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Die
Erfindung betrifft eine Anlage zur Behandlung von Abfallstoffen
und kann für
alle Anwendungsgebiete eingesetzt werden, in denen Abfälle in ihrem
Volumen reduziert werden sollen oder auf andere Weise thermisch
behandelt werden müssen.
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DE 196 14 689 C2 beschreibt
eine multivalent einsetzbare Anlage zur thermischen Behandlung von
Ausgangssubstanzen, welche einen beheizbaren Reaktor aufweist, in
welchem die Substanzen eine Vorschub- und Umwälzbewegung vollführen und
einer Temperatur von 280 bis 400°C
ausgesetzt werden. Die dabei entstehenden Gase und Dämpfe werden
abgesaugt und kondensiert und können
zur Beheizung der Anlage eingesetzt werden.
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Nachteil
dieser Anlage ist der zu niedrige Temperaturbereich, durch welchen
die Behandlung einiger wichtiger Substanzen, z.B. Industrieabfälle aus
der Papierindustrie nicht behandelt werden können sowie das noch große Volumen
der behandelten Substanzen und die schwierige Beseitigung der Restgase,
wodurch die Umwelt belastet wird.
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Aus
DE 28 21 825 C3 ist
ein Pyrolyse-Reaktor zur Umsetzung von Abfall bekannt, der im Wesentlichen
aus einer über
eine Brennkammer indirekt beheizten, rotierenden Retorte, der an
einem Ende eine Abfalleingabe und am anderen Ende ein Austrag für pyrolisiertes
Material und Pyrolysegas zugeordnet ist, besteht. Die Retorte wird über einen
Zahnkranz in Rotation versetzt und ist mit einem Innengewinde versehen,
dessen Steigung im Bereich des Austrages kleiner als im Bereich
der Abfalleingabe. Weiterhin ist die Retorte als abgestumpfter Kegel
ausgebildet, der sich in Durchflussrichtung des Materials durch
die Retorte verjüngt.
Die Retorte weist eine sehr nachteilige gemeinsame Austrittzone
auf, in der das aufgrund der Pyrolyse-Reaktion erzeugte Gas von dem pyrolisierten
Rückstand
getrennt wird. Diese Austrittszone mündet in zwei Leitungen. Eine
Leitung erstreckt sich abwärts
und dient zur Entladung der pyrolisierten Rückstände aus der Retorte, die andere
Leitung erstreckt sich aufwärts
und dient der Entladung des Pyrolysegases. Von dieser Leitung aus
führt eine
Leitung zum Brennstoffeinlass des Brenners.
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Auch
in
DE 30 18 572 A1 wird
ein Pyrolyseofen für
die Pyrolyse von Abfallstoffen beschrieben, mit einem länglichen
Pyrolyseraum, der als Drehrohr ausgebildet ist, einer Beschickungseinrichtung
an einem Ende des Pyrolyseraumes, einer Austragseinrichtung am anderen
Ende des Pyrolyseraumes, einer den Mantel des Pyrolyseraumes umfassenden Heizeinrichtung,
die mehrere Heizkammern mit unterschiedlicher Wärmeabgabe an zugeordnete Bereiche
des Pyrolyseraumes aufweist, einer Abzugseinrichtung für die in
der Heizeinrichtung entstehenden Abgase und einem Auslass für die bei
der Pyrolyse der Abfallstoffe entstehenden Pyrolysegase, die zur Verbrennung
der Heizeinrichtung zugeführt
werden. Die Beschickung erfolgt dabei über einen Beschickungsstößel und
der Austrag über
eine Schnecke. Das abgesaugte Pyrolysegas gelangt entweder direkt
oder über
die Kombination eines Wärmetauschers
und einer Nachbrennkammer zum Brenner.
