用于分离废聚氨酯泡沫的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分离废聚氨酯泡沫的方法，其中对于包含来自废物的聚氨酯样品(1)的供应物流(2)的每个聚氨酯样品(1)，记录至少一个各自的光谱(3)，其中通过近红外光谱法记录所述至少一个各自的光谱(3)，其中供应物流(2)的每个聚氨酯样品(1)通过分类算法(5)基于各自的至少一个光谱(3)分类为至少两个类别(8a

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分离废聚氨酯泡沫的方法和系统
[0001]本专利技术涉及一种分离废聚氨酯泡沫的方法，其中对于包含来自废物的聚氨酯样品的供应物流的每个聚氨酯样品，记录至少一个各自的光谱，并且涉及用于分离废聚氨酯泡沫的系统，所述系统包括光谱装置，其配置为对于包含来自废物的聚氨酯样品的供应物流的每个聚氨酯样品记录至少一个各自的光谱。
[0002]废物处置和回收利用是化学工业的一个重要方面，特别是对聚氨酯泡沫而言。聚氨酯材料的广泛工业使用及其生产伴随着这些聚氨酯材料的废物或废料的大量积累。在块料制造过程中生成大量的聚氨酯材料废料。在这样的操作中，原生聚氨酯材料的10％至大约30％可能最终成为废料。这种废聚氨酯材料可以被再利用，例如通过将其研磨成聚氨酯粉末并将这种粉末作为填料添加到聚氨酯配制物中，或用于再粘合(rebonding)工艺，其中废泡沫碎片借助粘合剂互相粘合以生产地毯衬垫、枕头填充物或运动垫。
[0003]但是，最大量的聚氨酯材料废料由寿命终止(EoL)聚氨酯泡沫组成。目前，在欧盟，每年有超过3000万个床垫以及超过150万吨软垫家具达到它们的寿命终止。这代表超过60万吨的聚氨酯泡沫。这种EoL聚氨酯泡沫的主要废物处理技术包括焚烧和填埋。但是，除了代表环境污染问题外，这样的处置技术还具有与填埋所需土地和用于制备聚氨酯材料的昂贵材料的永久损失相关的经济损失。因此，主要的兴趣是考虑回收和最终再利用这样的材料。
[0004]聚氨酯材料的化学解聚是本领域公知的，并可通过水解、水醇分解(hydroalcoholysis)、氨解和醇解等方法实现。本领域中已知的用于聚氨酯材料的醇解(alcoholising)方法是单相法或分相法。在分相法中，形成至少两个相。最常见的是，上部相主要包含回收的多元醇化合物，其在最好的情况下类似于用于制备聚氨酯材料的多元醇化合物。下部相可被进一步纯化和化学处理，例如通过水解，以获得二胺或多胺，反映了用于制备聚氨酯材料的二异氰酸酯或多异氰酸酯。这些胺可转化为它们各自的异氰酸酯化合物，以再用于生产新聚氨酯材料。
[0005]当处理化学组成未知的废聚氨酯泡沫的混合物，如EoL泡沫或来自制造和转化方法的废物时，因此有益的是基于所用异氰酸酯的类型和/或基于所用多元醇的类型将这些聚氨酯泡沫分类和分离成不同的类别。以这种方式，对这些分离的泡沫类别施加的化学回收方法将产生具有相似性质的回收原料，以使这些最终可用于替代最多100％的制备新聚氨酯材料所需的原生原料化合物。
[0006]欧洲专利申请EP 1 522 851 A1公开了一种在回收利用之前在运输过程中分析含聚合物的废品如聚氨酯中所含的聚合物的方法，其中将一部分废品转化成气态并借助质谱仪检查质谱。
[0007]本专利技术的目的是提供用于将废聚氨酯泡沫分离成不同类别的改进的方法和改进的系统，以使分离的泡沫可进行化学回收工艺以产生可用于合成新聚氨酯材料的原料。
[0008]关于具有权利要求1的前序部分的特征的分离废聚氨酯泡沫的方法，通过权利要求1的特征部分的特征实现本专利技术的目的。关于具有权利要求14的前序部分的特征的用于分离废聚氨酯泡沫的系统，通过权利要求14的特征部分的特征实现本专利技术的目的。
[0009]根据本专利技术的方法用于分离废聚氨酯泡沫，其中对于包含来自废物的聚氨酯样品的供应物流的每个聚氨酯样品，记录至少一个各自的光谱。因此，聚氨酯样品都被视为废聚氨酯泡沫。原则上，它们可来自任何废聚氨酯泡沫源。包含聚氨酯样品的供应物流原则上可能以任意方式提供。特别地，包含聚氨酯样品的供应物流可由用于提供包含聚氨酯样品的供应物流的输送装置提供。
[0010]根据本专利技术的方法的特征在于，通过近红外光谱法记录所述至少一个各自的光谱。在本专利技术上下文中，近红外光谱法在750nm至3500nm之间的电磁谱区域中。所述至少一个各自的光谱可通过近红外光谱装置记录。
[0011]此外，所述至少一个各自的光谱原则上可能以任意方式记录。优选地，通过用射线源照射各自的聚氨酯样品而记录所述至少一个各自的光谱。
[0012]本专利技术的方法的特征进一步在于，供应物流的每个聚氨酯样品通过分类算法基于各自的至少一个光谱被分类为至少两个类别中的各自类别，所述分类算法基于机器学习，其中聚氨酯样品的供应物流根据分类为各自类别而被分离成至少两个物流并且其中每个类别对应于一种类型的聚氨酯。
[0013]该方法和该系统也可用于将聚氨酯泡沫与其它材料分离。换言之，在供应物流的聚氨酯样品中还可能存在其它材料的样品，将它们分离成不同的各自类别。这些其它材料可以是任何类型的，包括纺织品、纸、胶乳、其它聚合物或完全不同种类的材料。
[0014]分类算法可以是基于机器学习的任何类型的算法。原则上，这可包括任何种类的机器学习或由任何种类的机器学习组成。因此，基于对特定聚氨酯样品记录的所述至少一个光谱的分析，将聚氨酯样品归入某一类别并分离到相应的物流中。将每个聚氨酯样品归入某一类别的标准原则上可能是任意的。优选地，将聚氨酯样品归入某一类别是基于该聚氨酯样品的材料组成。
[0015]在这些类别中，存在至少两个类别。物流数量对应于类别数量。因此，也存在至少两个物流。
[0016]根据本专利技术的方法的一个优选实施方案的特征在于所述至少一个各自的光谱中的至少一个在反射模式中记录。
