用于再生废料的集成方法和系统技术方案

在此披露用于再生包括废纸的废料的集成方法和系统，这些方法包括：在升高的加工温度和升高的加工压力下处理压力容器中的该废料以便形成包括基本上再制浆的废纸的处理过的废料；将该处理过的废料从该压力容器中排出；并且此后分离并稀释该处理过的废料以便将包括该基本上再制浆的废纸的部分稀释至按重量计从约1％至约20％的固体。回收的纸浆部分和基本上无纤维的可回收/可再生塑料和金属可进一步分离并且用作多种后续过程中的原料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于再生废料的集成方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2014年10月6日提交的美国临时申请号62/060,150的优先权，其披露内容通过引用以其全文结合在此。专利
本申请总体涉及用于将包括废纸的废料再生为有用产品的方法。更确切地说，本申请涉及一种与制浆造纸厂集成的用于再生废料的方法和系统。背景再生废纸是用于制造纸产品的主要的原料来源。再生废纸可以从不同废料来源生成，这些废料来源常常包括其他可回收和可再生材料。例如，常见的废料来源经常包括诸如塑料的聚合物材料以及诸如铝的金属。尽管这些可回收和可再生材料可以从不同废料来源获得并且用作用于制造不同产品的原料，回收这些材料的现有方法是低效的并且容易产生劳动密集性回收、分类和清洗过程的经济情况。例如，回收这些可重用材料的许多现有方法需要在来源处或者在中间设施处对材料分类，之后进行将材料变为有用产品的后续加工。因此，仍然需要用于加工废料的更有效方法来以更经济的方法增加更多废料的回收和再生。概述本申请的实施例通过提供用于再生包括废纸的废料的方法和系统来解决上述需要。在一个方面中，提供一种方法，该方法包括：将废料引入到压力容器中；在升高的加工温度和升高的加工压力下处理压力容器中的废料以便形成包括基本上再制浆的废纸的处理过的废料；将处理过的废料从压力容器中排出；并且其后利用筛选装置将处理过的废料分离成第一部分和第二部分。第一部分可以包括基本上再制浆的废纸并且第二部分可以包括大碎片。分离步骤可以进一步包括通过筛选装置用足够量的水冲洗第一部分以将第一部分稀释至按重量计从约1％至约20％的固体。在另一个方面中，提供一种用于再生包括废纸的废料的集成系统。该集成系统可以包括：压力容器，该压力容器被配置成接收废料并且在升高的加工温度和升高的加工压力下处理压力容器中的废料以便形成包括基本上再制浆的废纸的处理过的废料；筛选装置，该筛选装置用于接收处理过的废料并且被配置成将处理过的废料分离成第一部分和第二部分，第一部分包括基本上再制浆的废纸并且第二部分包括大碎片；以及供水装置，该供水装置被配置成用足够量的水冲洗通过该筛选装置的该第一部分以将该第一部分稀释至按重量计从约1％至约20％的固体。当参考附图阅读以下详细说明时，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，其中部件不一定按比例绘制，并且其中在所有图中相应的附图标记指定相应的部件。附图简要说明图1是根据一个实施例的废料打包系统的示意图；图2a是根据一个实施例的接收打包过的废料的废料再生系统的示意图；图2b是根据一个实施例的排出处理过的废料的废料再生系统的示意图；图3是在一个实施例中使用的高压釜的侧面正视图；图4是图3的容器的部分截面的视图，示出了旋转滚筒，并且示出了高压釜的处于打开位置的闭合板；图5是图3的压力容器的正视的端视图；此视图示出了用于旋转驱动滚筒的传动皮带和电机；图6是图3的高压釜的端视图，示出了闭合板的操作。