相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2014年10月6日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/060,150的優(yōu)先權(quán)，其披露內(nèi)容通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。

發(fā)明領(lǐng)域

本申請(qǐng)總體涉及用于將包括廢紙的廢料再生為有用產(chǎn)品的方法。更確切地說(shuō)，本申請(qǐng)涉及一種與制漿造紙廠集成的用于再生廢料的方法和系統(tǒng)。

背景

再生廢紙是用于制造紙產(chǎn)品的主要的原料來(lái)源。再生廢紙可以從不同廢料來(lái)源生成，這些廢料來(lái)源常常包括其他可回收和可再生材料。例如，常見(jiàn)的廢料來(lái)源經(jīng)常包括諸如塑料的聚合物材料以及諸如鋁的金屬。

盡管這些可回收和可再生材料可以從不同廢料來(lái)源獲得并且用作用于制造不同產(chǎn)品的原料，回收這些材料的現(xiàn)有方法是低效的并且容易產(chǎn)生勞動(dòng)密集性回收、分類(lèi)和清洗過(guò)程的經(jīng)濟(jì)情況。例如，回收這些可重用材料的許多現(xiàn)有方法需要在來(lái)源處或者在中間設(shè)施處對(duì)材料分類(lèi)，之后進(jìn)行將材料變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的后續(xù)加工。因此，仍然需要用于加工廢料的更有效方法來(lái)以更經(jīng)濟(jì)的方法增加更多廢料的回收和再生。

概述

本申請(qǐng)的實(shí)施例通過(guò)提供用于再生包括廢紙的廢料的方法和系統(tǒng)來(lái)解決上述需要。

在一個(gè)方面中，提供一種方法，該方法包括：將廢料引入到壓力容器中；在升高的加工溫度和升高的加工壓力下處理壓力容器中的廢料以便形成包括基本上再制漿的廢紙的處理過(guò)的廢料；將處理過(guò)的廢料從壓力容器中排出；并且其后利用篩選裝置將處理過(guò)的廢料分離成第一部分和第二部分。第一部分可以包括基本上再制漿的廢紙并且第二部分可以包括大碎片。分離步驟可以進(jìn)一步包括通過(guò)篩選裝置用足夠量的水沖洗第一部分以將第一部分稀釋至按重量計(jì)從約1％至約20％的固體。

在另一個(gè)方面中，提供一種用于再生包括廢紙的廢料的集成系統(tǒng)。該集成系統(tǒng)可以包括：壓力容器，該壓力容器被配置成接收廢料并且在升高的加工溫度和升高的加工壓力下處理壓力容器中的廢料以便形成包括基本上再制漿的廢紙的處理過(guò)的廢料；篩選裝置，該篩選裝置用于接收處理過(guò)的廢料并且被配置成將處理過(guò)的廢料分離成第一部分和第二部分，第一部分包括基本上再制漿的廢紙并且第二部分包括大碎片；以及供水裝置，該供水裝置被配置成用足夠量的水沖洗通過(guò)該篩選裝置的該第一部分以將該第一部分稀釋至按重量計(jì)從約1％至約20％的固體。

當(dāng)參考附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，其中部件不一定按比例繪制，并且其中在所有圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記指定相應(yīng)的部件。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的廢料打包系統(tǒng)的示意圖；

圖2a是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的接收打包過(guò)的廢料的廢料再生系統(tǒng)的示意圖；

圖2b是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的排出處理過(guò)的廢料的廢料再生系統(tǒng)的示意圖；

圖3是在一個(gè)實(shí)施例中使用的高壓釜的側(cè)面正視圖；

圖4是圖3的容器的部分截面的視圖，示出了旋轉(zhuǎn)滾筒，并且示出了高壓釜的處于打開(kāi)位置的閉合板；

圖5是圖3的壓力容器的正視的端視圖；此視圖示出了用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)滾筒的傳動(dòng)皮帶和電機(jī)；

圖6是圖3的高壓釜的端視圖，示出了閉合板的操作。

圖7是圖3的設(shè)備的部分截面的側(cè)面正視圖，示出了圍繞旋轉(zhuǎn)滾筒的內(nèi)部以間隔陣列布置的升降槳，其中螺旋狀的折流板的位置通過(guò)利用短劃線指示；

圖8a是沿圖7的線8a--8a截取的截面圖；

圖8b是沿圖7的線8b--8b截取的截面圖；

圖9指示圍繞圖3-8b的旋轉(zhuǎn)滾筒的內(nèi)表面布置的這些升降槳與螺旋狀折流板的關(guān)系；

圖10是結(jié)合一個(gè)實(shí)施例使用的典型的升降槳的放大比例圖，還示出了滾筒的相鄰部分的截面，滾筒的閉合板端是朝向左，如在此圖中所觀察的；

圖11是結(jié)合一個(gè)實(shí)施例使用的真空系統(tǒng)的示意圖；

圖12是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的濕法加工和分離系統(tǒng)的工藝流程圖；

圖13是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于分離非纖維素固體的分離系統(tǒng)的工藝流程圖；

圖14是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括用于制造垃圾衍生的燃料的系統(tǒng)的集成再生系統(tǒng)的工藝流程圖；

圖15是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括厭氧消化池的集成再生系統(tǒng)的工藝流程圖；

圖16是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的集成再生系統(tǒng)的工藝流程圖。

詳細(xì)說(shuō)明

本申請(qǐng)?zhí)峁┯糜谟行У卦偕◤U紙的廢料的系統(tǒng)和方法。作為一般性描述，這些方法包括：將廢料引入到壓力容器中；在升高的加工溫度和升高的加工壓力下處理壓力容器中的廢料以便形成包括基本上再制漿的廢紙的處理過(guò)的廢料；將處理過(guò)的廢料從壓力容器中排出；并且其后利用篩選裝置將處理過(guò)的廢料分離成第一部分和第二部分。第一部分可以包括基本上再制漿的廢紙并且第二部分可以包括大碎片。在實(shí)施例中，分離兩個(gè)部分的步驟進(jìn)一步包括通過(guò)篩選裝置用足夠量的水沖洗第一部分以將該第一部分稀釋至按重量計(jì)從約1％至約20％的固體。

有利地，從處理過(guò)的廢料分離的基本上再制漿的廢紙和非纖維素固體提供干凈原料，該干凈原料可以用作多種不同工藝的原料。例如，基本上再制漿的廢紙可以用于制造含消費(fèi)后紙的產(chǎn)品或轉(zhuǎn)化為一種或多種有機(jī)酸、有機(jī)酸降解產(chǎn)物等。此外，沖洗過(guò)的并且基本上不含纖維的可再生塑料和金屬可以從第二部分回收并且標(biāo)記為待售或用于制造垃圾衍生燃料、進(jìn)行熱解以產(chǎn)生適合用作燃料的一種或多種產(chǎn)品，或者轉(zhuǎn)化為聚合物薄片或薄膜(即，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄片或薄膜)。液體和溶解的有機(jī)物也可以用于后續(xù)過(guò)程中，諸如用于厭氧消化池中以產(chǎn)生生物沼氣。

根據(jù)實(shí)施例，廢料可以是城市固體廢物或商業(yè)固體廢物等。術(shù)語(yǔ)“城市固體廢物”是指丟棄以供家庭處置的所有廢料，這些家庭包括獨(dú)戶住宅和多戶住宅以及旅館和汽車(chē)旅館。術(shù)語(yǔ)還包括由商業(yè)來(lái)源、機(jī)構(gòu)來(lái)源和工業(yè)來(lái)源生成的廢料，只要此類(lèi)廢物與通常由家庭生成的廢物基本相同，或者作為正常的城市固體廢物收集服務(wù)的一部分與其他城市固體廢物一起收集和處置。城市固體廢物的實(shí)例包括食品廢物和庭院廢物、紙張、塑料、金屬、衣服、電器、消費(fèi)產(chǎn)品包裝、一次性尿布、辦公用品、化妝品、玻璃和金屬食品容器以及家庭危險(xiǎn)廢物。

術(shù)語(yǔ)“住宅廢物”是指由家庭的正?；顒?dòng)生成的廢物，包括但不限于食品廢物和其他有機(jī)材料、廢屑諸如紙、金屬和塑料、灰燼以及大體積廢物。

術(shù)語(yǔ)“商業(yè)固體廢物”是指由商店、辦公室、餐館、倉(cāng)庫(kù)、教育和機(jī)構(gòu)設(shè)施以及其他非制造活動(dòng)生成的所有類(lèi)型的固體廢物，不包括住宅廢物和工業(yè)廢物。相對(duì)于城市固體廢物，這種廢料中紙的含量高，并因此紙纖維含量以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)塑料含量高。商業(yè)固體廢物還包括塑料和金屬，但是相對(duì)于城市固體廢物，庭院廢物、聚氯乙烯(pvc)塑料、建筑材料、電器、化妝品、家庭危險(xiǎn)廢物以及大型金屬物品的含量低。典型地，在諸如機(jī)場(chǎng)、餐館、辦公樓、教育機(jī)構(gòu)以及娛樂(lè)或主題公園的場(chǎng)所處收集商業(yè)固體廢物。

術(shù)語(yǔ)“再制漿”是指纖維相互分開(kāi)或至少部分地分離，這些纖維已經(jīng)相互附接、結(jié)合、或纏繞，諸如是紙中的纖維素纖維。在本說(shuō)明書(shū)的上下文中，再制漿紙是指使紙的纖維素纖維至少部分地相互分離以便形成松散的纖維素纖維漿。

