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Die Erfindung betrifft eine Shredderanlage und ein Verfahren zur Emissionsminderung bei einer Shredderanlage.
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Mit derartigen Shredderanlagen werden Teile unterschiedlicher Beschaffenheit zerkleinert. Bei den zu zerkleinernden Teilen kann es sich insbesondere um Mischschrott handeln. Ebenso können in derartigen Shredderanlagen auch vorbehandelte Altfahrzeuge zerkleinert werden. Dabei wird unter einer Vorbehandlung eines Altfahrzeugs dessen Trockenlegung sowie Schadstoffentfrachtung verstanden.
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Ein wesentliches Problem beim Betrieb derartiger Shredderanlagen besteht darin, dass bei den Zerkleinerungsvorgängen erhebliche Staubentwicklungen auftreten, die zu erheblichen Luftverschmutzungen führen. In neuerer Zeit wurden durch gesetzliche Bestimmungen Schadstoffgrenzwerte, insbesondere C-Emissionsgrenzwerte, das heißt Grenzwerte für kohlenstoffhaltige Substanzen in der Umgebungsluft, festgelegt, welche beim Betrieb der Shredderanlage eingehalten werden müssen.
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Bislang ist versucht worden, durch Nassabscheideverfahren die Umgebungsluft von Shredderanlagen zu reinigen. Mit derartigen Verfahren lassen sich jedoch die gesetzlich vorgeschriebenen Schadstoffgrenzwerte nicht oder nur mit unverhältnismäßig großem Konstruktions- und Kostenaufwand realisieren.
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Ein weiteres Problem bei dem Betrieb derartiger Shredderanlagen besteht darin, dass explosionsfähige Atmosphären entstehen. Dadurch bedingte Explosionen im Bereich der Shredderanlage würden nicht nur erhebliche Sachschäden mit sich bringen, sondern würden auch eine erhebliche Gefährdung für das Personal der Shredderanlage bedeuten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Shredderanlage und ein Verfahren für diese Shredderanlage bereitzustellen, bei welchen mit geringem konstruktivem Aufwand und hohem Sicherheitsstandard die Einhaltung gesetzlich geforderter Schadstoffgrenzwerte gewährleistet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 16 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Shredderanlage umfasst einen Vorshredder zur Vorzerkleinerung von zu zerkleinerndem Gut, einen Hauptshredder zur Hauptzerkleinerung des Guts und eine Trockenentstaubungseinheit mittels derer Luftverunreinigungen enthaltende Luftströme aus dem Bereich der Shredderanlage abreinigungsbar sind.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit dem Vorshredder und dem Hauptshredder eine zweitstufige Zerkleinerung eines Guts durchgeführt, wobei bevorzugt mit der erfindungsgemäßen Shredderanlage Mischschrott oder vorbehandelte Altfahrzeuge zerkleinert werden.
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Bereits durch die zweitstufige Ausbildung der Shredderanlage mit dem Vorshredder und dem Hauptshredder wird neben einem erheblichen Energieeinspareffekt auch als weiterer vorteilhafter Effekt erhalten, dass dadurch die Staubemissionen bei der Durchführung der Zerkleinerungsvorgänge gegenüber einstufig arbeitenden Shredderanlagen erheblich reduziert werden können.
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Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Shredderanlage ist insbesondere der Einsatz des Vorshredders für eine schonende Vorzerkleinerung des Guts. Besonders vorteilhaft ist dabei der Vorshredder als Langsamläufer ausgebildet, das heißt als Zerkleinerungsaggregat, das mit zwei gegenläufigen Wellen oder mittels drei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufenden Wellen das Gut zerkleinert. Bei einem derartigen Vorshredder ist nicht nur die Staubemission während des Zerkleinerungsvorgangs sehr gering. Weiter ist auch die Explosionsgefahr durch die langsam laufenden Zerkleinerungsvorgänge sehr gering. Die Explosionsgefahr kann zudem, ebenso wie beim Hauptshredder, durch eine zumindest teilweise Kapselung weiter reduziert werden. Besonders vorteilhaft sind auch dem Vorshredder und/oder dem Hauptshredder vor- oder nachgeordnete Fördermittel zumindest teilweise gekapselt. Der Hauptshredder selbst bewirkt eine effiziente Zerkleinerung des Guts, insbesondere bedingt durch eine lastabhängige Eindüsung von Wasser. Da das Gut dem Hauptshredder durch den Vorshredder vorzerkleinert zugeführt wird, ist auch im Hauptshredder die Staubentwicklung reduziert.