图7是图3的设备的部分截面的侧面正视图，示出了围绕旋转滚筒的内部以间隔阵列布置的升降桨，其中螺旋状的折流板的位置通过利用短划线指示；图8a是沿图7的线8a--8a截取的截面图；图8b是沿图7的线8b--8b截取的截面图；图9指示围绕图3-8b的旋转滚筒的内表面布置的这些升降桨与螺旋状折流板的关系；图10是结合一个实施例使用的典型的升降桨的放大比例图，还示出了滚筒的相邻部分的截面，滚筒的闭合板端是朝向左，如在此图中所观察的；图11是结合一个实施例使用的真空系统的示意图；图12是根据一个实施例的湿法加工和分离系统的工艺流程图；图13是根据一个实施例的用于分离非纤维素固体的分离系统的工艺流程图；图14是根据一个实施例的包括用于制造垃圾衍生的燃料的系统的集成再生系统的工艺流程图；图15是根据一个实施例的包括厌氧消化池的集成再生系统的工艺流程图；图16是根据一个实施例的集成再生系统的工艺流程图。详细说明本申请提供用于有效地再生包括废纸的废料的系统和方法。作为一般性描述，这些方法包括：将废料引入到压力容器中；在升高的加工温度和升高的加工压力下处理压力容器中的废料以便形成包括基本上再制浆的废纸的处理过的废料；将处理过的废料从压力容器中排出；并且其后利用筛选装置将处理过的废料分离成第一部分和第二部分。第一部分可以包括基本上再制浆的废纸并且第二部分可以包括大碎片。在实施例中，分离两个部分的步骤进一步包括通过筛选装置用足够量的水冲洗第一部分以将该第一部分稀释至按重量计从约1％至约20％的固体。有利地，从处理过的废料分离的基本上再制浆的废纸和非纤维素固体提供干净原料，该干净原料可以用作多种不同工艺的原料。例如，基本上再制浆的废纸可以用于制造含消费后纸的产品或转化为一种或多种有机酸、有机酸降解产物等。此外，冲洗过的并且基本上不含纤维的可再生塑料和金属可以从第二部分回收并且标记为待售或用于制造垃圾衍生燃料、进行热解以产生适合用作燃料的一种或多种产品，或者转化为聚合物薄片或薄膜(即，聚对苯二甲酸乙二醇酯薄片或薄膜)。液体和溶解的有机物也可以用于后续过程中，诸如用于厌氧消化池中以产生生物沼气。根据实施例，废料可以是城市固体废物或商业固体废物等。术语“城市固体废物”是指丢弃以供家庭处置的所有废料，这些家庭包括独户住宅和多户住宅以及旅馆和汽车旅馆。术语还包括由商业来源、机构来源和工业来源生成的废料，只要此类废物与通常由家庭生成的废物基本相同，或者作为正常的城市固体废物收集服务的一部分与其他城市固体废物一起收集和处置。城市固体废物的实例包括食品废物和庭院废物、纸张、塑料、金属、衣服、电器、消费产品包装、一次性尿布、办公用品、化妆品、玻璃和金属食品容器以及家庭危险废物。术语“住宅废物”是指由家庭的正常活动生成的废物，包括但不限于食品废物和其他有机材料、废屑诸如纸、金属和塑料、灰烬以及大体积废物。术语“商业固体废物”是指由商店、办公室、餐馆、仓库、教育和机构设施以及其他非制造活动生成的所有类型的固体废物，不包括住宅废物和工业废物。相对于城市固体废物，这种废料中纸的含量高，并因此纸纤维含量以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料含量高。商业固体废物还包括塑料和金属，但是相对于城市固体废物，庭院废物、聚氯乙烯(PVC)塑料、建筑材料、电器、化妆品、家庭危险废物以及大型金属物品的含量低。典型地，在诸如机场、餐馆、办公楼、教育机构以及娱乐或主题公园的场所处收集商业固体废物。术语“再制浆”是指纤维相互分开或至少部分地分离，这些纤维已经相互附接、结合、或缠绕，诸如是纸中的纤维素纤维。在本说明书的上下文中，再制浆纸是指使纸的纤维素纤维至少部分地相互分离以便形成松散的纤维素纤维浆。1.