Schüttgutreinigungsanlage

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut, enthaltend: a) eine Aufnahme- und Fördereinrichtung zum Aufnehmen und zum Fördern des verschmutzten Schüttguts innerhalb der Anordnung, b) eine mechanische Trenneinheit zur mechanischen Trennung des Schüttguts mit einer Zufuhr- und Mischvorrichtung zur Zuführung und Durchmischung von Stützkörnern und Wasser zu dem verschmutzten Schüttgut, c) eine Siebvorrichtung mit einem Schwingsieb zum Abscheiden grobkörniger Bestandteile, insbesondere der Stützkörner, d) eine Zentrifuge zum Abscheiden von Verunreinigungen vom Schüttgut, einen Aufströmklassierer zum Aufströmen von gelösten Schwebestoffen aus dem Schüttgut,

Entwässerungsmittel zur Trennung des gesäuberten Schüttguts und des darin enthaltenen Wassers.

Stand der Technik Schüttgut, insbesondere Sand, Granulat oder Kies, wird häufig als Filtermaterial, wie beispielsweise in Kläranlagen, eingesetzt. Durch die Filterung wird das Schüttgut verunreinigt. Auch beim Straßenbau oder in der Ölindustrie wird Schüttgut verwendet, welches auf unterschiedlichste Weise verschmutzt ist. Unter verunreinigte Materialien, für die vorliegende Erfindung Anwendung findet, fallen auch Ölschlämme. Der Schmutz beziehungsweise die Verunreinigung lassen sich häufig nur sehr schwer unter Einsatz von Chemikalien von dem Schüttgut trennen. Dies verursacht hohe Kosten bei der Reinigung. Alternativ wird das verunreinigte Schüttgut überhaupt nicht mehr verwendet und nur noch endgelagert. Es sind verschiedene Anordnungen zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut oder vergleichbarem Gut bekannt.

So beschreibt die deutsche Patentschrift DE 40 34 227 C2 ein Verfahren zum Aufbereiten von Ablagerungen, insbesondere von Sedimenten, insbesondere von Sedimenten bei der Gewässerausbaggerung, von Abraummaterial oder dergleichen, bei dem das zu behandelnde Material in aufeinander folgenden Stufen klassiert und von Schadstoffen gereinigt wird. Die gewonnenen Sedimente kommen dabei auf ein Sieb mit hochfrequenter Schwingung. Das passierte Gut wird einem Schwertwäscher zugeführt und gelangt danach in einen Siebzyklon, der mit einer Waschtrommel, sowie einem Schwingklassierer eine erste Trennstufe bildet. In einer zweiten Trennstufe werden organische und anorganische Bestandteile einer Zyklonanlage zugeführt, die die Abscheidung des Sandes durch einen Schwertrübsortierer über einen Schwingentwässerer einem Sandlager zuführt. Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 298 24 791 Ul offenbart ferner eine Anordnung zur Sandtrennung durch Dichtegradienten. Durch das Sandgemisch wird feinblasige Luft geperlt. Dieses Sandlager kann die Aufgabe eines vorgeschalteten Sandseparators mit übernehmen.

Die EP 0 613 722 AI beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung von Wasser und Feststoffen, insbesondere zur Gewinnung von wiederverwendbaren Sand. Dabei wird der verunreinigte Sand in einen Vorlagensumpf eingebracht und nach Zufuhr von Waser mittels einer Fördereinrichtung in eine Siebeinrichtung überführt und dadurch von großen Festkörpern getrennt. Das verbleibende Wasser-Feststoff-Gemisch wird über eine zweite Fördereinrichtung einem Hydrozyklon und anschließend einem Wirbelsichtsortierer zugeführt. Mittels einer Entwässerungsvorrichtung erfolgt die restliche Trennung des Sandes vom Wasser.

Die DE 198 10 866 AI beschreibt eine Anlage, unter Nutzung einer Demineralisierung, zur Aufbereitung eines Feinstoffgemisches mit mineralischen, organischen und wässrigen Anteilen. Kern der Anlage ist ein Drehteller mit einer auf das Zentrum des Drehtellers gerichteten Zuführung für das Feinstoffgemisch. Das Feinstoffgemisch wird durch die Rotation des Drehtellers abgeschleudert und in einer Sammeleinrichtung aufgefangen. Weitere Aufbereitungen der eingesammelten Flüssigkeiten und Schlämme schließen sich der Demineralisierung an.