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Ein wesentliches Element zur Emissionsminderung bei der Shredderanlage stellt die Trockenentstaubungseinheit dar, welcher staubhaltige, oder allgemein verunreinigte Luft von verschiedenen, geeignet gewählten Erfassungsstellen in unterschiedlichen Bereichen der Shredderanlage, insbesondere im Bereich des Vorshredders und Hauptshredders, zugeführt wird.
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In der Trockenentstaubungseinheit können feinste Stäube aus dem zugeführten Luftstrom abgeschieden werden, wobei hierzu insbesondere C-Emissionen auch effizient aus dem Luftstrom ausgefiltert werden können, so dass die gesetzlich vorgegebenen Schadstoffgrenzwerte eingehalten werden können.
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Besonders vorteilhaft weist die Trockenentstaubungseinheit einen Zyklonabscheider und einen diesem nachgeordneten Trockenfilter auf. Mit dem Zyklonabscheider wird eine effiziente Vorabscheidung von Partikeln aus dem Luftstrom, der von der Shredderanlage zugeführt wird, erreicht. Mit dem Trockenfilter kann eine effiziente Abscheidung von C-Emissionen und allgemein kleinsten Partikeln aus dem Luftstrom erzielt werden. Besonders vorteilhaft wird der Trockenfilter mit geeigneten Filtrationshilfsstoffen betrieben, die neben einem Schutz des Trockenfilters eine weitere Verbesserung der Abscheidewirkung bewirken. Derartige Filtrationshilfsstoffe können prinzipiell mittels einer Dosiereinheit dem Verunreinigungen enthaltenden Luftstrom, der auf den Trockenfilter geführt ist, zugeführt werden. Besonders vorteilhaft sind derartige Filtrationshilfsstoffe in wenigstens einem Entsorgungsbehälter gelagert, in welchen bei einer Abreinigung des Trockenfilters von diesem abgereinigte Schadstoffe die mit Filtrationshilfsstoffen vermischt sind, eingeleitet werden.
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Dann sind Filtrationshilfsstoffe in dem Entsorgungsbehälter mittels einer Düseneinheit aufwirbelbar und dem Trockenfilter zuführbar.
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Durch derartige Filtrationshilfsstoffe wird die Abscheidewirkung des Trockenfilters so erhöht, dass auch feinste Partikel, insbesondere VOC-Anteile im Luftstrom, das heißt leichtflüchtige Kohlenwasserstoffverbindungen, effizient ausgefiltert werden können.
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Weiterhin können mit dem Trockenfilter sogar im Luftstrom enthaltene Dioxine ausgefiltert werden, wobei der Trockenfilter hierzu bevorzugt katalytische Elemente, insbesondere katalytische Schläuche, aufweist.
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Generell kann die Filterwirkung der Trockenentstaubungseinheit dadurch noch erhöht werden, dass dem Trockenfilter ein weiterer Abscheider nachgeordnet ist. Vorzugsweise ist der Abscheider eine Aktivkohle-Filtereinheit oder eine regenerative Nachverbrennungseinheit.
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Um auch die Trockenentstaubungseinheit hinreichend sicher für den Fall auszubilden, dass die zu reinigenden Luftströme explosionsfähig sind, weist der Zyklonabscheider als erste Filterstufe der Trockenentstaubungseinheit und bevorzugt auch die zum Eingang der Trockenentstaubungseinheit führende Leitung eine Druckentlastung auf.
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Weiterhin ist als Sicherheitsmaßnahme in einer Verbindungsleitung zwischen Zyklonabscheider und Trockenfilter eine beidseitig wirkende explosionstechnische Entkopplungseinheit vorgesehen, wobei vorteilhaft die explosionstechnische Entkopplungseinheit von einem Schnellschlussschieber oder einem Druckentlastungsschlot gebildet ist.
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Mit dieser explosionstechnischen Entkopplungseinheit erfolgt eine explosionstechnische Trennung des Zyklonabscheiders und des Trockenfilters, das heißt es kann im Gefahrenfall, insbesondere bei einer Explosion in einer Filterstufe, der dadurch entstehende Gefahrenbereich auf diese Filterstufe begrenzt werden.
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Die so ausgebildete Trockenentstaubungseinheit weist bei geringem konstruktivem Aufwand einen hohen Sicherheitsstandard auf.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1: Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Shredderanlage mit einer zugeordneten Trockenentstaubungseinheit.
