DE19640503C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Sekundärspänen und -fasern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Sekundärspänen und -fasernInfo
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- DE19640503C1 DE19640503C1 DE1996140503 DE19640503A DE19640503C1 DE 19640503 C1 DE19640503 C1 DE 19640503C1 DE 1996140503 DE1996140503 DE 1996140503 DE 19640503 A DE19640503 A DE 19640503A DE 19640503 C1 DE19640503 C1 DE 19640503C1
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Gewinnung von Sekundärspänen und -fasern aus
mit hydrolisierbaren und/oder chemisch aufschließbaren
Bindemitteln verleimten Holzwerkstoffen bestehenden Altmöbeln
und Produktionsabfällen, wobei in Aufbereitungsrichtung ein
Brecher, der stückiges Ausgangsmaterial mit einer
Durchschnittsgröße von etwa 100 bis 200 mm herstellt,
mindestens eine erste Fördereinrichtung, ein
Reaktionsbehälter, der als ein senkrecht stehender Behälter
mit einem nach unten divergierenden Konus und einer
obenseitigen verschließbaren Einfüllöffnung und einer
untenseitigen, verschließbaren Auslaßöffnung und in einem
Reaktionsraum mantelseitig angeordneten Dampfeintragsdüsen und
einer Imprägnierlösungszu/abführung, eine zweite
Fördereinrichtung und eine Trennvorrichtung in Reihe
angeordnet sind.
Eine derartige Vorrichtung und ein Betriebsverfahren dazu ist
aus der DE 195 09 152 A1 bekannt. Bei diesen war die
Aufschlußzeit relativ lang, da das beim Brechen anfallende
Feingut beim Vorquellen die Poren der Bruchstücke verstopfte,
so daß die Aufschlußflüssigkeit nicht voll eindringen konnte,
und die Bruchseitenflächen verquollen, daß auch der Dampf
nicht eindringen und aufschließen konnte. Auch verkeilten sich
die Bruchstücke beim Quellen, so daß der Mittenbereich im
Behälter nur schwach aufgeschlossen war und die Masse
letztlich schwer entnehmbar war. Auch war das Verfahren nur
für Altstoffe, die mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemittel
hergestellt waren, brauchbar, so daß andere Altstoffe vorab
auszusondern waren.
Weiterhin ist aus der DE 42 24 629 A1 ein Recyclingverfahren
von mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemitteln verleimten
Holzwerkstoffen bekannt, bei dem die Abfälle mechanisch
zerkleinert und anschließend thermisch-hydrolytisch
aufgeschlossen werden. In einem Vorbereitungsschritt werden
die Abfallelemente in kleine Bruchstücke mit Abmessungen von
einigen Zentimetern zerbrochen und eventuell vorhandene
Metallteile abgeschieden. In einem anschließenden
Aufschlußschritt werden die zerkleinerten Bruchstücke für
eine Zeitdauer von 2 bis 5 Minuten mit gesättigtem
Wasserdampf einer Temperatur von 120 bis 180°C bei einem
Druck von 2 bis 11 bar beaufschlagt. In einem abschließenden
Trennschritt werden durch Siebung und/oder Sichtung aus dem
Sekundärwerkstoff verunreinigende Materialreste, wie
Nichteisenmetalle, Kunststoffteile, Beschichtungsteile etc.,
abgetrennt. Mit der mechanischen Zerkleinerung der
Abfallelemente in kleine Bruchstücke ist nachteilig eine
Veränderung der Span- und Fasergeometrie verbunden. Vor
allem die Reduzierung der Span- und Faserlänge bewirkt, daß
aus dem Sekundärwerkstoff gefertigte Produkte gegenüber den
aus dem Primärwerkstoff hergestellten Produkten eine
geringere Festigkeit aufweisen. Weiterhin wird auch die
Struktur der Späne und Fasern aufgrund der hohen Temperatur
während des Aufschlusses angegriffen und beschädigt. In der
kurzen Aufschlußdauer werden die Leimverbindungen zwischen
einzelnen Spänen und Fasern unzureichend aufgelöst, d. h.
der Aufschlußgrad ist zu niedrig, so daß die Bruchstücke
nicht vollständig zu einer bröckeligen Aufschlußmasse
zersetzt werden, sondern ein sehr kompakter, unzerlegbarer
Verbund der Fasern und Späne mit anderen, anhaftenden
Materialien, wie Folienresten oder Beschichtungen, erhalten
bleibt. Eine wirtschaftlich erforderliche, hohe
Beladungsdichte in dem Reaktionsbehälter ist nicht
realisierbar, da besonders die feinkörnigen und
staubförmigen Bestandteile während des Aufschlusses zu einem
Verschließen der Zwischenräume führen und folglich der
Dampf nicht bis in den Kern eindringt, wodurch die
Leimverbindungen nicht überall gleichmäßig aufgelöst werden.
Auch setzen sich in dem Behälter angeordnete Düsen mit
zunehmender Betriebsdauer zu, so daß die erforderliche
Aufschlußtemperatur nicht aufrecht erhalten bzw. erreicht
wird. Ein Großteil der Späne und Faser liegt auch nach der
Aufbereitung noch in gebundener Form vor und ist nicht
zerstörungsfrei abtrennbar. Nachteilig ist ferner, daß die
verunreinigenden, zerkleinerten Materialreste die Qualität
des abgetrennten Sekundärwerkstoffes herabsetzt, da diese
mit den Spanen und Fasern vermischt sind. Ein weiterer
Nachteil ist, daß die Durchführung des Verfahrens hohe
Temperaturen und Drücke erfordert, so daß das Verfahren
aufgrund der hohen Betriebskosten bei dem niedrigen
Rückgewinnungsanteil an Sekundärwerkstoff unwirtschaftlich
ist.
Ein anderes Verfahren wird in der DE-PS 12 01 045
aufgezeigt, bei dem die Abfälle lediglich durch eine
Bedampfung zersetzt werden sollen. Hierzu wirkt auf die
Abfälle über einen Zeitraum von 0,5 bis 4 h ein überspannter
Dampf mit einem Überdruck von 1 bis 5 atü. Eine Quellung des
Materiales wird nicht durchgeführt, da der
Feuchtigkeitsgehalt der Späne hinsichtlich der direkten
Weiterverarbeitung möglichst niedrig sein muß. Um eine
völlige Auflösung des Leimes zu erreichen, sind daher hohe
Drücke und eine lange Bedampfungsdauer erforderlich, wodurch
das Verfahren unwirtschaftlich ist. Durch die hohen Drücke
tritt eine starke Schädigung der Spanstruktur ein. Negativ
kommt hinzu, daß zusammenhaftende Späne des gedämpften
Materiales gewaltsam voneinander getrennt werden müssen. Die
gewonnen Späne erfüllen nicht die von der holzverarbeitenden
Industrie vorgegebenen Qualitätsanforderungen und ist somit
als Sekundärwerkstoff unbrauchbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs bezeichnete
Vorrichtung und das genannte Verfahren zu verbessern, daß auch
in einer großtechnischen Anlage eine umweltverträgliche,
wirtschaftliche Aufbereitung durchführbar ist.
Die Lösungen sind in den Ansprüchen 1 und 10 angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
In dem Vorbereitungsschritt werden aus dem stückigen
Ausgangsmaterial durch eine Feingutabtrennung Bestandteile
mit einer Trennkorngröße von kleiner als 20 mm entfernt,
welche dann direkt in die Spanplattenherstellung abgeführt
werden, und in dem zweiten Aufschlußschritt umgibt die
zugegebene Imprägnierlösung das eingesetzte Material
vollständig und nach einer vorgegebenen Quelldauer
verdoppelt das eingesetzte Material durch Aufnahme der
Imprägnierlösung sein Eigengewicht nahezu, wonach in
Überschuß zugegebene Imprägnierlösung aus dem
Reaktionsbehälter abgelassen wird, und die ausgebrachte
Aufschlußmasse nach der Metallabscheidung in einem ersten
Trennschritt über Fördereinrichtungen zu einem Trommelsieb
gefördert wird, in welchem ein Großteil des
Sekundärwerkstoffes als Siebdurchgang von einem
Siebrückstand abgesiebt wird, der aus einem nicht
abgesiebten Restanteil des Sekundärwerkstoffes mit
Folienstücken und Beschichtungen, Massivholzteilen und
unaufgelöstem Ausgangsmaterial sowie weiteren Abfallstoffen
besteht.
