DE102016011277A1 - Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung und Verfahren zum Trennen einer Materialmischung - Google Patents

Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung und Verfahren zum Trennen einer Materialmischung Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung, insbesondere Abfallmaterial, insbesondere umfassend Kunststoff, insbesondere Folienkunststoff, und/oder holzige und/oder holzartige Materialien und/oder mineralische Materialien, insbesondere Bioabfälle und/oder Siebreste aus Bioabfällen, umfassend eine Trocknungseinrichtung zur Trocknung der Materialmischung bis zu einem vorbestimmten Trocknungsgrad, ein Mittel zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung, insbesondere mittels einer masseabhängigen Beschleunigungsvorrichtung und Nutzung der Beschleunigungsenergie zur Zerkleinerung durch Aufprall, insbesondere ein Prallzerkleinerer mit vertikaler Rotorwelle mit insbesondere schwenkbaren Prallplatten und/oder ein Vertikalschredder, wodurch eine vorbestimmte Größenfraktionsverteilung in Grobfraktion, insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und/oder Mittelfraktion, insbesondere holzige und holzartige Materialien, und/oder Feinfraktion, insbesondere mineralische Materialien, einstellbar ist, ein Mittel zum Größenselektieren, insbesondere mittels Siebenmitteln, wobei die zerkleinerte Materialmischung durch Siebmittel unterschiedlicher Sieblochgröße in einzelne Größenfraktionen zu trennen ist, insbesondere umfassend ein Trommelsiebmittel und/oder Sternsiebmittel.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Trennen einer Materialmischung nach Anspruch 10.
  • Bekannt ist eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung, wobei in der Materialmischungsbehandlung durch Vergärung oder Kompostierung eine ähnliche Größe der Materialmischungsbestandteile, insbesondere eine Feinfraktion erzeugt wird.
  • Nachteilig ist es, dass unterschiedliche Materialien durch die lange oder starke Behandlung in gemischter Form vorhanden sind, so dass insbesondere die Abtrennung von beispielsweise Holz nicht erfolgen kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung bereitzustellen, die eine einfache und sichere Materialtrennung ermöglicht, insbesondere von Holzbestandteilen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung, insbesondere Abfallmaterial, insbesondere umfassend Kunststoff, insbesondere Folienkunststoff, und/oder holzige und/oder holzartige Materialien und/oder mineralische Materialien, insbesondere Bioabfälle und/oder Siebreste aus Bioabfällen, umfassend eine Trocknungseinrichtung zur Trocknung der Materialmischung bis zu einem vorbestimmten Trocknungsgrad, ein Mittel zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung, insbesondere mittels einer masseabhängigen Beschleunigungsvorrichtung und Nutzung der Beschleunigungsenergie zur Zerkleinerung durch Aufprall, insbesondere ein Prallzerkleinerer mit vertikaler Rotorwelle mit insbesondere schwenkbaren Prallplatten und/oder ein Vertikalschredder, wodurch eine vorbestimmte Größenfraktionsverteilung in Grobfraktion, insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und/oder Mittelfraktion, insbesondere holzige und holzartige Materialien, und/oder Feinfraktion, insbesondere mineralische Materialien, einstellbar ist, ein Mittel zum Größenselektieren, insbesondere mittels Siebenmitteln, wobei die zerkleinerte Materialmischung durch Siebmittel unterschiedlicher Sieblochgröße in einzelne Größenfraktionen zu trennen ist, insbesondere umfassend ein Trommelsiebmittel und/oder Sternsiebmittel.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die sehr gute und effektive Zerkleinerung und Trennung insbesondere eines Stoffgemisches umfassend Holz und Pflanzenfasern, Folienkunststoffe und mineralischen Anteilen, wie Erde, Sand, Steine, Glasscherben, z. B. gemischte Bioabfälle, Garten- und Grünabfälle, Siebreste aus Bioabfällen bzw. Garten- und Grünabfällen nach einer Trocknungsvorbehandlung. Bei der Behandlung von Bioabfällen, Garten und Grünabfällen i. d. R Vergärung und oder Kompostierung wird eine Feinfraktion produziert, die in der Regel als Kompost vermarktet wird. Es bleibt eine Grobfraktion übrig, insbesondere etwa > 10–20 mm, die aus einem Gemisch aus holzigen/holzartigen Materialien, Folienkunststoffen, und Mineralstoffen, wie Erde, Sand, Steinen, Glas etc besteht. Da die unterschiedlichen Partikel des Gemischs eine ähnliche Größe aufweisen und teilweise noch aneinander kleben, lassen sich diese ohne eine vorherige weitere Behandlung mit den derzeit verfügbaren Siebtechniken nicht soweit auf reinigen, dass die einzelnen Fraktionen hinreichend sauber voneinander getrennt werden können. Daher muss dieses Gemisch aktuell der thermischen Abfallentsorgung zugeführt werden, beispielsweise Abfallverbrennung. Durch die vorliegende Erfindung kann insbesondere vorteilhaft der im Gemisch enthaltenen Anteil an holzigen und holzartigen Materialien von den restlichen enthaltenen Stoffen, insbesondere Folienkunststoffe und Erde, Sand, Steine, getrennt werden, so dass die getrennten Stoffströme weiter verwertet werden können.
