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Title:
METHOD FOR COOLING AN EXOTHERMALLY FULLY REACTING WASTE MIXTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/028414
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for cooling a fully reacting mixture that is produced from waste and comprises a first constituent water and optionally carbon, metals and/or metal oxides, in addition to a second constituent that reacts with water from the first constant and contains free burnt lime and optionally carbon, metals and/or metal oxides in forms ranging from fine grains to powder, as well as other substances. Said mixture is cooled to a temperature of less than 40 °C by means of multiple recirculation and ventilation before substantial reactivity is reduced.

Inventors:
OSING DIRK A (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003816
Publication Date:
June 10, 1999
Filing Date:
November 27, 1998
Export Citation:
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Assignee:
CODE GMBH (DE)
OSING DIRK A (DE)
International Classes:
B09B3/00; C10L5/48; C22B7/00; (IPC1-7): C10L/
Domestic Patent References:
WO1996031630A11996-10-10
Foreign References:
US3165380A1965-01-12
EP0234279A21987-09-02
EP0499779A11992-08-26
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Verfahren zur automatischen, dezentralisierten Koordi nierung der unabhängigen, in Segmente zerlegbaren Bewe gungsbahnen einer Mehrzahl innerhalb eines vorgegebenen räumlichen Bereichs miteinander kommunizierender mobiler Roboter, zur Vermeidung von Kollisionen, sowie zur Er fassung und Auflösung von gegenseitigen Blockierungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Roboter Positionsinformationen von den anderen Robotern empfängt und seinen räumlichen Abstand (drob) zu den anderen Robotern bestimmt, ein Roboter bei Unterschreiten eines vorbestimmten Abstandes (sicher) zu den anderen Robotern jeweils eine Koordinierungsverbindung zu diesen Robotern zur Koordinierung seiner Bewegungsbahn mit den Be wegungsbahnen der anderen Roboter erstellt und auf rechterhält, solange der vorbestimmte Relativab stand unterschritten ist, wobei jeweils einer der durch eine Koordinierungsverbindung verbundenen Ro boter als Koordinator und der andere als Partner gewählt wird, ein Koordinator die geplanten Bewegungsbahnsegmente seines Partners anfordert und einen Algorithmus zur Kollisionsvermeidung initiiert, durch den die Bewe gungsbahnsegmente des Partners mit seinen eigenen Bewegungsbahnsegmenten abgeglichen werden, um die Kollisionsbereiche zu ermitteln, bei denen die Ro boter einen vorbestimmten Mindestabstand (darin) un terschreiten, und wobei ein zeitliches Abfolgesche ma für die Bewegungsbahnsegmente von Koordinator und Partner ermittelt wird, ein Koordinator anhand des zeitlichen Abfolgesche mas für die Bewegungsbahnsegmente von Koordinator und Partner seinem Partner und sich Erlaubnis zur Ausführung des nächsten Bewegungsbahnsegments er teilt und eine Ausführung des Bewegungsbahnsegments nur erfolgt wenn Erlaubnis erteilt ist, ein Roboter zur Erfassung eines Kreises sich gegen seitig blockierender Roboter einen Algorithmus zur Blockierungserfassung initiiert, falls ihm die Er laubnis zur Ausführung seines nächsten Bewegungs bahnsegmentes nicht erteilt wurde, bei Erfassung eines Kreises sich gegenseitig blo ckierender Roboter von dem erfassenden Roboter ein Algorithmus zur Blockierungslösung initiiert wird, welcher einen ersten Schritt und einen zweiten Schritt umfasst, wobei der erste Schritt darin be steht, dass bei einer Koordinierungsverbindung der sich gegenseitig blockierenden Roboter die Reihen folge zur Ausführung des jeweils nächsten Bewe gungsbahnsegments der durch eine Koordinierungsver bindung verbundenen Roboter getauscht wird, wobei der zweite Schritt darin besteht, dass einer oder mehrere der zu einem Kreis sich gegenseitig blo ckierenden Roboter ihre Bewegungsbahnen neu planen, wobei der zweite Schritt nur ausgeführt wird, wenn der erste Schritt zu keiner Blockierungslösung ge führt hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Algorithmus zur Kollisionsvermeidung die Ermitt lung des zeitlichen Abfolgeschemas für die geplanten Be wegungsbahnsegmente von Koordinator und Partner durch folgende Schritte erfolgt : Darstellung der Bewegungsbahnsegmente eines Koordi nators und seines Partners durch die horizontale und vertikale Achse eines zweidimensionalen Dia gramms (Task Completion Diagramm), Prüfung ob zwei Positionen der Roboter in den Bewe gungsbahnsegmenten vorliegen, die einen Abstand der Roboter ergeben, der kleiner als ein vorbestimmter Mindestabstand dmin ist, wobei die Kollisionsberei che markiert werden, ein Ausführungsweg unter Vermeidung aller markier ten Kollisionsbereiche, beginnend