DE4140964A1

DE4140964A1 - Verfahren zur herstellung von asphaltmischgut

Info

Publication number: DE4140964A1
Application number: DE19914140964
Authority: DE
Inventors: Harald Dr Ing Martin; Mathias Prof Dr Schuszter; Thomas Schulz
Original assignee: Wibau GmbH
Current assignee: Wibau GmbH
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1993-06-17
Also published as: EP0550834A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Asphaltmischgut unter Verwendung von Ausbauasphalt, wobei der Ausbauasphalt zusammen mit Mineralstoffen gemischt und gegebenenfalls nach Zugabe von heißem Bitumen so lange thermisch behandelt wird, bis ein homogenes, gutverarbeit bares Mischgut entsteht.

Das Verfahren der eingangs genannten Art wird üblicherweise in Zwangmischern durchgeführt, die mit Einbauten zur guten Durchmischung versehen sind. Da das Mischgut äußerst inhomogen und zudem von klebriger Konsistenz ist, müssen die Verweil zeiten und die Temperaturen bei der thermischen Behandlung entsprechend gewählt werden, um ein gutverarbeitbares Asphalt mischgut zu erzielen.

Dies führt bei steigenden Ansprüchen an die Qualität des Mischgutes zu langen Behandlungszeiten bei entsprechend hohen Temperaturen, wodurch vermehrt Ablagerungen aus leicht siedenden Fraktionen des Ausbauasphalts, insbesondere in Ab sauganlagen der Erwärmungseinrichtungen, beobachtet wurden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein homogenes, gutverarbeitbares Mischgut herzustellen, wobei die Abgase aus der thermischen Behandlung hinsichtlich ihres Kohlen- Wasserstoffanteils minimiert werden.

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungs beispiele näher erläutert.

Die Ausführungsbeispiele betreffen verschiedene Varian ten von Asphalt-Recycling-Anlagen, die aber alle das erfindungsgemäße Verfahren der Aufteilung einer Grob- und Feinfraktion des Ausbauasphalts beinhalten. Sie sind in Form von vier Fließbildern dargestellt, wobei

Fig. 1 das Fließbild eines erfindungsgemäßen Parallel trommel-Verfahrens,

Fig. 2 das Fließbild eines Doppeltrommel-Verfahrens mit Abgasrückführung,

Fig. 3 das Fließbild eines "Topdrum"-Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Klassierung und

Fig. 4 das Prinzipbild eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Drummixers darstellt.

Bei der Erläuterung der Fließbilder werden für überein stimmende Verfahrensschritte bzw. Vorrichtungselemente die gleichen Bezugsziffern verwendet. Es wird noch darauf hingewiesen, daß die Materialströme von beispielsweise Ausbauasphalt 1, Feinanteil 3, Grobfraktion 4 sowie Mineral stoffen 9 in entsprechenden Leitungen oder Transportein richtungen verlaufen, die aber in der Beschreibung oft mals nur mit den Namen der jeweiligen zu transportierenden Stoffe versehen wurde.

Bituminöse Stoffe sind in DIN 55 946 genormt, wobei unter den Begriff "Asphalt" ein Gemisch von Bitumen und Mineralstoffen verstanden wird. Die Asphalte werden überwiegend für Straßenbauzwecke verwendet, wobei man Sandasphalt, Asphaltbeton, Gußasphalt u. a. je nach ihrer Zusammensetzung unterscheidet. Als Mineral- oder Zuschlagstoffe werden Steinmehl, Sand, Kies-Sand-Ge mische, Kies, gebrochener Kies, gebrochenes Naturge stein oder gebrochene Hochofen- bzw. Metallhütten schlacke-verwendet. Als Füller eignen sich Steinmehle und Exhaustorstaub, jedoch wird oft nur ein Anteil mit Korngrößen kleiner als 0,09 mm als Füller verwendet. Dabei wird Steinmehl auch als "Fremdfüller" und Exhaustorstaub als "Eigenfüller" bezeichnet.

Das Asphaltmischgut wird in sogenannten "Chargenmisch anlagen" hergestellt, wobei als Ausgangsmaterial tiber wiegend Asphaltgranulat, gebrochen aus Schollen oder vom Kaltfräsverfahren beim Ausbau von Straßenbelägen als sogenannter "Ausbauasphalt" verwendet wird. Dabei unterscheidet man folgende Verarbeitungswege:

- Paralleltrommelverfahren, dargestellt in Fig. 1,
- Doppeltrommelverfahren mit Abgasrückführung, Fig. 2,
- Topdrum-Verfahren, dargestellt in Fig. 3 und
- Drummixer, dargestellt in Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein Fließbild des Paralleltrommelver fahrens dargestellt, wobei der Ausbauasphalt als Materialstrom 1 nach dem Passieren einer Klassierung 2 in einen Feinanteil 3 und in eine Grobfraktion 4 geteilt wird, die in schonender Weise in einer Paralleltrommel 5 mittels eines in Materialdurchflußrichtung ange ordneten Brenners 6 erwärmt wird. Am Ende der Paralleltrommel 5 befindet sich ein Auslauf 7, der in den Mischer 8 mündet.

