專利名稱：從廢鋁箔包回收鋁箔的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種從廢鋁箔包回收鋁箔的技術(shù)，尤其指將廢鋁箔包所含的紙及塑膠膜氣化而回收鋁箔的技術(shù)。
市面販?zhǔn)鄣男“b解渴飲料日益風(fēng)行，而小包裝飲料的包裝多強調(diào)方便性，飲用完后可隨手拋棄。小包裝飲料的容器易造成社會的污染，保特瓶、鐵、鋁罐、玻璃瓶、紙包及鋁箔包中鐵、鋁罐、玻璃瓶及紙包的回收在技術(shù)上均無特殊的問題，而鋁箔包的回收則成效不佳。在環(huán)保的呼聲中各國政府強制回收各種容器，進行再生或減廢，鋁箔包也面對此一問題，但廢鋁箔包的回收率仍然一直無法提高。目前已知有業(yè)者將回收的廢鋁箔包進行脫紙漿處理，其中廢鋁箔包中的紙被再生成紙漿，但剩下的聚乙烯(PE)膜及鋁箔則無任何利用計劃，于是只好投入焚化爐或掩埋場，甚為可惜。
本發(fā)明的主要目的即在提出一種從廢鋁箔包回收鋁箔的方法及裝置。
本發(fā)明的另一目的在提出一種從廢鋁箔包回收鋁箔及一可燃氣的方法及裝置。
依照本

發(fā)明內(nèi)容
而完成的一種從廢鋁箔包回收鋁箔的方法，包含下列步驟a)將廢鋁箔包置于一氣化爐內(nèi)在缺氧氣分及500-600℃的溫度進行加熱，而使得該廢鋁箔包所含的紙及塑膠膜被實質(zhì)上全部氣化，該缺氧氣分是指所含氧氣量低于將該廢鋁箔所含的塑膠模完全氧化的理論空氣量；b)在實質(zhì)上不導(dǎo)入外界空氣于該氣化爐的情形下，冷卻廢鋁箔包被氣化后的固體產(chǎn)品；及c)從該冷卻的固體產(chǎn)品分離出鋁箔。
較適宜地，步驟a)氣化所形成的氣體產(chǎn)品被連續(xù)地從該氣化爐抽出而作為一具有熱量值的燃料，同時一低于將理論空氣量的空氣被連續(xù)地在一固定流量下被導(dǎo)入該氣化爐。
較適宜地，步驟a)的缺氧氣分是指該理論空氣量的10％至70％。
較適宜地，步驟a)的溫度為300-500℃。
較適宜地，本發(fā)明方法中該被抽出的氣體產(chǎn)品被再循環(huán)用作為步驟a)加熱所需的燃料。
本發(fā)明另外亦提示一種適用于從廢鋁箔包回收鋁箔的裝置，包含一氣化爐，其用于對被置于爐內(nèi)的廢鋁箔包所含的有機物質(zhì)在缺氧的環(huán)境下進行氣化反應(yīng)；一可對該氣化爐加熱的加熱器；一連接于該氣化爐的一側(cè)的進氣導(dǎo)管，外界的空氣即經(jīng)由此進氣導(dǎo)管進入該氣化爐的內(nèi)部；一進氣流量控制機構(gòu)，其設(shè)于該進氣導(dǎo)管而控制經(jīng)由該進氣導(dǎo)管進入該氣化爐的空氣流量；及一抽氣風(fēng)車，用于將該氣化爐的爐氣經(jīng)由一管路系統(tǒng)抽出。
較適宜地，該進氣量控制機構(gòu)包含一流量計；及一流量調(diào)節(jié)閥。
較適宜地，本發(fā)明裝置進一步包含一水浴槽及一除焦油器，其中該水浴槽及除焦油器依序設(shè)在該氣化爐與該抽氣風(fēng)車之間的該管路系統(tǒng)上，于是該氣化爐頂端排出的爐氣被導(dǎo)入該水浴槽的水浴進行洗滌，且由該水浴槽的水浴上方排出的洗滌氣被導(dǎo)入該除焦油器內(nèi)部填充濾材的底部。


圖1為鋁箔包外層的層合構(gòu)造的示意圖。
圖2為本發(fā)明的從廢鋁箔包回收鋁箔的裝置的示意圖。
