DE102010055194A1

DE102010055194A1 - 2 fache Matrizenbohrung Ring/ Flach Konisch, Eingang 7mm, verjüngt auf Ausgang 6 mm, Presskanal Länge 60mm, Verdichtung >10fache im Presskanal *!! Keine AKE vor OFF !!

Info

Publication number: DE102010055194A1
Application number: DE201010055194
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Schlephack
Original assignee: Usd & Partner Umweltdienste Ing Karl Heinz Schlephack; Usd & Partner Umweltdienste Ing Karl-Heinz Schlephack
Current assignee: SCHLEPHACK, KARL-HEINZ, DE
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-06-21

Abstract

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffs aus Abfällen anzugeben, die eine hohe Durchsatzleistung gewährleistet und einen relativ geringen Wartungsaufwand erfordert und dabei einen weitgehend störungsfrei ein tragbaren Ersatzbrennstoffs mit hohen regelbaren Heizwert von 27–36 MJ/kg erzeug wird. Mit einer Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffs aus Abfällen mit einem Vorzerkleinerer (1) und einer Pelletier presse (2) zur Feinzerkleinerung, wobei die Pelletier presse (2) mit einer Ringmatrize (3) mit sich radial von der Innenseite (7) zur Außenseite (6) erstreckenden Austrittsöffnung (5) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchs trittsöffnung (5) an ihrem an der Innenseite (7) gelegenen Ende einen Öffnungsabschnitt (8) mit einer Austrittsöffnung von 6–25 mm aufweisen und dem Öffnungsabschnitt (8) ein weiterer öffnungsabschnitt (9) mit einem gegenüber dem Austrittsdurchmesser Des Öffnungsabschnitts (8) größeren Eintrittsdurchmesser vorgeordnet ist wird diese Aufgabe gelöst. Dadurch, daß die Ringmatrize mit sich radial von der Innenseite zu der Außenseite erstreckenden und erweiternden Durchtrittsöffnungen (Konisch) versehen ist, die an ihrem an der Innenseite gelegenen Ende einen Öffnungsabschnitt mit einem Eintrittsdurchmesser von 7–30 mm Konisch aufweisen, können die rollenförmigen Presskörper (Koller) die Abfälle im Zusammenspiel mit der Ringmatrize in einfacher Weise stanzend ohne größere Wärmeentwicklung zerkleinern.