Durch die vorherige Abtrennung des Feingutes mit einer
Korngröße kleiner 20 mm von dem zerkleinerten, stückigen
Ausgangsmaterial wird das Schüttgewicht des Ausgangsmateriales
um etwa 8 bis 10% gesenkt, so daß der Reaktionsbehälter und
nachgeschaltete Trennvorrichtungen, wie das Trommelsieb,
aufgrund eines geringeren Volumenstromes kleiner dimensioniert
sind. Dieses wirkt sich positiv auf die Investitions- und
Betriebskosten, hier insbesondere die Energiekosten, aus. Auch
werden die Poren und Zwischenräume des Ausgangsmateriales
während des zweiten Aufschlußschrittes, der Quellung, nicht
durch das im Vergleich zu den gröberen Bestandteilen schneller
quellende Feingut verschlossen, daher dringt die
Imprägnierlösung bis in den Kern des Ausgangsmateriales ein
und das Ausgangsmaterial wird gleichmäßig zersetzt. Ferner
wird ein Zusetzen von im Reaktionsraum des Reaktionsbehälters
angeordneten Dampfeintragdüsen verhindert, so daß in dem
dritten Aufschlußschrittes, der Dämpfung, eine kontrollierte
Bedampfung des vorgequollenen Materiales mit heißen
Wasserdampf gewährleistet ist.
Vorteilhafterweise ist die Menge an zu dem in dem
Reaktionsbehälter eingefüllten Ausgangsmaterial zugegebener
Imprägnierlösung so bemessen, daß der Feststoff vollständig
von Flüssigkeit umgeben ist und so nach einer vorgegebenen
Quelldauer sein Eigengewicht durch Aufnahme der
Imprägnierlösung nahezu verdoppeln kann. Das komplette
Untertauchen begünstigt und beschleunigt die
Flüssigkeitsaufnahme, da jederzeit eine ausreichende Menge an
Imprägnierlösung benachbart zu dem einzelnen Feststoffstücken
vorhanden ist. Das eingesetzte Material weist unabhängig von
seiner Lage im Reaktionsraum eine Eigengewichtszunahme von
etwa 100% auf, somit ist eine wichtige Voraussetzung für die
vollständige Auflösung des Ausgangsmateriales in der
nachfolgenden Dämpfung geschaffen.
Die in dem Trommelsieb vorgenommene Abtrennung des
Sekundärwerkstoffes aus der ausgebrachten Aufschlußmasse ist
ein einfaches, aber sehr effektives Trennverfahren, mit dem
abhängig von der ursprünglichen Ausgangsmaterial-Zu
sammensetzung ein Abtrenngrad an Sekundärwerkstoff von über
90% erzielt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird in dem Trommelsieb
eine mehrstufige Trennung durchgeführt, wobei in mindestens
zwei Stufen zuerst der ungebundene, frei vorhandene
Sekundärwerkstoff und dann die weitere Auf- bzw. Verarbeitung
störendes, kompaktes Grobgut mit einer Größe von vorzugsweise
mindestens 100 mm, wie Massivholzteile, aussortiert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform wird die Abtrennung
umgekehrt vorgenommen, erst wird die Grobgut-Fraktion
abgetrennt und dann wird der Siebdurchgang in eine Mittelgut-
und eine Feingut-Fraktion separiert.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in einem
zweiten, dem ersten Trennschritt nachgeschalten Trennschritt
in einer selektiven Zerlegevorrichtung mit einem in einer
Prall- und Trennkammer angeordneten Werkzeug der noch
gebundene Restanteil an Sekundärwerkstoff mechanisch von den
übrigen Bestandteilen, wie anhaftenden Folienstücken,
Beschichtungen, abgelöst, jedoch zerstörungsfrei, ohne die
Faser- bzw. Spanlänge oder die Struktur zu verändern. Bei
Einfüllen in die Zerlegevorrichtung treffen die locker
miteinander verbundenen Teile auf ein um eine horizontale
Achse rotierendes Werkzeug und werden dann zerlegt.
Vorzugsweise weist die selektive Zerlegevorrichtung eine
vorgeschaltete Sichtstufe, vorzugsweise eine Windsichtstufe,
auf, in welcher der Siebrückstand aus dem Trommelsiebes in
eine aus Massivholzteilen, Folien, unzersetzbaren
Holzwerkstoffresten, mineralischen Verunreinigungen oder
Metallteilen bestehende Schwergutfraktion und eine von dem
Sekundärwerkstoff-Restanteil zusammen mit den übrigen
Bestandteilen gebildeten Leichtgutfraktion klassiert wird.
Dadurch, daß der Zerlegevorrichtung nur die Leichtgutfraktion
zugeführt wird, wird die zu behandelnde Menge reduziert und
das rotierende Werkzeug wird nicht durch die kompakten
Feststoffe beschädigt oder zerstört. In einer ausgangsseitigen
Nachsiebstufe wird der in der zweiten Trennstufe freigesetzte
Sekundärwerkstoff abgetrennt, so daß mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren eine nahezu vollständige Rückgewinnung der Späne und
Faser erzielt wird.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird nach Beendigung des
dritten Aufschlußschrittes, der Dämpfung, vor der
Materialentleerung der Reaktionsbehälter auf einen absoluten
Unterdruck zwischen 100 bis 10 mbar evakuiert, so daß während
der Dämpfung kondensierter Wasserdampf und Restdampf aus dem
Reaktionsbehälter und damit verbundenen Rohrleitungen entfernt
wird, wobei die Feuchtigkeit um ungefähr 1-10% gesenkt
wird. Der Feuchtigkeitsgehalt des aufgeschlossenen Materials
beträgt nach dem Abnutschen ungefähr 95-110%. Die
Aufschlußmasse kann dann ohne zusätzliche
Austragseinrichtungen, wie Förderschnecken oder dgl.,
ausgebracht werden, da der hohe Feuchtigkeitsgehalt ein
Festkleben der zersetzten Masse an der Behälterwand verhindert
und ein Abrutschen des Materiales aufgrund einer
Reibungserniedrigung unterstützt.
Besonders vorteilhaft wird zur Feingutabtrennung ein Förderer
mit einem beweglichen Siebboden als eine erste
Fördereinrichtung eingesetzt, da die Siebbewegung neben der
Feingutabsiebung zu einer Auflockerung und Umwälzung des
Siebgutes sowie einer Vergleichmäßigung des Siebrückstandes,
nämlich des stückigen Ausgangsmateriales, führt. Eine
Vibrationsrinne eignet sich besonders gut zur
Feingutabtrennung.
Vorteilhafterweise weist der Reaktionsbehälter die Form eines
bodenseitig divergierenden Konus mit einer obenseitigen
Einfüllöffnung zur Materialbeschickung und eine bodenseitige,
sich über den Behälterquerschnitt erstreckende Auslaßöffnung
auf. Hierdurch ist gewährleistet, daß bei der
Materialentleerung sperrige, nicht aufschließbare Teile die
Auslaßöffnung nicht blockieren. Zur Dampfeintragung in den
Reaktionsraum sind mantelinnenseitig, bodenseitig und innen,
insbesondere im Mittenbereich Eintragsdüsen gleichmäßig
verteilt angeordnet, so daß der heiße Wasserdampf direkt
überall im Reaktionsraum eingebracht wird und das eingesetzte
Material keine lokalen Unterschiede in seinem Aufschlußgrad
hat. Vorzugsweise befindet sich im Reaktionsraum eine zentral
positionierte Lanze, die eine ausreichende Dämpfung von im
Kernbereich des Reaktionsbehälter liegendem Ausgangsmaterial
sicherstellt.
Das Trommelsieb dient vorrangig zur Abtrennung des
Sekundärwerkstoffes aus der Aufschlußmasse. Durch die Rotation
des Siebes wird die bröckelige Aufschlußmasse unter
gleichzeitiges mechanischer Zerlegung gefördert, wobei
zersetzte, jedoch noch zusammenhaftende Bestandteile
zerbrechen. Bei einer mehrstufigen Trennung weist das
Trommelsieb einen Innenselektor mit unterschiedlichem
Lochdurchmesser oder Maschenweite auf, d. h. über die
Trommellänge wird eine selektive Trennung vorgenommen.
Vorzugsweise entspricht die Lochung im Eingangsabschnitt der
Faser und Spangröße, im angeordneten Abschnitt mit einer
Lochung von etwa 150 mm werden Grobstoffe aussortiert, welche
eine Weiterbehandlung des Siebrückstandes stören.
Siebaußenseitige Abreinigungswerkzeuge, wie über die
Trommellänge verlaufende Reinigungsbürsten, entfernen ständig
Fasern und Späne von dem Sieb und verhindern, daß sich dasselbe
mit Material zusetzt.
Zur Reststoffabtrennung ist eine selektive Zerlegevorrichtung
mit an einem Rotor festgelegten Werkzeugen besonders
vorteilhaft geeignet, weil in derselben der Sekundärwerkstoff
von den übrigen Bestandteilen abgelöst wird, wobei die Faser-
und Spangeometrie erhalten bleibt. Besonders vorteilhaft ist,
wenn der Rotor mit stumpfen Werkzeugen bestückt ist, so daß
fehlausgetragene Störstoffe, wie Folienreste oder
Beschichtungen, nicht zerschnitten und in der nachgeschalteten
Siebvorrichtung einfach von dem freigesetzten
Sekundärwerkstoff abgetrennt werden können.
