорганических материалов, термоотверждающихся полимеров, ПЭТ, ПТФЭ и ПВХ) из отходов (например, описанных в настоящем документе) таким образом, чтобы исходное сырье характеризовалось уменьшенным содержанием таких материалов (относительно объема отходов).
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система выполнена с возможностью обеспечения контактирования исходного сырья и/или материала, который был включен в исходное сырье (например, отсортированного материала и/или отходов до сортировки) с кислым веществом.
Система переработки отходов дополнительно содержит устройство для перемешивания исходного сырья под действие сдвигающих усилий и его нагрева.
На фиг. 4 проиллюстрирован пример устройства 200 для перемешивания исходного сырья под действие сдвигающих усилий (например, как это описано в настоящем документе), а также необязательные компоненты системы переработки отходов, которые связаны с указанным устройством, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Устройство 200 характеризуется наличием впускного отверстия 210 и выпускного отверстия 260, а также первой зоны 220 перемешивания и второй зоны 240 перемешивания, и необязательной третьей зоной 290 перемешивания; при этом каждая из указанных зон выполнена с возможностью независимого перемешивания исходного сырья для нагрева. Устройство 200 дополнительно содержит первый газоотводный патрубок 230 и второй газоотводный патрубок 250, каждый из которых выполнен с возможностью удаления газов, выделяемых во время перемешивания и нагрева (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе), из устройства 200. Устройство 200 выполнено с возможностью перемешивания исходного сырья, поступающего во впускное отверстие 210, в первой зоне 220 перемешивания, и удаления газов, выделяемых в первой зоне 220 перемешивания, через первый газоотводной патрубок 230; и последующего перемешивания исходного сырья во второй зоне 240 перемешивания с удалением газов, выделяемых во второй зоне 240 перемешивания, через газоотводной патрубок 250. Устройство 200 необязательно выполнено с дополнительной возможностью перемешивания исходного сырья в третьей зоне 290 перемешивания. Первая зона 220 перемешивания выполнена с возможностью перемешивания мокрого исходного сырья (например, отходов с содержанием воды согласно описанию, представленному в настоящем документе), тогда как вторая зона 240 перемешивания выполнена с возможностью перемешивания полумокрого исходного сырья (например, исходного сырья, частично высушенного путем нагрева в зоне 220 перемешивания), а необязательная третья зона 290 перемешивания выполнена с возможностью перемешивания сухого исходного сырья (например, исходного сырья, высушенного путем нагрева в зоне 240 перемешивания). Затем переработанный материал выходит из отверстия 260.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система дополнительно содержит необязательное устройство 295, выполненное с возможностью формования переработанного материала, полученного из второй зоны 240 перемешивания или третьей зоны 290 перемешивания. Устройство 295 может быть необязательно выполнено в виде составной части устройства 200 (например, показанного на фиг. 4) или - в альтернативном варианте - в виде отдельного устройства, например, отдельного устройства, сообщающегося с устройством 200. Устройство 295 может быть необязательно выполнено с возможностью формования экструдированием; при этом оно содержит головку, пригодную для формования экструдированием во взаимодействии с зоной 240 или 290 перемешивания.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание выполняется, по меньшей мере, одним необязательным шнеком и\или лопаткой 270 (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе). По меньшей мере, один шнек и/или лопатка необязательно проходит через зоны 220 и 240 перемешивания (и необязательно также через зону 290 перемешивания) с тем, чтобы можно было выполнять перемешивание в обеих зонах. При использовании более одного шнека и/или лопатки шнеки и/или лопатки могут вращаться в одном направлении или в противоположных направлениях. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения в зоне 220 перемешивания предусмотрены шнеки и/или лопатки, вращающиеся в противоположных направлениях. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения в зоне 240 перемешивания предусмотрен один шнек и/или лопатка (например, сконфигурированный в качестве экструдера). Шнеки и/или лопатки могут быть взаимозацепляющимися или не взаимозацепляющимися. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения направление экструдирования через зону 220 перемешивания почти перпендикулярно направлению экструдирования через зону 240 перемешивания, а/или направление экструдирования через зону 240 перемешивания почти перпендикулярно направлению экструдирования через зону 290 перемешивания.
Зоны 220, 240 и 290 перемешивания предпочтительно выполнены с возможностью, позволяющей подвергать исходное сырье первому циклу, второму циклу и третьему циклу, соответственно, нагрева и перемешивания, как это описано в настоящем документе. Каждая из зон 220, 240 и 290 перемешивания рассчитана на независимый нагрев исходного сырья при температуре, указанной в настоящем документе; при необходимости - в диапазоне от 90°С до 230°С; при необходимости - в диапазоне от 90°С до 180°С; и при необходимости - в диапазоне от 140°С до 180°С. Устройство, в общем, и зоны перемешивания, в частности, необязательно выполнены с возможностью одновременного выполнения перемешивания и нагрева (например, перемешивания и нагрева согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 200 выполнено таким образом, чтобы содержащийся в нем материал проходил через одну или несколько необязательных сеток (например, одну или несколько сеток, описанных в настоящем документе). Одна или несколько сеток необязательно выполнены таким образом, чтобы их можно было легко извлечь из устройства, например, для облегчения чистки сетки/сеток. Сетка/сетки могут необязательно располагаться в любой части устройства, в том числе, например, на впускном отверстии 210, на выпускном отверстии 260, в первой зоне 220 перемешивания, во второй зоне 240 перемешивания, в третьей зоне 290 перемешивания, в первом газоотводном патрубке 230 и/или во втором газоотводном патрубке 250. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна сетка располагается таким образом, чтобы материал проходил через сетку/сетки непосредственно перед поступлением в устройство 295, например, у входа в устройство 295 (например, если устройство 295 сконфигурировано в качестве составного элемента устройства 200) или у выпускного отверстия 260 (например, если устройство 295 выполнено в виде отдельного устройства, сообщающегося с устройством 200).
Система необязательно содержит, по меньшей мере, один терморегулирующий элемент 280, выполненный с возможностью нагрева исходного сырья, описанного в настоящем документе, в зонах 220 и 240 перемешивания (и необязательно также в зоне 290 перемешивания). Терморегулирующий элемент 280 содержит нагревательный элемент (например, электронагреватель) для нагрева отходов и необязательный охлаждающий элемент (например, содержащий охлаждающую жидкость) для предотвращения чрезмерного повышения температуры. Нагревательный элемент и охлаждающий элемент могут быть объединены один блок, или же они могут представлять собой отдельные блоки. Система может необязательно содержать один или несколько терморегулирующих элементов, выполненных с возможностью выполнения нагрева (и необязательно также и охлаждения) в обеих зонах 220 и 240 перемешивания и необязательно в зоне 290 перемешивания (как это показано на фиг. 4). Дополнительно или в качестве альтернативного варианта в системе могут быть предусмотрены отдельные терморегулирующие элементы для каждой из зон 220 и 240 перемешивания (и необязательно также для зоны 290). В альтернативном варианте система содержит один или несколько терморегулирующих элементов, выполненных с возможностью выполнения непосредственного нагрева (и необязательно также и охлаждения) в одной зоне перемешивания (например, в зоне 220 перемешивания); при этом нагрев другой зоны перемешивания (например, зоны 240 и/или зоны 290 перемешивания) осуществляется посредством передачи тепла из непосредственно нагреваемой зоны перемешивания.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, часть терморегулирующего элемента 280 располагается на шнеке и/или лопатке 270. При необходимости терморегулирующий элемент 280 может содержать нагретую (и/или охлажденную) жидкость, проходящую, по меньшей мере, по части длины шнека и/или лопатки 270 для выполнения нагрева (и/или охлаждения); и при необходимости он может дополнительно содержать механизм (который может располагаться внутри или снаружи шнека и/или лопатки 270) нагрева (и/или охлаждения) текучей среды.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство дополнительно содержит зону, выполненную с возможностью забора исходного сырья, которая сообщается с первой зоной 220 перемешивания (например, через впускное отверстие 210).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система дополнительно содержит элемент, выполненный с возможностью осуществления непрерывной подачи исходного сырья в устройство 200 (например, через впускное отверстие 210) таким образом, чтобы вместе с исходным сырьем в устройство 200 не попадал воздух или попадал лишь небольшой объем воздуха. Такой элемент может необязательно представлять собой конический экструдер и/или закрытый смеситель. Этот элемент необязательно содержит регулятор подачи, выполненный с возможностью мониторинга (например, путем взвешивания) и регулирования скорости подачи исходного сырья в устройство 200.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство дополнительно содержит один или несколько регуляторов нагрева для поддержания требуемого уровня температуры (например, температуры, указанной в настоящем документе), по меньшей мере, в части устройства (например, в первой зоне 22-перемешивания и/или во второй зоне 240 перемешивания).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, один датчик для определения содержания воды в исходном сырье в одной или нескольких точках устройства. За счет мониторинга содержания воды датчик/датчики могут обеспечить контроль содержания воды в переработанном материале, произведенном системой, таким образом, чтобы переработанный материал содержал требуемый объем воды (например, воды, описанной в настоящем документе), например, менее одного весового процента.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 200 представляет собой экструдер, описанный в настоящем документе.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система выполнена с возможностью переработки измельченного исходного сырья (например, описанного в настоящем документе).
