AT16260U1 - Vorrichtung zum Abtrennen von Fremdstoffen von einem Schüttgut - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Abtrennen von Fremdstoffen (3) von einem Schüttgut (2), insbesondere einer Biomasse. Die Vorrichtung (1) umfasst eine erste Abtrennvorrichtung (31) mit einem Fördermittel (4). Das Fördermittel (4) beinhaltet eine Förderrichtung (5), wobei das Fördermittel (4) bei bestimmungsgemässen Gebrauch geneigt oder neigbar ist zu einer horizontalen Ebene und das Fördermittel (4) beschick- oder befüllbar ist. Dabei ist das Fördermittel (4) so geneigt oder neigbar, dass die Fremdstoffe (3) separierbar sind. Die Fremdstoffe (3) bewegen sich entgegen der generellen Förderrichtung (5) des Fördermittels und das Schüttgut (2) wird durch das Fördermittel (4) entlang einer generellen Förderrichtung (5) transportiert. Die erste Abtrennvorrichtung (31) weist einen ersten Ausgang (32) in der generellen Förderrichtung (5) des Fördermittels (4) auf und einen zweiten Ausgang (33) entgegen der generellen Förderrichtung (5) des Fördermittels (4). Zusätzlich enthält die Vorrichtung eine zweite Abtrennvorrichtung (50). Ein Eingang (51) der zweiten Abtrennvorrichtung (50) ist am zweiten Ausgang (33) der ersten Abtrennvorrichtung (31) angeordnet.

Description

Beschreibung

VORRICHTUNG ZUM ABTRENNEN VON FREMDSTOFFEN VON EINEM SCHÜTTGUT

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von Fremdstoffen von einem Schüttgut gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

[0002] In Biogasanlagen wird Biomasse in einen Fermenter befördert und dort fermentiert, um Biogas zu erzeugen. Diese Biomasse ist oft verunreinigt mit Grobsand oder Steinen, die eine Grösse von 10 bis ca. 150 mm Kantenlänge haben können. Falls solche Steine in den Fermenter gelangen, setzen sie sich am Boden ab, häufen sich an, erhöhen die mechanische Belastung an den Armen der Rührwelle des Fermenters und erhöhen damit den Energieverbrauch. Dabei werden die Rührarme überlastet und gefährden zunehmend den Dauerbetrieb, d.h. die Gasproduktion des Fermenters. In regelmässigen Zeitabständen ist die Belastungsgrenze des Fermenters erreicht und er muss stillgelegt und ausgeräumt werden. Falls die Steine zusammen mit dem Substrat aus dem Fermenter ausgetragen werden, erreichen sie die Austragpumpe mit Schiebern und einer Schneckenpresse. Diese Mittel dienen der Entwässerung des Substrates. Die Steine, die im Substrat enthalten sind, verursachen erhöhten Verschleiss und beschädigen die Schneckenpresse, blockieren diese und erfordern auch hier Stillstandszeiten, um die Steine zu entfernen und Verschleissteile auszuwechseln.

[0003] Trennvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Ein Rüttelsieb, das von einem Tragrahmen gehalten wird, wird z.B. in der Offenlegungsschrift DE 196 23 358 A1 gezeigt. In diesem Tragrahmen befindet sich ein bewegliches Sieb. Das Sieb ist schräg zur Horizontalen eingerichtet und unterliegt einem ständigen Rütteln. Durch die schräge Ausrichtung des Siebes wird Schüttgut konstant in eine Richtung bewegt und Teile, die eine bestimmte Grösse unterschreiten, werden durch das Sieb herausgefiltert. Allerdings unterscheidet das Sieb das Schüttgut ausschliesslich nach seiner Grösse, nicht aber nach seinen spezifischen Stoffeigenschaften oder Gewicht, sodass es ungeeignet ist, um Steine aus einer biologischen Masse heraus zu filtern.

[0004] Weiterhin werden Wasserbäder bei der Abtrennung von Steinen aus Biomassen eingesetzt. Dabei werden die dichten schweren Bestandteile abgeschieden, da sie schneller zu einem Boden des Wasserbades sinken. Allerdings gewinnt die Biomasse in diesem Verfahren zusätzlich an Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit muss nach dem Fermentierungsprozesss wieder aufwändig dem Substrat entzogen werden.

[0005] In der US 4,515,276 wird eine Trennvorrichtung gezeigt, bei der ein Schüttgut auf ein Fliessband fallengelassen wird. Das Fliessband beinhaltet Durchlässe, durch die ein Luftstrom geblasen wird. Dieser Luftstrom hebt die Teile des Schüttguts, deren spezifische Dichte geringer ist, hoch und lässt sie auf einem Luftkissen heruntergleiten, während die schweren Gegenstände mit einer hohen spezifischen Dichte mit dem Fliessband nach oben transportiert werden.

[0006] In der WO 2014/026766 A2 wird ein ähnliches Prinzip gezeigt. Dort wird Schüttgut entgegen einem Luftstrom in einen Kanal fallengelassen. Der Luftstrom reisst die Teile des Schüttguts mit einer geringeren spezifischen Dichte mit, während die Teile mit einer höheren spezifischen Dichte entgegen dem Luftstrom auf ein Band herunterfallen. Dieses Band bewegt sich nicht. Die Erzeugung von Luftströmen ist allerdings energieaufwendig und daher kostenintensiv.

[0007] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.

[0008] Insbesondere soll eine Vorrichtung zum Abtrennen von Fremdstoffen von einem Schüttgut zur Verfügung gestellt werden, die möglichst einfach aufgebaut ist und sich vielseitig ersetzen lässt.