Als Beschickungsbänder für den Reaktionsbehälter und/oder das
Trommelsieb werden Schrägförderer verwendet. Besonders eignen
sich Wellkantenförderer, da das Material in Taschen
transportiert wird, so daß auch größere Höhen von über 15 m
oder Neigung von über 45° schnell und problemlos überwunden
werden. Weiterhin ist vorteilhaft, daß derartige Förderer
vergleichsweise leise arbeiten und somit in einem 3-Schicht
betrieb betreibbar sind.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die
beigefügten Zeichnungen anhand eines besonders bevorzugten
Ausführungsbeispieles und Vorrichtungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Grundfließbild des
Verfahrens,
Fig. 2 ein schematisches Verfahrensfließbild eines Dampf-
und Flüssigkeits-Kreislaufes des
Verfahrens,
Fig. 3 ein Ablaufschema eines Aufschlußprozesses in einem
Reaktionsbehälter des Verfahrens,
Fig. 4 eine schematische Ansicht von in einem
Vorbereitungsschritt eingesetzten Vorrichtungen,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Reaktionsbehälters,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Auffangbehälters mit einem
Kratzförderer,
Fig. 7a eine Seitenansicht eines Trommelsiebes mit
verschiedenen Fördereinrichtungen,
Fig. 7b eine Vorderansicht des Trommelsiebes gem. Fig. 7a,
Fig. 7c eine schematische Seitenansicht eines Trommelsiebes
mit nachgeschaltetem Grobsichter im Teilschnitt,
Fig. 7d eine schematische Seitenansicht eines Trommelsiebes
mit Innenselektor,
Fig. 8 eine Seitenansicht eines Speicherbehälters mit einem
Kratzförderer,
Fig. 9 eine schematische Ansicht einer selektiven
Zerlegevorrichtung mit eingangsseitiger Sichtstufe
und ausgangsseitiger Nachsiebstufe.
In Fig. 1 ist das Grundfließbild des
Verfahrens zur Gewinnung von Sekundärspänen und -fasern (SW)
aus verleimten Holzwerkstoffen, wie Altmöbelteilen (AS1) und
Produktionsabfällen (AS1), dargestellt. In einem
Vorbereitungsschritt (1) werden die Abfälle (AS1) in einem
Brecher (Z1) zu stückigem Ausgangsmaterial (AS2) zerkleinert.
Das Ausgangsmaterial (AS2) weist nach der Zerkleinerung (100)
in dem Brecher (Z) eine Schüttdichte von 270 bis 300 kg/cbm,
vorzugsweise 285 kg/cbm auf.
Nach der Zerkleinerung (100) wird das stückige
Ausgangsmaterial (AS2) auf eine erste Fördereinrichtung (H1)
mit einer Feingutabsiebung (101) aufgegeben. Hierzu weist die
erste Fördereinrichtung (H1) einen zweistufigen
Vibrationsförderer (S1) mit differenzierter Geschwindigkeit
und integriertem Sieb auf, mit welchem aus dem stückigen
Ausgangsmaterial (AS2) Bestandteile kleiner als 20 mm entfernt
werden, so daß nach der Feingutabscheidung die Schüttdichte
250 bis 280 kg/cbm, vorzugsweise 260 kg/cbm beträgt. Der
überwiegend aus span- und faserartigem Feingut (FG) bestehende
Siebdurchgang wird abgeführt, vorzugsweise in einer
Spanplattenherstellung (P1) verwertet. Das stückige
Ausgangsmaterial (AS2) wird über einen dem Vibrationsförderer
(S1) nachgeschalteten ersten Schrägförderer (H12) in einen
Reaktionsbehälter (C1) eingefüllt. Nach der Befüllung (102)
des Reaktionsbehälters (C1) wird das Ausgangsmaterial (AS2) in
mehreren Verfahrensschritten (201, 202, 203, 204, 205, 206,
207) eines Aufschlußschrittes (2) zersetzt, wobei die
Leimverbindungen des Holzwerkstoffes aufgelöst werden. Nach
Beendigung des Aufschlußschrittes (2) wird eine Aufschlußmasse
(AS3) als Zwischenprodukt unter anderem mit freigesetzten
Spänen und Fasern in einen unterhalb des Reaktionsbehälters
positionierten Auffangbehälter (B2) ausgebracht. Der
Auffangbehälter (B2) hat bodenseitig einen stufenlos
verstellbaren Kratzförderer zur gleichmäßigen und
kontinuierlichen Austragung (3) der Aufschlußmasse (AS3) auf
eine zweite, in Aufbereitungsrichtung angeordnete
Fördereinrichtung (H2). Die zweite Fördereinrichtung (H2)
besteht aus einem dem Kratzförderer nachgeschaltetem
Transportband (H21) und einem zweiten Schrägförderer (H22),
der zur Beschickung eines Trommelsiebes (S2) dient. In einer
antimagnetische Zone der zweiten Fördereinrichtung (H2) werden
von einem Metallabscheider (F1) metallische Bestandteile (MS)
aus der Aufschlußmasse (AS3) abgeschieden. Hierzu ist über dem
Transportband (H21) ein Aushebemagnet (F1) angeordnet. Nach
der Metallabscheidung (4) wird die Aufschlußmasse (AS3) mit
dem zweiten Schrägförderer (H22) in das Trommelsieb (S2)
gefördert, wo in einem ersten Trennschritt (5) aus der
Aufschlußmasse (AS3) in einer einzigen Trennstufe (501) oder
in mehreren Trennstufen (502) ein Großteil des
Sekundärwerkstoffes (SW) in Form von Fasern und Späne als
Feingut (FG) mit einer Größe kleiner 10 bzw. 20 mm entfernt
wird. Der abgetrennte Sekundärwerkstoff (SW) steht für eine
Verwendung, insbesondere in der Spanplattenherstellung (P1),
zur Verfügung.
Um den Anteil des mit dem Verfahren
zurückgewonnenen Sekundärwerkstoffes (SW) zu erhöhen, wird der
Siebrückstand aus dem Trommelsieb (S2) in einem zweiten
Trennschritt (6) weiter aufbereitet. Nach dem ersten
Trennschritt (5) in dem Trommelsieb (S2) enthält der
Siebrückstand nach einer Trennstufe (501) Mittelgut (MG) und
Grobgut (GG), wie Späne und Fasern mit anhaftenden Folien- und
Beschichtungsresten, Massivholzstücke etc., oder nach einer
mehrstufigen Abtrennung (502) mit mindestens zwei Trennstufen
(502) nur Mittelgut (MG). Mit mindestens einem Mittelgut-
und/oder Grobgut-Transporteur (H4, H5) wird der Siebrückstand
aus dem Trommelsieb (S2) zu einer selektiven
Zerlegevorrichtung (Z2) gefördert, in welcher der zweite
Trennschritt (6) durchgeführt wird.
Vorzugsweise weist die Zerlegevorrichtung (Z2) eingangsseitig
eine vorgeschaltete Sichtstufe (602) und ausgangsseitig eine
nachgeschaltete Absiebstufe (603) auf. In einer Sichtung
(602), vorzugsweise einer Windsichtung, wird der Siebrückstand
aus dem Trommelsieb (S2) in eine Schwergutfraktion (SG) und
eine Leichtgutfraktion (LG) klassiert, wobei abhängig von dem
Grad der Vortrennung in dem ersten Trennschritt (5) die
Schwergut-Fraktion (SG) aus Massivholzstücken, Folien,
unzersetzbaren Holzwerkstoffresten oder Metallteilen und die
Leichtgut-Fraktion (LG) ein Gemisch aus Sekundärwerkstoff (SW)
und übrigen anhaftenden Bestandteilen besteht. In einer Prall-
und Trennkammer (Z21) der selektiven Zerlegevorrichtung (L2)
wird nur die Leichtgutfraktion (LG) aufbereitet. Ein in der
Prall- und Trennkammer (Z21) angeordnetes, um eine horizontale
Achse rotierendes Werkzeug (Z22) löst die noch an den Folien-
oder Beschichtungsresten anhaftenden Fasern und Späne ab. Das
Materialgemisch, bestehend aus Feingut (FG) und Reststoffen
(RS) wird in einer Nachsiebung (603) voneinander getrennt.
Vorzugsweise hat die Nachsiebstufe (603) eine mehrstufige
Siebwuchtrinne (S32), die den freigesetzten Sekundärwerkstoff
(SW) von den übrigen Reststoffen (RS) absiebt. Das abgetrennte
Feingut (FG) mit dem Sekundärwerkstoff (SW) wird in einer der
Aufbereitung nachgeordneten Produktion (P1) eingesetzt.
