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Die
Erfindung betrifft in einer weiteren Ausbildung des Gegenstandes
nach Patent
DE 1178022 kombiniert
mit einer weiteren Ausbildung des Gegenstandes nach Patent
EP 0303034 bzw.
DE 4415069 eine unabhängige Vorrichtung
zur Behandlung von Mischabfällen
und anderen Mischgütern,
die hinsichtlich Körnung
und Dichte ihrer Bestandteile heterogen zusammengesetzt sind, durch
die Kombination von ballistischer und pneumatischer Sichtung.
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Für die Aufbereitung
von Mischabfällen
existiert eine Vielzahl von Techniken, darunter auch einige, die
eine vollautomatische Separation definierter Stoffe aus einem heterogenen
Abfallgemisch ermöglichen
(z.B. Separation von ferromagnetischen Stoffen mittels Magnetabscheider
oder Separation von nahezu sortenreinen Kunststoffen mittels IR-gestützten Sortiergeräten). In
der Ära
des Endes der Deponierung von Mischabfällen kommunaler und gewerblicher
Herkunft existiert derzeit keine Technik, die alle verwertbaren
Bestandteile (z.B. Holz, Papier und Pappe, Glas, Bauschutt, Textilien,
biologisch abbaubare Stoffe, Gips, Kunststoffe, Gummi etc.) aus
Abfallgemischen automatisch separieren kann. Um die Verwertung von
automatisch nicht separierbaren Abfallbestandteilen zu ermöglichen,
kann auf die manuelle Sortierung derzeit nicht verzichtet werden.
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Mangels
Selektivität
kann die pneumatische Sichtung (Windsichtung) alleine für die Separation von
Leichtgut in unzerkleinerten Mischabfällen nicht zielführend eingesetzt
werden. Daher können
nach heutigen Stand der Technik die zur Ersatzbrennstoffaufbereitung
geeigneten Leichtanteile – in
Mischabfällen
ca. 30 % – erst
nach Vorzerkleinerung mittels Windsichtung separiert werden. Nachteil
bei diesem Verfahren: auch die abrasive Stoffe enthaltende Schwerfaktion
(z.B. Metalle, Glas, mineralische Bestandteile) muss verschleißintensiv
vorzerkleinert werden und entzieht sich aufgrund der Korngröße nach
der Vorzerkleinerung anschließend
einer wirtschaftlichen manuellen Sortierung.
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Die
Vorsortierung von Mischabfällen
in Fraktionen mit ähnlichem
Verhältnis
von Dichte und Oberfläche
ohne deren vorherige Zerkleinerung ermöglicht eine effiziente weitere
Aufbereitung der gewonnenen Fraktionen. So lässt sich die Leichtfraktion
im Hinblick auf die erforderliche Zerkleinerung verschleißarm zu
Ersatzbrennstoffen weiterverarbeiten. Mittel und insbesondere Schwerfraktionen
von Mischabfällen
können
maschinell und manuell effektiv sortiert werden. Die kostenintensive
Zerkleinerung von Mittel- und Schwerfraktion kann vermieden werden.
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Bei
der Vorrichtung nach Patent
DE
1178022 erfolgt die Separation von Mischgutbestandteilen durch
die sich bei unterschiedlichem Verhältnis von Dichte- und Oberfläche nach
Abwurf von einem Schleuderband ergebenden Wurfbahnen unterschiedlicher
Materialien (ballistische Sichtung), kombiniert mit einer Querstrom-
und Absaugsichtung (pneumatische Sichtung).
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Bei
der Kombination von ballistischer und pneumatischer Sichtung von
Mischgütern
ist nur in geringem Umfang mit „Fehlwürfen" in der Schwerfraktion zu rechnen, da
das Schwergut nur in geringem Umfang spezifisch leichte Anteile
des Mischgutes mitreißen
kann, ohne seine Wurfbahn deutlich zu verkürzen. Anders verhält es sich
bei der Leichtfraktion: runde bzw. „rollige" Schwergutbestandteile, die auf dem
Schleuderband aufgrund von gegenläufigen Rollbewegungen nicht
wie die anderen Mischgutbestandteile beschleunigt werden, können auch
bei deutlich höherem
spezifischem Gewicht die Abwurfbahn von spezifisch leichten Mischgutbestandteilen aufweisen
und führen
trotz zusätzlicher
pneumatischer Sichtung zu Fehlwürfen.