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Die
EP 0 626 988 B1 bezieht
sich auf ein Verfahren zum Beheizen einer Schweltrommel, wobei mit
dem Heizgas stets eine ausreichende Wärmemenge in die Schweltrommel
eingebracht werden soll. Zur Einstellung der Temperatur des Heizgases, das
durch Verbrennung eines Teilstroms des Schwelgases erzeugt wird,
wird ein steuerbarer Teilstrom des aus der Schweltrommel abströmenden und
somit abgekühlten
Heizgases in einem geschlossenen Teilkreis zur Schweltrommel zurückgeführt und
dabei dem heißen
Heizgas wieder zugemischt. Um dem Heizgas die fehlende Wärmemenge
zuzuführen,
wird das aus der Schweltrommel abströmende abgekühlte Heizgas zunächst vorgewärmt. Anschließend wird das
vorgewärmte
Heizgas zusammen mit dem verbrannten Teilstrom des Schwelgases der Schweltrommel
wieder zugeführt.
Ein Teilstrom des aus der Schweltrommel abströmenden Heizgases wird vor oder
nach der Vorwärmung
aus dem Heizgaskreis abgezweigt. Die dafür eingesetzte Einrichtung zum
Beheizen der Schweltrommel weist eine Brennkammer zum Erzeugen des
Heizgases auf, wobei der Brennkammer ein Teilstrom des in der Schweltrommel
erzeugten Schwelgases zuführbar ist.
Der Schweltrommel wird der Abfall über eine schneckenartige Zuführeinrichtung
zugeführt.
Der Abfall wird in der Schweltrommel durch die von heißem Rauchgas
oder Heizgas beheizten Rohre pyrolisiert oder verschwelt. Das dabei
entstehende Schwelgas und der ausgegaste Reststoff werden in der
Austragskammer voneinander getrennt. Der Reststoff wird über eine
Austragsöffnung
einer Weiterverarbeitung zugeführt.
Er kann z. B. in der Brennkammer verbrannt werden.
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Die
vorgenannten Lösungen
weisen den Nachteil auf, dass sich im Gas befindliche Feuchtigkeit
mit in den Brenner gelangt. Weiterhin ist von entscheidendem Nachteil,
dass bei der Zuführung
des Abfalls Umgebungsluft in den Reaktor gelangen kann, wodurch
die Gefahr besteht, dass sich im Reaktor ein explosives Gasgemisch
bildet. Um die Rotation des gesamten Reaktors (
DE 28 21 825 C3 ,
DE 30 18 572 A1 ,
EP 0 626 988 B1 )
zu gewährleisten,
ist ein relativ hoher Energieaufwand und eine teure Lagerung des
Reaktors erforderlich. Drehrohröfen
verursachen allgemein hohe Investitions- und Betriebskosten.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Anlage und ein Verfahren zur thermischen
Behandlung von Abfallstoffen zu entwickeln, die einen einfachen
konstruktiven Aufbau aufweist, eine erhebliche Volumenreduzierung
der Abfallstoffe gewährleistet,
die Behandlung vielfältiger
Ausgangssubstanzen ermöglicht
und die Trennung nicht weiter verwertbarer Endsubstanzen von verwertbaren
Endsubstanzen gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des 1. Patentanspruchs gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Anlage zur Behandlung von Abfallstoffen besteht aus einem Reaktor,
den die Abfallstoffe durchlaufen und in dem die Abfallstoffe einer
Temperatur ausgesetzt werden, die deren Trocknung oder Pyrolyse
bewirkt, wobei dem Reaktor eine Trenneinrichtung nachgeschaltet
ist, in der feinkörnige
Partikel, nicht weiter verwertbare Endsubstanzen wie Asche und Staub
von grobkörnigeren
weiter verwertbaren Partikeln trennbar sind.
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Die
Trenneinrichtung ist bevorzugt in Form einer Austragsschnecke ausgebildet,
die in einem zumindest an seiner Unterseite siebartig perforierten Schneckenmantelrohr
sitzt. Der Trenneinrichtung ist ein Auffangbehälter für die ausgesiebten feinkörnigen Partikel
zugeordnet. An die Trenneinrichtung schließt sich eine zum Pelettieren
der grobkörnigen Partikel
geeignete Pelettieranlage an.
