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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sortieren von Abfällen, insbesondere von kommunalem Müll.
Das Müllsortieren wird bisher weitgehend durch händisches Vorsortieren bewerkstelligt.
Es ist bereits bekannt verschiedene mechanische Hilfseinrichtungen zu verwenden, mit welchen einzelne Müllbestandteile ausgesondert und abgetrennt werden können, wobei hiezu in erster Linie magnetische Einrichtungen zur Abtrennung von Eisenbestandteilen zu zählen sind. Ein Sortieren von Abfällen soll eine Anreicherung bestimmter Müllbestandteile, wie beispielsweise von Textilien, grosser Kunststoffsäcken od. dgl., erzielen lassen, welche in verschieden nachgeschalteten Aufbereitungsstufen stören könnten und einer gesonderten Verwertung zugeführt werden können.
Bei der konventionellen Müllaufbereitung erfolgt anschliessend an das Vorsortieren eine Müllzerkleinerung und es ist in derartigen Anlagen üblich, den zerkleinerten Müll nachfolgend zu sieben, um grobes von feinem Korn zu trennen. Insbesondere Feinsiebe und Rüttelsiebe werden hiebei bereits dafür eingesetzt um Haftkorn und vor allen Dingen anorganische Asche, Staub oder Sand abzutrennen, wodurch bei einer derartigen Feinsiebung bereits eine Klassierung bzw. ein Sortieren nach Müllbestandteilen erfolgt. Im Feinanteil finden sich nämlich in erster Linie Hartstoffe und Asche bzw. mineralischer Staub.
Die DE-A1 3402215 betrifft eine Anlage bzw. Einrichtung zur gleichzeitigen Verwertung von Müll und Klärschlamm. Bei dieser Einrichtung ist ein Trommelsieb vorgesehen, welchem eine Kugelmühle nachgeschaltet ist. In der nachfolgenden Kugelmühle erfolgt eine Mischung, Zerkleinerung und Homogenisierung, worauf anschliessend eine Magnetscheidung verwendet wird.
Die EP-A1 141439 betrifft ein Verfahren, bei welchem Hausmüll zunächst zu grösseren Paketen zusammengepresst wird und in der Folge mit elektromagnetischer Energiezufuhr Wasser ausgetrieben wird. Bei Erzielung entsprechend hoher Temperaturen können weitere Zersetzungen, insbesondere von leichtzersetzlichen organischen Substanzen erzielt werden, worauf anschliessend eine Pyrolyse vorgenommen wird.
Die CH-A5-652323 zeigt und beschreibt ein Verfahren zur Aufarbeitung von Stadtmüll, bei welchem eine Zerkleinerung, anschliessend eine Homogenisierung und eine Konditionierungsbehandlung erfolgt. Eine Vortrennung in Kunststoff, Glas und inerte Abfälle sowie eine Abtrennung von magnetischen Bestandteilen ist bei diesem Verfahren ebenfalls vorgesehen.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine im Zuge der Müllaufarbeitung üblicherweise verwendete Prallmühle dahingehend weiterzubilden und in Kombination mit weiteren Aggregaten so einzusetzen, dass diese nicht nur der Zerkleinerung, sondern einer neuen Aufgabe, nämlich dem Sortieren von Abfällen, zugeführt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemässe Verfahren zum Sortieren von Abfällen im wesentlichen darin, dass der Müll einer Prallmühle mit veränderbaren Mahlparametern, wie z.
B. vestellbarem Rost oder verstellbarer Prallplatte und/oder verstellbarer Mahlbahn, aufgegeben wird, dass die Korngrössenverteilung unterschiedlicher Materialfraktionen des die Prallmühle verlassenden zerkleinerten Mülls gemessen wird, dass der zumindest teilweise zerkleinerte Müll wenigstens einem Sieb aufgegeben wird. dass wenigstens ein Sieb mit einer Siebschnittlinie in einem relativen Minimum der materialspezifischen Korngrössenverteilung oder dem Schnittpunkt benachbarter materialspezifischer Korngrössenverteilungen eingesetzt wird und dass die Mahlparameter in Abhängigkeit von materialspezifischen Korngrössenverteilungskurven so verstellt werden, dass sich ausgeprägte Minima und/oder Schnittpunkte benachbarter materialspezifischer Korngrössenverteilungskurven ergeben.