Fig. 2 zeigt ein Verfahrensfließbild, in dem die wesentlichen
Dampf- und Flüssigkeitsströme von dem erfindungsgemäßen
Verfahren dargestellt sind. Neben dem Reaktionsbehälter (C1)
sind wesentliche Elemente eines Flüssigkeits-Kreislaufes ein
Ansetzbehälter (B1) mit der Imprägnierlösung (FL1), ein erster
Vorlagebehälter (311) mit der Harnstofflösung (FL3) und ein
zweiter Vorlagebehälter (B12) als Frischwasserspeicher (FL2)
und zur Dampf- bzw. Kondensataufbereitung ein Abscheider (K1)
und ein Mischkondensator (K2) in Form einer Füllkörperkolonne
(K2) vorhanden. Ein Filter (F1) dient zur Aufbereitung von aus
dem Reaktionsbehälter (C1) abgelassener, gebrauchter
Imprägnierlösung (FL1). Ferner werden mehrere Wärmetauscher
(W1, W2, W3) zur Erwärmung der verschiedenen Flüssigkeiten
(FL1, FL2) bzw. zum Kondensieren von bei dem Prozeß
entstandener Dämpfe verwendet. Die vorgenannten Apparate (K1,
K2, W1, W2, W3) und Behälter (B1, B11, B12, C1) sind durch
entsprechende Zu- und Ableitungen mit Förderpumpen verbunden.
Mindestens eine Vakuumpumpe (V1) entzieht dem
Reaktionsbehälter (C1) während des Aufschlußschrittes (2) Luft
(GL), Imprägnierlösungsdampf (GD1) oder Wasserdampf (GD2).
Nachfolgend wird zuerst der Flüssigkeits-Kreislauf
beschrieben. Ein Teilstrom von dem Frischwasser (FL2) wird in
den Wärmetauschern (W2, W3) durch im Prozeß anfallenden Dampf
(GD1, GD2) erwärmt und dann in den zweiten Vorlagebehälter
(B12) eingefüllt. Ein anderer Teilstrom wird direkt in den
zweiten Vorlagebehälter gegeben, und ein Reststrom wird zur
Herstellung der Harnstofflösung (FL3) in dem ersten
Vorlagebehälter (B12) mit Harnstoff vermischt. Ebenfalls wird
aus dem Frischwasserspeicher (B12), dem zweiten
Vorlagebehälter (B12), zum Ansetzen der Imprägnierlösung (FL1)
Wasser (FL2) entnommen. Auch wird Frischwasser (FL2) zur
Dampf-Kondensation in dem Mischkondensator (K2) als Kühlmittel
eingesetzt. Das Kondensat (KL2) wird zurück in den zweiten
Vorlagebehälter (B12) zurückgeführt.
In dem ersten Vorlagebehälter (B11) wird die Harnstofflösung
(FL3) durch Zugabe von festem Harnstoff zum eingefüllten
Wasser (FL2) hergestellt. Die Harnstofflösung (FL3) wird zur
Herstellung der Imprägnierlösung (FL1) in dem Ansetzbehälter
(B1) verwendet.
In dem Ansetzbehälter (B1) wird die Imprägnierlösung (FL1)
einer vorgegebenen Zusammensetzung als Standardlösung aus
Frischwasser (FL2), Harnstofflösung (FL3) sowie Schwefelsäure
(FL4) angesetzt, wobei die Imprägnierlösung vorzugsweise einen
pH-Wert von 6,0 bis 6,5 hat, da die Leime in der Regel nicht
säurebeständig sind und somit eine Auflösung der den
Holzwerkstoff zusammenhaltenden Leimverbindungen während des
Aufschlußschrittes (2) in dem Reaktionsbehälter (C1)
begünstigt und beschleunigt wird. Um 5 t Holzwerkstoff zu
behandeln muß eine Ausgangslösung von 15 bis 18 cbm
Imprägnierlösung angesetzt werden. Während des Betriebes
werden die Bestandteile bedarfsabhängig zudosiert.
Zu Beginn eines zweiten Aufschlußschrittes, einer Flutung
(202) des Reaktionsbehälters (C1), wird aus dem Ansetzbehälter
(B1) die benötigte Menge an Imprägnierlösung (FL1) entnommen
und in den Reaktionsbehälter (C1) bodenseitig und/oder
obenseitig eingeleitet. Nach einer Quellung (203) des in dem
Reaktionsbehälter (C1) eingesetzten Ausgangsmateriales (AS2)
wird die überschüssig eingegebene Menge an Imprägnierlösung
(FL1) bodenseitig abgelassen in den Abscheider (K1)
eingeleitet und in dem nachgeschalteten Filter (F1) von
Schwebstoffen gereinigt. Das Filtrat wird als Rücklauf (RL1)
zurück in den Ansetzbehälter (B1) geführt und dort für einen
erneuten Einsatz vorbereitet.
Die Imprägnierlösung (FL1) hat beim Einfüllen in den
Reaktionsbehälter (C1) vorzugsweise eine Vorlauftemperatur von
90 bis 95°C, daher wird kontinuierlich ein Teilstrom an
Imprägnierlösung (FL1) im Kreislauf geführt, d. h. aus dem
Ansetzbehälter (B1) entnommen, in dem Wärmetauscher (W1)
erwärmt und anschließend zurück in den Ansetzbehälter gegeben.
In den verschiedenen Aufschlußschritten (203, 205) in dem
Reaktionsbehälter (C1) entstehen Dämpfe, wie
Imprägnierlösungsdämpfe (GD1) oder Wasserdampfe (GD2) werden
in der Füllkörperkolonne (K2) kondensiert. Nicht kondensierte
Restdämpfe werden in den nachgeschalteten Wärmetauschern (W2,
W3) bzw. dem separaten Wärmetauscher (W1) kondensiert, so daß
das Kondensat entweder als Imprägnierlösungs-Kondensat (KL1)
zurück in den Ansetzbehälter (B1) oder der kondensierte
Wasserdampf (KL2) zurück in den zweiten Vorlagebehälter (B12)
geleitet wird.
Selbstverständlich ist das System überdruck- und
unterdrucksicher ausgelegt und ist mit den nötigen Armaturen
mit Sicherheitsventilen ausgestattet.
In Fig. 3 ist das Prozeßschema des Aufschlußschrittes (2) mit
einzelnen Prozeßschritten in dem Reaktionsbehälter (C1)
detailliert dargestellt. Bevor mit der Aufbereitung von aus
verleimten Holzwerkstoffen bestehenden Abfallstoffen (AS1) in
dem Reaktionsbehälter (C1) begonnen werden kann, muß dieser
auf eine Befüllung (102) mit dem zerkleinerten, stückigen
Ausgangsmaterial (AS2) vorbereitet werden, d. h. der
Reaktionsbehälters (C1) gereinigt werden. Nach der Reinigung
steht der Reaktionsbehälter (C1) für eine Aufbereitung zur
Verfügung steht und es wird mit der Befüllung (102) des
vorbereiteten Ausgangsmateriales (AS2) begonnen. Die
Beladungszeit für 5 t Spanplattenbruch beträgt bei dem
erfindungsgemäßen Reaktionsbehälter (C1) etwa 15 Min. Nach der
Beendigung der Befüllung (102) wird der Reaktionsbehälter (C1)
luftdicht verschlossen und in erstem Aufschlußschritt (2) wird
durch Evakuierung (201) dem eingesetzten Ausgangsmaterial
(AS2) in seinen Hohlräumen eingeschlossene Luft (GL) entzogen.
Hierzu wird ein Unterdruck von 500 bis 700 mbar, vorzugsweise
600 Millibar, durch eine Vakuumpumpe (V1) erzeugt. Die
Evakuierungsdauer beträgt zwischen 3 bis 8 Min, vorzugsweise 5
Minuten. Durch die vorherige Luftevakuierung (201) wird in dem
nachfolgenden zweiten Aufschlußschritt (2) das Eindringen der
Imprägnierlösung (FL1) bis in den Kern der Bruchstücke
erleichtert und eine gleichmäßig Tränkung mit der
Imprägnierlösung (FL1) erzielt. Noch während der Unterdruck in
dem Reaktionsbehälter (C1) besteht, wird mit dem Fluten (202)
des Reaktionsbehälters (C1) unter Zugabe der Imprägnierlösung
(FL1) begonnen. Es werden ungefähr 15 bis 18 cbm an
Imprägnierlösung (FL1) eingegeben, so daß das gesamte
Ausgangsmaterial (AS2) vollständig mit Flüssigkeit umgeben
ist. Die Imprägnierlösung (FL1) ist vorzugsweise auf eine
Vorlauftemperatur von 90° bis 95°C eingestellt, wodurch die
Quellung (203) des mit der Lösung getränkten Materiales (AS2)
beschleunigt wird. Die Quelldauer beträgt zwischen 10 und
20 Min, vorzugsweise 15 Min, wobei in dem Reaktionsbehälter
(C1) eine Quelltemperatur von 75° bis 90°C herrscht. Während
der Quellung (203) verdoppelt das Ausgangsmaterial (AS2) durch
eine Aufnahme an Imprägnierlösung (F1) sein Eigengewicht. Nach
Beendigung der Quellung (203) wird die überschüssige, nicht
verbrauchte Imprägnierlösung (FL1) aus dem Reaktionsbehälter
(C1) abgelassen und für eine erneute Verwendung aufbereitet
(gem. Fig. 2). Gleichzeitig mit dem Ablassen (204) der
Imprägnierlösung (FL1) wird Imprägnierlösungsdampf (GD1) aus
dem Reaktionsbehälter (C1) abgezogen.