  • Zunächst wird die Materialmischung technisch getrocknet, d. h. unter Zuführung von Wärmeenergie, in der Regel vorgewärmte Luft, oder sonstigen energieverbrauchenden Techniken bis auf einen Trockensubstanzgehalt von mindestens 85% getrocknet. Durch die Trocknung wird der Holz-/Pflanzenfaseranteil spröde und brüchig, im Gegensatz zum Folienkunststoff, der trotz Trocknung elastisch bleibt. Die noch anhaftende Mineralik löst sich im trockenen Zustand ebenfalls leichter von Holz und Kunststoffen. Das trockene Stoffgemisch bzw. die Luft aus dem Trocknungsprozess wird vorteilhaft einer Entstaubung unterzogen.
  • Das Gemisch wird nach der Trocknung zerkleinert, insbesondere in einem Prall-Zerkleinerer oder Vertikalschredder. Das Material wird beschleunigt und prallt mit hoher Geschwindigkeit auf Hindernisse. Hierdurch werden die Partikel je nach Dichte des Materials unterschiedlich schnell beschleunigt. Je nach Sprödigkeit des Materials verbleibt die Größe der Partikel, beispielsweise bei den Folienkunststoffen oder diese zerspringen in kleinere Teile, beispielsweise Holz- bzw. Pflanzenfasern, und ganz kleine Bestandteile. Die meisten Steine zerspringen in viele sehr kleine Bestandteile. Folienkunststoffe und Papier behalten ihre Größe. Holz und holzartige Bestandteile zerspleißen und knicken in trockenem Zustand in mittelgroße Bestandteile. Durch die Steuerung der Beschleunigung, beispielsweise der Drehgeschwindigkeit des Rotors im Prallreaktor, der Partikel und/oder Öffnungsgrad der Auslassklappe, wodurch eine Steuerung der Aufenthaltszeit im Reaktor erfolgt, kann der Zerspleißungsgrad der Holzfraktion gesteuert werden.
  • Durch einen nachfolgenden Siebschnitt können die Einzelfraktionen in eine Feinfraktion: mineralische Fraktion, eine Mittelfraktion: holzige und holzartige Fraktion und eine Grobfraktion: Folienkunststoffe sehr sauber voneinander getrennt werden.
  • Vorteilhaft ist es, wenn weiterhin ein Mittel zum Dichtetrennen, insbesondere ein ballistischer Trenntisch, umfasst ist. Durch die erfindungsgemäße Vortrocknung lassen sich die einzelnen Stoffe im Prallzerkleinerer bzw. Vertikalschredder auch bei einem einmaligen gezielten Durchlauf selektiv zerkleinern, beispielsweise die Mineralik teilweise sehr stark, Holz und holzartige Materialien mittelstark und Folienkunststoffe sehr wenig, so dass diese danach durch eine Standardsiebtechnik nach Partikelgröße voneinander getrennt werden können. Die Holz- bzw. Pflanzenfaser Fraktion wird am Ende noch mittels einer Dichtetrennung von verbleibenden Mineralik nachgereinigt.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Trocknungseinrichtung eine Trockenbox und/oder Trockentrommel umfasst, insbesondere mit einer angeschlossenen Entstaubungseinrichtung.