mit der linken unteren Ecke und endend in der oberen rechten Ecke des Diagramms ermittelt wird, der Ausführungsweg beginnend mit der linken unteren Ecke des Diagramms in gerade Stücke zerlegt wird und für jedes gerade Stück ein Eintrag in ein zeit liches Abfolgeschema erfolgt, mit der Bedeutung dass für jedes horizontale Stück dem Koordinator, für jedes vertikale Stück dem Partner, und für je des schräge Stück beiden Robotern Erlaubnis zur Ausführung des nächsten Bewegungsbahnsegmentes er teilt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein möglichst kurzer Ausführungsweg ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass ein Ausführungsweg ermittelt wird, der Kolli sionsbereiche möglichst häufig an deren untersten linken Ecke trifft.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Blockie rungserfassung folgende Schritte aufweist : Definieren von gerichteten Koordinierungsverbindun gen, in der Weise, dass der Ursprung einer gerich teten Koordinierungsverbindung dem wartenden Robo ter und das Ziel der gleichen gerichteten Koordi nierungsverbindung dem vorrangigen Roboter zugewie sen werden, Aussenden einer Prüfmeldung längs der neu definier ten gerichteten Koordinierungsverbindung, Empfangen der Prüfmeldung von dem zugehörigen Robo ter und Weiterleitung der Prüfmeldung an alle von ihm abgehenden gerichteten Koordinierungsverbindun gen unter Hinzufügung seiner Identifizierung, Empfangen der Prüfmeldung von den zugehörigen Robo tern und jeweilige Überprüfung ob die Prüfmeldung von ihnen stammt, und Erkennen einer gegenseitigen Blockierung mit gleichzeitiger Identifizierung aller beteiligten Roboter, wenn die Prüfmeldung von einem Roboter stammt und/oder Weiterleitung der Prüfmeldung an alle abgehenden gerichteten Koordinierungsverbin dungen unter Hinzufügung der Identifizierung, wenn die Prüfmeldung nicht von einem Roboter stammt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass bei dem Algorithmus zur Blo ckierungslösung der erste Schritt die folgenden Teil schritte umfasst : Abschicken einer Anderungsmeldung an die sich ge genseitig blockierenden Roboter des Kreises, Empfangen der Änderungsmeldung durch die am Kreis der sich gegenseitig blockierenden Roboter betei ligten Roboter und Anfrage an die jeweiligen Koor dinatoren ob die Reihenfolge der Ausführung des je weils nächsten Bewegungsbahnsegments getauscht wer den kann, Verwerfen der Anderungsmeldung, wenn eine Reihen folge der Ausführung getauscht werden konnte, oder Empfangen der Änderungsmeldung von dem die Ände rungsmeldung initiierenden Roboter und initiieren des zweiten Schritts, wobei der zweite Schritt die folgenden Teilschritte umfasst : Abschicken einer Neuplanmeldung an die sich gegen seitig blockierenden Roboter des Kreises, Empfangen der Neuplanmeldung durch die am Kreis der sich gegenseitig blockierenden Roboter beteiligten Roboter und jeweilige Anfrage an die die Bewegungs bahn planende Einheit eine alternative Bewegungs bahn zu planen, Verwerfen der Neuplanmeldung und Entfernen aller gerichteten Koordinierungsverbindungen, wenn eine alternative Bewegungsbahn von einem Roboter geplant werden konnte, oder Empfangen der Neuplanmeldung von dem die Neuplanmeldung initiierenden Roboter und Initiieren einer Befreiungsmeldung, Abschicken der Befreiungsmeldung an alle am Kreis sich gegenseitig blockierenden Roboter beteiligten Roboter, wobei die Befreiungsmeldung den Kreis ver lassen darf, um alle beteiligten Robotern zu veran lassen, dass diese eine alternative Bewegungsbahn planen, und zu vermerken ob sich ein nicht betei ligter Roboter in der Nachbarschaft befindet, Empfangen der Befreiungsmeldung durch den sie ini tiierenden Roboter und Prüfen ob keiner der betei ligten Roboter eine alternative Bewegungsbahn pla nen kann und ob keiner der beteiligten Roboter ei nen nichtbeteiligten Roboter in seiner Nachbar schaft hat und im Bejahensfalle Abbrechen der Blo ckierungslösung.
8. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Koordinierung der unabhängigen Bewegungs bahnen eines Satzes von mobilen Robotern zur gemeinsamen Reinigung eines großen Raumes, insbesondere ein Super markt oder ein Flughafen.
Description:
Verfahren zum Abkühlen eines exotherm ausreagierenden Gemisches aus Ab- fallstoffen Die Erfindung betriffl ein Verfahren zum Abkühlen eines exotherm ausreagierenden Gemisches das aus Abfallstoffen hergestellt ist und neben einer ersten, Wasser und ggf. Kohlenstoff undloder Metalle undZoder Metalloxide enthaltenden Komponente und einer zweiten, mit dem Wasser der ersten Komponente reagierenden freien Branntkalk und ggf. Kohlenstoff und/oder Metalle und/oder Metalloxide in jeweils feinkörniger bis pulverförmiger Konfiguration enthaltenden Komponente ggf. noch weitere Stoffe enthält.