Die Veröffentlichung METHA- Erste Großanlage zur Aufbereitung von Hafensedimenten-, beschäftigt sich mit der Aufbereitung des Sediments im Fließgewässer. Die Trennung des verunreinigten Schlicks von Sand und anderen Bestandteilen erfolgt in drei Schritten: Eine Vortrennung durch rotierende Trommelsiebe bewirkt eine Grobabtrennung von Fremdstoffen. Zur weiteren Reinigung wird das Stoffgemisch anschließend durch Hydroklassierung aufbereitet. Ein Aufstromsortierer trennt anschließend die Schadstoffe von Sand. Eine Entwässerung des Sandes erfolgt über Entwässerungssiebe. Die Patentschrift DE 199 07 513 Cl offenbart ein Verfahren zur Reinigung verunreinigter körniger Stoffe durch Attrition, d.h. durch Rühren in einer Wasseraufschlämmung. Die DE 41 40 845 1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus kontaminierten Böden. Durch ein Hochdruckwasserstrahlrohr wird der kontaminierte Boden aufgeschlossen und anschließend in einer Klassierungseinrichtung in einzelne Kornfraktionen weiter aufbereitet. Die abschließende Reinigung erfolgt in einer Flotationseinrichtung zum Trennen der flüssigen von den festen Bestandteilen.

Die Offenlegungsschrift DE 196 21 892 AI offenbart eine Vorrichtung zur In -Situ- Reinigung von Sanden, beispielsweise von Sandkästen, Sanden von Stränden, ect. Der Sand wird vor Ort durch einen Waschvorgang und anschließender Klassierung gereinigt. Die Reinigungsanlage besteht aus mehreren auf eine mobile Einheit monierte Anlagenkomponente .

Die US 2004 0082 828 AI beschreibt eine Verfahren zum Dekontaminieren von Erdreich, das anorganische Verunreinigungen enthält. In einem ersten Schritt werden mittels einer Schüttelrutsche, die anorganischer Verunreinigungen, die in Partikelform in einem Grobanteil enthalten sind, herausgelöst. In einem weiteren Schritt werden mittels einer Wendelrutsche die anorganischer Verunreinigungen, die in Partikelform in einem Zwischenanteil enthalten sind, entfernt. Abschließend werden mittels eines Mehrfach- Schwerkraftseparators die anorganischer Verunreinigungen in Partikelform, die in einem Feinanteil enthalten sind, separiert. Durch diese Methode werden die anorganischer Verunreinigungen in den Grob-, Zwischen- und Feinanteilen weitestgehend eliminiert.

Nachteil der bekannten Anordnungen zur Reinigung von verschmutztem Sand ist, dass das Ergebnis häufig nicht ausreichend gut ist. Es haften oft noch Verschmutzungsreste an dem Sand an. Solche Verschmutzungen lassen sich derzeit bestenfalls mit Chemikalien, wie Lösungsmittel, von dem Sand lösen. Die Verwendung von Chemikalien ist jedoch nicht nur kostenintensiv, sondern kann auch die Umwelt beeinträchtigen. Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben genannten und andere bestehende Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine umweltfreundliche Vorrichtung zu schaffen, die die Reinigung auch von sehr stark, bspw. mit Ölrückständen, verschmutztem Schüttgut ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Anordnung zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut der eingangs genannten Art g) einen Wasserdampfgenerator, welcher das Schüttgut mit Wasserdampf bearbeitet. aufweist.

Die Erfindung beruht auf einem Prinzip, das Schüttgut mit heißem Wasserdampf unter Hochdruck zu reinigen. Dabei ist ein effizientes Entfernen besonders von fettigen Verschmutzungen möglich. Die Wirksamkeit einer Dampfreinigung hängt vor allem von der Temperatur und dem Druck des Wasserdampfstrahls ab. Bei einer Heißdampfreinigung werden üblicherweise Temperaturen von über 300 °C erzeugt. Die Reinigung von verschmutztem Schüttgut durch heißen Wasserdampf setzt dabei allein auf mechanische Reinigungsstufen, die im Gegensatz zur Verwendung von Chemikalien umweltfreundlich sind. Die Anordnung zur Reinigung von Schüttgut besteht aus mechanischen Komponenten, die so angeordnet und kombiniert sind, dass das Ergebnis der Reinigung optimal ausfällt, ohne die Umwelt übermäßig zu belasten. Die Anordnung besteht aus mehreren Bearbeitungsstufen. Über Förderbänder wird das jeweilige Gut von Bearbeitungsstufe zu Bearbeitungsstufe transportiert.