Таким образом, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система дополнительно содержит измельчитель, выполненный с возможностью измельчения исходного сырья до перемешивания (например, до забора через впускное отверстие 210). В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения система сконфигурирована таким образом, чтобы исходное сырье, измельченное с помощью измельчителя, проходило в указанный выше элемент, выполненный с возможностью обеспечения непрерывной подачи исходного сырья в устройство 200. Измельчение исходного сырья может осуществляться путем подготовки исходного сырья и его последующего измельчения, и/или путем измельчения одного или нескольких материалов (например, отсортированного материала и дополнительного материала/материалов, описанных в настоящем документе) до их соединения с целью получения исходного сырья.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система содержит, по меньшей мере, два измельчителя, выполненных с возможностью последовательной работы с тем, чтобы облегчить обеспечение непрерывной подачи измельченного исходного сырья на впускное отверстие 210 (необязательно через указанный выше элемент, выполненный с возможностью обеспечения непрерывной подачи исходного сырья в устройство 200).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система выполнена с возможностью смешивания отсортированного материала (например, отсортированного материала, описанного в настоящем документе) и/или переработанного материала, произведенного системой, с дополнительным материалом (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система выполнена с возможностью прямого смешивания отсортированного материала с дополнительным материалом для получения вследствие этого исходного сырья. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения система выполнена с возможностью опосредованного смешивания отсортированного материала с дополнительным материалом путем смешивания отходов с дополнительным материалом до сортировки отходов таким образом, чтобы полученный отсортированный материал содержал дополнительный материал.
При необходимости система может дополнительно содержать устройство смешивания отсортированного материала с дополнительным материалом до начала перемешивания в первой зоне 220 перемешивания (например, до забора через впускное отверстие 210). В состав системы может быть включено любое устройство, используемое в данной области техники для смешивания таких материалов.
Дополнительно или в качестве альтернативного варианта система выполнена таким образом, чтобы отсортированный материал смешивался с дополнительным материалом в первой зоне 220 перемешивания таким образом, чтобы одновременно со смешиванием в первой зоне 220 перемешивания в ней формировалось исходное сырье (в его окончательном виде).
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что включение газоотводных патрубков 230 и 250 обеспечивает отвод избыточных газов, предотвращая тем самым потенциально опасное повышение давления в устройстве, одновременно сохраняя по существу замкнутое состояние системы, что в результате обеспечивает пригодную рабочую среду (например, с низким содержанием кислорода и высокой температурой), облегчая прохождение требуемых химических реакций. Кроме того, следует иметь в виду, что выделение газов сопровождается отводом тепла, и что оно может быть использовано для регулирования температуры в зонах перемешивания.
Следует понимать, что в систему могут быть включены дополнительные газоотводные патрубки и/или дополнительные зоны перемешивания (например, между зонами 220 и 240 перемешивания).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения длина устройства, измеренная от зоны 220 перемешивания до газоотводного патрубка 250, составляет, по меньшей мере, 7 метров; при необходимости - по меньшей мере, 8 метров; при необходимости - по меньшей мере, 9 метров; при необходимости - по меньшей мере, 10 метров; при необходимости - по меньшей мере, 11 метров; при необходимости - по меньшей мере, 12 метров; и при необходимости - по меньшей мере, 15 метров. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения эта длина составляет около 11 метров.
Без привязки к какой-либо конкретной теории принято считать, что указанные значения длины позволяют продлить время выдерживания исходного сырья в устройстве, что стимулирует происходящие в нем химические реакции, улучшая тем самым физико-химические свойства полученного переработанного материала.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к устройству, раскрытому в настоящем документе, время выдерживания исходного сырья в устройстве составляет, по меньшей мере, 5 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения время выдерживания исходного сырья в устройстве составляет, по меньшей мере, 10 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения время выдерживания исходного сырья в устройстве составляет, по меньшей мере, 15 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения время выдерживания исходного сырья в устройстве составляет, по меньшей мере, 20 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения время выдерживания исходного сырья в устройстве составляет, по меньшей мере, 30 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения время выдерживания исходного сырья в устройстве составляет, по меньшей мере, 40 минут. В некоторых этих вариантах осуществления настоящего изобретения время выдерживания исходного сырья в устройстве составляет, по меньшей мере, 60 минут.
Следует отметить, что время выдерживания, указанное выше, соответствует продолжительности стадии перемешивания исходного сырья в способе переработки отходов, описанном в настоящем документе.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, эта система дополнительно содержит множество емкостей, в каждой из которых содержатся материалы разного типа. Например, система может содержать первую емкость под отсортированный материал (например, согласно описанию, представленному в настоящем изобретении) и одну или несколько емкостей под один или несколько дополнительных материалов, описанных в настоящем документе, и/или под отсортированный материал, отличный от отсортированного материала, содержащегося в указанной первой емкости (например, под отсортированный материал, выделенный из другого источника отходов и/или отсортированный материал, полученный в ходе сортировки иным способом).
Емкости необязательно сообщаются с устройством смешивания отсортированного материала с дополнительным материалом (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) и/или перемешивания и нагрева исходного сырья (например, с первой зоной 220 перемешивания в устройстве 200) с тем, чтобы обеспечить тщательное смешивание материалов, поступающих из разных емкостей для получения вследствие этого исходного сырья.
В некоторых из вариантов любых примеров осуществления настоящего изобретения, относящихся к системе, раскрытой в настоящем документе, по меньшей мере, одна емкость предназначена для углеводов одного/разного вида, которые были получены из жидкости, выделенной из отходов (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе). Такая емкость необязательно выполнена с возможностью приема углеводов одного/разного вида из устройства, выполненного с возможностью сбора углеводов одного/разного вида, извлеченных из жидкости из отходов (например, из жидкости, описанной в настоящем документе), которая была получена из одного или нескольких компонентов системы, таких как один или несколько измельчителей и/или один или несколько сепараторов (например, описанных в настоящем документе).
Таким образом, при необходимости система может дополнительно содержать устройство, выполненное с возможностью извлечения углеводов одного/разного вида из жидкости, полученной из одного или нескольких компонентов системы, таких как один или несколько измельчителей и/или один или несколько сепараторов (например, описанных в настоящем документе). Такие компоненты, сообщающиеся с устройством сбора жидкости, могут быть необязательно выполнены с возможностью передачи извлеченной из отходов жидкости в устройство.
Система может быть необязательно выполнена таким образом, чтобы можно было регулировать пропорции материала, поступающего из разных емкостей, с целью регулирования за счет этого состава исходного сырья, подвергаемого нагреву и перемешиванию (например, в устройстве 200).
Согласно примерам, приведенным в разделе «Примеры», система, раскрытая в настоящем документе, пригодна для производства переработанного материала, представляющего собой полимерный материал (например, переработанного материала, описанного в настоящем документе), необязательно термопластичного полимерного материала, такого как описанный в настоящем документе.
