Dietmar, Guschall
Heiner, Helmerth
Axel, Himmel
J�rg
Dietmar, Guschall
Heiner, Helmerth
Axel, Himmel
J�rg
| 1. | Verfahren zur Aufbereitung von Mischkunststoffen, insbe¬ sondere von gemischten Kunststoffen aus dem Hausmüll, bei dem das aufzubereitende Material in einer Zerkleine¬ rungsstufe zunächst zerkleinert wird und magnetische Stoffe aus dem zerkleinerten Material enfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß a) das zerkleinerte Material thermisch agglomeriert oder unter Druck kompaktiert (preßagglomeriert) wird, wobei flüchtige Stoffe, wie z. B. Wasserdampf, Asche und Papier, durch Aubsaugvorrichtungen (55) abgesaugt werden, b) das agglomerierte Material getrocknet wird und c) das agglomerierte Material gesiebt wird. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Feinkornsieb (65) der Feinkornanteil aus dem agglomerierten Material abgesiebt wird. |
| 3. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß mit einem Grobkornsieb (70) grobe Körner aus dem agglomerierten Material abgesiebt werden. |
| 4. | Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzubereitende Material in der Zerkleinerungsstufe mit einem Schneid walzenzerkleinerer (Shredder 10) zerkleinert wird. |
| 5. | Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzubereitende Material in dem Shredder (10) auf einer Größe von 30 mm bis 100 mm, vorzugsweise 50 mm, zerkleinert wird. |
| 6. | Verfahren nach Ansprüche 4 oder 5 dadurch gekennzeich¬ net, daß zur Erhöhung des Materialdurchsatzes in der Zer¬ kleinerungsstufe mehrere Shredder (10) parallel betrie¬ ben werden. |
| 7. | Verfahren einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das aufzubereitende Material vor der Eingabe in den Shredder (10) vorzerkleinert und daß das vorzerkleinerte Material mit einem Stopfwerk (12) in den Shredder (10) gestopft wird. |
| 8. | Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Vorzerkleinerung solche Bestandteile des aufzu¬ bereitenden Materials, die ein bestimmtes, vorgegebenes Gewicht überschreiten, aussortiert werden, indem das vorzerkleinerte Material über eine Klappvorrichtung geführt wird, deren Mechanismus in Abhängigkeit von dem auf ihr lastenden Gewicht ausgelöst wird. |
| 9. | Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß nach der Vorzerkleinerung mit einem Magnetab¬ scheider magnetische Stoffe aus dem aufzubereitenden Ma¬ terial entfernt werden, bevor das aufzubereitende Materi¬ al in die Zerkleinerungsstufe (10, 11, 12) gegeben wird. |
| 10. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß nach der Zerkleinerung des aufzubereitenden Materials in der Zerkleinerungsstufe (10, 11, 12) die magnetischen Stoffe mit einem Magnetab¬ scheider, vorzugsweise einem Überbandmagneten (15) , abgeschieden werden. |
| 11. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte Material in einem Drehrohrtrockner (20) thermisch getrocknet wird. |
| 12. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das aufzubereitende Material in einen Windsichter (30) eingeblasen wird, in dem Stoffe, die eine bestimmte, vorgebbare Massendichte überschreiten, aus dem zerkleinerten Material aussor¬ tiert werden. |
| 13. | Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Anteil des aufzubereitenden Leichtgutes mit einem mechanischen Förderer (38) aus dem Windsich¬ ter (30) entnommen wird und daß Folienteile und dergl . durch einen Windkanal (BypassSchlauch, 35) aus dem Windsichter (30) in den mittleren Abschnitt des mechani¬ schen Förderers (38) geführt werden. |
| 14. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem zerkleinerten und von magnetischen Stoffen befreiten Material Inertstoffe entfernt werden, indem das Material von einem mit einem Siebboden (34) versehenen mechanischen Förderer trans¬ portiert wird. |
| 15. | Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Siebstrecke (34) Körner mit einer Größe von weniger als 5 mm aus dem aufzubereitendem Material abgesiebt werden. |
| 16. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzubereitende Materi¬ al vor der Eingabe in den Agglomerator (50) in einem Puffersilo (40) durch Umwälzung homogonisiert wird. |
| 17. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzubereitende Materi¬ al in dem Agglomerator (50) zunächst angeschmolzen und dann schlagartig abgekühlt wird (thermisches Agglome¬ rieren) . |
| 18. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das agglomerierte Material auf einer Trockenstrecke (60, 61) auf eine bestimmte, vorgegebene Restfeuchte getrocknet wird, und daß der Feinkornanteil des agglomerierten Materials mit einem Trommelsieb (65) abgesiebt wird. |
| 19. | Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung auf einer pneumatischen Förder¬ strecke (61) erfolgt. |
| 20. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das agglomerierte Material auf eine Restfeuchte von weniger als 1% getrocknet wird. |
| 21. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinkörner mit einer Größe unterhalb von 1 mm bis 2 mm, vorzugsweise unter¬ halb von 1.6 mm, aus dem agglomerierten Material abge¬ siebt werden. |
| 22. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß grobe Körner und Flusen mit einem Stangensieb (70) aus dem agglomerierten Material abgesiebt werden. |
| 23. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß zur Absiebung des Grobkornan¬ teils die Körner mit einer Größe von mehr als 20 mm aus dem agglomerierten Material entfernt werden. |
| 24. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß aus dem agglomerierten Material die nichtmagnetischen Metalle (NEMetalle) mit einem Wirbelstromabscheider (80) herausgetrennt werden. |
| 25. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Überkornanteil des im Prozeß verbliebenen Materials, insbesondere Körner mit einer Größe von mehr als 8 mm, mit einem bewegten Sieb (75) ausgesiebt und mit einer Schneidmühle (90) erneut zerkleinert wird. |
| 26. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkunststoffe in folgenden Schritten aufbereitet werden: a) Zerkleinern der Mischkunststoffe mit einem Shred¬ der (10) , vorzugsweise auf eine Größe vo 50 mm bis 65 mm; b) Abscheiden magnetischer Materialien mit einem Mag¬ netabscheider (15) ; c) Thermisches Trocknen des aufzubereitenden Materials in einem Drehrohrtrockner (20) ; d) Absieben des Feinkornanteils mit einer Größe von weniger als 5 mm bis 10 mm, vorzugsweise weniger als 7 mm, mit einem Trommelsieb; e) Abscheiden von Schwergut mit einem Windsichter (30) ; f) Absieben des Feinkornanteils mit einer Größe von weniger als 3 mm bis 7 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm, auf einer Siebsstrecke (34) ; g) Lagerung und Homogenisierung des aufzubereitenden Materials in einem Puffersilo (40) ; h) Agglomerieren des aufzubereitenden Materials in einem Agglomerator (50) , wobei flüchtige Stoffe mit Hilfe von Absaugvorrichtungen (55) abgesaugt werden, i) Trocknen des agglomerierten Materials auf einer Trockenstrecke (60, 61) ; j) Absieben des Feinkornanteils, mit einer Größe von weniger als 1 mm bis 2 mm, vorzugsweise weniger als 1.6 mm, mit einem Trommelsieb (65) ; k) Absieben des Grobkornanteils mit einer Größe von mehr als 15 bis 30 mm, vorzugsweise mehr als 20 mm, mit einem Stangensieb (70) ; Absieben der Körner mit einer Korngröße von mehr als 5 bis 10 mm, vorzugsweise mehr als 8 mm, mit einem Schwingungssieb (75) , wobei die größeren Körner den Siebüberlauf und die kleineren den Siebunterlauf bilden; m) Fördern des Siebunterlaufs aus Schritt 1) in ein La¬ gersilo (100) ; n) Abscheiden nichtmagnetischer Metalle aus dem Sieb¬ überlauf von Schritt 1) mit einem Wirbelstromabschei¬ der (80) , Zerkleinern des Siebüberlaufs mit einer Schneidmühle (90) und erneutes Aufgeben des zerklei¬ nerten Materials auf das Schwingungssieb (75) . |
| 27. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem aufzubereiten¬ den Material entfernten Stoffe, insbesondere die magne¬ tischen und die nicht magnetischen Metalle, die Inert¬ stoffe, die schweren Kunststoffe sowie der abgesiebte Feinkorn und Überkornanteil, zur weiteren Verwertung jeweils getrennt gelagert werden. |
