EP0507247A2 - Verfahren zur Herstellung von Asphaltgemischen mit einer über dem Mischturm angeordneten Trocken- und Heiztrommel sowie Ergänzung des Verfahrens für die Teilaufgabe der Abgaskühlung und -wäsche - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Asphaltgemischen mit einer über dem Mischturm angeordneten Trocken- und Heiztrommel sowie Ergänzung des Verfahrens für die Teilaufgabe der Abgaskühlung und -wäsche Download PDFInfo
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- EP0507247A2 EP0507247A2 EP92105502A EP92105502A EP0507247A2 EP 0507247 A2 EP0507247 A2 EP 0507247A2 EP 92105502 A EP92105502 A EP 92105502A EP 92105502 A EP92105502 A EP 92105502A EP 0507247 A2 EP0507247 A2 EP 0507247A2
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- E01C19/1013—Plant characterised by the mode of operation or the construction of the mixing apparatus; Mixing apparatus
- E01C19/1027—Mixing in a rotary receptacle
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- E01C19/1059—Controlling the operations; Devices solely for supplying or proportioning the ingredients
- E01C19/1068—Supplying or proportioning the ingredients
- E01C19/1072—Supplying or proportioning the ingredients the solid ingredients
Definitions
- the invention relates to a method for producing asphalt mixtures with a drying and heating drum arranged above the mixing tower.
- This process is suitable for the throughput of pure minerals as well as optionally for up to 70% asphalt granulate, which corresponds to the 100% mineral content.
- the method according to the invention provides that the throughput of pure minerals contains 100% of the drum capacity or optionally, depending on the mineral content, falling from 100%, as much asphalt granulate.
- the high arrangement of the drying drum avoids a wear-sensitive and expensive heat elevator for the purpose of transfer to the storage silos.
- the method according to the invention is, compared to existing and known solutions, a more versatile but at the same time simpler and compact solution.
- the current requirements for city facilities are high performance and delivery readiness. This means that the possibility of fast starting and stopping must be created.
- the short start-up or heating-up time is supported by an automatic start-up control.
- the asphalt mix is compulsorily mixed via buffer tanks and scales or via sieve bypass and scales or sieving machine and scales in the twin-shaft compulsory mixer.
- the mineral aggregates are drawn off from so-called pre-dosers with dosing belts and transported up to the drying drum with or without old asphalt via a cold elevator. This is fired on the direct current principle, with the mineral inlet and the burner being arranged on one side of the drum.
- Pure minerals are sieved as usual after passing through the drying drum and then, after being separated into fractions, stored hot before they are subsequently fed into the compulsory mixer via the downstream weighing container.
- the high performance flexibility is possible on the one hand due to motorway lots with a maximum requirement of over 300 t / h and on the other hand the need for particularly valuable mixtures up to approx. 140 t / h with precise sieve dosing of minerals and different bitumen types and additives, particularly for city road construction . certainly.
- This highly flexible system according to the invention thus combines the properties of high-quality batch systems, as are often used for large quantities, with asphalt granulate or milling material quantities of up to 80% can be added to the above-mentioned plant types.
- the process for dosing the substances provides that - after the separate storage of the minerals in asphalt granulate and new material - divided into different types and grain sizes, the dosing, i.e. the withdrawal from the dosing units is drawn off proportionally according to the specified recipe through collecting belts and conveyed to a prescreen via a metering belt, and after the oversize minerals have been removed, the other minerals are transported to the drying drum via a cold elevator.
- the minerals in the heating drum are dried and heated according to the direct current principle, the mineral input and the burner on one side of the drum and the mineral output and the exhaust gas outlet on the other side of the drum.
- the dedusted exhaust gases are treated further after they have left the dust filter, with the aim of removing the majority of 90% of the thermal energy by cooling below the condensation temperature and transferring them to the additives and, on the other hand, an additional precipitation of harmful exhaust gases during this condensation process and bind residual dust in the water condensate.