В контексте настоящего документа термин «около» означает ±10%.
Термины «содержит», «содержащий», «включает в себя», «включающий в себя» и родственные им слова означают «включая, помимо прочего».
Термины «представляющий собой по существу» означает, что состав, способ или структура может включать в себя дополнительные ингредиенты, стадии и/или части, но только если эти дополнительные ингредиенты, стадии и/или части существенно не изменяют основные и новые характеристики заявленного состава, способа или структуры.
Слово «пример» в контексте настоящего документа означает «служащий примером или иллюстрацией». Любой вариант осуществления настоящего изобретения, описанный как «пример», не обязательно следует рассматривать как предпочтительный или более эффективный в сравнении с другими вариантами, и/или как исключающий возможность включения признаков других вариантов осуществления настоящего изобретения.
Слово «необязательно» в контексте настоящего документа означает «предусмотрен в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, но не предусмотрен в других вариантах». Любой конкретный вариант осуществления настоящего изобретения может включать в себя множество «необязательных» признаков, если только эти признаки не противоречат друг другу.
В контексте настоящего документа форма единственного числа включает в себя форму множественного числа, если только контекст недвусмысленно не обуславливает иное. Например, термин «соединение» или «по меньшей мере, одно соединение» может относиться к множеству соединений, включая их смеси.
По всему тексту заявки различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть представлены в формате диапазона. Следует понимать, что описание в формате диапазона предложено исключительно для удобства, и его не следует рассматривать в качестве жесткого ограничения объема заявленного изобретения. Соответственно, описание в формате диапазона следует рассматривать как, в частности, охватывающее все возможные поддиапазоны, а также отдельные числовые значения в пределах этого диапазона. Например, описание в формате диапазона, такое как от 1 до 6 следует рассматривать как охватывающее, в частности, такие поддиапазоны, как от 1 до 3, от 1 до 4, от 1 до 5, от 2 до 4, от 2 до 6, от 3 до 6 и т.д., а также числа в пределах этого диапазона, т.е. 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Это принцип применим вне зависимости от ширины диапазона.
При каждом указании на диапазон числовых значений в настоящем документе, предполагается, что он включает в себя любое приведенное число (дробное или целое), лежащее в пределах указанного диапазона. Фразы типа «варьируется/лежит в диапазоне между» первым указанным числом и вторым указанным числом, а также фразы типа «варьируется/лежит в пределах от» первого указанного числа «до» второго указанного числа, употребляются в настоящем документе как синонимы; при этом предполагается, что они включают в себя первое и второе указанные числа, а также все дробные и целые числа, располагаемые между ними.
В контексте настоящего изобретения термин «способ» относится к методам, средствам, методикам и технологиям решения поставленной задачи, включающим в себя, помимо прочего, те методы, средства, методики и технологии, которые или известны специалистам-практикам в химической области техники, или могут быть без труда разработаны этими специалистами-практиками на основе известных методов, средств, методик и технологий.
Следует иметь в виду, что определенные признаки настоящего изобретения, которые для наглядности описаны на примере отдельных вариантов его осуществления, могут быть также представлены все вместе в одном варианте осуществления настоящего изобретения. И наоборот, различные признаки заявленного изобретения, которые в целях краткости изложения раскрыты на примере лишь одного варианта осуществления настоящего изобретения, могут быть также представлены по отдельности, или в любой иной пригодной для использования подкомбинации, или иным подходящим образом в любом другом варианте осуществления настоящего изобретения. Некоторые признаки, раскрытые в контексте различных вариантов осуществления настоящего изобретения, не следует рассматривать в качестве основных признаков этих вариантов, если только конкретный вариант осуществления настоящего изобретения не окажется неработоспособным без этих элементов.
Различные варианты осуществления и аспекты настоящего изобретения, описанные выше и заявленные в формуле изобретения, представленной ниже, экспериментально подтверждаются последующими примерами.
ПРИМЕРЫ
Ниже приведены примеры, которые вместе с представленным выше описанием иллюстрируют некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, не носящие ограничительного характера.
ПРИМЕР 1
Общая методика сепарации отходов
Общая методика сепарации отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения показана на фиг. 1.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения эта методика реализуется за счет использования системы, пример которой описан и приведен на фиг. 11 и/или на фиг. 12.
Сначала готовятся отходы 10, необязательно «мокрые» отходы, т.е. отходы, которые не были подвергнуты высушиванию, и необязательно мокрые, по существу, несортированные отходы (НСО). Отходы предпочтительно представляют собой бытовые отходы, т.е. отходы, собранные с частных домохозяйств. При необходимости отходы подвергаются предварительной переработке (например, на полигоне для утилизации отходов), такой как дробление (например, с помощью молотковой дробилки) и/или удаление материалов, обладающих магнитными свойствами.
Отходы 10 подвергаются сепарации по удельному весу 20 (за счет соединения отходов 10 с жидкостью), в результате которой отходы 10 разделяются на материал 12 с малым удельным весом и материал 14 с большим удельным весом. Материал 12 с малым удельным весом (и необязательно материал 14 с большим удельным весом) подвергаются измельчению 25, в результате чего образуется измельченный материал, который может быть необязательно подвергнут одному или нескольким дополнительным циклам разделения отходов 10 на материал 12 с малым удельным весом и материал 14 с большим удельным весом и необязательного измельчения материала 12 с малым удельным весом и/или материала 14 с большим удельным весом.
Отделенный материал 14 с большим удельным весом может быть необязательно подвергнут дополнительной сортировке для извлечения полезных и/или ценных материалов, таких как металлы (например, железо и золото), кремнезем и/или стекло (например, для их последующего использования в качестве заполнителя).
Дополнительные циклы сепарации 20 могут выполняться с таким же разграничением между материалом с малым удельным весом и материалом с большим удельным весом (например, с использованием при сепарации жидкости с одним и тем же удельным весом), что и во время предшествующего цикла; или с иным разграничением между материалом с малым удельным весом и материалом с большим удельным весом (например, с использованием при сепарации жидкости с разным удельным весом).
Дополнительные циклы сепарации 20 и измельчения 25 могут необязательно включать более мелкое измельчение в сравнении с предшествующим циклом.
Первый цикл сепарации 20 и измельчения 25 необязательно включает удаление неорганических материалов с большим удельным весом, которые могут препятствовать измельчению 25, за которым следует один дополнительный цикл сепарации 20.
Дополнительный цикл сепарации 20 необязательно проходит более эффективно благодаря предварительному измельчению 25, которое облегчает, например, устранение воздушных карманов в материале и/или разбиение частиц отходов на их составные части.
Измельчение 25 необязательно выполняется таким образом, чтобы удалить жидкость (например, жидкость, впитанную во время сепарации 20) из измельчаемого отсортированного материала, например, путем прессования (например, с использованием шнекового пресса) и/или путем слива материала в процессе измельчения. При необходимости такое измельчение 25 может осуществляться после завершения каждого цикла сепарации 20.
Дополнительные материалы (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе) могут необязательно добавляться на любой стадии во время выполнения одного или нескольких циклов, описанных в настоящем документе, например, в отходы 10, материал с малым удельным весом и/или материал 14 с большим удельным весом до и/или после измельчения 25.
Отсортированный материал, полученный по этой общей методике, может быть необязательно подвергнут переработке в качестве исходного сырья путем его перемешивания и нагрева, например, по методике, раскрытой в примере 2.
ПРИМЕР 2
Общая методика переработки полученного из отходов исходного сырья путем его перемешивания и нагрева
Общая методика переработки исходного сырья, выделенного из отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, проиллюстрирована на фиг. 2.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения эта методика реализуется в системе, пример которой описан и приведен на фиг. 4 и/или на фиг. 12.
Отсортированный материал получается путем сепарирования отходов по общей методике, раскрытой в примере 1, с целью удаления из отходов, по меньшей мере, части неорганических материалов.
Отсортированный материал необязательно соединяется с дополнительным материалом 80 с получением исходного сырья 90. В альтернативном варианте исходное сырье 90 представляет собой по существу отсортированный материал 70.