Eine erste, wasserhaltige Komponente eines derartigen Gemisches besteht bei- spielsweise aus öl-und metallhaltigen Schlammen, wie sie vielfältig in der Industrie anfallen. Eine andere Art sind metalloxidhaltige Schlämme, wie z. B. Walzzunder- schlamm. Aber auch Papierschlämme, industrielle oder kommunale Klarschlämme, Schlämme aus der Nassentstaubung, Gichtgasschlämme des Hochofenprozesses, Pigmentschlämme auf der Basis von Eisenoxid, Honschlamme, feuchte Schredder- leichffraktion, feuchte Plastikgranulate, Gie#ereialtsande und fein bis feinstkörnige Schlacken kommen als erste Komponente in Betracht. Ebenfalls kommen in Betracht Schlamm, welche Stäube von Sinter-und Konverteranlagen sowie von Elektrolicht- bogenöfen, Kupolöfen und Schachtöfen enthalten. Den vorgenannten Stoffen ist gemeinsam, dass sie Feuchtigkeit in Form von Wasser aufweisen und überwiegend in Schlammform vorliegen.

Als eine zweite reaktive Komponente, die mit dem Wasser der ersten Komponente reagiert kommen in Betracht Branntkalk (CaO), Dolomite, Flugaschen aus mit Stein-oder Braunkohle gefeuerten Kraftwerken, Stäube aus Trockenentstaubungs- anlagen, fein bis feinstkörnige Erze, Kohle-und Eisenschwamm. Neben den vorge- nannten ersten und zweiten reaktiven Komponenten kann ein solches Gemisch aber auch noch weitere Stoffe enthalten, wie z. B. Sande, die sich im aligemeinen neutral verhalten. Auch können mehrere der ersten und zweiten Komponenten zugleich vor- liegen.

Beim Vermischen eines die erste Komponente enthaltenden Abfallstoffes mit einem die zweite reaktive Komponente enthaltenden Stoff reagieren diese beiden Stoffe miteinander exotherm. Da bei der Reaktion der beiden Komponenten nicht immer das gesamte, im Schlamm enthaltende Wasser bei der Reaktion verbraucht wird, wird die dabei freiwerdende Wärme vorteilhaft dazu benutzt, das noch feuchte Ge- misch abzutrocknen und in eine riesetfähige bzw. blasbare Konsistenz zu überfüh- ren, welche das Gemisch dazu geeignet macht in einen metallurgischen Prozess oder in eine Feuerung eingeblasen zu werden. Zwischen einer derartigen Verwen- dung des Gemischs und seiner Herstellung liegen aber mitunter größere Zeiträume Deshalb werden Gemische dieser Art bevorzugt in Bunkern oder Silos zwischenge- lagert, bevor sie ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung zugeführt werden können.

Die Verarbeitung und Verwertung von feuchten, pastösen und schlammigen Abfall- produkten, wie z. B. ölhaltiger Walzzunderschlamm, führt oft nur über eine Kosi- stenzveränderung zu dem Ziel, das Produkt in eine rieselfähige und siebbare Form zu bringen. Die Konsistenzveränderung kann entweder über äußere Wärmezufuhr oder aber durch andere Komponenten erreicht werden, die in Verbindung mit Was- ser"reagieren"und dabei Wärme abgeben. Die bekannteste, reaktive Komponente ist Branntkalk (CaO). Es gibt aber auch Metalle und Metalloxide, die bei Oxidation Wärme freisetzen wie z. B. Eisenschwamm, oder vorreduzierte Feinerze (DRI-Direct Reduction Iron).