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2: Ausführungsbeispiel einer Trockenentstaubungseinheit für die Anlage gemäß 1.
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Shredderanlage 1. Die Shredderanlage 1 dient zur Zerkleinerung von Mischschrott oder vorbehandelten Altfahrzeugen, wobei die Vorbehandlung in einer Trockenlegung und Schadstoffentfrachtung der Altfahrzeuge besteht.
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Mit der erfindungsgemäßen Shredderanlage 1 wird ein zweistufiger Zerkleinerungsprozess durchgeführt, wobei hierzu die Shredderanlage 1 einen Vorshredder 2 und einen Hauptshredder 3 aufweist.
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Der Vorshredder 2 befindet sich am Eingang der Shredderanlage 1, so dass in diesem ein erster Zerkleinerungsprozess durchgeführt wird. Der Vorshredder 2 ist als Langsamläufer ausgebildet, das heißt von einem Zerkleinerungsaggregat, das entweder mit zwei gegenläufigen Wellen oder mit drei Wellen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen, das jeweilige Gut, das heißt den Mischschrott oder die Altfahrzeuge, vorzerkleinert.
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Durch die langsam laufenden Wellen des Langsamläufers wird einerseits die Staubentwicklung bei der Zerkleinerung in Grenzen gehalten und damit auch die Explosionsgefahr. Zur weiteren Sicherung gegen Explosionen ist der Vorshredder 2 zumindest teilweise gekapselt.
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Die durch die Vorzerkleinerung im Vorshredder 2 zerkleinerten Teile werden einem Sieb 4 zugeführt. In dem Sieb 4 wird Leichtgut ausgesiebt und aus der Shredderanlage 1 ausgeschleust, das heißt in einem Behälter 5 gesammelt.
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Das Schwergut wird vom Sieb 4 über einen Bandförderer 6, allgemein ein Fördermittel, dem Hauptshredder 3 zugeführt.
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Auch der Hauptshredder 3 ist zur Sicherung gegen Explosionen zumindest teilweise gekapselt. Durch den vorgeschalteten Vorshredder 2 muss der Hauptshredder 3 nicht die vollständige Shredderung der Teile übernehmen. Durch den zweistufigen Aufbau der Shredderanlage 1 wird somit ein Energiespareffekt erzielt. Dieser Energiespareffekt kann durch eine lastabhängige Fahrweise des Hauptshredders 3 weiter erhöht werden. Hierzu wird je nach Stromaufnahme des Antriebs, insbesondere des Hauptmotors des Hauptshredders 3 Wasser zur Kühlung eingedüst, wobei die Zudosierung in Abhängigkeit einer Temperaturmessung im Innenbereich des Hauptshredders 3 erfolgt.
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Die im Hauptshredder 3 zerkleinerten Teile werden an einer Austragsstelle ausgeführt und über einen Dosierförderer 7 und einen weiteren Bandförderer 8 einem Sichter 9 zugeführt. In dem Sichter 9 erfolgt eine Trennung von Leichtgut und Schwergut.
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Das verbleibende Schwergut wird dann in einer mehrstufigen Förderanlage 10 in bekannter Weise in unterschiedliche Bestandteile sortiert.
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Die Förderanlage 10 umfasst drei hintereinander angeordnete Dosierförderer 11, 12, 13. Am Ende des ersten Dosierförderers 11 befindet sich eine elektromagnetische Trommel 14, am Ende des zweiten Dosierförderers 12 eine Permanent-Magnet-Trommel 15.
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Mit diesen Einheiten werden nicht eisenhaltige Teile aussortiert über einen Bandförderer 16 geführt und in einem Behälter 17 aufgefangen. Die metallischen Anteile werden in einem induktiven Separator 18 weiter sortiert. Dabei werden kupferhaltige Teile über einen Bandförderer 19 einem Behälter 20 zugeführt. Eisenhaltige Teile werden über zwei Bandförderer 21, 22 gefördert und am Ende der Shredderanlage 1 ausgeschleust, was mit dem mit FE bezeichneten Pfeil angedeutet ist.
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Bei der Shredderung der Teile in der Shredderanlage 1 anfallende Stäube werden an mehreren Erfassungsstellen aufgefangen und über Leitungen 23a–f, 24 einer Trockenentstaubungseinheit 25 zugeführt. In der Trockenentstaubungseinheit 25 werden Partikel, die in dem über die Leitungen 23a–f, 24 geführten Luftstrom enthalten sind, ausgefiltert.
