DE102009026473A1

DE102009026473A1 - Verfahren und Reaktor zum Aufbereiten von kohlenwasserstoffhaltigen Altmaterialien für die Rückgewinnung von Wertstoffen

Info

Publication number: DE102009026473A1
Application number: DE102009026473A
Authority: DE
Inventors: Heike Brueske
Original assignee: Brueske Heike Dipl-Ing
Current assignee: Brueske Heike Dipl-Ing
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-12-02

Abstract

Zum schnellen und kostengünstigen Aufbereiten von Sonderabfall wird das Material durch Wärmezufuhr in seine Bestandteile zerlegt und danach abgekühlt bzw. abkühlen gelassen. Der zu behandelnden Masse der Altmaterialien wird die für die Zerlegung und die Behandlung erforderliche Wärme sowohl von außen als auch von innen zugeführt, was sowohl das Aufheizen auf die erforderliche Behandlungstemperatur als auch das anschließende Abkühlen begünstigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten und Zerlegen von kohlenwasserstoffhaltigen Altmaterialien wie verbrauchten Batterien und Gummireifen, wobei die Altmaterialien durch Wärmezufuhr in ihre Bestandteile zerlegt und danach abgekühlt bzw. abkühlen gelassen werden. Außerdem betrifft die Erfindung einen Reaktor zum Aufbereiten und Zerlegen von kohlenwasserstoffhaltigen Altmaterialien wie verbrauchten Batterien und Gummireifen, der insbesondere zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt ist.
Ganz allgemein betrifft die Erfindung die Entsorgung von Sonderabfall derart, dass im Abfall enthaltene Wertstoffe für erneute Verwendung zur Verfügung stehen.
Es ist vorgeschlagen worden, kohlenwasserstoffhaltige Altmaterialien, ggfs. nach Zerkleinern, in einem Reaktor thermisch zu zerlegen. Dabei wird der Masse der Altmaterialien die für die thermische Zerlegung benötigte Wärme durch die Wände des Reaktors von außen zugeführt, Um das Verfahren wirtschaftlich durchführen zu können, wird eine größere Menge von zerkleinertem, beispielsweise zerschreddertem, Altmaterial aufbereitet. Die hierfür zum Aufwärmen der gesamten Masse durch und durch benötigte Zeit ist verhältnismäßig groß und beträgt beispielsweise etwa 8 bis 9 Stunden. Für das Abkühlenlassen der behandelten Masse wird noch einmal etwa dieselbe Zeit benötigt, so dass das Verfahren insgesamt sehr zeitaufwändig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den für das thermische Aufbereiten und Zerlegen von größeren Mengen Sonderabfall, beispielsweise kohlenwasserstoffhaltiger Altmaterialien, benötigten Energie- und Zeitaufwand deutlich zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der von Anspruch 1 abhängigen Verfahrensansprüche 2 und 3.
Außerdem wird die Erfindung mit einem Reaktor gelöst, welcher die Merkmale des Anspruches 4 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Reaktors sind Gegenstand der von Anspruch 4 abhängigen Ansprüche 5 bis 10.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Menge der – ggfs. zerkleinerten, insbesondere zerschredderten – kohlenwasserstoffhaltigen Altmaterialien in Teilmengen aufgeteilt wird, denen so denn gleichzeitig von außen Wärme zugeführt wird, beispielsweise durch erhitztes Gas, welches über großflächige Wärmetauschwände geführt wird. Dadurch, dass die gesamte Menge der zu behandelnden Altmaterialien in kleinere Teilmengen aufgeteilt wird, ist die der gesamten Masse zuzuführenden Wärme gezielter einzusetzen, denn die Teilmengen der Masse lassen sich schneller durch und durch auf die benötigte Behandlungstemperatur aufheizen und für die benötigte Behandlungszeit auf dieser Temperatur halten. Die Wärmeübertragung erfolgt vorzugsweise über großflächige ebene Wände und nicht, wie beispielsweise früher vorgeschlagen, in einen kugelförmigen oder zylindrischen Reaktorbehälter. Die behandelten kleinen Teilmengen der Altmaterialien kühlen nach der Wärmebehandlung auch schneller ab, so dass das Verfahren insgesamt weniger zeitaufwändig ist. Ein etwas größerer apparativer Aufwand wird durch die Verbesserung bei der Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr mehr als kompensiert. Die Erfindung gestattet daher eine wirtschaftlichere Arbeitsweise.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass innerhalb der einzelnen Heiz-Behälter des Reaktors sich entwickelnde Gase vielfältig abgeführt werden, so dass sie nicht lange in oder auf der Masse der zu behandelnden Altmaterialien verbleiben.