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Es
ist somit z.B. möglich,
in der Austragsschnecke aus pyrolisierten Ausgangssubstanzen in Form
von metallhaltigen Verbundmaterialien die grobkörnigen Metallabscheidungen
von den anderen pyrolisierten Bestandteilen des Verbundmaterials
zu trennen, da die nach der thermischen Behandlung als Asche vorliegenden
Papieranteile des Verbundmaterials abgesiebt werden können. Die
aus ggf. vorhandenen Kunststoffanteilen gebildeten Pyrolysegase werden
im Reaktor abgesaugt und können
als Brenngas wieder verwendet werden.
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Die
Anlage zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen besteht aus
wenigstens einem Reaktor mit einer Zuführung für die Abfallstoffe als Ausgangssubstanzen
und einer Abführung
für die
thermisch behandelten Endsubstanzen und weist eine Heizeinheit zur
Beheizung des Reaktors sowie eine Absaugung für die entstandenen Gase und
Dämpfe
auf.
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In
dem Reaktor sind ein oder mehrere Umhausungen angeordnet, in der/denen
jeweils eine rotierende Schnecke vorhanden ist, wobei der Reaktor und/oder
die Umhausung/en gegenüber
der Umgebung weitestgehend oder vollständig abgedichtet ist/sind.
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Dazu
erfolgt die Zuführung
zum Reaktor und/oder Abführung
vom Reaktor und/oder die Zuführung
in die Umhausung und/oder die Abführung aus der Umhausung über eine
die Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistenden Zellradschleuse.
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Zusätzlich oder
alternativ kann der sich an die Zuführung anschließende Bereich
der Schnecke eine Steigung aufweisen, in welcher die Ausgangssubstanzen
so verdichtet werden, dass eine Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistet
ist.
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Weiterhin
kann der sich vor der Abführung befindliche
Bereich der Schnecke eine Steigung aufweisen, in welcher die Endsubstanzen
so verdichtet werden, dass eine Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistet
ist.
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Vorteilhafter
Weise ist in die Anlage ein der Heizeinheit zugeordneter Combustor
zur thermischen Nachverbrennung von Restgasen integriert.
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Die
abgesaugten Gase/Dämpfe
oder die daraus gewonnenen Restgase sind direkt oder über einen
Kondensator mittels der Absaugung dem Combustor und der Heizeinheit
zuführbar.
Durch die Zuführung
der Gase zum Combustor und zur Heizeinheit ist es möglich, das
Volumen des Brenngases, welches als Anschubenergie für den Brenner
der Heizeinheit erforderlich ist, ggf. soweit zu reduzieren, dass
von dem Brenner nur noch eine Stützflamme vorhanden
ist. Die gesamte Heizenergie für
den Reaktor wird dann durch die Verbrennung der abgesaugten Gase/Dämpfe bzw.
Restgase zur Verfügung gestellt.
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Alternativ
können
die Restgase einer Energieerzeugungseinrichtung zugeleitet werden.
Ebenfalls ist es möglich,
einen ersten Teil der Restgase dem Combustor und der Heizeinheit
und einen zweiten Teil der Restgase der Energieerzeugungseinrichtung
zuzuführen.
Da bei dem thermischen Behandlungsprozess erfahrungsgemäß das Volumen
des erzeugten Restgases um ein Vielfaches höher ist als das Volumen des
Restgases, welches für
die Beheizung des Reaktors erforderlich ist, stellt die Weiterleitung
von Restgasen an die Energieerzeugungseinrichtung eine effiziente
Ausnutzung des Restgases dar.
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Die
Energieerzeugungseinrichtung kann z.B. ein Dampfkessel und ein Dampfmotor
und/oder ein Blockheizkraftwerk sein.
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Das
Volumen der behandelten Substanzen wird im Verhältnis zum Volumen der Ausgangssubstanzen
bis zu 90% reduziert, wodurch nur noch geringe Deponiekosten zu
verzeichnen sind.