- a gas-water heat exchanger is installed in the exhaust pipe immediately after the deduster, through which the liquid heating medium flows (thermal oil or frost-protected water).
- a spray cooling tower is preferably connected downstream of the gas heat exchanger. There, the exhaust gas, which has already cooled in the condensation area, flows through a water spray that raises the gas temperature to 70 to 90 ° C, i.e. below the dew point, presses.
- the heat transferred to the spray water is transferred to the heating liquid in a second heat exchanger, this second heat exchanger preferably being connected upstream of the first-mentioned gas-liquid heat exchanger and being fed directly by the cold heating liquid which comes back from the material silos.
- the spray water heat exchanger can also be installed directly below in the spray tower.
- the spray water cooled in this way is then used twice. On the one hand, it is injected again at the top of the spray tower and, on the other hand, it is injected into the exhaust ducts directly in the drying drum. The excess water from the condensation and drying process overflows in the spray tower and is disposed of in the usual way.
- a coarse material silo can also be provided, for the final cooling and condensation of the exhaust gases, as described in DE-OS 39 11 272.
- the material silo open at the top then acts as a chimney or a chimney can be placed on it.
- the exhaust gases are slightly alkalized by spraying lime hydrate before dedusting, so that the use of stainless steel is omitted because the water is slightly alkaline due to the previously sprayed lime.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Asphaltgemischen mit einer über dem Mischturm angeordneten Trocken- und Heiztrommel.
- Die heutige Entwicklung von Asphaltmischanlagen wird bestimmt durch den Zwang zur Wiederverwendung von Rohstoffen (Recycling). Hintergrund ist die Einsparung an Neu-Mineralstoffen und die zunehmenden Schwierigkeiten zur langfristigen Lagerung von Asphaltgranulat und Fräsgut, da die hierfür zur Verfügung stehenden Flächen immer weniger werden, wobei ab diesem Jahr ein gänzliches Deponieverbot für diese Stoffe ansteht.
- In Europa und insbesondere in der Bundesrepublik werden vorrangig für Chargen-Mischanlagen seit Jahren Einrichtungen geliefert, um Ausbaumaterial mit zunehmendem Anteil aufzubereiten und dem neuen Mischgut beizugeben. Die immer größer werdenden Anteile, bis hin zu 80 %, führten beispielsweise zur Einführung von sogenannten Paralleltrommeln, gemäß der Europäischen Patentschrift 0 183 079. Hier wird gleichzeitig, d.h. parallel zum Trocknen und Aufheizen von Neu-Mineralstoffen, in einer zweiten Trommel Fräsgut oder Asphaltgranulat aufbereitet bzw. vorgewärmt. Steigt der Granulatanteil auf über 30 % an, ist die Kaltbeigabe nicht mehr möglich, da sonst die Rohmineralstoffe zu stark überhitzt werden müßten, um schließlich im gesamten ca. 180 °C Mischtemperatur zu erreichen.
- Das Bestreben, die komplizierten Paralleltrommelanlagen zu vereinfachen und die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, führte zu dem erfindungsgemäßen Asphaltmischverfahren.
- Dieses Verfahren ist sowohl für den Durchsatz von reinen Mineralstoffen als auch wahlweise für bis zu 70 % Asphaltgranulat, das dem 100 %igen Mineralstoffanteil entspricht, geeignet.
- Die im Parallelstrom betriebene Trocken- und Heiztrommel wurde nach oben gelegt, da Heißelevatoren für Recycling-Gemische, d.h. sogenannten Thermoelevatoren bisher praktisch nicht einsatzfähig waren bzw. in ihrer Lösung zu aufwendig sind, so daß von einer "wirtschaftlich-technischen Lösung" nicht gesprochen werden kann.
- Demgegenüber sieht das Verfahren nach der Erfindung vor, daß der Durchsatz an reinen Mineralstoffen 100 % der Trommelkapazität oder wahlweise, je nach Mineralstoffanteil, ab 100 % fallend, beliebig viel Asphaltgranulat enthält.