Mit der Lagerbarkeit von derartigen Gemischen hat man folgende Erfahrungen ge- macht : 1. Etwa 600 t eines Gemischs mit einer Korngröße unterhalb 4 mm, das aus Walz- zunderschlamm mit einem H20-Anteil von ca. 20% und Kraftwerksflugasche mit ei- nem freien CaO-Anteil von 9% bestand, wurden in einem Hochbunker gelagert, der die Abmessungen 20x20x5 m hatte. Nach 7 Wochen wurde das Gemisch mittels ei- nes Greiferkranes umgesetzt. Die obere Schicht von ca. 2 m Dicke des Gemischs war ausreagiert und hatte eine Temperatur in Höhe der Umgebungstemperatur. Un- terhalb der oberen, lockeren Schicht hatte sich das Gemisch in einer Stärke von 1-2 m derart verfestigt, dass es nur mit einem Greifer aufgenommen werden konnte, der mit Zähnen bewehrt war Das unterhalb der festen Schicht lagernde Gemisch wies immer noch Temperaturen von 45-60°C auf. Die Reaktion war also noch nicht ab- geschlossen, und somit enthielt das Gemisch auch noch eine Restfeuchtigkeit.

2. Bei einer losen Schüttung von etwa 6 t des vorerwähnten Gemisches war nach ca.

8 Std. die äußere Schicht"erkaltet"und trocken. Im Inneren des Haufwerks konnten allerdings noch Temperaturen zwischen 50 und 70°C gemessen werden. Ein aus- reagiertes Gemisch stand erst nach 4 Tagen zur Verfügung. Bei flächiger Aufschüt- tung des Gemisches bis zu einer Höhe von 50 cm konnte die Reaktionsphase auf 24 Std. werden.

3. In einem industriellen Großversuch mit einem Gemisch, das aus ölhaltigem, feuchtem Walzzunderschlamm, Branntkalk, Kohle und Filterstaub aus dem Elektro- lichtbogenofen bestand, wurde das frisch gemischte und auf Korngrößen unterhalb 5 mm gesiebte Gemisch in Säcken (big bags) gelagert. Die big bags bestanden aus luftdurchlässigem Plastikgewebe und waren jeweils mit etwa 1 t des Gemischs ge- füllt ; sie waren oben offen. Bei der Lagerung der big bags in einer Werkshalle, bei Außentemperaturen zwischen 14 und 18°C, war das Gemisch erst nach 76 Std. aus- reagiert d h. ausgedünstet. Die Anfangstemperatur kurz nach der Befüllung der big bags lag bei 120°C und sank nach etwa 75 Std. auf Außentemperatur ab.

Als Schlussfolgerung aus den vorstehenden Erfahrungsbeispielen ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, ein Gemisch der vorgenanntenArt innerhalb kurzer Zeiträume derart abzukühlen, dass es ausreagiert und lagerbar wird und oh- ne dass dabei große Lagerkapazitäten benötigt werden, oder dass es seine Konsi- stenz in irgend einer Weise verändert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass man das Gemisch vor dem Abklingen seiner wesentlichen Reaktionsfähigkeit einer mehrfachen Umwäl- zung unterwirft dabei belüftet und zugleich bis auf eine Temperatur unterhalb 40°C abkühit. Genauer gesagt sollen die Umwälzung und Belüftung bereits zu einem Zeit- punkt einsetzen, in welchem das Gemisch noch ausreichend reaktionsfähig ist. Es wurde festgestellt, dass der Zeitraum am günstigsten innerhalb von 1 Min. bis 10 Std nach der Herstellung des Gemisches zu bemessen ist. Danach setzt bereits die Verfestigung von in Bunkern oder Silos gelagerten Gemischen in ihren tieferen Schichten ein, sodass die weitere Verarbeitung mit größeren Schwierigkeiten ver- bunden bzw. gar nicht mehr möglich ist.

Das Gemisch reagiert exotherm bei Vorhandensein von Wasser, was bei schlamm- förmigen Abfallstoffen in der Regel immer vorausgesetzt werden kann, und der Hin- zufügung von Branntkalk. Eine Durchgasung des Gemischs zum Freisetzen von Wärme und Feuchtigkeit, insbesondere bei einem feinkörnigen, engen und dichten Kornband, geht bei Lagerung des Gemischs in einem Haufwerk, in offenen Bunkern oder offenen big bags nur langsam vonstatten. Ein wesentlich schnellerer und effizi- enter Durchgasungsprozess kann mit einer rotierenden Trommel erzielt werden, in welche das Gemisch eingefüllt wird. Durch die rotierende Bewegung der Misch- trommel wird die Oberfläche des Gemischs kontinuierlich umgewälzt, und auf diese Weise wird eine bessere und schnellere Ausdünstung und Abkühlung des Gemischs erzielt.