Weiterhin führt
die Feinfraktion auch bei hohem spezifischem Gewicht einzelner Bestandteile
aufgrund der geringen Korngröße und Masse
und der dadurch gegebenen kurzen Abwurfbahn ebenfalls zu Fehlwürfen in
der Leichtfraktion. Nachteil bei der Behandlung von Mischgütern in
Vorrichtungen nach Patent
DE 1178022 ist
die mangelnde Selektivität
insbesondere bei der Separation der Leichtfraktion, deren Verunreinigung
durch runde bzw. „rollige" Schwergutbestandteile
sowie durch die Feinfraktion nicht vermieden wird. Erfolgt weiterhin
die Absaugung des Sichterluftstroms in einer Vorrichtung nach dem
Patent
DE 1178022 ohne
einen wirksamen Schutz der Absaugeinrichtung gegen Verstopfung,
ist der erforderliche gleichmäßig gerichtete
Sichterluftstrom nicht zu gewährleisten.
Verwirbelungen im Sichterluftstrom in Folge von Verstopfungen der
Absaugeinrichtung verhindern eine selektive Stofftrennung im Rahmen
der pneumatischen Sichtung.
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Eine
Vorrichtung zur kontinuierlichen pneumatischen Separation der spezifisch
leichten Bestandteile von Abfallgemischen ist aus dem europäischen Patent
EP 0303034 bekannt. Sie
besteht aus einer drehbaren Siebtrommel, der gegenüber eine Siebwand
angeordnet ist. Zwischen Siebwand und Siebtrommel ist ein Fallschacht
ausgebildet, über dem
das zu trennende Mischgut mittels Fördereinrichtungen aufgegeben
wird. Durch axiale Absaugung der Siebtrommel werden spezifisch leichte
und flächige
Bestandteile von niedergehendem Mischgut an der Oberfläche der Siebtrommel
angesaugt, während
spezifisch schwere Bestandteile (im Fallschacht) in eine Förderrinne
fallen. Das an der Oberfläche
der Siebtrommel angesaugte Leichtgut wird nach einer halben Umdrehung
der Siebtrommel mittels Abstreifer von der Trommeloberfläche abgeschert.
Um die Trennfunktion zu erhöhen
wird ein Luftstrom von der gegenüberliegenden
Siebwand ausgesandt. Nachteilig bei einer Vorrichtung dieser Art
ist, dass mit dem flächig
auf der Siebtrommel aufliegenden Abstreifer insbesondere dünne, flächig auf der
Oberfläche
der Siebtrommel angesaugte Leichtstoffe nicht sicher abgeschert
werden können,
wodurch die Selektivität
des Verfahrens eingeschränkt wird.
Weiterhin lassen sich mit einer Vorrichtung nach dem europäischen Patent
EP 0303034 aus dem aufgegebenen
Mischgut lediglich zwei Fraktionen separieren.
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Eine
weitere Vorrichtung dieser Art ist aus dem Patent
DE 4415069 bekannt. Sie besteht ebenfalls
aus einer drehbaren Siebtrommel in der eine Luftströmungseinrichtung
angebracht ist. Die Luftströmungseinrichtung
besteht aus einer Absaug- und Ausblashaube, die drehbar und in verschiedenen
Positionen justierbar der angebracht ist. Das zu trennende Mischgut
wird über
eine Fördereinrichtung
je nach Trennaufgabe und Justierung der Absaug- und Ausblashaube
vor oder nach dem Scheitelpunkt auf die drehbare Siebtrommel fallen
gelassen. Für Schwer-
und Leichtgut ist unterhalb der Siebtrommel jeweils ein Aufnahmebereich
vorgesehen. Dieser Aufnahmebereich wiederum kann aus weiteren Siebtrommeln
mit den oben beschriebenen Luftströmungseinrichtungen bestehen.