Description

1. Bezeichnung:
2 fache Matritzenbohrung Ring/FlachKonisch, Eingang 7 mm verjüngt auf Ausgang 6 mm, Presskansl Länge 60 mm, Verdichtung > 10 fache im Presskanal.
2. Zusammenfassung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffs aus Abfällen anzugeben, die eine hohe Durchsatzleistung gewährleistet und einen relativ geringen Wartungsaufwand erfordert und dabei einen weitgehend störungsfrei ein tragbaren Ersatzbrennstoffs mit hohen regelbaren Heizwert von 27–36 MJ/kg erzeug wird.
Mit einer Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffs aus Abfällen mit einem Vorzerkleinerer (1) und einer Pelletier presse (2) zur Feinzerkleinerung, wobei die Pelletier presse (2) mit einer Ringmatrize (3) mit sich radial von der Innenseite (7) zur Außenseite (6) erstreckenden Austrittsöffnung (5) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchs trittsöffnung (5) an ihrem an der Innenseite (7) gelegenen Ende einen Öffnungsabschnitt (8) mit einer Austrittsöffnung von 6–25 mm aufweisen und dem Öffnungsabschnitt (8) ein weiterer öffnungsabschnitt (9) mit einem gegenüber dem Austrittsdurchmesser Des Öffnungsabschnitts (8) größeren Eintrittsdurchmesser vorgeordnet ist wird diese Aufgabe gelöst.
Dadurch, daß die Ringmatrize mit sich radial von der Innenseite zu der Außenseite erstreckenden und erweiternden Durchtrittsöffnungen (Konisch) versehen ist, die an ihrem an der Innenseite gelegenen Ende einen Öffnungsabschnitt mit einem Eintrittsdurchmesser von 7–30 mm Konisch aufweisen, können die rollenförmigen Presskörper (Koller) die Abfälle im Zusammenspiel mit der Ringmatrize in einfacher Weise stanzend ohne größere Wärmeentwicklung zerkleinern.
Beschreibung (1)
Bei der Entsorgung von Abfällen kommunaler, industrieller und gewerblicher Herkunft werden diese zum Teil in Form von Ersatzbrennstoff verwertet.
Für eine thermische Verwertung der Abfälle als Ersatzbrennstoff werden diese aufbereitet, wobei sie zu einem in einen thermischen Prozess ein tragbaren Material zerkleinert werden. Die Aufbereiteten Abfälle werden beispielsweise in Zement- oder Hochöfen als Ersatzbrennstoff bez. als Reduktionsmittel eingesetzt.
Eine Einrichtung für eine derartige Aufbereitung umfasst allgemein einen Vorzerkleinerer, einen Feinzerkleinerer und einen Fe-Abscheider. Sowohl der Vorzerkleinerer als auch der Feinzerkleinerer können als Schneidwerk ausgebildet sein, um die in recht unterschiedlichen Größen anfallenden Abfälle zu zerkleinern. Aufgrund des unterschiedlichen Zerkleinerungsgrades des Vorzerkleinerers und des Feinzerkleinerers haben diese unterschiedliche Durch satzleistungen, so das beispielsweise dem Vorzerkleinerer zwei parallel geschaltete Feinzerkleinerer nachgeordnet werden, um die Durchsatzleistungen beider Zerkleinerungsstufen aufeinander abzustimmen. Eine derartige erhöhte Durchsatzleistung der Einrichtung erfordert jedoch relativ hohe Investitionskosten. Zudem weisen Schneidwerke eine relativ hohe Empfindlichkeit gegen Störstoffe, beispielsweise eisenhaltige Bestandteile der Abfälle auf. Ein Feinzerkleinerung mit einem Schneidwerk führt ferner dazu, daß zerkleinerte Material faserige und zerrissene Schnittkanten aufweist und watteartige Ballen bildet, die teilweise zu Schwierigkeiten bei einem Eintrag in thermische Prozesse führen. Insbesondere kann es zu Verstopfungen in pneumatischen Eintragssystemen kommen. Mit Hilfe einer Pelletier presse in einem Kombinierten Aufschmelz- und Pressvorgang zu zerkleinern und zu kompaktieren.
Hierbei wird dieses Material durch Pressorgane an die Wandung einer sich drehenden Matrize gedrückt, bis es durch die entstehende Reibungswärme soweit aufgeschmolzen ist, daß es in Zahl reiche Bohrkanäle eintritt, die sich entsprechend der Matrizenwandstärcke über eine Länge von 60–65 mm erstrecken.
In den Bohrkanälen wird das Material durch den Pressdruck des nachfolgenden Materials weiter um das 10–12 fache Kompaktiert und im aufgeschmolzenen Zustand schließlich strangartig ausgeformt und bei Austritt an der Außenwand der Ring- oder Flachmatrize in Pellets einer Länge von etwa < 8–15 mm geschnitten. Mit dieser Art der Aufbereitung sind relativ größere Durchsatzleistungen (bei mehreren Versuchen) erzielt worden. Ferner können sich nicht bei den Pressorganen und in den Bohrkanälen, Anbackungen des aufgeschmolzenen Materials ablagern, auch ist der Vorteil gegeben, daß die Wartungsarbeiten nicht mehr in den Größen-Ordnungen gegeben sind, auch fallen die schweren Anfahrvorgänge nach einem Anlagenstill- stand weg.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffs aus Abfällen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die eine hohe Durchsatzleistung gewährleistet und einen relativ geringen Wartungsaufwand erfordert und dabei einen weitgehend störungsfrei eintragbaren Ersatzbrennstoffs mit hohen regelbaren Heizwert von 27–36 MJ/kg erzeug wird.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Auf diese Weise läßt sich ein hoher Durchsatz bei einem relativ geringen Wartungsaufwand erzielen und wird in einen thermischen Verwertungsprozeß störungsfrei ein tragbarer Ersatzbrennstoffs erzeugt. Eine Ausbildung des Feinzerkleinerers als Pelletier presse mit einer Ring- oder Flachmatrize für eine stanzende Zerkleinerung gewährleistet einen relativ störungsfreien und wartungsarmen Betrieb der Einrichtung.