[0017]原则上，所述至少一个各自的光谱可以用任意空间分辨率记录。优选的是，所述至少一个各自的光谱用小于5cm的空间分辨率记录。特别地，所述至少一个各自的光谱可以用小于1.5cm的空间分辨率记录。
[0018]根据本专利技术的方法的一个进一步优选实施方案的特征在于所述至少一个各自的光谱在750nm至3500nm之间的光谱范围内记录。特别优选的是，所述至少一个各自的光谱在900nm至2500nm之间的范围内延伸。换言之，所述至少一个各自的光谱的至少一部分在900nm至2500nm之间的范围内。也就是说，所述至少一个各自的光谱具有在900nm至2500nm之间的组分。也可能的是，所述至少一个各自的光谱在900nm至1700nm之间的范围内延伸。
[0019]原则上，所述至少一个各自的光谱可在任意记录速率下记录。优选地，所述至少一个各自的光谱在大于10Hz的记录速率下记录。特别地，所述至少一个各自的光谱可在大于200Hz的记录速率下记录。进一步优选地，所述至少一个各自的光谱在300至600Hz范围内的记录速率下记录。
[0020]根据本专利技术的方法的一个优选实施方案，供应物流的聚氨酯样品在至少两个正交
维度上的各自平均直径在0.1cm至50cm之间。优选地，供应物流的聚氨酯样品在至少两个正交维度上的各自平均直径在3cm至15cm之间。表述直径在此是指聚合物样品在相应维度上的长度或跨度。空间维度在此在它们彼此正交的意义上是正交的。
[0021]在根据本专利技术的方法的一个优选实施方案中，对每个聚氨酯样品记录至少五个各自的不同光谱。优选地，所述至少五个各自光谱的不同在于它们各自的空间分辨率相对于彼此偏移。换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于分离废聚氨酯泡沫的方法，其中对于包含来自废物的聚氨酯样品(1)的供应物流(2)的每个聚氨酯样品(1)，记录至少一个各自的光谱(3)，其特征在于通过近红外光谱法记录所述至少一个各自的光谱(3)，其中供应物流(2)的每个聚氨酯样品(1)通过分类算法(5)基于各自的至少一个光谱(3)被分类为至少两个类别(8a
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e)中的各自类别(8a
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e)，所述分类算法(5)基于机器学习，其中包含聚氨酯样品(1)的供应物流(2)根据分类为各自类别(8a
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e)而分离成至少两个物流(11a
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e)并且其中每个类别(8a
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e)对应于一种类型的聚氨酯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一个各自的光谱(3)中的至少一个在反射模式中记录，优选地，所述至少一个各自的光谱(3)用小于5cm，优选小于1.5cm的空间分辨率记录。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述至少一个各自的光谱(3)在750nm至3500nm之间的光谱范围，特别在900nm至2500nm之间的光谱范围内记录，进一步特别地，所述至少一个各自的光谱(3)在大于10Hz的记录速率下，优选在大于200Hz的记录速率下，进一步优选在300至600Hz范围内的记录速率下记录。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于供应物流(2)的聚氨酯样品(1)在至少两个正交维度上的各自平均直径在0.1cm至50cm之间，优选在3cm至15cm之间。5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于所述至少两个类别(8a
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e)包括至少一个MDI类别(9a)和至少一个TDI类别，当分类算法(5)确定聚氨酯样品(1)包含单体和/或聚合二苯甲烷二异氰酸酯的化学产物时，将供应物流(2)的每个聚氨酯样品(1)分类为所述至少一个MDI类别，并且当分类算法(5)确定聚氨酯样品(1)包含甲苯二异氰酸酯的化学产物时，将供应物流(2)的每个聚氨酯样品(1)分类为所述至少一个TDI类别。6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于所述至少一个TDI类别包括至少两个TDI类别，优选地，基于通过分类算法(5)确定的用于生产各自聚氨酯样品(1)的2，4
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和2，6
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甲苯二异氰酸酯异构体的相对比例，将供应物流(2)的每个聚氨酯样品(1)分类为所述至少两个TDI类别之一。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于基于通过分类算法(5)确定的用于生产各自聚氨酯样品(1)的多元醇混合物的类型，将供应物流(2)的每个聚氨酯样品(1)分类为所述至少两个TDI类...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：瑞克赛尔工程海绵比利时公司BT沃尔夫冈宾德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：