1.廢料的處理

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于再生廢料，具體地包括廢紙和諸如塑料的聚合物廢料的混合物的廢料的方法，該方法利用了總體上圓柱形構(gòu)型的壓力容器，該壓力容器被安裝成圍繞其縱軸線傾斜旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，所述方法包括以下步驟：a)通過(guò)壓力容器的入口引入廢料和稀釋水；b)將熱能添加至壓力容器中的廢料中以便將升高的加工溫度和升高的加工壓力給予壓力容器內(nèi)部的廢料至高于大氣壓的水平；c)圍繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)壓力容器，以便攪拌廢料以實(shí)現(xiàn)纖維狀紙部分的再制漿；d)通過(guò)經(jīng)由冷凝器放出水蒸汽使容器減壓，接著在冷凝器上抽真空以便開(kāi)始材料的冷卻；e)其后，將冷卻水引入到壓力容器中以便將壓力容器中的處理過(guò)的廢料冷卻至排出溫度(低于在前一步驟中可實(shí)現(xiàn)的溫度)并且減少由處理過(guò)的廢料排放的氣味；并且f)將處理過(guò)的廢料從壓力容器中排出，其中所述紙部分被基本上再制漿并且基本上與所述聚合物或塑料廢料以及在所述廢料中的其他污染物分開(kāi)。在一個(gè)實(shí)施例中，聚合物廢料被操作以便濃縮污染物(包括來(lái)自廢料的彩色體)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，其中使用本領(lǐng)域中稱為設(shè)備(從美國(guó)路易斯安娜州麥迪遜維爾市的坦皮科有限公司(tempico,inc.,madisonville,la.,usa)可獲得的)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備。通過(guò)允許滾筒中的螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將廢料進(jìn)一步吸入滾筒中將希望量的廢料放入rotoclave的內(nèi)滾筒中。將壓力容器門(mén)關(guān)閉并且密封，在腔室中抽真空以便消除容器中捕獲的空氣的分壓的影響，并且添加稀釋水。然后將rotoclave腔室隔離并且通過(guò)水蒸汽入口閥引入水蒸汽直到達(dá)到希望的加工溫度和壓力。旋轉(zhuǎn)rotoclave滾筒，同時(shí)在希望的加工溫度和壓力下將廢料包含在滾筒中持續(xù)預(yù)設(shè)的反應(yīng)時(shí)間以便形成處理過(guò)的廢料。使用水蒸汽來(lái)在整個(gè)預(yù)設(shè)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)維持溫度和壓力。在該預(yù)設(shè)的反應(yīng)時(shí)間后，關(guān)閉用于將水蒸汽引入該滾筒中的水蒸汽閥并且將滾筒排氣至大氣壓，這進(jìn)而還降低在腔室中的溫度。在第一排氣步驟之后，抽真空以進(jìn)一步降低處理過(guò)的廢料的溫度。

然后再次將滾筒排氣至大氣壓并且其后將冷卻水引入到腔室中以便進(jìn)一步將處理過(guò)的廢料冷卻至排出溫度并且稀釋一種或多種有氣味的化合物，并且打開(kāi)腔室。將滾筒內(nèi)部的處理過(guò)的材料然后通過(guò)反轉(zhuǎn)滾筒旋轉(zhuǎn)而移出，這樣使得螺旋葉片將處理過(guò)的材料遞送到滾筒的前面，在這里處理過(guò)的材料然后離開(kāi)到排出輸送機(jī)上用于進(jìn)一步篩選以便去除粗材料。

壓力容器

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，高壓釜壓力容器總體上可以是圓柱形構(gòu)型的細(xì)長(zhǎng)容器，該細(xì)長(zhǎng)容器被安裝成圍繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，并且配備有攪拌器件，該攪拌器件包括存在于所述容器內(nèi)部中的固定升降槳的陣列。廢料的攪拌可以包括與所述容器的旋轉(zhuǎn)同時(shí)發(fā)生的在容器內(nèi)的升降槳的活動(dòng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，容器可以配備有螺旋形配置的構(gòu)件。

可以結(jié)合在此提供的系統(tǒng)和方法采用可以在加工廢料時(shí)帶來(lái)所需效果的任何合適的壓力容器。然而，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，壓力容器可以有利地配備有合適的攪拌器件以便促進(jìn)廢料的適當(dāng)攪拌。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的合適的壓力容器是總體上圓柱形構(gòu)型壓力容器，該壓力容器被安裝成圍繞其縱軸線傾斜旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，如在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,119,994；4,974,781；和6,458,240以及于2014年4月14日提交美國(guó)專(zhuān)利局并且標(biāo)題為“methodforrecyclingwastematerialwithreducedodoremission(用于在減少氣味釋放的情況下再生廢料的方法)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)14/256,652中披露的，這些文獻(xiàn)的披露內(nèi)容通過(guò)引用以其全部?jī)?nèi)容結(jié)合在此。此壓力容器配備有合適的器件用于攪拌以便均勻地混合廢料并且破碎含塑料的和含紙的廢料。合適的攪拌器件的實(shí)例包括機(jī)械的、流體力學(xué)的或電氣裝置。機(jī)械裝置的具體實(shí)例包括機(jī)械的攪拌器、振動(dòng)器、摻混器、滾筒等。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)安裝在壓力容器內(nèi)部區(qū)段內(nèi)的固定升降槳陣列和螺旋形配置的構(gòu)件協(xié)作作為用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的攪拌器件的一個(gè)實(shí)例。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，攪拌器件被提供在滾筒中，該滾筒傾斜地可旋轉(zhuǎn)地安裝在壓力容器內(nèi)部。

因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于處理廢料的高壓釜涉及以相對(duì)于水平面輕微的傾斜角安裝的總體上圓柱形容器，其中一個(gè)實(shí)施例的傾斜角是約7°，容器的上端具有開(kāi)口以接收廢料并且容器的下端是閉合的。容器可以被設(shè)計(jì)成在該開(kāi)口上具有高度有效的閉合裝置，該閉合裝置當(dāng)閉合時(shí)密封容器使其與大氣隔離以便允許在容器內(nèi)在其操作期間發(fā)生壓力積聚，或者，可替代地，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼婵障到y(tǒng)起作用允許在容器內(nèi)維持真空。

參考圖3-11，示出了用于實(shí)踐根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的方法高壓釜，如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,458,240中披露的。該設(shè)備包括總體上圓柱形構(gòu)型的厚壁的加工壓力容器a。厚壁用于壓力容器a的構(gòu)建中以便它可以在高的內(nèi)壓力條件下以及有時(shí)在如以上所指出的真空條件下操作。壓力容器a以不可旋轉(zhuǎn)的方式被安裝在穩(wěn)固的固定支架26上并且具有足夠?qū)挼牡鬃员憬o予足夠的穩(wěn)定性。支架26可以利用結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件，這些構(gòu)件被設(shè)計(jì)成將處理器和廢料的重量有效地轉(zhuǎn)移到處理器下方的基座。

即將描述的旋轉(zhuǎn)滾筒(用于容器a的殼體內(nèi))將其力轉(zhuǎn)移給載體和支承軸承，該載體和支承軸承進(jìn)而將那種載荷轉(zhuǎn)移進(jìn)容器a的殼體內(nèi)并且變成由殼體的結(jié)構(gòu)支架支撐的載荷的一部分，并且因此轉(zhuǎn)移給處理器下面的基座。

閉合裝置或圓頂狀門(mén)40(配備有密封件41)被鉸接地安裝成鄰近容器a的入口30，這樣使得顯著的壓力或真空可以在容器內(nèi)部在選定的時(shí)間建立，如先前提及的。

位于非旋轉(zhuǎn)容器a內(nèi)部的是總體上圓柱形的滾筒d，滾筒d被安裝成使得在其軸線上的任一方向上是可旋轉(zhuǎn)的，該軸線與容器a的軸線重合。滾筒d配備有鄰近其前端50的座圈或支承圈12，其中滾輪或耳軸承58定位在容器a的內(nèi)部上以接觸圈12，并且因此為滾筒d的前端50提供支撐。滾筒d的前端50是開(kāi)放的，而滾筒的后端或下端56是閉合且不透水的。

附連到滾筒d的后端或下端56上的是驅(qū)動(dòng)軸16，該驅(qū)動(dòng)軸被安排為支撐滾筒d的后端并且旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)它。軸由滾輪或滾珠軸承17可旋轉(zhuǎn)地支撐，該滾輪或滾珠軸承進(jìn)而從附接到容器a上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件19得到支撐。此支撐安排被設(shè)計(jì)成固定滾筒d的位置，只要考慮到其在容器a內(nèi)的水平定位。

滾筒d的驅(qū)動(dòng)軸16穿透容器a的殼體并且通過(guò)密封件33密封與大氣隔離，以便使得能夠在容器a內(nèi)、并且當(dāng)然在滾筒d內(nèi)不時(shí)地維持選定的壓力或選定的真空。

對(duì)于滾筒d的典型的旋轉(zhuǎn)速率是在2與30rpm之間并且優(yōu)選地約8-15rpm，以便促進(jìn)在用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)滾筒的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14上的力的均勻負(fù)載。