Ringmatrize; (1)
Dadurch, daß die Ringmatrize mit sich radial von der Innenseite zu der Außenseite erstreckenden und erweiternden Durchtrittsöffnungen (Konisch) versehen ist, die an ihrem an der Innenseite gelegenen Ende einen Öffnungsabschnitt mit einem Eintrittsdurchmesser von 7–30 mm Konisch aufweisen, können die rollenförmigen Presskörper (Koller) die Abfälle im Zusammenspiel mit der Ringmatrize in einfacher Weise stanzend ohne größere Wärmeentwicklung zerkleinern. Ein an der Innenseite der Ringmatrize gelegener Öffnungsabschnitt weist bevorzugt einen Eintrittsdurchmesser von 7 mm auf. Er erstreckt sich zweckmäßigerweise auf eine Länge von 2–30 mm in Radialrichtung der Ringmatrize, anschließend bevorzugt auf eine Presskanallänge von 27 mm zur Außenseite, des Öffnungsaustritts (Konisch) 6 mm. In einer bzgl. Der Wärmeentwicklung besonders günstigen Ausgestaltung der Einrichtung erstrecken sich die beiden einander nachgeordneten Öffnungsabschnitte bis zur Außenseite der Ringmatrize und sind dabei sich mit dem gleichen Konusverhältnis kegelstumpfförmig erweiternd ausgebildet. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung ist einem an der Innenseite der Ringmatrize gelegenen zylindrischen Öffnungsabschnitt ein weiterer kegelstumpfförmiger Öffnungsabschnitt nachgeordnet, der eintrittsseitig den veränderten Durchmesser von 6 mm aufweist und sich dem Öffnungsabschnitt der Außenseite erstreckt und aufweist, dadurch die hohe Verdichtung.
Durch eine derartige Hintereinanderschaltung der Öffnungsabschnitte wird dem gewissermaßen gerade durch gestanzten Material ein Expansionsraum zur Verfügung gestellt und werden Anbackungen, Verklumpungen, mit nachfolgendem Material verhindert werden und somit kann die Verschmelzung der vier Materialien (Chargen) erfolgen.
Zur Abtrennung und Rückgewinnung NE-haltiger und/oder FE-haltiger Bestandteile und zur Einhaltung geforderter Spezifikationen bez. Grenzwerte der hergestellten Ersatzbrennstoffe ist dem Vorzerkleinerer ein Fe-Abscheider und/oder ein Ne-Abscheider nachgeschaltet. In einer Weiterbildung der Einrichtung ist dem Vorzerkleinerer ein Windsichter vorgeschaltet, mit dem Vorteilhaft eine Schwergutabtrennung von Störstoffen erfolgt.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel einer Einrichtung näher erläutert.
1 zeigt eine Einrichtung zur Herstellung von Ersatzbrennstoff aus Kunststoffabfällen.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Ringmatrize mit zweifacher Bohrung.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Ringmatrize mit Öffnungsabschnitt (Innenseite 7 und Außenseite 6.
Ringmatrize; (2)
4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Ringmatrize mit Verjüngung Presskanal.
5 zeigt eine Ringmatritze.
6 zeigt eine Falchmatritze.
Die in 1 dargestellte Einrichtung umfasst eine n Grobzerkleinerer 11, einen als Einwellenschneidwerk 1 ausgebildeten Vorzerkleinerer und eine Pelletier presse 2 mit einer Ringmatrize 3 zur Feinzerkleinerung. Zwischen das Einwellenschneidwerk 1 und die Pellettierpresse 2 ist ein Fe-Abscheider 4 geschaltet. Der Grobzerkleinerer 11 ist als Rotorschere ausgebildet.
Die in 2 ausschnittsweise dargestellte Ringmatrize 3 ist rotierend Antreibbar und mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 5 versehen, die sich von der Innenseite 7 zu der Außenseite 6 der Ringmatrize 3 erstrecken. Die Durchtrittsöffnung 5 weist an Ihrem an der Innenseite 7 gelegenen Ende einen zylindrischen Öffnungsabschnitt 8 mit einem Austrittsdurchmesser von 6 mm auf. Die Durchtrittsöffnung 5 ist auf der Innenseite 6 der Ringmatrize 3 phasenartig angesengt Dem Öffnungsabschnitt 8 ist in Radialrichtung der Ringmatrize 3 ein weiterer Öffnungsabschnitt 9 nachgeordnet, der sich in Richtung der Innenseite 7 der Ringmatrize 3 konisch mit einem Konusverhältnis von etwa 1:30 bis 1:50 erweitert. Dem weiteren Öffnungsabschnitt 9 ist ein dritter Öffnugsabschnitt 10 vorgeordnet, der sich bis zur Innenseite der Ringmatrize 3 zylindrisch erstreckt.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform der Ringmatrize 3 weist sich von der Innenseite 7 zu der Außenseite 6 erstreckende Austrittsöffnung 5 auf, bei denen der Öffnungsabschnitt 8 und der Öffnungsabschnitt 9 Kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Der Öffnungsabschnitt 8 und der Öffnungsabschnitt 9 weisen das gleiche Konusverhältnis auf und gehen stetig ineinander über, somit ist der neue, verjüngte Kompaktierungskanal und die 10–12 fache Verdichtung ist hiermit erfolgt.