Hierdurch entsteht eine Kaskadierung von Siebtrommeln, wodurch der Sortiereffekt
wesentlich erhöht
werden soll. Nachteilig bei einer Vorrichtung dieser Art ist, dass
durch die Ansaugung bei höheren
Luftströmungen
ein Verkeilen von Leichtgut in den Löchern der Siebtrommel und damit
eine Verstopfung der Absaugeinrichtung nicht sicher vermieden werden
kann. Verstopfungen durch in den Sieblöchern verkeiltes Leichtgut
sind durch flächiges
Ausblasen der Sieboberfläche
allein nicht zu lösen.
Weiterhin lässt
sich auch durch die beschriebene Kaskadierung von Siebtrommeln die
gewünschte
Selektivität
der Trennung von Mischgütern nicht
erreichen. Das Trennprinzip ist eingeschränkt nur für die Separation von spezifisch
leichten und flächigen
Bestandteilen aus Mischgütern
geeignet. Für die
weitere Trennung von spezifisch schwereren Bestandteilen unterschiedlicher
Flächigkeit
ist das Verfahren jedoch unspezifisch. Mit diesem Verfahren auch
bei der technisch aufwändigen
Kaskadierung von Siebtrommeln mit eingebauten Luftströmungseinrichtungen
lassen sich Materialien mit kleinem Verhältnis von Dichte und Oberfläche (Leichtgut)
separieren. Die selektive Separation mehrerer Dichtefraktionen aus
heterogenen Mischgütern
ist mangels Trennschärfe
des Verfahrens insbesondere im Hinblick auf Mittel- und Schwerfraktion
nicht möglich.
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Aufgabe
der Erfindung ist die effektive Auftrennung von Stoffgemischen in
mindestens drei Fraktionen mit ähnlichem
Verhältnis
von Dichte und Oberfläche
(Leicht-, Mittel- und Schwerfraktion). Nach Abtrennung von Feinanteilen
soll dies mit einer optimierten ballistisch-pneumatischen Sichtung erfolgen. Hierbei
sollen Fehlwürfe
im Leichtgut durch rundes bzw. „rolliges" Mittel- und Schwergut unterbunden werden.
Das von saugfähigem
Leicht- und Mittelgut separierte Schwergut soll schließlich mittels Schwimm-Sink-Trennung
in eine mineralische- und eine nichtmineralische Fraktion aufgetrennt
werden.
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Erfindungsgemäß wird die
Feinfraktion vor der ballistisch-pneumatischen Sichtung mittels
mechanischer Klassierung (z.B. mittels Trommel- oder Scheibensieb)
aus den Mischgütern
separiert. Fehlwürfe
in der Leichtfraktion durch Feinkornanteile können mit dieser Anordnung unterbunden
werden. In Tüten
unterverpackte Mischgüter
können
erfindungsgemäß vor Klassierung
und ballistisch-pneumatischen Sichtung mittels Sackaufreißer aufgeschlossen
werden, um deren Trennung zu ermöglichen.
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Durch
gegenläufige
Beaufschlagung des mittels einer Schleudereinrichtung abgeworfenen Mischgutes
durch einen Sichterluftstrom, der vorzugsweise im Hinblick auf die
Wurfrichtung gegenläufig
nach unten gerichtet ist, lässt
sich vorrangig die Wurfbahn von spezifisch leichten Mischgutbestandteilen
bzw. von Mischgutbestandteilen mit sinkendem Verhältnis von
Dichte und Oberfläche-
verkürzen bzw.
bei sehr geringem Verhältnis
von Dichte und Oberfläche
(Leichtgut) gezielt umlenken. Erfindungsgemäß wird der Sichterluftstrom
(Volumenstrom: 1.000–20.000
m3/Std) mittels axialer Absaugung aus einer
in Wurfrichtung rotierenden Siebtrommel erzeugt. Ein Teil des Sichterluftstroms
wird durch eine oder mehrere oberhalb der Wurfbahn der von der Schleudereinrichtung
abgeworfenen Mischgutbestandteile angebrachte Blasdüse(n) eingebracht.
Erfindungsgemäß ist hierbei
die Siebtrommel saugseitig und die Blasdüse(n) druckseitig mit einer
im Teilumluftbetrieb betriebenen pneumatischen Einrichtung verbunden.