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Eine erste Erfassungsstelle bildet der Bereich des Vorshredders 2 mit einem nicht gesondert dargestellten Aufgabeband. Dort entstehender Staub wird erfasst und in einer Leitung 23a abgeführt. Eine weitere Erfassungsstelle bildet der Ausgangsbereich des Siebs 4. Von dort wird staubhaltige Luft über die Leitung 23b abgeführt. Weitere Erfassungsstellen sind am Eingang des Hauptshredders 3, am Hauptshredder 3 selbst und am Ausgang des Hauptshredders 3. Von dort wird über die Leitungen 23c, 23d, 23e staubhaltige Luft abgeführt. Schließlich befindet sich eine Erfassungsstelle im Bereich des Sichters 9. Von dort wird über die Leitung 23f staubhaltige Luft abgeführt. Die Leitungen 23a–f münden in eine Leitung 23, die zu der Trockenentstaubungseinheit 25 führt.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Trockenentstaubungseinheit 25. In der Trockenentstaubungseinheit 25 erfolgt eine trockene Entstaubung des verunreinigten Luftstroms. Der zu reinigende Luftstrom wird über eine Verbindungsleitung 26, die eine Fortsetzung der Leitung 24 bildet, einem Zyklonabscheider 27 zugeführt, wo eine erste, gröbere Abscheidung von Partikeln aus dem Luftstrom erfolgt. Als Maßnahmen zur Sicherung gegen Explosionen ist sowohl für die Verbindungsleitung 26 als auch für den Zyklonabscheider 27 eine Druckentlastung vorgesehen. Die entsprechenden Druckentlastungsmittel 28, 29 in der Verbindungsleitung 26 und am Zyklonabscheider 27 sorgen dafür, dass plötzlich auftretende Überdrücke in diesen Einheiten abgebaut werden können. Die Druckentlastungsmittel 28, 29 können allgemein von Berstscheiben oder lokalen Schwächungsstrukturen gebildet sein, die im Explosionsfall aufbrechen. Neben dem Zyklonabscheider 27 als erster Filterstufe weist die Trockenentstaubungseinheit 25 als zweite Filterstufe ein Trockenfilter 30 auf. Der im Zyklonabscheider 27 vorgereinigte Luftstrom wird dem Trockenfilter 30 über eine Verbindungsleitung 31 zugeführt. Zur explosionstechnischen Entkopplung des Zyklonabscheiders 27 und des Trockenfilters 30 ist in der Verbindungsleitung 31 eine explosionstechnische Entkopplungseinheit 32 vorgesehen. Diese kann beispielsweise von einem Schnellschlussschieber oder einem Druckentlastungsschlot gebildet sein.
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Bei der Trockenentstaubungseinheit 25 gemäß 1 erfolgt eine zweistufige Filterung des verunreinigten Luftstroms, das heißt der Zyklonabscheider 27 und der Trockenfilter 30 bilden die einzige Filterstufen. Je nach Applikation kann die Trockenentstaubungseinheit 25 dahingehend erweitert werden, dass dem Trockenfilter 30 ein weiterer Abscheider nachgeordnet ist. Dieser Abscheider kann beispielsweise als Aktivkohle-Filtereinheit oder als regenerative Nachverbrennungseinheit ausgebildet sein.
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Der die zweite Filterstufe bildende Trockenfilter 30 kann prinzipiell als Filterpatrone, Schlaufilter oder Elektrofilter ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall bildet der Trockenfilter 30 einen Starrkörperfilter mit einer Mehrfachanordnung von Filterelementen 30a, welchen der verunreinigte Luftstrom zugeführt wird.
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Die Filterelemente 30a des Trockenfilters 30 bestehen typischerweise aus einer Anordnung von PE(Polyethylen)-Röhren. Die PE-Röhren können jeweils mit einer Filtermembran beschichtet sein, die aus PTFE (Polytetraflourethylen) bestehen. Der so ausgebildete Trockenfilter 30 verbindet somit die Vorteile einer Starrkörperfiltration mit einer Membranfiltration.
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Besonders vorteilhaft weist der Trockenfilter 30 auch katalytische Elemente auf, so dass mit dem Trockenfilter 30 auch Dioxin ausgefiltert werden können.