[0009] Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierte Vorrichtung gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

[0010] Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine erste Abtrennvorrichtung zum Abtrennen von Fremdstoffen von einem Schüttgut, insbesondere einer Biomasse. Diese Abtrennvorrichtung umfasst ein Fördermittel mit einer generellen Förderrichtung. Dabei ist die Förderrichtung bei bestimmungsgemässen Gebrauch geneigt oder neigbar zu einer horizontalen Ebene. Das Fördermittel ist mit einem Schüttgut wie z.B. Biomasse beschick- oder befüllbar. Dabei ist das Fördermittel so geneigt oder neigbar, dass die Fremdstoffe und das Schüttgut aufgrund der Neigung separierbar sind. Die Fremdstoffe sind entgegen der generellen Förderrichtung des Fördermittels bewegbar und das Schüttgut ist durch das Fördermittel entlang einer generellen Förderrichtung transportierbar.

[0011] Beispiele für Schüttgut sind Gülle, Silage, Zweige, Gemüse- und Obstabfälle, Schnittpflanzen, Rasen, Gras, gehäckseltes Laubwerk und Staudenmaterial.

[0012] Fremdstoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften im Vergleich zum Schüttgut aufweisen: höhere Dichte, höhere Härte, höhere Elastizität. Beispiele für Fremdstoffe sind Steine und Grobsand.

[0013] Das Fördermittel kann mit einer Mischung aus Fremdstoffen und Schüttgut aus einer Distanz oder direkt beschickt oder befüllt werden.

[0014] Die Neigung des Fördermittels liegt in einem Bereich von grösser als 0° bis 90°, bevorzugt in einem Bereich von 10° bis 60°, besonders bevorzugt in einem Bereich von 20° bis 30° zu der Horizontalebene.

[0015] Die generelle Förderrichtung ist geneigt zur Horizontalebene und kann sich aber für bestimmte Zeitabschnitte umkehren um das Abtrennen der Fremdstoffe zu unterstützen.

[0016] Fördermittel bezeichnet allgemein Mittel, die in der Lage sind, ein Schüttgut zu transportieren.

[0017] Die Fremdstoffe bewegen sich durch die Schwerkraft und aufgrund ihrer Dichte, Härte und/oder Elastizität entgegen der Förderrichtung des Fördermittels.

[0018] Eine solche Abtrennvorrichtung hat den Vorteil, dass sie einfach aufgebaut ist und wenig Energie verbraucht. Weiterhin hat die Abtrennvorrichtung den Vorteil, dass sie sich durch eine einstellbare Neigung für verschiedene Schüttgüter eignet.

[0019] Bevorzugt weist die Abtrennvorrichtung einen Prallbereich auf, in dem das Fördermittel beschickt oder befüllt wird.

[0020] Bevorzugt ist im Prallbereich mindestens ein Prallelement angeordnet.

[0021] Ein solcher Prallbereich hat den Vorteil, dass durch einen zweiten Vorgang die Fremdstoffe abgetrennt werden. Wenn das Fördermittel mit dem Schüttgut und den Fremdstoffen beschickt wird, springen die Fremdstoffe stärker als das Schüttgut ab, aufgrund ihrer Dichte, Härte und/oder Elastizität. Während das Schüttgut am Fördermittel verbleiben kann und vom Fördermittel transportiert werden kann, springen die Fremdstoffe hoch und bewegen sich entgegen der Förderrichtung des Fördermittels (z.B. durch Zurück-Kollern oder Zurück-Hüpfen).

[0022] Das wenigstens eine Prallelement hat den Vorteil, dass es eine Prallwirkung und ein Abspringen der Fremdstoffe verstärkt.

[0023] Bevorzugt ist das Fördermittel im Prallbereich von einer ersten Seite her beschickbar oder befüllbar. Auf einer Gegenseite ist das wenigstens eine Prallelement angeordnet.

[0024] Dies hat den Vorteil, dass das Schüttgut in eine Richtung transportiert werden kann, während gleichzeitig das Abspringen der Fremdstoffe auf einer ersten Seite möglich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fördermittel ein Förderband. In dieser Ausführungsform befinden auf der ersten Seite eines Bandes das Schüttgut und die Fremdstoffe und auf der Gegenseite des Bandes befindet sich das Prallelement.

[0025] Bevorzugt beinhaltet das Prallelement mindestens ein elastisches Element.

[0026] Das elastische Element kann Gummi beinhalten oder daraus bestehen. Das elastische Element verstärkt das Abspringen der Fremdstoffe und dadurch die Abtrennung derselben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das elastische Element aus Gummi und zwischen zwei Metall streifen ausgebildet.

[0027] Alternativ können auch Federn, beispielsweise Schraubenfedern, Tellerfedern oder Blattfedern als elastisches Element verwendet werden.

[0028] Bevorzugt umfasst das Prallelement Prallschienen, die bevorzugt in Bewegungsrichtung angeordnet sind.

[0029] Längsschienen als Prallelemente zu verwenden hat den Vorteil, dass die Längsschienen eine Bewegung entgegen der Förderrichtung des Fördermittels zulassen und unterstützen und gleichzeitig ein Abprallen der Fremdstoffe ermöglichen.

[0030] Bevorzugt ist ein zweites Fördermittel vorgesehen, welches in Betriebslage oberhalb des ersten Fördermittels ausgebildet ist, so dass das erste Fördermittel vom zweiten Fördermittel her beschick- oder befüllbar ist.

[0031] Besonders bevorzugt ist das erste und/oder zweite Fördermittel ein Förderband. Bevorzugt werden Förderbänder aus Gummi oder Kunststoff verwendet. Alternativ sind Stahl- oder Schuppenbänder geeignet. Das zweite Fördermittel kann alternativ aber beispielsweise auch ein Schieber, ein Behälter mit Ventil oder ein Schneckenförderer sein. Weitere Alternativen sind Trogkettenförder, Rollenförderer bei denen die Rollen in Kontakt oder nahezu in Kontakt sind, Schwingförderer, Rutschen, Rohre, pneumatische Förderer oder andere Stetigförderer.

[0032] Dadurch kann von selbst das erste Fördermittel bedarfsgerecht beschickt werden und die Zufuhr an Fremdstoffen und Schüttgut geregelt werden. Weiterhin die Anordnung oberhalb derart ausgebildet sein, dass das Schüttgut ohne Weiteres auf den Prallbereich fällt.

