DE102006006703A1

DE102006006703A1 - Verfahren zur Verarbeitung von faserhaltigem Material und Hammermühle dazu

Info

Publication number: DE102006006703A1
Application number: DE102006006703A
Authority: DE
Inventors: Fred Geib
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2007-08-23

Abstract

Bei einem Verfahren zur Verarbeitung von faserhaltigem Material, insbesondere Spuckstoffmaterial der Papier-, Pappe- bzw. Kartonageindustrie, das Fasern und weitere Bestandteile, insbesondere Eisen- bzw. Nichteisenmetalle und/oder Kunststoffe, enthält, wird das Material in einer Hammermühle kontinuierlich gemahlen und gleichzeitig werden Fasern von Restkomponenten separiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verarbeitung von faserhaltigem Material, insbesondere Spuckstoffmaterial der Papier-, Pappe- bzw. Kartonageindustrie, das Fasern und weitere Bestandteile, insbesondere Eisen- bzw. Nichteisenmetalle, und/oder Kunststoffe, enthält, und eine Hammermühle dazu.

Bei der Verarbeitung von Altpapier im Recyclingprozess verbleiben nach dem Aufschlämmen der mechanisch arbeitenden Entschlämmung Reststoffe als ein Gemisch aus verklumptem Papier- und Pappresten, Kunststoffstücken, Holzrückständen, Nichteisen- und Eisenmetallteile zurück, die gemeinsam als Spuckstoffe bezeichnet werden. Die Spuckstoffe werden nach dem Austritt aus dem Schlämmprozess zwischengelagert und dabei gravimetrisch entwässert. Der Wassergehalt beträgt bis zu 60% und besteht aus Oberflächenwasser sowie aus im Holz- bzw. Papieranteil aufgesaugtem Wasser. Die Spuckstoffe werden bislang auf Mülldeponien gelagert oder verbrannt.

Die DE 10 2004 048 518 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Ab scheiden von Fasern bei der Herstellung von rückgewonnener Masse aus Spuckstoffmaterial mit einem mit einer Öffnung versehenen, sich drehenden Spuckstoffzylinder, an dessen einem Ende das Spuckstoffmaterial zugeführt wird und aus dessen anderem Ende das Spuckstoffmaterial austritt. Zum Abscheiden von Fasern aus dem im Spuckstoffzylinder vorhandenen Spuckstoffmaterial sind Wasserdüsen für die Zuführung von Wasser vorgesehen. Ein Auffangbecken dient zum Sammeln des Wassers und der darin mitgeführten abgeschiedenen Fasern. Mit dem aus zwei zumindest teilweise ineinanderliegenden sowie miteinander verbundenen Beckenkonstruktionen gebildeten Auffangbecken stehen Ausleitungskanäle und Mittel zur Entfernung von faserhaltigem Wasser sowie leichten und schweren Partikeln in Verbindung.

Im Weiteren beschreibt die DE 198 06 318 A1 ein Verfahren zur Aufarbeitung von Reststoffen der Papierindustrie, bei dem die Reststoffe zwischengelagert werden, der Wasseranteil unter Ausnutzung von vorhandener Prozesswärme entfernt wird, die metallischen Bestandteile entfernt werden und die verbleibenden Materialien chargenweise durch Pyrolyse zersetzt und die entstehenden Pyrolyseprodukte aus dem Prozessraum entfernt werden. Durch die Pyrolyse gehen die wertvollen Faseranteile der Spuckstoffe verloren.

Darüber hinaus zeigt die DE 197 51 726 C1 eine Hammermühle mit einem Gehäuse, das einen oberen Einfüllbereich, einen unteren Auswurfbereich und einen dazwischen liegenden Zerkleinerungsbereich mit gepanzerten Innenwänden aufweist. In dem Gehäuse ist ein vertikal ausgerichteter Rotor vorgesehen, an dem eine Vielzahl von Hämmern in Gruppen angeordnet ist. Pa rallel zum Rotor verlaufen mehrere über den Umfang des Zerkleinerungsbereichs verteilte, an den gepanzerten Innenwänden befestigte Schneidkanten, wobei zwischen dem Rotor und den Schneidkanten ein Zerkleinerungsspalt verbleibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Hammermühle der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. der das faserhaltige Material zur Gewinnung von wieder verwertbarem Material und zur Reduzierung von Müll aufbereitet werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass das Material in einer Hammermühle kontinuierlich gemahlen wird und gleichzeitig Fasern von Restkomponenten separiert werden.