废料的处理根据一个实施例，提供一种用于再生废料，具体地包括废纸和诸如塑料的聚合物废料的混合物的废料的方法，该方法利用了总体上圆柱形构型的压力容器，该压力容器被安装成围绕其纵轴线倾斜旋转地驱动，所述方法包括以下步骤：a)通过压力容器的入口引入废料和稀释水；b)将热能添加至压力容器中的废料中以便将升高的加工温度和升高的加工压力给予压力容器内部的废料至高于大气压的水平；c)围绕其纵轴线旋转压力容器，以便搅拌废料以实现纤维状纸部分的再制浆；d)通过经由冷凝器放出水蒸汽使容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于再生包括废纸的废料的方法，该方法包括：将该废料引入到压力容器中；在升高的加工温度和升高的加工压力下处理该压力容器中的该废料以便形成包括基本上再制浆的废纸的处理过的废料；将该处理过的废料从该压力容器中排出；并且此后利用筛选装置将该处理过的废料分离成第一部分和第二部分，该第一部分包括该基本上再制浆的废纸并且该第二部分包括大碎片，其中该分离步骤进一步包括通过该筛选装置用足够量的水冲洗该第一部分以将该第一部分稀释至按重量计从约1％至约20％的固体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.06 US 62/060,1501.一种用于再生包括废纸的废料的方法，该方法包括：将该废料引入到压力容器中；在升高的加工温度和升高的加工压力下处理该压力容器中的该废料以便形成包括基本上再制浆的废纸的处理过的废料；将该处理过的废料从该压力容器中排出；并且此后利用筛选装置将该处理过的废料分离成第一部分和第二部分，该第一部分包括该基本上再制浆的废纸并且该第二部分包括大碎片，其中该分离步骤进一步包括通过该筛选装置用足够量的水冲洗该第一部分以将该第一部分稀释至按重量计从约1％至约20％的固体。2.如权利要求1所述的方法，其中该排出的处理过的废料具有从约110°F至约220°F的温度。3.如权利要求1所述的方法，其中该排出的处理过的废料包括以按该排出的处理过的废料的重量计从约5％至约50％的量存在于该排出的处理过的废料中的固体。4.如权利要求1所述的方法，其中该第一部分包括以按该排出的处理过的废料的重量计从3％至约5％存在于该第一部分中的固体。5.如权利要求1所述的方法，其中该第一部分包括以按该第一部分的这些固体的重量计从约20％至约90％的量存在于该第一部分的这些固体中的基本上再制浆的废纸。6.如权利要求1所述的方法，其中该筛选装置包括具有从约20mm2至约400mm2的平均面积的多个开口。7.如权利要求1所述的方法，其中该方法在具有水处理设施的工业设施处就地进行。8.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用密度分离、尺寸分离或其组合将该基本上再制浆的废纸与该第一部分中的大多数任何非纤维素固体分离。9.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用第二分离装置从该第二部分分离基本上无纤维的可回收/可再生的塑料和金属。10.如权利要求9所述的方法，其中该第二分离装置包括转筒筛、振动筛或空气分离器。11.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用粗筛选、细筛选或其组合将该基本上再制浆的废纸与该第一部分中的大多数任何非纤维素固体分离。12.如权利要求11所述的方法，进一步包括对该分离的基本上再制浆的废纸进行机械脱水以便至少将液体和溶解的有机物的一部分从该分离的基本上再制浆的废纸去除。13.如权利要求12所述的方法，其中该脱水的基本上再制浆的废纸以大于该脱水的基本上再制浆的废纸的约30％的量包括纤维素材料。14.如权利要求12所述的方法，其中该脱水的基本上再制浆的废纸的特征为小于约50lb/t干纤维的生化需氧量(BOD)含量。15.如权利要求12所述的方法，其中该脱水的基本上再制浆的废纸的特征为小于未处理的废料的生化需氧量(BOD)含量的约50％的BOD含量。16.