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Dem
Kondensator ist ein Ölabscheider
nachgeschaltet, aus welchem lipophiles Kondensat und wässriges
Kondensat separat abgeleitet werden. Zwischen dem Ölabscheider
und dem Kondensator ist zur Erzeugung eines Kühlkreislaufes ein Rückkühlwerk angeordnet.
Weiterhin kann dem Reaktor ein Wärmetauscher
zur Wärmerückgewinnung und/oder
zur Vorkühlung
von Brennerluft der Heizeinheit zugeordnet sein.
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Die
Ausgangssubstanzen durchlaufen bei einer Umwälzbewegung und einer Temperatur,
die das Trocknen und/oder die Pyrolyse der Ausgangssubstanzen gewährleistet,
den Reaktor (über
die in den Schneckenmänteln
angeordneten Schnecken). Dabei ist im Reaktor eine die Niedertemperaturpyrolyse gewährleistende
Temperatur bis 500°C,
eine die Mitteltemperaturpyrolyse gewährleistende Temperatur von
500°C bis
800°C oder
eine die Hochtemperaturpyrolyse gewährleistende Temperatur über 800°C einstellbar.
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Bevorzugt
beträgt
die Temperatur 250 bis 800°C.
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Die
Durchlaufzeit, die Drehzahl der im Reaktor befindlichen Schnecke
und die Verweilzeit richten sich nach dem Feuchtigkeitsgehalt der
Ausgangssubstanzen.
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Die
Endsubstanzen sind entweder deponierfähig oder in den Wirtschaftskreislauf
rückführbar. Durch
die großen
Volumen und Masseverluste treten dabei nur noch geringe Deponiekosten
auf. Einige Substanzen können
ohne oder mit geringer Nachbearbeitung dem Wirtschaftskreislauf
erneut zugeführt werden.
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Als
Ausgangssubstanzen können
z.B. Zelluloseschlämme,
Spuckstoffe, Schredderabfälle
von Kraftfahrzeuginnenteilen oder DSD-Sortierreste (DSD = Duales
System Deutschland) und daraus z.B. aluminiumhaltige Fraktionen
eingesetzt werden. Weiterhin ist es möglich, folgende Abfallstoffe
zu behandeln und somit in ihrem Volumen wesentlich zu reduzieren:
- – sonstige
Abfälle
aus der mechanischen Behandlung von Abfällen,
- – Abfälle aus
dem Schreddern von metallhaltigen Abfällen, wie Verbundkarton (Tetrapack),
- – Schlämme aus
einer anderen Behandlung von industriellem Abwasser,
- – Schlämme, die
gefährliche
Stoffe aus einer anderen Behandlung von industriellem Abwasser enthalten,
- – Schlämme aus
der biologischen Behandlung von industriellem Abwasser,
- – Schlämme aus
der betriebseigenen Abwasserbehandlung,
- – Schlämme aus
der betriebseigenen Abwasserbehandlung, die gefährliche Stoffe enthalten,
- – Schlämme oder
Emulsionen aus Entsalzern,
- – Schlämme aus
physikalisch-chemischen Behandlungen,
- – Schlämme aus
physikalisch-chemischen Behandlungen, die gefährliche Stoffe enthalten,
- – Zelluloseschlämme,
- – Spuckstoffe,
- – Deinking-Schlämme,
- – ölhaltige
Schlämme.