In einem folgenden dritten Aufschlußschritt wird bei einem
Überdruck das vorgequollene Material (AS2) mit heißen
Wasserdampf beaufschlagt, wobei sich dasselbe unter
vollständiger Auflösung der Leimverbindungen zu einer im
wesentlichen aus Span- und Faserbestandteilen bestehenden,
bröckligen Aufschlußmasse (AS3) zersetzt. Während des dritten
Aufschlußschrittes, der Dämpfung (205), wird der Wasserdampf
mit einer Dampftemperatur zwischen 120 bis 140°C,
vorzugsweise 127°C, gleichmäßig über den Innenraum des
Reaktionsbehälters (C1) eingebracht. In dem Reaktionsbehälter
(C1) herrscht ein Dampfdruck von 1,9 bis 3,6, vorzugsweise
2,55 bar. Die Dämpfungsdauer ist derart bemessen, daß das
vorgequollene Material (AS2) nahezu vollständig zersetzt wird,
wobei die Dämpfungsdauer zwischen 40 bis 70 Min, vorzugsweise
50 Min, beträgt. Nach Beendigung der Dämpfung (205) wird vor
der Materialentleerung (207) in dem Reaktionsbehälter (C1) ein
Grobvakuum zum Kondensat- und Restdampfabnutschen erzeugt,
hierbei wird die Restfeuchte gesenkt. Es liegt ein
Abnutschdruck von 100 bis 10 mbar an und gegen Ende des
Abnutschens fällt die Temperatur in dem Reaktionsbehälter (C1)
auf 85°C ab. Das Kondensat- und Restdampfabnutschen dauert
ungefähr 5 bis 10 Min. Anschließend wird das zersetzte
Material als Aufschlußmasse (AS3) aus dem Reaktionsbehälter
(C1) ausgebracht. Zur Entleerung (207) wird ein bodenseitiger
Deckel (C14) geöffnet bzw. entfernt wird und das Material von
einem darunter positionierten Auffangbehälter (B2)
aufgenommen.
Bei einer optimalen Durchführung des
Verfahrens vergeht zwischen der Materialbefüllung (102) als
erstem Prozeßschritt und der Materialentleerung (207) als
letztem Prozeßschritt eine Zeitdauer von etwa 2 Stunden, nach
welcher das eingesetzte Ausgangsmaterial (AS2) hydrolisiert
vorliegt und anschließend aus der Aufschlußmasse (AS3) frei
vorhandene Fasern und Späne als Sekundärwerkstoff (SW)
abtrennbar sind.
In Fig. 4 ist der Vorbereitungsschritt (1) dargestellt, in dem
der aus Altmöbelteilen und Produktionsabfällen aus der
holzverarbeitenden Industrie bestehende Abfallstoff (AS1) zu
dem stückigen Ausgangsmaterial (AS2) aufbereitet wird. Hierzu
wird der Abfallstoff (AS1) mit einem Radlader, einem
Greifbagger o. dgl. in einen Brecher (Z1) aufgegeben und zu
Bruchstücken mit einer Durchschnittsgröße von 100 bis 200 mm
zerkleinert. Als Brecher (Z1) eignen sich vorzugsweise
langsame laufende Walzenbrecher, wie beispielsweise
Zahnkammbrecher. Die Größe des Brechers (Z1) ist derart
bemessen, daß im Ein-Schicht-Betrieb genügend stückiges
Ausgangsmaterial (AS2) für einen Drei-Schicht-Betrieb des
Verfahrens in dem Reaktionsbehälter (C1)
bereitgestellt wird. Je nach dem, ob der Reaktionsbehälter
(C1) gerade befüllt werden kann, wird das Ausgangsmaterial
(AS2) über eine erste Fördereinrichtung (H1) direkt in diesen
aufgegeben oder für eine spätere Verwendung auf Halde
gefördert und dort zwischengelagert. Bevor das stückige
Ausgangsmaterial (AS2) in den Reaktionsbehälter (C1)
eingegeben wird, werden in einer Feingutabtrennung (101)
Bestandteile mit einer Trennkorngröße kleiner als 20 mm
entfernt, da diese in dem Aufschlußprozeß (2) des eingesetzten
Materials in dem Reaktionsbehälter (C1) eine Quellung (203)
und Dämpfung (205) behindern würden. Ein in
Aufbereitungsrichtung hinter dem Brecher (Z1) angeordnetes
Förderband (H11) transportiert das zerkleinerte
Ausgangsmaterial (AS2) in einen zweistufigen
Vibrationsförderer (S1) mit differenzierter Geschwindigkeit
und integriertem Sieb zur Feingutabscheidung (101), mit
welchem vorteilhafterweise beim Transport gleichzeitig das
feinkörnige und staubförmige Ausgangsmaterial abgesiebt wird
und als Feingut (FG) über ein weiteres Förderband in einen
Zwischenlagerbehälter (B5) befördert wird.
Nach der Siebung (101) in dem Vibrationsförderer (S1) wird das
Ausgangsmaterial (AS2) mittels eines nachgeschalteten ersten
Schrägförderers (H12) in den Reaktionsbehälter eingefüllt. Als
Schrägförderer werden vorzugsweise Wellkantenförderer
eingesetzt. Zur gezielten Guteinbringung in den
Reaktionsbehälter (C1) weist derselbe einen trichterförmigen
Aufsatz (C20) als Einfüllhilfe auf. Während der Beladung (102)
ist der Aufsatz (C20) in einer oberseitigen Einfüllöffnung
(C11) des Reaktionsbehälters (C1) positioniert. Während des
Transportes des Ausgangsmateriales (AS2) von dem
Vibrationsförderer (S1) in den Reaktionsbehälter (C1) wird das
Ausgangsmaterial (AS2) unter Ausnutzung von der angefallenen
Prozeßwärme vorgewärmt.
In Fig. 5 ist der Reaktionsbehälter (C1)
dargestellt. Der Reaktionsbehälter (C1) ist in einem auf einer
Stellfläche angeordneten Gestell (G1) festgelegt und hat einen
senkrecht stehenden Behälterkörper (C9) mit einem konischen,
bodenseitig divergierenden Behältermantel (C10) und einer
oberseitig verschließbaren Einfüllöffnung (C11) zur
Materialbeschickung sowie einer bodenseitig verschließbaren
Auslaßöffnung (C12) zur Materialausbringung, wobei der
Behälterkörper vorzugsweise ein Konus mit einer Neigung des
Mantels von 7° und der Reaktionsbehälter (C1) aus Edelstahl,
vorzugsweise V4A, gefertigt ist.
Da bei dem Verfahren (Fig. 1 und 2) mit
Unter- und Überdruck gearbeitet wird ist der Reaktionsbehälter
ein Wechseldruckbehälter. Um während des Prozesses die
Temperatur in dem Reaktionsraum (C2) möglichst stabil zu
halten und eine Wärmeabgabe an die Umgebung zu unterbinden,
ist der Behälterkörper (C4) wärmeisoliert ausgeführt.
Im geschlossenen Behälterzustand wird die Einfüllöffnung (C11)
durch einen in einer zur Stellfläche parallelen Ebene
verschwenkbaren oder verschiebbar festgelegten Deckel (C13)
und die Auslaßöffnung (C12), welche sich über den gesamten
bodenseitigen Behälterquerschnitt erstreckt, durch einen nach
unten in Richtung der Stellfläche klappbaren Behälterboden
(C14) verschlossen. Vorzugsweise wird der Behälterboden (C14)
von einem Klöpperboden (C14) mit einem Siebboden (C15)
gebildet. Die Öffnungszustände des Deckels
(C13) und des Behälterbodens (C14) sind durch die strich
punktierten Linien angedeutet. Bei dieser Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Reaktionsbehälters (C1) ist der
Behälterboden (C14) in einer gelenkigen Aufhängung (C17) an
dem Behälterkörper (C9) gehalten. Ein Stellglied (C18) mit
gelenkiger Lagerung am Behälterboden (C14) und an dem
Behälterkörper (C9) dient zum Öffnen und Verschließen der
Auslaßöffnung (C12) mit dem Behälterboden (C14).
Selbstverständlich kann das Stellglied (C18) anstatt an dem
Behälterkörper (C9) auch an dem Gerüst (G1) angelenkt sein.