[0033] Bevorzugt enthält das zweite Fördermittel ein Verteilmittel, insbesondere eine Verteilschnecke, um das Schüttgut gleichmässig zu verteilen.

[0034] Wenn das Schüttgut und die Fremdstoffe im Schüttgut gleichmässiger verteilt sind, so ist die Abtrennung am ersten Fördermittel effizienter.

[0035] Besonders bevorzugt umfasst das Verteilmittel eine Verteilschnecke mit Links- und Rechtswendeln zum Verteilen des Schüttgutes und der Fremdstoffe. Alternativ kann auch ein Drehteller mit Stiften verwendet werden.

[0036] Bevorzugt ist ein Winkel der Förderrichtung des ersten Fördermittels bei bestimmungs-gemässen Gebrauch zu einer Horizontalebene verstellbar, bevorzugt zwischen 0° und 90°, weiterhin bevorzugt in einem Bereich von 10° bis 60°, besonders bevorzugt in einem Bereich von 20° bis 30°.

[0037] Dadurch kann das Fördermittel bzw. die Förderrichtung an die Art des Schüttguts angepasst werden.

[0038] In der Folge kann die Neigung des ersten Fördermittels während des Abtrennprozesses flexibel auf die Materialeigenschaften des Schüttgutes und/oder der Fremdstoffe angepasst werden, insbesondere auf deren Dichte, Härte und/oder Elastizität.

[0039] Bevorzugt ist ein bei bestimmungsgemässen Gebrauch vertikaler und/oder horizontaler Abstand des zweiten Fördermittels zum ersten Fördermittel verstellbar.

[0040] Der vertikale Abstand kann beeinflussen, mit welcher Geschwindigkeit die Fremdstoffe auf das Prallelement treffen und nachfolgend abspringen. Ein grösserer vertikaler Abstand kann dabei bewirken, dass ein grösserer Anteil an Fremdstoffen an dem Prallelement abspringt und dadurch abgeschieden wird. Ein kleinerer vertikaler Abstand kann dabei bewirken, dass der Verschleiss an dem Prallelement und am ersten Fördermittel verringert wird.

[0041] Bevorzugt weist die Abtrennvorrichtung eine Steuerung auf, mittels welcher die Fördergeschwindigkeit des ersten Fördermittels variierbar ist.

[0042] Dabei kann die Förderwirkung durch einen Elektromotor erzeugt werden. Besonders bevorzugt wird die variierbare Geschwindigkeit mit einem Frequenzumformer am Elektromotor erzeugt.

[0043] Dabei kann mittels einer Steuerung auch ein Geschwindigkeitsprofil vorgegeben werden. Beispielsweise kann eine ruckartige Bewegung eingestellt werden, um die Abtrennung weiter zu unterstützen. Dies hat den Vorteil, dass die Abtrennung effizienter sein kann und eine grössere Trennschärfe zwischen Fremdstoffen und Schüttgut erreicht werden kann.

[0044] Bevorzugt weist die Abtrennvorrichtung eine Steuerung auf, mittels welcher die Fördergeschwindigkeit des zweiten Fördermittels variierbar ist.

[0045] Das hat den Vorteil, dass während des Prozesses der Durchfluss an Schüttgut angepasst werden kann.

[0046] Weiterhin kann dadurch eine Aufprallgeschwindigkeit des Schüttgutes und der Fremdstoffe frei eingestellt werden. Durch die Aufprallgeschwindigkeit können Verschleiss und Abtrennvorgang beeinflusst werden.

[0047] Bevorzugt ist ein Winkel der Förderrichtung des zweiten Fördermittels bei bestimmungs-gemässen Gebrauch zu einer Horizontalebene verstellbar, besonders bevorzugt zwischen -20° und 60°.

[0048] Dadurch kann der vertikale Abstand verändert werden und die Aufprallgeschwindigkeit sowie ein Aufprallwinkel an die Eigenschaften des Schüttgutes und der Fremdstoffe angepasst werden.

[0049] Bevorzugt enthält eine Biogasanlage die Abtrennvorrichtung zum Abtrennen von Fremdstoffen von einem Schüttgut.

[0050] Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Fremdstoffen von einem Schüttgut. Ein Fördermittel wird geneigt zu einer Horizontalebene betrieben. Das Fördermittel wird mit Schüttgut beschickt oder befüllt. Das Fördermittel wird so geneigt, dass die Fremdstoffe und das Schüttgut separiert werden. Die Fremdstoffe bewegen sich entgegen einer generellen Förderrichtung des Fördermittels. Das Schüttgut wird durch das Fördermittel transportiert.

[0051] Bevorzugt wird eine Biomasse von Steinen getrennt. Dieses Verfahren ist insbesondere für Biogasanlagen geeignet. In Biogasanlagen werden Biomassen angeliefert, die mit Grobsand und Steinen verunreinigt sind. Das bevorzugte Verfahren trennt die Biomasse von dem Grobsand und/oder den Steinen.

[0052] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von Fremdstoffen von einem Schüttgut. Das Schüttgut ist insbesondere eine Biomasse. Die Vorrichtung weist eine erste Abtrennvorrichtung auf. Die erste Abtrennvorrichtung umfasst ein Fördermittel mit einer generellen Förderrichtung, welche bei bestimmungsgemässen Gebrauch geneigt oder neigbar ist zu einer Horizontalebene. Das Fördermittel ist mit Schüttgut beschickbar oder befüllbar. Die generelle Förderrichtung ist so geneigt oder neigbar, dass die Fremdstoffe und das Schüttgut aufgrund der Neigung separierbar sind, indem die Fremdstoffe entgegen der generellen Förderrichtung des Fördermittels bewegbar sind, und das Schüttgut durch das Fördermittel entlang einer generellen Förderrichtung transportierbar ist. Die erste Abtrennvorrichtung weist einen ersten Ausgang in der generellen Förderrichtung des Fördermittels auf und einen zweiten Ausgang entgegen der generellen Förderrichtung des Fördermittels. Zusätzlich enthält die Vorrichtung eine zweite Abtrennvorrichtung. Ein Eingang der zweiten Abtrennvorrichtung ist am zweiten Ausgang der ersten Abtrennvorrichtung angeordnet.

