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Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Herstellung eines
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Faser- sowie eines Granulatmaterials Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Betrieb einer Vorrichtung zur Herstellung eines Faser- sowie eines Granulatmaterials
aus Haushalt-, Land-, forstwirtschaftlichen, organischen Industrie- und/oder Gewerbeabfällen.
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Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von faser-
und/oder granulatförmigem Materials aus Haushalt-, Land-, forstwirtschaftlichen,
organischen Industrie- und/oder Gewerbeabfällen bekannt, die jedoch alle den Nachteil
aufweisen, dass ungefähr 30 Gew.-t an theoretisch hoch brauchbarem Ausgangsmaterial
im Verlaufe des Verarbeitungsverfahrens als unbrauchbarer Abfall ausgeschieden wird,
was einerseits einen Verlust an noch brauchbarem Material bedeutet und anderseits
zusätzliche beträchtliche Kosten zur Beseitigung dieses als Abfall ausgeschiedenen
Materials verursacht.
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Aus dem nicht vorveröffentlichten Schweizer Patent Nr.
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(Schweizer Patentgesuch Nr. 9557/80-0) ist eine Vorrichtung zur Herstellung
eines Faser- sowie eines Granulatmaterials aus Haushalt-, Land-, forstwirtschaftlichen,
organischen Induetne- und/oder Gewerbeabfällen bekannt, welche eine Aufschliesseinheit
zur Aufschliessung des zu verarbeitenden Gutes, eine Fraktioniereinheit zur Erzielung
der mechanisch leicht sowie der mechanisch schwer zerkleinerbaren Fraktion,
eine
erste Zerkleinerungseinheit zur Zerkleinerung der schwer verarbeitbaren Fraktion,
eine zweite Zerkleinerungseinheit zur Zerkleinerung der leicht verarbeitbaren Fraktion,
eine Trocknungseinheit zur Trocknung der verschiedenen Fraktionen, sowie eine weitere
Fraktioniereinheit zur gemeinsamen erneuten Fraktionierung der zusammengeführten,
getrockneten Fraktionen nach Partikelgrösse, aufweist, und nicht mit diesen Nachteilen
der bekannten Vorrichtungen behaftet ist, das heisst bei der kein Abfall entsteht.
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Es hat sich nun gezeigt, dass der Betrieb dieser Vorrichtung wesentlich
vereinfacht und verbilligt werden kann, wenn man erfindungsgemäss mindestens die
Trocknungseinheit dieser Vorrichtung mittels des durch diese hergestellten Fasermaterials
beheizt.
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Dadurch kann auf die bisher notwendige Verwendung von Heizöl zum Betrieb
der Trocknungseinheit, den Antransport sowie die Lagerung von Heizöl völlig verzichtet
werden. Diese ergibt beim Bau sowie beim Unterhalt einer solchen Anlage bedeutende
Einsparungen.
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Wenn erwünscht, kann man mit dem restlichen aus dieser Vorrichtung
anfallenden Fasermaterial direkt zum Beispiel eine Fernheizung oder ein Dampfkessel
betrieben werden.
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Dabei kann es zweckmässig sein, wenn man das Fasermaterial zur Beheizung
der Trocknungseinheit vergast.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn man das Fasermaterial in lockerem Zustand
zur Beheizung der Trocknungseinheit verwendet.
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Es kann auch zweckmässig sein, wenn man das Fasermaterial in verpresstem
Zustand, zum Beispiel in Form von Briketts oder Pellets, zur Beheizung der Trocknungseinheit
verwendet.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise
erläutert, Wie aus der Zeichnung ersichtlich, werden die Abfälle in einen Sammelbunker
1 geschüttet. Vorzugsweise werden Abfälle verwendet, die keine oder nur eine kleine
Gärzeit hinter sich haben und auch noch keine Behandlung wie Vorzerkleinerung, Vorsortierung,
Verdichtung auf Deponien oder chemischer Art unterworfen wurden. Die Verwendung
von frischen organischen Abfällen hat den Vorteil, dass dem Faser-Ausgangsrohstoff
die gewünschte Struktur gegeben werden kann, und dass die wichtigen Bestandteile
wie Zellulose und Lignin nicht entfernt -beziehungsweise zerstört wurden.