Gleichzeitig werden Mineralstoffe als Material strom 9 in die Erwärmungstrommel 10 gegeben. Sie durchlaufen die Trommel 10 entgegengesetzt zur Strahlrichtung des Brenners 11 und verlassen sie über den Auslauf 12.

In den Mischer 8 münden eingangsseitig die Ausläufe 7 und 12 aus den Erwärmungstrommeln 5 und 10. Im Laufe der Vermischung der aus den Ausläufen 7 und 12 einge tragenen Fraktionen wird der Feinanteil 3 in den Mischer 8 hinzugegeben. Der genaue Ort der Zugabe des Feinanteils wird danach bestimmt, wann die Mischung der Grobfraktion so weit abgeschlossen ist, daß die äußere Schicht der Granulate den Feinanteil aufnehmen und binden kann. Am Ende des Mischers 8 befindet sich demnach eine Dosierzone 13, innerhalb der die Feinan teile 3 zugegeben werden können. Über den Auslauf 14 verläßt das homogene Asphaltmischgut den Mischer 8.

Im Unterschied zum Paralleltrommelverfahren nach Fig. 1 wird im Doppeltrommelverfahren nach Fig. 2 das Abgas aus der Paralleltrommel 5 über eine Leitung 15 in die Erwärmungstrommel 10 eingegeben. Die Leitung 15 ent hält also den "Eigenfüller" oder Exhaustanteil.

Ähnlich wie bei der Paralleltrommel in Figur wird der den Ausbauasphalt darstellende Material strom 1 in der Klassiereinrichtung 2 in eine Fein- und Grobfraktion 3,4 aufgeteilt. Die Feinfraktion gelangt schon zu einem - im Vergleich zum Parallel trommelverfahren - früheren Zeitpunkt in den Mischer 8, so daß die Dosierzone 13 im Vergleich zur Fig. 1 vorverlegt ist. Dies wird dadurch ermöglicht, daß durch die Rückführung des Eigenfüllers über Leitung 15 eine verbesserte Konditionierung des über den Eintrag 9 in die Erwärmungstrommel 10 eingebrachten Mineralstoff gemisches erfolgt.

Über die Ausläufe 7 und 12 gelangen die erwärmten Ausgangsstoffe in den Mischer 8 und sind in ihrer Korn struktur derart aufeinander abgestimmt, daß sie sich inner halb kürzester Zeit zu einem homogenen Asphalt-Mineral stoff-Granulat vermischen. Die über die Abgasführung 15 abgeleiteten Abgase enthalten keine Bitumenfeinanteile, so daß weder die Gefahr von Feinstbitumenablagerungen noch die Bildung von Blue Smoke zu befürchten ist.

In Fig. 3 ist ebenfalls ein Paralleltrommelverfahren (Topdrum) dargestellt, wobei hier die Eingabeseite besonders aus gebildet ist. Der über den Materialstrom 1 eingeschleuste Ausbauasphalt wird in einem Klassierer 2 in einen Fein anteil 3 und eine Grobfraktion 4 aufgeteilt. Die Grob fraktion 4 wird zusammen mit den Mineralstoffen (Eintrag 9) in den Kaltelevator 16 eingegeben. Ein Eintragsband 17 sorgt dann für die Beschickung als Kaltzugabe in die Paralleltrommel 5.

Bei der Kombination der Kaltzugabe mit dem Parallel trommelverfahren handelt es sich um das "Topdrum-Prinzip". Durch Aufteilung der Kornfraktionen des Ausbauasphalts wird verhindert, daß beim Durchlauf durch die Erwärmungs anlage (Paralleltrommel 5) die Kleinteile der Ausgangs mischung überhitzen. Dieses würde zum Verbrennen oder Verdampfen von Kohlenwasserstoff führen, wodurch Ab lagerungen im Rohgaskanal 18 entstehen können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dieses verhindert, wo bei gleichzeitig die Bildung von höher siedenden Kohlen wasserstoffen im Abgas vermieden wird.

