DE19937523B4

DE19937523B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen, Bevorraten und Dosieren von Abprodukten und Abfallstoffen

Info

Publication number: DE19937523B4
Application number: DE19937523A
Authority: DE
Inventors: Harald Martin; Hartwig Streitenberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: DE19937523A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abfallwirtschaft und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Abfallstoffen, die in der Papierindustrie anfallen (Spuckstoffe). Die Aufgabe der Erfindung besteht im Einsatz einer Vorrichtung, die einfacher handhabbar und leichter regelbar ist. Gelöst wir die Aufgabe durch ein Verfahren, bei dem die feuchten Abprodukte und Abfallstoffe in einen Behälter auf einen Rost eingebracht und durch Bewegen des Rostes auf ein darunterliegendes zweites Rost transportiert werden, wobei zwischen den Rosten Warmluft eingebracht wird. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung, bestehend aus einem stehenden zylinderförmigen Behälter mit zwei Rosten und zwischen den Rosten eine Zuführung für Warmluft angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete des Maschinenbaus, der Abfallwirtschaft und der Papierindustrie und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen, Bevorraten und Dosieren von Abprodukten und Abfallstoffen, insbesondere von Abfallstoffen, die in der Papierindustrie anfallen (Spuckstoffe).
Bei der Verarbeitung von Altpapier im Recyclingprozeß verbleiben nach dem Aufschlämmen der mechanisch arbeitenden Entschlämmung Reststoffe. Diese Reststoffe können in unterschiedlicher Menge, Konzentration und Art verklumptes Papier, Pappreste, Plaststücke, Holzrückstände, Metallteile und anderes mehr enthalten. Die Gesamtheit dieser Reststoffe werden als Spuckstoffe bezeichnet.
Diese Spuckstoffe werden nach dem Austritt aus dem Schlämmprozeß und gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung, bei der eine gravimetrische Entwässerung stattfinden kann, im allgemeinen auf einer Sondermülldeponie gelagert.
Diese Spuckstoffe enthalten zu diesem Zeitpunkt durchschnittlich 50% Wasser, welches als Oberflächenwasser und auch als aufgesaugtes Wasser im Papier- und Holzanteil vorkommen kann.
Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt oder beschrieben worden, die die Trocknung von Abfällen, Reststoffen und auch Spuckstoffen beinhalten.
Nach der DE 197 31 010 A1 ist eine thermische Entsorgungsanlage für Abfall bekannt, bei der der Abfall in einer vorgeschalteten Trocknungseinrichtung getrocknet wird. Die Energie für die Trocknung wird aus der thermischen Entsorgungsanlage selbst entnommen. Als Energieträger kommt dabei heißes Gas in Form von heißer Luft oder verbranntem Schwelgas zum Einsatz. Es ist aber auch möglich, als Energieträger das im Prozeß anfallende Wasser oder anfallender Dampf oder die erzeugte elektrische Energie einzusetzen. Bevorzugt wird warme, trockene Luft zum Trocknen des Abfalls eingesetzt, die von unten und/oder von oben in den Abfall eingebracht wird.
Weiterhin ist aus der DE 34 17 620 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von in mechanische Energie umformbare Wärmeenergie aus der Verbrennung von nassem Müll bekannt. Dabei wird der nasse Müll, der einer Vorbehandlung wie Zermahlen und magnetischer Trennung ausgesetzt wurde, einem kontinuierlich rührenden Trockner aufgegeben, in welchem der Müll durchgerührt wird und mittels einer Wärmequelle getrocknet wird, bevor er in einem Verascher oder einer Brennkammer zur Verbrennung aufgegeben wird. Dabei wird als Wärmequelle Dampf, der aus dem nassen Müll verdampft ist, oder erwärmte Luft oder Rauchgas aus dem Verascher oder der Brennkammer verwendet. Die Mülltrocknungsvorrichtung besteht aus einem Müllvorwärmer, der am anströmseitigen Ende des Mülleintritts des Veraschers oder der Brennkammer angeordnet ist, um direkt das Rauch(ab)gas mit dem nassen Müll zu vermischen, so daß der Müll von dem Gas vorgewärmt wird. Über einen Schneckenförderer wird der vorgewärmte Müll einem kontinuierlich rührenden Trockner zugeführt. Der Trockner ist am abströmseitigen Ende des Schneckenförderers angeordnet. In ihm werden die Wärmequellen eingebracht und damit der vorgewärmte Müll weiter getrocknet wird. Weiter wird der Müll in eine Trocknungskammer transportiert, in der eine Vielzahl von Umlenkplatten zwischen dem Mülleinlaß der Brennkammer und einem Rost in der Brennkammer vorgesehen sind. Der Müll bewegt sich in der Trocknungskammer infolge der Schwerkraft nach unten und wird durch das Hochtemperaturbrenngas aus der Brennkammer getrocknet, welches durch ein Verbrennungsgebläse noch oben in die Trocknungskammer befördert wird.