Dadurch, dass eine Prallmühle verwendet wird, deren Mahlparameter verstellbar sind, wird die Möglichkeit geschaffen, die Zerkleinerung des Mülls in gewissen Grenzen vorzuwählen. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass bei Verwendung einer derartigen Prallmühle, deren Mahlparameter entsprechend verstellt werden können, mit einem in bestimmter Weise ausgelegten Sieb in der Folge eine relativ exakte Sortierung von Abfällen nach verschiedenen Materialien erfolgen kann.
Von einer Prallmühle werden textile und Faserrohstoffe in der Regel nur wenig zerkleinert, wobei der Zerkleinerungsgrad stark von den Mahlparametern abhängig ist, wohingegen der Zerkleinerungsgrad von Hartstoffen und mineralischen Bestandteilen, im besonderen von Glas oder Keramik, stets sehr gross ist und von den Mahlparametern kaum beeinflusst wird. Insgesamt
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ergibt sich durch Verstellung der Mahlparameter einer Prallmühle eine für bestimmte Müllarten typische Korngrössenverteilung des Gesamtmülls.
Diese Korngrössenverteilung des Gesamtmülls führt nun in der Folge zu verschiedenen materialspezifischen Korngrössenverteilungen und dadurch, dass erfindungsgemäss die materialspezifischen Korngrössenverteilungen für einzelne der gewünschten weiterzuverarbeitenden Fraktionen gemessen wird, lässt sich durch Wahl eines geeigneten Siebschnittes die Trennung von Fraktionen bewerkstelligen, welche unterschiedliche Materialzusammensetzung aufweisen.
Dadurch, dass in Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung die Mahlcharakteristik der Mühle verstellbar ist, lässt sich nun erfindungsgemäss so arbeiten, dass wenigstens ein Sieb mit einer Siebschnittlinie in einem relativen Minimum der materialspezifischen Korngrössenverteilung oder dem Schnittpunkt benachbarter materialspezifischer Korngrössenverteilungen verwendet wird, wobei durch Veränderung der Mahlparameter die Lage der Minima und Maxima der materialspezifischen Korngrössenverteilung für eine bestimmte Fraktion verschoben werden kann und ebenso die Schnittpunkte benachbarter materialspezifischer Korngrössenverteilungskurven gewünschter Fraktionen entsprechend verlagert werden können.
Durch Verschiebung der Maxima der Korngrössenverteilungskurve bestimmter Müllbestandteile, wie beispielsweise der Dünnplastikfraktion, der Fraktion an Formkörpern oder Hartplastikteilen, der Papier- oder Kartonfraktion sowie auch der feinkörnigen anorganischen Fraktionen lässt sich je nach dem gewählten Aufarbeitungsweg eine relativ gute Trennung von bestimmten Stoffgruppen voneinander durch Einstellung der Mahlparameter und Wahl der geeigneten Siebschnittlinie erzielen, wodurch ein einfaches Sortieren von Abfällen ohne händische Hilfe möglich wird.
In besonders einfacher Weise kann das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt werden, dass die Mahlparameter, wie z. B. Stellung und Anzahl der Roststäbe und/oder der Mahlbahn und damit die Kornverteilung des Mühlenaustrages und die Siebkennlinien in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des Mühlenmotors abgestimmt werden, wobei die Leistungsaufnahme des Mühlenmotors ein Charakteristikum für den geschlagenen bzw. härteren Anteil und den gerissenen bzw. faserstoffhältigen Anteil darstellt. Die Leistungsaufnahme des Mühlenmotors wird zunehmen, wenn eine relativ feine Körnung und damit insgesamt eine steilere Korngrössenverteilungskurve für den Gesamtmüll erzielt werden soll, und umgekehrt wird sich bei besonders grober Einstellung der Prallmühle die Leistungsaufnahme verringern.