Mit diesem Verfahren werden unterschiedliche faserhaltige Materialien in ihre mechanisch trennbaren Einzelbestandteile zerlegt. Beispielsweise kann eine mit einer Metallfolie beschichtete Mineralfaserbahn mittels des Verfahrens in die Mineralfasern und die Metallfolie zerlegt werden, wobei die Einzelbestandteile teilweise der Wiederverwertung und zum Teil der Entsorgung zugeführt werden.

In der Hammermühle wird zum Beispiel das in der Regel mit Wasser beladene Spuckstoffmaterial kontinuierlich zerkleinert und dabei die Fasern von den Rest-Spuckstoffen separiert, wobei es unproblematisch ist, wenn mit den Fasern kleine Kunststoffteile oder dergleichen der weiteren Papier-, Pappe- oder Kartonageherstellung zugeführt werden, da die Fasern vor dem eigentlichen Herstellungsprozess weitere Reinigungs- bzw. Se parierverfahren durchlaufen. In dem kontinuierlichen Verfahren wird ca. 1 t oder mehr Spuckstoffmaterial pro Stunde gemahlen. Das fragliche Spuckstoffmaterial weist im Wesentlichen die folgende Zusammensetzung auf: ca. 30–40% Wasser, ca. 20–30% Kunststoffe, ca. 30–40% Faser, ca. 5–10% Eisen- und ca. 2–5% Nichteisenmetalle. Nach der Entfernung insbesondere der weiteren wieder verwertbaren Materialien, wie beispielsweise der Eisen- und Nichteisenmetalle, verbleibt lediglich eine geringer zu entsorgender Rest von dem Spuckstoffmaterial. Selbstverständlich ist die Anwendung des Verfahrens nicht auf die so genannten Spuckstoffe beschränkt. Vielmehr sind dem Fachmann ohne weiteres eine Vielzahl Materialien bekannt, die sowohl Fasern als auch andere davon trennbare Komponenten umfassen.

In Ausgestaltung durchläuft das Material die vertikal angeordnete Hammermühle von oben nach unten und wird dabei zunehmend feiner gemahlen. Mit dem feiner werdenden Mahlgrad geht eine zunehmende Herauslösung der Fasern aus dem Material einher.

Zweckmäßigerweise werden die Fasern durch ein Sieb radial aus einem Zerkleinerungsbereich der Hammermühle herausgeleitet und anschließend nach unten einem Auswurfbereich zugeführt. In dem Zerkleinerungsbereich der Hammermühle, in dem an einem vertikalen Rotor befestigte nicht schneidend ausgebildete Schlagwerkzeuge wirken, befindet sich das den Rotor umfangsseitig beabstandet umgebende Sieb, durch das die Fasern den Zerkleinerungsbereich verlassen. Durch einen beispielsweise ringförmigen Hohlraum zwischen dem Sieb und einem Gehäuse der Hammermühle fallen die Fasern nach unten in den dem Hohlraum zugeordneten Auswurfbereich und werden der weiteren Verarbeitung zugeführt. Es ist nicht zwingend notwenig, dass sich das Sieb über den gesamten Zerkleinerungsbereich erstreckt. Vielmehr kann dieser auch mindestens einen umfangsseitig vollständig geschlossenen Bereich umfassen, in dem das Material zunächst zertrümmert wird, ohne dass Fasern aus dem Zerkleinerungsbereich abgeführt werden.

Zur Beschleunigung der Abfuhr der Fasern werden bevorzugt die Fasern mittels eines Unterdruckes separiert. Der Unterdruck herrscht vorzugsweise in dem Hohlraum und saugt die Fasern aus dem Zerkleinerungsbereich durch das Sieb.