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Die derart gebunkerten Abfälle gelangen über eine mechanische Transporteinrichtung
2 kontinuierlich oder diskontinuierlich zu einer Aufschliesseinheit 3. Diese hat
die Aufgabe, einerseits das auf verschiedene Arten vorliegende Ausgangsmaterial
in seine losen Bestandteile aufzuschliessen, und anderseits die in ihrer Grösse
und Zusammensetzung sehr stark variierenden Abfälle durch schneiden, hacken und/oder
reissen auf eine für die Weiterverarbeitung zulässige Grösse zu reduzieren.
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Für diesen Arbeitsvorgang können Schneid- oder Schlagmühlen sowie
Hacker oder Reis set verwendet werden. Um eine störungsfreie Verarbeitung zu gew-åhrleisten,
und die gewünschte Struktur, Feinheit und Reinheit des Endproduktes zu erreichen,
wird vorzugsweise eine langsam laufende Schneidemühle verwendet, die im Handel in
verschiedenen Ausführungen erhältlich ist Zweckmässigerweise wird eine Ausführung
mit nebeneinanderliegenden und gegeneinander laufenden Mehrmesserwellen eingesetzt.
Zudem sollten die Mehrmesserwellen niedertourig und die einzelnen Wellen mit unterschiedlichen
Drehzahlen arbeiten. Ausserdem sollten sämtliche Wellen zur Gewährung von Sicherheit,
Leistung und Selbstreinigung reversierbar sein. Eine solche Maschine ist im Handel
unter der Bezeichnung "SHREDDER" erhältlich. Aehnliche Maschinen mit derselben
Bezeichnung
werden auch zur Zerkleinerung von alten Autos und anderen Blechwaren eingesetzt.
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Das so durch die Aufschliesseinheit 3 zerlegte und auf einer Siebmaschenweite
von 20 mal 30cm entsprechende Grösse zerstückelte Rohmaterial gelangt in freiem
Fall auf eine aus einem vibrierenden Transportkanal 4 bestehende Fördereinrichtung.
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Um in den nachfolgenden Einrichtungen einen störungsfreien Betrieb
zu gewährleisten, ist es wichtig, dass im Abfall eventuell vorhandene Eisenteile
gänzlich aussortiert werden. Um dies zu erreichen, befördert die Fördereinrichtung
4 das Ausgangsrohmaterial in Form einer gleichmässig ausgerichteten, relativ dünnen
Flussschicht an einem oberhalb der Fördereinrichtung 4 angeordneten Magnetband 5
vorbei und wirft es an ihrem Ende auf einen untenliegenden, rotierenden Trommelmagneten
6. Da die aus der Aufschliesseinheit austretenden Abfallmengen schwanken, ist die
Fördereinrichtung 4 vor dem Magnetband 5 mit einer nicht dargestellten Egalisiereinrichtung
versehen.
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Die Magnetbandeinheit 5 hat die Aufgabe, die in der oberen Hälfte
der Flussschicht sich befindenden Eisenteile auszusortieren. Der rotierende Tronnelmagnet
6 dient dazu, die in der unteren Hälfte der Abfall-Flussschicht liegenden Eisenteile
zu entfernen.
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Die Magneteinheiten 5 und 6 sind über eine Fördereinrichtung 7 mit
einem Auffangbunker 8 verbunden. Vom Auffangbunker 8 gelangt das aussortierte Metall
in eine Presse 9, welche die aussortierten Eisenteile zu handelsüblichen Paketen
verpresst, die anschliessend eine Altmetallgiesserei zugeführt werden können.
