DE102009034880A1

DE102009034880A1 - Use of a plastic-containing feedstock for cement kilns

Info

Publication number: DE102009034880A1
Application number: DE102009034880A
Authority: DE
Inventors: Michael Andreae-Jäckering
Original assignee: ALTENBURGER MASCHINEN JAECKERING GmbH; JACKERING ALTENBURGER MASCH; Altenburger Maschinen KG Jaeckering and Co
Current assignee: ALTENBURGER MASCHINEN JAECKERING GmbH; JACKERING ALTENBURGER MASCH; Altenburger Maschinen KG Jaeckering and Co
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-02-24
Also published as: EP2459932A2; WO2011012114A3; WO2011012114A2; RU2012106655A

Abstract

Verwendung eines Kunststoff-haltigen Einsatzstoffes, der durch Mahlung oder Mahltrocknung von Kunststoff-haltigen Abfällen unter Einsatz einer Luftwirbelmühle wie eines Ultra-Rotors erhalten wird, zur Befeuerung eines Drehrohr-Zementofens während der Zementherstellung. Sowohl der durch die Mahltrocknung erreichte Feuchtegrad als auch die erreichte Partikelgröße können zur Steuerung des Brandvorgangs im Zementofen genutzt werden.Use of a plastic-containing feedstock, which is obtained by grinding or mill-drying plastic-containing waste using an air vortex mill such as an ultra-rotor, for firing a rotary kiln cement kiln during cement production. Both the degree of moisture achieved by grinding drying and the particle size achieved can be used to control the firing process in the cement kiln.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Kunststoff-haltigen Einsatzstoffes für Zementöfen aus Reststofffraktionen, wie sie bei der Getrenntsammlung von Kunststoffabfällen oder aus Müllsortieranlagen üblicherweise anfallen, ferner auch aus Kunststoffabfällen, wie sie in Produktionsbetrieben anfallen sowie Mischungen daraus. Solche Abfälle können auch mit zahlreichen Verunreinigungen versehen sein, etwa mit Metallfolien, z. B. Aluminiumfolien, oder mit organischen Stoffen und Papier. Sie fallen üblicherweise in zerkleinerter Form an, wobei jedoch die Stückigkeit meist nicht definiert ist.The The invention is directed to a method for producing a plastic-containing Feedstock for cement kilns from waste fractions, as in the separate collection of plastic waste or from Müllsortieranlagen usually incurred, also also from plastic waste, as in production plants incurred as well as mixtures thereof. Such waste can also be provided with numerous impurities, such as metal foils, z. As aluminum foils, or with organic materials and paper. They usually fall in shredded form, wherein However, the pieceiness is usually not defined.

Die Möglichkeit, Kunststoffabfälle bei der Zementherstellung als Energieträger zu verwenden, ist seit langem bekannt. Bei der praktischen Umsetzung treten jedoch regelmäßig Probleme auf, wenn es sich um inhomogene Kunststoffmischungen handelt. Diese beeinflussen das Brennverhalten im Zementofen in sehr ungünstiger Weise, weil sie zu räumlich unterschiedlichen Brennbedingungen führen. Diese ungünstigen Einflüsse führen dazu, dass nach herkömmlichem Stand der Technik immer nur geringe Mengen an Kunststoffabfällen für die Zufeuerung in Betracht kommen.The Possibility of plastic waste in cement production to use as an energy source, has long been known. In the practical implementation, however, occur regularly Problems when it comes to inhomogeneous plastic mixtures. These influence the burning behavior in the cement kiln in very unfavorable Way, because they have spatially different firing conditions to lead. These unfavorable influences lead to that according to the conventional art always only small amounts of plastic waste for the firing be considered.

Will man beispielsweise ein Kunststoffgemisch aus Flaschenverschlüssen und dickeren Kunststoffteilen und gleichzeitig aus Kunststofffolien aus Einkaufstüten verbrennen, so ist das Brennverhalten völlig unterschiedlich. Während die Kunststofffolien aus Einkaufstüten innerhalb von 1 oder 2 Sekunden komplett verbrannt sind, brennen die dicken Kunststoffteile wesentlich länger, normalerweise zwischen 5 und 20 Sekunden. Im Zementofen bedeutet dieser Zeitunterschied, dass diese Teile dann verschleppt werden in Bereiche des Ofens, wo sie unerwünscht sind und teilweise unverbrannt zur Kontamination von End- oder Nebenprodukten führen.Want For example, a plastic mixture of bottle caps and thicker plastic parts and at the same time of plastic films Burn shopping bags, so the burning behavior is completely differently. While the plastic films from shopping bags completely burned within 1 or 2 seconds, burn the thick plastic parts much longer, usually between 5 and 20 seconds. In the cement kiln, this time difference means that these parts are then carried away in areas of the furnace, where they are undesirable and partly unburned for contamination lead to end or by-products.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wirtschaftliche Möglichkeit zur Befeuerung eines Drehrohr-Zementofens während der Zementherstellung zur Verfügung zu stellen, die die bisherigen Nachteile nicht mehr aufweist.task The invention is therefore an economical possibility for firing a rotary kiln cement kiln during cement production To make available, not the previous disadvantages has more.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Verwendung eines Kunststoff-haltigen Einsatzstoffes, der durch Mahlung von Kunststoff-haltigen Abfällen unter Einsatz einer Luftwirbelmühle erhalten wird, zur Befeuerung eines Drehrohr-Zementofens während der Zementherstellung. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die erreichte Partikelgröße zur Steuerung des Brandvorgangs im Zementofen genutzt wird.The Invention solves this problem by using a plastic-containing Feedstock, which by grinding of plastic-containing waste under Use of an air vortex mill is obtained, for firing a rotary kiln cement kiln during cement production. In one embodiment of the invention it is provided that reached Particle size for controlling the firing process used in the cement kiln.