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Der
obere Scheitel der Siebtrommel liegt unterhalb der Abwurfkante des
Schleuderbandes.
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Die
Rotationsachse der Siebtrommel liegt in Wurfrichtung vor der Abwurfkante
des Schleuderbandes.
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Die
Siebtrommel weist je nach Trennaufgabe und Maschenweite bei der
vorab erfolgenden Klassierung des Mischgutes eine Lochung zwischen
1 und 45 mm auf. Innerhalb der Siebtrommel befindet sich eine um
die Rotationsachse der Siebtrommel verschieb- und justierbare Absaughaube,
die saugseitig mit einer pneumatischen Einrichtung verbunden ist.
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Die
pneumatische Einrichtung besteht aus einem Zyklon, zur Abscheidung
von Feststoffen aus dem Sichterluftstrom, einem Gebläse sowie
einem Abluftfilter. Die pneumatische Einrichtung ist zwischen Gebläse und Abluftfilter
(druckseitig) mit der oder den Blasdüse(n) verbunden (Teilumluftbetrieb). Die
Oberfläche
der Siebtrommel ist radial umlaufend profiliert. Im Bereich der
Profilierung weist die Siebtrommel keine Sieblochung auf. Durch
die Absaugung an der Oberfläche
der Siebtrommel haftendes flächiges
Leichtgut wird auf diese Weise nicht in die Profilierung hineingesaugt.
Mittels einer Abstreifervorrichtung, die bis in die Profile hineinragt,
kann an der Oberfläche
der Siebtrommel haftendes Leichtgut sicher abgeschert werden. Die
Abstreifervorrichtung wird im Saugschatten der im Inneren der Siebtrommel
befindlichen Absaughaube montiert. Das Abstreifen des von der Saugsichtung
durch die Siebtrommel umgelenkten Leichtgutes erfolgt an der Unterseite
der Siebtrommel. Fehlwürfe
in der Leichtfraktion durch mangelnde Beschleunigung von Mittel- und
Schwergut auf der Schleudereinrichtung (runde bzw. „rollige" Materialien) können unterbunden
werden, weil bei dieser Anordnung Mittel- und Schwergut in ihrer
Wurfbahn nicht, oder nur wenig vom Sichterluftstrom abgelenkt werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Hierbei
zeigen
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1 den
Erfindungsgedanken in einer schematischen Gesamtansicht,
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2 eine
perspektivische Ansicht der Siebtrommel mit Abstreifer und
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3 eine
perspektivische Ansicht der innerhalb der Siebtrommel befindlichen
Absaughaube.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1 wird das Mischgut über eine Aufgabeeinrichtung 1 einem
Sieb 2 zugeführt.
In Tüten
unterverpackte Abfälle
werden bei Bedarf vor dem Sieb mittels Sackaufreißereinheit
aufgeschlossen (in der Zeichnung nicht gezeigt). Der Siebüberlauf
wird mit einem Steigband 3 auf die erforderliche Höhe transportiert
und auf eine Schleudervorrichtung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Schleuderband 4 ausgeführt, abgeworfen. Die Bandgeschwindigkeit
ist zwischen 3 und 20 m/sec regelbar. Ein Durchrutschen des Schleuderbandes
unter dem Mischgut wird mittels Stollen 5 verhindert.
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Unterhalb
der Abwurfkante des Schleuderbandes 4 ist eine in Wurfrichtung
rotierende Siebtrommel 6 vorgesehen, die sich unter der
gesamten Wurfbahnbreite des Mischgutes erstreckt. Ein Sichterluftstrom
wird mittels Absaugung durch die Oberfläche der Siebtrommel und eine
Absaughaube 7 innerhalb der Siebtrommel, die über die
Rohrleitung 56 saugseitig über einen Zyklon Z sowie über die
Rohrleitung 57 mit einem Gebläse 70 verbunden ist,
erzeugt. Ein Teil des Sichterluftstroms wird durch eine oberhalb
der Wurfbahn der von der Schleudereinrichtung abgeworfenen Mischgutbestandteile
angebrachte Blasdüse 18 eingebracht.