Исходное сырье 90, представляющее собой отсортированный материал (необязательно измельченный), необязательно в сочетании с дополнительным материалом, подвергается перемешиванию 30 под действием сдвигающих усилий и нагреву 32. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения перемешивание 30 и нагрев 32 осуществляются в первой зоне 220 перемешивания устройства 200, показанного на фиг. 4. После перемешивания 30 и нагрева 32 выполняется удаление 40 газов, выделяемых во время указанного перемешивания и нагрева. Удаление 40 газов необязательно проводится путем откачки газов из отходов. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения удаление 40 газов производится через газоотводный патрубок 230 устройства 200, показанного на фиг. 4.
Перемешивание 30, нагрев 32 и удаление 40 дает в итоге переработанный материал 50. Затем переработанный материал 50 необязательно подвергается одному или нескольким дополнительным циклам 35 обработки на стадиях 30, 32 и 40. Дополнительный цикл 35 может включать те же условия, что и на стадиях 30 и\или 32, или же разные условия (например, разную температуру и/или разные сдвигающие усилия). Переработанный материал 50 может быть необязательно подвергнут формованию 60. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения формование 60 представляет собой гранулирование.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй цикл перемешивания 30 и нагрева 32 выполняется во второй зоне 240 устройства 200, показанного на фиг. 4. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения после этого производится второе удаление 40 газов через газоотводный патрубок 250 устройства 200, показанного на фиг. 4.
Затем переработанный материал необязательно проходит контроль качества и/или упаковывается. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроль качества выполняется в отношении переработанного материала 50 сразу после завершения стадий 30, 32 и 40 (например, пока материал еще горячий). Такой контроль качества необязательно используется для внесения изменений в технологический процесс на любой из предшествующих стадий.
ПРИМЕР 3
Состав переработанного материала, полученного по примерам методик
Отходы были сепарированы в водно-солевом растворе, содержащем около 10 весовых процентов NaCl, в соответствии с методикой, раскрытой в примере 1. Затем отделенная часть отходов с низкой плотностью была использована в качестве исходного сырья для переработки путем перемешивания и нагрева по методике, раскрытой в примере 2. Показательный образец полученного переработанного материала (в экструдированном виде) проиллюстрирован на фиг. 5А и 5В.
Для сравнения были также переработаны отходы из того же источника путем их перемешивания и нагрева по методике, раскрытой в примере 2, без предварительной сепарации.
При использовании исходного сырья, полученного путем сепарации отходов, нагретый материал во время перемешивания и нагрева проходил через сетки с просветом 3 мм, предназначенные для задержки нерасплавленного или не размягченного содержимого. И, наоборот, при использовании отходов (неразделенных) сетки использовать нельзя, поскольку они сразу забиваются частицами твердых неорганических материалов.
Подобным же образом переработанный материал, поученный из исходного сырья, которое было получено путем сепарации отходов, может легко поддаваться гранулированию, тогда как переработанные отходы (неразделенные) забивали гранулятор.
3
3
Плотность переработанного материала, полученного из указанного выше исходного сырья, составила 1,07 грамм/см, тогда как плотность переработанных отходов (неразделенных) составила 1,29 грамм/см. Этот результат подтверждает тот факт, что сепарация приводит к существенному уменьшению плотности извлеченного из отходов переработанного материала.
Затем минеральный состав образцов был проанализирован путем экстрагирования 10 грамм каждого образца в 500 мл кипятка и проведения элементного анализа воды методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP). Значения концентрации элементов, выявленное содержание которых составило, по меньшей мере, 1 мг/литр (по меньшей мере, в одном образце), а также токсичных металлов (мышьяка, бария, кадмия, кобальта, хрома, ртути, никеля, свинца, сурьмы и селена), представлены в Таблице 1.
Как показано в Таблице 1, сепарация отходов в водно-солевом (NaCl) растворе привела к пятикратному повышению концентрации натрия в полученном переработанном материале. Это указывает на то, что в отсортированный материал, полученный с использованием солевого раствора, было введено некоторое количество соли, что повлияло на состав конечного продукта.
Как дополнительно показано в этой таблице, сепарация отходов в водно-солевом растворе привела к уменьшению концентрации общих ионов, таких как ионы кальция и калия (но не магния), что может отражать катионирование отходов натрием и/или извлечение водорастворимых ионов водно-солевым раствором. Небольшое повышение концентрации магния может быть обусловлено присутствием магния в морской соли.
Как дополнительно показано в этой таблице, сепарация отходов в водно-солевом растворе привела к уменьшению концентрации каждого из выявленных токсичных металлов, за исключением бария (возможно из-за присутствия бария в морской соли). Это указывает на то, что процесс сепарации снижает токсичность переработанного материала.
Для получения дополнительных сведений о химическом составе переработанного материала, полученного путем сепарации отходов, был проведен элементный анализ содержания УВАС (углерода, водорода, азота и серы) методами мгновенного сжигания (с использованием элементного анализатора Thermo Flash ЕА-1112) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).
По результатам элементного анализа содержания УВАС весовая концентрация углерода в переработанном материале, полученном путем сепарации отходов, составила 69,5±0,3%; весовая концентрация водорода в переработанном материале составила 10,8±0,1%; весовая концентрация азота в переработанном материале составила 0,38±0,01%; а весовая концентрация серы в переработанном материале составила менее 0,1%.
Значения весовой концентрации элементов по результатам анализа методом РФЭС представлены в Таблице 2 (за исключением процентной доли таких элементов, как водород и гелий, которые не были обнаружены этим методом).
Сложенные вместе результаты элементного анализа, приведенные выше, говорят о том, что переработанный материал, полученный путем сепарации отходов, состоит, главным образом, из углерода (например, по меньшей мере, 60 весовых процентов), кислорода (например, по меньшей мере, 20 весовых процентов), водорода (например, по меньшей мере, 10 весовых процентов) и небольшого количества азота (например, около 0,4 весового процента) с натрием и хлором в качестве баланса в примерно эквимолярных количествах (например, примерно по 0,9% от общего количества атомов на каждый из этих элементов). Только на углерод, кислород и водород приходится более 90 процентов общего количества атомов в материале. Значительное количество натрия и хлора, по-видимому, обусловлено наличием соли в растворе, который был использован для сепарации.
Химический состав был дополнительно проанализирован методом калориметрии; при этом анализу было подвергнуто 6,67 мг переработанных сепарированных отходов при температуре от 25°С до 300°С, изменяющейся со скоростью 10°С в минуту.
Как показано на фиг. 6, переработанный материал, полученных путем сепарации отходов, охарактеризовался фазовым переходом при температуре около 109°С на фоне теплоты перехода около 32 джоулей на грамм; и фазовым переходом при температуре около 153°С на фоне теплоты перехода около 20 джоулей на грамм.
Эти результаты свидетельствуют о наличии таких полимеров, как полиэтилен (что обусловлено температурой плавления около 109°С) и полипропилен (что обусловлено температурой плавления около 153°С), которые оба обычно встречаются в отходах, и которые характеризуются относительно малым удельным весом.
Переработанный материал, полученных путем сепарации отходов, был сравнен с переработанными (неразделенными) отходами методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИКПФ). В каждый образец был добавлен полиэтилен (20%).
-1
-1
-1
-1
Как показано на фиг. 7, оба образца продемонстрировали ИК-пики при волновых числах около 2800-3000 см (что обусловлено углерод-водородными связями), тогда как переработанный материал, полученный путем сепарации отходов, демонстрирует другой менее сложный спектр в «характеристической области» около 600-1800 см в сравнении с переработанными (неразделенными) отходами. Корреляция спектров составила 0,97 в диапазоне 600-4000 см, но только 0,77 в диапазоне 600-2724 см.
Кроме того, переработанный материал, полученных путем сепарации отходов, соответствовал требованиям стандартов регламента REACH Европейского союза.
Этот результат говорит о том, что сепарация отходов дает переработанный материал, более схожий по своим свойствам с углеводородами, предположительно вследствие удаления материалов, более плотных, чем углеводороды и иные подобные материалы.