如权利要求12所述的方法，其中在对该基本上再制浆的废纸进行脱水过程中去除的滤液包括按重量计小于约0.2％的悬浮固体以及该基本上再制浆的废纸的约90％的该可溶生化需氧量(BOD)。17.如权利要求1所述的方法，进一步包括制备含消费后纸的产品，该含消费后纸的产品包括该基本上再制浆的废纸。18.如权利要求17所述的方法，其中该含消费后纸的产品包括纸板产品、吸水纸产品、薄纸产品、纸巾产品、新闻纸产品、卡纸板产品或其组合。19.如权利要求1所述的方法，进一步包括至少将该基本上再制浆的废纸的一部分转化为一种或多种糠醛、有机酸、有机酸降解产物或其组合。20.如权利要求19所述的方法，其中转化该基本上再制浆的废纸包括将存在于该基本上再制浆的废纸中的纤维素水解为葡萄糖，并且此后将该葡萄糖转化为一种或多种糠醛、有机酸、有机酸降解产物或其组合。21.如权利要求9所述的方法，进一步包括使用选自下组的一种或多种技术分离可再生的金属和塑料来对这些基本上无纤维的可回收/可再生的塑料和金属进行分类，该组由以下各项组成：密度分离、光学分离、以及金属分离。22.如权利要求21所述的方法，其中对这些基本上无纤维的可回收/可再生的塑料和金属进行的该分类包括使用磁体分离黑色金属并且使用涡流分离铝和有色金属。23.如权利要求21所述的方法，其中对这些基本上无纤维的可回收/可再生的塑料和金属进行的该分类包括对塑料进行光学分类以便回收聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯、聚氯乙烯、以及聚苯乙烯中的一种或多种。24.如权利要求21所述的方法，进一步包括将这些基本上无纤维的可回收塑料转化为具有约5,000BTU至约15,000BTU的能量值的垃圾衍生燃料。25.如权利要求23所述的方法，进一步包括对这些基本上无纤维的可回收塑料进行切碎、压缩和/或切粒以产生燃料块或颗粒。26.如权利要求23所述的方法，进一步包括将这些基本上无纤维的可回收塑料与从该处理过的废料的该第二部分回收的破布和垃圾混合以形成混合物，将水从该混合物去除以便提供具有按重量计大于约75％的固体的混合物，并且此后将该混合物压缩成燃料块。27.如权利要求23所述的方法，进一步包括将这些基本上无纤维的可回收塑料与从该处理过的废料的该第二部分回收的破布和垃圾混合以形成混合物，将水从该混合物去除以便提供具有按重量计大于约90％的固体的混合物，切碎该混合物，并且此后将该切碎的混合物切粒成燃料颗粒。28.如权利要求23所述的方法，进一步包括将该回收的PET切碎以形成PET薄片。29.如权利要求28所述的方法，进一步包括将该回收的PET薄片形成为PET薄膜。30.如权利要求21所述的方法，进一步包括使这些基本上无纤维的可回收塑料热解以产生适合用作燃料的一种或多种产物。31.如权利要求12所述的方法，进一步包括在厌氧消化器中至少处理从该基本上再制浆的废纸去除的这些液体和溶解的有机物的一部分以产生生物沼气。32.如权利要求31所述的方法，进一步包括将该生物沼气转化为能量。33.一种用于再生包括废纸的废料的集成系统，该集成系统包括：压力容器，该压力容器被配置成接收该废料并且在升高的加工温度和升高的加工压力下处理该压力容器中的该废料以便形成包括基本上再制浆的废纸的处理过的废料；筛选装置，该筛选装置用于接收该处理过的废料并且被配置成将该处理过的废料分离成第一部分和第二部分，该第一部分包括该基本上再制浆的废纸并且该第二部分包括大碎片；以及供水装置，该供...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·C·亨瑞克森，W·F·温克勒，B·E·卢卡斯，P·托平，
申请(专利权)人：佐治亚太平洋纸箱有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US