滾筒d能夠借助于圖3中描繪的驅(qū)動(dòng)組件14在其水平軸線上的任一方向上旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)組件可以例如利用連接到該滾筒的驅(qū)動(dòng)軸16上的可逆電動(dòng)機(jī)20和合適的減速齒輪18以使?jié)L筒d在選定的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)?？蓛?yōu)選的是使用越過(guò)鏈輪23和24的重載鏈22用于將發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移至驅(qū)動(dòng)軸，以本領(lǐng)域有豐富知識(shí)的人士熟悉的安排，如圖3和5中描繪的。

通過(guò)將滾筒d置于壓力容器a內(nèi)，有可能具有與將在獨(dú)立式可旋轉(zhuǎn)的滾筒中具有的相同的無(wú)阻礙的材料攪拌的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)將滾筒設(shè)計(jì)為具有足夠的容納壁，在加工過(guò)程中，正在被加工的廢料和有待插入那些材料中的任何添加劑被包含在滾筒內(nèi)。因?yàn)椋鶕?jù)此實(shí)施例，滾筒被布置在壓力容器內(nèi)，所以構(gòu)建滾筒的材料顯著地輕于獨(dú)立式可旋轉(zhuǎn)的滾筒所要求的，這將要求結(jié)構(gòu)完整性以承受壓力的力以及與將在該過(guò)程中不時(shí)地使用的真空相關(guān)聯(lián)的力。

滾筒d的內(nèi)部配備有一系列升降槳70和螺旋刮板(helicalflighting)80以便促進(jìn)由于滾筒d的旋轉(zhuǎn)的廢料的攪拌和移動(dòng)。下面更詳細(xì)地描述了用于本發(fā)明的升降槳以及刮板。

容器a，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，優(yōu)選地傾斜地操作。一個(gè)合適的傾斜角是離水平線7°，其中前或入口端30高于容器的閉合的下端36。傾斜角幫助將有待加工的廢料包含在滾筒d內(nèi)，因?yàn)殡S著滾筒旋轉(zhuǎn)，廢料將被移動(dòng)通過(guò)滾筒d朝向后端，至少部分地在重力的影響下。

盡管沒(méi)有滾筒d的尺寸的限制，應(yīng)該注意的是利用約10英尺長(zhǎng)的滾筒的裝置具有可以在再生站中被有效利用的尺寸。換言之，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的廢物處理器的更小尺寸版本可以采取單元的形式，該單元可以被置于相對(duì)有限的區(qū)域內(nèi)，以便處理更小規(guī)模的任何具體類(lèi)型的其中產(chǎn)生的廢料。

同時(shí)，顯然有可能使用更大的單元來(lái)進(jìn)行大規(guī)模操作，并且前述提及具有有待用于處理設(shè)施中的尺寸的處理器不旨在限制任何處理器的大或小，除了容器的直徑應(yīng)該足夠大以接受材料之外，在這些材料上沒(méi)有發(fā)生在先的尺寸縮減。根據(jù)本發(fā)明可以利用合理的直徑和長(zhǎng)度的任何組合，僅由實(shí)用性限制。

回到該實(shí)施例的細(xì)節(jié)，升降槳70被安裝在滾筒d的內(nèi)部并且被安排為使得最小化在滾筒內(nèi)的材料流動(dòng)的任何阻礙。升降槳分布在沿著滾筒的水平維度的區(qū)段內(nèi)，如圖7中所示，并且從一個(gè)區(qū)段到下一個(gè)區(qū)段以大約45°間隔交錯(cuò)。

將這些升降槳70垂直于滾筒d的殼體附連到滾筒的內(nèi)周長(zhǎng)上，如圖8a和8b中所示，并且縱向地定向以便與滾筒的縱向尺寸一致，如在圖7和9中所示。

如在圖10中最佳地看到的，垂直腿72附連到滾筒的內(nèi)部側(cè)壁上，并且成角度的構(gòu)件74在其中線77處附連到垂直腿的徑向內(nèi)部部分上。成角度的構(gòu)件74具有外表面75和76，其中表面75處于與升降槳的垂直腿72成大約45°的角度，并且表面76處于相對(duì)于腿72的相似的角度。表面76優(yōu)選地被認(rèn)為是第一部分，并且槳的表面75被認(rèn)為是第二部分。成角度的構(gòu)件74的中線77可以處于相對(duì)于滾筒d的內(nèi)表面約52°的角度，并且如圖10中所示，中線77被置于朝向滾筒d的較高端的方向上。換言之，升降槳的內(nèi)部部分78面向滾筒d的閉合端56，從圖10的角度觀看，該閉合端位于左側(cè)。

在一個(gè)實(shí)施例中，該滾筒的傾斜角是相對(duì)于水平線約7°，所以升降槳的有角度的部分75和76的傾斜角是相對(duì)于滾筒d的殼壁為52°，并且這導(dǎo)致升降槳的有角度的部分75和76以相對(duì)于水平線的45°角操作。

螺旋刮板或折流板80被附連到滾筒d的內(nèi)周長(zhǎng)上以便最小化滾筒內(nèi)的廢料流動(dòng)的阻礙，并且可以處于對(duì)應(yīng)于螺旋狀物的一個(gè)完整循環(huán)的頻率，沿著滾筒的長(zhǎng)度測(cè)量，該螺旋狀物處于等于滾筒的直徑的距離。螺旋刮板的傾斜度是使得當(dāng)滾筒d在所謂的第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，有待加工的廢料向前朝向滾筒的閉合下端56移動(dòng)，而滾筒在第二旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)引起這些材料向后朝向滾筒的入口開(kāi)口50移動(dòng)。螺旋刮板是連續(xù)的，意味著偶爾的升降槳70必須在某些位置被消除以便使得制造成為可能。

升降槳的尺寸和頻率、滾筒的傾斜角以及滾筒的旋轉(zhuǎn)速率是可變的并且是所要求的滾筒內(nèi)的材料的移動(dòng)速率以及在給定的時(shí)間量?jī)?nèi)有待加工的材料量的函數(shù)。

滾筒的直徑可以是足以接受選定量的有待加工的廢料，其中滾筒的內(nèi)徑的體積的約40％的另外的空間需要保持空的以便允許材料落下并且在滾筒內(nèi)隨著其旋轉(zhuǎn)混合。在這種類(lèi)型的裝置的設(shè)計(jì)中，另外的加工容量通過(guò)增大其長(zhǎng)度而增加到處理器中。直徑與長(zhǎng)度的比率是可變的并且取決于與滾筒的攪拌機(jī)構(gòu)的尺寸和頻率一致的給定時(shí)間量?jī)?nèi)有待加工的材料的量以便確保廢料和水的完全混合。

用于監(jiān)測(cè)和控制該方法的裝置包括，例如，水管道、水蒸汽管道、真空管道、壓力控制器及其他需要的儀器。在使用獨(dú)立式可旋轉(zhuǎn)的滾筒時(shí)，這些裝置各自可以附連到可旋轉(zhuǎn)的滾筒的旋轉(zhuǎn)軸的中心線上，這使得在此容器上的閉合裝置復(fù)雜化并且，必然地，將這些裝置放置于滾筒的末端。在壓力控制器、真空連接件和溫度控制儀器的情況下，這不是適當(dāng)?shù)奈恢?。相反，這種類(lèi)型的裝置可以更好地從以下位置監(jiān)測(cè)并且控制該方法，該位置更接近該方法中反應(yīng)發(fā)生的點(diǎn)，并且不鄰近或處于將添加劑注入該方法中的相反端。因此，一些實(shí)施例利用其中利用旋轉(zhuǎn)滾筒的壓力容器。

誘導(dǎo)壓力和真空進(jìn)一步使利用獨(dú)立式旋轉(zhuǎn)滾筒復(fù)雜化。具體地真空要求該裝置具有相當(dāng)大的強(qiáng)度以便免于坍塌，并且這總體上相當(dāng)于巨大的部件，如果此類(lèi)部件要旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)則要求相當(dāng)大的馬力。

在一些實(shí)施例中，其中廢料作為塑料包裹的廢料包被引入，壓力容器的閉合裝置可能需要閉合裝置具有大尺寸。由于其大尺寸并且由于該方法的壓力和真空條件，閉合裝置將非常難以手動(dòng)地處理。將附連到獨(dú)立式旋轉(zhuǎn)滾筒上的自動(dòng)閉合裝置操作器可以是復(fù)雜的。在此實(shí)施例中，使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)持續(xù)一定的時(shí)間段，在此期間閉合裝置是打開(kāi)的，并且因此，閉合裝置及其操作器必須不干擾滾筒在這些情況下旋轉(zhuǎn)的能力。

參見(jiàn)圖3，容器a配備有用于選擇性添加水蒸汽的管道90以及用于選擇性添加稀釋和冷卻水二者的管道92，其中利用合適的閥以便控制流量。將水蒸汽管道和水管道合并到單個(gè)注射管94中，如圖3中所示，使得水蒸汽和水能夠被引導(dǎo)通過(guò)容器a的側(cè)壁并且然后通過(guò)彎曲的固定管95注入滾筒d的開(kāi)口端中。

在操作該裝置的一個(gè)階段期間，可通過(guò)真空系統(tǒng)(例如由康涅狄格州諾沃克的納什工程公司(nashengineeringcompanyofnorwalk,conn.)或新澤西州韋斯特菲爾德的克羅爾-雷諾茲公司(croll-reynoldscompany,inc.ofwestfield,n.j.)制造的類(lèi)型)將真空誘導(dǎo)到容器a中，該真空系統(tǒng)通過(guò)真空連接件46連接到該容器；注意圖11。