ПРИМЕР 4
Сепарация отходов с использованием 15-процентного солевого раствора
10
8
4
Отходы были сепарированы в водно-солевом растворе, содержащем около 15 весовых процентов NaCl, по методике, раскрытой в примерах 1 и 3, с целью получения исходного сырья. Раствор с 15-процентным содержанием соли обусловил попадание в исходное сырье повышенной процентной доли относительно плотных органических полимеров, обычно характеризующихся относительно высоким содержанием гетероатомов (например, поли(этилентерефталата), отличающихся наличием групп СНО) в отсортированном материале.
Исходное сырье было переработано путем его перемешивания и нагрева по методикам, описанным в примерах 2 и 3, с целью получения переработанного материала, сравнительно более плотного и/или более насыщенного гетероатомами (например, кислорода) в сравнении с переработанным материалом, полученным с использованием 10-процентного раствора, как это описано в примере 3.
Физические свойства переработанного материала были проанализированы путем измерения прочности при растяжении, модуля упругости при растяжении и ударной вязкости с надрезом (согласно требованиям стандартов ISO 179еА), после чего полученные результаты были сравнены с соответствующими свойствами типичных полимеров, таких как полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) и полипропилен (ПП). Результаты анализа показаны в Таблице 3.
Показатель текучести расплава переработанного материала был измерен согласно требованиям стандартов ISO 1133 при температуре 190°С. Он оказался равным 3,6 грамм за 10 минут.
Для сравнения, показатель текучести расплава переработанного материала, полученного путем перемешивания и нагрева неразделенных отходов, не мог быть измерен, так как этот материал не растекается при температуре 190°С.
Эти результаты говорят о том, что сепарация отходов для подготовки исходного сырья, как это описано в настоящем документе, повышает текучесть полученного переработанного материала, и что физические свойства полученного переработанного материала схожи с физическими свойствами полиэтилена.
ПРИМЕР 5
Сепарация отходов с использованием 20-процентного солевого раствора
10
8
4
Отходы были сепарированы в водно-солевом растворе, содержащем около 20 весовых процентов NaCl, по методике, раскрытой в примерах 1 и 3, с целью получения исходного сырья. Раствор с 20-процентным содержанием соли обусловил попадание в исходное сырье более высокой процентной доли относительно плотных органических полимеров, обычно характеризующихся относительно высоким содержанием гетероатомов (например, поли(этилентерефталата), отличающихся наличием групп CHO) в отсортированном материале, в сравнении с исходным сырьем, описанным в примерах 3 и 4.
Исходное сырье было переработано путем его перемешивания и нагрева по методикам, описанным в примерах 2 и 3, с целью получения переработанного материала, сравнительно более плотного и/или более насыщенного гетероатомами (например, кислорода) в сравнении с переработанным материалом, полученным с использованием 10-процентного раствора, как это описано в примере 3, или переработанным материалом, полученным с использованием 15-процентного раствора, как это описано в примере 4.
ПРИМЕР 6
Переработанный материал, выделенный из отходов и смешанный с полипропиленовым сополимером
Переработанный материал, полученный по методике, раскрытой в примере 5, был соединен с полипропиленовым сополимером в весовом соотношении 30:70 (переработанный материал: полипропиленовый сополимер) для получения пластичного материала. Было подготовлено пять разных проб пластичного материала, и их физические свойства были проанализированы путем измерения плотности, прочности при растяжении на пределе текучести, модуля упругости при растяжении, удлинения при пределе текучести, удлинения при разрыве и ударной вязкости по Изоду (на образцах с надрезом и без надреза). Результаты анализа показаны ниже в Таблице 4.
Как видно в Таблице 4, колебания показателей между пробами оказались незначительными, что говорит о том, что продукт, полученный согласно методологии, описанной в настоящем документе, является воспроизводимым.
Кроме того, полученные значения ударной вязкости оказались выше аналогичных показателей схожих пластичных материалов, подготовленных с использованием переработанного материала, полученного путем перемешивания и нагрева неразделенных отходов (данные не показаны).
ПРИМЕР 7
Спектроскопический анализ переработанного материала, выделенного из отходов
Исходное сырье, представляющее собой отходы, сепарированные в водно-солевом растворе, содержащем около 20 весовых процентов NaCl, были переработаны так, как это описано в примере 5. В исходное сырье был добавлен полиэтилен до начала его переработки. Полученный переработанный материал был исследован методами электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в Х-диапазоне и ядерной магнитно-резонансной спектроскопии (ЯМР-спектроскопии).
Как показано на фиг. 8, основным признаком ЭПР-спектра стал анизотропный сигнал углеродного радикала с g1=2,7; g2=2,19; a g3=1,7; что дает изотропное значение g, равное 2,20 (т.е. (2,7+2,19+1,7)/3).
Такое высокое значение g в сравнении с классическим углеродным радикалом, который характеризуется значением g около 2,0, свидетельствует о влиянии делокализованного свободного электрона вблизи углеродных радикалов, вследствие чего генерируется локальное магнитное поле и повышается значение g.
Так как электроны углерода встроены в полимерную структуру и не могут вращаться свободно, был получен антизотропный ЭПР-спектр с разными значениями g1, g2 и g3, отображающими взаимодействие каждой из составляющих х, у и z спинового вектора углерода с внешним магнитным полем.
Кроме того, размах ширины (ΔНрр), наблюдавшийся в ЭПР-спектре, оказался очень широким, около 1200 Гс (гаусс), в сравнении с 1-20 Гс, что типично для свободного углеродного радикала, и около 200 Гс для аллильных или алкильных радикалов в целлюлозе (для которых сигнал расширяется сверхтонкой структурой за счет взаимодействия атомов водорода, окружающих углеродный радикал). Большая ширина сигнала свидетельствует о том, что образец может содержать несколько видов углеродных радикалов, и/или что имеет место значимое дипольное взаимодействие между соседними неспаренными электронами.
Состав переработанного материала был дополнительно определен методом твердотельной ЯМР-спектроскопии с использованием спектрометра Chemagnetics™ Infinity (с частотой протона 300 МГц), снабженного датчиком тройного резонанса Chemagnetics™ для работы при переменном температурном режиме. Спектры 13С давали информацию о молекулах в переработанном материале.
2
2
3
3
2
Как показано на фиг. 9А, в ЯМР-спектре преобладали пики на отметках 28, 31, 32,8 и 34 миллионные доли (м.д.) (не показаны), характерные для полиэтилена (ПЭ), которые были намного более ярко выражены, чем пики, характерные для целлюлозы. Пик на отметке 32,8 м.д. типичен для высокоупорядоченного расположения алифатических полимерных цепей в полиэтилене, также именуемом кристаллическим ПЭ. Пик на отметке 31 м.д. относится к частично кристаллическому ПЭ, цепи которого характеризуются менее плотной упаковкой и определенной степенью неориентированности. Полуколичественный анализ двух пиков показывает, что соотношение между кристаллической и частично кристаллической фазами полимера составляет около 2:1. Пики на отметках 21,8; 23,8; 26,5; 28,1 м.д. и на отметках 38,2 и 44 м.д. располагаются по бокам основных спектральных линий полимера. Эти линии и их отношения указывают на степень разветвленности цепей в полиэтилене высокой плотности (ПЭВП). В обычном коммерческом ПЭВП группы CH в основных полимерных цепях проявляются на отметках в пределах 27,1-27,4 и 34-37,5 м.д.; углероды CH с разветвленными цепями - на отметке 26,6 м.д.; а углероды СН - на отметке 19,9 м.д. В сравнении с этими значениями возможны некоторые сдвиги вследствие изменений условий измерений и переработки материала; и поэтому линия на отметке 21,8 идентифицирует СН с разветвленной структурой, отметка 26,5 идентифицирует CH с разветвленной структурой, а основные спектральные линии полимера проходят через отметки 28,1 и 38,2. Наблюдаемый пик на отметке 44 м.д. был связан с С-ОН или простой эфирной группой с открытой цепью, либо в молекуле полимера, либо в более мелкой молекуле. Это менее 1% от общего содержания углерода в спектре.