圖3依為本發(fā)明的從廢鋁箔包回收鋁箔的方法進行實驗的流程圖。
圖4為依圖3所示流程進行實驗所獲得的氣化爐升溫曲線圖，理論空氣量30％，設(shè)定溫度500℃。
圖5為依圖3所示流程進行實驗所獲得的氣體產(chǎn)品的成份分析GC圖。
圖6為依圖3所示流程進行實驗所回收的鋁箔的XRD(X射線繞射分析)圖譜。
鋁箔包的內(nèi)層使用紙作為包裝材料，紙成分約占總重73.5％，至于鋁箔包的外層，如圖1所示被依序?qū)雍嫌械谝粚覲E膜、第二層PE膜、鋁(AL)箔、第三層PE膜、紙及外層PE膜。
在一公升的鋁箔包中約含有5公克的塑膠，(約占總重21％)，以及1.5公克的鋁箔(約占總重5％)。鋁箔材料是為了加強產(chǎn)品的保護才裱進PE膜之中，其厚度只有0.007mm。將鋁箔包送化驗室分析，發(fā)現(xiàn)鋁箔包成份除了鋁外為碳及氫與少量的氮及硫；其熱值可達5275Kca1/Kg，從此可發(fā)現(xiàn)對廢鋁箔包不論回收熱或鋁均為有利條件。
由于鋁箔包所用的鋁箔相當(dāng)?shù)募?，而純鋁又極易氧化，因此回收技術(shù)變的很重要。當(dāng)廢鋁箔包的紙被回收后尚剩下聚乙烯包覆的鋁箔，要將鋁箔表面的聚乙烯除去，加熱分解是最直接的方法，但因為鋁箔的活性，極易氧化，因此氣化可能是較可行的方法。
氣化，簡單的說在缺氧或少量氧的環(huán)境下升溫進行反應(yīng)，在這過程中塑膠等有機原料中的碳與氧結(jié)合產(chǎn)生一氧化碳或二氧化碳，及碳與氫結(jié)合產(chǎn)多種組合的碳氫化合物，因此若氣化處理得當(dāng)，可將聚乙烯及其它有機物氣化，產(chǎn)生CO、CO2、C2H4…等氣體，而剩下鋁箔，因此本發(fā)明即針對即上理論設(shè)計了以下的實驗流程及裝置，并進行一連串的實驗。
一適用于本發(fā)明的從廢鋁箔包回收鋁箔及可燃氣的裝置被示于圖2，其包含一氣化爐3，其用于對被置于爐內(nèi)的廢鋁箔包所含的有機物質(zhì)在缺氧的環(huán)境下進行氣化反應(yīng)；一可對該氣化爐3加熱的加熱器4；一連接于該氣化爐3的一側(cè)的進氣導(dǎo)管2，外界的空氣即經(jīng)由此進氣導(dǎo)管2進入該氣化爐3的內(nèi)部；一水浴槽5，一由該氣化爐3頂端經(jīng)由一管路90排出的爐氣被導(dǎo)入該水浴槽5的水浴進行洗滌；一除焦油器6，一由該水浴槽5的水浴上方經(jīng)由管路91排出的洗滌氣被導(dǎo)入該除焦油器6內(nèi)部填充濾材(稻殼)的底部；一抽氣風(fēng)車8，其將該除焦油器6頂部的氣體經(jīng)由管路92抽出；及一附有一流量調(diào)節(jié)閥的流量計1被裝設(shè)于該進氣導(dǎo)管2以控制并讀取進氣流量，而一取樣口7被設(shè)于該管路92介于該除焦油器6與該抽氣風(fēng)車8之間，以供取樣分析該除焦油器6排出的氣體。
選擇性的，由該抽氣風(fēng)車8所抽出的氣體被收集于一爐氣收集器9或再循環(huán)用作為該加熱器4或其它加熱設(shè)備的燃料。
為了找出本發(fā)明方法的合適操作條件，依圖3所示的流程進行一系列的實驗。詳細的實驗步驟如下(1)取出已脫漿的鋁箔包150克及未脫漿鋁箔包150克放入氣化爐3中將上蓋鎖緊。