[0053] Dadurch wird das Schüttgut von der ersten Abtrennvorrichtung in einen ersten Teil, der Fremdstoffe enthält, und in einen zweiten Teil, der keine Fremdstoffe enthält, separiert. Die zweite Abtrennvorrichtung kann kleiner dimensioniert werden, da in der zweiten Abtrennvorrichtung nur noch der Anteil des Schüttgutes mit Fremdkörpern verarbeitet werden muss.

[0054] Bevorzugt weist die zweite Abtrennvorrichtung ein Trommelsieb auf. Das Trommelsieb ist drehbar um eine Rotationsachse gelagert und weist einen Mantel mit Perforationen auf.

[0055] Durch ein Trommelsieb können feinkörnige Bestandteile wie Erde aus dem Schüttgut separiert werden.

[0056] Bevorzugt wird das Trommelsieb von einem Motor, besonders bevorzugt von einem Elektromotor angetrieben. Der Motor kann das Trommelsieb an einer Aussenseite des Mantels antreiben. Optional treibt der Motor das Trommelsieb über ein Zahnradgetriebe an.

[0057] Bevorzugt weisen die Perforationen des Trommelsiebs ein gleichmässiges Muster und/oder gleichmässige Grössen auf. Dadurch kann eine Korngrösse definiert werden, die abgeschieden werden kann.

[0058] Bevorzugt weist die zweite Abtrennvorrichtung ein erstes Wasserbad auf. Ein Segment des Trommelsiebes ist im ersten Wasserbad eingetaucht. Dadurch können feinkörnige Bestandteile im Schüttgut aus diesem herausgewaschen werden.

[0059] Bevorzugt weist das Trommelsieb einen Durchmesser von weniger als 1.2 m, besonders bevorzugt weniger als 1 m. Bevorzugt weist das Trommelsieb eine axiale Länge von weniger als 2.5 m, besonders bevorzugt weniger als 2 m. Durch die Vorsortierung der ersten Abtrennvorrichtung kann ein kleines Trommelsieb verwendet werden und ein Energieverbrauch während des Betriebes reduziert werden, ohne dass die verarbeitete Menge an Schüttgut reduziert wird.

[0060] Bevorzugt ist die Rotationsachse des Trommelsiebs bei bestimmungsgemässem Gebrauch geneigt oder neigbar zu einer Horizontalebene, so dass Schüttgut von einem ersten axialen Ende des Mantels des Trommelsiebs zu einem zweiten axialen Ende des Mantels des Trommelsiebs transportierbar ist. Durch die Neigung wird das Schüttgut von einem ersten axialen Ende zu einem zweiten axialen Ende des Trommelsiebes transportiert.

[0061] Bevorzugt weist das Trommelsieb zumindest eine Schaufel auf. Die zumindest eine Schaufel ist an einer Innenseite des Trommelsiebs fixiert und weist besonders bevorzugt ebenfalls Perforationen auf. Durch die Schaufel können grobkörnige Anteile des Schüttgutes wie Steine und Äste aus dem Trommelsieb entfernt werden. Besonders bevorzugt weist das Trommelsieb acht, neun, zehn, elf, zwölf oder mehr Schaufeln auf. Bevorzugt erstrecken sich die Schaufeln in einer radialen Richtung des Trommelsiebes.

[0062] Bevorzugt weist das Trommelsieb an einem axialen Ende einen axialen Ausgangsbereich zum Abführen von Schüttgut aus dem Trommelsieb auf. Die Schaufeln sind wenigstens in dem Ausgangsbereich angeordnet.

[0063] Bevorzugt weist das Trommelsieb an einem axialen Ende einen Ausgangsbereich zum Abführen von Schüttgut auf. In dem Ausgangsbereich des Trommelsiebs ist eine Transportvorrichtung angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Transportvorrichtung eine Rutsche.

[0064] Bevorzugt wird die Rutsche zumindest teilweise vom Mantel des Trommelsiebs umschlossen.

[0065] Dadurch kann das Schüttgut einfacher auf die Rutsche gebracht werden.

[0066] Bevorzugt enthält die zweite Abtrennvorrichtung ein zweites Wasserbad, bevorzugt anschliessend an die Transportvorrichtung zum Separieren von schwimmenden Bestandteilen des Schüttgutes. Dadurch können Bestandteile, die eine geringere Dichte als Wasser aufweisen, wie biologische Abfälle, von Bestandteilen mit einer höheren Dichte als Wasser, wie Steinen, getrennt werden.

[0067] Bevorzugt wird das zweite Wasserbad von einer Barriere an der Wasseroberfläche in zwei Seiten unterteilt.

[0068] Dadurch wird eine Entnahme der schwimmenden Bestandteile im zweiten Wasserbad vereinfacht, da diese nur in einem der Bereiche bleiben und dort sich dort konzentrieren.

[0069] Bevorzugt ist im zweiten Wasserbad ein Schwimmgutfördermittel und ein Sinkgutför dermittel vorgesehen. Das Schwimmgutfördermittel ist auf einer ersten Seite der Barriere vorgesehen und das Sinkgutfördermittel verläuft von der ersten Seite zu einer zweiten Seite der Barriere.

[0070] Besonders bevorzugt ist die Rutsche so angeordnet, dass das Schüttgut auf der ersten Seite der Barriere in das zweite Wasserbad eingebracht wird. Bevorzugt sind Sinkgutfördermittel und/oder das Schwimmgutfördermittel ein Förderband. Bevorzugt erstreckt sich das Sinkgutfördermittel entlang des Bodens des zweiten Wasserbades.