Nachteilig bei allen diesen Verfahren und Vorrichtungen ist die Einhaltung von hohen Sicherheitsstandarden, da die Verfahren schwierig zu beherrschen und die Vorrichtungen kompliziert aufgebaut sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht im Einsatz einer Vorrichtung, die einfacher handhabbar und leichter regelbar ist und eine gute Trocknung der Einsatzstoffe ohne aufwendige Sicherheitsmaßnahmen ermöglicht.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es möglich, Abprodukte und Abfallstoffe unter Einsatz von Energie und Energieträgern aus dem nachfolgenden Prozeß eine ausreichend gut zu trocknen, wobei weiterhin die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Bevorratung des Einsatzgutes und dessen Dosierung realisiert.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens folgende.
Die vorteilhafterweise vorher zerkleinerten und selektierten Abprodukte und Abfallstoffe (Gut) werden dann einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu ihrer Trocknung, Bevorratung und Dosierung zugeführt. Diese Vorrichtung besteht aus einem zylinderförmigen stehenden Behälter mit einer Gutzuführung von oben. In diesem Behälter sind mindestens zwei Roste in einem Abstand zueinander angeordnet. Das Gut wird über Förderer und durch die Gutzuführung auf das obere der mindestens zwei Roste transportiert und dort in einer steuerbaren Schichthöhe gelagert. Durch die Schwerkraft oder durch die Bewegungen des Rostes fallen bestimmbare Mengen an Gut durch das Rost auf das darunterliegende Rost. Zwischen diesen beiden Rosten ist eine Zuführung für Warmluft angebracht. Die durch den oberen Rost fallenden Gutteile werden durch die warme Luft getrocknet. Die warme Luft strömt auch nach oben und durchdringt die auf dem oberen Rost lagernde Gutschicht und trocknet die Gutteile ebenfalls.
Die derart bereits zum Teil getrockneten Gutteile fallen auf das untere Rost und werden dort durch die nach unten strömende Warmluft bis zum gewünschten Grad der Trockenheit getrocknet. Danach wird das Gut wiederum durch die Schwerkraft oder durch die Bewegung des Rostes in steuerbarer Menge in den Bereich des Gutaustrages transportiert.
Die Dosierung des Gutes erfolgt vorteilhafterweise mit Hilfe der Roste. Diese können bewegt werden und über diese Bewegung kann die Dosierung erfolgen.
Eine vorteilhafte Variante zur Bewegung der Roste besteht darin, daß die Roste aus einzelnen Wellen aufgebaut sind, die auf ihrem Umfang Stifte, Ausbuchtungen oder Fingersterne aufweisen, die derart angeordnet sind, daß sie ineinander greifen und das Gut mit ihrer Bewegung nach unten befördern. Dabei bewegen sich die Wellen abwechselnd gegenläufig.
Über die Geschwindigkeit der Wellenrotation, über den Durchmesser der Welle und die Anzahl der Stifte, Ausbuchtungen oder Fingersterne kann die transportierte Menge gesteuert und eingestellt werden.
Unterhalb des mindestens zweiten Rostes im Boden der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Vorrichtung zum Austrag des getrockneten Gutes nach unten vorhanden. Die mit Feuchtigkeit beladene Warmluft wird nach dem Trocknungsprozeß aus dem Raum unterhalb des mindestens zweiten Rostes abgeführt. Sie kann an die Umwelt entlassen werden, dem Warmluft-Kreislauf wieder zugeführt oder einer anderen Verwendung zugeführt werden. Vor dem Austritt der mit Feuchtigkeit beladenen Warmluft aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird diese von dem ihr anhaftenden Staub möglichst weitgehend befreit, indem sie gefiltert wird. Dies kann erfolgen, indem der untere Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterhalb des mindestens zweiten Rostes in Lochblechen ausgeführt ist und durch beispielsweise Filtertücher der Staub von der Warmluft getrennt wird. Andere Filter sind ebenfalls in die Abluftleitung einbaubar.
Das getrocknete Gut wird aus dem Behälter beispielsweise durch einen Siloaustrag aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach unten auf eine Fördereinrichtung ausgetragen und von dort zur weiteren Verwendung abtransportiert.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird es möglich, eine ausreichend hohe Trocknung auf einem, verglichen mit dem Stand der Technik notwendigen Raumbedarf, sehr geringen Volumen zu realisieren.