Durch die Zufuhr von Luft wird die Durchgasung des Gemischs beschleunigt. Reicht es in der Regel aus, trockene Frischluft zuzuführen, so ist es in der kalten Jahreszeit von Vorteil, wenn die Luft getrocknet und angewärmt ist Mit trockener und erwärm- ter Luft wird das Ausreagieren und die Abkühlung des Gemischs wesentlich unter- stützt und beschleunigt.

Der Mischer sollte zur besseren Belüftung mit einem innenligenden zentrierten und perforierten oder gelochten Rohr ausgestattet sein, durch welches die Luft, kalt oder warm, eingeblasen werden kann. Ein solches Rohr kann wahlweise auch mit Düsen ausgestattet sein. Die bei der Umwälzung und Belüftung aus dem Gemisch austre- tenden Brüden, das sind Staub-und Feuchtigkeitspartikel, müssen abgesaugt wer- den, damit sie nicht unkontrolliert in die Atmosphäre geraten. Bei der Absaugung entsteht ein Unterdruck in der rotierenden Trommel. Zur Vermeidung des Unter- drucks ist es ebenfalls von Vorteil, über ein gelochtes, perforiertes oder mit Düsen bestücktes Rohr die erforderliche Luft einzublasen. Dabei kann das Einblasen der Luft kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen, das Absaugen der Brüden hinge- gen sollte überwiegend kontinuierlich statHinden.

Die Dauer der Abkühlung des Gemischs hängt von seiner Masse urtd von seiner Reaktionsfähigkeit ab. Infolgedessen ist die Dauer der Abkühlung auf diese beiden Parameter abzustellen. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen werden Hin- weise für die Dauer der Abkühlung gegeben. Das abgekühtte Gemisch ist sodann problemlos über einen längeren Zeitraum in Bunkern oder Silos lagerbar Man er- kennt das daran, dass das ausreagierte Gemisch eine deutlich hellere Färbung auf- weist als die erste Komponente des Gemischs, die in der Regel schlammförmig vor- liegt.

Nachfolgend wird die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen näher beschrie- ben. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich jeweils die -Fig. 1 bis Fig. 4 die Reaktions-bzw. Temperaturentwicklung eines Gemi- sches bei unterschiedlichen Abkühlungsverfahren und -Fig. 5 einen Trommelmischer zur Abkühlung eines Gemischs.

Ein Mehrkomponentengemisch aus Abfallstoffen hat beispielsweise die Zusammen- setzung : -35% ölhaltiger Walaunderschlamm (8-10% Öl, 20-25% H20), -35% Elektrofilterstaub vom E.-Ofen, -25% Kohlenstoff, --5% (CaO).

1. Ausführungsbeispiel: Aus einem Gemisch von 750 kg Walzzunderschlamm-erste Komponente-, 40 kg Branntkalk-zweite Komponente-und 300 kg Kohle-zusätzlicher Stoff-wurde eine Menge von 90 kg abgewogen und in einen kleinen Betonmischer (Freifallmischer) chargiert. Bei einer Außentemperatur von 15,1°C wurde der Mischer mit 23 U/min betrieben. Während des Testlaufs mit der rotierenden Trommel konnte kein "Aufrolleffekt", d. h. Pelletisierungseffekt des chargierten Gemischs festgestellt wer- den Die größte Menge an Brüden wurde in den ersten 20-30 Minuten des Trom- meltests ausgetrieben. Die Abkühlung wurde nach 60 Minuten beendet.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen, stark vereinfacht, das Reaktionsverhalten jeweils eines Gemischs von 1000 kg gleicher Zusammensetzung bei unterschiedlichen Arten der Abkühlung. Es ist jeweils der Temperaturverlauf über der Zeit aufgetragen. In allen Diagrammen wurden gleiche Temperaturabschnitte mit gleichen Zeitabschnitten verglichen. Im Fall der Figur 1 wurde ein Gemisch auf einer Halde gelagert. Wie man sieht, klingt die Temperatur im Laufe der Zeit nur wenig ab. Im Fall der Figur 2 wurde ein Gemisch in einem big bag gelagert. Auch hier ist das Abklingen der Tem- peratur nur unwesentlich größer als bei der Lagerung auf Halde. In der Figur 3 schließlich wurde ein Gemisch in einem Freifallmischer umgewälzt. Hier erkennt man bereits, dass gegenüber den vorstehenden Abkühlungsarten das Abklingen der Temperatur deutlich besser wird. Im Fall der Figur 4 schließlich wurde die Misch- trommel zusätzlich mit Druckluft belüftet. Hierbei konnte festgestellt werden, dass im Vergleich zu den vorangegangenen Abkühlungsarten die Temperatur des Gemischs bereits in der Hälfte der Zeit auf einen annehmbaren Wert abgesunken war. Aus dem Vergleich der Diagramme, Figuren 1 bis 4, wird also deutlich erkennbar, dass das Gemisch im zwangsbetüfteten Rotationsmischer wesentlich schneller reagiert und Feuchtigkeit sowie Wärme freisetzt als bei der Abkühlung im big bag oder im Haufwerk. Offensichtlich sind eine schnelle Durchgasung und die Freisetzung von Feuchtigkeit und Wärme durch kontinuierliche Umschichtung der Oberfläche des Gemischs im Rotationsmischer eher gewährleistet.