廢料引入

適合用于實(shí)施例中的廢料可以是呈包括廢紙的城市固體廢物、商業(yè)固體廢物、住宅廢物、衛(wèi)生廢物、工業(yè)廢物等的形式。存在于這種廢料中的廢紙的非限制性實(shí)例包括報(bào)紙或其他著墨的紙產(chǎn)品、雜志、紙箱、容器、杯子、板、薄紙、紙巾或其他吸水紙產(chǎn)品、小葉、傳單、信封、卡紙板、盒子、袋子、印刷和未印刷的紙張、海報(bào)等。廢料還可以包括一種或多種有氣味的化合物或在再制漿過(guò)程中或當(dāng)儲(chǔ)存時(shí)形成一種或多種有氣味的化合物的材料，材料的非限制性實(shí)例包括有機(jī)材料諸如食品廢物和飲料廢物或兩者，連同可能的聚合物廢料諸如塑料杯、塑料瓶、塑料容器等。有機(jī)材料是指由動(dòng)物或植物成分或具有碳基礎(chǔ)的產(chǎn)品的有機(jī)化合物或與動(dòng)物或植物成分或具有碳基礎(chǔ)的產(chǎn)品相關(guān)的有機(jī)化合物組成的物質(zhì)，包括來(lái)自死亡有機(jī)體諸如植物和動(dòng)物的殘留物及它們?cè)诃h(huán)境中的廢產(chǎn)物的那些。有機(jī)材料的非限制性實(shí)例包括食品、飲料、庭院廢物、農(nóng)業(yè)廢物、人類(lèi)廢物、生物廢物、諸如醫(yī)院或診所廢物的醫(yī)療機(jī)構(gòu)廢物、烴、油、溶劑或工業(yè)化學(xué)品等以及其組合。

在實(shí)施例中，廢料原料可以包括廢紙以及聚合物廢物諸如配備有膠乳涂料的涂布的原料、填充劑等。涂料或聚合物組分可以包括合成聚合物諸如丙烯酸酯以及乙酸乙烯酯或天然聚合物以及淀粉糊劑或有機(jī)糊劑，以及天然和合成粘合劑。聚合物材料可以呈涂料、粘結(jié)劑的形式或簡(jiǎn)單地與紙纖維組分相關(guān)聯(lián)，如在用硬紙板組分以及塑料薄膜組分進(jìn)行包裝的情況下。根據(jù)某些實(shí)施例，廢料原料可以包括含纖維素纖維的紙以及樹(shù)脂質(zhì)聚合物組分二者，該樹(shù)脂質(zhì)聚合物組分在該方法過(guò)程中團(tuán)聚并且被操作以便將其他污染物與釋放的造紙纖維分離。

根據(jù)一些實(shí)施例可加工的難以加工的廢料的另外的具體實(shí)例包括具有濕強(qiáng)度樹(shù)脂的單側(cè)和兩側(cè)塑料涂布的紙板、不具有濕強(qiáng)度樹(shù)脂的單側(cè)和兩側(cè)塑料涂布的紙板、雙面光面印刷機(jī)裁紙屑、紫外線(uv)固化的墨水涂布紙、以及其混合物。塑料涂布的紙板的另外的實(shí)例包括具有濕強(qiáng)度樹(shù)脂的兩側(cè)涂布的(c2s)塑料食品包裝紙板，諸如牛奶盒或用于干食品儲(chǔ)存的其他紙箱等。不具有濕強(qiáng)度樹(shù)脂的塑料涂布的紙板的另外的實(shí)例包括冰淇淋容器、多種其他冷凍食品包裝等。還另外的實(shí)例包括雙面光面照片裁紙屑、冰淇淋頂部、未印刷的有色紙、新聞紙等。

回去參考圖1-9并且根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，包括紙廢物和任選的含塑料的廢物以及有氣味或產(chǎn)生氣味的化合物的廢料由合適的輸送機(jī)攜帶并當(dāng)門(mén)40已經(jīng)移動(dòng)到打開(kāi)位置時(shí)通過(guò)入口開(kāi)口30引入，并且進(jìn)入滾筒d的開(kāi)口端50中。由于廢物并未以任何特定尺寸包裝并且還可以含有各式各樣的尺寸、形狀和密度上不同的材料，并且廢物可能不一定是自由流動(dòng)的，容器a中的入口開(kāi)口30以及到滾筒中的開(kāi)口50足夠大并且沒(méi)有阻塞，以便允許先前未加工的廢物被直接引入到處理器中。

在廢物正在被輸送進(jìn)滾筒內(nèi)的同時(shí)，滾筒d在該第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，并且，憑借螺旋刮板80和該滾筒的傾斜角，足夠量的材料，盡管不自由流動(dòng)，將被裝進(jìn)滾筒中用于加工。

當(dāng)滾筒d已經(jīng)填充有足夠量的待加工的材料時(shí)，關(guān)閉閉合裝置40并且通過(guò)鎖緊圈42(諸如由丹麥的克林格產(chǎn)品公司(klingeproductscompanyofdenmark)制造的類(lèi)型)緊固。

總體上，廢料中的廢物固體(即，非可制漿的材料)的重量百分比是在基于廢料總干重的約1重量百分比至約80重量％的范圍中；然而，廢料中的廢物固體的重量百分比可以另外在基于廢料總干重的約20重量％至約70重量％的范圍內(nèi)。

典型地，廢紙含有基于紙漿和聚合物廢料的總重量的按重量計(jì)不大于約80％的聚合物廢料。在一些情況中，這些廢料含有基于紙漿和聚合物廢料的總重量的小于約10百分比的聚合物廢料。

在此使用的，術(shù)語(yǔ)“聚合物的”、“塑料”、“聚合物”以及類(lèi)似術(shù)語(yǔ)是指并且包括所有有機(jī)的、合成的、天然或加工過(guò)的天然聚合物材料諸如乙酸纖維素，包括模制、流延、擠出、拉制或?qū)訅夯蛞云渌绞绞┯玫轿矬w或薄膜上或內(nèi)的樹(shù)脂、粘合劑、泡沫、薄膜、片材和合金(復(fù)合材料)。此類(lèi)應(yīng)用可以使用水或油基膠乳中的任一種并且通過(guò)本領(lǐng)域中已知技術(shù)中的任一種進(jìn)行。涂布技術(shù)的實(shí)例包括刮涂、浸涂、噴涂等。聚合物材料的具體實(shí)例包括加聚物諸如乙烯基聚合物，包括丙烯酸酯和乙酸乙烯脂、其膠乳、聚烯烴；縮聚物諸如聚酯或聚碳酸酯等。

如上文描述的，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，合適的廢料包括塑料包裹的壓縮打包的廢料，諸如城市固體廢物或商業(yè)固體廢物。

回去參考圖3-11并且根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，塑料包裹的廢料包由合適的輸送機(jī)攜帶并當(dāng)門(mén)40已經(jīng)移動(dòng)到打開(kāi)位置時(shí)通過(guò)入口開(kāi)口30引入并且進(jìn)入滾筒d的開(kāi)口端50中。容器a中的入口開(kāi)口30以及到滾筒中的開(kāi)口50足夠大并且沒(méi)有阻塞，以便允許塑料包裹的廢料包被直接引入到處理器中。

在塑料包裹的廢料包正在被輸送進(jìn)滾筒內(nèi)的同時(shí)，滾筒d在第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，并且，憑借螺旋刮板80和滾筒的傾斜角，足夠量的塑料包裹的廢料包將被裝進(jìn)滾筒中用于加工。

當(dāng)滾筒d已經(jīng)填充有足夠量的待加工的塑料包裹的廢料包時(shí)，關(guān)閉閉合裝置40并且通過(guò)鎖緊圈42(諸如由丹麥的克林格產(chǎn)品公司制造的類(lèi)型)緊固。

稀釋水

返回到圖1-9中示出的實(shí)施例，將大量的稀釋水添加到待加工的廢料中，這通過(guò)經(jīng)由管92注入稀釋水實(shí)現(xiàn)，這樣使得足夠的稀釋水經(jīng)由彎曲的固定管95與滾筒中的廢料接觸。通常將稀釋水添加到壓力容器滾筒d中以便在滾筒d中實(shí)現(xiàn)按滾筒中的總廢料和水的重量計(jì)30％與75％之間的水含量，其中按重量計(jì)大約70％是根據(jù)特定實(shí)施例的量。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，將稀釋水以最高達(dá)約3重量份的稀釋水比約1重量份的廢料的量、或最高達(dá)約7重量份的稀釋水比約3重量份的廢料的量、或從約0.43重量份至約3重量份的稀釋水比約1重量份的廢料的量通過(guò)管92引入到壓力容器滾筒d中。

根據(jù)實(shí)施例，稀釋水可以是基本上純水，但是可以是適于飲用的或不適于飲用的水。稀釋水可以含有添加劑諸如以下更詳細(xì)地描述的化學(xué)助劑。

在稀釋水添加過(guò)程中滾筒d通常在第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)以便增強(qiáng)廢料與稀釋水的接觸。

一旦將所有材料裝進(jìn)容器中，將壓力容器門(mén)關(guān)閉并且密封。滾筒d隨后在第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，在此過(guò)程中可以在腔室中抽真空持續(xù)短的時(shí)間段，約一至五分鐘或五至十分鐘。在此階段施用真空的目的之一是防止捕獲的不可凝結(jié)氣體造成的壓力積聚。在抽真空時(shí)段結(jié)束時(shí)，關(guān)掉真空并且將系統(tǒng)通過(guò)關(guān)閉閥而隔離。在抽真空時(shí)段完成后，將稀釋水添加到滾筒d腔室內(nèi)。