- Dabei ist vorgesehen, daß die Trocknung und Erwärmung von Asphaltgranulat bzw. Fräsgut, frischen Mineralstoffen und Gemisch aus Asphaltgranulat, Fräsgut und Mineralstoffen in lediglich einer Trockentrommel erfolgt, die oben im Mischturm angeordnet ist.
- Diese Trommel kann gemäß der vorliegenden Erfindung auf dreifache Weise genutzt werden.
- 1. Erhitzung und Trocknung reiner Mineralstoffe zur Beschickung der nachgeschalteten Siebklassierung mit Heißmineralstoffsilo und der darunter befindlichen Verwiegung mit Asphaltmischer.
- 2. Erhitzung und Trocknung eines im Vordoseur zusammengesetzten Gemisches aus Mineralstoffen und Asphaltgranulat, zur Beschickung eines nachgeschalteten Heißgemisch-Speicherbehälters und Verwiegung mit Bitumen und Zusätzen im darunterliegenden Mischer.
- 3. Erhitzung und Trocknung eines im Vordoseur zusammengesetzten Gemisches aus Mineralstoffen und Asphaltgranulat, mit Eindosierung von Bitumen und Füller im hinteren Teil der Trommel, zwecks kontinuierlichem Aufbereiten von fertigem Asphaltgemisch mit direkter Übergabe in das nachgeschaltete Speichersilo.
- Die hohe Anordnung der Trockentrommel vermeidet hierbei, zwecks Übergabe in die Speichersilos, einen verschleißempfindlichen und teueren Heißelevator.
- Zusammengefaßt betrachtet, ist also das erfindungsgemäße Verfahren, im Vergleich zu bestehenden und bekannten Lösungen, eine vielseitigere aber zugleich einfachere und kompakte Lösung.
- Selbst ohne Betrachtung der dritten, kontinuierlichen Mischart, ist bei vergleichbaren Anlagen für den Paralleltrommelbetrieb ein wesentlich höherer Bauaufwand notwendig, welcher den Mehraufwand für die stärkere Stahlkonstruktion der hochstehenden Trommel übertrifft.
- Die derzeitigen Anforderungen für Stadtanlagen sind eine hohe Leistungs- und Lieferungsbereitschaft. Dies bedeutet, daß die Möglichkeit zum schnellen An- und Abfahren geschaffen sein muß. Die kurze Anfahr- bzw. Hochheizzeit wird durch eine automatische Anfahr-Steuerung unterstützt.
- Die Anordnung der Anlage bzw. deren Fließschema ist durch die WP 4252 ausgewiesen.
- Es ist vorgesehen, daß die Zwangsmischung von Asphaltmischgut über Puffer-Behälter und Waage oder über Siebumgehung und Waage oder Siebmaschine und Waage im Doppelwellenzwangsmischer erfolgt.
- Dabei werden die Mineralzuschlagstoffe aus sogenannten Vordoseuren mit Dosierbändern abgezogen und mit oder ohne Altasphalt dort über einen Kaltelevator zur Trockentrommel hochtransportiert. Diese wird im Gleichstromprinzip befeuert, wobei der Mineralstoffeinlaß und der Brenner auf der einen Seite der Trommel angeordnet sind.
- Sofern Asphaltgranulat schon beigemischt ist, gelangt das heiße Roh-Mischgut, gesteuert durch eine nachgeschaltete Klappe, in den Siebumgehungsbehälter.
- Reine Mineralstoffe werden andererseits nach Passieren der Trockentrommel wie üblich abgesiebt und dann, nach Fraktionen getrennt, heiß gespeichert, bevor sie anschließend über den nachgeschalteten Wiegebehälter in den Zwangsmischer gelangen.
- Entsprechend der Konzeption der Anlage ist vorgesehen, daß eine hohe Flexibilität durch Verarbeitung von Neumaterialstoffen über Siebmaschine, Asphaltrohmaterial in beliebigen variablen Mischverhältnissen, Gemisch mit Neumaterial und Asphaltgranulatanteil bis etwa 70 Gew.% erreicht wird.