Das Verfahren lässt sich also ökonomischer und mit wesentlich geringerem Zeit- und Energieaufwand, insbesondere mit verringerter Wärmezufuhr bzw. verringertem Wärmeverbrauch, wirtschaftlich durchführen.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten und arbeitenden Reaktors schematisch dargestellt, und zwar zeigt
1 eine Seitenansicht des Reaktors und
2 einen horizontalen Querschnitt des Reaktors nach Linie II-II aus 1.
Ein für die thermische Aufbereitung und Zerlegung von kohlenwasserstoffhaltigen Altmaterialien und Rückgewinnung von Wertstoffen, beispielsweise Blei, Öl und Kohlenstoff, bestimmter Reaktor 1 weist ein in der Zeichnung nicht gezeigtes luftdicht gekapseltes Gehäuse auf, in dem vier im Grundriss quadratische Heiz-Behälter 2, 3, 4 und 5 angeordnet sind. Diese Behälter haben jeweils glatte flächige Seitenwände 6 und einen den Behälter nach unten abschließenden Boden 7.
Die Behälter 2, 3, 4 und 5 sind jeweils mit ihrem offenen oberen Ende 8 an eine gemeinsame Sammelkammer 9 angeschlossen. Am oberen Ende der Sammelkammer 9 ist ein nach außen vorstehender umlaufender Flansch 10 angeordnet, auf dem ein abschlussbildender Deckel 11 lösbar befestigt ist.
Durch den Deckel 11 ist eine Abgasleitung 12 hindurchgeführt, die als Abzug für in den Heiz-Behältern 2 bis 5 bei der thermischen Zersetzung der aufzuarbeitenden Altmaterialien entwickelte Gase dient. Unter der Mündung der Abgasleitung 11 ist in der Sammelkammer 9 eine, als Schmutzabweiser dienende Prallplatte 13 angeordnet, die verhindert, dass aus der Sammelkammer 9 in die Abgasleitung 12 Fremdkörper bzw. Fremdstoffe eindringen und die Abgasleitung 12 mit der Zeit verschmutzen und verstopfen können.
Über und nahe dem Boden 7 jedes der Heiz-Behälter 2 bis 5 ist jeweils wenigstens eine Lochplatte 14 angeordnet, durch welche bei der thermischen Zersetzung bzw. Zerlegung der Altmaterialien entstehende Gase in einen darunter befindlichen Hohlraum 15 entweichen können. Auf der Lochplatte 14 ist ein nach oben zum offenen Ende 8 des betreffenden Heiz-Behälters führendes Rohr 16 angeordnet, durch welches aus dem Hohlraum 15 dort angesammelte Gase nach oben in die Sammelkammer 9 und von dort in die Abgasleitung 12 abströmen können.
In die einzelnen Heiz-Behältern 2 bis 5 sind im Eckbereich einzelne oder mehrere Entgasungsschächte 17 eingebaut, durch die im betreffenden Heiz-Behälter entwickelte Gase ebenfalls nach oben in die Sammelkammer 9 abströmen können. Auch die Entgasungsschächte 17 münden mit ihrem offenen oberen Ende in die gemeinsame Sammelkammer 9 des Reaktors 1.
Die einzelnen Heiz-Behälter 2, 3, 4 und 5 werden gleichzeitig von außen über deren flächige Seitenwände 6 mittels heißem Gas erwärmt, das in dem luftdicht gekapselten äußeren Gehäuse des Reaktors umgewälzt wird, bis das in den Teilbehältern befindliche Altmaterial insgesamt auf die benötigte Behandlungstemperatur erwärmt und die notwendige Behandlungszeit verstrichen ist, d. h. bis das zu verarbeitende Material „ausgeblutet” ist. Danach können die Teilbehälter mittels kaltem Gas von außen abgekühlt werden, sofern man nicht vorzieht, das in den Heiz-Behältern befindliche Material in den Behältern ohne Zwangskühlung abkühlen zu lassen.
Das zum Beheizen oder zum Kühlen verwendete Gas wird in dem luftdicht gekapseltem, in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuse des Reaktor 1 umgewälzt und überstreicht die äußeren und die innen liegenden Wände 6 der Teilbehälter 2 und 5 allseitig, wo durch ein für die jeweilige Behandlung gewünschter intensiver Wärmetausch stattfindet.
Die Heiz-Behälter 2 bis 5 sind, wie insbesondere 2 zeigt, in einem gegenseitigen Abstand angeordnet, so dass zwischen ihnen Kanäle 18 vorgesehen sind, deren Querschnitt ausreicht, um einen unbehinderten Durchstrom des im Reaktor-Gehäuse umgewälzten Heiz- und/oder Kühlgases zu gewährleisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit verhältnismäßig niedriger Temperatur durchgeführt werden, beispielsweise nicht höher als etwa 600°C. Es eignet sich zur Entsorgung von Sonderabfall, insbesondere zum Entsorgen von benutzten Automobil-Batterien, bei denen Blei, Öl und Kohlenstoff anfallen und voneinander getrennt werden sollen, aber auch zum Entsorgen von Fahrzeugreifen.
Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Heiz-Kammern einen quadratischen Grundriss haben, können die Heiz-Kammern auch andere Querschnittsformen aufweisen und ggfs. auch kugelförmig ausgebildet sein.