化學(xué)助劑

根據(jù)實(shí)施例，在攪拌過(guò)程期間添加合適的化學(xué)助劑可以改善成漿的紙部分的品質(zhì)。再制漿的程度可以從使用化學(xué)助劑增加。此外，在某些化學(xué)助劑存在下形成的紙漿可以更亮并且可以減少附加的加工步驟的程度?；瘜W(xué)助劑可以在將滾筒門(mén)關(guān)閉且鎖上之前或之后引入到壓力容器中并且可以在廢料之前、與廢料同時(shí)或在廢料之后添加到壓力容器中、或者與稀釋水一起添加到壓力容器中。

因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以任選地包括選自下組的至少一種化學(xué)助劑，該組由以下各項(xiàng)組成：堿劑、緩沖劑、漂白劑、洗滌劑、表面活性劑、溶劑、分散劑、螯合劑、多價(jià)螯合劑、以及其混合物。這些化學(xué)助劑單獨(dú)地或者以其組合可以以其本體形式或溶液使用，優(yōu)選地以水中的溶液形式。可以使用任何量的這些化學(xué)助劑來(lái)帶來(lái)預(yù)期益處；然而，以下更詳細(xì)地描述優(yōu)選的化學(xué)助劑和量。

根據(jù)一些實(shí)施例，不同的其他化學(xué)助劑諸如洗滌劑、表面活性劑、溶劑、分散劑、螯合劑、隱蔽劑(單獨(dú)地或者以其組合)可以添加到廢料中用于在再制漿過(guò)程中使用。用于此目的的現(xiàn)在已知的或以后開(kāi)發(fā)的所有這些化學(xué)助劑能夠以足以實(shí)現(xiàn)預(yù)期益處的量使用。然而，只要當(dāng)由其形成的紙漿呈現(xiàn)可接受的品質(zhì)時(shí)才使用這些化學(xué)助劑。

根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選的化學(xué)助劑是單獨(dú)的或與過(guò)氧化氫組合的氫氧化鈉。

再制漿條件

根據(jù)實(shí)施例，包括廢紙的廢料的加工是通過(guò)添加熱量和機(jī)械能以將廢料充分再制漿并且附帶地將廢料滅菌而實(shí)現(xiàn)的。憑借添加的稀釋水，該稀釋水增加進(jìn)入正在被加工的廢料內(nèi)的熱傳導(dǎo)，可能以其他方式為本身并且在其他材料上產(chǎn)生絕緣效應(yīng)的廢料被要求的熱量完全且快速地穿透，因此避免產(chǎn)生孔穴(pocket)，在這些孔穴中有傳染性的材料可能被保護(hù)免受實(shí)現(xiàn)完全再制漿的足夠的熱量。因?yàn)殡S著被加工，廢物的可制漿的部分的尺寸減小，如之前描述的，并且因?yàn)樵撨^(guò)程的熱量致使廢物的塑料部分(當(dāng)存在時(shí))變得熱變形并且坍塌成更致密的形式，全部量的廢物被更完全地?cái)嚢璨⑶乙虼吮粺崃孔钔耆亟佑|。

返回到圖3-11中示出的實(shí)施例，在第一旋轉(zhuǎn)方向上，當(dāng)從滾筒的開(kāi)口端觀看時(shí)假定為是順時(shí)針的，廢料被定向刮板80攔截并且穿過(guò)滾筒朝向滾筒的后面或閉合下端56移動(dòng)。同時(shí)，隨著在滾筒的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中雙向的升降槳70各自與材料接觸，這些槳，憑借每個(gè)槳的有角度的部分，引導(dǎo)廢料的一部分逆流地朝向該滾筒的入口端。在滾筒d的在希望的方向上的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中在螺旋刮板80和新穎的升降槳70的表面72和76的作用下的這種同時(shí)向后和向前移動(dòng)導(dǎo)致正在被加工的材料的有利的和非常完全的攪拌。因?yàn)檫@些作用和添加的稀釋水，非常有效地實(shí)現(xiàn)廢料的可制漿的材料的再制漿。因此，在使用塑料包裹的廢料包的實(shí)施例中，在此過(guò)程中完全解包這些包。

在一些實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)滾筒設(shè)備以至少約6轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)、或至少約8rpm、或至少約10rpm的速度旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)一些實(shí)施例，在加工廢料的過(guò)程中將熱量添加到壓力容器中。在這種情況下，在滾筒d在第一旋轉(zhuǎn)方向上正在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，水蒸汽可以有利地通過(guò)水蒸汽管道90添加到容器中并且通過(guò)注入管道94注入到廢料中；注意圖3。如先前描述的，在滾筒正在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，添加熱量致使塑料材料(當(dāng)存在時(shí))變得軟化并且分離，因此允許與塑料緊密接觸的紙部分被完全攪拌并且與添加的水分和添加的熱量接觸。通過(guò)適當(dāng)使用與壓力管60相關(guān)聯(lián)的壓力控制系統(tǒng)和排氣連接件62的閥在容器a中維持希望的壓力。閥61a控制壓力管60，并且閥61b控制排氣管62。管68形成到容器a的內(nèi)部的連接。如先前描述的化學(xué)助劑可以附加地作為液體或蒸汽添加到水蒸汽管線中、或可替代地到水管線中。

根據(jù)一些實(shí)施例，在攪拌步驟期間引入足夠量的水蒸汽以便帶來(lái)在約212°f至約285°f的范圍內(nèi)的內(nèi)部溫度以及在約0psig至最高達(dá)約50psig范圍內(nèi)或在約10psig至約50psig范圍內(nèi)的壓力。根據(jù)一些實(shí)施例，至少約230°f的溫度和至少約15psig的壓力以減少實(shí)現(xiàn)制漿需要的時(shí)間是優(yōu)選的。

根據(jù)一些實(shí)施例，將條件控制為使得實(shí)現(xiàn)再制漿需要的時(shí)間總體上是從約30至90分鐘，并且典型地實(shí)現(xiàn)再制漿需要的時(shí)間可以是約60分鐘。

在于攪拌步驟期間引入足夠量的水蒸汽以便帶來(lái)約275°f的內(nèi)部溫度和約30psig的壓力以減少實(shí)現(xiàn)再制漿需要的時(shí)間(在一些情況中可以是約40至80分鐘)的一個(gè)實(shí)施例中；再次，實(shí)現(xiàn)制漿需要的時(shí)間典型地是約60分鐘或更少。在一些實(shí)施例中，至少約80％的紙被再制漿，并且在一些實(shí)施例中，至少90％的紙被再制漿。在一些實(shí)施例中，至少65％的存在的紙被再制漿。

根據(jù)一些實(shí)施例，在再制漿步驟期間，將廢料保持在至少約212°f的溫度持續(xù)至少約90分鐘的時(shí)間(在大致15psig的壓力下)、或保持在約285°f的溫度持續(xù)至少40分鐘的時(shí)間(在大致50psig的壓力下)、或保持在壓力、溫度和時(shí)間的其他組合(如用于實(shí)現(xiàn)污染廢物的完全且有效的再制漿已經(jīng)示出的)下。根據(jù)一些實(shí)施例，在正在攪拌廢料的同時(shí)在滾筒旋轉(zhuǎn)期間將足夠量的水蒸汽引入到壓力容器中以便帶來(lái)約230°f的內(nèi)部溫度和約18psig的壓力以減少實(shí)現(xiàn)再制漿需要的時(shí)間，該時(shí)間是約40至60分鐘、或60分鐘。根據(jù)其他實(shí)施例，在約45psig的壓力下該內(nèi)部溫度是約275°f，實(shí)現(xiàn)再制漿的時(shí)間是約40至80分鐘、或約60分鐘。

再制漿后減壓

在已經(jīng)在足夠高的溫度下將廢料加工持續(xù)了足夠的時(shí)間量后，關(guān)掉到系統(tǒng)的水蒸汽注入，將壓力容器滾筒排氣至大氣壓，并且隨后打開(kāi)圖11中描繪的真空系統(tǒng)46同時(shí)繼續(xù)在第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)滾筒以便誘導(dǎo)壓力容器腔室中的真空以便冷卻壓力容器中的處理過(guò)的廢料。隨著誘導(dǎo)真空，將處理過(guò)的廢料從再制漿加工溫度冷卻至更低的溫度。根據(jù)一些實(shí)施例，誘導(dǎo)的真空范圍從約-5psig至約-15psig或約-10psig并且將處理過(guò)的材料的溫度降低到低至約170°f或約160°f或低至約150°f。

冷卻水

將冷卻水引入到壓力容器中以便繼續(xù)將壓力容器中的處理過(guò)的廢料冷卻至排出溫度(低于升高的再制漿加工溫度)并且減少由處理過(guò)的廢料排氣的氣味。添加冷卻水減少或消除了氣味，該氣味否則當(dāng)排出處理過(guò)的廢料時(shí)被或?qū)⒈会尫拧Ｔ趬毫θ萜髦械乃吞幚磉^(guò)的廢料在該壓力容器中形成處理過(guò)的廢料漿料。雖然不希望被理論所束縛，據(jù)信冷卻水通過(guò)降低處理過(guò)的材料的溫度或稀釋處理過(guò)的材料漿料或二者減少了氣味。還據(jù)信冷卻水吸收在處理過(guò)的材料中的有氣味的化合物，這些化合物否則將被釋放到周?chē)拇髿庵小４祟?lèi)有氣味的化合物可以存在于廢料中或在處理過(guò)的廢料漿料的再制漿過(guò)程中產(chǎn)生或是這兩種情況。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，有氣味的化合物的來(lái)源包括食品或飲料廢物或二者。