[0071] Dadurch können schwimmende Bestandteile und sinkende Bestandteile wieder aus dem zweiten Wasserbad entfernt werden, nachdem sie separiert wurden.

[0072] Bevorzugt weist das zweite Wasserbad einen Propeller oder eine Pumpe oder eine Düse auf. Besonders bevorzugt erzeugt der Propeller oder die Pumpe oder die Düse auf Auftrieb im Bereich der Transportvorrichtung. Dadurch kann eine Dichte eingestellt werden, bei der das Schüttgut im zweiten Wasserbad getrennt wird.

[0073] Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Fremdstoffen von einem Schüttgut. Das Verfahren enthält die Schritte: [0074] - Beschicken eines zur Horizontalebene geneigten Fördermittels [0075] - Separieren des Schüttgutes aufgrund der Neigung des Fördermittels [0076] - Bewegen eines ersten Teils des Schüttgutes entgegen einer generellen Förderrichtung des Fördermittels [0077] - Transportieren eines zweiten Teils des Schüttgutes durch das Fördermittel entlang der generellen Förderrichtung des Fördermittels [0078] - Separieren des ersten Teils des Schüttgutes in einer zweiten Abtrennvorrichtung.

[0079] Bevorzugt werden im Verfahren die Abscheidungsstoffe des Schüttgutes durch ein Trommelsieb gesiebt.

[0080] Bevorzugt wird das Schüttgut in ein zweites Wasserbad eingeführt. Bevorzugt werden im zweiten Wasserbad schwimmende Bestandteile abgeschöpft, besonders bevorzugt durch ein Förderband. Bevorzugt werden auf einen Grund des zweiten Wasserbads gesunkene Bestandteile aus dem Wasserbad transportiert, besonders bevorzugt durch ein Förderband.

[0081] Bevorzugt werden die folgenden Schritte: [0082] - Beschicken eines zur Horizontalebene geneigten Fördermittels [0083] - Separieren des Schüttgutes aufgrund der Neigung des Fördermittels [0084] - Bewegen des Schüttgutes entgegen einer generellen Förderrichtung des Fördermittels [0085] - Transportieren des Schüttgutes durch das Fördermittel vor einem oder mehreren oder allen der folgenden Schritten durchgeführt: [0086] - Sieben des Schüttgutes durch ein Trommelsieb [0087] - Einführen des Schüttgutes in ein Wasserbad [0088] - Abschöpfen der im Wasserbad schwimmenden Bestandteile [0089] - Transportieren der auf den Grund des Wasserbads gesunkenen Bestandteile aus dem Wasserbad.

[0090] Anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es zeigen schematisch: [0091] Figur 1: eine schematische Darstellung einer ersten Abtrennvorrichtung, [0092] Figur 2: eine schematische Darstellung eines alternativen Verteilers in einer Seitenansicht, [0093] Figur 3: eine schematische Darstellung des alternativen Verteilers in einer Draufsicht, [0094] Figur 4: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Abtrennen von Fremdstoffen mit der ersten und einer zweiten Abtrennvorrichtung, [0095] Figur 5: eine schematische Darstellung der zweiten Abtrennvorrichtung in einer Draufsicht, [0096] Figur 6: eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Trommelsiebes, [0097] Figur 7: eine schematische Darstellung eines ersten Querschnittes eines zweiten Wasserbades und eines Sinkgutfördermittels und [0098] Figur 8: eine schematische Darstellung eines zweiten Querschnittes des zweiten Wasserbades und eines Schwimmgutfördermittels.

[0099] Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Abtrennvorrichtung 31 zum Abtrennen von Fremdstoffen 3 aus einem Schüttgut 2. Die Vorrichtung 1 beinhaltet zwei Fördermittel 4, 16.

[00100] Zunächst wird das Schüttgut 2 gemeinsam mit den Fremdstoffen 3 auf das zweite Fördermittel 16 gegeben. Die Fremdstoffe 3 werden vom zweiten Fördermittel in einer Förderrichtung 27 befördert. Das zweite Fördermittel umfasst zwei Walzen 25, 26, zwischen denen sich ein Band 24 befindet. Das Band 24 wird von einer der Walzen 25, 26 angetrieben. Auf dem Band 24 werden Fremdstoffe 3 und Schüttgut 2 transportiert. Vertikal oberhalb des Fördermittels 4 ist eine Verteilschnecke 15 angeordnet. Die Verteilschnecke 15 verteilt Schüttgut und Fremdstoffe gleichmässig auf dem zweiten Band 24. Mit Links- Rechtswendeln werden Anhäufungen von Schüttgut durch die Verteilschnecke zerstreut. Vom zweiten Fördermittel 16 fallen das Schüttgut und die Fremdstoffe auf das erste Fördermittel 4. Das Fördermittel 4 beinhaltet eine obere Walze 21 und eine untere Walze 22, zwischen denen sich ein Band 23 befindet. Auf dem Band 23 können Gummirippen quer zu einer Förderrichtung 5 des ersten Fördermittels 4 angebracht werden. Diese werden bevorzugt aufvulkanisiert.

[00101] Dabei ist ein vertikaler Abstand 14 zwischen erstem und zweitem Fördermittel 4, 16 in den vertikalen Richtungen 17 und 18 verstellbar. Ebenfalls ist die relative Positionierung in horizontaler Richtung einstellbar. Daher lässt sich das zweite Fördermittel in Richtungen 19 oder 20 verschieben.

[00102] Das Schüttgut und die Fremdstoffe landen in einem Prallbereich 6 des ersten Fördermittels. Eine Aufprallgeschwindigkeit und eine Aufprallrichtung ergeben sich aus dem Abstand 14 und der Schnelligkeit des zweiten Bandes 24. Im Prallbereich 6 treffen die Fremdstoffe 3 und das Schüttgut 2 auf das Band 23 des ersten Fördermittels 4. Dabei prallen die Fremdstoffe 3, zum Beispiel Steine, stärker ab als das Schüttgut 2.