| 28. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß von dem zerkleinerten Material zur Erhöhung des Materialdurchsatzes mehrere Windsichter (30) und/oder Siebstrecken (34) parallel durchlaufen werden. |
| 29. | Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Betrieb der Aufbe¬ reitungsanlage erforderliche Energie, insbesondere die zur Trocknung erforderliche Energie, durch Kraft und Wärmekopplung erzeugt wird. |
| 30. | Anlage zur Aufbereitung von Mischkunststoffen, insbeson¬ dere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vor¬ angehenden Ansprüche, mit einer Zerkleinerungsstufe (10, 11, 12) und mit einem Magnetabscheider (15) , gekennzeichnet durch einen Agglomerator (50) für das zerkleinerte Material, Absaugvorrichtungen (55) zum Absaugen flüchtiger Stoffe während des Agglomerierens, eine Trockenstrecke (60) für das agglomerierte Material und ein Feinkorn¬ sieb (65) zum Absieben des Feinkornanteils aus dem agglomerierten Material . |
| 31. | Anlage nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch ein dem Agglomerator (50) nachgeschaltetes Grobkornsieb (70) zum Absieben des Uberkornanteils des agglomerierten Ma¬ terials . |
| 32. | Anlage nach Anspruch 30 oder 31, gekennzeichnet durch einen der Zerkleinerungsstufe (10, 11, 12) nachgeschal¬ teten Windsichter (30) zum Abtrennen von Schwergut aus dem zerkleinerten Material . |
| 33. | Anlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Windsichter (30) in seinem hinteren, von dem Geblä¬ se (32) abgewandten Abschnitt eine Siebstrecke (34) , insbesondere ein Schwingungssieb, aufweist, welche im wesentlichen parallel zum Luftstrom aus dem Geblä¬ se (32) angeordnet ist, wodurch der hintere Abschnitt des Windsichters (30) in einen oberen und einen unteren Bereich unterteilt wird, daß angrenzend an diesen unteren Bereich ein Kratzförderer (38) angeordnet ist und daß ein Windkanal (35) jenen oberen Bereich mit dem mittleren Abschnitt des Kratzförderers (38) verbindet. |
| 34. | Anlage nach einem der Ansprüche 30 bis 33, gekennzeich¬ net durch ein Puffersilo (40) , das eine vertikale Schnecke (45) zum Umwälzen des gelagerten Gutes auf¬ weist und dessen Austrag mit dem Agglomerator (50) verbunden is . 47 . |
| 35. | Anlage nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Feinkornsieb zum Absieben des Feinkornanteils aus dem agglomerierten Material als Trommelsieb (65) ausgebildet und in der Trocken¬ strecke (60) zum Trocknen des agglomerierten Materials angeordnet ist . |
| 36. | Anlage nach einem der Ansprüche 30 bis 35, gekennzeich¬ net durch einen dem Agglomerator (50) und der Trocken¬ strecke (60) nachgeschalteten Wirbelstromabschei¬ der (80) . |
| 37. | Anlage nach einem der Ansprüche 30 bis 36, gekennzeich¬ net durch die nachfolgend aufgeführten, durch Transport¬ mittel miteinander verbundenen Anlagenteile, und zwar a) einen Shredder (10) mit einem Stopfwerk (12) , dessen Austrag mit der Aufgabe eines Drehrohrtrockners (20) verbunden ist; b) einen hinter dem Shredder (10) angeordneten Überband magneten (15) ; c) einen Drehrohrtrockner (20) , dessen Wandung (22) mit Sieblöchern versehen ist und dessen Austrag mit der Aufgabe (29) eines Windsichters (30) verbunden ist; d) einen Windsichter (30) , dessen Leichtgutaustrag mit dem Einlauf eines Puffersilos (40) verbunden ist; e) ein Puffersilo (40) , das eine vertikale Schnecke (45) aufweist und dessen Austrag mit einem Agglomera¬ tor (50) verbunden ist; f) einen Agglomerator (50) , der Absaugvorrichtun¬ gen (55) zum Absaugen flüchtiger Stoffe während des Agglomerierens aufweist und dessen Austrag mit einer Trockenstrecke (60) verbunden ist; g) eine Trockenstrecke (60) , in der ein Trommel¬ sieb (65) zum Absieben des Feinkornanteils des agglomerierten Materials angeordnet ist und die zu einem Stangensieb (70) führt; h) ein Stangensieb (70) , dessen SiebunterlaufAustrag mit einem Schwingsieb (75) verbunden ist; i) ein Schwingsieb (75) , dessen SiebunterlaufAustrag mit einem Lagersilo (100) verbunden ist und dessen SiebüberlaufAustrag mit einem Wirbelstromabscheider (80) verbunden ist; j) ein Wirbelstromabscheider (80) , dessen Nichtmetall Austrag mit einer Schneidmühle (90) verbunden ist; k) eine Schneidmühle (90) , deren Austrag mit dem Schwin¬ gungssieb (75) verbunden ist; ein Lagersilo 100. ★ * * ★ *. |
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Mischkunststoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anlage zur Aufbereitung von Mischkunststoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 30.
Die Aufbereitung (Recycling) von Mischkunststoffen, insbe¬ sondere von Mischkunststoffen aus dem Hausmüll, gewinnt zu¬ nehmend an Bedeutung. Durch gesetzliche Vorgaben wird verstärkt darauf hingewirkt, die vollständige Verwertung von Kunststoffen im Inland sicherzustellen.
Es sind bereits verschiedene Verfahren und Anlagen zur Auf¬ bereitung von Kunststoffen bekannt.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 25 164 AI ist eine Anlage zum Wiederverwertbarmachen von Abfallgut aus Kunststoffmaterial, insbesondere aus der Landwirtschaft, bekannt. Diese enthält mindestens eine Maschine zum Zertei¬ len des Abfallgutes, die eine Vorwaschmaschine zum Vorwa¬ schen der Abfallstücke speist, eine Mahlmaschine für den zerkleinerten und vorgewaschenen Abfall und eine zweite Waschmaschine zum Waschen des zermahlenen Abfalls. Abschlie¬ ßend werden die Abfallstücke in einer Trockenmaschine und einer Exsikkationsmaschine getrocknet.
Aus der DE 43 29 270 AI sind eine Anlage und ein Verfahren zur Trennung zerkleinerter Kunststoffe verschiedener chemi¬ scher Zusammensetzung und unterschiedlicher Dichte bekannt . Die Anlage ist insbesondere charakterisiert durch eine Trennvorrichtung mit der konstruktiven Ausbildung eines geometrischen Raumes mit zwei gegeneinander gerichteten Kegelteilen zur Schaffung einer laminaren Flüssigkeitsströ¬ mung, die die gewünschte Trennung der Kunststoffe ermögli¬ chen soll.
Aus der DE 43 06 781 AI ist ein Verfahren zur Aufbereitung von kunststoffreichen Müllgemischen bekannt, bei dem zu¬ nächst Störstoffe per Hand ausgelesen werden, anschließend das Müllgemisch zerkleinert und dann mit einer Windsichtung in ein vorwiegend Kunststoffe enthaltendes Leichtgut und ein vorwiegend metallische Bestandteile enthaltendes Schwer¬ gut getrennt wird. Das kunststoffreiche Leichtgut wird dann mit Hilfe eines nassen Dichtesortierers nach der Dichte
sortiert. Die Dichtesortierung erfolgt dabei in mehreren hintereinandergeschalteten Stufen mit unterschiedlichen Trennflüssigkeiten, vorzugsweise in Sortierzentrifugen.
Die genannten Verfahren haben den Nachteil, daß aufgrund der nassen Dichtesortierung bzw. der Waschvorgänge der auf¬ bereitete Kunststoff zunächst einer aufwendigen Trocknung unterzogen werden muß, bevor er einer weiteren Verwertung zugeführt werden kann.
Die Feuchtigkeit eines grob entwässerten Kunststoffmahlgu¬ tes haftet vorwiegend auf seiner Oberfläche. Je größer die spezifische Oberfläche eines Gutes ist, um so mehr Feuchtig¬ keit haftet ihm an. Dies erhöht dementsprechend den zur Trocknung des Kunststoffmahlgutes erforderlichen Aufwand. Insbesondere durch den Trend zu immer dünneren Folienarti¬ keln wird daher die nasse Kunststoffaufbereitung zunehmend unwirtschaftlich.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 11 326 AI ist ein Verfahren für die Aufbereitung von aus Kunststofformtei¬ len bestehenden Kühlaggregatgehäusen bekannt, bei dem die Kühlaggregatgehäuse zunächst in einer Shredderstufe zerklei¬ nert werden und bei dem danach aus dem geshredderten Gut die Eisenteile entfernt werden. Das geshredderte Gut wird in einer Schneidmühlenstufe eingeführt und dort auf eine Korngröße von unter 10 mm zerschnitten. In einer Windsich- terstufe werden anschließend die Teilchen aus ungeschäu ten Kunststoff von den Teilchen aus geschäumten Kunststoff getrennt . Die Teilchen aus geschäumten Kunststoff werden in eine Wirbelstrommühlenstufe eingeführt und dort auf eine Endfeinheit von 0,1 bis 1 mm ausgemahlen. Die ausgemahlenen
Teilchen werden aus der Wirbelstrommühlenstufe in eine Zyklonstufe eingeführt, aus welcher der aufbereitete ge¬ schäumte Kunststoff abgezogen wird.