Как показано на фиг. 9В, ЯМР-спектр продемонстрировал пики на отметках 65,8; 72; 75; 83,5; 89 и 105,5 м.д., которые были идентифицированы как относящиеся к высококристаллической целлюлозе согласно Аталлье (Atalla) и другим авторам [Журнал «American Chemistry Society», 1980 год, 102: 3249]. Пики, характеризующие лигнин, обнаружены не были.
Линии на отметках 94,6 и 96,5 м.д. и симметричные линии на отметках -30,8 и -31,9 м.д. представляют собой боковые полосы частот основной углеродной линии ПЭ, обусловленные закруткой образца при частоте 8000 Гц; и они не имеют значения с химической точки зрения, как в случае с малой линией, наблюдаемой на отметке 160,1 м.д.
Слабость ЯМР-сигнала, связанного с лигноцеллюлозой, в сравнении с сигналом, связанным с полиолефинами, свидетельствует о том, что свободные радикалы, присутствующие в переработанном материале (что демонстрируется ЭПР-спектром), выборочно снижают ЯМР-сигнал, связанный с лигноцеллюлозой, что указывает на то, что свободные радикалы больше концентрируются в лигноцеллюлозе переработанного материала, а не в полиолефинах переработанного материала.
ПРИМЕР 8
Влияние гипертонического раствора на биомассу в отходах
В образцы пресной или соленой воды примерно с 20 весовыми процентами соли объемом 60 мл каждый было помещено по 6 грамм свежих органических отходов (моркови, капусты и банановых шкурок), которые выдерживались в этих образцах при температуре в течение трех часов. Затем фильтраты каждого образца были проанализированы методом ЯМР 13С-спектроскопии так, как это описано в примере 7.
Как показано на фиг. 10А и 10В, фильтрат солевого раствора демонстрировал ЯМР-сигналы в диапазоне 60-100 миллионных долей (фиг. 10А), характерном для углеводов, таких как глюкоза и ксилоза, тогда как такие сигналы в отношении фильтрата, полученного из пресной воды, не наблюдались.
Эти результаты говорят о том, что использование гипертонических растворов для сепарации отходов способствует разрушению клеточных стенок и облегчает удаление углеводов.
ПРИМЕР 9
Система сепарации отходов по удельному весу
Пример системы сепарации отходов по удельному весу согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения проиллюстрирован на фиг. 11. Эта система может быть необязательно включена в состав более крупной системы сортировки и/или переработки отходов, раскрытой в настоящем документе.
Система содержит контейнер 300, который, по меньшей мере, частично заполняется жидкостью 310, и необязательную мешалку 350 (например, лопастное колесо), располагаемую в контейнере 300 или сообщающуюся с контейнером 300. Жидкость 310 выбирается таким образом, чтобы она обладала удельным весом, позволяющим осуществлять сепарацию отходов (например, в диапазоне от 1,00 до 2,50). Жидкость 310 необязательно представляет собой раствор на водной основе. Контейнер 300 вместе с сопряженными устройствами (согласно описанию, представленному в настоящем документе) также именуется в настоящем документе «сепаратором».
Контейнер 300 выполнен с возможностью, позволяющей отходам (необязательно измельченным отходам) попадать в контейнер 300 (как это обозначено стрелкой 320), а также выходить некоторому количеству отходов, находящихся на поверхности 315 жидкости 310, и необязательно дополнительному материалу в жидкости 310, не являющимся осадком (например, не находящемуся на дне контейнера 300), из контейнера 300 через выпускное отверстие 330 (как это обозначено стрелкой 325).
Необязательный конвейер 365 располагается вблизи или на уровне поверхности 315, и выполнен с возможностью переноса материала, находящегося вблизи или на уровне поверхности 315 жидкости 310, из контейнера 300 через выпускное отверстие 330. Например, материал, плавающий на поверхности 315, вступает в контакт с конвейером 365, что позволяет конвейеру 365 транспортировать материал.
Необязательный конвейер 360 выполнен с возможностью транспортировки материала, находящегося на дне или вблизи дна контейнера 300 (например, осадка), из контейнера 300. Конвейер 360 может быть необязательно выполнен с возможностью подъема материала выше поверхности 315 перед выходом из контейнера 300.
Конвейер 365 и/или конвейер 360 необязательно содержат зубцы и/или канавки и/или иные элементы подобного рода (не показаны), выполненные с возможностью захвата материала с целью облегчения его транспортировки.
Выпускное отверстие 330 необязательно выполнено с возможностью удаления, необязательно самотеком и/или под действием центробежных сил, по меньшей мере, некоторого количества жидкости 310, которая держится на поверхности отсортированного материала, выходящего через выпускное отверстие 330, и/или которая была поглощена этим отсортированными материалами, или которая иным образом попадает из контейнера 300 в выпускное отверстие 330. Жидкость 310, удаленная через выпускное отверстие 330, может быть необязательно возвращена в контейнер 300 по необязательному каналу 340.
Жидкость 310 необязательно представляет собой раствор (необязательно солевой раствор) или суспензию, содержащую растворитель (необязательно на водной основе) с дополнительным веществом (например, растворенным веществом и/или взвешенным веществом).
Система необязательно выполнена с возможностью приведения удельного веса указанной жидкости к заданному значению (например, значению в пределах заданного диапазона).
Необязательная емкость/емкости 380 содержит воду и/или дополнительные вещества, которые поступают в контейнер 300 по каналу/каналам 390 для пополнения и/или регулирования состава и/или удельного веса жидкости 310.
Необязательное контрольно-регулирующее устройство 370 сообщается с контейнером 300 и осуществляет непрерывный контроль состава и/или удельного веса жидкости 310. Контрольно-регулирующее устройство 370 необязательно выполнено с возможностью управления подачей воды и/или дополнительных веществ из емкости/емкостей 380 в контейнер 300 с целью регулирования состава и/или удельного веса жидкости 310.
Необязательный контейнер 395 принимает отсортированный материал, выходящий из контейнера 300 через выпускное отверстие 330 (как это показано стрелкой 325), и заполняется жидкостью (не показана), смывающей, по меньшей мере, часть жидкости, которая держится на поверхности отсортированного материала, выходящего через выпускное отверстие 330, и/или которая была поглощена этим отсортированным материалом.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения конвейер 315 заходит в выпускное отверстие 330, и необязательно - в контейнер 395.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительный конвейер (не показан) транспортирует материал через выпускное отверстие 330 и/или контейнер 395.
Выпускное отверстие 330 и/или контейнер 395 необязательно выполнены с возможностью подачи отсортированного материала в устройство измельчения отсортированного материала (например, измельчения до получения частиц меньшего размера) и/или в устройство нагрева и перемешивания исходного сырья, извлеченного из отходов, согласно описанию, представленному в настоящем документе.
Контейнер 300 и/или контейнер 395 необязательно сообщаются с фильтровальным устройством (не показано), необязательно - с фильтровальным устройством обратного осмоса, выполненным с возможностью отфильтровывания растворенных веществ и/или небольших частиц материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения фильтровальное устройство, сообщающееся с контейнером 395, выполнено с возможностью отфильтровывания остатков растворенного в жидкости 310 вещества из жидкости в контейнере 395. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения фильтровальное устройство, сообщающееся с контейнером 300, выполнено с возможностью отфильтровывания небольших частиц материала из жидкости в контейнере 300.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система содержит множество (например, пару) контейнеров 300 (например, множество сепараторов), выполненных с возможностью параллельной и/или последовательной работы, каждый из которых сконфигурирован так, как это описано в настоящем документе (например, с конвейерами 360 и 365, мешалкой 330), и сообщается с одним контейнером 395. Такая конфигурация может обеспечить непрерывную работу системы в случае, если один из контейнеров 300 больше не в состоянии осуществлять сепарацию отходов (например, вследствие проведения технического обслуживания и/или удалении из него отходов), и/или выполнение множества циклов сепарации (например, с использованием жидкостей с разным удельным весом).
ПРИМЕР 10
Система сепарации и переработки отходов
Пример системы сепарации отходов по удельному весу содержащихся в них материалов и переработки отходов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения приведен на фиг. 12. Эта система может необязательно входить в состав более крупной системы переработки отходов, описанной в настоящем документе.