[00103] Das erste Fördermittel 4 ist dabei in einem Winkel 13 zu einer Horizontalebene 12 geneigt.

[00104] Durch diesen Winkel 13 rollen oder springen die Steine bzw. Fremdstoffe 3 entgegen der Förderrichtung 5 des Fördermittels 4. Dahingegen wird das Schüttgut 2 entlang der Förderrichtung 5 des Fördermittels 4 transportiert. Das Schüttgut 2 und der Fremdstoff 3 werden auf dem Band 23 von einer ersten Seite 7 her aufgegeben. Auf einer Gegenseite der Beschickung von Schüttgut 2 und Fremdstoff 3 befinden sich Prallelemente 9. Diese Prallelemente 9 sind als Prallschienen 10 ausgestaltet. Prallschienen 10 haben den Vorteil, dass sie einer Bewegung entgegen der Förderrichtung 5 nicht behindern. Dadurch können die Fremdstoffe sich frei von Hindernissen entgegen der Förderrichtung bewegen.

[00105] Die Prallschienen 10 beinhalten zwei Metallstreifen mit einem mehr Gummistreifen in der Mitte (nicht gezeigt). Durch den Gummistreifen zwischen den Metallstreifen sind die Prallschienen 10 elastisch und lassen die Fremdstoffe 3 stärker abspringen. Dabei kann der Gummistreifen eine Dicke von 1 cm bis 3 cm haben. Weiterhin wird der Gummistreifen auf die Metallstreifen aufvulkanisiert oder geklebt. Die längs ausgerichteten Prallschienen 10 werden von

Querträgern getragen. Zusammen werden die Prallschienen 10 und die Querträger an das Fördermittel 4 mit Verbindungsmitteln, beispielsweise Schrauben, angebracht.

[00106] Sowohl die Geschwindigkeit des ersten Fördermittels 4 als auch des zweiten Fördermittels 16 sind frei einstellbar, sodass sich spezifische Geschwindigkeitsprofile anregen lassen, die sich vorteilhaft auf die Abtrennung auswirken. So kann zum Beispiel ein Rütteln in Förderrichtung 5 eine Abtrennung von Schüttgut 2 und Fremdstoffen 3 unterstützen. Gesteuert werden die Geschwindigkeiten des ersten und des zweiten Fördermittels 4, 16 durch Elektromotoren, Frequenzumformer und Steuerungen (nicht dargestellt).

[00107] Figuren 2 und 3 zeigen schematische Zeichnungen eines alternativen Verteilers anstelle der Verteilschnecke 15. Der alternative Verteiler beinhaltet einen Drehteller 28. An den Drehteller 28 sind Stifte 29 angebracht. Die Stifte 29 sind bevorzugt aus Metall. Der Drehteller 28 verfügt über einen Antrieb 30, der den Drehteller um eine Achse 35 dreht. Eine Drehbewegung 34 der Stifte 29 verteilt dann das Schüttgut 2 und Fremdstoff 3 gleichmässig auf dem Band 24. Dadurch werden Anhäufungen von Schüttgut und Fremdkörpern vermieden.

[00108] Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 mit der ersten Abtrennvorrichtung 31, wie in Figur 1 gezeigt, und mit einer zweiten Abtrennvorrichtung 50. Das erste Fördermittel 4 trennt das Schüttgut auf, so dass ein Teil des Schüttgutes durch einen ersten Ausgang 32 abgeschieden wird. Ein zweiter Teil des Schüttgutes, der einen Anteil an Fremdstoffen enthält wird über einen zweiten Ausgang 33 abgeschieden. Am Ende des zweiten Ausgangs 33 ist ein Eingang 51 der zweiten Abtrennvorrichtung 50 vorgesehen. Der Eingang 51 ist eine Rutsche 69. Die Rutsche 69 führt das Schüttgut mit den Fremdstoffen in ein Trommelsieb 52, das in einem ersten Wasserbad 56 gelagert ist. In einem Ausgangsbereich 59 des Trommelsiebs 52 ist ein zweites Wasserbad 61 angeordnet. Im zweiten Wasserbad 61 werden schwimmende Bestandteile und sinkende Bestandteile des Schüttgutes in der zweiten Abtrennvorrichtung getrennt. Schwimmgut wird durch das Schwimmgutfördermittel 65 abtransportiert und Sinkgut wird durch das Sinkgutfördermittel 66 abtransportiert.

[00109] Die Vorrichtung 1 teilt das Schüttgut also in vier Teile auf. Ein erster Teil wird vom Förderband 4 in Förderrichtung 5 abgeschieden und enthält ca. 99% Biomasse ohne Steine. Die übrigen 1% werden von der zweiten Abtrennvorrichtung weiter separiert. Im Trommelsieb wird Erde und Sand als zweiter Teil abgeschieden. Das Schwimmgut, der dritte Teil, wird durch das Schwimmgutfördermittel 65 entnommen und ist Biomasse und kann dem ersten Teil wieder zugeführt werden. Das Sinkgut besteht ausschliesslich aus Steinen und stellt den vierten Teil dar.

[00110] Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der zweiten Abtrennvorrichtung 50 und erklärt die Funktionsweise der zweiten Abtrennvorrichtung 50 im Detail.

[00111] Das Trommelsieb 52 weist ein erstes axiales Ende 57 und ein zweites axiales Ende 58 auf. Der Ausgangsbereich 59 ist am zweiten axialen Ende 59 vorgesehen. Das Schüttgut wird über die Rutsche 69 (siehe Figur 4) und eine Öffnung am ersten axialen Ende 57 in das Trommelsieb 52 eingeführt. Das Trommelsieb 52 weist an der Aussenseite seiner Mantelfläche Perforationen 55 auf. Die Perforationen 55 sind so ausgebildet und dimensioniert, dass feinkörnige Bestandteile wie Erde oder Sand vom Schüttgut separiert werden.