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Das derart von Eisenteilen befreite Abfall-Rohmaterial wird
darauf
einer Fraktioniereinheit 10 zugeführt. Die letztere weist ein RUttelsieb 11 zur
Erzielung einer Feinfraktion auf, wobei die Maschenweite dieses Siebes etwa 6mm
beträgt. Ferner ist eine die Oberseite des Rüttelsiebes 11 absaugende Absaugeinheit
12 zur Erzielung einer mechanisch leicht verarbeitbaren Grobfraktion, und am unteren
Ende des geneigt angeordneten Rüttelsiebes 11 eine Aufnahmerinne 13 zur Aufnahme
des auf dem Rüttelsieb 11 sich noch befindenden, wegen seiner Grösse und/oder seines
Gewichtes nicht durch das letztere hindurchgelangenden bzw. absaugbaren Gutes zur
Erzielung einer schwerverarbeitbaren Fraktion angeordnet.
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Die derartige Aufteilung in drei Fraktionen bewirkt den Vorteil, dass
die nachfolgenden Zerkleinerungseinheiten 14 und 15 von denjenigen Feinteilen, die
erwünschte Endgrösse nicht übersteigen, entlastet werden. Der Anteil dieser Feinteile
beträgt normalerweise ungefähr 15 Gew.-%, d.h. es werden bei der nachfolgenden Zerkleinerung
etwa 15% Energie eingespart.
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Das derart aussortierte Feinmaterial wird über eine Bypassleitung
16 unter Umgehung der beiden Zerkleinerungseinheiten 14 und 15 wieder dem in den
letzteren zerkleinerten Abfall beigemischt.
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Die Aufteilung in die beiden obgenannten Grobfraktionen ermöglicht,
dass die zwei- in ihrer Art sehr unterschiedlichen Abfallkomponenten voneinander
getrennt oder daher mit den für sie optimalsten Zerkleinerungseinheiten auf die
gewünschte Endgrösse gebracht werden können und somit den beiden Abfall komponenten
zusätzlich auch die gewünschte Materialstruktur verliehen werden kann, was ermöglicht,
dass in der letzten Stufe dieses Verfahrens, in der das Materialgut -zuerst nach
Grösse und anschliessend in vorwiegend spezifisch leichte Faser- und vorwiegend
spezifisch schwere Granulatfraktionen aufgeteilt, und dabei eine sehr hohe Trennschärfe
und Reinheit bei den einzelnen Fraktionen erreicht wird.
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Die Absaugeinheit 12 kann aus einem handelsüblichen Gerät bestehen,
wie es z.B. in der Span- und Futtermittelindustrie eingesetzt wird. Das von der
Absaugeinheit 12 Uber die Absaugkanäle 12a, 12b und 12c aus dem Abfall-Strom abyesaugte
Leichtmaterial besteht zur Hauptsache aus Papier, Karton, Folien, Textilien und
Holzspänen, d.h. organischen Teilen, und wird zur letzten Strukturierung und Zerkleinerung
einer als Feinhacker ausgebildeten Zerkleinerungseinheit zugeführt.
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Solche Zerkleinerungseinheiten sind im Handel unter dem Begriff Feinhacker,
Zerspaner oder Feinmühlen erhältlich. Es hat sich dabei als zweckmässig erwiesen,
wenn Rotorzerkleinerer. eingesetzt werden, bei denen Messerrotoren gegen Messerstatoren
oder Messerrotoren gegen Messerrotoren arbeiten und mit einer durchlässigen Sperre
zur Erzielung der Endmaterialgrösse versehen sind.
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Die mittels dem Rüttelsieb 11 und der Absaugeinheit 12 einerseits
von den Feinteilen und anderseits von den spezifisch leichten Teilen befreite und
zu dem schwer verarbeitbare, in der Praxis vorwiegend aus anorganischen Teilen bestehende
Grob fraktion wird in der separaten Zerkleinerungseinheit 14 einem Zerkleinerungsvorgang
unterworfen. Die Zerkleinerungseinheit 14 hat die Aufgabe, die hier anfallenden
unterschiedlichen Abfallteile in die gewünschte und zur vollständigen Wiederverwertung
bedingte, einer Siebmaschenweite von 6mm entsprechende Endgrösse zu bringen. Solche-cZerkleinerungseinheiten
14 sind im Handel unter der Bezeichnung Hammer-, Prall-oder Schlagmühlen erhältlich
und können eingesetzt werden, wenn sie eine auf die geringste Siebmaschenweite abgestimmte
durchlässige Sperre eingebaut haben.