Nach einer Weiterbildung werden die Restkomponenten einem weiteren unteren Auswurfbereich der Hammermühle zugeleitet. Die noch beispielsweise Eisen- bzw. Nichteisenmetalle umfassenden Restkomponenten sind aufgrund der gewählten Geometrie der in der Hammermühle eingesetzten Schlagwerkzeuge größer als die Fasern und werden unterhalb der Hammermühle zur Weiterverarbeitung bzw. Sortierung aufgefangen. Bevorzugt werden aus den Restkomponenten weiterverwertbare Materialien, wie Eisen-, Nichteisenmetalle und/oder Kunststoffe, aussortiert.

Die Aufgabe wird bei einer Hammermühle mit einem Gehäuse, das einen oberen Einfüllbereich, einen unteren Auswurfbereich und einen dazwischen liegenden Zerkleinerungsbereich aufweist und in dem ein vertikal ausgerichteter motorbetriebener Rotor mit einer Vielzahl von Hämmern vorgesehen ist, dadurch gelöst, dass zur Verarbeitung von faserhaltigem Material in dem Zerkleinerungsbereich zumindest bereichsweise ein den Rotor beabstandet umgebendes Sieb und/oder mindestens eine Staustu fe zur Verlängerung der Verweilzeit des Materials in dem Zerkleinerungsbereich angeordnet ist.

Die Hammermühle zerkleinert das faserhaltige Material, wobei die kleinteiligen Fasern durch das Sieb aus dem Zerkleinerungsbereich heraus geschleudert werden und die übrigen verhältnismäßig großen und schweren Bestandteile in dem Zerkleinerungsbereich verbleiben. Um eine besonders innige Zerkleinerung zu erzielen, ist bereichsweise, insbesondere in der Nähe des Einfüllbereichs, kein Sieb vorgesehen. Hier ist der Zerkleinerungsbereich beispielsweise durch ein Blech umfangsseitig völlig geschlossen. Alternativ oder zusätzlich ist mindestens eine Staustufe angeordnet, die ein zu schnelles Ableiten des Materials nach unten verhindert und ein verhältnismäßig lang andauerndes Mahlen sicherstellt. Selbstverständlich ist durch das Sieb eine Mahlbahn ebenfalls umfasst.

Zweckmäßigerweise ist die Maschenweite des Siebes an die Dicke der Fasern im Material angepasst. Die Maschenweite beträgt etwa zwischen 3 und 15 mm, insbesondere zwischen 4 und 8 mm und bevorzugt 6 mm. Vorzugsweise ist das Sieb in mehrere separat auswechselbare Segmente unterteilt ist. Demnach lassen sich auch Segmente mit unterschiedlichen Maschenweiten montieren.

Zum separaten Austrag der Fasern aus der Hammermühle ist zwischen dem Sieb und dem Gehäuse ein Hohlraum ausgebildet, dem ein unterer Auswurfbereich für die Fasern zugeordnet ist. Zur beschleunigten und umweltschonenden Abfuhr der Fasern ist der Hohlraum mit einem Unterdruck beaufschlagt. Das Sauggerät zur Erzeugung des Unterdruckes kann beispielsweise einen Filter aufweisen, damit Fasern nicht unkontrolliert in die Umgebung gelangen.

Um relativ weiche Bestandteile, wie insbesondere die Fasern, aus dem Material ohne vollständige Zerkleinerung desselben zu separieren, sind die Hämmer nicht schneidend ausgebildet.