  • Vorteilhaft ist es, wenn durch die Trocknungseinrichtung eine Trocknung der Materialmischung bis zu einem Trocknungsgrad von mindestens etwa 85 Gewichtsprozent Trockensubstanz vornehmbar ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Materialmischung Holz und/oder Pflanzenfasern und/oder Folienkunststoffe und/oder Erde und/oder Sand und/oder Mineralik und/oder Siebreste aus Bioabfall und/oder Siebreste aus Grünabfall umfasst.
  • Vorteilhaft ist es, wenn durch eine Größeneinstellung einer Austrittsöffnung im Mittel zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung eine Aufschlussfraktionierung der Materialmischung bei vorbestimmter Größenfraktionsverteilung der verschiedenen Materialien in Grobfraktion, insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und Mittelfraktion, insbesondere holzige und holzartige Materialien, und Feinfraktion, insbesondere mineralische Materialien, einstellbar ist, insbesondere durch eine Größenanpassung eines Austragsspalts im Prallzerkleinerer.
  • Vorteilhaft ist es, wenn durch eine Anpassung der Verweilzeit im Mittel zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung, insbesondere im Prallzerkleinerer, in einem Chargenbetrieb und/oder in einem kontinuierlichen Betrieb, eine Größeneinstellung der Größenfraktionen vornehmbar ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn beim Mittel zum Größenselektieren insbesondere mittels Siebenmitteln, eine Trennung nach Grobfraktion, insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und Mittelfraktion, insbesondere holzige und holzartige Materialien, und Feinfraktion, insbesondere mineralische Materialien vorzunehmen ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn im Mittel zum Dichtetrennen eine Trennung von einer groben Mineralikfraktion und einer Holz- und/oder Pflanzenfaserfraktion vorzunehmen ist.
  • Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Trennen einer Materialmischung, insbesondere Abfallmaterial, insbesondere Kunststoff und/oder Bioabfall, unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Materialmischung, insbesondere Abfallmaterial, insbesondere umfassend Kunststoff, insbesondere Folienkunststoff, und/oder holzige und holzartige Materialien und/oder mineralische Materialien, insbesondere Bioabfälle und/oder Siebreste aus Bioabfällen, in Fraktionen getrennt wird, wobei eine Trennung in einem kontinuierlichen Prozess und/oder in Chargen erfolgen kann, wobei eine Trocknung durch eine Trocknungseinrichtung zur Trocknung der Materialmischung bis zu einem vorbestimmten Trocknungsgrad, insbesondere bis zu mindestens etwa 85 Gew% erfolgt, durch ein anschließendes Mittel zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung, insbesondere mittels einer masseabhängigen Beschleunigungsvorrichtung und Nutzung der Beschleunigungsenergie zur Zerkleinerung durch Aufprall, insbesondere ein Prallzerkleinerer mit vertikaler Rotorwelle mit insbesondere schwenkbaren Prallplatten und/oder ein Vertikalschredder, eine Fraktionierung in Größenfraktionen abhängig vom Material erfolgt, insbesondere in Grobfraktion, insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und/oder Mittelfraktion, insbesondere holzige und holzartige Materialien, und/oder Feinfraktion, insbesondere mineralische Materialien, eingestellt wird, durch ein Mittel zum Größenselektieren, insbesondere Siebenmittel, eine Trennung der Größenfraktionen erfolgt, wobei die zerkleinerte Materialmischung durch Siebmittel unterschiedlicher Sieblochgröße in einzelne Größenfraktionen getrennt wird, insbesondere umfassend ein Trommelsiebmittel und/oder Sternsiebmittel weiterhin durch ein Mittel zum Dichtetrennen, insbesondere ein ballistischer Trenntisch, eine Dichtetrennung von einer groben Mineralikfraktion und einer Holz- und/oder Pflanzenfaserfraktion vorgenommen wird.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.