Diese ohne nasse Aufbereitungsstufen arbeitende Anlage dient im wesentlichen nur der Trennung des geschäumten Kunststoffs vom ungeschäumten Kunststoff der Kühlaggregatge¬ häuse.
Beim trocknen Aufbereiten von Kunststoffgemischen, insbeson¬ dere bei Gemischen aus dem Hausmüll mit einer großen Sorten¬ vielfalt, besteht das Problem, den aufzubereitenden Kunst¬ stoff zuverlässig von Störstoffen, z. B. Papier und der sich bei thermischer Behandlung bildenden Asche, zu befrei¬ en, um eine gezielte Weiterverwertung des aufbereiteten Materials zu ermöglichen.
Die Mischkunststoffballen aus der HausmüllSammlung enthal¬ ten die verschiedensten Kunststoffe, die weltweit für Ver¬ packungen eingesetzt werden. Die Kunststoffe sind verbunden mit Papier, Keramiken, Metallen und anderen Fremdstoffen. Diese müssen im Rahmen der Aufbereitung entfernt werden, da sie die stoffliche Verwertbarkeit des Kunststoffs einschrän¬ ken. So können z. B. Metallreste zum vorzeitigen Verschleiß von Extrusions achinen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von Mischkunststoffen zu schaffen, mit denen durch einen möglichst geringen Energie¬ einsatz ein Kunststoffagglomerat von hoher Güte erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 und andererseits durch eine Anlage gemäß dem Anspruch 30 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das aufzubereiten¬ de Material zunächst zerkleinert und von magnetischen Stoffe befreit. Erfindungsgemäß wird das zerkleinerte Mate¬ rial in einem Agglomerator durch Pressen kompaktiert oder thermisch agglomeriert, wobei flüchtige Stoffe, wie z.B. Wasserdampf, Asche und Papier, durch eine Absaugvorrichtung abgesaugt werden. Dann wird das agglomerierte Material getrocknet und das agglomerierte Material gesiebt.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß mit einem geringen Energieeinsatz ein Kunststoffagglomerat von hoher Güte erzeugt werden kann, indem bereits während des Agglomerierens flüchtige Sörstoffe weitgehend abgesaugt werden und anschließend insbesondere der Fernkornanteil des agglomerierten Materials abgesiebt wird.
Durch das Absaugen flüchtiger Stoffe während das Agglomerie¬ rens wird ein großer Teil von im Kunststoffgemisch befindli¬ chen Papier, Wasserdampf und Asche entfernt. Die noch im aufzubereitenden Material verbliebenden Reste dieser Stoffe lassen sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er¬ findung durch eine Absiebung des Feinkornanteils des agglo¬ merierten Materials fast vollständig entfernen. Indem die Absiebung des Feinkornanteils mit einer Trockenstufe für das agglomerierte Material kombiniert wird, läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kunststoffagglomerat
herstellen, dessen Restfeuchte deutlich unter einem Prozent liegt und das die für die rohstoffliche Verwertung erforder¬ lichen Aschewert-Höchstgrenzen unterschreitet.
Insgesamt zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß aus Mischkunststoff ein Kunststoffagglome¬ rat von hoher Güte in einem reinen Trockenverfahren mit geringem Energieeinsatz gewonnen wird. Ferner fällt bei der Durchführung des Verfahrens kein Abwasser an.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird neben dem Feinkornanteil auch der Grob¬ kornanteil des agglomerierten Materials abgesiebt. Dadurch wird ein Kunststoffagglomerat erzeugt, dessen Korngröße sich in einem bestimmten vorgegebenen Bereich bewegt und das daher besonders gut für die Weiterverwertung geeignet ist.
Vorteilhafterweise wird das aufzubereitende Material mit einem Schneidwalzenzerkleinerer (Shredder) zerkleinert. Um den Materialdurchsatz in der Zerkleinerungsstufe zu erhö¬ hen, können mehrere Shredder parallel betrieben werden.
Eine weitere Erhöhung des Materialdurchsatzes kann dadurch erreicht werden, daß das aufzubereitende Material vor der Eingabe in den Shredder vorzerkleinert wird. Nach der Vorzerkleinerung lassen sich solche Fremdteile aussortie¬ ren, die die Shreddermesser beschädigen und die Funktions¬ weise des Shredders beeinträchtigen könnten. Das vorzerklei¬ nerte Material wird mit vorzugsweise einem Stopfwerk auf den Shredder aufgegeben, um zu verhindern, daß das aufzube¬ reitende Material auf den Reißwellen des Shredders tanz .
Zur Abscheidung von Fremdstoffen mit hohem Gewicht nach der Vorzerkleinerung kann das Kunststoffmaterial beispielsweise über eine Klappvorrichtung geführt werden, deren Mechanis¬ mus in Abhängigkeit von dem auf ihr lastenden Gewicht ausgelöst wird.
Magnetische Stoffe können aus dem vorzerkleinerten Material mit einem Magnetabscheider entfernt werden.
Nach der Zerkleinerung des Materials mit einem Shredder oder dgl . wird das aufzubereitende Material zum Aussortie¬ ren magnetischer Stoffe vorzugsweise unter einem Überbandma- gneten entlanggeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das zerkleinerte Material in einem Drehrohrtrockner thermisch getrocknet. Durch die kontinuierliche Bewegung des Materi¬ als während des Trockenvorgangs können sich an dem Material anhaftende Schmutz- und Inertpartikel ablösen.
Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß beson¬ ders schwere Kunststoffe und andere schwere Fremdteile mit Hilfe einer Windsichtung aus dem aufzubereitenden Material abgetrennt werden. Dabei wird der körnige Anteil des aufzu¬ bereitenden Materials vorzugsweise mit einem mechanischen Förderer aus der Windsichtung ausgetragen, während Foli¬ enteile und dgl . zur Entlastung des Förderers durch einen Windkanal aus dem Windsichter in den mittleren Abschnitt des mechanischen Förderers geführt werden.
Um aus dem zerkleinerten und von magnetischen Stoffen befreiten aufzubereitenden Material weitere Inertstoffe (nicht gemeinsam mit dem Kunststoff weiterverarbeitbare Bestandteile) zu entfernen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das aufzubereitende Material von einem mit einem Siebboden versehenen Schwingungsförderer (Siebstrecke) transportiert wird.
Um einen regelmäßigen Materialfluß in den Agglomerator sicherzustellen, ist es vorteilhaft, wenn das aufzubereiten¬ de Material vor der Eingabe in den Agglomerator in einem Puffersilo gelagert und dabei durch Umwälzung homogenisiert wird. Dieser Verfahrensschritt trägt auch zur Homogenisie¬ rung des nach dem Agglomerieren entstandenen Endprodukts bei .
Beim Agglomerieren wird das aufzubereitende Material in dem Agglomerator vorzugsweise zunächst angeschmolzen und dann schlagartig abgekühlt (thermisches Agglomerieren) , wobei flüchtige Stoffe abgesaugt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das agglomerierte Material auf einer Trockenstrecke auf eine bestimmte, vorgegebene Restfeuchte getrocknet und der Feinkornanteil des agglomerierten Materials mit einem Trommelsieb abgesiebt. Dabei wird das aufzubereitende Material vorzugsweise auf eine Restfeuchte von weniger als 1 % getrocknet. Um flüchtige Stoffe, wie Papier und Asche, möglichst vollständig aus dem agglomerierten Material zu entfernen, werden mit dem Trommelsieb die Feinkörner mit
einer Größe von weniger als 1 mm bis 2 mm, vorzugsweise weniger als 1.6 mm, aus dem agglomerierten Material abge¬ siebt .
Der grobkörnige Anteil des agglomerierten Materials wird vorzugsweise zusammen mit den Flusen mit einem Stangensieb aus dem agglomerierten Material ausgesiebt. Dabei ist das Grobkornsieb vorzugsweise so ausgestaltet, daß die Körner mit einer Größe von mehr als 20 mm aus dem agglomerierten Material entfernt werden.