Bei der 4 dargestellten Ringmatrize 3 sind die Austrittsöffnungen 5 stufenartig ausgebildet Dem zylindrischen Öffnungsabschnitt 8 sind in Radialrichtung der Ringmatrize 3 ein zweiter Öffnungsabschnitt 9 und ein dritter Öffnungsabschnitt 10 vorgeordnet. Der Öffnungsabschnitt 9 und 10 sind zylinderförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser des Öffnungsabschnitts 10 größer ist als der des Öffnungsabschnitts 9. Der öffnungsabschnitt 9 weist einen wiederum einen größeren Durchmesser auf als der Öffnungsabschnitt 8.
Bei den in den 2 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Durchtrittsöffnung 5 an der Innenseite 6 der Ringmatrize 3 leicht gesenkt oder angepasst, um zwischen den Durchtrittsöffnungen 5 einer Ringmatrize 3 auf der Innenseite 7 ausgebildete Stegoberfläschen relativ klein zu halten und Wärme erzeugende Walz- und Presseorgane auf den Stegen zu vermindern. Bei einem Weglassen dieser Absenkungen oder Anpassungen kommt es zu leichten Temperaturerhöhungen, die jedoch in Anbetracht einer sehr guten Stanzwirkung der hierbei entstehende relativ Scharfenstanzkanten der Konusbohrungen von 3,5 mm entstehen noch in Kauf genommen werden können und noch keine Zündtemperaturen hervorrufen.
Zur Herstellung von Ersatzbrennstoff wird der Kunststoffabfall in dem als Rotorschereausgebildeten Grobzerkleinerer 11 auf < 400 – < 200 mm grobzerkleinert und in dem Einwellenschneidwerk 1 auf eine Korngröße von etwa < 150 – < 25 mm vorzerkleinert. Grobe Störstoffe werden vorteilhaft durch einen zwischen den Grobzerkleinerer 11 und das Einwellenschneidwerk geschalteten Windsichter abgetrennt. Von dem vorzerkleinerten Kunststoffabfall werden in dem Fe-Abscheider 4 eisenhaltige Bestandteile abgetrennt. Nach der Fe-Abscheidung wird der vorzerkleinerte Kunststoffabfall in die Pelletierpresse 2 gefördert und zu der 2 fach gebohrten konisch abgesenkten Matrize mit dem verjüngten Presskanal zu Pellets mit > 10–12 > facher Verdichtung gefertigt.
Flachmatrize; (1)
Als Flachmatrize, bei der die Koller auf einer horizontal angeordneten Scheibe rotierend und das Material von oben nach unten durch die Bohrungen der Matrize gedrückt wird. Die Verdichtung erfolgt in offenen verjüngten Presskanälen, die sich als 2 fache Konischer (3,5 mm) Bohrungen in der Matrize befinden. Auf der Matrizenlauffläche bildet sich ein Materialteppich, der von den Kollern überrollt und in den Presskanälen um das > 10–12 fache verdichtet wird. Die Druckkraft steigt beim Überrollen des Materials in Richtung stetig an, bis diese so groß geworden ist, daß der Materialpfropfen im verjüngten Presskanal ein stück weitergeschoben wird. In dem Presskanal wird so eine kleine Materialscheibe eingewalzt, die sich durch den Druck und die Bindekräfte des Produktes zu einem Pressling (Pellet) verbindet. Eine sehr große Bedeutung kommt der jeweiligen Ausführung der Matrize an, sei es eine Ringmatrize die 2 fach Konisch gebohrt ist und der Presskanal von der Innenseite 7 zur Außenseite 5 verläuft, oder eine 2 fach Konisch gebohrte Flachmatrize, wo der Presskanal von oben, (Eingang Konisch 7 mm) Presskanal nach unten > 26 mm, gegen Bohrung, (Ausgang Konisch 6 mm) Presskanal > 24 mm ineinander verläuft, die > 10–12 fache Verdichtung vollzieht sich auch in der Flachmatrize.
Die Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffs mit regelbaren Heizwerten von > 27–36 MJ/Kg erfolgt in der Ring – oder Flachmatrize optimal, nur die 2 fache Bohrung Konisch und der Eingang 7 mm sowie der Ausgang 6 mm ist entscheidend.
Diese Pellets sind nach den beschriebenen verfahrenstechnischen Vorteilen für die Industrie, zum Beispiel Zement- und Stahlwerke geeignet, vor allem durch die hohe Verdichtung in den Presskanälen, die Behandlung und Veredlung mit Naturstoffen und das homogene Mischen.
Der hohe regelbare Heizwert wird von uns erzeug, durch die gesamte Verfahrenstechnik und das gesamte Know How, sowohl die prozentuale Zusammensetzung der einzelnen Materialien und ausschlaggebender Faktor des regelbaren Heizwertes ist die prozentuale Veredlung mit den zwei Naturstoffen und das homogene Mischen.
Die weitere Verfahrensweise ist es, dass das Pressen des ”vorbereiteten Veredelten Materials” In den dafür speziell gebohrten Matrizen erfolgt, sei es eine Ring oder Flachmatrize, dass ist nicht unbedingt Erforderlich sondern auf die hier Angemeldete ”zweifache konische Spezial Bohrung der Flach oder Ringmatrize”, nur dies ist Ausschlaggebend für die hohe Verdichtung der Presslinge.