2. Ausführungsbeispiel : Im Rahmen eines weiteren Versuchs mit einem"Fahrbetonmischer"wurden 6 t fri- sches Gemisch in die rotierende Trommel chargiert. Bei Befüllung der Trommel wies das Gemisch eine Temperatur zwischen 90 und 98°C auf. Druckluft wurde mittels einer Rohrlanze mit einem Durchmesser von 12 mm in die Trommel eingeblasen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel betrug 4 U/min. Die während einer Zeit von 40 Min. an den ausgetriebenen Brüden vorgenommenen Temperaturmes- sungen ergaben noch einen Mittelwert von 55°C.

3. Ausführungsbeispiel : 6 t frisches Gemisch mit vergleichbarer Ausgangstemperatur wie im Ausführungs- beispiel 2 wurden in einer Trommel bei 20 U/min und voller Druckluftinjektion von ca.

4 bar abgekühlt Dabei zeigte sich ein kontinuierliches Absinken der Temperatur innerhalb von 45 Min. auf 30°C bei einer Umgebungstemperatur von 23°C.

Der Trommelmischer 1 nach der Fig. 5 hat eine erprobte und kompakte Technik, wie sie von Trommelmischern zur Betonherstellung hinreichend bekannt ist. Die Umdre- hungszahl der Trommel 2 ist stufenlos regelbar. Der Antrieb (nicht gezeigt) erfolgt wahlweise über Elektro-, Diesel-, oder Benzinmotoren mit nachgeschaltetem Hy- draulikgetriebe (nicht gezeigt). Die Trommel 2 kann sowohl stationär als auch fahr- bar eingesetzt werden. Die Trommel 2 wird mittels Band- (nicht gezeigt) oder Schneckenförderer (nicht gezeigt) mit einem Gemisch 3 beschickt. Das Beschicken erfolgt über einen Einfülltrichter 4. Ahnlich wie der Einfülltrichter 4 ist ein weiterer Tricher (nicht gezeigt) ausgestaltet, über den die Brüden (nicht gezeigt) abgesaugt werden können, welche aus dem Gemisch 3 austreten. Der Austrag 5 des abge- kühiten Gemischs erfolgt über ein Abzugsband (nicht gezeigt) in einen Bunker (nicht gezeigt) hinein und ist unproblematisch Auch der Abzug und die Entstaubung der Brüden sind einfach. Der Platzbedarf eines Trommelmischers 1 mit einem Fas- sungsvermögen der Trommel 2 von beispielsweise 10 t beträgt 12m2, ist also gering im Verhältnis zur Zwischenlagerung eines Gemischs in Bunkern, Haufwerken oder in big bags zu je 1 t auf Paletten. Bei solchen Formen der Zwischenlagerung des Ge- mischs dürfte auch die Absaugung von Brüden problematisch und kostenintensiv sein. Aufgrund seiner bewährten Technik benötigt ein Trommelmischer 1 wenig Wartung und ist einfach in der Bedienung sowie Überwachung.

Die Trommel 2 ist mit Wiegezellen (nicht gezeigt) zur Gewichtskontrolle bei der Chargierung und Entleerung ausgestattet. Mittels gekapseltem Band oder Schnek- kenförderer (nicht gezeigt) wird das Gemisch 3 zum Einfülltrichter 4 der Trommel 2 transportiert und eingefüllt. Die Trommel 2 dreht rechts beim Befülivorgang. Das Gemisch 3 wird von der innenliegenden Wendel 6 eingezogen bzw. in das innerve der Trommel 2 transportiert. In die Wandung 18 der Trommel 2 sind an einer oder mehreren Stellen Temperaturfühler 19 eingelassen. Diese Temperaturfühler 19 messen fortlaufend die Temperatur des Gemischs 3 und übermitteln die-Tempera- turwerte an eine Messstation 20 au#erhalb der Trommel 2. Die Übermitt) ung der Temperaturwerte erfolgt drahtlos oder Liber Messleitungen 21. Mit Hilfe der Mess- station 20 werden die Befüllungs-und Entleerungszyklen des Trommelmischers 1 gesteuert. Temperaturfühler 22 können auch in oder an den Wendeln 6 der Trommel 2 angebracht sein.