In Fig. 4 ist ein Drummixer mit einer Trommel 19 dar gestellt, in die eingangsseitig Ausbauasphalt über den Eintrag 4 (grobe Fraktion) eingegeben wird. Die grobe Fraktion besteht üblicherweise aus kubischen Teilen, die bis zu 30 mm Durchmesser aufweisen. Der Feinanteil wird über ein Transportband 3 aus dem Klassierer 2 ab geführt, wobei üblicherweise Teilchengrößen von kleiner als 1 mm in die Dosierzone 13 gelangen.

Die grobe Fraktion des Ausbauasphalts und die Mineralstoffe 9 werden schonend in Flammrichtung des Brenners 6 erwärmt und gelangen im fließfähigen Zustand in den Bereich der Dosierzone 13. Dort können die Feinanteiie des Ausbauasphalts direkt in das Mischgut eingebunden werden, ohne daß sie durch die Flammfront erfaßt und überhitzt werden. Üblicherweise werden 7 bis 15% des Ausbauasphalts im Klassierer 2 als Feinanteil abgetrennt. Es hat sich gezeigt, daß der Rest von ca. 80% des Ausbauasphalts problemlos im Paralleltrommelverfahren erhitzt werden kann, wobei der Feinanteil zusätzlich als Kaltzugabe direkt in den Mischer eingegeben wird. Dadurch entsteht ein relativ sauberer, gasunbelasteter Erwärmungsprozeß, wobei durch den geringen Anteil an Kaltzugabe auch keine Probleme bezüglich der Wasserdampfmenge entstehen können.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Ver fahrens besteht darin, daß durch die separate Hand habung der Feinanteile die Einflußnahme auf die End rezeptur und die Sieblinie des Endrezeptes genommen werden kann. Dadurch ist es möglich, auch bei gebroche nem oder gefrästem Ausbauasphalt mit hohen Feinanteilen eine bessere Qualität des Endproduktes zu erzielen, wo bei es zweckmäßig ist, daß die aus dem Materialfluß entnommene Feinfraktion zeitlich versetzt auch Asphalt neumischungen wieder zugegeben werden kann.

Als Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens wird da her neben einer wesentlichen Verminderung der Umwelt belastung durch Vermeidung schädlicher Rohgasbestand teile eine bessere Dosierung und damit eine verbesserte Mischgutqualität erzielt.

Im Anlagenbereich können Einsparungen durch Vereinfachung der Rohgasführung erreicht werden. Da das Rohgas keine leichtsiedenden Fraktionen mehr enthält, entfällt auch die Forderung nach der Nachverbrennung der Abgase. Ferner entfallen auch bisher notwendige Reinigungsschritte für die Abgaserfassung von Recycling-Anlagen, da die Bildung von ungewollt entstehendem Feinbitumen unterbunden wird. Dies gelingt durch eine besondere Steuerung der ört lichen Zugabe von Feinanteilen (Feinmineralien und Fein asphalt), wobei niedrigsiedende Verbrennungsrückstände vermieden werden, die als toxische Abgasbestandteile die Umwelt belasten.