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Wie
in 2 ersichtlich weist die Oberfläche der Siebtrommel radial
umlaufende und in die Siebtrommel hineinragende Profile 22 auf.
Im Bereich der Profilierung weist die Siebtrommel keine Sieblochung auf.
Mittels einer Abstreifervorrichtung 26, die bis in die
Profile hineinragt, wird an der Oberfläche der Siebtrommel haftendes
Leichtgut unterhalb der Siebtrommel im Saugschatten der Absaughaube 7 abgeschert.
Das von der Siebtrommel abgestreifte Leichtgut fällt durch eine Expansionskammer
E unter der Siebtrommel 6 und dem Schleuderband 4 und
wird über
den Abwurfschacht 13 einem Container 32 zugeführt.
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Im
Ausführungsbeispiel
in 3 ist die Absaugvorrichtung mit Absaughaube ohne
die über
der Absaugvorrichtung rotierende Siebtrommel dargestellt. Die Absaughaube 7 ist
um die Rotationsachse der Siebtrommel verstellbar und in der gewünschten Position
justierbar. Der Öffnungswinkel
der Absaughaube wird zwischen 45 und 270° ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel
in 3 beträgt
der Öffnungswinkel
der Absaughaube 180°.
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Die
radial durch die Oberfläche
der Siebtrommel 6 und axial aus der Absaughaube 7 abgesaugte,
mit Feststoffpartikeln versetzte Luft wird über eine Saugleitung 56 einem
Zyklon Z zugeführt. Über eine
Zellradschleuse 16 werden die im Zyklon Z abgeschiedenen
Feststoffe einem Container 35 zugeführt. Nach erfolgter Separation
von Feststoffen mittels Zyklon Z erfolgt die Absaugung über die
Saugleitung 57 mittels stufenlos regelbarem Gebläse 70.
Die Abluftreinigung erfolgt über
einen Staubfilter 75, der druckseitig über eine Leitung 58 an
das Gebläse 70 angeschlossen
ist. Die Blasdüse 18 ist über die
Rohrleitungen 44 und 58 druckseitig mit dem Gebläse 70 verbunden.
Der über
die Blasdüse 18 eingetragene Sichterluftstrom
ist über
ein Ventil 47 regelbar. Die mittels Staubfilter 75 gereinigte
Abluft wird über
einen Kamin 59 aus der Vorrichtung abgeleitet.
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Vom
Schleuderband 4 abgeworfene spezifisch schwerere Mischgutbestandteile
werden vom Sichterluftstrom nicht oder nur wenig von ihrer Wurfbahn
abgelenkt und je nach Verhältnis von
Dichte und Oberfläche über die
Abwurfschächte 14 und 15 den
Containern 33 und 34 zugeführt. Mischgutbestandteile werden
erfindungsgemäß nach steigendem
Verhältnis
von Dichte und Oberfläche
fraktioniert über
die Abwurfschächte 13–15 den
Containern 32–34 zugeführt.
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Mit
den je nach Trennaufgabe vertikal und horizontal variabel zu justierenden
Trennwänden 52 und 53 werden
die Abwurfschächte 13–15 voneinander
abgetrennt. Je nach Trennaufgabe können auch mehr Trennwände, Abwurfschächte und
Container vorgesehen werden.
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Anstatt
der zur Erfassung vorgesehenen Container 32–34 können auch
Förderbänder zum Weitertransport
der separierten Mischgutfraktionen eingesetzt werden bzw. wahlweise
auch Schüttgutboxen
(ggfs. mit angrenzendem Unterflurförderband zur chargenweisen
Weiterverarbeitung der separierten Stoffe).
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Die über den
Abwurfschacht 15 separierten Mischgutbestandteile mit dem
größten Verhältnis von Dichte
und Oberfläche
(Schwergut) werden erfindungsgemäß nachfolgend
einer Schwimm- Sinktrennung (in der Abbildung nicht gezeigt) unterzogen,
um mineralische- sowie metallische- von anderen Schwergutbestanteilen
(z.B. Holz oder kompakte Kunststoffteile) zu trennen. Eine signifikante
Gewichtszunahme der Schwerfraktion bei der nassmechanischen Behandlung
ist nicht zu erwarten.