Bei vorgewählter Einstellung der Schlagoder Pralleisten bzw. des Rostes oder des Mahlspaltes durch Verstellen der Mahlbahn wird die Leistungsaufnahme eine Funktion der Zusammensetzung des Gesamtmülls und es lässt sich auf diese Weise bereits rechtzeitig erkennen, ob bestimmte Fraktionen in grösseren Mengen anfallen werden, wodurch eine bestimmte Siebschnittlinie wünschenswert erscheint.
In einfacher Weise kann das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt werden, dass die Zusammensetzung der einzelnen Kornbänder, d. h. der nach Korngrössenbereichen sortierten Fraktionen, bestimmt wird und eine Mehrzahl von Siebungen mit Siebschnitten im Schnittpunkt der Verteilungskurven einer Fraktion gleicher Zusammensetzung mit der benachbarten Verteilungskurve für eine Fraktion mit von der benachbarten Fraktion verschiedener Zusammensetzung vorgenommen werden.
Die jeweils gewählten Siebschnitte orientieren sich an der nachgeschalteten Möglichkeit einer Aufarbeitung der einzelnen Bestandteile, wobei als einzelne mit derartigen gesonderten Siebschnitten abtrennbare Fraktionen eine Hartstofffraktion mit überwiegend Glas, Steinen und Keramikteilen, eine Fraktion enthaltend Vegetabilien, eine Papier- oder Pappefraktion, eine Textilien enthaltende Fraktion, eine dünne weiche Kunststoffe und eine harte Kunststoffe enthaltende Fraktion sowie eine Asche-, Sand- und Kehrichtfraktion in Frage kommen.
Die relative Häufigkeit der genannten Stoffgruppen für bestimmte Müllsorten ist bekannt und durch Wahl geeigneter Mahlparameter und entsprechend günstiger Siebschnitte lässt sich eine relativ klare Trennung dieser Fraktionen erzielen. Der jeweils feuchtere Anteil wird bei diesen Siebungen jeweils mit den feinkörnigeren Anteilen anzutreffen sein, wobei die trockeneren Anteile ebenso wie Textilfraktionen und dünne weiche Kunststofffraktionen am grobkörnigen Ende durch Siebung abgetrennt werden können.
Als besonders bevorzugt für die Wahl der Siebschnitte lässt sich aus den Korngrössenverteilungskurven eine Verfahrensführung ableiten, bei welcher die Siebschnitte bei Korngrössen
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angesetzt werden, welche einem Punkt der Korngrössenverteilungskurve mit einer ersten Ableitung von 0 und/oder einer zweiten Ableitung von 0 entsprechen, oder zwischen diesen Punkten lie- gen.
Vorausgesetzt für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine bekannte Prallmühle, welche als Mehrzweckmühle verwendet ist und mehrere Zerkleinerungsbereiche, nämlich ein Prallwerk mit einer Prallplatte, eine Mahlbahn und einen Rost aufweist. Die Mahlbahn kann bei diesen bekannten Einrichtungen verschoben bzw. verfahren werden, wodurch der Mahlspalt verändert wird. Bezüglich des Rostes besteht die Möglichkeit, einzelne Stäbe in ihrer Lage zu verändern, wodurch der Abstand der Pralleisten bzw. Schlagleisten verändert werden kann.
Darüber hinaus lässt sich der Rost aus einer Arbeitsstellung heraus verschwenken. Die zur Grobzerkleinerung vorgesehene Prallplatte lässt sich gleichfalls in ihrer relativen Position verstellen.
Durch Verstellung der Prallplatte, welche in ihrer Arbeitsstellung üblicherweise zur Grobzerkleinerung auf etwa 300 bis 400 mm eingesetzt wird, lässt sich ebenso wie durch Verstellung der Prallplatte und der Mahlbahn, bei welcher insgesamt Zerkleinerungen auf etwa 200 mm erzielt werden können, die Korngrössenverteilung insgesamt beeinflussen. Wenn zusätzlich zur Prallplatte und zur Mahlbahn auch der Rost in der Arbeitsstellung angeordnet ist, ergibt sich eine Feinzerkleinerung, wobei die Rostspaltabstände die stoffspezifische Zerkleinerung wesentlich beeinflussen.