Dies wird zuerst einmal erreicht, in dem in den stehenden zylinderförmigen Behälter mindestens zwei Roste eingebaut werden. Damit vergrößert sich die Trockenfläche bereits.
Dann wird die Warmluft in einen Bereich eingespeist, der zwischen den mindestens zwei Rosten liegt. Dadurch wird erreicht, daß die Warmluft zum Teil nach oben und zu einem möglichst größeren Teil nach unten strömt oder gedrückt wird. Dies bedeutet eine mehrmalige Trocknung des Gutes; auf dem ersten Rost, auf dem Weg zum zweiten Rost und auf dem zweiten Rost.
Weiterhin wird durch die Position der Einleitung der Warmluft erreicht, daß die Warmluft die auf dem oberen mindestens einen Rost lagernde Gutschicht von unten durchdringt und dabei auflockert, was zu einer besseren Durchströmung und damit Trocknung führt. Somit sind auch höhere Schichtdicken auf dem mindestens einen oberen Rost möglich.
Gleichzeitig wird durch die Warmluft, die nach unten strömt oder gedrückt wird, die Schicht auf dem mindestens zweiten unteren Rost zusammengepreßt und damit auch getrocknet.
Insgesamt kann durch diese Vorrichtung und das Verfahren mit der gleichen Luftmenge eine größere Menge an Gut getrocknet werden, als nach dem Stand der Technik möglich.
Von Vorteil ist an der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch, daß eine Bevorratung auf den mindestens beiden Rosten erfolgt, so daß bei Prozeßstörungen eine gewisse einstellbare Zeit die nachfolgenden Prozesse weiter mit getrocknetem Gut beschickt werden können.
Im weiteren wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Eingesetzt werden Abprodukte und Abfallstoffe aus der Papierindustrie, die folgende Zusammensetzung aufweisen.
Papier- und Pappreste, klumpig, 1.0 bis 3,0 cm Kantenlänge,
Holzstücke, mechanisch aufgebrochen, teilweise fasrige Oberfläche, 0,5 bis 3,0 cm Kantenlänge,
PE-Folie und Kunststoffreste, teilweise in Klumpen, bis 10 cm²,
Gummistücken, als Streifen und Schnüre, verwickelt, 0,5 bis 3,0 cm,
Textilreste, zerfasert als Stücke, 1 cm² bis 5 cm²,
Eisenmetall, als Drahtstücken, Blechstreifen und in zerkleinerter Form geschreddert, 0,5 bis 3 mm Kantenlänge bzw. Durchmesser,
Alufolie, als Stücke oder zerknüllt bis 2 cm Knülldurchmesser,
Weißblech, Getränkedosen, zerdrückt.
Das Rohgewicht dieser Produkte und Stoffe beträgt ca. 0,35 kg/dm³.
Der Wassergehalt beträgt ca. 40%.
Diese Produkte und Stoffe werden mit Reißwalzen zerteilt. Der Durchsatz beträgt 5 t/h. Anschließend wird das zerteilte Gut mit einem Magneten bearbeitet und die selektierten Metallteile entfernt. Danach wird das Gut über ein pneumatisches Fördersystem in einen Trockenturm transportiert. Der Trockenturm aus Stahlblech ist mit Isoliermaterial verkleidet und mit einem Fassungsvermögen von 30 m³ weist folgende Abmessungen auf: Durchmesser = 3,5 m, Höhe = 10 m. In ihm befindet sich im Dach eine Guteintrittsöffnung durch die das Gut über das Fördersystem in den Trockenturm gelangt.
Es werden 2500 kg/h Gut in den Trockenturm gefördert. Auf dem oberen Rost wird eine Schichthöhe von 150 cm Gut eingestellt. Durch Rütteln des Rostes mit einem elektromotorischen Antrieb wird eine Menge von 2500 kg/h auf den unteren Rost transportiert. In dem Bereich zwischen den beiden Rosten befinden sich Eintrittsöffnungen für Warmluft radial gleichmäßig über den Umfang verteilt. Durch diese Eintrittsöffnungen wird 20–30000 Nm³/h erwärmte Luft und/oder heiße Abgase in den Trockenturm eingetragen. Beim Fallen des Gutes vom oberen Rost auf den unteren Rost fallen Sie durch den Bereich in dem die Warmluft eintritt und nach oben und nach unten strömt. Dabei wird das Gut getrocknet. Die Warmluft strömt mit einer Geschwindigkeit von 1,0 m/s nach oben und tritt durch das auf dem oberen Rost gelagerte Gut hindurch und trocknet es ebenfalls. Im oberen Bereich des Trockenturmes ist eine Austrittsöffnung für die wasserdampfbeladene und abgekühlte Warmluft vorhanden.