[00112] Die Perforationen sind Löcher mit einem Durchmesser von 5 mm. Die Perforationen sind gleichmässig angeordnet. Dabei ist 35% der Mantelfläche offen.

[00113] Das Trommelsieb 52 ist drehbar um eine Rotationsachse 53 gelagert. Durch die Drehung um die Rotationsachse 53 wird das Schüttgut immer wieder durchmischt, so dass die feinkörnigen Bestandteile effektiver separiert werden können. Die Drehung des Trommelsiebs 52 wird durch einen Elektromotor erzeugt. Die Drehung wird dann über ein Getriebe auf die Aussenseite des Trommelsiebs 52 übertragen. Dabei wird ein Zahnradgetriebe verwendet, das auf einer Aussenseite eines Mantels 54 des Trommelsiebs 52 angeordnet ist (nicht dargestellt). [00114] Weiterhin ist im Bereich des Trommelsiebs 52 das erstes Wasserbad 56 angeordnet.

Ein Segment des Trommelsiebs ist stets eingetaucht im Wasserbad. Dadurch ist im Inneren der Mantelfläche 54 Wasser. Das Wasser wäscht feinkörnige Bestandteile wie Erde aus dem Schüttgut und transportiert diese Bestandteile durch die Perforationen 55 aus dem Trommelsieb 52. Die feinkörnigen Bestandteile sedimentieren im ersten Wasserbad 56 und können dann abgeführt werden. Das Abführen wird mit einer Schneckenpumpe (nicht gezeigt) durchgeführt.

[00115] Das Trommelsieb 52 ist gegenüber der Horizontalen leicht geneigt. Unter dem Einfluss der Schwerkraft und der Rotation des Trommelsiebes wird das Schüttgut vom ersten 57 zum zweiten axialen Ende 58 transportiert.

[00116] Am zweiten axialen Ende 58 sind Schaufeln 67 sowie eine Rutsche 60 angeordnet. Die Rutsche 60 erstreckt sich durch eine Öffnung am axialen Ende 58 aus dem Inneren des Mantels 54 heraus. Während der Rotation des Trommelsiebs sammeln die Schaufeln 67 Schüttgut auf und lassen dieses auf die Rutsche 60 fallen. Damit nur grobkörnige Bestandteile des Schüttgutes von den Schaufeln 67 transportiert werden, weisen die Schaufeln 67 Perforationen 68 auf. Durch die Perforationen 68 kann das Wasser des zweiten Wasserbades mit feinkörnigen Bestandteilen wie Erde abgeschieden werden.

[00117] Die Rutsche 60 transportiert die grobkörnigen Bestandteile dann in ein zweites Wasserbad 61.

[00118] Das zweite Wasserbad 61 ist an der Oberfläche durch eine Barriere 62 in eine erste Seite 63 und eine zweite Seite 64 unterteilt. Die Rutsche führt das Schüttgut in den ersten Bereich 63. Ein Sinkgutfördermittel 66 ist als Förderband ausgebildet. Das Sinkgutfördermittel 66 erstreckt sich von der ersten Seite 63 zur zweiten Seite 64. Auf der ersten Seite 63 ist das Sinkgutfördermittel 66 vollständig unterhalb einer Wasseroberfläche des zweiten Wasserbades 61. Auf der zweiten Seite 64 durchbricht das Sinkgutfördermittel die Wasseroberfläche des zweiten Wasserbades 61. Ein Schwimmgutfördermittel 65 befindet sich vollständig auf der ersten Seite 63 des zweiten Wasserbades 61.

[00119] Bestimmte Anteile des Schüttgutes wie zum Beispiel biologische Abfälle wie Kompost oder Äste schwimmen auf der Wasseroberfläche des zweiten Wasserbades 61. Diese Anteile treiben auf das Schwimmgutfördermittel 65 und werden von diesem aus dem zweiten Wasserbad 61 entfernt. Bestandteile, die eine höhere Dichte als das Wasser aufweisen, wie insbesondere Steine, sinken ab und werden von dem Sinkgutfördermittel 66 aus dem Wasserbad transportiert.

[00120] Der Transport der schwimmenden Bestandteile wird durch einen Propeller 74 (siehe Figur 8) unterstützt, der unterhalb einer Wasseroberfläche des zweiten Wasserbades angeordnet ist.

[00121] Durch den Propeller 74 wird ein Strom in Richtung des Schwimmgutfördermittels 65 erzeugt.

[00122] Abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit können auch langsam sinkende Bestandteile des Schüttgutes mit dem Schwimmgutfördermittel 65 abtransportiert werden.

[00123] Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Trommelsiebes entlang einer Achse A-A (siehe Figur 5) ohne die Rutsche 60. Das erste Wasserbad 56 ist unter dem Trommelsieb 52 angeordnet. Das erste Wasserbad 56 ist so mit Wasser gefüllt, dass nur ein unterer Abschnitt des Trommelsiebes 52 mit Wasser gefüllt ist. Figur 6 zeigt auch eine Anordnung der Schaufeln 67 im Detail. Die Schaufeln 67 sind an einer Innenfläche des Mantels des Trommelsiebes 52 angeordnet und erstrecken sich radial nach innen. Das Trommelsieb 52 dreht sich um seine eigene Achse in Rotationsrichtung 70.

[00124] Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittes eines zweiten Wasserbades 61 und des Sinkgutfördermittels 66. Der Querschnitt verläuft entlang einer Achse B-B (siehe Figur 5). Auf dem Grund des zweiten Wasserbades 61 verläuft das Sinkgutfördermittel 66 in einem ersten Abschnitt 71 entlang eines Grundes des Wasserbades 61. In einem zweiten Abschnitt 72 ist das Sinkgutfördermittel 66 geneigt. Damit das Sinkgut entgegen der Neigung transportiert werden kann weist das Förderband Rippen 73 auf. Auch das Förderband des Schwimmgutfördermittels weist Rippen 75 auf (siehe Figur 8).