Die Wirkungsweise derartiger Mühlen besteht im wesentlichen darin, dass beim Auftreffen von gegen die Prallplatte geworfenen Müllbestandteilen eine Desintegration erfolgt, worauf in der Folge in der Mahlbahn mit sich verengendem Mahlspalt die eigentliche Mahlarbeit geleistet wird, wobei diese Mahlbahn selbst als Rost ausgebildet sein kann und schliesslich ein Rost mit konzentrisch zu den Erzeugenden des Rotors angeordneten Stäben für die Feinmahlarbeit verantwortlich ist.
Die Verstellung der Rostweite erlaubt es bei derartigen Mühlen, die Maxima der stoffspezifischen Korngrössenverteilungskurven zu verschieben, und die erfindungsgemässe Verfahrensführung ermöglicht, die Siebschnittstellen entsprechend nachzuziehen, um eine Trennung und somit Sortierung von Müll zu erzielen.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 die materialspezifische Korngrössenverteilung verschiedener Müllbestandteile sowie die Korngrössenverteilung des zerkleinerten Mülls nach dem Verlassen der Mühle ; Fig. 2 eine analoge Darstellung wie Fig. 1 für die Trennung zweier Fraktionen unterschiedlicher Materialeigenschaften ; Fig. 3 eine Darstellung analog der Fig. 2 für die Unterscheidung von Dünnplastik und Hartplastik ; Fig. 4 eine analoge Darstellung wie Fig. 3 für einen Müll anderer Provenienz ;
Fig. 5 eine anloge Darstellung wie Fig. 4 mit unterschiedlicher Skalierung, wobei der Anteil Trockensubstanz gegen die Korngrösse aufgetragen wurde, und Fig. 6 eine weitere Darstellung für vier materialspezifische Korngrössenverteilungen und deren Unterscheid- barkeit.
In Fig. 1 ist im oberen Teilbereich die Korngrössenverteilung einer Hartstofffraktion mit-l- bezeichnet. Mit --2-- ist die Korngrössenverteilung für Vegetabilien, mit --3-- die für Papier und Pappe, mit-4-die entsprechende Korngrössenverteilung für Textilien, mit --5-- die Korngrössenverteilung für Asche, Sand und Kehricht und mit --6-- die Korngrössenverteilung für Kunststoffe angegeben. Diese Werte wurden bei Einstellung einer Prallmühle erzielt, welche insgesamt das darunter dargestellte Zerkleinerungsbild ergab. Die logarithmische Skalierung trägt hiebei den Siebdurchgang in Masseprozent der Rohmüllmasse gegen die Maschenweite des Prüfsiebes in mm auf, wobei die Maschenweite des Prüfsiebes ebenso wie bei den nachfolgenden Darstellungen für die Mühlencharakteristik logarithmisch gewählt wurde.
Je nach Einstellung der Mahlparameter ergibt sich eine mehr oder minder steil verlaufende, durch eine Gerade annäherbare Kornverteilung des zerkleinerten Gesamtmülls, wobei in den einzelnen Fraktionen die relative Häufigkeit der Stoffgruppen --1 bis 6-- unterschiedlich ist. Die Fig. 1 gibt diese Häufigkeitsverteilung im wesentlichen qualitativ wieder, wobei die günstigsten Siebschnitte zur Unterscheidung der einzelnen Fraktionen durch die in Fig. 1 vertikal verlaufenden strichlierten Linien angedeutet sind, wobei sich die zugehörige Maschenweite des günstigsten Siebschnittes aus der Darstellung der Charakteristik der Mühle ergibt.
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In der Folge sind in den einzelnen Figuren der jeweils untere Teilbereich immer charakteri- stisch für die Kornverteilung des Mühlenaustrages, wobei jeweils Mittelwerte einer Mehrzahl von Versuchen aufgetragen wurden und die Skalierung für den unteren Teil der Figuren gleich gehalten wurde. In Fig. 2 ist nun über der Kornverteilung des zerkleinerten Gesamtmülls der Wassergehalt der Fraktionen in Prozent von 0 bis 50 im unteren Bereich und der Glühverlust in Prozent der Trockensubstanz skaliert mit 0 bis 100 im oberen Teilbereich dargestellt. Bei Betrachtung des oberen Bildes von Fig. 2 ergibt sich somit, dass zwischen zwei, in ihren Materialeigenschaften unterschiedlichen Fraktionen unterschieden werden kann, welche durch den durch eine vertikale strichlierte Linie getrennten günstigsten Sieb schnitt voneinander getrennt werden können.