In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird die Mahlung durch eine Trocknung ergänzt. Die Erfindung löst diese Aufgabe dann durch Verwendung eines Kunststoff-haltigen Einsatzstoffes, der durch Mahltrocknung von Kunststoff-haltigen Abfällen unter Einsatz einer Luftwirbelmühle und Heißluft erhalten wird, zur Befeuerung eines Drehrohr-Zementofens während der Zementherstellung. Zur Bereitstellung von Heißluft wird vorzugsweise Abfallwärme eines Zementofens eingesetzt. Ein übliches Kunststoffgemisch aus der Sortierung hat 30 bis 40% Feuchte, die, wenn sie in den Zementofen direkt eingebracht wird, den Heizwert entsprechend der aufzubringenden Verdunstungsenthalpie verringert. In jedem Zementwerk steht jedoch heiße Abluft sehr günstig zur Verfügung und kann daher zur Trocknung eingesetzt werden. Hierdurch wird der Heizwert entsprechend erhöht.In Further embodiments of the invention is the grinding by a Drying supplements. The invention solves this problem then by using a plastic-containing feedstock, by grinding drying plastic-containing wastes obtained using an air vortex mill and hot air is used for firing a rotary kiln cement kiln during cement production. To provide hot air Preferably waste heat of a cement kiln is used. A usual plastic mixture from the sorting has 30 to 40% moisture, which when introduced directly into the cement kiln is the calorific value according to the enthalpy of evaporation to be applied reduced. However, every cement works has hot exhaust air very cheap available and therefore can Drying be used. As a result, the calorific value is corresponding elevated.

Die einzelnen Schritte sind hierbei als solche bereits bekannt. Beispielsweise beschreibt die AT 232830 eine Anlage und ein Verfahren zum Fein- und Feinstmahlen von thermoplastischen Kunststoffen, wobei besonders die Möglichkeiten der Behandlung PVC-haltiger kommunaler Abfälle beschrieben werden. Allerdings sind die erhaltenen Fraktionen nicht für einen Zementofen geeignet. Eine Trocknung findet nicht statt.The individual steps are already known as such. For example, this describes AT 232830 a plant and a process for fine and fine grinding of thermoplastics, with particular emphasis on the possibilities of treating municipal waste containing PVC. However, the fractions obtained are not suitable for a cement kiln. Drying does not take place.

In der DE 42 00 827 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung eines Kunststoffes oder Gummi aus einem Abfallgemisch beschrieben, bei dem ebenfalls eine Vermahlung in einer Luftwirbelmühle vorgenommen wird, allerdings mit dem Ziel, Gummi und nicht sortenrein vorgelegte Kunststoffmischungen voneinander möglichst sortenrein zu trennen. Auch eine Mahltrocknung wird beschrieben.In the DE 42 00 827 A1 describe a method and a device for detecting a plastic or rubber from a waste mixture, in which a grinding is also carried out in an air fluidized mill, but with the aim of separating rubber and non-sorted plastic mixtures presented as pure as possible from one another. Also a Mahltrocknung is described.