Система необязательно содержит емкость 400 для отходов, выполненную с возможностью хранения (например, до 24 часов и более) большого объема (например, около 25 тонн) отходов без загрязнения (например, специфическим запахом и/или за счет протечек жидкости) окружающей среды и/или приема транспортируемых отходов (например, из мусоровоза). Необязательная емкость 400 для отходов выполнена с возможностью доставки отходов в первый сепаратор 410 по необязательному каналу 402; и необязательно выполнена с дополнительной возможностью доставки выделяемого в ней газа в необязательную систему 490 регулирования газа и жидкости по необязательному каналу 404 (например, конвейерная лента, сообщающаяся с нижней частью емкости 400). Емкость 400 для отходов необязательно выполнена с возможностью осуществления непрерывного контроля массы содержащихся в ней отходов.
Необязательный канал 402 (например, конвейерная лента) выполнен с возможностью доставки влагонасыщенного материала без утечки жидкости (например, без протечек между пластинами конвейерной ленты). Канал 402 необязательно выполнен с возможностью доставки отходов со скоростью, по меньшей мере, 0,5-3 тонны в час.
3
Первый сепаратор 410 содержит водно-солевой раствор (например, в объема около 3-4 м), и выполнен с возможностью сепарации отходов по удельному весу содержащихся в них материалов согласно описанию, представленному в настоящем документе (например, сконфигурирован в виде системы, раскрытой в примере 9), а также доставки частично отсортированных материалов, полученных путем сепарации, в первый измельчитель 420 по каналу 412. Первый сепаратор 410 необязательно выполнен с дополнительной возможностью отделения масел, плавающих на поверхности водно-солевого раствора (например, путем их снятия с поверхности), от частично отсортированных материалов и водно-солевого раствора; при этом первый сепаратор 410 необязательно содержит скиммер, выполненный с возможностью снятия с поверхности масел (например, пороговый скиммер, маслоотталкивающий скиммер и/или металлический скиммера, описанные в настоящем документе).
Первый сепаратор 410 выполнен с возможностью частичного отделения (например, прессованием и/или посредством слива) жидкости (состоящей в значительной мере из водно-солевого раствора) от частично отсортированного материала, выходящего из сепаратора, и удержания отделенного раствора в сепараторе. Отделенные жидкости могут дополнительно включать в себя масла, изначально содержавшиеся в отходах. Первый сепаратор 410 сообщается с системой 494 регулирования раствора в сепараторах по каналу/каналам 416. Первый сепаратор 410, система 494 регулирования раствора в сепараторах и канал/каналы 416 выполнены с возможностью доставки жидкости (состоящей в значительной мере из водно-солевого раствора) из сепаратора 410 в систему 494 регулирования раствора в сепараторах с целью обеспечения непрерывного контроля содержимого (например, удельного веса) раствора и/или доставки водно-солевого раствора или каких-либо его ингредиентов из системы 494 регулирования раствора в сепараторах в сепаратор 410 для пополнения или иного рода регулирования раствора в сепараторе 410. Первый сепаратор 410 выполнен с дополнительной возможностью доставки отделенных материалов, таких как неорганические материалы, в необязательный сборник 492 неорганических материалов по необязательному каналу 414.
Первый измельчитель 420 выполнен с возможностью измельчения (например, с помощью режущих лезвий) частично отсортированного материала, полученного их сепаратора 410, до грубо измельченных частиц размером около 12 мм, и доставки измельченного частично отсортированного материала во второй сепаратор 430 по каналу 422. Измельчитель 420 необязательно выполнен с дополнительной возможностью доставки жидкости, выделенной из измельченного частично отсортированного материала (например, прессованием и/или посредством слива измельченного частично отсортированного материала), по необязательному каналу 424 в необязательную систему 490 регулирования жидкости. Жидкость может включать в себя масла, изначально содержавшиеся в отходах.
3
Второй сепаратор 430 содержит водно-солевой раствор (например, в объеме около 3-4 м), и выполнен с возможностью сепарации грубо измельченных частично отсортированных материалов, поступивших из измельчителя 410, по их удельному весу, как это описано в настоящем документе (например, он может быть сконфигурирован в виде системы, описанной в примере 9), а также с возможностью доставки отсортированных материалов после сепарации во второй измельчитель 440 по каналу 432. Второй сепаратор 430 необязательно выполнен с дополнительной возможностью отделения масел, плавающих на поверхности водно-солевого раствора (например, путем их снятия с поверхности), от частично отсортированных материалов и водно-солевого раствора; при этом второй сепаратор 430 необязательно содержит скиммер, выполненный с возможностью снятия с поверхности масел (например, пороговый скиммер, маслоотталкивающий скиммер и/или металлический скиммера, описанные в настоящем документе).
Второй сепаратор 430 выполнен с возможностью частичного отделения (например, прессованием и/или посредством слива) жидкости (состоящей в значительной мере из водно-солевого раствора) от отсортированного материала, выходящего из сепаратора, и удержания отделенного раствора в сепараторе. Отделенные жидкости могут дополнительно включать в себя масла, изначально содержавшиеся в отходах. Второй сепаратор 430 сообщается с системой 494 регулирования раствора в сепараторах по каналу/каналам 436. Второй сепаратор 430, система 494 регулирования раствора в сепараторах и канал/каналы 436 выполнены с возможностью доставки жидкости (состоящей в значительной мере из водно-солевого раствора) из сепаратора 430 в систему 494 регулирования раствора в сепараторах с целью обеспечения непрерывного контроля содержимого (например, удельного веса) раствора и/или доставки водно-солевого раствора или каких-либо его ингредиентов из системы 494 регулирования раствора в сепараторах в сепаратор 430 для пополнения или иного рода регулирования раствора в сепараторе 430. Второй сепаратор 430 выполнен с дополнительной возможностью доставки отделенных материалов, таких как неорганические материалы, в необязательный сборник 492 неорганических материалов по необязательному каналу 434.
Второй измельчитель 440 выполнен с возможностью измельчения (например, с помощью режущих лезвий) отсортированного материала, полученного их сепаратора 430, до грубо измельченных частиц размером около 5-6 мм, и доставки измельченного отсортированного материала в необязательную мешалку 460 по каналу 442 (например, конвейерной лентой). Измельчитель 440 необязательно выполнен с дополнительной возможностью доставки жидкости, выделенной из измельченного отсортированного материала (например, прессованием и/или посредством слива измельченного отсортированного материала), по необязательному каналу 444 в необязательную систему 490 регулирования жидкости. Жидкость может включать в себя масла, изначально содержавшиеся в отходах.
Любое устройство или несколько устройств из числа первого сепаратора 410, первого измельчителя 420, второго сепаратора 430 и второго измельчителя 440 необязательно содержат шнековый пресс, выполненный с возможностью сжатия частично отсортированного материала, выходящего из сепаратора и/или измельчителя для отделения вследствие этого части жидкостей от частично отсортированного материала. Первый измельчитель 420 и/или второй измельчитель 440 необязательно содержат шнековый пресс.
Необязательная дополнительная емкость 450 для материалов (например, силосная яма) выполнена с возможностью доставки дополнительного материала, добавляемого в отсортированный материал (например, дополнительного материала, описанного в настоящем документе) в мешалку 460 по необязательному каналу 452. Емкость 450 может быть необязательно выполнена с возможностью разбивки крупных кусков, содержащихся в дополнительном материале. Канал 452 может сообщаться с мешалкой 460 отдельно от мешалки 442, или же каналы 452 и 442 могут быть объединены в единый канал, сообщающийся с мешалкой 460. Канал 452 необязательно выполнен с возможностью подачи дополнительного материала в необязательный сепаратор (не показан) для сортировки дополнительного материала, после которой отсортированный дополнительный материал подается в мешалку 460.