  • Es zeigt:
  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Ablaufschema.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Trennen einer Materialmischung 2, insbesondere Abfallmaterial, insbesondere Kunststoff und/oder Bioabfall, unter Verwendung einer Vorrichtung 1, wobei eine Materialmischung 2, insbesondere Abfallmaterial, insbesondere umfassend Kunststoff, insbesondere Folienkunststoff 3, und/oder holzige und holzartige Materialien und/oder mineralische Materialien, insbesondere Bioabfälle und/oder Siebreste aus Bioabfällen, in Fraktionen getrennt wird, wobei eine Trennung in einem kontinuierlichen Prozess und/oder in Chargen erfolgen kann, wobei eine Trocknung durch eine Trocknungseinrichtung 6 zur Trocknung der Materialmischung 2 bis zu einem vorbestimmten Trocknungsgrad, insbesondere bis zu mindestens etwa 85 Gew% erfolgt, durch ein anschließendes Mittel 7 zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung, insbesondere mittels einer masseabhängigen Beschleunigungsvorrichtung und Nutzung der Beschleunigungsenergie zur Zerkleinerung durch Aufprall, insbesondere ein Prallzerkleinerer 8 mit vertikaler Rotorwelle mit insbesondere schwenkbaren Prallplatten und/oder ein Vertikalschredder, eine Fraktionierung in Größenfraktionen abhängig vom Material erfolgt, insbesondere in Grobfraktion 9, insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und/oder Mittelfraktion 10, insbesondere holzige und holzartige Materialien, und/oder Feinfraktion 11, insbesondere mineralische Materialien, eingestellt wird, durch ein Mittel 12 zum Größenselektieren, insbesondere Siebenmittel, eine Trennung der Größenfraktionen erfolgt, wobei die zerkleinerte Materialmischung durch Siebmittel unterschiedlicher Sieblochgröße in einzelne Größenfraktionen getrennt wird, insbesondere umfassend ein Trommelsiebmittel und/oder Sternsiebmittel weiterhin durch ein Mittel 14 zum Dichtetrennen, insbesondere ein ballistischer Trenntisch, eine Dichtetrennung von einer groben Mineralikfraktion 17 und einer Holz- und/oder Pflanzenfaserfraktion 18 vorgenommen wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum Trennen
    2
    Materialmischung
    3
    Folienkunststoff
    4
    holzige und/oder holzartige Materialien
    5
    mineralische Materialien
    6
    Trocknungseinrichtung
    7
    Mittel zur Zerkleinerung
    8
    Prallzerkleinerer
    9
    Grobfraktion
    10
    Mittelfraktion
    11
    Feinfraktion
    12
    Mittel zum Größenselektieren
    13
    Siebmittel
    14
    Mittel zum Dichtetrennen
    15
    Austrittsöffnung
    16
    Austragsspalt
    17
    grobe Mineralikfraktion
    18
    saubere Holz- und/oder Pflanzenfasern
    25
    Transportrichtung
    26
    Materialstrom

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zum Trennen einer Materialmischung (2), insbesondere Abfallmaterial, insbesondere umfassend Kunststoff, insbesondere Folienkunststoff (3), und/oder holzige und/oder holzartige Materialien (4) und/oder mineralische Materialien (5), insbesondere Bioabfälle und/oder Siebreste aus Bioabfällen, umfassend eine Trocknungseinrichtung (6) zur Trocknung der Materialmischung (2) bis zu einem vorbestimmten Trocknungsgrad, ein Mittel (7) zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung (2), insbesondere mittels einer masseabhängigen Beschleunigungsvorrichtung und Nutzung der Beschleunigungsenergie zur Zerkleinerung durch Aufprall, insbesondere ein Prallzerkleinerer (8) mit vertikaler Rotorwelle mit insbesondere schwenkbaren Prallplatten und/oder ein Vertikalschredder, wodurch eine vorbestimmte Größenfraktionsverteilung in Grobfraktion (9), insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und/oder Mittelfraktion (10), insbesondere holzige und holzartige Materialien, und/oder Feinfraktion (11), insbesondere mineralische Materialien, einstellbar ist, ein Mittel (12) zum Größenselektieren, insbesondere mittels Siebenmitteln (13), wobei die zerkleinerte Materialmischung (2) durch Siebmittel unterschiedlicher Sieblochgröße in einzelne Größenfraktionen zu trennen ist, insbesondere umfassend ein Trommelsiebmittel und/oder Sternsiebmittel.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Mittel (14) zum Dichtetrennen, insbesondere ein ballistischer Trenntisch, umfasst ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung (6) eine Trockenbox und/oder Trockentrommel umfasst, insbesondere mit einer angeschlossenen Entstaubungseinrichtung.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Trocknungseinrichtung (6) eine Trocknung der Materialmischung (2) bis zu einem Trocknungsgrad von mindestens etwa 85 Gewichtsprozent Trockensubstanz vornehm bar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialmischung (2) Holz und/oder Pflanzenfasern und/oder Folienkunststoffe und/oder Erde und/oder Sand und/oder Mineralik und/oder Siebreste aus Bioabfall und/oder Siebreste aus Grünabfall umfasst.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Größeneinstellung einer Austrittsöffnung (15) im Mittel zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung (2) eine Aufschlussfraktionierung der Materialmischung bei vorbestimmter Größenfraktionsverteilung der verschiedenen Materialien in Grobfraktion (9), insbesondere Folienkunststoffe (3) und/oder Papier, und Mittelfraktion (10), insbesondere holzige und holzartige Materialien, und Feinfraktion (11), insbesondere mineralische Materialien, einstellbar ist, insbesondere durch eine Größenanpassung eines Austragsspalts (16) im Prallzerkleinerer (8).