Um für die Weiterverarbeitung ein Agglomerat mit einer mög¬ lichst einheitlichen Korngröße zur Verfügung zu stellen, kann der Überkornanteil des im Prozeß verbliebenen Materi¬ als, insbesondere Körner mit einer Größe von mehr als 8 mm, ausgesiebt und mit einer Schneidmühle erneut zerkleinert werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn aus dem agglomerierten Material die nichtmagnetischen Metalle (NE-Metalle) , mit einem Wirbelstromabscheider herausgetrennt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insgesamt durch die folgenden Schritte ge¬ kennzeichnet :
a) Zerkleinen des Materials, vorzugsweise mit einem Shred¬ der;
b) Abscheiden magnetischer Materialien, vorzugsweise mit einem Überbandmagnet,-
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c) thermisches Trocknen des aufzubereitenden Materials, vorzugsweise mit einem Drehrohrtrockner;
d) Aussortieren des Feinkornanteils, vorzugsweise mit einem Trommelsieb;
e) Abscheiden von Schwergut, vorzugsweise mit einer Wind¬ sichtung;
f) erneutes Absieben von feinkörnigem Material, vorzugswei¬ se auf einer Siebstrecke;
g) Homogenisieren des aufzubereitenden Materials, vorzugs¬ weise in einem Puffersilo;
h) Agglomerieren des aufzubereitenden Materials in einem Agglomerator mit Absaugvorrichtungen für flüchtige Stoffe;
i) Trockenen des agglomerierten Materials, vorzugsweise auf einer Trockenstrecke;
j) Absieben des Feinkornanteils, vorzugsweise mit einem Trommelsieb;
k) Absieben von groben Körnern und Flusen, vorzugsweise mit einem Stangensieb;
1) Abscheiden nicht magnetischer Materialien, vorzugsweise mit einem Wirbelstromscheider,-
m) Absieben des Uberkornanteils des im Prozeß verbliebenen Materials, insbesondere von Körnern mit einer Größe von mehr als 8 mm, und Zerkleinern dieser Körner, vorzugs¬ weise mit einer Schneidmühle.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahen werden vorteilhafterwei¬ se die aus dem aufzubereitenden Material entfernten Stoffe, insbesondere die magnetischen und die nichtmagnetischen Metalle, die Inertstoffe, die schweren Kunststoffe sowie der abgesiebte Feinkorn- und Grobkornanteil, zur weiteren Verwertung jeweils getrennt gelagert.
Um bei dem erfindungsgemäßen Verfahren den Materialdurch¬ satz zu optimieren, ist es möglich, daß von dem aufzuberei¬ tenden Material mehrere Windsichter und/oder Siebstrecken parallel durchlaufen werden, wobei das aufzubereitende Material mit Hilfe eines Verteil- und Dosierförderers auf die verschiedenen Windsichter und/oder Siebstrecken ver¬ teilt wird.
Unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes und des Energie- sparens ist es vorgesehen, daß die zum Betrieb der Aufberei¬ tungsanlage erforderliche Energie, insbesondere die zur Trocknung erforderliche Energie, durch Kraft- und Wärmekopp¬ lung erzeugt wird.
Das mit dem oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren aufbereitete Agglomerat kann einerseits als Ersatz für Primärbrennstoffe industriell genutzt werden. Andererseits ist eine werkstoffliche Weiterverarbeitung möglich. Insbe¬ sondere lassen sich aus dem Recycling-Agglomerat neuartige Multifunktionsbauelemente herstellen, z.B. Leichtbauelemen-
te für unterschiedliche Anwendungen im Landschafts- und Wasserbau, für das Verkehrswesen oder verschiedene Schutz- funktionen. Mit ihm lassen sich begrünte Lärmschutzwände ebenso realisieren, wie Deich- und Uferbefestigungen oder eine nicht versiegelte, ökologische Parkplatzgestaltung. Der doppelte Umweltvorteil dieses Bauelements: Auch nach einer langen Gebrauchsdauer wird es nicht zum Abfall, sondern wird beim Hersteller erneut dem Materialkreislauf zugeführt .
Eine Anlage zur Aufbereitung von Mischkunststoffen, mit der insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, ist durch die Merkmale des unabhängigen An¬ spruchs 30 charakterisiert.
Die erfindungsgemäße Anlage weist gemäß ihren kennzeichnen¬ den Merkmalen insbesondere einen Agglomerator zum Agglome¬ rieren des zerkleinerten Kunststoffgemisches, Absaugvorrich¬ tungen zum Absaugen flüchtiger Stoffe während des Agglome¬ rierens, eine Trockenstrecke für das agglomerierte Material und ein Feinkornsieb zum Absieben des Feinkornanteils des agglomerierten Materials auf.
Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht die Aufbereitung von Mischkunststoffen in einem reinen Trockenverfahren. Mit Hilfe der Absaugvorrichtungen wird während des Agglomerie¬ rens ein großer Teil der flüchtigen Stoffe, die die Quali¬ tät des Kunststoffagglomerates herabsetzen würden, wie z.B. Wasserdampf, Asche und Papier, abgesaugt. Auf einer Trocken¬ strecke wird die Restfeuchte weiter verringert. Mit dem Feinkornsieb läßt sich schließlich der Feinkornanteil des
Agglomerates absieben, der den weit überwiegenden Teil der im Agglomerat verbliebenen flüchtigen Stoffe, wie z.B. Papier und Asche, enthält.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anlage läßt sich also ohne die Verwendung von Naßverfahren zum Sortieren und zum Reinigen der Kunststoffe ein Kunststoffagglomerat herstel¬ len, dessen Asche- und Papiergehalt unter den geforderten Höchstgrenzen liegt und das gleichzeitig ohne aufwendige Trockenanlagen eine äußerst geringe Restfeuchte von weniger als einem Prozent aufweist . Dieses Ergebnis wird mit Mischkunststoffen erzielt, wie sie üblicherweise im Haus¬ müll und dgl. enthalten sind. Eine Einschränkung der Sorten¬ vielfalt der aufzubereitenden Kunststoffe ist nicht notwen¬ dig.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage ergeben sich aus den von Anspruch 30 abhängigen Unteransprüchen.
Weitere Vorteile der Erfindung werden bei der folgenden detaillierten Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anlage anhand der Zeichnugen deutlich werden.
Es zeigen:
Fig. la - le - ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens anhand von Ablauf- diagrammen;
Fig. 2 - ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ablaufdiagramms;
Fig. 3a und 3b - ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Anlage, insbesondere zur Durchfüh¬ rung des Verfahrens gemäß Fig. 2;
Fig. 4 - ein Ausführungsbeispiel eines Windsich- ters zur Verwendung in der erfindungsge¬ mäßen Anlage;
Fig. 5 - ein Ausführungsbeispiel eines Agglomera¬ tors zur Verwendung in der erfindungsge¬ mäßen Anlage;
Fig. 6 - ein Ausführungsbeispiel einer Trocken¬ strecke mit Feinkornsieb zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Anlage.
Figur la zeigt eine Übersicht über eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines zehnstufigen Ablaufdiagramms . Einzelne Schritte dieses Verfahrens, nämlich die Vorzerkleinerung, die Materialvorbereitung der ersten Stufe, die Materialvorbereitung der zweiten Stufe und die Materialnachbearbeitung, werden anschließend anhand der Figuren lb bis le näher erläutert .
Beim Wareneingang wird das Kunststoff-Müll-Gemisch zunächst vereinzelt, indem beispielsweise der in Kunststo fsacken vorliegende Müll freigelegt wird. Je nach den Eigenschaf-
ten des Kunststoffmülls wird dieser entweder zunächst vor¬ zerkleinert oder direkt in die eigentliche Zerkleinerungs¬ stufe geführt.
Die Vorzerkleinerung des Müllgemisches ist insbesondere dann notwendig, wenn der Kunststoffmüll viele Fremdteile enthält, die die Schneidmesser der Zerkleinerungsvorrich¬ tung beschädigen könnten. Zur Vorzerkleinerung ist bei¬ spielsweise eine Guillotinenschere mit einem robustem Messer geeignet, die die ankommenden Kunststoffballen in kleinere Teile zertrennt. Aus dem zertrennten Material lassen sich dann mit Hilfe von Sortiervorrichtungen solche Stoffe heraustrennen, die zu Beschädigungen in der nachfol¬ genden Zerkleinerungsstufe führen könnten. Dadurch wird der Verschleiß der Zerkleinerungseinrichtung minimiert. Gleich¬ zeitig wird der Materialdurchsatz optimiert, da das vorzer¬ kleinerte Material in der Zerkleinerungsstufe besser ge¬ schnitten werden kann.
Das von Störstoffen befreite Müllgemisch wird beispielswei¬ se mit einem Schredder zerkleinert. Das zerkleinerte Materi¬ al wird dann in die erste Stufe der Materialvorbereitung für die Agglomeration geführt. In dieser Vorbereitungsstufe werden in erster Linie magnetische Materialien abgeschie¬ den, und das Material wird einer ersten Trocknung (Vor¬ trocknung) unterzogen. Weiterhin werden durch Absieben des Feinanteiles Inertstoffe entfernt, die sich nicht gemeinsam mit dem Kunststoff weiterverarbeiten lassen.