- Des weiteren ist die hohe Leistungsflexibilität einerseits durch Autobahnlose mit maximaler Anforderung von über 300 t/h und andererseits die Notwendigkeit besonders wertvoller Mischungen bis ca. 140 t/h mit präziser Siebdosierung an Mineralstoffen und verschiedenen Bitumenarten und Zusatzstoffen, insbesondere für den Stadtstraßenbau, möglich bzw. bestimmt.
- Diese hoch flexible, erfindungsgemäße Anlage vereint damit die Eigenschaften hochwertiger Chargenanlagen, wie sie häufig für große Mengen eingesetzt werden,
wobei bei den genannten Anlagentypen Asphaltgranulat bzw. Fräsgut-Mengen bis zu 80 % beigemischt werden können. - Das Verfahren zur Dosierung der Stoffe sieht vor, daß - nach der getrennten Einlagerung der Mineralstoffe in Asphaltgranulat und Neumaterial -, unterteilt in verschiedene Arten und Korngrößen, mit Hilfe eines Laders die Dosierung, d.h. der Abzug aus den Doseuren, über je ein Dosierband anteilmäßig entsprechend dem vorgegebenen Rezept durch Sammelbänder abgezogen und zu einem Vorsieb gefördert wird, und nach Ausscheiden der Überkornmineralstoffe die anderen Mineralstoffe über einen Kaltelevator zur Trockentrommel transportiert werden.
- Hierbei ist vorgesehen, daß die Mineralstoffe in der Heiztrommel nach dem Gleichstromprinzip getrocknet und erhitzt werden, wobei der Mineralstoffeingang und der Brenner auf der einen Seite der Trommel und der Mineralstoffausgang und der Abgasausgang auf der anderen Seite der Trommel erfolgt.
- In einer besonderen Ergänzung des Verfahrens zur Herstellung von Asphaltgemischen mit einer über dem Mischturm angeordneten Trocken- und Heiztrommel für die Teilaufgabe der Abgaskühlung und -wäsche ist vorgesehen,
daß die Abkühlung durch das Heizwasser für die Mineralstoffe im geschlossenen System durch einen Gaswärmetauscher geleitet wird und hinter diesem Wärmetauscher ein Sprühkühler zur weiteren Abkühlung bzw. Kondensation und Auswaschung der Abgase in Form eines Sprühturmes nachgeschaltet ist, und das hier auf 80° bis 90° C aufgewärmte Wasser über einen Wasser/Wasser-Wärmetauscher auf das abgekühlte Heizwasser, das von den Mineralsilos zurückkommt, aufgegeben und dann durch den Gas-Wasser-Wärmetauscher geleitet wird. - Die praktische Verwirklichung dieses Verfahrens bedingt eine besondere Ergänzung für die Teilaufgabe der Abgaskühlung und -wäsche und darüberhinaus auch eine Einrichtung zum Übertragen der in den Abgasen gespeicherten Wärme auf die Zuschlagstoffe, entweder in den Vordoseuren oder in den sogenannten Materialboxen.
- In einer Ausgestaltung des Verfahrens werden die entstaubten Abgase nach Austritt aus dem Staubfilter weiterbehandelt, mit dem Ziel, durch Abkühlung unter die Kondensationstemperatur den überwiegenden Teil von 90 % der Wärmeenergie abzuziehen und auf die Zuschlagstoffe zu übertragen und andererseits bei diesem Kondensationsprozeß einen zusätzlichen Niederschlag schädlicher Abgase und Reststaub im Wasserkondensat zu binden.
- Die zuvor durchgeführte Einspritzung von Wasser im Abgas hat dabei bereits vorteilhaft zu einer Reduktion des Abgasvolumens geführt, was eine Verkleinerung der Filter und Ventilationsanlagen ermöglicht, ohne daß - wie bisher üblich - die Abgaswärme durch Gas-Luft-Kühler an die Umgebung abgeführt und damit vergeudet wird. Durch die Wassereinspritzung wird vielmehr die Wärme im Gas gehalten und kann anschließend durch den Kondensationsprozeß nach der Entstaubung nutzbringend auf die Mineralstoffe übertragen werden.
