AT392928B - Verfahren und einrichtung zur thermischen regenerierung kunstharzgebundener giessereisande - Google Patents

Description

AT 392 928 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Regenerierung kunstharzgebundener Gießereisande für die Verwendung anstelle von Neusand.

Ferna: betrifft die Erfindung eine zur Durchführung einer solchen Regenerierung geeignete Einrichtung.

Durch die fortschreitende Mechanisierung in der Gießereiindustrie, mit immer höheren Ansprüchen an die Formstoffsysteme, kommen neben den üblichen, tongebundenen Formstoffen in zunehmendem Maße kunstharzgebundene Formsande zum Einsatz.

Im Gegensatz zu den tongebundenen Formstoffen, bei denen der Bindeton während des Gießprozesses seine Bindekraft nur partiell verliert, geht die Bindefähigkeit der Kunstharzbinder nach jedem Form- und Gießprozeß irreversibel verloren. Eine Wiederverwendung derartiger Altformstoffe setzt deshalb voraus, daß die nicht mehr bindefähigen Kunstharzhüllen vom Sandkorn abgetrennt werden.

Zu diesem Zweck wird der Gießereialtsand einer thermischen Behandlung unterzogen und auf eine 500 eC übersteigende Temperatur erhitzt, wobei die Kunstharzhüllen verbrennen.

Die DE-OS 3516191 empfiehlt, derartig zu regenerierende Schüttgüter in einer dosierten, dünnen Schicht über Böden gleiten zu lassen, welche eine Aufheizung des gleitenden Schüttgutes durch Infrarotstrahlen gestatten. Die erzielbare Erwärmung sowie die Durchsatzleistung haben sich jedoch als unzureichend und unwirtschaftlich erwiesen.

Die DE-OS 3032560 beschreibt ein Verfahren zum Herausbrennen einer brennbaren Komponente eines im übrigen nicht brennbaren Schüttgutes in einer mehretagigen Wirbelschicht, wobei die Erhitzung des Schüttgutes und die Verbrennung der brennbaren Komponente in der obersten Wirbelschicht erfolgen. In der zweiten Wirbelschicht erfolgt die Abkühlung des Produktes, wobei gleichzeitig die zur Fluidisierung der oberen Wirbelschicht «forderliche Luft vorgewärmt wird.

In einem anderen Verfahren (DE-OS 3636479) wird die Regenerierung dadurch «reicht, daß der Altsand in vorgegebener, relativ geringer Schichthöhe in einem Wirbelschichtofen erhitzt wird. Die Durchwirbelung des Altsandes wird durch starke Vibrationen unterstützt Mittels vor- und nachgeschalteter Wärmetauscher soll der Energieverbrauch gering gehalten werden. Ein Problem der thermischen Regenerierung kunstharzgebundener Gießereialtsande stellen die im Abgas enthaltenen Schadstoffe in Form von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen dar.

Die Erfindung bezweckt ein wirtschaftliches, leistungsfähiges Verfahren und die dazugehörige Einrichtung zu schaffen, bei der das Ausgangsprodukt kunstharzgebundener Gießereialtsand so behandelt wird, daß es sich ohne Einschränkungen wie Neusand verwenden läßt, und die Prozeßabgase die vorgeschriebenen Grenzwerte für Schadstoffe unterschreiten.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem der Altsand nach einer mechanischen Zerstörung der Sandknollen, und einer Abtrennung eventuell im Sand befindlicher Metallteile, ein« Wirbelschichtapparatur zugefühlt, und auf die zur Regenerierung erforderliche Temperatur erhitzt wird.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Apparatur,

Fig. 2 einen geschnittenen Grundriß.

Der Sand wird kontinuierlich durch die Einfüllöffnung (1) aufgegeben, und durch Einblasen von Luft in Wirbelschichtzustand versetzt. Dies kann entweder durch einen porösen und/oder Durchtrittsöffnungen aufweisenden Boden, oder durch ein mit Bohrungen versehenes Rohrsystem erfolgen. Die Höhe der Wirbelschicht wird durch die Höhe der Auslaufkante vorgegeben. Indem der Sand in Wirbelschichtzustand versetzt (fluidisiert) wird, erreicht man einerseits ein Fließverhalten ähnlich ein« Flüssigkeit, andererseits erzielt man einen sehr guten Wärmeübergang zwischen den in der Wirbelschicht befindlichen Wärmetauschern und der Sandwirbelschicht.

Die schadstoffbelasteten Abgase der Wirbelschicht (2) (in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie dargestellt) werden einer Brennkammer (3) zugeführt, wo sie unter Zufuhr von Wärme auf eine Temperatur «hitzt werden, die eine vollständige Verbrennung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe gewährleistet.

Das nachverbrannte Abgas strömt durch Wärmetauscher (4), die sich in der Wirbelschicht befinden, und gibt einen Großteil seines Wärmeinhaltes an den Sand ab, wodurch dieser auf die zur Regenerierung erforderliche Temperatur erhitzt wird. Der in Wirbelschichtzustand befindliche Sand fließt im Gegenstrom zu den in den Wärmetauschern strömenden Gasen. Eingebaute Schikanen (5) verhindern, daß einzelne Sandkörner die Apparatur zu rasch durchlaufen und dadurch mangelhaft regen«iert werden (die Fließrichtung des Sandes ist in Fig. 1 und Fig. 2 durch mit Keilen versehene Volünien gekennzeichnet). Bevor der erhitzte und von Kunstharzen getrennte Sand die Apparatur verläßt, wird er an plattenförmigen, berippten Wärmeaustauscherflächen (6) vorbeigeführt, wo « sich im Gegenstrom zum Altsand bewegt und dabei Wärme an diesen abgibt. Dadurch wird bewirkt, daß d« Energieverbrauch gesenkt wird, die Wärmetauscher (4) kleiner dimensioniert werden können, und die nachgeschalteten Kühleinrichtungen, in denen der von Kunstharzen getrennte Sand auf Verarbeitungstemperatur gekühlt wird, kleiner ausgeführt w«den können. -2-

Claims (2)

1. AT 392 928 B PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur thermischen Regenerierung kunsthaizgebundener Gießereialtsande durch Verbrennen der an den Sandkörnern haftenden Kunstharzhüllen in einer Wirbelschichtapparatur, dadurch gekennzeichnet, daß die schadstoffbelasteten Abgase der Wirbelschicht in ein»' Brennkammer (3) unter Zufuhr von Wärme nachverbrannt werden und die nachverbrannten Abgase über Wärmetauscher (4) durch die Wirbelschicht geleitet werden, wobei ein Wärmeübergang zwischen nachverbranntem Abgas und Sandwirbelschicht erfolgt, wodurch der Sand auf die zur Regenerierung erforderliche Temperatur erhitzt wird.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Wirbelschichtzustand versetzte, erhitzte und von Kunstharzen getrennte Sand an plattenförmigen, insbesondere berippten, Wärmeaustauschflächen (6) vorbeigeführt wird, wobei ein Wärmeübergang zwischen heißem, von Kunstharz getrenntem Sand und ebenfalls in Wirbelschichtzustand befindlichen zu erhitzenden Altsand erfolgt Hiezu 1 Blatt Zeichnung