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Um die Funktionsfähigkeit der Filterelemente 30a auch über große Zeiträume aufrecht zu erhalten, wird dieser mit der Abreinigungseinheit 30b vorzugsweise während vorgegebener Zeitintervalle in vorgegebenen Zeitabständen abgereinigt.
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Die Abreinigungseinheit 30b ist als Druckluftabreinigungseinheit ausgebildet. Diese umfasst mit Druckluft gespeiste Blasrohre, mittels derer die an den Filterelementen 30a abgelagerten Luftverunreinigungen und Filtrationshilfsstoffe entfernt werden. Weiterhin weist die Druckluftabreinigungseinheit 9 eine Steuereinheit auf, mittels derer zu vorgegebenen Zeitpunkten die Blasrohre zur Durchführung der Abreinigung des Filters 8 mit der Druckluft beaufschlagt werden. Die bei einer Abreinigung vom Filter 8 abgereinigten Partikel werden in einem Entsorgungsbehälter 30c, der am Boden des Trockenfilters 30 platziert ist, gesammelt.
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Zur Schonung der Filterelemente 30a des Trockenfilters 30 und zur weiteren Verbesserung der Abscheidewirkung des Trockenfilters 30 werden Filtrationshilfsstoffe eingesetzt, wobei als Filtrationshilfsstoffe vorteilhaft Lehmstaub oder Kalbstaub eingesetzt werden.
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Um eine Anlagerung von Filtrationshilfsstoffen an den Filterelementen 30a des Trockenfilters 30 zu erreichen, kann prinzipiell eine nicht dargestellte Dosiereinheit vorgesehen sein, mittels derer Filtrationshilfsstoffe dem in der Verbindungsleitung 31 geführten verunreinigten Luftstrom zu dosiert werden.
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Besonders vorteilhaft werden alternativ oder zusätzlich durch eine interne, im Trockenfilter 30 vorgesehene Dosiereinheit Filtrationshilfsstoffe an den Filterelementen 30a angelagert. Hierzu ist der Entsorgungsbehälter 30c zumindest teilweise mit Filtrationshilfsstoffen befüllt. Zu Beginn eines Betriebsintervalls befinden sich nur Filtrationshilfsstoffe im Entsorgungsbehälter 30c. Während des Betriebs des Trockenfilters 30 werden durch die Abreinigungsvorgänge Schadstoffe und Filtrationshilfsstoffe von den Filterelementen 30a gelöst und im Entsorgungsbehälter 30c gesammelt.
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Oberhalb der offenen Oberseite des Entsorgungsbehälters 30c sind Dosierdüsen 30d angeordnet. Mit den Dosierdüsen 30d erfolgt zu bestimmten Zeiten eine Aufwirbelung der Filtrationshilfsstoffe, beziehungsweise des Gemisches aus Schadstoffen und Filtrationshilfsstoffen, wobei diese durch die Aufwirbelung an den Filterelementen 30a angelagert werden. Mit den Dosierdüsen 30d kann dabei die den Filterelementen 30a zugeführte Menge an Filtrationshilfsstoffe genau vorgegeben werden.
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Der durch den Trockenfilter 30 gereinigte Reingasstrom wird dann mittels eines Ventilators 33 aus diesem ausgleitet und an die Atmosphäre abgegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Shredderanlage
- 2
- Vorshredder
- 3
- Hauptshredder
- 4
- Sieb
- 5
- Behälter
- 6
- Bandförderer
- 7
- Dosierförderer
- 8
- Bandförderer
- 9
- Sichter
- 10
- Förderanlage
- 11
- Dosierförderer
- 12
- Dosierförderer
- 13
- Dosierförderer
- 14
- elektromagnetische Trommel
- 15
- Permanent-Magnet-Trommel
- 16
- Bandförderer
- 17
- Behälter
- 18
- Separator
- 19
- Bandförderer
- 20
- Behälter
- 21
- Bandförderer
- 22
- Bandförderer
- 23a–f
- Leitung
- 24
- Leitung
- 25
- Trockenentstaubungseinheit
- 26
- Verbindungsleitung
- 27
- Zyklonabscheider
- 28
- Druckentlastungsmittel
- 29
- Druckentlastungsmittel
- 30
- Trockenfilter
- 30a
- Filterelement
- 30b
- Abreinigungseinheit
- 30c
- Entsorgungsbehälter
- 30d
- Dosierdüse
- 31
- Verbindungsleitung
- 32
- explosionstechnische Entkopplungseinheit
- 33
- Ventilator