In einer ersten Bearbeitungsstufe wird in die Zufuhr- und Mischvorrichtung dem verunreinigten Schüttgut Stützkörner mit Wasser hinzugefügt. Durch das beigemengte Stützkorn werden die Verunreinigungen in kleine Bestandteile zerrieben, zerschossen oder aufgelöst. Anstelle der Stützkörner kann ein erster Wasserhochdruckgenerator heißen Wasserdampf erzeugen. Dieser Wasserdampf wird mit Hochdruck in die Zufuhr- und Mischvorrichtung geführt. Die Anordnung kann aber auch so gewählt werden, dass sowohl Stützkörner, als auch heißer Wasserdampf unter Hochdruck dem Schüttgut zugeführt wird. Durch diese Maßnahme wird das Lösen der Verunreinigung vom Schüttgut durch die heißen Wasserstrahlkräfte und die umher wirbelnden Stützkörner erheblich verbessert.

In einer zweiten Bearbeitungsstufe wird das Schüttgut-, Stützkörner und Wassergemisch auf ein Schwingsieb befördert. Ein zweiter Wasserhochdruckgenerator ist für die Siebvorrichtung vorgesehen. Dabei wird dem verschmutzte Schüttgut auf dem Schwingsieb heißer Wasserdampf unter Hochdruck zugeführt. Hier wird beispielsweise über Wasserdüsen das verunreinigte Schüttgut mit heißem Wasser bestrahlt. Eine oder mehrere Wasserdüsen können dabei geschwenkt werden. Der heiße Wasserstrahl beschleunigt den Siebvorgang. Die Körner des Schüttguts, die durch die Öffnungen des Siebes passen, werden dort schneller hindurch gespült und wieder der Zufuhr- und Mischvorrichtung zugeführt. Übergrößen oder größere Störstoffe können hier ebenfalls ausgesiebt und beispielsweise über ein Förderband ausgetragen und dem weiteren Waschprozess somit entzogen werden.

In einer weiteren besonderen Ausgestaltung besteht noch die Möglichkeit, die Öffnungen des Schwingsiebs in ihrer Größe variabel auszubilden. Dadurch kann die Korngröße noch ausgewählt werden, welche durch das Sieb gelangen soll. In einer dritten Bearbeitungsstufe wird das nun vorliegende Gemisch aus der zweiten Bearbeitungsstufe einer Zentrifuge zugeführt. Die Zentrifuge trennt einen großen Teil des Schüttgutes von Wasser und Verunreinigungen aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichte. Das getrennte Wasser mit den darin gelösten Verunreinigungen wird beispielsweise in einen Zwischenbehälter geleitet.

In einer vierten Bearbeitungsstufe fällt das Schüttgut mit den Resten an Verunreinigung in einen unter der Zentrifuge aufgestellten Aufströmklassierer. Der Aufströmklassierer trennt durch sein Funktionsprinzip Schüttgut von Schwebestoffen. Die Schwebestoffe werden hierbei durch Wasser ausgespült und ebenfalls in den Zwischenbehälter geleitet.

Das ausgespülte Schüttgut aus dem Aufströmklassierer wird in einer fünften Bearbeitungsstufe auf einen Schwingentwässerer gegeben. Dieser entwässert das Schüttgut so, dass das Schüttgut über ein Förderband von der Anordnung abgezogen und auf eine Halde gefördert werden kann. Wasser welches bei diesem Vorgang separiert wird fließt ebenfalls in den Zwischenbehälter.