Das Gut lagert sich mit einer Schichtdicke von 100 cm auf dem unteren Rost. Durch das Rütteln des Rostes mit einem elektromotorischen Antrieb wird eine Menge von 2100 kg/h Gut in Richtung des Gutaustrages abgegeben. Der Gutaustrag ist eine exzentrisch angeordnete Öffnung im Boden des Trockenturmes mit den Abmessungen 300 × 500 mm, Das durch das untere Rost fallende getrocknete Gut mit einer Restfeuchte von 8–10% wird mit Hilfe eines Rotoraustrages gekoppelt mit einer Stopfschnecke auf ein darunter laufendes Förderband ausgetragen. Die wasserdampfbeladene und abgekühlte Warmluft im unteren Bereich des Trockenturmes wird über zwei Öffnungen abgeleitet, wobei die Öffnungen mit einem Lochblech und einem Filtertuch versehen sind und den Staub aus der Warmluft im Trockenturm zurückhalten. Ein Teil der abgezogenen Warmluft wird weitere gefiltert, gekühlt und an die Umwelt entlassen. Der andere Teil wird über einen Wärmetauscher aufgeheizt und dem Trocknungsprozeß wieder zugeführt.

Claims

Verfahren zum Trocknen, Bevorraten und Dosieren von Abprodukten und Abfallstoffen (Gut) bei dem die feuchten Abprodukte und Abfallstoffe in einen Behälter auf mindestens einen Rost eingebracht werden und dort bevorratet werden, die Abprodukte und die Abfallstoffe durch Bewegen des Rostes und/oder der Abprodukte und Abfallstoffe selbst dosiert durch das Rost auf ein darunterliegendes mindestens zweites Rost transportiert werden, wobei in dem Bereich des Transportes der Abprodukte und Abfallstoffe von einem Rost zum darunterliegenden Rost Warmluft eingebracht wird, und die Abprodukte und Abfallstoffe auf dem zweiten Rost bevorratet und weiterhin durch Bewegen des zweiten Rostes und/oder der Abprodukte und Abfallstoffe selbst dosiert durch den zweiten Rost transportiert werden, und dann die getrockneten Abprodukte und Abfallstoffe nach unten und die eingebrachte Warmluft zum geringeren Teil nach oben und zum größeren Teil nach unten aus dem Behälter ausgetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Abprodukte und Abfallstoffe mit einer Feuchte von 40–50% Wasseranteil in den Behälter eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Abprodukte und Abfallstoffe bis zu einer Feuchte von 20–30% auf dem ersten Rost bevorratet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens eines oder beide Roste beweglich gelagert sind und dadurch eine dosierte Abgabe der Abprodukte und Abfallstoffe auf das darunterliegende Rost oder den Gutaustrag realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem durch die Durchströmung von Warmluft von unten die Abprodukte und Abfallstoffe auf dem Rost aufgelockert, bewegt und damit dosiert auf das darunterliegende Rost oder den Gutaustrag abgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Warmluft mit einem Druck von 2–3 kPa in den Behälter eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die abgeführte Warmluft aus dem Behälter gefiltert wird.
Vorrichtung zum Trocknen, Bevorraten und Dosieren von Abprodukten und Abfallstoffen, bestehend aus einem stehenden zylinderförmigen Behälter mit einer Gutzuführung von oben, bei dem im Behälter mindestens zwei Roste mit einem Abstand zueinander angeordnet sind und im Bereich zwischen den Rosten eine Zuführung für Warmluft angeordnet ist und ein Gutaustrag unterhalb des mindestens zweiten Rostes exzentrisch angeordnet ist, und weiterhin oberhalb des mindestens einen oberen Rostes und unterhalb des mindestens einen unteren Rostes Abzugsöffnungen für die Warmluft angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Gutzuführung durch ein Förderband oder eine pneumatische Förderung realisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der stehende zylinderförmige Behälter doppelwandig mit einer dazwischenliegenden Isolierschicht oder mit einer Vorrichtung zur Kühlung ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der mindestens zwei gitterförmige Roste über den gesamten Querschnitt des Behälters angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die mindestens zwei Roste beweglich und/oder verschiebbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei dem die Roste als nebeneinanderliegende abwechselnd sich gegenläufig bewegende Wellen ausgebildet sind, die auf ihrem Umfang Stifte, Ausbuchtungen, Fingersterne aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Warmluftzuführung zwischen den mindestens zwei Rosten über den gesamten Umfang des Behälters realisiert ist.