返回到圖3-11中示出的實(shí)施例，將一定量的冷卻水添加到處理過(guò)的廢料中，這通過(guò)經(jīng)由管92注入冷卻水實(shí)現(xiàn)，這樣使得足夠的冷卻水經(jīng)由彎曲的固定管95與滾筒d中的廢料接觸。將冷卻水添加到壓力容器滾筒d中以便在滾筒d中實(shí)現(xiàn)按滾筒中的總廢料和水的重量計(jì)78％與95％之間的的水含量，其中大約80％是根據(jù)特定實(shí)施例的量。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，將冷卻水以這樣的量通過(guò)管92引入到壓力容器滾筒d中，這樣使得在冷卻步驟后壓力容器中存在的水的總量為至少約3.5重量份至約1重量份處理過(guò)的廢料或至少約3.8重量份至約1重量份處理過(guò)的廢料。

根據(jù)實(shí)施例，將冷卻水以足以將壓力容器中的處理過(guò)的廢料的溫度降低至少約10°f、或約10°f至約50°f、或約10°f至約30°f的量添加到處理過(guò)的廢料中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將冷卻水以足以將壓力容器中的處理過(guò)的廢料的溫度從至少約170°f的溫度降低至不大于約140°f的溫度、或從至少約160°f的溫度降低至不大于約140°f的溫度、或從至少約160°f的溫度降低至不大于約130°f的溫度的量添加到處理過(guò)的廢料中。

根據(jù)實(shí)施例，在最高達(dá)約130°f、或最高達(dá)約120°f、或從約70°f至約130°f、或從約70°f至約120°f、或從約70°f至約115°f的溫度下將冷卻水添加到處理過(guò)的廢料中。

根據(jù)實(shí)施例，將冷卻水以足以使壓力容器中的總水含量增加按壓力容器的總水和廢料含量的重量計(jì)至少約5％、或按壓力容器的總水和廢料含量的重量計(jì)至少約10％、或按壓力容器的總水和廢料含量的重量計(jì)約5％至約40％的量添加到處理過(guò)的廢料中。

根據(jù)實(shí)施例，冷卻水可以是基本上純水，但是可以是適于飲用的或不適于飲用的水。冷卻水可以含有添加劑諸如氣味修飾劑和/或殺生物劑。

排出處理過(guò)的廢物

在用冷卻水冷卻后，將處理過(guò)的廢料從旋轉(zhuǎn)容器中排出用于回收再制漿的材料和塑料以用于再生。根據(jù)一些實(shí)施例，排出的處理過(guò)的廢料包括基于排出的處理過(guò)的廢料的總濕重的從按重量計(jì)約5％至按重量計(jì)約50％的量的固體。優(yōu)選地，排出的處理過(guò)的廢料的固體濃度的量為基于排出的處理過(guò)的廢料的總濕重的從按重量計(jì)約10重％至按重量計(jì)約40％、基于排出的處理過(guò)的廢料的總濕重的按重量計(jì)從約10％至約25％、基于排出的處理過(guò)的廢料的總濕重的按重量計(jì)從約10％至約20％、或基于排出的處理過(guò)的廢料的總濕重的按重量計(jì)從約30％至約40％。

此外，如上文所述的，處理過(guò)的廢料中存在的廢紙是基本上再制漿的。根據(jù)一些實(shí)施例，廢紙是至少約80百分比再制漿的，或廢紙是至少約90百分比再制漿的。

返回到圖3-11中的實(shí)施例，打開(kāi)閉合裝置40并且在第二旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)滾筒d。在第二旋轉(zhuǎn)方向上，假定逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，處理過(guò)的廢料被螺旋刮板80攔截并且在螺旋刮板80的作用下被引導(dǎo)朝向滾筒d的入口端。隨著滾筒d繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，處理過(guò)的廢料還通過(guò)如先前描述的“y”型升降槳70的表面75被升降并且引導(dǎo)朝向容器的入口端。

在槳的垂直表面的每一側(cè)上的斜面75和76在任一旋轉(zhuǎn)方向上以相同的方式運(yùn)行，當(dāng)然在每一種情況下由豎直布置的構(gòu)件72輔助。

應(yīng)該注意的是在加工過(guò)程中升降槳70以相對(duì)于螺旋刮板80逆流或回流方式運(yùn)行，其中表面76在此時(shí)間以主要方式起作用。僅在廢料已經(jīng)被完全加工后，反轉(zhuǎn)滾筒d的旋轉(zhuǎn)方向，以便使得螺旋刮板80能夠?qū)⒉牧吓懦鲈竭^(guò)滾筒的唇緣51進(jìn)入合適的排出系統(tǒng)中。在此排出時(shí)間，槳70的表面75以主要方式起作用，實(shí)際上與螺旋刮板80的作用協(xié)作。

在滾筒d在第二旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)期間，處理過(guò)的廢料因此通過(guò)螺旋刮板80以及升降槳70的表面72和75的組合作用從容器中排出。因?yàn)闈L筒d的外唇緣51伸出超過(guò)容器a的外邊緣，排出的處理過(guò)的廢料脫離容器落下。憑借紙材料的再制漿，處理過(guò)的廢料的體積降低至其原體積的大約1/3。

處理過(guò)的廢料的排出速率，如對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的，是取決于滾筒d的旋轉(zhuǎn)速率、螺旋刮板80的尺寸和頻率以及升降槳70的尺寸和數(shù)目，并且這些變量取決于在給定的時(shí)間量?jī)?nèi)待加工的材料的量并且不限于這些變量的單一組合。

排水連接件64配備有合適的閥66，該閥可以打開(kāi)以便使得水分在其過(guò)度積聚時(shí)能夠從殼體(壓力容器a)中排出。

隨后將處理過(guò)的廢料引導(dǎo)至分離器用于分離和回收再制漿的紙部分并且進(jìn)一步收集分離的塑料材料，如下面所述的。盡管適合用于本申請(qǐng)的集成再生系統(tǒng)和方法的壓力容器的上述實(shí)施例是分批法，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，還可以使用被構(gòu)造用于連續(xù)使用的壓力容器。

2.處理過(guò)的廢料的濕法加工和分離

在通過(guò)一個(gè)或多個(gè)基本上不可破壞的分離方法分離處理過(guò)的廢料期間，并且任選地在該分離之前進(jìn)一步稀釋處理過(guò)的廢料?！盎旧喜豢善茐牡摹笔侵覆恢率共牧铣叽缑黠@減小或材料降解的方法。例如，當(dāng)分離后的處理過(guò)的廢料的中值尺寸為分離前的處理過(guò)的廢料的至少85％時(shí)，分離方法可被表征為基本上不可破壞的。不同分離方法的非限制性實(shí)例包括密度分離、尺寸分離、光學(xué)分離、以及金屬分離。

圖12中示出了用于從高壓釜102中排出的處理過(guò)的廢料110的濕法加工和分離系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例。使用一個(gè)或多個(gè)篩選裝置112將處理過(guò)的廢料110分離成兩個(gè)或更多個(gè)部分。此類(lèi)篩選裝置的非限制性實(shí)例包括轉(zhuǎn)筒篩、粗篩、細(xì)篩、振動(dòng)平板篩、鋼齒篩(fingerscreen)、彈道分離器、鼓式再碎漿機(jī)等。第一部分114可以包括能夠穿過(guò)篩選裝置的孔的那些材料，材料的非限制性實(shí)例包括再制漿的廢紙部分和小碎片(諸如小塊塑料、金屬、玻璃、砂礫等)、以及液體和溶解的有機(jī)物的水性混合物。在實(shí)施例中，第一部分的固體可以包括按第一部分的固體的重量計(jì)從約20％至約90％、按第一部分的固體的重量計(jì)從約50％至約90％、按第一部分的固體的重量計(jì)從約50％至約80％、按第一部分的固體的重量計(jì)從約50％至約70％的量的再制漿的廢紙部分。例如，再制漿的廢紙部分占第一部分的固體的約三分之二，并且塑料占第一部分的固體的約三分之一。分離的處理過(guò)的廢料的第二部分116可以包括不能穿過(guò)轉(zhuǎn)筒篩的超尺寸的材料(還被稱為廢品)，超尺寸的材料的非限制性實(shí)例包括大碎片，諸如破布、罐、以及大塊塑料和金屬。

在分離過(guò)程中將水添加到處理過(guò)的廢料中，進(jìn)一步稀釋處理過(guò)的廢料并且通過(guò)篩選裝置112的孔沖洗第一部分。在實(shí)施例中，將水以足以將第一部分稀釋至按重量計(jì)從約1％至約20％的固體、按重量計(jì)從約1％至約10％的固體、按重量計(jì)從約1％至約6％的固體、按重量計(jì)從約2％至約5％的固體、或按重量計(jì)從約3％至約5％的固體的量添加到篩選裝置中的處理過(guò)的廢料中。

一個(gè)或多個(gè)篩選裝置的孔可以根據(jù)第一部分中所希望的材料的尺寸調(diào)整，并且可以是相同的或可以沿著篩選裝置的長(zhǎng)度變化。例如，在實(shí)施例中，篩選裝置可以具有平均面積為約20至約400mm²的多個(gè)孔/開(kāi)口。