Der Siebschnitt bei 18 mm ergibt hiebei als Überlauf eine Brennstoff-aus-Müll-Fraktion und als Siebdurchgang eine Rohkompostfraktion.
Bei der Darstellung nach Fig. 3 lässt sich ein relativ deutliches Minimum in der Korngrössenverteilungskurve des Kunststoffanteiles beobachten. Es wurde der Kunststoffanteil in Prozent des Glühverlustes mit 0 bis 100 skaliert und ein charakteristisches Minimum ergibt sich bei einer Siebschnittlinie mit einer Maschenweite von 40 mm, wobei die Fraktion oberhalb von 40 mm bzw. der Siebüberlauf die Dünnplastikfraktion beinhaltet und die Fraktion unterhalb von 40 mm die entsprechende Hartplastikfraktion. Mit dem gleichen Müll wurde nun bei geänderter Mühlencharakteristik, wie sie in Fig. 4 unten dargestellt ist, neuerlich der günstigste Siebschnitt ermittelt, wofür wieder der Kunststoffanteil in Prozent des Glühverlustes gegen die Korngrösse aufgetragen wurde.
Durch Veränderung der Mühlencharakteristik, wie sie durch die geänderte Kennlinie in Fig. 4 unten demonstriert ist, verschieben sich die Maxima der Dünnplatik- und der Hartplastikfraktion, so dass nun bei der geänderten Mühlencharakteristik der günstigste Siebschnitt im Bereich zwischen 10 und 18 mm gelegt wird. Die beiden Siebschnitte bei 10 und 18 mm sind wieder durch strichlierte Linien angedeutet.
Bei der Darstellung nach Fig. 5 wurde nun bei einer in Fig. 5 unten vorausgesetzten Korngrössenverteilung des zerkleinerten Rohmülls durch geeignete Einstellung der Mühle eine korngrössenspezifische Untersuchung durchgeführt, wobei sich je ein deutliches Maximum in der Korngrössenverteilung der in hohem Masse cellulosehaltigen Fraktionen und der Korngrössenverteilung der Hartstoffe ergab. Die günstigste Siebschnittlinie für die Abtrennung der Hartstoffe von cellulosehaltigen organischen Substanzen ergibt sich hiebei im Bereich zwischen 5 und 15 mm, bevorzugt bei 7,5 mm.
Bei der Darstellung nach Fig. 6 sind wieder eine Mehrzahl verschiedener Fraktionen gleichzeitig ersichtlich, wobei die Mühlencharakteristik sich wieder aus dem unteren Bild ergibt. Ein deutliches Maximum der Papier- bzw. Kartonfraktion ergibt sich bei dieser Zerkleinerungscharakteristik bei Korngrössen von etwa 25 mm, wobei ein weniger ausgeprägtes Maximum für Vegetabilien in der Grössenordnung zwischen 5 und 10 mm aufgefunden wurde. Eine Abtrennung von Dünnplastikteilen kann in einfacher Weise bei Siebschnittlinien zwischen 35 und 40 mm erfolgen, wohingegen Formkörper und Hartplastik bei dieser Mühlencharakteristik im Korngrössenbereich von etwa 15 mm bevorzugt auftreten.
In Fig. 6 ist hiebei der Anteil des Papiers und der Vegetabilien an der gesamten organischen Trockensubstanz in Prozent im unteren Teilbereich der Fig. 6 und der Anteil Kunststoffe an der gesamten organischen Trockensubstanz im oberen Teilbereich dargestellt, wobei die Abszissenachse wieder die Korngrösse von Grob nach Fein darstellt, wie sich aus der Zuordnung zu der Mühlenkennlinie ergibt.
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