Aus der ersten Stufe der Materialvorbereitung wird das aufzubereitende Material mit einem Verteil- und Dosierförde¬ rer in verschiedene parallele Zweige der Kunststoffaufberei- tungsanlage transportiert. Jeder dieser Zweige umfaßt eine zweite Stufe der Materialvorbereitung, eine Vorrichtung zum Kompaktieren bzw. Agglomerieren des Materials sowie eine Trockenvorrichtung.
In der Materialvorbereitung der zweiten Stufe werden schwe¬ re Teilchen und Inertstoffe aus dem aufzubereitenden Materi¬ al entfernt und das aufzubereitende Material dann in einem Zwischenspeicher (Puffersilo) homogenisiert.
Das in den Materialvorbereitungsstufen 1 und 2 konditionier- te Material wird in einem Agglomerator durch Pressen kompak- tiert (preß-agglomeriert) oder durch Anschmelzen und schlag¬ artiges Abkühlen thermisch agglomeriert; Ziel ist die Herstellung eines rieselfähigen Haufwerks. Während des Agglomerierens werden kontinuierlich flüchtige Stoffe, wie z.B. Papier, Asche und Wasserdampf abgesaugt. Dadurch werden solche Stoffe, die die weitere Verwertung des Agglo- merats erschweren oder sogar unmöglich machen würden, weitgehend entfernt. Das agglomerierte Material wird an¬ schließend in einer Trockenstufe auf die gewünschte Rest- feuchte (üblicherweise kleiner als 1%) getrocknet.
Das in den verschiedenen Zweigen der Aufbereitungsanlage kompaktierte und getrocknete Material wird dann der Mate¬ rialnachbearbeitung zugeführt.
Die Materialnachbearbeitung dient dazu, das agglomerierte Material abschließend so zu konditionieren, daß es industri¬ ell weiterverwertet werden kann. Dazu wird aus dem agglome¬ rierten und getrockneten Material zunächst der Feinkornan¬ teil, vorzugsweise Körner mit einer Größe von weniger als 1.6 mm, abgesiebt. Anhand von Versuchen wurde nämlich festge¬ stellt, daß in dem Feinkornanteil mit einer Größe von weniger als 1.6 mm der überwiegende Anteil der noch verblie¬ benen flüchtigen Stoffe, wie Papier und Asche, enthalten ist. Durch die Feinkornabsiebung lassen sich daher die Kon¬ zentrationen an Asche und Papier in dem Kunststoffagglome¬ rat unter die für die rohstoffliche Verwertung des Materi¬ als erforderlichen Höchstgrenzen drücken.
Anschließend wird der Grobkornanteil, insbesondere Körner mit einer Größe von mehr als 20 mm, aus dem Kunststoffagglo¬ merat abgesiebt, um ein möglichst einheitliches Haufewerk zu erhalten. Das im Prozeß verbliebene Material wird von nichtmagnetischen Metallen befreit und ggf. nachzerklei¬ nert .
Das nachbereitete agglomerierte Material wird dann in einem Lagersilo gelagert, bis es einer weiteren Verwertung zuge¬ führt wird.
Nachfolgend werden die Verfahrensschritte Vorzerkleinerung, Materialvorbereitung der ersten Stufe, Materialvorbereitung der zweiten Stufe und Materialnachbearbeitung anhand der Figuren lb bis le detailliert erläutert.
Figur lb zeigt ein Flußdiagramm für die Vorzerkleinerung des Kunststoffgemisches. Die angelieferten Kunststoffballen werden vorzugsweise mit einer Guillotinenschere oder einem vergleichbaren Aggregat zur Grobzerkleinerung vorzerklei¬ nert. Das vorzerkleinerte Material wird über eine Klappe geführt, die in Abhängigkeit von dem auf ihr lastenden Gewicht ausgelöst wird. Auf diese Weise werden Fremdstoffe mit hohem Gewicht aus dem Müllgemisch entfernt. Anschlie¬ ßend werden durch Absieben des Feinkornanteils des Kunst¬ stoffgemisches solche Inertstoffe entfernt, die sich nicht gemeinsam mit dem Kunststoff weiterverarbeiten lassen und beispielsweise bei der thermischen Behandlung in einem Agglomerator unter Aschebildung verbrennen würden. Schlie߬ lich werden mit einem Magnetabscheider magnetische Materia¬ lien abgeschieden.
Das auf diese Weise vorzerkleinerte und von Störstoffen befreite Material läßt sich in der eigentlichen Zerkleine¬ rungsstufe effizient weiterbearbeiten. Wird die Nachzerklei¬ nerung beispielsweise mit einem Schredder durchgeführt, so wird durch die oben beschriebene Vorbehandlung des Materi¬ als eine Beschädigung der Schreddermesser verhindert und die Haltbarkeit des Schredders erhöht. Gleichzeitig kann dieser das vorzerkleinerte Material besser zerschneiden.
Figur lc zeigt, wie das zerkleinerte Material in einer ersten Stufe zum Agglomerieren vorbereitet wird. Dazu werden zunächst die magnetischen Metalle mit Hilfe eines Magnetabscheiders aus dem aufzubereitenden Material ent¬ fernt. Diese Metalle werden gemeinsam mit den bei der Vorzerkleinerung abgetrennten magnetischen Metallen einer getrennten Verwertung zugeführt.
Das Material wird dann in einem Drehrohrtrockner thermisch getrocknet. Dadurch, daß sich das aufzubereitende Material während der Trocknung bewegt, können sich anhaftende Schmutz- und Inertpartikel von diesem ablösen. Vorteilhaf¬ terweise ist der Drehrohrtrockner als Trommelsieb (Wälz- sieb) ausgelegt, so daß die während der Trocknung abgelö¬ sten Schmutz- und Inertpartikel abgesiebt werden. Damit wird u. a. die Konzentration an Partikeln vermindert, die bei thermischer Behandlung (z. B. beim Agglomerieren) des aufzubereitenden Materials zur Aschebildung beitragen.
Die zweite Stufe der Materialvorbereitung für das Agglome¬ rieren ist in dem Ablaufdiagramm gemäß Figur ld dargestellt. Das aufzubereitende Material wird mit einem Verteil- und Dosierförderer (siehe Figur la) in eine (von mehreren parallel geschalteten) Windsichterstufe (Stromklas¬ sierer) eingeführt. In dem Windsichter werden insbesondere schwere Kunststoffe, wie z.B. PVC, aus dem aufzubereitenden Material abgetrennt. Diese Stoffe werden anschließend gesondert einer weiteren Verwertung zugeführt. In dem Windsichter werden außerdem solche schweren Fremdstoffe aus dem aufzubereitenden Material abgetrennt, die von dem Magnetabscheider nicht erfaßt wurden. Darüber hinaus werden die weiterzuverarbeitenden leichten Kunststoffe über eine Siebstrecke geführt, auf der weitere Inertstoffe abgesiebt werden. Diese Siebstrecke kann beispielsweise als Schwing¬ förderer mit einem Siebboden ausgestaltet sein. Alternativ kann das aufzubereitende Material über einen festen Siebrost geleitet werden. Dabei reichern sich die Inertstof¬ fe in dem Siebunterlauf an. Die Größe der Sieböffnung wird
vorzugsweise so gewählt, daß Körner mit einer Größe von weniger als 5mm aus dem aufzubereitenden Material abgesiebt werden.
Soweit möglich werden auch die abgesiebten Inertstoffe einer gesonderten Verwertung zugeführt .
Das von schweren Kunststoffen und Inertstoffen befreite, aufzubereitende Gut wird in einem Puffersilo zwischengespei¬ chert. In dem Puffersilo wird das aufzubereitende Material durch Umwälzung homogenisiert. Falls notwendig kann es dort auch weiter getrocknet werden. Ferner dient das Puffersilo der Steuerung des Materialflusses in den Agglomerator.
Das in dem Puffersilo homogenisierte Material wird - wie oben beschrieben - in dem Agglomerator unter Absaugung flüchtiger Stoffe agglomeriert. Anschließend erfolgt eine thermische Trocknung in einer Trockenstufe (siehe Figur la) .
Von besonderer Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist auch die weitere Materialnachbearbeitung im Anschluß an das Kompaktieren und Trocknen. Diese Materialnachbearbeitung ist in Figur le dargestellt .
Aus dem durch Anschmelzen und schlagartiges Abkühlen agglo¬ merierten und anschließend getrocknetem Material wird zunächst der Feinanteil, insbesondere alle Körner mit einer Größe von weniger als 1.6mm, abgesiebt. Dazu wird vorzugs¬ weise ein Trommelsieb verwendet. Es kommen aber auch Magnet¬ siebmaschinen in Frage. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß beim Absieben des Feinanteiles diejenigen
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flüchtigen Stoffe, wie z.B. Asche und Papier, die beim Agglomerieren nicht abgesaugt werden konnten, aus dem aufzubereitenden Material entfernt werden. Dadurch ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, ohne eine nasse Reinigungsstufe ein Kunststoffagglomerat mit einer sehr hohen Güte und einer geringen Konzentrationen an Asche und Papier herzustellen.