第一部分可以經(jīng)歷進(jìn)一步加工以將再制漿的廢紙部分與大多數(shù)非纖維素固體分離?？梢允褂貌煌蛛x方法，包括尺寸分離和密度分離。例如，在實(shí)施例中，第二篩選裝置(諸如第二轉(zhuǎn)篩、振動(dòng)篩或空氣分離器)可以用于將大多數(shù)非纖維素固體與第一部分的再制漿的廢紙部分分離以便產(chǎn)生高度沖洗的且基本上無(wú)纖維的非纖維素固體部分，該非纖維素固體部分任選地包括來(lái)自第二部分和第一部分的非纖維素固體?！盎旧蠠o(wú)纖維的”是指按重量計(jì)小于約20％的固體為纖維素固體，更優(yōu)選地按重量計(jì)小于約5％的固體為纖維素固體。例如，從第一部分和/或第二部分回收的基本上無(wú)纖維的非纖維素固體部分可以包括按干重計(jì)從約1％至約5％的量的纖維素固體。

非纖維素固體部分任選地可以使用另外的分離方法分類(lèi)以便回收可再生的塑料和金屬。例如，可以通過(guò)使用磁體回收黑色金屬、使用渦流回收有色金屬和鋁、以及光學(xué)分類(lèi)技術(shù)來(lái)分離金屬?？梢允褂霉鈱W(xué)分類(lèi)技術(shù)分離可再生塑料來(lái)分離塑料，可再生塑料諸如聚乙烯(包括高密度和低密度的)、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚酰胺、以及聚苯乙烯。當(dāng)希望減少回收的可再生材料的水含量時(shí)還可以使用再其他技術(shù)，例如通過(guò)對(duì)回收的可再生材料進(jìn)行機(jī)械脫水。用于機(jī)械脫水的技術(shù)的非限制性實(shí)例包括螺旋壓榨機(jī)和帶式壓榨機(jī)。

在圖12所示的示例性實(shí)施例中，高密度清潔器118用于至少將一部分小的非纖維素固體122(例如，金屬、砂礫、玻璃等)從第一部分114去除。隨后，第一部分120的剩余部分可以經(jīng)歷使用一個(gè)或多個(gè)篩選過(guò)程124的進(jìn)一步加工，以便將其他非纖維素固體128(例如塑料)與再制漿的廢紙部分126分離。隨后可以例如利用螺旋壓榨機(jī)或帶式壓榨機(jī)對(duì)再制漿的廢紙部分126進(jìn)行機(jī)械脫水130，以便至少去除任何液體和溶解的有機(jī)物134的一部分，并且提供具有增加的固體濃度的至少部分脫水的再制漿的廢紙部分132。例如，脫水的再制漿的廢紙部分132可以是按重量計(jì)從約50至約90％的固體，其中固體包括按重量計(jì)大于約30％的纖維素材料(例如，纖維素、半纖維素等)。

有利地，通過(guò)此類(lèi)方法產(chǎn)生的脫水的再制漿的廢紙部分比通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)方法產(chǎn)生的脫水的再制漿的廢紙部分清潔得多，并且其特征在于小于約50lb/t干纖維的生化需氧量(bod)含量。此外，大多數(shù)纖維素材料在再制漿的廢紙部分中回收，其中在對(duì)再制漿的廢紙部分進(jìn)行脫水過(guò)程中去除的液體和溶解的有機(jī)物包括按重量計(jì)小于約0.2％的懸浮固體并且具有再制漿的廢紙部分中的約90％的可溶bod。在一些實(shí)施例中，這些方法的特征可以在于，脫水的再制漿的廢紙部分的bod相對(duì)于未處理的廢料減小。例如，再制漿的廢紙部分的bod可以是小于未處理的廢料的bod的50％、未處理的廢料的bod的從約5％至約40％、未處理的廢料的bod的從約5％至約20％、或未處理的廢料的bod的從約5％至約10％。

從第二部分和/或第一部分中的處理過(guò)的廢料中回收的非纖維素固體還可以經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)過(guò)程來(lái)回收可再生的塑料和金屬。在示例性實(shí)施例中，圖13中示出了用于將非纖維素固體210從處理過(guò)的廢料分離的過(guò)程200。例如，通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)磁體212分離黑色金屬214并且通過(guò)使用渦流216分離有色金屬和鋁218，可以將金屬?gòu)奶幚磉^(guò)的廢料210的第一部分或第二部分分離出?？梢詫⑺芰?22從處理過(guò)的廢料的第一部分或第二部分光學(xué)分離220出，以便回收聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等中的一種或多種224。隨后，分離的可再生金屬和塑料可以在一個(gè)或多個(gè)后續(xù)過(guò)程中用作原料產(chǎn)生其他有用的產(chǎn)品。

3.再生紙產(chǎn)品

在實(shí)施例中，再制漿的紙部分(在機(jī)械脫水之前或之后)可以至少用作含消費(fèi)后紙的產(chǎn)品制造中的纖維素原料的一部分。在一些實(shí)施例中，含紙產(chǎn)品是簿紙或紙巾產(chǎn)品。在一些實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括利用再制漿的紙部分用于產(chǎn)生其他含紙產(chǎn)品，諸如適用于制造紙板、吸水紙片、新聞紙或卡紙板產(chǎn)品(包括波紋卡紙板紙產(chǎn)品)的硬紙板。

4.c5和c6反應(yīng)產(chǎn)物

在實(shí)施例中，再制漿的紙部分(在機(jī)械脫水之前或之后)可以經(jīng)歷化學(xué)處理以形成一種或多種糠醛、有機(jī)酸、有機(jī)酸降解產(chǎn)物等。例如，可以通過(guò)以下方式將再制漿的紙部分轉(zhuǎn)化為一種或多種糠醛、有機(jī)酸、有機(jī)酸降解產(chǎn)物或其組合：將再制漿的紙部分中的纖維素水解為葡萄糖，并且將葡萄糖轉(zhuǎn)化為一種或多種糠醛、有機(jī)酸、有機(jī)酸降解產(chǎn)物或其組合(以下單獨(dú)稱為或統(tǒng)稱為“有機(jī)酸化合物”)。有機(jī)酸化合物的非限制性實(shí)例包括乙酰丙酸、甲酸、乙酸、丙酸等。

可以使用連續(xù)法或分批法在一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中將再制漿的紙部分轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸化合物。此外，不同類(lèi)型的再制漿的紙部分以及其他類(lèi)型的生物質(zhì)進(jìn)料可以在多種位置添加到過(guò)程流或一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中。

水解再制漿的紙部分的步驟可以包括使再制漿的紙部分與蒸汽、蒸汽和至少一種酸或至少一種醇中的一種或多種的組合接觸。合適的酸包括無(wú)機(jī)酸，諸如鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸等；以及有機(jī)酸，諸如乙酸、甲酸等。根據(jù)實(shí)施例，酸可以按再制漿的紙部分的重量計(jì)從約0至約10％的量添加到再制漿的紙部分中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，無(wú)機(jī)酸可以由添加到再制漿的紙部分中的前體諸如二氧化硫形成。合適的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等。

在實(shí)施例中，水解再制漿的紙部分的步驟在150℃至約250℃、約170℃至約240℃、約170℃至約230℃、約170℃至約220℃、或約180℃至約210℃的范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。在實(shí)施例中，水解再制漿的紙部分的步驟可以在第一反應(yīng)器中在約170℃至約190℃的溫度下進(jìn)行約35分鐘至約60分鐘。在實(shí)施例中，第一反應(yīng)器是具有軸向混合的管式反應(yīng)器，諸如連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器(cstr)。在某些實(shí)施例中，包含葡萄糖的再制漿的紙部分可能是期望的產(chǎn)物，并且可以用于例如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的不同微生物過(guò)程(例如，作為微生物的食物)中。

葡萄糖的轉(zhuǎn)化可以在與再制漿的紙部分的水解相同的反應(yīng)器中進(jìn)行，或者在與第一反應(yīng)器串聯(lián)的第二反應(yīng)器中進(jìn)行。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將諸如無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸的酸添加到第二反應(yīng)器中以便將葡萄糖轉(zhuǎn)化為一種或多種有機(jī)酸化合物。合適的無(wú)機(jī)酸包括鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸等，并且合適的有機(jī)酸包括乙酸、甲酸等，并且可以按反應(yīng)器內(nèi)容物的重量計(jì)從約0至約10％或更多的量添加到第二反應(yīng)器中的水解的再制漿的紙部分中，該量取決于參數(shù)，諸如生物質(zhì)的類(lèi)型、特定的酸、反應(yīng)器中的溫度等。

轉(zhuǎn)化水解的再制漿的紙部分的步驟通常在約150℃至約250℃的范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行，該溫度高于用于水解再制漿的紙部分的溫度。例如，在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)化水解的再制漿的紙部分的步驟在約190℃至約220℃的溫度下進(jìn)行約1分鐘至約15分鐘。雖然轉(zhuǎn)化水解的再制漿的紙部分的步驟可以在與水解相同的反應(yīng)器中進(jìn)行，在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)化在包括基本上沒(méi)有軸向混合的管式反應(yīng)器(諸如活塞流反應(yīng)器(pfr))的第二反應(yīng)器中進(jìn)行。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，得到的產(chǎn)物流(其可以是一種或多種有機(jī)酸化合物和焦油的混合物)可以被轉(zhuǎn)移到分離器中用于去除一種或多種有機(jī)酸化合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何合適的分離系統(tǒng)可以用于從得到的產(chǎn)物流中分離一種或多種有機(jī)酸化合物。根據(jù)實(shí)施例，分離方法包括諸如液液提取、氣體汽提、蒸汽汽提、蒸餾等。隨后，一種或多種有機(jī)酸化合物可以捕獲在冷凝器中、在純化器中純化并且儲(chǔ)存在儲(chǔ)存容器中。