Zur Entleerung des abgekühiten Gemischs 3 aus der Trommel 2 dreht diese links.

Die Zeit des Chargierens richtet sich nach der Geschwindigkeit der Mengenzufüh- rung des Gemischs 3 und nach der Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel 2. Die Entleerung des abgekühlten Gemischs 3 kann stufenlos über die Umdrehungsge- schwindigkeit der Trommel 2 gesteuert werden. Bei der Abkühlung werden Brüden freigesetzt. Die Brüden bestehen aus Wasserdampf-und Staubpartikeln. Beim Um- gang mit toxischen Stäuben, z. B. Fitterstäuben des Elektrolichtbogenofens, die unter anderem Zn-/Pb-Oxide enthalten, ist eine gezielte Absaugung und Filterung solcher Brüden ökologisch erforderlich und wichtig. Der Ausdünstungsprozess wird durch Zufuhr von trockener, kalter oder erwärmter Druckluft 7 unterstützt. Dies geschieht durch eine Rohrlanze 8, welche über die Einfüllöffnung 9 der Trommel 2 im Verlauf der Mittellinie 10 in das Innere der Trommel 2 eingeführt wird Vom Ende 11 der Rohrlanze 8 gehen strahlenförmig Rohrleitungen 12 ab, die auf einen Rohrring 13 stoßen, der am Boden der Mischtrommel 2 befestigt ist. Die Rohrlanze 8 und abge- henden Rohrleitungen 12 sind mit Düsenöffnungen 14 versehen, aus denen die Druckluft 7 ausströmen kann.

Bereits vor dem Befüllen der Trommel 2 wird das Rohrsystem 8,12 mit Druckluft 7 beaufschlagt, damit kein Gemisch in die Düsen 14 eintreten kann, um so Verstop- fungen zu vermeiden. Die Düsen 14 können mit Rückschlagventilen (nicht gezeigt) bestückt sein, die sich bei Druckabfall schließen und so ein Eindringen von Gemisch 3 in das Rohrsystem 8,12 verhindern Eine andere Variante der Zuführung von Druckluft in das Innere der Trommel 2 kann über eine Bohrung in der Antriebswelle, bzw. ein Verbindungsstück 15 zwischen Getriebe und Trommel 2 erreicht werden Die Zuführung von Druckluft 7 über ein Verbindungsstück 15 wird sich allerdings etwas komplizierter gestalten als über ein einfaches Absperrventil 16 im Zuge der Rohrlanze 8.

Durch die im Inneren der Trommel 2 festeingebauten Wendel 6 wird das Gemisch 3 bei rechtsdrehender Trommel 2 in das Innere der Trommel 2 transportiert und sam- melt sich im Bodenbereich 11 der Trommel 2. In der Figur 5 ist die größtmögliche Befüllung entsprechend der Materiallinie 17 eingezeichnet. Unterhalb der Materialli- nie 17 muss mit der größten Menge an Druckluft 7 gearbeitet werden.

Erfahrungsgemäß sind Brüden schwerer als reiner Wasserdampf. Wichtig ist, dass die Brüden schnell abgesaugt und gefiltert werden. Um eine optimale Absaugung zu gewahrleisten, muss in der Zeiteinheit gegenüber der eingeblasenen Menge an Druckluft 7 der dreifache Wert des Gewichts aus Brüden und Luft wieder abgesaugt werden Je nach Anforderungen des Aufbereitungsverfahrens kann die eingeblasene Druck- luft 7 kalt, warm oder heiß sein, in jedem Falle muss sie jedoch trocken sein. Erfah- rungsgemäß lauft die Reaktion des Gemischs 3 bei kalter Außentemperatur nur schwer, unvollständig bzw gar nicht ab. Um dieser Behinderung zu begegnen, bzw. den Abkühlungsprozess zu unterstützen, ist die Beaufschlagung des Gemischs mit warmer oder hei#er Luft erforderlich.

Eine vollständige und gezielte Absaugung der Brüden im Bereich der Einfüllöffnung 9 der Trommel 2 ist durch Einhausung (nicht gezeigt) sehr gut technisch machbar und auch kostengünstig.