Für die Optimierung des Mischungsverlaufes und zur Vermeidung von niedrigsiedenden Verbrennungsrück ständen kommt es entscheidend darauf an, an welcher Stelle die Feinanteile 3 in den Mischer 8 eingegeben werden. Bei der Darstellung der Erfindung wurde die Eingangsstelle mit "Dosierzone" bzw. "Dosiereinrichtung" 13, 33 bezeichnet, wodurch zum Ausdruck gebracht wird, daß in der Endphase des Mischers die Feinanteile 3 an einem noch genau zu bestimmenden Ort des Mischers 8 bzw. 19 zugegeben werden. Die genaue Bestimmung des Zugabeortes erfolgt je nach Konsistenz des Asphalt/Mineral stoffgemisches, wobei in der Endphase - auch Zwangs mischerteil 20 genannt - eine vollständige Aufnahme und Einbindung der Feinanteile erfolgen muß. Um dies zu gewährleisten sollte bei einer reduzierten Aufnahme fähigkeit die Dosierung möglichst etwa in der Mitte der Gesamtstrecke des Mischers 8 bzw. Drummixers 19 erfolgen, wobei die Gesamtstrecke derart zu bemessen ist, daß eine der DIN 55 946 genügende Qualität er zielt wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Asphaltmischgut unter Verwendung von Ausbauasphalt, wobei der Ausbauasphalt zusammen mit Mineralstoffen ge mischt und gegebenenfalls nach Zugabe von heißem Bitumen so lange thermisch behandelt wird, bis ein homogenes, gut verarbeitbares Mischgut ent steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial, bestehend aus dem Ausbauasphalt und/oder den Mineralstoffen, vor dem Vermischen klassiert wird in eine grobe und eine feine Fraktion und zunächst nur die Groban teile thermisch behandelt werden, während die Fein anteile, gegebenenfalls zusammen mit heißem Bitumen, am Ende der thermischen Behandlung zugegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinanteile mit einem Korndurchmesser kleiner als 10 mm durch Siebung aus dem Ausbau asphalt bzw. den Mineralstoffen entfernt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsmaterial vor der Vermischung 5 bis 20% Feinanteile entzogen werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbauasphalt und die Mineralstoffe nach der Klassierung zunächst kalt gemischt wer den, wobei die Grobanteile einen mittleren Korn durchmesser von 15 bis 30 mm aufweisen, darauf die Mischung einer thermischen Behandlung bei Tempe raturen von 200-900°C unterworfen wird, wobei nach oberflächlichem Anschmelzen der Grobanteile die Feinanteile aus der vorhergehenden Klassierung, gegebenenfalls unter Zugabe von heißem Bitumen, in die thermische Behandlungszone eingegeben werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das heiße Bitumen in die thermische Behandlungszone eingedüst und die Grobanteile damit benetzt und dann die Feinanteile untergemischt wer den, wobei die Spritzrichtung im Gegenstrom zur Ein blasrichtung der Feinanteile liegt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Feinanteile dosiert der Gesamtcharge zugegeben werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial granuliert und in dieser Form erwärmt wird, wobei die Feinanteile des Granulats in einer der Erwärmung nachgeschal teten Endmischphase zugegeben werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, bestehend aus Er wärmungseinrichtungen für Ausbauasphalt und gegebe nenfalls für Mineralstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintrag in die Erwärmungseinrichtung (5) für den Ausbauasphalt ein Klassierer (2) angeord net ist, wobei der Anschluß für den Feinanteil (3) des Ausbauasphalts über eine Transporteinrichtung (23) mit einer Dosierzone (13) in einer der Erwärmungs einrichtung (5) nachgeschalteten Mischeinrichtung (8) verbunden ist, während der Anschluß für die Grob fraktion (4), gegebenenfalls über eine weitere Trans porteinrichtung (16) in die Erwärmungseinrichtung (5) mündet.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Durchflußrichtung der Erwärmungs einrichtung (5) eine Erwärmungstrommel (10) für die Mineralstoffe angeordnet ist und beide mit einem Mischturm (8) verbunden sind, wobei die Erwärmungs einrichtung (5) und die Erwärmungstrommel (10) aus jeweils einem Drehrohr mit in der Drehrohrachse angeordneten Brennern (6/11) bestehen und der Ein trag für die Grobfraktion (4) des Ausbauasphalts in das mit dem Brenner (6) verbundene Drehrohrende und der Eintrag für die Mineralstoffe (9) in das dem Brenner (11) gegenüberliegende Drehrohrende mündet.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abgasleitung (15) von dem dem Brenner (6) der Erwärmungseinrichtung (5) gegenüberliegenden Dreh rohrende in das dem Brenner (11) zugewendete Drehrohr ende der Erwärmungstrommel (10) mündet, wobei nach vollständiger Verbrennung der leichtsiedenden Fraktionen ein bitumenfreies Abgas an dem dem Brenner (11) gegen überliegenden Trommelende aus Leitung (15) abgezogen wird.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlüsse für die Grobfraktion 4 und die Mineralstoffe (9) an der Brennerkopfseite eines Drummixers (19) angeordnet sind, und
daß die Transportleitung (23) des Klassierers (2) für den Feinanteil (3) über eine Dosiereinrichtung (33) mit dem Zwangsmischerteil (20) verbunden ist, in den an der Austragseite des Drummixers ein Rohgaska nal (18) mündet.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Klassierers (2) für die Grob fraktion (4) und der Eintrag für die Mineralstoffe (9) mit einem Elevatorband (16) verbunden sind, in dem die Grobfraktion (4) und die Mineralstoffe (9) in gemeinsamen Mischkammern zu einer Erwärmungsein richtung (5) transportiert werden, wobei ein Eintrags band (17) mit dem brennerseitigen Ende der Erwärmungs einrichtung (5) verbunden ist, während die Feinfraktion (3) über eine Transport- und Dosiereinrichtung (23,33) einem Nachmischer (8) zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Materialgutströme mit Wiege- und Dosier einrichtungen verbunden sind, wobei die Steuerung zentral über eine den Endzustand des Asphaltmisch gutes charakterisierende Rechnereinheit erfolgt.