5.垃圾衍生燃料(rfd)

在實(shí)施例中，從其他非纖維素固體分離的塑料可以用于制造垃圾衍生燃料，諸如燃料塊或顆粒。有利地，與使用現(xiàn)有技術(shù)方法產(chǎn)生的可再生塑料制備的那些垃圾衍生燃料相比，由通過(guò)在此提供的系統(tǒng)和方法提供的清潔材料產(chǎn)生的垃圾衍生燃料具有更高的能量。例如，使用通過(guò)在此提供的集成再生方法的實(shí)施例回收的塑料產(chǎn)生的垃圾衍生燃料可以具有大于約5,000btu，諸如從約5,000至約15,000btu、從約8,000至約15,000btu、或從約12,000至約15,000btu的能量值。

圖14中示出了示例性過(guò)程300。從非纖維素固體回收的塑料可以與從第二部分回收的破布和其他垃圾組合，以便提供具有按重量計(jì)至少50％的固體含量的原料310。原料310可以被機(jī)械脫水312(例如通過(guò)帶式壓榨機(jī)或螺旋壓榨機(jī))，以便將脫水的原料314的固體含量增加至按重量計(jì)大于約75％，或按重量計(jì)大于約90％。脫水的原料314可以經(jīng)歷切碎316和壓縮和/或切粒318的組合以形成垃圾衍生燃料320。

得到的垃圾衍生燃料優(yōu)選地具有按重量計(jì)大于約90％、按重量計(jì)大于約92％或按重量計(jì)大于約95％的塑料含量，并且具有大于約12,000btu的能量值。在一些實(shí)施例中，隨后，垃圾衍生燃料可以用于聯(lián)產(chǎn)生用于在此所述的方法和系統(tǒng)的電力。

6.熱解

在實(shí)施例中，從其他非纖維素固體分離的塑料(具有或不具有聚烯烴聚合物)可以被熱解以產(chǎn)生適合用作燃料的一種或多種產(chǎn)品。此類(lèi)系統(tǒng)通常包括被配置成使塑料原料熱解的熱解器。在實(shí)施例中，諸如灰分的添加劑可以經(jīng)由與用于引入塑料原料不同的入口直接添加到熱解器中，或者可以在進(jìn)入熱解器之前直接添加到塑料原料中。熱解器將塑料原料轉(zhuǎn)化為適合用于重新使用的一種或多種產(chǎn)物或適用于制備更有價(jià)值的產(chǎn)品的中間體。例如，熱解器通過(guò)本領(lǐng)域已知的熱裂化過(guò)程和催化裂化過(guò)程將塑料轉(zhuǎn)化為燃料、單體、以及其他有價(jià)值的原料和中間體。此類(lèi)過(guò)程可以使得產(chǎn)生有用的烴液體，諸如原油、柴油燃料等。

7.pet薄片或薄膜

在實(shí)施例中，從其他非纖維素固體光學(xué)分離的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)可以用于制造pet薄片或薄膜。例如，可以使用本領(lǐng)域已知的方法將pet切碎以產(chǎn)生pet薄片?？商娲?，可以使用本領(lǐng)域已知的方法將pet形成為pet薄膜。

有利地，在此提供的方法和系統(tǒng)消除了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中通常需要的單獨(dú)預(yù)加工的需要。例如，現(xiàn)有技術(shù)方法需要在pet適于進(jìn)一步加工之前去除標(biāo)簽、殺菌、去除蓋子、以及增密器的過(guò)程。

8.厭氧消化

在實(shí)施例中，從處理過(guò)的廢料分離的液體和溶解的有機(jī)物的至少一部分可以被引入到厭氧消化器中以產(chǎn)生適用于熱電聯(lián)產(chǎn)的生物沼氣?？梢杂蓞捬跸鳟a(chǎn)生的生物沼氣的非限制性實(shí)例包括二氧化碳和甲烷。厭氧消化器還可以產(chǎn)生適合用作固體燃料和/或堆肥的殘留材料。

圖15中示出了包括厭氧消化器428的示例性系統(tǒng)400。在高壓釜412中處理廢料410以獲得處理過(guò)的廢料414，在篩選裝置416中分離該處理過(guò)的廢料以獲得第一部分418，該第一部分包括再制漿的紙部分、液體和溶解的有機(jī)物，以及第二部分420。第一部分418隨后經(jīng)歷進(jìn)一步加工422，其中將再制漿的紙部分424分離用于后續(xù)加工，得到包含液體和溶解的有機(jī)物的濾液426。將濾液426引入到厭氧消化器428中以產(chǎn)生生物沼氣430。隨后，來(lái)自厭氧消化器428的流出物432可以被再生并重新使用，例如，作為用于高壓釜412的稀釋劑或用于處理過(guò)的廢料414的濕法加工416。

厭氧消化器有利地產(chǎn)生生物沼氣，該生物沼氣可以用于聯(lián)產(chǎn)生用于操作在此所述的再生方法和系統(tǒng)的電力。在實(shí)施例中，生成的生物沼氣的量足以產(chǎn)生最高達(dá)70％的再生系統(tǒng)的能量需求。

9.集成系統(tǒng)

上述系統(tǒng)和方法的不同方面可以組合以提供用于處理廢料的集成再生系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和方法特別適合用于已經(jīng)使水處理設(shè)施在適當(dāng)位置的工廠中。例如，集成再生系統(tǒng)可以共處于水處理設(shè)施或具有就地的水處理設(shè)施的任何其他工業(yè)設(shè)施(諸如制漿造紙廠)處。

圖16中示出了集成再生系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。系統(tǒng)包括被配置成接收廢料510并且在升高的加工溫度和壓力下處理廢料的壓力容器512。處理過(guò)的廢料514可以在串聯(lián)的兩個(gè)篩選裝置516、517中經(jīng)歷濕法加工和分離成三個(gè)部分—包括再制漿的廢紙部分的第一部分520、包括非纖維素固體的第二部分518、以及包括大碎片的第三部分522。

第一部分520可以經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)后續(xù)分離522以去除存在于第一部分520中的大多數(shù)任何非纖維素固體(未示出)，并且可以被機(jī)械脫水以從第一部分520分離液體和溶解的有機(jī)物524，從而提供包括以按固體的重量計(jì)大于約50％的量存在的纖維素的再制漿的紙部分526。例如，第一部分520的再制漿的紙部分526的固體可以包括按固體的重量計(jì)從約50％至約90％、按固體的重量計(jì)從約50％至約80％、或按固體的重量計(jì)從約50％至約70％的量的纖維素。隨后，再制漿的廢紙部分526可以在一個(gè)或多個(gè)過(guò)程中用于產(chǎn)生有用的產(chǎn)品，諸如含消費(fèi)后紙產(chǎn)品或有機(jī)酸化合物。

第二部分518還可以經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)后續(xù)分離528以便回收高度清潔且基本上無(wú)纖維的可再生的塑料和金屬530。塑料可以在一個(gè)或多個(gè)過(guò)程中用于產(chǎn)生垃圾衍生燃料、適合用作燃料的一種或多種產(chǎn)物、或pet薄片或薄膜。

從處理過(guò)的廢料分離的液體和溶解的有機(jī)物524可以被引入到厭氧消化器534中以產(chǎn)生生物沼氣536和可以再生并且重新用于處理廢料的流出物538，諸如壓力容器512中的稀釋劑或冷卻水或者濕法加工和分離516中的稀釋劑。垃圾衍生燃料、適合用作燃料的產(chǎn)物以及生物沼氣也可以重新用在方法和系統(tǒng)中，例如，以產(chǎn)生操作集成的再生系統(tǒng)和方法所需的能量。

因此，集成的再生系統(tǒng)和方法可以有利地至少是能量中和過(guò)程，不需要除了在再生過(guò)程中產(chǎn)生的能源的另外能源。在一些情況下，集成再生系統(tǒng)和方法可以是能量產(chǎn)生過(guò)程，產(chǎn)生了比再生方法中所需的更多的能量。隨后，這種過(guò)剩能量可以用于減少系統(tǒng)共處其中的工業(yè)設(shè)施(諸如制漿造紙廠)的外部能量需求。

因此，實(shí)施例中描述的集成再生系統(tǒng)和方法提供了許多優(yōu)點(diǎn)，減少了轉(zhuǎn)移到垃圾填埋場(chǎng)或焚化爐的廢料的量并且有效地將材料再生和再利用為有用產(chǎn)品。

出于描述和限定本發(fā)明傳授內(nèi)容的目的，應(yīng)當(dāng)指出術(shù)語(yǔ)“基本上”在此用于表示固有的不確定性程度，該不確定性程度可以歸因于任何定量比較、值、測(cè)量、或其他表示。術(shù)語(yǔ)“基本上”在此還用于表示以下程度，通過(guò)該程度定量表示可以不同于所述的參考而不導(dǎo)致討論中的主題的基本功能的改變。

盡管已經(jīng)關(guān)于不同的實(shí)施例描述了這些傳授內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在所附披露內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)，這些傳授內(nèi)容還能夠具有多種多樣的另外和其他的實(shí)施例。