Praktisch alle Stoffe die dem Reinigungsvorgang dieser Anordnung zugesetzt werden, werden separiert und lassen sich, mit Ausnahme der Verunreinigung, erneut dem Prozess zuführen. Die Anordnung dient daher einer besonders umweltschonenden Reinigung von verschmutztem Schüttgut.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut ergibt sich dadurch, dass eine Vorrichtung zur Entwässerung von bei der Reinigung entstandenem Schlamm vorgesehen ist. Diese Vorrichtung zur Entwässerung von Schlamm kann als sechste Bearbeitungsstufe der Anordnung zugefügt werden. Die in den Zwischenbehälter geleiteten Verunreinigungen, Schwebestoffe und Prozesswasser werden über eine Pumpenstation abgepumpt und einer Schlammpresse zugeführt. In dieser Schlammpresse wird Wasser von den restlichen Inhaltsstoffen, d.h. Verunreinigung und Schwebestoffe, getrennt. Das so gesäuberte Wasser wird der Schüttgutwäsche wieder zur Verfügung gestellt. Der ausgepresste Schlammkuchen kann entsorgt werden.

In einer besonderen Variante ist die erfindungsgemäße Anordnung zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut mobil ausgebildet. Kläranlagen benötigen nicht kontinuierlich einer Reinigung von Schüttgut. Die Anschaffungskosten für eine solche Reinigungsanordnung sind gerade für kleine Kläranlagen nicht lohnenswert. Daher dient diese Mobilität der Anordnungen dazu, die Anordnung zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut immer an ihren Einsatzort schaffen zu können. Die Kosten für eine solche Anlage können beispielsweise von kleineren Kommunen dann geteilt werden. Bevorzugterweise ist die Anordnung zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut als Einheit ausgebildet. Durch diese Maßnahme lässt sie sich kompakt herstellen und ist damit auch praktisch an jedem Ort einsetzbar.

Da es sich bei dem verschmutzten Schüttgut oft um erhebliche Mengen handelt, sind die Transportkosten zu der Reinigungsanordnung recht hoch. Um eine vielfältigen Einsatz an verschiedenen Orten zu erreichen, ohne die Anlage für einen Transport zu zerlegen, ist die Anordnung mobil mit einer Transporteinheit ausgebildet. Die Transporteinheit kann bspw. als Tieflader ausgebildet sein worauf die erfindungsgemäße Anordnung weitestgehend fest installiert ist. Auf diese Weise lässt sich die Anordnung schnell überall hin bewegen.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche, sowie den Zeichnungen mit den dazugehörigen Beschreibungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt in dreidimensionaler Darstellung eine erfindungsgemäße Anordnung zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut als schematische Prinzipskizze.

Fig. 2 zeigt in dreidimensionaler Darstellung eine schematische Prinzipskizze die

Zufuhr- und Mischvorrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung.

Fig. 3 zeigt in dreidimensionaler Darstellung eine schematische Prinzipskizze des

Aufströmklassierers der erfindungsgemäßen Anordnung.

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 wird mit 10 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut bezeichnet. Die Anordnung befindet sich als einer Einheit auf einem Auflieger 11 für einen nicht dargestellten Sattelschlepper, wodurch die Anordnung mobil wird. Räder 13 des Aufliegers 11 sind ansatzweise zu sehen.

Das verschmutzte Schüttgut wird in einen als Aufnahme ausgebildeten Trichter 12 eingefüllt. Das verschmutzte Schüttgut fällt durch den Trichter 12 auf ein Förderband 14, 16, 22, 29, 34. Das Förderband 14, 16, 22, 29, 34 besteht aus mehreren Komponenten und transportiert das verschmutzte und später gereinigte Schüttgut, sowie die Verunreinigungen zwischen den einzelnen Bearbeitungsstufen. Über die Förderbänder 16 werden Stützkörner auf das Förderband 14 dem verschmutzten Schüttgut zugeführt.

Dieses Gemisch gelangt in eine Mischvorrichtung 18 einer mechanischen Trenneinheit. Ein erster Wasserhochdruckgenerator 20 bestrahlt mit seinem heißen Wasserstrahl das Gemisch aus Stützkörnern und verschmutztem Schüttgut. Durch das beigemengte Stützkorn werden die Verunreinigungen in kleine Bestandteile zerrieben, zerschossen oder aufgelöst. Alternativ kann das Schüttgut aber auch nur mit heißem Wasserdampf unter Hochdruck gereinigt werden.