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Die aus den Zerkleinerungseinheiten 14 und 15 und die Bypassleitung
anfallenden Fraktionen werden gemeinsam einem Auffangbehälter 17 zugeführt. Aus
dem letzteren wird das gespeicherte Material einer Trocknungs- und Sterilisiereinheit
zugeführt. Diese Einheit 18 hat die Aufgabe, das anfallende Material
auf
eine bestimmte, gleichbleibende Restfeuchtigkeit zu trocknen und die im Material
aus Gesundheitsgründen unerwünschten Stoffe wie z.B. pathogene Bakterien, zu vernichten.
Zu diesem Zweck sind in der Trocknungseinheit 18 Temperaturen von über 100°C erreichbar
und die Materialaufenthaltszeit in der Trockeneinheit 18 ist ebenfalls regulierbar.
Die Zufuhr heisser trockener Luft aus der Beheizung 34 und über die Rezirkulationsleitung
19 und die Abfuhr der mit Feuchtigkeit angereicherten Luft erfolgt kontinuierlich
und ist ebenfalls regulierbar um auf diese Weise die Restfeuchtigkeit des aus der
Trocknungseinheit 18 austretenden Materials auf einen gewünschten Wert einregulieren
zu können.
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Nach der Trocknungseinheit 18 wird das derart behandelte Gut mittels
einer Trennvorrichtung 20 in eine leicht und in eine Schwerfraktion aufgeteilt,
und danach die Leichtfraktion zur Abführung der vom Entfeuchtungsprozess herstammenden
feuchten Abluft einem das Abscheidezyklon ausgebildeten Abluftabscheider 21 zugeführt.
Auf diese Weise kann der Verschleiss im Abluftabscheider 21 erheblich vermindert
und die Betriebssicherheit desselben gleichzeitig erheblich vergtössert werden.
Das aus dem Abgasabscheider 21 austretende Material wird darauf wieder mit der vorher
abgetrennten Leichtfraktion zusammengefurt und über eine Ozonbehandlungseinrichtung
22 einer Fraktioniereinheit 23 zugeführt. Die letztere hat die Aufgabe, das anfallende,
auf einen bestimmten maximalen Restfeuchtigkeitsgehalt getrocknete und sterilisierte
Material nach Partikelgrösse in drei Fraktionen aufzuteilen, wobei die Stückgrössen
der einen Fraktion kleiner als 3mm, die Stückgrössen der zweiten Fraktion im Bereich
von 3 bis 6mm2 und die Stückgrössen der dritten Fraktion über 6mm2 liegen. Die Fraktioniereinheit
23 kann schwingende oder vibrierende Arbeitsflächen aufweisen. Vorzugsweise wird
eine in Leichtbauweise hergestellte Einrichtung mit vibrierender Arbeitsfläche verwendet.
Die Amplitudenrichtung und die SchwingunGszahl sollte variabel sein, damit die Intensität
und die Aufenthaltszeit
bezUglich der Materialbehandlung reguliert
werden kann.
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Die aus der Fraktioniereinheit 23 abgegebenen drei Grössen-.
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fraktionen, jede zusammengesetzt aus organischen (vorwiegend leichten)
und anorganischen (vorwiegend schweren) Partikeln werden auf getrennten Wegen der
Endfraktionierung zugeführt.
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Zur Endfraktionierung dienen die Luftseparatoren 24, 25 und 26, welche
die Aufgabe haben,. die untereinander vermischten Rohstoffe wie Mineralien, Buntmetalle,
Hartplaststoffe usw.
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von den organischen Stofen zu trennen. Solche Luftseparatoren sind
in verschiedenen Ausführungen im Handel erhältlich und werden ebenfalls in der Lebensmittel-,
Futtermittel- und Holzindustrie verwendet.
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Die aus der Fraktioniereinheit 23 ausgetragene Feinfraktion gelangt
auf pneumatischen Weg zur Endfraktionierung in den Luftseparator 24, wo das Material
an einer bestimmten Stelle in einen Gegenluftstrom eingegeben wird. Die Luftstromstärke
ist so gewählt, dass die vorwiegend organischen leichten Partikel durch den Luftstrom
weggetragen werden, und die vorwiegend anorganischen, spezifisch schweren Partikel
gegen den Luftstrom nach unten fallen.