Behälteraußenseitig ist an dem Behälterboden (C14) ein Flansch
für eine Ableitung (X3) zum Ablassen (204) der überschüssigen
Imprägnierlösung (FL1) oder zum Einbringen derselben während
des Flutens (205) vorgesehen; ferner wird während des
Abnutschens (206) in dem Reaktionsbehälter (C1) zuvor
kondensierter Dampf (KS2) darüber abgelassen. Obenseitig ist
an dem Behälterkörper (C9) ein Flansch mit einer
Dampfableitung (X2) angeordnet, welche mit der Vakuumpumpe
(V1) verbunden ist und über welche die Evakuierung (201, 206)
des Reaktionsbehälters (C1) vorgenommen wird. Zur
Dampfeintragung während des dritten Aufschlußschrittes, der
Dämpfung (205), sind in dem Reaktionsraum (C2)
mantelinnenseitig, bodenseitig und innen im Reaktor,
insbesondere im Mittenbereich, Eintragsdüsen (D1, D2, D3)
gleichmäßig verteilt angeordnet. Auf dem Behältermantel (C10)
sind die Eintragsdüsen (D1) ringförmig angeordnet; die
bodenseitigen Eintragsdüsen (D2) sind innerhalb des Siebbodens
(C15) von dem Behälterboden (C14) angeordnet und die
innenliegenden, insbesondere im Mittenbereich liegenden,
Eintragsdüsen (D3) sind auf mindestens einer, insbesondere
zentral in dem Reaktionsraum (C2) positionierten Lanze (C16)
angebracht. Die Lanze (C16) ist somit einen Düsenstock. Die
Wasserdampf-Versorgung wird somit über eine Hauptleitung (X1)
als Dampfzuleitung (X1) und davon abgehende, ringförmig um den
Reaktionsbehälter (C1) verlaufende, mit den mantelseitigen
Eintragungsdüsen (D1) verbundene Ringleitungen (X11), eine
bodenseitige, mit den bodenseitigen Eintragsdüsen (D2)
verbundenen Zweigleitung (X12) und einer mit der
innenliegenden Lanze (C16) verbundenen oberen Zweigleitung
(X13) vorgenommen.
Der Reaktionsbehälter (C1) ist in einem nicht dargestellten
Gerüst (G1) erhöht positioniert, so daß unter der
Auslaßöffnung (C12) im geöffneten Zustand des Behälterbodens (C14)
ein Auffangbehälter (B1) oder dgl. eingeschoben werden
kann oder stationär angeordnet ist.
Für eine kontinuierliche Bereitstellung von Sekundärwerkstoff
(SW) für die Produktion (P1) dient ein Auffangbehälter (B2)
mit einem bodenseitigen Kratzförderer (B21), gem. Fig. 6. Der
Auffangbehälter (32) ist unterhalb der Auslaßöffnung (C12) des
Reaktionsbehälters (C1) angeordnet, so daß bei der Entleerung
(207) die Aufschlußmasse (AS3) von dem Auffangbehälter (B2)
aufgenommen werden kann. Der Auffangbehälter (B2) dient
gleichzeitig zur Zwischenspeicherung. Da der Aufschlußvorgang
(2) in dem Reaktionsbehälter (C1) ungefähr einen Zeitraum von
zwei Stunden einnimmt, sollte in diesem Zeitraum der
Auffangbehälter (B2) ebenfalls entleert werden.
Aus dem Auffangbehälter (B2) wird die Aufschlußmasse (AS3)
mittels eines motorisch betriebenen, bodenseitigen
Kratzförderers (B21) über eine austragsseitige Austragsöffnung
(B22) auf eine zweite Fördereinrichtung (H2) ausgebracht. Eine
Öffnungsweite der Austragungsöffnung (B22) ist derart
bemessen, daß sich in der Aufschlußmasse (AS3) enthaltenes,
nicht zersetztes Grobgut (GG), wie Metallteile, Mischholzteile
oder auch Folien, nicht verklemmen und die Austragungsöffnung
(B22) versperren. Die ausgebrachte Masse wird mit einem
Transportband (H21) der zweiten Fördereinrichtung (H2) und
einem nicht dargestellten zweiten Schrägförderer (H22) zu der
Siebtrommel (S2) gefördert, um dort weiter aufbereitet zu
werden. Die zweite Fördereinrichtung (H2) hat einen
Metallabscheider (F1), mit welchem Metallteile (MS) aus der
Aufschlußmasse (AS3) entfernt werden.
In den Fig. 7a bis 7b ist ein Trommelsieb zur einstufigen
Abtrennung (501) und in den Fig. 7c und 7d ein anderes
Trommelsieb zur mehrstufigen Abtrennung (502) dargestellt. Das
Trommelsieb (S2) dient zur Aussonderung des in der
Aufschlußmasse (AS3) enthaltenen Sekundärwerkstoff (SW). Das
Trommelsieb (S2) ist erhöht plaziert, d. h. in einem Gerüst
(G2) angeordnet, wobei die Höhe derart bemessen ist, daß der
Abstand zur Stellfläche ausreicht, um in dem Zwischenraum
unterhalb des Trommelsiebes (S1) mindestens ein Transportband,
wie einen Feinguttransporteur (H3) anzuordnen.
Die Trommel (S23) des Trommelsiebes (S2) hat eine Lochweite
von 10 bis 20 mm, so daß nur die Späne und Faserbestandteile
als Feingut aus der Aufschlußmasse (AS3) abgeschieden werden.
Die Trommel (S23) wird durch bodenseitig festgelegte Rollen
(S25), welche motorisch angetrieben werden, in Rotation
versetzt. Es müssen mindestens zwei Rollen (S25) an einem
eingangs- und ausgangsseitigen Trommelende vorhanden sein.
An der Trommel (S23) siebaußenseitig angeordnete
Abreinigungswerkzeuge (S24), wie sich über die Trommellänge
erstreckende Bürsten (S24), entfernen Späne und Fasern aus den
Löchern und verhindern somit ein Zusetzen der Löcher.
Das Feingut (FG) fällt als Siebdurchgang auf den unterhalb des
Trommelsiebes angeordneten Feinguttransporteur (H3). Der
Feinguttransporteur (H3) ist vorzugsweise spitzwinklig
angestellt, so daß das Feingut (FG) direkt in einen
nachgeschalteten, am austragsseitigen Ende befindlichen
Speicherbehälter (B3) gefördert werden kann.
Sowohl bei einer ein- als auch mehrstufigen Abtrennung (501,
502) in dem Trommelsieb (S2) wird jeweils die Aufschlußmasse
(AS3) mittels dem zweiten Schrägförderer (H22) an dem
eingangsseitigen Trommelende auf die Trommel (S23) aufgegeben.
In einem einstufigen, ersten Trennschritt (501) wird nur in
der Trommel (S23) Sekundärwerkstoff (SW) als Feingut (FG)
abgeschieden. Der Siebrückstand, nämlich das Grobgut (GG) und
das Mittelgut (MG) wird ausgangsseitig von eine Grobgut- und
Mittelguttransporteur (H5, H6) aufgenommen und einer
Entsorgung zugeführt.
Bei mehreren Trennstufen (502) wird in der Siebtrommel (5) die
Ausschlußmasse (AS3) in eine Feingut-Fraktion (FG) von 10 bis
30 mm, eine Mittelgut-Fraktion (MG) und eine Grobgut-Fraktion
(GG) von größer als 100 bis 150 mm separiert, wobei aus der
Ausschlußmasse (AS3) in axialer Richtung (siehe Fig. 7c) erst
das aus dem Sekundärwerkstoff (SW) bestehende Feingut (FG),
dann das Mittelgut (MG), wie Sekundärwerkstoff (SW) mit
anhaftenden Folienstücken und Beschichtungen als Reststoffe
(RS), ausgesondert werden und das kompakte Grobgut (GG) als
Siebrückstand, wie Massivholzteile, übrig bleibt, oder in
radialer Richtung (siehe Fig. 7d) erst das Grobgut (GG) als
Siebrückstand, dann das Mittelgut (MG) und zuletzt das Feingut
(FG) abgesiebt wird.
Wie in Fig. 7c dargestellt ist dem einstufigen Trommelsieb
(S2) ein Grobsichter (S22) nachgeschaltet, wodurch aus der
Aufschlußmasse (AS3) unter gleichzeitigem Transport durch die
Trommel (S23) mit einer innerhalb festgelegten Wendel (S26)
das Feingut (FG) abgeschieden wird und dann in axialer
Richtung aus dem Siebrückstand das Mittelgut (MG) und
ausgangsseitig aus dem Grobsichter das Grobgut (GG) fällt. Der
Grobsichter (S22) weist als Trenner in Förderrichtung weisende
Kanäle (S27) einer Größe von vorzugsweise 150 mm auf.
Das in Fig. 7d gezeigte Trommelsieb (S2) besitzt einen
Innenselektor (S21) mit einer Wendel (S26), mit dem die
Aufschlußmasse (AS3) in radialer Richtung in mindestens eine
Feingut- (FG), eine Mittelgut- (MG) und eine Grobgut-Fraktion
(GG) getrennt wird. Der Innenselektor (S21) hat eine
Maschenweite bzw. Lochung von 100 bis 150 mm, so daß das
Grobgut (GG) als Siebrückstand in dem Innenselektor
zurückgehalten wird und der Siebdurchgang aus Feingut (FG) und
Mittelgut. Die äußere Trommel (S23) mit einer Lochweite von 10
bis 30 mm bildet eine zweite Trennstufe und nimmt nur eine
Nachtrennung in Feingut (FG) und Mittelgut (MG) vor.