Мешалка 460 выполнена с возможностью смешивания отсортированного материала, подаваемого по каналу 442, с необязательным дополнительным материалом, получаемым по каналу 452, с целью формирования исходного сырья. Мешалка 460 необязательно выполнена с возможностью перемешивания отсортированного материала в кислом растворе (например, в водном растворе хлористоводородной кислоты, рН 2). Кислый раствор необязательно достаточно кислый для расщепления лигноцеллюлозы, содержащейся в отсортированном материале, до единиц меньшего размера (например, расщепления полисахарида до единиц сахарида меньшего размера) Мешалка 460 необязательно выполнена с дополнительной возможностью подачи жидкости, выделяемой из отсортированного материала, в необязательную систему 490 регулирования жидкости по необязательному каналу/каналам 464.
Мешалка 460 необязательно представляет собой составной элемент (например, мешалку) смесителя/реактора 480; при этом отсутствует необязательный промежуточный контейнер 470, равно как и необязательные каналы 462 и 472.
В альтернативном варианте мешалка 460 выполнена с возможностью подачи исходного сырья прямо или опосредованно в смеситель/реактор 480 по необязательному каналу 462. Канал 462 необязательно напрямую сообщается со смесителем/реактором 480.
В альтернативном варианте канал 462 сообщается с необязательным промежуточным контейнером 470, который выполнен (например, в виде бункера) с возможностью подачи исходного сырья в смеситель/реактор 480 по каналу 472 с регулируемой скоростью, подстраиваемой под работу смесителя/реактора 480. Регулируемая скорость может отличаться от скорости, с которой исходное сырье подается в контейнер 470 по каналу 462. Промежуточный контейнер 479 необязательно выполнен с дополнительной возможностью подачи жидкости, выделяемой из исходного сырья, в необязательную систему 490 регулирования жидкости по необязательному каналу 474.
Смеситель/реактор 480 выполнен с возможностью, позволяющей подвергать исходное сырье воздействию сдвигающих усилий и нагреву, как это описано в настоящем документе (например, с возможностью, раскрытой на фиг. 4), и отводить газ, выделяемый из нагретого исходного сырья (например, через газоотводный патрубок/патрубки). Смеситель/реактор 480 необязательно выполнен с возможностью экструдирования переработанного материала.
Смеситель/реактор 480 необязательно характеризуется наличием первой зоны и второй зоны перемешивания и нагрева. Первая зона выполнена с возможностью приема исходного сырья из канала 472, перемешивания и нагрева исходного сырья при первой температуре (например, около 110°С) в достаточной степени для образования относительно однородной смеси (например, замеса) и удаления газа. Вторая зона выполнена с возможностью приема материала из первой зоны, перемешивания этого материала под действием сдвигающих усилий, как это описано в настоящем документе, его нагрева при второй температуре (например, около 180-225°С) и удаления газа, а также необязательного экструдирования переработанного материала. Вторая зона необязательно сконфигурирована в виде экструдера (например, описанного в настоящем документе).
Смеситель/реактор 480 необязательно содержит, по меньшей мере, одну мешалку, выполненную с возможностью, позволяющей подвергать поступающий в нее материал интенсивному воздействию сдвигающих усилий, например, за счет вращения перекрещивающихся спиралевидных лопаток (например, как в смесителе Banbury). Такая мешалка может быть сконфигурирована в качестве первой зоны смесителя/реактора 480 (согласно описанию, представленному в настоящем документе) и/или выполнена с возможностью приема материала из канала 472 и подачи материала в первую зону смесителя/реактора 480 (согласно описанию, представленному в настоящем документе).
Смеситель/реактор 480 необязательно сообщается с гранулятором (не показан), выполненным с возможностью приготовления гранул из переработанного материала, подаваемого (например, метолом экструзии) из смесителя/реактора 480.
При необходимости газ доставляется по необязательному каналу/каналам 484 в необязательную систему 490 регулирования газа и жидкости. К каналу/каналам 484 необязательно относится, по меньшей мере, один канал, сообщающийся с первой зоной, описанной в настоящем документе, и/или, по меньшей мере, один канал, сообщающийся со второй зоной, описанной в настоящем документе.
Система 494 регулирования раствора в сепараторах выполнена с возможностью очистки одного или нескольких растворов, содержащихся в сепараторах (например, за счет удаления частиц отходов путем фильтрации, удаления масел по любой пригодной для использования технологии отделения масел от воды и\или удаления пены, которая может образовываться, например, вследствие наличия моющих средств в отходах), и регулирования объема раствора в сепараторах 410 и/или 430. Система 494 регулирования раствора в сепараторах необязательно выполнена с возможностью приема информации с одного или нескольких контрольно-регулирующих устройств (не показаны), которые определяют объем раствора в сепараторах 410 и/или 430. Система 494 регулирования раствора необязательно содержит множество (например, два) параллельных механизма очистки растворов с тем, чтобы система могла оставаться в рабочем состоянии во время технического обслуживания одного из этих механизмов (например, для очистки и/или замены фильтра и/или сепаратора для отделения масел от воды).
Система 494 регулирования раствора необязательно сообщается с емкостью для сбора масел, удаляемых системой 494 регулирования раствора. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта емкость для сбора масел сообщается с первым сепаратором 410 и/или вторым сепаратором 430; и она предназначена для сбора масел, отделяемых (например, путем их снятия с поверхности) в первом сепараторе 410 и/или втором сепараторе 430, как это описано в настоящем документе.
Необязательная система 490 регулирования газа и жидкости необязательно выполнена с возможностью конденсации (например, образования воды из пара) и/или хранения, по меньшей мере, части газа, поступающего из емкости 400, контейнера 470 и/или смесителя/реактора 480, а также необязательно выполнена с дополнительной возможностью сепарации жидкостей (например, воды) путем конденсации. Такой газ (например, метан) может использоваться в промышленных целях (например, в качестве топлива). Необязательная система 490 регулирования газа и жидкости необязательно выполнена с возможностью уменьшения степени загрязнения (например, загрязнения воздуха, воды и/или почвы) газом, поступающим из емкости 400, контейнера 470 и/или смесителя/реактора 480, и/или жидкостями (например, водой), образуемыми вследствие конденсации.
Необязательная система 490 регулирования жидкости выполнена с возможностью сбора и необязательной обработки жидкости, поступающей из емкости 400, измельчителя/измельчителей 420 и/или 440 и/или контейнера 470. Такое соединение может использоваться в промышленных целях (например, использоваться в исходном сырье). Система 490 регулирования жидкости необязательно выполнена с дополнительной возможностью доставки соединения (например, углеводного), извлеченного из жидкости, в мешалку 460 по каналу 464.
Обработка жидкости может необязательно включать концентрирование соединения (например, углеводного) в жидкости (например, посредством фильтрации и/или выпаривания жидкости), ферментирование и/или переработку углеводов одного/разного вида путем ферментации, нагрева и/или вступления в реакцию с реагентом (например, согласно описанию, представленному в настоящем документе).
Соль, содержащаяся в водно-солевых растворах в сепараторах 410 и/или 430, необязательно представляет собой по существу морскую соль (например, NaCl с некоторым количеством дополнительных солей). Солевой раствор необязательно представляет собой морскую воду, или концентрированную морскую воду, или разбавленную морскую воду.
Материалы, из которых выполнена система, выбраны таким образом, чтобы они были пригодны для использования в агрессивной среде с одновременным сведением к минимуму электрохимической коррозии.
Хотя настоящее изобретение было раскрыто на примере конкретных вариантов его осуществления, совершенно ясно, что специалистам в данной области техники очевидны многие альтернативные варианты, модификации и вариации заявленного изобретения. Соответственно, предполагается, что настоящее изобретение охватывает все такие альтернативные варианты, модификации и вариации, которые соответствуют сущности и входят в широкий объем прилагаемой формулы изобретения.
Содержание всех публикаций, патентов и патентных заявок, упомянутых в этой заявке, полностью включено в настоящий документ посредством ссылки в той же мере, что и содержание каждой отдельной публикации, патента или патентной заявки, указанной отдельно и определенным образом, как включенной в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, упоминание любой ссылки или указание на какую-либо ссылку в настоящей заявке не должно толковаться как признание того факта, что эта ссылка дана на предшествующий уровень техники настоящего изобретения. В части использования заголовков разделов их не следует рассматривать как обязательно носящие ограничительный характер.