(2)開啟抽氣風(fēng)車8并調(diào)整流量計1的流量調(diào)節(jié)閥而將空氣流量設(shè)定為0％(0升/秒)、30％(0.0639升/秒)、60％(0.1278升/秒)及90％(0.1917升/秒)理論空氣，理論空氣為氧化該氣化爐3內(nèi)的鋁箔包的有機物質(zhì)所需的氧氣量。
(3)設(shè)定加熱器4的溫度開始升溫。
(4)待溫度達到設(shè)定點時，由取樣口7進行氣體取樣并注入GC(氣體色層分析法)中分析。
(5)待升溫達最高點并開始平坦化時，停止加熱，再取樣并注入GC中分析。
(6)待溫度開始下降時，再度取樣送入GC中分析。
(7)取樣完后，并在開啟抽氣風(fēng)車8后的80分鐘關(guān)閉抽氣風(fēng)車8，使溫度慢慢下降，并避免外界冷空氣流入造成氧化。
(8)待氣化爐3溫度達室溫時，開啟上蓋并取出氣化后的鋁箔包封袋儲存。
(9)由除焦油器6的清潔管路取出焦油。
(10)待所有實驗做完后再整理找出從廢鋁箔包回收鋁箔的工作條件，選擇部份被回收的鋁箔做XRD(X射線繞射分析)。
以上鋁箔包氣化的實驗結(jié)果，我們大致分為三部份進行解析第一部份的解析首先第一部份是升溫由線的解析，一典型地升溫曲線被示于圖4。由圖4可以看出，升溫曲線非常陡峭，也就是鋁箔包當(dāng)其環(huán)境溫度達到氣化條件后會很快的氣化，達到最高溫，由實驗設(shè)定溫度及最高溫度來看，設(shè)定溫度越低則最高溫度越低，設(shè)定溫度越高則最高溫度也越高，但只要能氣化最高溫度即可達580℃-600℃之間，當(dāng)溫度設(shè)定越高時，雖然最高溫度會超越設(shè)定溫度，但很快就會下落，因此若以操作成本來看升溫僅需達約300℃左右，則可靠鋁箔內(nèi)部熱值來燃燒。第二部份的解析其次，第二部份是氣化氣體的GC分析結(jié)果的解析，一典型的氣化氣體成份GC圖被示于圖5。由圖5可明顯看出氣化氣體中至少含有8種主要成份，氫、氧、氮、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、乙烯及乙烷等8種成份，其中氧、氮、二氧化碳是沒有熱值，而其余的成份均有一定量的熱值。第三部份的解析最后對氣化后的廢鋁箔包進行目測檢查，并選擇部份樣品進行XRD(X射線繞射分析)。
在目測檢查中發(fā)現(xiàn)，不論加熱器的設(shè)定溫度為幾度，均以理論空氣大于0者為較佳。理論空氣為0者，廢鋁箔包的紙變成黑色碳黑并且有焦油黏著在鋁箔上；而理論空氣大于0者，廢鋁箔包的紙成為易脫落的灰，且無焦油黏著在鋁箔上。但在理論空氣大于0的情形，當(dāng)設(shè)定溫度為200℃時，廢鋁箔包上的紙只呈焦黑，用手拍打仍不易脫落。在理論空氣大于0的情形，當(dāng)設(shè)定溫度為700℃時，氣化后廢鋁箔包的鋁箔呈現(xiàn)皺縮且失去光澤，其被置入一溫度為1000℃的高溫爐加熱仍無化熔解證實為氧化鋁；當(dāng)設(shè)定溫度為200、300及500℃時，氣化后廢鋁箔包的鋁箔仍然呈銀白光澤，圖6顯示設(shè)定溫度300℃及理論空氣為30％的氣化后廢鋁箔包的鋁箔的XRD分析，從圖6可以看出其成分實質(zhì)上為純鋁(儀器誤差值在5％內(nèi))。
本發(fā)明已經(jīng)配合上述具體實施例被描述，熟悉本項技藝人士將可基于以上描述作出多種變化。
權(quán)利要求