Unterhalb einer Austrittsstelle an dem Trommelsieb (S2) für
das Feingut (FG), das Mittelgut (MG) und ausgangsseitig für
das Grobgut (GG) ist ein entsprechende Transporteur (H3, H4,
H5) vorgesehen, der das Gut von dem Trommelsieb (S2) in
Aufbereitungsrichtung weg transportiert. Mit dem Feingut-
Transporteur (H3) wird der abgetrennt Sekundärwerkstoff in
einen anderen Auffangbehälter (B3) als Speicherbehälter (B3)
gebracht, hierzu Fig. 8.
Das Mittelgut wird mit dem Mittel-Transporteur (H4) zur
weiteren Abtrennung in dem zweiten Trennungsschritt (6) der
selektiven Zerlegevorrichtung (Z2) zugeführt. Der Grobgut-
Transporteur (H5) dient zum Abtransport des Grobgutes (GG),
das entsorgt wird.
Fig. 8 zeigt eine dem Trommelsieb (S2) nachgeschaltete
Anordnung verschiedener Bunker (B3, B4) zur Aufnahme des in
dem Trommelsieb (S2) abgeschiedenen Sekundärwerkstoffes (SW)
mit einem Speicherbehälter (B3) und ggf. einem Reservebehälter
(B4), welcher strichpunktiert dargestellt ist. Der unterhalb
des Trommelsiebes (S2) angeordnete Feingut-Transporteur (H3)
fördert das abgeschiedene Feingut (FG) zu einem am
austragsseitigen Ende (H30) quer zu dem Feingut-Transporteur
(H3) angeordneten Reversierförderband (H31), welches das
Feingut (FG) entweder an den Speicherbehälter (B3) als
Hauptspeicher abgibt oder bei einer Bypass-Förderung in den
Reservebehälter (B4) fördert. Das austragsseitige Ende (H30)
des Feingut-Transporteurs (H3) endet über dem
Reversierförderband (H31), wobei das dasselbe auf einem
Gestell (G3) erhöht plaziert ist, so daß Material von oben in
den Speicherbehälter (B3) und den Reservebehälter (B4)
eingegeben wird. Mindestens der Auffangbehälter (B3) weist
bodenseitig einen anderen Kratzförderer (B31) auf, mit dem der
Sekundärwerkstoff (SW) durch eine Austragungs-Öffnung (B32)
bedarfsabhängig an eine weitere, an die Produktion (P1)
angebundene Fördereinrichtung (H6) ausgetragen wird. Der
andere Kratzförderer (B31) wird behälteraußenseitig durch
einen Motor (M) angetrieben. Wenn erforderlich kann über dem
Reversierförderband (H31) ein weiterer Metallabscheider (F1)
positioniert sein.
Um auch den Restanteil an Spänen und Fasern zurückzugewinnen
und die Ausbeute an Sekundärwerkstoff (SW) mit dem
Verfahren zu erhöhen, wird die Mittelgut-
(MG) und/oder Grobgut-Fraktion (GG) aus dem Trommelsiebes (S2)
in einem zweiten Trennschritt (6) in der selektiven
Zerlegevorrichtung (Z2) gem. Fig. 9 weiteraufbereitet.
Die Zerlegevorrichtung (Z2) hat eine
eingangsseitige Windsichtstufe (S31), in der Siebrückstand in
eine Leichtgut-Fraktion (LG) und eine Schwergut-Fraktion (SG)
klassiert wird, eine ausgangsseitige Nachsiebstufe (S32) zur
Abtrennung von freigesetzten Späne und Fasern.
Das Gehäuse (S33) der Windsichtstufe (S31) ist derart
gestaltet, daß das seitlich über eine Zuführung (S34)
aufgegebene Gut (MG, GG) nicht auf einer Gehäuseinnenwand
(S331) auftrifft und aufgrund des Aufpralles zerkleinert wird.
Das Gehäuse (S33) verläuft im Aufgabebereich (S332) senkrecht
und ist auf einer zum Aufgabebereich (S332) gegenüberliegenden
Seite (S333) als stumpfer Winkel ausgebildet; im oberen
Gehäuseabschnitt (S334) und unteren, ausgangsseitigen
Gehäuseabschnitt (S335) weist das Gehäuse (S33) einen sich
verengenden Querschnitt vorzugsweise einen Trichter (S336)
auf, wobei eine bodenseitige Trichterspitze eine Ausgangs-
Öffnung (S311) mit einer Öffnungsweite von etwa 450 mm ist. An
dem oberen Gehäuseabschnitt (S334) ist ein Abzugsanschluß
(S35) mit einer Abzugsleitung (X10) festgelegt, die zu einem
eine umlaufende Luftströmung erzeugenden Sperrluftgebläse
(S36) führt. Die Gehäuseform bewirkt ferner, daß sich die
Luftströmung in der Windsichtstufe (S31) als eine turbulente
Wirbelströmung ausgebildet. Die Zuführung (S34) ist
vorzugsweise ein zweiter Vibrationsförderer (S34) zur
gleichmäßigen Aufgabe. Unterhalb der Zuführung (S34) ist
endseitig an einem Strömungskanal (S361) des Sperrluftgebläses
(S36) eine Düse (D10) zur Lufteinblasung angeordnet. In dem
unteren Gehäuseabschnitt (S335) unterhalb der Zuführung (S34)
und der Düse (D10) geht von dem Gehäuse (S33) eine Schwergut-
Rutsche (S37) ab, welche das während der Sichtung (602)
abgeschiedene Schwergut (SG) aufnimmt. Das Gehäuse (S33) ist
mit einer nach unten verschwenkbaren Kontroll-Klappe (S38)
ausgestattet.
Den Kern der Zerlegevorrichtung (Z2) ist eine unterhalb der
Ausgangsöffnung (S311) der Sichtstufe (S31) angeordnete Prall-
und Trennkammer (Z21), in welcher um eine horizontale Achse
rotierende Werkzeuge (Z22) in Form von stumpfen Werkzeugen
(Z22) angeordnet sind. Das Werkzeug (Z22) wird außerhalb der
Prall- und Trennkammer (Z21) von einem Motor (M) angetrieben.
Als Nachsiebstufe (S32) wird eine zweistufige Siebwuchtrinne
(S32) verwendet, wobei dessen einer Siebboden (S321) eine
Maschenweite von etwa 20 mm aufweist. Die Materialabführung
erfolgt pneumatisch oder mechanisch.
Nachfolgend wird exemplarisch die Wirkungsweise der selektiven
Zerlegevorrichtung (Z2) erläutert. Das Mittelgut (MG) und/oder
das Grobgut (GG) werden mittels des Mittelgut-Transporteurs
(H4) oder des Mittelgut- und Grobgut-Transporteurs (H4, H5)
aus dem Trommelsieb (S2) zu der Zerlegevorrichtung (Z2)
gefördert und seitlich über die eingangsseitige Zuführung
(S34) in die Windsichtstufe (S31) aufgegeben. Durch die
Luftströmung wird das Gut entsprechend seines Gewichtes in
Leichtgut (LG) und Schwergut (SG) klassiert. Das Schwergut
(SG) wird über die Schwergut-Rutsche (S37) ausgebracht und das
Leichtgut (LG) verläßt die Sichtstufe (602) über die Ausgangs-
Öffnung (S331) in die Prall- und Trennkammer (Z21). Die
rotierenden Werkzeuge (Z22) lösen mit den Folien- und
Beschichtungsresten (RS) zusammenhaftende Späne und Fasern
voneinander. Das Gut wird nicht zerkleinert, so daß die
Reststoffe (RS) und der freigesetzte Sekundärwerkstoff (SW)
nach der Zerlegung (601) eine unterschiedlich Partikelgröße
haben und in der nachgeschalteten Nachsiebstufe (603)
problemlos entsprechend ihrer Größe getrennt werden können.
Hierzu wird das Stoffgemisch auf die Siebwuchtrinne (S32)
gegeben. Der abgetrennte Sekundärwerkstoff (SW) wird als
Feingut (FG) mit mindestens einer weiteren Fördereinrichtungen
zurück in die Produktion (P1) gefördert.