- Bekannt ist die Wärmeübertragung der Abgase direkt auf die Zuschlagstoffe in Vordoseuren. Diese Ausführung hat einen großen Bauaufwand zur Folge und benötigt eine kurze Entfernung zwischen Entstauber und Mineralvordoseursilos. Da bei den europäischen Mischwerken die Zahl der Vordoseure mehr als 8 bis 10 beträgt und diese in großer Entfernung vom Trockenturm stehen, ist es notwendig, die Wärmeübertragung auf die Zuschlagstoffe mit Thermalflüssigkeit im geschlossenen System durchzuführen, während die Sprühwäsche und Kühlung der Abgase teilweise im offenen System wirkt.
- Zu diesem Zweck ist ein Gas-Wasser-Wärmetauscher unmittelbar nach dem Entstauber in die Abgasleitung eingebaut, welcher vom flüssigen Heizmedium durchströmt wird (Thermalöl oder frostgeschütztes Wasser).
- Dem Gas-Wärmetauscher nachgeschaltet ist vorzugsweise ein Sprühkühlturm. Dort strömt das schon in dem Kondensationsbereich abgekühlte Abgas durch einen Wasser-Sprühregen, welcher die Gastemperatur auf 70 bis 90° C, d.h. unter den Taupunkt, drückt.
- Die auf das Sprühwasser übertragene Wärme wird in einem zweiten Wärmetauscher auf die Heizflüssigkeit übertragen, wobei dieser zweite Wärmetauscher vorzugsweise dem erstgenannten Gasflüssigkeitswärmetauscher vorgeschaltet ist und direkt von der kalten Heizflüssigkeit gespeist wird, die von den Materialsilos zurückkommt.
- Der Sprühwasserwärmetauscher kann auch direkt unten im Sprühturm eingebaut sein. Das so abgekühlte Sprühwasser wird dann zweifach verwendet. Einmal wird es wieder oben im Sprühturm eingespritzt und zum anderen wird es in die Abgaskanäle direkt in der Trockentrommel eingespritzt. Das überflüssige, aus der Kondensation und dem Vertrocknungsprozeß herrührende Wasser läuft unten im Sprühturm über und wird auf übliche Weise entsorgt.
- Anstelle des Sprühkühlturmes kann auch ein Grobmaterialsilo vorgesehen werden, zwecks endgültiger Abkühlung und Auskondensation der Abgase, wie in der DE-OS 39 11 272 beschrieben. Das oben offene Materialsilo wirkt dann gleichzeitig als Kamin bzw. kann auf dieses ein Kamin aufgesetzt werden.
- Des weiteren ist vorgesehen, daß die Abgase durch Einsprühung von Kalkhydrat vor der Entstaubung geringfügig alkalisiert werden, so daß die Verwendung von Edelstahl entfällt, weil das Wasser infolge des zuvor eingesprühten Kalkes leicht alkalisch reagiert.