Der abgesiebte Feinanteil des aufzubereitenden Materials kann ggf . wiederum einer gesonderten Verwertung zugeführt werden.
Nach dem Passieren einer Flusen- und Grobkornabschei- dungs-Stufe, die beispielsweise aus einem Stangensieb bestehen kann, mit dem Körner von mehr als 20 mm aus dem aufzubereitenden Material entfernt werden, wird das aufzube¬ reitende Material zum Aussortieren von Überkorn erneut gesiebt. Aus dem aussortierten Überkorn (z. B. Körner von mehr als 8 mm Durchmesser) werden zunächst die nichtmagneti¬ schen Metalle entfernt. Dazu wird vorzugsweise eine Wirbel- stromscheidung verwendet. Mit ihr lassen sich nichtmagneti¬ sche (paramagnetische) Metalle, wie z. B. Kupfer, Aluminium und Messing, zuverlässig aus dem Überkornanteil des Kunst¬ stoffs heraustrennen. Der von metallischen Störstoffen befreite Überkornanteil wird anschließend nachzerkleinert (beispielsweise mit einer Schneidmühle) und erneut in die Siebstufe zur Überkornabscheidung gegeben.
Für die aussortierten nichtmagnetischen Metalle ist eine gesonderte Verwertung vorgesehen. Im übrigen kann das
Aussortieren der nichtmagnetischen Metalle auch zwischen der Feinkornabsiebung und der Uberkornabscheidung, z. B. unmittelbar nach der Flusenabscheidungs-Stufe, geschehen.
Nach dem Passieren der Siebstufe zur Uberkornabscheidung wird das agglomerierte Material schließlich in ein Silo zur Endproduktlagerung transportiert. In diesem Silo kann das Agglomerat ggf. durch Umwälzung weiter homogenisiert wer¬ den. Gleichzeitig wird durch die mechanische Umwälzung Brückenbildung in dem Agglomerat vermieden. Aus diesem Silo wird das Agglomerat bei Bedarf ausgetragen und kann dann in¬ dustriell verwertet werden.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens ist in Fig. 2 anhand eines weiteren Flußdiagramms dargestellt .
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Mischkunst¬ stoff-Müll in folgenden Schritten aufbereitet:
a) Zerkleinerung des aufzubereitenden Materials:
b) Abscheidung magnetischer (insbesondere ferromagneti- scher) Materialien;
c) thermisches Trocknen des aufzubereitenden Materials;
d) Absieben des Feinkornanteils mit einer Körngröße von we¬ niger als 7 mm;
e) Heraustrennen der Schwerfraktion mit einer Dichte größer als PVC;
f) Absieben des Feinkornanteils mit einer Korngröße von weniger als 5 mm;
g) Lagerung und Homogenisierung des Materials in einem Puffersilo;
h) Agglomerieren des aufzubereitenden Materials,-
i) thermisches Trocknen des Materials;
j) Absieben des Feinkornanteils mit einer Korngröße von we¬ niger als 1.6 mm;
k) Absieben des Grobkornanteils mit einer Korngröße von mehr als 20 mm;
1) Absieben der Körner mit einer Größe von mehr als 8mm; Abscheidung nichtmagnetischer Metalle aus dem abgesieb¬ ten Gut; Zerkleinern des abgesiebten Guts mit einer Schneidmühle und Rückgabe des abgesiebten Guts in die Materialauf ereitungsanlage;
m) Lagerung des aufbereiteten Materials in einem Lagersi¬ lo.
Eine Aufbereitungsanlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß Fig. 2 wird nachfolgend anhand von Fig. 3 erläutert. Es zeigt Fig. 3a den ersten Teil der Aufbereitungsanlage, insbesondere die Stufen zur Materialvorbereitung und den Agglomerator, und Fig. 3b den zweiten Teil der Aufberei¬ tungsanlage, insbesondere die Stufen zur Materialnachberei-
tung und das Lagersilo. Auf die nähere Beschreibung der Transportmittel (Förderbänder, Schneckenförderer, pneumati¬ sche Förderer und dergl . ) zwischen den einzelnen Aufberei- tungsstufen wird verzichtet, sofern die Transportmittel nicht aufgrund zusätzlicher Merkmale (Siebboden, Trockenag¬ gregat) für die Materialaufbereitung an sich von Bedeutung sind.
Dies Anlage umfaßt als erste Aufbereitungsstufe einen Shredder (Schneidwalzenzerkleinerer) 10. Der Shredder 10 ist mit einem Stopfwerk 12 versehen, mit dem das Aufgabegut auf die Schneidwalzen 11 gedrückt werden kann. Hinter dem Shredder ist ein Überbandmagnet 15 zum Abscheiden magneti¬ scher Materialien angeordnet.
Die nächste Aufbereitungsstufe besteht aus einem Drehrohr¬ trockner 20, der zugleich als Trommelsieb fungiert. Dazu sind die Wände 22 der Trommel 21 mit Sieblöchern versehen.
Die dritte Aufbereitungsstufe bildet ein Windsichter 30 zum Abtrennen schwerer Bestandteile des Kunststoffgemisches . In dem Windsichter (Aeroklassierer) wird das unterschiedli¬ che Bewegungsverhalten von Körnern verschiedener Größe und Dichte in einem Luftstrom ausgenutzt, um Stoffe mit einer großen Massendichte aus dem aufzubereitenden Gut zu entfer¬ nen. Der Windsichter 30 weist an seinem vorderen Ende ein Gebläse 32 auf, mit der ein Luftstrom in Richtung auf das hintere Ende des Windsichters 30 erzeugt wird. Zur Lenkung des Luftstroms sind Leitbleche 33 vorgesehen, die in Trans¬ portrichtung des Gutes geneigt sind. In dem Aufgabebe- reich 29 des Winsichters 30 ist eine Magnetplatte angeord¬ net, um magnetische Stoffe aus dem in den Windsichter 30
eingegebenen Gut abscheiden zu können. Der Austrag 31 dient zum Entnehmen der schnell absinkenden, schweren Bestandtei¬ le aus dem Windsichter 30.
Im hinteren Abschnitt des Windsichters 30 sammelt sich der körnige Anteil des aufzubereitenden Material auf einem Siebblech 34, welches im wesentlichen parallel zum Luft- strom aus dem Gebläse 32 angeordnet ist und welches als Schwingsieb ausgebildet ist. Dabei werden Körner mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm als Siebunterlauf abge¬ siebt und können bei dem Austrag 31 aus dem aufzubereiten¬ den Material entfernt werden. Die größeren Körner (Siebüber¬ lauf) gelangen auf dem Schwingsieb 34 zu dem im unteren Bereich des hinteren Abschnitts des Windsichters 30 liegen¬ den Eingang des Kratzförderers 38 und werden von diesem zur nächsten Aufbereitungsstufe gefördert.
In dem Bereich oberhalb des Schwingsiebs 34 werden Hohlkör¬ per, Folienteile und dergl . von dem Luftstrom des Geblä¬ ses 32 in den Windkanal 35 geblasen, der den Windsichter 30 mit dem mittleren Abschnitt des Kratzförde¬ rers 38 verbindet. In dem genannten oberen Bereich des Wind¬ sichters 30 angeordnete Sieblöcher 36 dienen der Druckentla¬ stung.
Ein vergleichbarer Windsichter wird unten anhand der Fig. 4 im Detail beschrieben.
In dem Puffersilo 40 kann das zerkleinerte und von Fremd¬ stoffen befreite Kunststoffgemisch zwischengelagert werden. Zur Umwälzung des Kunstoffgemisches ist das Puffersilo 40
mit einer vertikalen Schnecke 45 versehen. Das Puffersilo dient ferner dazu, den Materialfluß in den Agglomerator 50 zu steuern.
Der Agglomerator 50 weist Absaugvorrichtungen 55 auf, mit denen während des Agglomerierens flüchtige Stoffe, wie z.B. Asche, Wasserdampf und Papier, abgesaugt werden können.
Zum Trocknen des agglomerierten Materials dient die Trocken¬ strecke 60, auf der zugleich mit einem Trommelsieb der Feinkornanteil des agglomerierten Materials abgesiebt werden kann.
Nach der Trockenstrecke und dem Feinkornsieb ist ein Stan¬ gensieb 70 zur Abscheidung von Flusen und groben Körnern vorgesehen. Die Siebboden 71 des Stangensiebs 70 ist so gelocht, daß der Grobkornanteil des agglomerierten Gutes (Körner mit mehr als 20 mm Größe) als Siebüberlauf abge¬ siebt werden kann.