Zur Anpassung des Mahlgrades an das Mahlgut sind die Hämmer in unterschiedlichem radialen Abstand an dem Rotor angelenkt. Für die Erzeugung kontinuierlich feiner werdenden Spuckmaterials ist der Abstand der Hämmer von dem Sieb, ausgehend vom Einfüllbereich in Richtung des dem Austrag von Restkomponenten dienenden Auswurfbereichs reduziert. Bevorzugt ist der Abstand kontinuierlich oder stufenweise reduziert ausgebildet. Selbstverständlich kann auch die Maschenweite des Siebes im vertikalen Verlauf reduziert werden, so dass am oberen Ende des Siebes grobe und am unteren Ende feine Fasern durch die Maschen gelangen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige Fig. der Zeichnung zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Hammermühle zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die Hammermühle umfasst einen oberseitigen Einfüllbereich 1, in dem ein einen vertikal ausgerichteten Rotor 2 antreibender Motor 3 vorgesehen ist. In einem Zerkleinerungsbereich 4 sind als nicht schneidende Hämmer 5 ausgebildete Schlagwerkzeuge 6 radial verstellbar an dem Rotor 2 befestigt. Unmittelbar unterhalb des Einfüllbereichs 1 ist ein geschlossenes Blech 13 in dem Zerkleinerungsbereich 4 vorgesehen, um das Material bzw. Mahlgut innig zu zertrümmern. Im Weiteren befindet sich im Zerkleinerungsbereich 4 ein den Rotor 2 beabstandet umgebendes Sieb 7, durch das gemäß den Pfeilen 8 Fasern eines gemahlenen Spuckmaterials der Papier-, Pappe- bzw. Kartonageindustrie in einen ringförmigen Hohlraum 9 zwischen dem Sieb 7 und einem Gehäuse 10 gelangen, den sie durch einen unteren außen liegenden Auswurfbereich 11 verlassen. Um die Verweilzeit des Mahlgutes in dem Zerkleinerungsbereich 4 zu erhöhen, sind mehrere umfangsseitige Staustufen 14 vorgesehen. Das Rest-Spuckstoffmaterial gelangt durch den Zerkleinerungsbereich 4 direkt in einem unteren zentralen Auswurfbereich 12. Der außen liegende Auswurfbereich 11 kann zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem Hohlraum 9 mit einem Sauggebläse gekoppelt sein.

Claims

Verfahren zur Verarbeitung von faserhaltigem Material, insbesondere Spuckstoffmaterial der Papier-, Pappe- bzw. Kartonageindustrie, das Fasern und weitere Bestandteile, insbesondere Eisen- bzw. Nichteisenmetalle, und/oder Kunststoffe, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in einer Hammermühle kontinuierlich gemahlen wird und gleichzeitig Fasern von Restkomponenten separiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material die vertikal angeordnete Hammermühle von oben nach unten durchläuft und dabei zunehmend feiner gemahlen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern durch ein Sieb radial aus einem Zerkleinerungsbereich (4) aus der Hammermühle herausgeleitet und anschließend nach unten einem Auswurfbereich (11) zugeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern mittels eines Unterdruckes separiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Restkomponenten einem unteren Auswurfbereich (12) der Hammermühle zugeleitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass aus den Restkomponenten weiterverwertbare Materialien, wie Eisen-, Nichteisenmetalle, und/oder Kunststoffe, aussortiert werden.
Hammermühle mit einem Gehäuse (10), das einen oberen Einfüllbereich (1), einen unteren Auswurfbereich (12) und einen dazwischen liegenden Zerkleinerungsbereich (4) aufweist und in dem ein vertikal ausgerichteter motorbetriebener Rotor (2) mit einer Vielzahl von Hämmern (5) vorgesehen ist, insbesondere zur Verwendung bei einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verarbeitung von faserhaltigem Material in dem Zerkleinerungsbereich (4) zumindest bereichsweise ein den Rotor (2) beabstandet umgebendes Sieb (7) und/oder mindestens eine Staustufe (14) zur Verlängerung der Verweilzeit des Materials in dem Zerkleinerungsbereich (4) angeordnet ist.
Hammermühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite des Siebes (7) an die Dicke der Fasern angepasst ist.
Hammermühle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (7) in mehrere separat auswechselbare Segmente unterteilt ist.
Hammermühle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen dem Sieb und dem Gehäuse (10) ein Hohlraum (9) ausgebildet ist, dem ein unterer Auswurfbereich (11) für die Fasern zugeordnet ist.
Hammermühle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (9) mit einem Unterdruck beaufschlagt ist.
Hammermühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hämmer (5) nicht schneidend ausgebildet sind.
Hammermühle nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hämmer (5) in unterschiedlichem radialen Abstand an dem Rotor (2) angelenkt sind.
Hammermühle nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Hämmer (5) von dem Sieb (7), ausgehend vom Einfüllbereich (1) in Richtung des dem Austrag von Restkomponenten dienenden Auswurfbereichs (12), reduziert ist.
Hammermühle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand kontinuierlich oder stufenweise reduziert ausgebildet ist.