Claims (15)
1. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur
Gewinnung von Sekundärspänen und -fasern, aus mit
hydrolisierbaren und/oder chemisch aufschließbaren
Bindemitteln verleimten Holzwerkstoffen (AS1) bestehenden
Altmöbeln und Produktionsabfällen, wobei in
Aufbereitungsrichtung ein Brecher (Z1), der stückiges
Ausgangsmaterial (AS2) mit einer Durchschnittsgröße von etwa
100 bis 200 mm herstellt, mindestens eine erste
Fördereinrichtung (H1), ein Reaktionsbehälter (C1), der als
ein senkrecht stehender Behälter (C1) mit einem nach unten
divergierenden Konus und einer obenseitigen verschließbaren
Einfüllöffnung (C11) und einer untenseitigen,
verschließbaren Auslaßöffnung (C12) und in einem
Reaktionsraum (C2) mantelseitig angeordneten
Dampfeintragsdüsen (D1) und einer Imprägnierlösungszu/ab
führung, eine zweite Fördereinrichtung (H2) und eine
Trennvorrichtung (S2) in Reihe angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die erste Fördereinrichtung (H1) einen Feingutabscheider (S1) für Bestandteile (FG) mit einer Trennkorngröße von kleiner als 20 mm aufweist und
- - der Reaktionsbehälter (C1) mit einem Klöpperboden (C15) mit einem darauf angeordneten Siebboden (C14) verschließbar ist, und sich über den weitesten Behälterquerschnitt erstreckt und zweite Dampfeintragsdüsen (D2) in dem Siebboden (C14) angeordnet sind und dritte Dampfeintragsdüsen (D3) innen im Reaktionsraum (C2) an mindestens einer Lanze (C16) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß
die dritten Dampfeintragsdüsen (D3) an der axial
angeordneten Lanze (C16) düsenstockartig angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reaktionsraum (C2) ein Volumen von 20 bis 30 cbm
umschließt und aus Edelstahl besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Fördereinrichtung (H1) von einem zweistufigen
Vibrationsförderer (S1) mit differenzierter Geschwindigkeit
und integriertem Siebboden und einem nachgeschalteten,
ersten Schrägförderer (H12) zur Befüllung des
Reaktionsbehälters (C1) gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Siebboden des Vibrationsförderers (S1) eine Maschenweite
von 20 mm hat.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Fördereinrichtung (H2) ein
Transportband (H21) mit einem zweiten Schrägförderer (H22)
zur Beschickung des Trommelsiebes (S2) mit der aus dem
Reaktionsraum (C2) ausgebrachten Aufschlußmasse (AS3) ist
und mit einer antimagnetischen Zone, die von einem
Metallabscheider (F1) überlagert ist, bestückt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trennvorrichtung (S2) ein einstufiges Trommelsieb mit
siebaußenseitig angeordneten Bürsten (S24) ist und dessen
Lochweite vorzugsweise 10 bis 30 mm beträgt und das
Trommelsieb (S2) einen nachgeschalteten Grobsichter (S22)
aufweist, der die Aufschlußmasse (AS3) in axialer Richtung
nacheinander in mindestens einer Feingut-(FG), eine
Mittelgut-(MG) und eine Grobgut-Fraktion (GG) separiert,
oder das Trommelsieb (S2) einen Innenselektor (S21)
aufweist, der die Aufschlußmasse (AS3) in radialer Richtung
in mindestens eine Feingut- (FG), eine Mittelgut- (MG) und
eine Grobgut-Fraktion (GG) sortiert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Trommelsieb (S2) für die Mittelgutfraktion (MG) eine
zweite Trenn- und Zerlegevorrichtung (Z2) mit einem um eine
horizontale Achse rotierenden, stumpfen Werkzeug (Z22) zur
Abtrennung von noch im Siebrückstand enthaltenden
Sekundärwerkstoff (SW) nachgeschaltet ist und zum Trennen
unterhalb einer seitlichen Materialzuführung (S34) eine
Windsichtstufe (S31) angeordnet ist, unter der sich eine
Schwergutrutsche (S37) befindet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
ausgangsseitig der Trenn- und Zerlegevorrichtung (Z2) eine
Nachsiebstufe (S32) in diese integriert ist, die aus einer
mindestens einstufigen Siebwuchtrinne (S32) besteht.
10. Verfahren zur Gewinnung von Sekundärspänen und -fasern
aus mit hydrolisierbaren und/oder chemisch aufschließbaren
Bindemitteln verleimten Holzwerkstoffen (AS1) bestehenden
Altmöbeln und Produktionsabfällen, bei dem jene in einer
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9 behandelt werden,
wobei dieselben in einem Vorbereitungsschritt (1) in einem
Brecher (Z1) zu stückigem Ausgangsmaterial (AS2) zerkleinert
und mittels Fördereinrichtungen (H1) in einen
Reaktionsbehälter (C1) eingesetzt werden und dort in einem
anschließenden ersten Aufschlußschritt (201) bei einem durch
Evakuierung (201) des Reaktionsbehälters (C1) erzeugten
Unterdruck dem zerkleinerten Material (AS2) in Hohlräumen
eingeschlossene Luft (GL) entzogen wird und dann in einem
zweiten Aufschlußschritt (203) das Material mit einer
vorgewärmten Imprägnierlösung (FL1) versetzt wird, die
während einer vorgegebenen Quelldauer eine Quellung (203)
und Gewichtszunahme auf nahezu das doppelte Eigengewicht des
eingesetzten Materiales bewirkt, wonach in Überschuß
zugegebene Imprägnierlösung (PL1) abgelassen wird, und in
einem dritten Aufschlußschritt (205) bei einem Überdruck
dieses vorgequollene Material mit heißem Wasserdampf (GD2)
beaufschlagt und zu einer im wesentlichen
aus Span- und Faserbestandteilen gebildeten, bröckeligen
Aufschlußmasse (AS3) zersetzt wird, die aus dem
Reaktionsbehälter (C1) ausgebracht wird und aus der nach
einer Metallabscheidung (4) und durch eine Siebung und/oder
Sichtung im wesentlichen Sekundärspäne und -fasern als
Sekundärwerkstoff (SW) als Siebdurchgang von einem
Siebrückstand abgesiebt werden, der aus einem nicht
abgesiebten Restanteil des Sekundärwerkstoffes (SW) mit
Folienstücken, Beschichtungen, Massivholzteilen und/oder
unaufgelöstem Ausgangsmaterial sowie weiteren Abfallstoffen
(RS) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß
- - in dem Vorbereitungsschritt (1) aus dem stückigen Ausgangsmaterial (AS2) durch eine Feingutabtrennung (101) Bestandteile (FG) mit einer Trennkorngröße von kleiner als 20 mm entfernt werden, welche dann direkt in die Spanplattenherstellung (P1) abgeführt werden,
- - die Imprägnierlösung (FL1) ein Harnstoff-Schwefelsäure- Wasser-Gemisch mit einem pH-Wert zwischen 6,0 und 6,5 ist, - die Imprägnierlösung (FL1) bei Zugabe (102) in den Reaktionsbehälter (C1) eine Vorlauftemperatur von 90 bis 95° aufweist,
- - in dem zweiten Aufschlußschritt (203) die Quelldauer des eingesetzten Materials (AS2) zwischen 10 und 20 Minuten beträgt und in dem Reaktionsbehälter (C1) eine Quelltemperatur von 75 bis 90°C herrscht,
- - in dem dritten Aufschlußschritt (205) der Wasserdampf mit einer Dampftemperatur zwischen 120 bis 140°C und mit einem Dampfdruck von 1,9 bis 3,6 bar gleichmäßig über einen Innenraum verteilt in den Reaktionsbehälter eingebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
in den Reaktionsbehälter (C1) das vorgewärmte
Ausgangsmaterial (AS2) eingefüllt wird, wobei das
Ausgangsmaterial (AS2) während des Transportes zum
Reaktionsbehälter (C1) unter Ausnutzung von Prozeßwärme
erwärmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß in einem dritten Aufschlußschritt (205)
eine Dämpfungsdauer derart bemessen ist, daß die Bindung des
Leimes nahezu vollständig gelöst wird, wobei die
Dämpfungsdauer zwischen 20 bis 70 Minuten beträgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß überschüssige, aus dem Reaktionsbehälter
abgelassene Imprägnierlösung (FL1) für eine erneute
Verwendung aufbereitet wird, indem die Imprägnierlösung
(FL1) nach dem Ablassen (204) in einem Filter (F2) gereinigt
und das Filtrat zurück in einen Ansetzbehälter (B1) geführt
wird, in welchem durch Zugabe von Harnstofflösung (FC3)
und/oder Schwefelsäure (FL4) sowie Frischwasser (FL3) eine
vorgegebene Standardlösung hergestellt wird, die dann auf
die Vorlauftemperatur gebracht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß aus dem Siebrückstand der Aufschlußmasse
(AS3) in einem weiteren Trennschritt (6) in einer selektiven
Zerlegevorrichtung der Sekundärwerkstoff (SW) von den
übrigen Bestandteilen (RS), wie anhaftenden Folienstücken,
Beschichtungen oder Massivholzteilen sowie metallischen und
mineralischen Verunreinigungen, getrennt wird und
anschließend der so freigesetzte Restanteil abgesiebt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem weiteren Trennschritt (6) eine Windsichtung (S31)
erfolgt, wodurch der Siebrückstand in eine Schwergutfraktion
(SG) und eine Leichtfraktion (LG) klassiert wird, die allein
dem zweiten Trennschritt (6) zugeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996140503 DE19640503C1 (de) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Sekundärspänen und -fasern |
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DE1996140503 DE19640503C1 (de) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Sekundärspänen und -fasern |
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