Keines der beschriebenen Verfahren legt jedoch die Kombination dieser Verfahrensschritte zur Herstellung eines geeigneten Brennstoffes für einen Zementofen oder deren Verwendung hierzu nahe. In beiden Dokumenten zum Stand der Technik mussten die Kunststoffabfälle, bevor sie in eine Luftwirbelmühle gegeben werden, auf eine bestimmte Größe vorzerkleinert werden, was aufwändig ist. Überraschenderweise wurde gefunden, dass Kunststoffabfälle, die für den Einsatz in einem Zementofen vorgesehen sind, ohne Vorzerkleinerung in eine Luftwirbelmühle gegeben werden können, wobei die folienartigen Kunststoffe ohne weitere Mahlung durch die Mühle hindurchgefördert werden und dabei auch keinen Energiemehrverbrauch verursachen. Eine Vorsortierung ist nicht erforderlich, was ein Vorteil der Erfindung ist.None However, the method described sets the combination of these steps for producing a suitable fuel for a cement kiln or their use for this purpose. In both documents to the state The technology required the plastic waste before going in an air vortex mill can be given to a specific one Size can be pre-shredded, which is laborious is. Surprisingly, it was found that plastic waste, the intended for use in a cement kiln, without Pre-crushing be placed in an air vortex mill can, with the film-like plastics without further Grinding be conveyed through the mill and also cause no additional energy consumption. A presorting is not required, which is an advantage of the invention.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sowohl der durch die Mahltrocknung erreichte Feuchtegrad als auch die erreichte Partikelgröße zur Steuerung des Brandvorgangs im Zementofen genutzt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Feuchtegrad des erhaltenen Kunststoffgemisches variabel gehalten wird und dem jeweiligen Heizbedarf des Zementofens angepasst werden kann, und die Partikelgröße dem geregelten Abbrandverhalten entsprechend angepasst wird, was durch Variation der Luftmengen in der Luftwirbelmühle möglich ist. Dies ist besonders dann sinnvoll, wenn das erfindungsgemäße Verfahren dazu genutzt wird, den erhaltenen Kunststoff-haltigen Einsatzstoff ohne weitere Zwischenlagerung direkt in den Zementofen einzubringen. Aber auch eine Filterung in einem Zyklonfilter mit Abscheidung und eine sich anschließende separate Förderung in den Zementofen ist Gegenstand der Erfindung.In a further embodiment of the invention, it is provided that both the degree of moisture reached by the mill drying and the particle size achieved for the control of Brandvor used in the cement kiln. This is achieved in that the degree of moisture of the resulting plastic mixture is kept variable and can be adapted to the respective heating requirements of the cement kiln, and the particle size is adjusted according to the controlled burn-off behavior, which is possible by varying the air volumes in the fluidized-fluid mill. This is particularly useful when the method according to the invention is used to introduce the resulting plastic-containing feed directly into the cement kiln without further intermediate storage. But also a filtering in a cyclone filter with deposition and a subsequent separate promotion in the cement kiln is the subject of the invention.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Verwendung eines Ultra-Rotors als Luftwirbelmühle für die Mahlung oder Mahltrocknung, wie er beispielsweise in der EP 0 226 900 B1 beschrieben wird. Natürlich können auch ähnliche oder gleichartig gebaute Mühlen im Sinne der Erfindung verwendet werden.Further embodiments of the invention relate to the use of an ultra-rotor as air vortex mill for grinding or grinding drying, as it is for example in the EP 0 226 900 B1 is described. Of course, similar or similarly built mills can be used in the context of the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit die Vorteile, dass

• der Ausbrand im Zementofen homogen erfolgt und eine Vergleichmäßigung der Abbrandgeschwindigkeit erreicht wird, somit eine Erhöhung der Produktqualität erreicht wird,
• der Anteil an zuführbaren Kunststoffen gegenüber konventionellen Brennstoffen erhöhbar wird,
• eine höhere kalorische brennwerttechnische Ausbeute des Produktes durch Vorverdampfung des Wassers während des Vermahlungsprozesses erreicht wird,
• eine umweltschonendere Nutzung von heißer Abluft zur Wasserverdampfung erreicht wird, und
• keine Vorzerkleinerung erforderlich ist.

The inventive method thus has the advantages that

The burnout in the cement kiln takes place homogeneously and an equalization of the burning speed is achieved, thus achieving an increase in product quality,
The proportion of feedable plastics can be increased compared to conventional fuels,
• a higher calorific yield of the product is achieved by pre-evaporation of the water during the milling process,
• a more environmentally friendly use of hot exhaust air for water evaporation is achieved, and
• no pre-shredding is required.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

AT 232830 [0007]
- DE 4200827 A1 [0008]
EP 0226900 B1 [0011]

Claims

Use of a plastic-containing feedstock, the by grinding of plastic-containing waste under Use of an air vortex mill is obtained, for firing a rotary kiln cement kiln during cement production.

Use according to claim 1, characterized that the particle size reached for the control the firing process is used in the cement kiln.

Use of a plastic-containing feedstock according to one of claims 1 or 2, by milling of plastic-containing wastes using an air vortex mill and hot air is obtained, for firing a rotary kiln cement kiln during cement production.

Use according to claim 3, characterized that for providing hot air waste heat a cement kiln is used.

Use according to one of claims 3 or 4, characterized in that both by the Mahltrocknung reached degree of humidity as well as the achieved particle size used to control the firing process in the cement kiln.

Use of an ultra-rotor as air vortex mill according to one of claims 1 to 5

Use of an Ultra-Rotor as Mahltrocknung after one of claims 3 to 5.

Promotion of the plastic-containing feedstock according to one of claims 1 to 7 directly from the Vortex mill in the cement kiln.

Deposition of the plastic-containing feedstock according to any one of claims 1 to 7 directly after Vortex mill in a cyclone filter and pumping of the filtrate in the cement kiln.