1.一種從廢鋁箔包回收鋁箔的方法，其特征在于，包含下列步驟a)將廢鋁箔包置于一氣化爐內(nèi)在缺氧氣氛及500-600℃的溫度進行加熱，而使得該廢鋁箔包所含的紙及塑膠膜被實質(zhì)上全部氣化，該缺氧氣氛是指所含氧氣量低于將該廢鋁箔所含的塑膠膜完全氧化的理論空氣量；b)在實質(zhì)上不導(dǎo)入外界空氣于該氣化爐的情形下，冷卻廢鋁箔包被氣化后固體產(chǎn)品；及c)從該冷卻的固體產(chǎn)品分離出鋁箔。
2.按權(quán)利要求1所述的從廢鋁箔包回收鋁箔的方法，其特征在于，其中步驟a)氣化所形成的氣體產(chǎn)品被連續(xù)地從該氣化爐抽出，同時一低于將理論空氣量的空氣被連續(xù)地在一固定流量下被導(dǎo)入該氣化爐。
3.按權(quán)利要求1所述的從廢鋁箔包回收鋁箔的方法，其特征在于，其中步驟a)的缺氧氣氛是指該理論空氣量的10％至70％。
4.按權(quán)利要求1所述的從廢鋁箔包回收鋁箔的方法，其特征在于，其中步驟a)的溫度為300-500℃。
5.按權(quán)利要求2所述的從廢鋁箔包回收鋁箔的方法，其特征在于，其中該被抽出的氣體產(chǎn)品被再循環(huán)用作為步驟a)加熱所需的燃料。
6.一種適用于從廢鋁箔包回收鋁箔的裝置，其特征在于，包含一氣化爐，其用于對被置于爐內(nèi)的廢鋁箔包所含的有機物質(zhì)在缺氧的環(huán)境下進行氣化反應(yīng)；一可對該氣化爐加熱的加熱器；一連接于該氣化爐的一側(cè)的進氣導(dǎo)管，外界的空氣即經(jīng)由此進氣導(dǎo)管進入該氣化爐的內(nèi)部；一進氣流量控制機構(gòu)，其設(shè)于該進氣導(dǎo)管而控制經(jīng)由該進氣導(dǎo)管進入該氣化爐的空氣流量；及一抽氣風(fēng)車，用于將該氣化爐的爐氣經(jīng)由一管路系統(tǒng)抽出。
7.按權(quán)利要求6所述的從廢鋁箔包回收鋁箔的裝置，其特征在于，其中該進氣流量控制機構(gòu)包含一流量計；及一流量調(diào)節(jié)閥。
8.按權(quán)利要求6所述的從廢鋁箔包回收鋁箔的裝置，其特征在于，其進一步包含一水浴槽及一除焦油器，其中該水浴槽及除焦油器依序設(shè)于介于該氣化爐與該抽氣風(fēng)車之間的該管路系統(tǒng)上，于是該氣化爐頂端排出的爐氣被導(dǎo)入該水浴槽的水浴進行洗滌，且由該水浴槽的水浴上方排出的洗滌氣被導(dǎo)入該除焦油器內(nèi)部填充濾材的底部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種從廢鋁箔包回收鋁箔的方法及裝置。本發(fā)明方法包含下列步驟:a)將廢鋁箔包置于一氣化爐內(nèi)在缺氧氣氛及500—600℃的溫度進行加熱,而使得該廢鋁箔包所含的紙及塑膠膜被實質(zhì)上全部氣化,該缺氧氣氛是指所含氧氣量低于將該廢鋁箔所含的塑膠膜完全氧化的理論空氣量;b)在實質(zhì)上不導(dǎo)入外界空氣于該氣化的爐的情形下,冷卻廢鋁箔包被氣化后的固體產(chǎn)品;及c)從該冷卻的固體產(chǎn)品分離出鋁箔。
文檔編號B09B3/00GK1171451SQ96107098
公開日1998年1月28日 申請日期1996年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月18日
發(fā)明者王振諧, 祝經(jīng)益, 呂嘉弘, 何錦城 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院