-
- 1
- Asphaltgranulat-Deponie
- 2
- Mineralstoff-Deponie
- 3
- Schaufellader
- 4
- Granulat-Doseur
- 5
- Mineralstoff-Doseur
- 6
- Bandabzug
- 7
- Sammelband
- 8
- Förderband
- 9
- Vorsieb
- 10
- Überkornaustrag
- 11
- Kaltelevator
- 12
- Gleichstromtrockner
- 13
- Brenner
- 14
- Abgaskühler
- 15
- Filterentstaubung
- 16
- Kamin
- 17
- Umstellklappe
- 18
- Granulat-Pufferbehälter
- 19
- Mischmaschine
- 20
- Siebmaschine
- 21
- Heißmineralstoffsilo
- 22
- Maschinenabsaugung
- 23
- Mineralstoff-Waage
- 24
- Füllerelevator
- 25
- Umstellklappe
- 26
- Eigenfüllersilo
- 27
- Eigenfüllersilo
- 28
- Fremdfüllersilo
- 29
- Bunkeraufsatzfiler
- 30
- Füllerwaage
- 31
- Heizöllagertank
- 32
- Thermalöl-Heizaggregat
- 33
- Brenner
- 34
- Bitumenlagertank
- 35
- Bitumenwaage
- 36
- Zwangsmischer
- 37
- Mischgutverladesilo
- 38
- Wrasenabzug
- 39
- Fördergebläse
- 40
- Steuer- und Schaltzentrale
Claims (9)
- Verfahren zur Herstellung von Asphaltgemischen mit einer über dem Mischturm angeordneten Trocken- und Heiztrommel, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchsatz an reinen Mineralstoffen 100% der Trommelkapazität oder wahlweise, je nach Mineralstoffanteil, ab 100% fallend beliebig viel Asphaltgranulat,enthält. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trocknung und Erwärmung von Asphaltgranulat bzw. Fräsgut (AG), neuen Mineralstoffen (M) und Gemisch aus (AG) und (M) in lediglich einer Trockentrommel, die am oberen Stockwerk des Mischturmes angeordnet ist, erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwangsmischung von Asphaltmischgut über Puffer-Behälter und Waage (AG + M) oder über Siebumgehung und Waage (M) oder Siebmaschine und Waage (M) im Doppelwellenzwangsmischer erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine hohe Flexibilität durch Verarbeitung von Neumaterialstoffen über Siebmaschine, Asphaltrohmaterial in beliebigen variablen Mischverhältnissen, Gemisch mit Neumaterial und Asphaltgranulatanteil bis etwa 70 Gew.% erreicht wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leistungsflexibilität einerseits durch Autobahnlose mit maximaler Anforderung von über 300 t/h und andererseits die Notwendigkeit besonders wertvoller Mischungen bis ca 140 t/h mit präziser Siebdosierung an Mineralstoffen und verschiedenen Bitumenarten und Zusatzstoffen bedingt ist. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß - nach der getrennten Einlagerung der Mineralstoffe in Asphaltgranulat und Neumaterial -, unterteilt in verschiedene Arten und Korngrößen, mit Hilfe einers Laders die Dosierung, d.h. der Abzug aus den Doseuren, über je ein Dosierband anteilmäßig entsprechend dem vorgegebenen Rezept durch Sammelbänder abgezogen und zu einem Vorsieb gefördert wird, und nach Ausscheiden der Überkornmineralstoffe die anderen Mineralstoffe über einen Kaltelevator zur Trockentrommel transportiert werden. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mineralstoffe in einer Heiztrommel nach dem Gleichstromprinzip getrocknet und erhitzt werden, wobei der Mineralstoffeingang und der Brenner auf der einen Seite der Trommel und der Mineralstoffausgang und der Abgasausgang auf der anderen Seite der Trommel erfolgt. - Ergänzung des Verfahrens zur Herstellung von Asphaltgemischen mit einer über dem Mischturm angeordneten Trocken- und Heiztrommel für die Teilaufgabe der Abgaskühlung und -wäsche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkühlung durch das Heizwasser für die Mineralstoffe im geschlossenen System durch einen Gaswärmetauscher geleitet wird und hinter diesem Wärmetauscher ein Sprühkühler zur weiteren Abkühlung bzw. Kondensation und Auswaschung der Abgase in Form eines Sprühturmes nachgeschaltet ist und das hier auf 80 - 90° C aufgewärmte Wasser über einen Wasser/Wasser-Wärmetauscher auf das abgekühlte Heizwasser, das von den Mineralsilos zurückkommt, aufgegeben und dann durch den Gas-Wasser-Wärmetauscher geleitet wird. - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgase durch Einsprühung von Kalkhydrat vor der Entstaubung geringfügig alkalisiert werden, so daß die notwendige Verwendung von Edelstahl für den Wärmetauscher entfällt.
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