- – Abfälle aus
der Kanalreinigung,
- – Straßenkehricht,
- – Rückstände aus
der Schrottaufbereitung (Schredder-Leicht-Fraktion),
- – Abfälle, behaftet
mit organischen Pflanzenschutzmitteln, Holzschutzmitteln und anderen
Bioziden,
- – feste
Abfälle
aus Sandfanganlagen und Öl-Wasserabscheidern,
- – Abfälle aus
der Sanierung von Böden
und Grundwasser,
- – Abfälle aus
Prozessen der mechanischen Formgebung sowie der physikalischen und
mechanischen Oberflächenbearbeitung
von Metallen und Kunststoffen,
- – Gleisschotter,
der gefährliche
Stoffe enthält,
- – Boden
und Steine, die keine gefährlichen
Stoffe enthalten,
- – Sande
aus der Wirbelschicht, die bei der Verbrennung oder Pyrolyse von
Abfällen
anfallen,
- – Abfälle aus
der Altölaufbereitung,
- – medizinische
und krankenhausspezifische Abfälle,
- – Schredderabfälle von
Kraftfahrzeuginnenteilen aus der Altautoverwertung,
- – verschmutzte
Mischkunststoffe aus Sortieranlagen,
- – Produktionsabfälle,
- – DSD-Sortierreste,
- – Hühnerkot
oder andere Fäkalien
aus der Tierproduktion,
- – sowie
Mineralien (z.B. Sand, Steine), wobei hier nur eine unwesentliche
Volumenreduzierung stattfindet.
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Werden
z.B. Zelluloseschlämme
als Ausgangssubstanzen in der Anlage thermisch behandelt (vorzugsweise
bei 350°C)
kann die Endsubstanz, die ein zellulosehaltiges Pulver ist, brikettiert
und in brikettierter Form als Brennstoff eingesetzt werden.
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Beim
Einsatz von Abfallstoffen – Ausgangssubstanzen
(SA) in Form von Spuckstoffen entsteht als Endsubstanz (SE) vorwiegend
Asche und ein großer
Volumenanteil an Restgas, welches als Brenngas einsetzbar ist.
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Ausgangssubstanzen
(SA) in Form von Schredderabfällen
von Kraftfahrzeuginnenteilen ergeben als Endsubstanz (SE) Asche
mit Metallabscheidungen und Restgas (Grest),
welches als Brenngas einsetzbar ist.
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Werden
als Ausgangssubstanz DSD-Sortierreste behandelt, entsteht als Endsubstanz
(SE) Asche mit Metallabscheidungen. Bestehen die DSD-Sortierreste
beispielsweise aus Kunststoff-/Papier-Abfällen mit Aluminiumanhaftungen
(wie z.B. Verbundkarton/Tetrapacks), so befinden sich in der Asche
größere Metallabscheidungen
aus fast reinem Aluminium. Das bei der thermischen Behandlung der DSD-Sortierreste
gebildete Restgas kann ebenfalls als Brenngas eingesetzt werden.
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Die
abgesaugten Gase/Dämpfe
bzw. das Restgas wird, wie vorgenannt beschrieben, als Brenngas
entweder dem Combustor und der Heizeinheit oder einer Energieerzeugungseinrichtung zur
Verfügung
gestellt.
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Im
Reaktor sind ein oder mehrere Schnecken in jeweils einer Umhausung
angeordnet. Darin werden die Ausgangssubstanzen umgewälzt und
bewegt und der im Reaktor herrschenden Temperatur ausgesetzt. Jede
Umhausung weist bevorzugt eine Höhe
auf, die größer ist
als der Durchmesser der sich im Schneckenmantel befindlichen Schnecke.
Weiterhin verjüngt
sich die Umhausung im Querschnitt nach oben, wobei die Absaugung
für die
Dämpfe
bevorzugt in diesem Bereich angeordnet ist, wodurch gewährleistet
wird, dass feine Partikel und Staub nicht in die Absaugung gelangen
können.
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Die
Umhausung/en ist/sind bevorzugt drehfest angeordnet.
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Die
sich an den Ausgang des Reaktors anschließende Austragsschnecke, die
in einem zumindest an seiner Unterseite siebartig perforierten Schneckenmantelrohr
angeordnet ist, dient dazu, Staub, Asche und andere kleinere Endsubstanzen von
größeren Endsubstanzen
(z.B. Metallabscheidungen) zu trennen.