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Die weggetragenen Leichtteile werden einem Abscheidezyklon 27, der
direkt als Siloeintrag auf dem Rohstoffsilo 28 angeordnet ist, zugeleitet.
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Die entgegen den Luftstrom nach unten fallenden, spezifisch schweren
Teile werden dem Granulatsilo 29 zugeführt.
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Die aus der Fraktioniereinheit 23 anfallende Zwischenfraktion wird
zur Endfraktionierung dem Luftseparator 25 zugeführt.
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Die hier ausgeschiedenen Leichtteile können wahlweise den Abscheidern
27 oder 30 der Silos 28 und 31 zugeleitet werden.
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Die im Luftseparator 25 anfallenden, vorwiegend anorganischen
schweren
Granulate werden ebenfalls dem Granulatsilo 29 zugeführt.
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Die aus der Fraktioniereinheit 23 austretende Grobfraktion wird für
die Endfraktionierung dem Luftseparator 26 zugeleitet, der auf die gleiche Weise
wie die beiden anderen Luftseparatoren 24 und 25 arbeitet. Die durch den Luftseparator
26 ausgeschiedenen Leichtteile werden ebenfalls wahlweise in die Rohstoffsilos 28
und 31 ausgetragen. Das durch den Luftseparator 26 ausgeschiedene, vorwiegend anorganische,
schwere Granulat gelangt vermischt mit den Granulaten aus den Luftseparatoren 24
und 25 in das Granulatsilo 29.
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Die aus dem Luftseparatoren 24, 25 und 26 sowie aus den Abscheidern
27 und 30 anfallende staubhaltige Abluft wird einer Filteranlage 32 zugeleitet.
Der in der Letzteren ausgeschiedene Staub , der vorwiegend aus organischen Feinpartikeln
besteht, kann dem Staubsilo 33 oder wahlweise den Silos 28 und/oder 31 zugeführt
werden.
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Die Einlagerung der in drei Flachfaserfraktionen und einer Staubfraktion
anfallenden Endprodukte in voneinander getrennten Silos vereinfacht .und erweitert
die Weiterverwendungsmöglichkeiten.
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Selbstverständlich können die aus den Luftseparatoren 24,25 und 26
anfallenden, vorwiegend anorganischen schweren Granulate auch voneinander getrennt
gelagert werden.
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Das derart erhaltene Fasermaterial kann z.B. zur Herstellung von Platten
oder anderen Baumaterialien oder zu Heizzwecken zu Briketts oder Pellets weiterverarbeitet
werden. Das gleichzeitig hergestellte Granulatmaterial ist auch als Dünger und Bodenverbesserungsmittel
sowie als Zuschlagstoff in Asbest-, Zement- und Ziegelprodukten sowie als Zuschlagstoff
in Kunststeinen, Bitumenbelägen und Beton verwendbar.
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Wie aus diesem Beispiel ersichtlich, wird bei diesem Verfahren der
gesamte zugeführte Abfall, inklusive dem magnetisch ausgeschiedenen Metall, verwertet.
Der Anteil an nicht veraschbaren Substanzen ist bei der spezifisch leichten Faserfraktion
bei diesem Verfahren gleich hoch oder geringer als bei den vergleichbaren Holzspanfraktionen
die bis heute üblicherweise bei der Plattenverpressung verwendet werden.
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Die Beheizung 34 der Trocknungseinheit 18 wird dabei erfindungsgemäss
mit aus den Rohstoffsilos 28 und/oder 31 über die Transportleitung 35 als Brennmaterial
abgezweigtem Fasermaterial betrieben, welches der Einfachheit halber vorzugsweise
im dabei anfallenden lockeren Zustand verwendet wird.
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Auf diese Weise wird zum Betrieb der Trocknungseinheit 18 die Notwendigkeit
der Verwendung von Heizöl als Brennstoff gänzlich vermieden, was beim Betrieb dieser
Anlage gegenüber bisher bedeutende Einsparungen ergibt.