Im nachfolgenden Fallbeispiel wird eine Tagesproduktion von 70 t im Rahmen eines kontinuierlichen Produktionsablaufs beschrieben. Drei Trommelmischer 1 mit einem Fassungsvermögen von je 10 t werden parallel auf jeweils eigenem Grundrahmen (nicht gezeigt) installiert. Nach Erreichen des vorgegebenen Gewichtes, wird ent- sprechend der Materiallinie 17 an einem Trommelmischer 1 der Fülivorgang an der Trommel 2 durch einen Impuls der Wiegezellen (nicht gezeigt) automatisch ge- stoppt. Ein Reversierband (nicht gezeigt) übernimmt sodann die Befüllung des zweiten Trommelmischers und, nach Erreichen des vorgegebenen Gewichtes, wird auch dort der Fülivorgang an den dritten Trommelmischer weitergegeben. Nach Er- reichen des vorgegebenen Füllgewichts am dritten Trommelmischer beginnt der Befülizyklus wieder mit dem erste Trommelmischer.

Nachstehend wird noch ein Vergleichsbeispiel über den Zeit-Platzbedarf und die Kosteneinsparungen gegeben 70 t einer Produktion von Mischgut pro Tag werden in big bags zu je 1 t auf Paletten zwischengelagert. Der Reaktionsablauf dauert mindestens 75 Stunden Um eine kontinuierliche Tagesproduktion von 70 t an ausreagiertem, trockenem und für den pneumatischen Transport blasbarem Gemisch zur Verfügung zu stellen, sind 4x70=280 t in big bags von jeweils 1 t Fassungsvermögen in Reihe zwischenzula- gern bei einem Platzbedarf von mindestens ca. 300 m2. Eine Stapelung der big bags übereinander kommt wegen der Behinderung der Ausdünstung nicht in Be- tracht. Zwecks Bewegung der big bags mit einem Frontstapler sind zusätzlich noch mindestens 800 m2 an überdachtem Platz erforderlich.

Nach vorliegenden Versuchsergebnissen mit einem zwangsbelüfteten Trommelmi- scher wird der Reaktionsprozess auf mindestens eine Stunde verkürzt. Für eine ko- tinuierliche Produktion von 70 t pro Tag werden drei Trommelmischer mit einem Fassungsvermögen von je 8 m3 und ein Platzbedarf von jeweils 36 m2 benötigt. Die Trommelmischer dienen auch als Zwischenlager. Von den Trommelmischern kann das Mischgut kontinuierlich für weitere Verfahrensschritte oder zur Zwischenlage- rung abgegeben werden. Als weiterer Verfahrensschritt kommt beispielsweise das Einblasen in einen metallurgischen Prozess in Betracht, wobei vorausgeschickt wird, dass von dem abgekühlten Gemisch vorab eine Kornfraktion von 0-6 mm abgesiebt wird. Eine solche Kornfraktion eignet sich aber auch zum Pelletieren oder Brikettie- ren, sei es mit oder ohne Bindemittel oder als Zusatzstoff zu Pellets oder Briketts.

Neben den vorgenannten Abfallstoffen, die vorwiegend metallische Komponenten aufweisen, ist es ebenso gut möglich, industrielle oder kommunale Klärschlämme sowie Abfallschlämme aus der Papierindustrie mit Stoffen zu behandeln, die freien Branntkalk aufweisen und diese Gemische anschließend in der vorbeschriebenen Weise abzukühlen. Sogar Gemische aus Gille und Kraftwerksflugasche können auf die vorbeschriebene Weise erfolgreich behandelt werden. Überhaupt ist Kraftwerks- flugasche eine ausgezeichnete zweite Komponente für alle vorstehend genannten Gemische, weil sie hohe Anteile an freiem Branntkalk enthält. Auch können Herstel- lung und Abkühlung eines Gemischs in ein und derselben Trommel erfolgen. Dabei werden zunächst die beiden Komponenten eins und zwei gleichzeitig oder nachein- ander aufgegeben und miteinander unter Drehung der Trommel vermischt. Bei dar- aufhin einsetzender Reaktion wird durch weiteres Umwälzen und Belüften des Ge- mischs das Abkühlen herbeigeführt. Bei der Herstellung von Gemischen, die hoch- reaktive Komponenten enthalten, wie z. B. vorreduzierte Feinerze (DRI), kann durch das gleichzeitige Einblasen von Frischluft einer unzulässigen Temperaturerhöhung bei der Reaktion entgegengewirkt werden.

Ziffemverzeichnis 1 Trommelmischer 2 Trommel 3 Gemisch 4 Einfül Itrichter 5 Abzug 6 Wendel 7 Druckluft 8 Rohrlanze 9 Einfüllöffnung 10 Mittellinie 11Ende 12Rohrleitungen <BR> <BR> <BR> <BR> 13 Rohrring<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1 4 Düsen<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1 5 Verbindungsstück 16Absperrventil <BR> <BR> <BR> <BR> 17 Materiallinie<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 18 Wandung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1 9 Temperaturfühler 20 Messstation 21 Messleitung 22 Temperaturfühler