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Weiterhin
ist es möglich,
in einem Reaktor mehrere aus jeweils einem Schneckenmantel und einer
Schnecke bestehende Einheiten z.B. neben- und/oder übereinander
in einem Reaktor anzuordnen.
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Es
können
auch mehrere Reaktoren miteinander gekoppelt werden.
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Der
Schneckenmantel und die Schnecke sollten eine Neigung aufweisen,
die in Richtung zur Austragsöffnung
ansteigt.
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Um
die Reinigung des Innenraums des Reaktors zu gewährleisten, kann dieser in seiner
Wandung eine oder mehrere Revisionsöffnungen aufweisen.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels
und zugehöriger
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1:
Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Anlage
in Form eines Blockschaltbildes,
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2:
Prinzipdarstellung eines Längsschnittes
durch die Umhausung, in welchem eine Schnecke mit unterschiedlichen
Steigungen angeordnet ist, ohne Zellradschleusen,
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3:
Prinzipdarstellung eines Längsschnittes
durch die Umhausung, in welcher eine Schnecke mit unterschiedlichen
Steigungen angeordnet ist, mit einer Zellradschleuse am Ausgang,
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4:
Querschnitt einer Umhausung mit darin befindlicher Schnecke,
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5:
Darstellung einer Aluminiumfraktion, die aus entsprechend behandeltem
Verbundkarton gewonnen wurde.
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Der
Reaktor 1 besitzt gem. 1 eine erste Zellradschleuse
(Z1) für
die Zuführung
der Ausgangssubstanzen SA und eine zweite Zellradschleuse (Z2) für die Abführung der
behandelten Substanzen SE. Die Zellradschleusen Z1, Z2 gewährleisten eine
nahezu vollständige
Abdichtung gegenüber
der umgebenden Atmosphäre,
so dass über
die Umgebungsluft kein Sauerstoff in den Reaktor 1 eindringen kann,
wodurch eine Explosionsgefahr ausgeschlossen wird. Die Ausgangssubstanz
SA durchläuft
unter einer Umwälzbewegung
den Reaktor 1 durch eine in einer drehfesten Umhausung 1.1 rotierenden
Schnecke 1.2 bei einer Temperatur von 250 bis 800°C. Dazu sind
dem Reaktor eine Heizeinheit 2 sowie ein Combustor 5 zugeordnet.
Der bei der thermischen Behandlung entstehende Dampf D (Pyrolysegase) wird
mittels eines Sauggebläses 3 aus
dem Reaktor 1 abgesaugt. Das durch die Heizeinheit 2 erzeugte Rauchgas
Grauch wird durch den Schornstein abgeführt. Der
Dampf D gelangt zu einem Kondensator 4, in welchem das
darin enthaltene Wasser auskondensiert. Das aus dem Kondensator 4 abgeleitete
Restgas Grest, wird über einen Combustor 5,
der zur thermischen Nachverbrennung des Restgases dient, in einem
ersten Teilstrom T1 der Heizeinheit 2 und in einem zweiten
Teilstrom T2 einer Energieerzeugungsanlage 9 zugeführt. Dazu
ist zwischen Kondensator 4 und Combustor 5 das
Sauggebläse 3 vorgesehen, durch
welches auch die Absaugung der Dämpfe
D aus dem Reaktor 1 über
dessen Umhausung 1.1 erfolgt.
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Es
ist möglich,
den ersten Teilstrom T1 oder den zweiten Teilstrom T2 zu unterbrechen,
so dass das Restgas nur der Heizeinheit oder nur der Energieerzeugungseinrichtung
zur Verbrennung zugeführt
wird.
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Das
Kondensat K wird aus dem Kondensator einem Ölabscheider 7 zugeführt. Zwischen
Kondensator 4 und Ölabscheider 7 ist
ein Filter F angeordnet. Die Kühlung
des Kondensators 4 erfolgt über das Kühlwasser WK/den Kühlkreislauf
eines Rückkühlwerkes 8 zwischen Ölabscheider 7 und
Kondensator 4. Aus dem Ölabscheider 7 wird
lipophiles Kondensat K1 und wässriges
Kondensat K2 in entsprechende Auffangbehälter abgeleitet.