Claims

Verfahren zum Aufbereiten und Zerlegen von Sonderabfall, beispielsweise kohlenwasserstoffhaltigem Altmaterial wie verbrauchten Batterien und Gummireifen, wobei das Material durch Wärmezufuhr in seine Bestandteile zerlegt und danach abgekühlt bzw. abkühlen gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Masse der Altmaterialien die für die Zerlegung und die Behandlung erforderliche Wärme sowohl von außen als auch von innen beispielsweise durch Kanäle (18), zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für die thermische Zerlegung und Behandlung erforderliche Wärme der in Teilmengen aufgeteilten Masse der Altmaterialien durch glatte ebene Flächen aus wärmeleitendem Metall großflächig zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der thermischen Zerlegung entstehende Gase aus der Masse der Altmaterialien nach oben, unten und/oder zu den Seiten abgeleitet werden.
Reaktor zum Aufbereiten und Zerlegen von Sonderabfall, beispielsweise kohlenwasserstoffhaltigen Altmaterialien wie verbrauchten Batterien und Gummireifen, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem beheizbaren Gehäuse zur Aufnahme einer Menge des Sonderabfalls wie Altmaterialien und mit einer Ableitung für aus der Menge der behandelten Materialien bei der Behandlung entweichenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass ein gekapseltes Gehäuse des Reaktors mehrere Heiz-Behälter (2 bis 5) enthält, die jeweils wärmeleitende flächige Außenwände (6) aufweisen, welche mit über sie hinwegströmenden, im Reaktor-Gehäuse umgewälzten Gasen gleichzeitig beheizbar und/oder kühlbar sind.
Reaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Heiz-Behälter (2 bis 5) an eine gemeinsame Ableitung (9, 12) für aus den Heiz-Behältern abströmende Gase angeschlossen sind.
Reaktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Heiz-Behälter (2 bis 5) einen zum Abführen von bei der Behandlung der Materialien entwickelten Gasen nach unten und/oder nach der Seite bestimmten Einbau (14, 15, 16) enthält.
Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbau jedes Heiz-Behälters (2 bis 5) wenigstens eine im Abstand (15) über dem Boden (7) des betreffenden Heiz-Behälters angeordnete Lochplatte (14) aufweist, an die ein zum offenen oberen Ende (8) des Heizbehälters führendes Rohr (16) angebaut ist.
Reaktor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Jedem Heiz-Behälter (2 bis 5) in den Eckbereichen wenigsten ein nach oben führendes Entgasungsschacht (17) eingebaut ist.
Reaktor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Heiz-Behälter (2 bis 5) einschließlich deren Einbauten (14 bis 17) in eine gemeinsame Sammelkammer (9) münden, an welche die nach oben führende Abgasleitung (12) angeschlossen ist.
Reaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sammelkammer (9) im Abstand vor der Abgasleitung (12) eine den Strom der Abgase umleitende Prallplatte (13) als Schmutzabweiser vorgesehen ist.