Das Förderband 22 unterhalb der Mischvorrichtung 18 transportiert das so gelöste Gemisch aus verschmutztem Schüttgut, Stützkörnern und Wasser auf ein Schwingsieb 24 einer Siebvorrichtung 25. Ein zweiter, in dieser Abbildung nicht sichtbarer, Wasserhochdruckgenerator erzeugt einen oder mehrere heiße Wasserstrahlen und/oder Wasserdampf, mit denen der verschmutzte Schüttgut auf dem Schwingsieb 24 zur Beschleunigung des Siebvorgangs bestrahlt wird. Öffnungen 26 des Schwingsiebs 24 sind in ihrer Größe variabel gehalten, um unterschiedliche Korngrößen abscheiden zu können. Die Größe der Öffnungen 26 wird dabei insbesondere so gewählt, dass die Stützkörner abgetrennt werden und von dem Schwingsieb 24 auf die Förderbänder 16 fallen. Von dort werden sie wieder dem Prozess, d.h. auf das Förderband 14 dem verschmutzten Schüttgut, zur Vermischung zugeführt.

Von dem Schwingsieb 24 wird das verschmutzte Schüttgut nun mit einer nicht dargestellten Pumpenstation einer Zentrifuge 28 zugeführt. In der Zentrifuge 28 wird ein großer Teil des Schüttgutes von Wasser und Verunreinigungen getrennt. Ein anderer Teil des ausgesiebten Materials wird über das Förderband 29 an einem Ort 31 abgelagert. L- förmige Steine 33 dienen zur Abgrenzung und verhindern, dass Verunreinigungen unter die Maschine gelangen.

Das getrennte Wasser mit Anteilen an Verunreinigungen wird in einem nicht dargestellten Zwischenbehälter geleitet. Das Schüttgut mit den Resten an Verunreinigungen fällt in einen unter der Zentrifuge 28 aufgestellten Aufströmklassierer 30. Der Aufströmklassierer 30 trennt durch sein Funktionsprinzip das Schüttgut von Schwebestoffen. Die Schwebestoffe werden hierbei durch Wasser ausgespült und ebenfalls in den Zwischenbehälter geleitet. Das so gereinigte Schüttgut wird aus dem Aufströmklassierer 30 ausgespült und auf ein als Schwingentwässerer ausgebildetes Entwässerungsmittel gegeben. In dem Schwingentwässerer wird dem Schüttgut weiteres Wasser entzogen. Anschließend wird das saubere Schüttgut über das Förderband 34 transportiert und an einem Ort 36 zur weiteren Nutzung angehäuft. In Figur 2 wird gegenüber Figur 1 die Mischvorrichtung 18 vergrößert als Detailzeichnung mit dem ersten Wasserhochdruckgenerator 20 dargestellt. Die Mischvorrichtung 18 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein quaderförmiges Gestell 38 auf, in dem auf der oberen Seite eine als Trichter ausgebildete Zufuhr 40 vorgesehen ist. Das Gemisch aus verschmutztem Schüttgut mit den Stützkörnern wird durch den heißen Wasserstrahl und/oder Wasserdampf des Wasserhochdruckgenerators 20 zerrieben. Das Gemisch wird so gelöst und fällt auf das Förderband 22, welches das Gemisch schließlich zum Schwingsieb 24 befördert. Unterhalb des Förderbands 22 befindet sich ein Auffangbehälter 42. Der Auffangbehälter 42 fängt Material und Wasser auf, was nicht auf das Förderband 22 gelangt.

In Figur 3 ist der Aufströmklassierer 30 als vergrößerte Detailansicht zu sehen. Das verschmutzte Schüttgut wird in denen Aufströmklassierer 30, welcher sich ebenfalls in einem quaderförmigen Gestell 44 befindet, eingeführt. Mit 46 wird der Rand und mit 48 der Innenraum des Aufströmklassierers 30 bezeichnet. Wasser wird von unten in den Innenraum 48 des Aufströmklassierers 30 eingeströmt, so dass die gegenüber dem Schüttgut leichteren Schmutzpartikel nach oben strömen und mit dem Wasser über den oben liegenden Rand 46 weggespült werden. Bezugszeichen

Anordnung (zur Reinigung von verschmutztem Schüttgut)

Auflieger

Trichter

Räder

Förderband

Förderband

Mischvorrichtung

Wasserhochdruckgenerator

Förderband

Schwingsieb

Siebvorrichtung

Öffnungen

Zentrifuge

Förderband

Aufströmklassifizierer

Ort

"L"-Förmige Steine

Förderband

Ort

Quaderförmiges Gestell

Trichter

Auffangbehälter

Quaderförmiges Gestell

Rand des Aufströmklassifizierers

Innenraum des Aufströmklassifizierers