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Die
vorgenannt beschriebene Lösung
stellt ein destillatives Verfahren für die thermische Behandlung
von Abfallstoffen wie z.B. Schleifschlamm, Walz- und Schmiedezunder,
Klärschlamm
usw. dar.
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Für die Realisierung
einer Pyrolyse für
die Behandlung anderer Abfallstoffe sind die Anlagenteile 4.7, 8,
K1, K2 nicht erforderlich. Stattdessen werden für den Teilstrom T1 ein Staubrad,
Sauggebläse sowie
ein Filter (z.B. ein Zyklonfilter/eine Multizyklonbatterie) eingesetzt
und für
den Teilstrom T2 nach einem Filter/Zyklon eine energetische Nutzung
(9) vorgesehen, die z.B. Heißdampf erzeugt und einer Turbine
die Stromgewinnung ermöglicht.
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Restliche
Nebenprodukte wie Pyrolyseöl, Pyrolysewasser
und Pyrolysekoks werden aus dem Prozess entfernt und ggf. weiter
behandelt oder entsorgt.
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2 und 3 zeigen
die Prinzipdarstellung eines Längsschnittes
durch die Umhausung 1.1 eines Reaktors 1, in welcher
eine Schnecke 1.2 mit unterschiedlichen Steigungen angeordnet
ist. In den Zwischenraum zwischen der Wandung W des Reaktors 1 und
der Umhausung 1.1 wird Heizmedium H zugeführt, welches
mit dem hier nicht dargestellten Brenner/Combustorsystem (1)
erzeugt und als Rauchgas Grauch abgeleitet
wurde. Nach der Zuführung
für die
Ausgangssubstanzen SA besitzt die Schnecke 1.2 eine so
geringe Steigung a, dass die Ausgangssubstanzen SA verdichtet werden
und somit selbst oder zusätzlich
gegen die Umgebung abdichten. Darauf folgt ein Bereich mit einer
größeren Steigung
b, in welchem die Dichte der zu behandelnden Substanzen wieder verringert
wird, so dass deren thermische Behandlung erfolgen kann, wobei das Volumen
der Ausgangssubstanzen erheblich reduziert wird. In diesem Bereich
befindet sich auch die Absaugung für die aus den Ausgangssubstanzen durch
die Temperatureinwirkung des Heizmediums entstandenen Gase/Dämpfe D.
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Es
schließt
sich gem. 2 ein Bereich der Schnecke 1.2 mit
einer geringeren Steigung c an. Die Steigung c wird dabei so gewählt, dass
die behandelten Substanzen SE verdichtet werden und somit selbst
oder zusätzlich
gegen die Umgebung abdichten. Die Steigung c kann dabei in Abhängigkeit
von der Volumenreduzierung gegenüber
der Steigung a verkleinert sein.
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Alternativ
ist es möglich,
die Ableitung der behandelten Substanzen SE bei gleich bleibender oder
gem. 3 sich verringernder Steigung der Schnecke 1.2 über eine
Zellradschleuse Z2 vorzunehmen. Dabei erfolgt die Zuführung der
Ausgangssubstanzen wie in 2 bei verringerter
Steigung a der Schnecke 1.2, so dass diese selbst abdichten. Dann
erhöht
sich die Steigung der Schnecke 1.2 auf den Wert b, so dass
das Volumen der zu behandelnden Substanzen pro Steigung verringert
wird. Da sich nun das Volumen der Substanzen durch die thermische
Behandlung stark reduziert, kann die Steigung der Schnecke 2.2 auf
den Wert b allmählich
verringert werden, ohne dass hier eine Abdichtung innerhalb der
Schnecke 1.2 erfolgt. Die Abdichtung gegenüber der
Umgebung erfolgt durch die Zellradschleuse Z2 als Abführung der
behandelten Substanzen SE.