[00125] Die zweite Abtrennvorrichtung trennt die von der ersten Abtrennvorrichtung 31 abgeschiedenen Stoffe in drei Gruppen auf. Zum ersten werden Erde und feinkörnige Bestandteile vom Trommelsieb abgeschieden. Zum Zweiten werden sinkende Bestandteile wie Steine vom Sinkgutfördermittel 66 abgeschieden und zum Dritten biologische Bestandteile wie Äste vom Schwimmgutfördermittel 65 abgeschieden. Die biologischen Anteile, die vom Schwimmgutfördermittel 65 und vom Trommelsieb 52 abgeschieden werden, können einem Fermenter zugeführt werden. Die Bestandteile, die durch den ersten Ausgang 32 der ersten Abtrennvorrichtung 31 separiert wurden, können dem Fermenter ebenso zugeführt werden. Auf Grund der feinen Unterscheidung kann auch das Sinkgut weiter verwendet werden. Zum Beispiel können Steine als Kies weiterverwertet werden.

[00126] Die erste Abtrennvorrichtung 31 sortiert das Schüttgut vor. Dadurch können Separierstufen der zweiten Abtrennvorrichtung kleiner dimensioniert werden, sodass eine genaue Abtrennung mit geringem Aufwand erreicht werden kann.

[00127] Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittes entlang einer Achse C-C (siehe Figur 4) des zweiten Wasserbades 61 und des Schwimmgutfördermittels 65. Das Schwimmgutfördermittel 65 weist ein Förderband 76 mit Rippen 75 auf. Auf dem Grund des zweiten Wasserbades 61 ist ein Propeller 74 angeordnet. Der Propeller 74 wird durch einen Motor 77 angetrieben. Der Motor 77 ist ein Elektromotor. Der Propeller 74 erzeugt dadurch im zweiten Wasserbad 61 eine Strömung 78. Die Strömung 78 strömt nach oben in einem Bereich, in dem die Rutsche 60 Schüttgut in das zweite Wasserbad fallen lässt. Dann strömt die Strömung 78 in Richtung des Schwimmgutfördermittels 65. Dadurch können auch Schüttgutbestandteile wie Fruchtkerne, die eine höhere Dichte als Wasser aufweisen, auf das Schwimmgutfördermittel 65 transportiert werden. Durch die Strömungsgeschwindigkeit kann eine Dichte im Verhältnis zum Wasser eingestellt werden bei der die Bestandteile des Schüttgutes separiert werden. Dadurch können Steine trennscharf von biologischem Material getrennt werden.

Claims (10)

1. Ansprüche

   1. Vorrichtung (1) zum Abtrennen von Fremdstoffen (3) von einem Schüttgut (2), insbesondere eine Biomasse, mit einer ersten Abtrennvorrichtung, wobei die erste Abtrennvorrichtung umfasst: ein Fördermittel (4) mit einer generellen Förderrichtung, welche bei bestimmungsgemäßem Gebrauch geneigt oder neigbar ist zu einer Horizontalebene, wobei das Fördermittel (4) mit Schüttgut (2) beschickbar oder befüllbar ist, und die generelle Förderrichtung (5) so geneigt oder neigbar ist, dass die Fremdstoffe und das Schüttgut aufgrund der Neigung separierbar sind, indem die Fremdstoffe (3) entgegen der generellen Förderrichtung (5) des Fördermittels (4) bewegbar sind, und das Schüttgut (2) durch das Fördermittel (4) entlang einer generellen Förderrichtung (5) transportierbar ist wobei die erste Abtrennvorrichtung einen ersten Ausgang (32) in der generellen Förderrichtung (4) des Fördermittels aufweist und einen zweiten Ausgang (33) entgegen der generellen Förderrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine zweite Abtrennvorrichtung (50) enthält, wobei ein Eingang der zweiten Abtrennvorrichtung (51) am zweiten Ausgang (33) der ersten Abtrennvorrichtung angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abtrennvorrichtung (50) ein Trommelsieb (52) aufweist, wobei das Trommelsieb (52) drehbar um eine Rotationsachse (53) gelagert ist und einen Mantel (54) mit Perforationen (55) aufweist.
3. 3. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen (55) ein gleichmäßiges Muster und/oder gleichmäßiger Größen aufweisen.
4. 4. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die zweite Abtrennvorrichtung (50) ein erstes Wasserbad (56) aufweist, wobei ein Segment des Trommelsiebes (52) im ersten Wasserbad (56) eingetaucht ist.
5. 5. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (53) bei bestimmungsgemäßen Gebrauch geneigt oder neigbar ist zu einer Horizontalebene, sodass Schüttgut von einem ersten axialen Ende (57) des Mantels (54) des Trommelsiebs (52) zu einem zweiten axialen Ende (58) des Mantels (54) des Trommelsiebs (52) transportierbar ist.
6. 6. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trommelsieb (52) zumindest eine Schaufel (67) aufweist, wobei die zumindest eine Schaufel (67) an einer Innenseite des Trommelsiebs (52) fixiert ist und bevorzugt Perforationen (68) aufweist.
7. 7. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trommelsieb (52) an einem axialen Ende (58) einen axialen Ausgangsbereich (59) zum Abführen von Schüttgut aus dem Trommelsieb (52) aufweist und die Schaufeln in dem Ausgangsbereich (59) des Trommelsiebs (52) angeordnet sind.
8. 8. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trommelsieb (52) an einem axialen Ende (58) einen axialen Ausgangsbereich (59) zum Abführen von Schüttgut aus dem Trommelsieb (52) aufweist und in dem Ausgangsbereich des Trommelsiebs (52) eine Transportvorrichtung, bevorzugt eine Rutsche (60), angeordnet ist.
9. 9. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abtrennvorrichtung (50) ein zweites Wasserbad (61) zum Separieren von schwimmenden Bestandteilen enthält.
10. 10. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wasserbad (61) von einer Barriere (62) an der der Wasseroberfläche in zwei Seiten (63, 64) unterteilt wird. Hierzu 7 Blatt Zeichnungen