Der Siebunterlauf-Austrag des Stangensiebes 70 ist mit einem bewegten Sieb, z. B. einem Schwingungssieb 75 oder einem Trommel- bzw. Taumelsieb, verbunden, mit dem das agglomerierte Material in einen Anteil mit Körnern von mehr 8 mm Größe (Siebüberlauf) und einen Anteil mit Körnern von weniger als 8 mm Größe (Siebunterlauf) getrennt wird. Der aus Körnern mit einer Größe von weniger als 8 mm bestehende Siebunterlauf-Austrag ist direkt durch das Förderband 79 mit dem Lagersilo 100 verbunden.
Für die Körner mit einer Größe von mehr als 8 mm ist eine weitere Aufbereitung vorgesehen, wozu der Austrag des Siebüberlaufs mit einem Wirbelstromabscheider 80 verbunden ist .
In dem Wirbelstromabscheider 80 können mit Hilfe eines rotierenden Polrades 81 nichtmagnetische Metalle aus dem Kunststoffgemisch herausgetrennt werden. Der Nichtmetall- Austrag des Wirbelstromabscheiders 80 ist mit einer Schneid¬ mühle 90 verbunden. Die Schneidmühle 90 dient einer weite¬ ren Zerkleinerung der Körner mit einer Größe von mehr als 8 mm. Wie in Fig. 3 schematisch anhand der gestrichelten Linie 99 dargestellt, ist der Austrag der Schneidmühle 90 wiederum mit dem Schwingsieb 75 verbunden, wo die gemahle¬ nen Körner erneut gesiebt werden können. Mit diesen Maßnah¬ men wird sichergestellt, daß in dem Lagersilo 100 nur Körner mit einer Größe von weniger als 8 mm zur weiteren in¬ dustriellen Verwertung gelagert werden.
Alternativ kann der Wirbelstromabscheider 80 auch zwischen dem Feinkornsieb und dem Überkornsieb 75, z. B. unmittelbar nach dem Stangensieb 70, angeordnet sein.
Es wird nun beschrieben, wie das in Fig. 2 dargestellte Ver¬ fahren zur Aufbereitung von Mischkunststoffen in der in Fig. 3 gezeigten Anlage abläuft.
Mit Hilfe von Förderbändern 1, 2 wird der - gegebenenfalls vorzerkleinerte - Mischkunststoff-Müll in den Shredder 10 eingegeben. Um zu verhindern, daß sich bei voluminösen Kunststoffteilen niedrigen Gewichts, wie z.B. Folien und Hohlkörpern, Einzugsprobleme einstellen, da z. B. der
Hohlkörper nicht erfaßt wird, sondern auf den rotierenden Walzen tanzt, wird das aufzubereitende Material mit dem Stopfwerk 12 auf die rotierenden Walzen 11 gedrückt. Das aufzubereitende Material wird in dem Shredder 10 auf eine vorgegebene Größe, vorzugsweise 50 mm bis 65 mm, zerklei¬ nert. Das zerkleinerte Material wird auf dem Förderband 19 aus dem Shredder ausgetragen.
Hinter dem Shredder 10 werden magnetische Materialien, ins¬ besondere ferromagnetische Stoffe, aus dem Kunststoff-Müll- gemisch mit einem Überbandmagneten 15 herausgetrennt.
Das zerkleinerte und von magnetischen Stoffen befreite Material wird in den Drehrohrtrockner 20 gefördert, wo es thermisch getrocknet wird. Durch die Rotation der Trom¬ mel 21 wird das Material während des Trocknens bewegt, so daß sich diesem anhaftende Schmutz- und Inertpartikel ablösen. Da die Wand 22 der Trommel 21 mit Sieblöchern versehen ist, wird während des Trockenvorganges zugleich der Feinkornanteil mit einer Größe von weniger als 7 mm aus dem aufzubereitenden Gut abgesiebt. Dieser Feinkornanteil enthält Inertstoffe, wie z. B. Sandkörner, Glassplitter usw. , die nicht gemeinsam mit dem Kunststoff weiter aufbe¬ reitet werden sollen und beispielsweise beim Agglomerieren zur Aschebildung beitragen würden.
Vorteilhafterweise wird zur thermischen Trocknung die Abwärme benutzt, die bei der Eigenstromerzeugung für die Aufbereitungsanlage mit einem Diesel-Aggregat entsteht.
Das getrocknete und von Inertstoffen befreite Material wird dann zur Abscheidung von Schwergut durch den Aufgabebe- reich 29 in den Windsichter 30 eingegeben und von dem durch das Gebläse 32 erzeugten Luftstrom erfaßt. In dem Windsich¬ ter (Aeroklassierer) wird das unterschiedliche Bewegungsver¬ halten von Körnern verschiedener Größe und Dichte in einem Luftstrom ausgenutzt, um Stoffe mit einer größeren Dichte als PVC aus dem aufzubereitenden Gut zu entfernen. Dies be¬ trifft zum einen schweren Kunststoff und zum anderen solche Fremdstoffe, die bei den bisherigen Aufbereitungsstufen nicht herausgetrennt werden konnten.
Die schweren Stoffe sinken in dem Luftstrom frühzeitig zu Boden und werden bei 31 aus dem Windsichter ausgetragen. Die leichteren Kunststoffe erreichen das zweite Ende des Windsichters 30. Der körnige Anteil sammelt sich auf dem Schwingungssieb 34, wobei Körner mit einer Größe von weni¬ ger als 5 mm, insbesondere also das Inertstoffreiche Fein¬ gut , als Siebunterlauf abgesiebt und bei 31 ausgetragen werden. Der Siebüberlauf wird auf dem Schwingungssieb zu dem Kratzförderer 38 transportiert und dort aus dem Wind¬ sichter ausgetragen. Der Anteil aus Hohlkörpern, Folientei¬ len und dergl. wird von dem Luf strom durch den Bypass-Schlauch (Windkanal) 35 in den mittleren Abschnitt des Kratzförderers 38 getragen. Dadurch wird der Eingangsbe- reich des Kratzförderers 38 entlastet, und es werden Ver¬ stopfungen sowie Staubentwicklung vermieden.
Weiteres zu der Funktionsweise eines Windsichters wird unten anhand der Fig. 4 erläutert.
In dem Kratzförderer 38 wird das aufzubereitende Material mit der Kratzkette 39 in den Puffersilo 40 gefördert. In dem Puffersilo 40 wird das Material mit Hilfe der vertika¬ len Schnecke 45 umgewälzt, um Brückenbildung zu vermeiden und das körnige Material zu homogonisieren. Das Puffersi¬ lo 40 dient ferner der Steuerung der Materialzufuhr in den Agglomerator 50. Durch Pufferung des diskontinuierlichen Ma¬ terialflusses in den Puffersilo können definierte Mengen des aufzubereitenden Materials in den Agglomerator 50 einge¬ geben werden.
In dem Agglomerator 50 wird das Kunststoffgut angeschmol¬ zen, woraufhin der Agglomerationsprozeß einsetzt. Dann wird das Material schlagartig abgekühlt. Ziel der Agglomeration ist es, die Haufwerksparameter des aufzubereitenden Materi¬ als so zu beeinflussen, daß die Korngrößenverteilung gleich¬ mäßiger, die Kornform einheitlicher und die Schüttdichte erhöht wird. Bei den im Hausmüll überwiegend enthaltenen nicht-massiven Kunststoffbestandteilen, wie Folien, Behäl¬ tern etc., führt das Agglomerieren zu einer kompakteren Form geringerer Größe. Insgesamt soll ein einheitliches, rieselfähiges Granulat erzeugt werden, das sich einfach fördern, dosieren und weiterverwerten läßt.
Von besonderer Bedeutung ist bei dem erfindungsgemäßen Ver¬ fahren, daß beim Agglomerieren flüchtige Stoffe, wie z. B. Papier, Asche und Wasserdampf, durch die Absaugvorrichtun¬ gen 55 abgesaugt werden. Dadurch wird die Konzentration dieser Störstoffe in dem Agglomerat erheblich vermindert .
Das agglomerierte Material wird in der Trockenstrecke 60 thermisch auf die gewünschte Restfeuchte (üblicherweise unterhalb 1 %) getrocknet. Während des Trockenvorganges wird mit einem Trommelsieb der Feinkornanteil des agglome¬ rierten Materiales (Körner mit einer Größe von weniger als 1.6 mm) abgesiebt.
Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß dieser Feinkornanteil einen großen Teil des im agglomerierten Material enthaltenen Papieres, der Asche und anderer ver¬ gleichbarer Stoffe enthält. Durch die Absiebung des Fein¬ kornanteils läßt sich daher die Konzentration dieser Stoffe in dem Agglomerat noch einmal wesentlich verringern. Durch das Absaugen flüchtiger Stoffe beim Agglomerieren und das anschließende Absieben des Feinkornanteils werden in dem Agglomerat die geforderten Aschehöchstwertgrenzen deutlich unterschritten.
Nach dem Absieben des Feinkornteils wird mit dem Stangen¬ sieb 70 der Grobkornanteil (Körner mit einer Größe von mehr als 20 mm) aus dem Agglomerat abgesiebt. Durch die aufeinan¬ derfolgende Absiebung zunächst des Feinkorn- und dann des Grobkornanteils verbleibt in dem Aufbereitungsprozeß ein Kunststoff-Agglomerat mit einer Korngröße zwischen 1.6 mm und 20 mm. Dieses Haufwerk zeichnet sich insbesondere durch einen geringen Gehalt an Störstoffen aus und ist daher besonders gut für die weitere Verwertung geeignet.
Das Haufwerk wird in dem Schwingungssieb 75 erneut gesiebt. Die Körner mit einer Größe von weniger als 8 mm bilden den
Siebunterlauf und werden mit dem mechanischen Förderer 79 in das Lagersilo 100 gefördert. Dort werden sie für die wei¬ tere industrielle Verwertung bereit gehalten.
Die Körner mit einer Größe von mehr als 8 mm (Siebüberlauf) werden in den Wirbelstromabscheider 80 eingegeben. In diesem werden die nicht magnetischen Metalle aus dem Agglo¬ merat enfernt. In dem Wirbelstromabscheider wird das Agglo¬ merat einem wechselnden magnetischen Feld ausgesetzt, das von dem sich drehenden Polrad 81 erzeugt wird. Dadurch werden in den metallischen Körnern gemäß den Maxwellschen Gleichungen Wirbelströme induziert und die metallischen Körner dadurch magnetisiert . Dies ermöglicht die Abschei¬ dung der Metalle.
Nach dem Abscheiden der nichtmagnetischen Metalle werden die Körner mit einer Größe von mehr als 8 mm in der von oben zu beschickenden Schneidmühle 90 zerkleinert. Wie in Figur 3 mit der gestrichelten Linie 99 angedeutet wird, wird das gemahlene Gut aus der Schneidmühle 90 wieder zu dem Schwingungssieb 75 gefördert, wo es erneut gesiebt wird. So wird sichergestellt, daß nur Körner mit einer Größe von weniger als 8 mm in das Lagersilo 100 gefördert werden.
In dem Lagersilo 100 wird das aufbereitete Agglomerat so lange gelagert, bis es zur weiteren Verwertung abgeholt wird. Dabei kann vorgesehen sein, daß das aufbereitete Agglomerat bei der Entnahme aus dem Lagersilo 100 noch einmal auf verbliebene ferromagnetische Stoffe, insbesonde¬ re Eisen- und Stahlteile, untersucht wird, z. B. mit einem Magnetabscheider.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die aus dem aufzubereitenden Gut herausgetrennten Stoffe, insbesondere ferromagnetische Stoffe, Inertstoffe (Glas, Sand etc.) , schwere Kunststoff¬ teile, der Fein- und Überkornanteil des Kunststoffagglomera¬ tes und die nichtmagnetischen Metalle, jeweils separat verwertet werden.
Die vorbeschriebene Anlage ermöglicht die Aufbereitung von Kunststoffmüllgemischen, insbesondere von thermoplasti¬ schen Kunststoffen aus der Haushaltssammlung des Dualen Systems Deutschland, in einem reinen Trockenverfahren. Bei dieser Aufbereitung wird die Konzentration an Störstoffen, insbesondere Metallen, Asche, Papier, Sand und Glassplit¬ tern soweit herabgesetzt, daß beispielsweise die Weiterver¬ wertung des Agglomerates in Extrudern ohne weiteres möglich ist. Auch die Korngröße und die Schüttdichte des Agglomera¬ tes liegen in den vorgegebenen Grenzen.
Zusammenfassend wird durch das oben beschriebene Verfahren ein rieselfähiges Kompaktat erzeugt, das die für die stoff¬ liche Verwertung erforderliche Güte aufweist. Dabei kommen keine nassen Reinigungsstufen zum Einsatz, so daß die sehr aufwendigen und energiefressenden Trockenstufen für nasse Kunststoffe entfallen können. Weitere Energieeinsparung läßt sich dadurch erreichen, daß die Anlage mit einer Kraft- und Wärmekopplung betrieben wird.
Fig. 4 zeigt eine detaillierte Prinzip-Skizze einer bevor¬ zugten Ausführungεform des Windsichters.
Das aufzubereitende Material wird in diesen Windsichter 130 von oben durch die Aufgabe 131 eingegeben und dann von dem durch das Gebläse 132 erzeugten Luftstrom an dem Magne¬ ten 133 (sog. "Polizeimagnet" zum Aufspüren und Entfernen noch im Material enthaltener magnetischer Bestandteile) vorbei in Richtung der Leitbleche 134, 135 geführt. Das Windleitblech 134 und die verstellbaren Leitbleche 135 dienen zur Führung des Luftstroms und aufzubereitenden Materials in die Vibrationsrinne 136. Dabei sinken schwere Partikel fühzeitig zu Boden und gelangen zu dem Ausgabe- schacht für die Schwerfraktion 138. Das leichtere Material gelangt hingegen in die Vibrationsrinne 136.
Die Vibrationsrinne 136 wird durch den Federantrieb 140 in Schwingungen versetzt. Im hinteren Bereich der Vibrations¬ rinne sammelt sich der körnige Anteil des aufzubereitenden Materials auf dem als Siebstrecke ausgelegten Bodenabschnitt 137. Die Öffnungen der Siebstrecke 137 sind so dimensioniert, daß Körner mit einer Größe von weniger als 5 mm als Siebunterlauf in den Ausgabeschacht 138 gelan¬ gen. Die größeren Körner bilden den Siebüberlauf und werden mit Hilfe des Kratzkettenförderers 141 aus dem Windsichter 130 entnommen.
Die Vibrationsrinne 136 ist mit dem Kratzkettenföderer 141 außerdem durch den Windkanal 139 verbunden. Durch diesen werden Folienteile und andere besonders leichte Bestandtei¬ le direkt in den mittleren Bereich des Kratzkettenförde¬ rers 138 geblasen.
In Fig. 5 ist eine bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Agglomerators 50 mit einem Antriebsmotor 51 dargestellt. Der Agglomerationsprozeß läuft darin in an und für sich bekannter Weise durch Anschmelzen und anschließendes Abküh¬ len des aufzubereitenden Materials ab. Von besonderer Bedeutung ist vorliegend die Absaugglocke 55, mit der während des Agglomerierens flüchtige Stoffe, wie z. B. Papier, Asche, Dampf etc., abgesaugt werden. Durch den Ausgang 56 gelangen diese Stoffe in eine geeignete Reini¬ gungsvorrichtung. Durch das Absaugen flüchtiger Stoffe wird der Gehalt an Störstoffen in dem beim Agglomerieren entste¬ henden Kunststoff-Haufwerk entscheidend reduziert.
In dem Agglomerator 50 ist ferner einen Aufgabetrichter 57 angeordnet. Durch diesen gelangt das beim Agglomerieren ent¬ standene Kunststoff-Haufwerk in die pneumatische Förder¬ strecke 59, wo es durch den von dem Ventilator 58 erzeugten Luftstrom weitergegeleitet und getrocknet wird.
Fig. 6 zeigt schließlich ein bevorzugtes Ausführungsbei- spiel einer Trockenstrecke 60, bei der eine pneumatische Förderstrecke 61 mit einem Feinkornsieb 65 für das agglome¬ rierte Material verfahrenstechnisch kombiniert ist .
In der pneumatischen Förderstrecke 61 wird das agglomerier¬ te Material zu dem Trommelsieb 65 geleitet und dabei ge¬ trocknet. Das Material durchläuft das sich drehende Trommel- sieb 65, dessen Siebwände einen solchen Durchmesser haben, daß Partikel mit einer Größe von weniger als 1.6 mm als Sie¬ bunterlauf in die Aufnahmebehälter 68 gelangen. Der Siebüberlauf wird bei dem Austrag 66 entnommen und gelangt zur nächsten Aufbereitungsstufe.
Wenn das Feinkornsieb 65 unmittelbar hinter dem
Agglomerator 50 angeordnet ist, dann ist die pneumatische
Förderstrecke 61 die Fortsetzung der in Fig. 5 gezeigten pneumatischen Förderstrecke 59, in der das Material aus dem
Agglomerator 50 entnommen wird.
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