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Die
Umhausung 1.1 ist gem. 2 und 3 gestellfest
ausgebildet und die Schnecke 1.2 rotiert in der Umhausung 1.1.
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In 3 ist
nach der zweiten Zellradschleuse Z2 eine Austragsschnecke 10 in
einem Schneckenmantelrohr 11 angeordnet.
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Das
Schneckenmantelrohr 11 weist an seiner Unterseite eine
siebartige Perforation auf (nicht näher dargestellt), durch welche
Staub, Asche und Feinabscheidungen nach unten in einen Auffangbehälter 12 fallen.
Die verbleibenden Ausgangssubstanzen wie Metallabscheidungen können z.B.
in einer Brikettierstation 13 brikettiert werden, wodurch
deren Volumen weiter reduziert und/oder die weitere Handhabung verbessert
wird.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung ist
es erstmalig möglich,
z.B. aus DSD-Sortierresten,
wie Verbundkarton-Verpackungen (Tetrapacks) für Getränke oder andere Lebensmittel,
die Aluminium enthalten, schnell und äußerst energieeffizient Aluminium
wiederzugewinnen.
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Die Ökobilanz
für derartige
Verpackungen kann damit wesentlich verbessert werden.
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4 zeigt
mögliche
Querschnitte einer Umhausung 1.1 mit darin befindlicher
Schnecke 1.2. Die Umhausung 1.1 folgt in ihrem
unteren Bereich der Krümmung
der Schnecke 1.2 und weist in Bild a einen sich nach oben
im Wesentlichen rechteckigen erstreckenden Querschnitt auf, dessen
Höhe H1.1
größer ist
als der Durchmesser D1.2 der Schnecke. In 4 Bild b
weist der sich nach oben erstreckende Bereich eine im Wesentlichen
trapezförmige
Form auf und in Bild c sind die Seitenbereiche des sich nach oben über die
Schnecke 1.2 hinaus erstreckenden Bereiches konvex gekrümmt, wodurch
die Strömungsverhältnisse
der abgesaugten Gase/Dämpfe D
wesentlich verbessert werden. Die Absaugung 1.3 für die Gase/Dämpfe D ist
jeweils im obersten Bereich der Umhausung 1.1 angebunden.
Alternativ sind auch andere, z.B. dreieckige Formen möglich, dabei
ist darauf zu achten, dass die Höhe
H der Umhausung größer ist
als der Durchmesser D1.2 der Schnecke 1.2, da dadurch die
Absaugung 1.3 besser und zuverlässiger gewährleistet ist und nicht soviel feine
Feststoffpartikel mit abgesaugt werden.
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In 5 ist
eine Aluminiumfraktion (fast reines Aluminium) dargestellt, welche
mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
aus geschredderten Abfällen
des Dualen Systems, die Verbundkarton mit Aluminium enthielten,
gewonnen wurde.
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Die
Abfälle
des Dualen Systems (Verbundkarton und andere Kunststoffe) wurden
dazu geschreddert und bei einer Temperatur von 350 bis 650 °C im Reaktor
behandelt. Die Endsubstanz ist Asche mit fast reinem Aluminium.
Das abgesaugte Gas kann zum Betrieb der Anlage oder anderweitig
als Brennstoff eingesetzt werden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung ist
es somit erstmalig möglich
in nur einem Verfahrensschritt aus geschredderten Abfällen des
Dualen Systems wieder fast reines Metall/Aluminium zurück zu gewinnen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung kann weiterhin
eine überraschend
große
Volumenreduzierung der unterschiedlichsten Ausgangssubstanzen erzielt
werden. Darin enthaltene Wertstoffe, die sonst mit den Abfallstoffen
auf die Deponie gelangt sind, z.B. Metallfraktionen, können aus
den Endsubstanzen entnommen und dem Wirtschaftskreislauf wieder zugeführt werden.