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Anpassung der Verweilzeit im Mittel (7) zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung (2), insbesondere im Prallzerkleinerer, (8), in einem Chargenbetrieb und/oder in einem kontinuierlichen Betrieb, eine Größeneinstellung der Größenfraktionen vornehmbar ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Mittel (12) zum Größenselektieren insbesondere mittels Siebenmitteln, eine Trennung nach Grobfraktion, insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und Mittelfraktion, insbesondere holzige und holzartige Materialien, und Feinfraktion, insbesondere mineralische Materialien vorzunehmen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittel (14) zum Dichtetrennen eine Trennung von einer groben Mineralikfraktion (17) und einer Holz- und/oder Pflanzenfaserfraktion (18) vorzunehmen ist.
  10. Verfahren zum Trennen einer Materialmischung (2), insbesondere Abfallmaterial, insbesondere Kunststoff und/oder Bioabfall, unter Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Materialmischung (2), insbesondere Abfallmaterial, insbesondere umfassend Kunststoff, insbesondere Folienkunststoff (3), und/oder holzige und holzartige Materialien und/oder mineralische Materialien, insbesondere Bioabfälle und/oder Siebreste aus Bioabfällen, in Fraktionen getrennt wird, wobei eine Trennung in einem kontinuierlichen Prozess und/oder in Chargen erfolgen kann, wobei eine Trocknung durch eine Trocknungseinrichtung (3) zur Trocknung der Materialmischung (2) bis zu einem vorbestimmten Trocknungsgrad, insbesondere bis zu mindestens etwa 85 Gew% erfolgt, durch ein anschließendes Mittel (7) zur Zerkleinerung der getrockneten Materialmischung, insbesondere mittels einer masseabhängigen Beschleunigungsvorrichtung und Nutzung der Beschleunigungsenergie zur Zerkleinerung durch Aufprall, insbesondere ein Prallzerkleinerer (8) mit vertikaler Rotorwelle mit insbesondere schwenkbaren Prallplatten und/oder ein Vertikalschredder, eine Fraktionierung in Größenfraktionen abhängig vom Material erfolgt, insbesondere in Grobfraktion, insbesondere Folienkunststoffe und/oder Papier, und/oder Mittelfraktion, insbesondere holzige und holzartige Materialien, und/oder Feinfraktion, insbesondere mineralische Materialien, eingestellt wird, durch ein Mittel (12) zum Größenselektieren, insbesondere Siebenmittel, eine Trennung der Größenfraktionen erfolgt, wobei die zerkleinerte Materialmischung durch Siebmittel unterschiedlicher Sieblochgröße in einzelne Größenfraktionen getrennt wird, insbesondere umfassend ein Trommelsiebmittel und/oder Sternsiebmittel weiterhin durch ein Mittel (14) zum Dichtetrennen, insbesondere ein ballistischer Trenntisch, eine Dichtetrennung von einer groben Mineralikfraktion (17) und einer Holz- und/oder Pflanzenfaserfraktion (18) vorgenommen wird.
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