Claims

Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffs aus Abfällen mit einem Vorzerkleinerer (1) und einer Pelletierpresse (2) zur Feinzerkleinerung, wobei die Pelletierpresse (2) mit einer Ringmatrize (3) mit sich radial von der Innenseite (7) zur Außenseite (6) erstreckenden Austrittsöffnung (5) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchs trittsöffnung (5) an ihrem an der Innenseite (7) gelegenen Ende einen Öffnungsabschnitt (8) mit einer Austrittsöffung von 6–25 mm aufweisen und dem Öffnungsabschnitt (8) ein weiterer öffnungsabschnitt (9) mit einem gegenüber dem Austrittsdurchmesser Des Öffnungsabschnitts (8) größeren Eintrittsdurchmesser vorgeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsabschnitt (8) einen Eintrittsdurchmesser von 6–15 mm aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsabschnitt (8) sich in Radialrichtung der Ringmatrize (3) auf eine Länge > 2 – > 27 mm erstreckt.
Einrichtung nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsabschnitt (8) und der Öffnungsabschnitt (9) kegelstumpfförmig ausgebildet sind und jeweils das gleiche Konusverhältnis aufweisen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsabschnitt (8) und der Öffnungsabschnitt (9) kegelstumpfförmig ausgebildet sind und der Öffnungsabschnitt (9) ein höheres oder geringeres Konusverhältnis als der Öffnungsabschnitt (8) aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsabschnitt (8) zylindrisch ausgebildet und diesem ein weiterer Öffnungsabschnitt (9) in Radialrichtung der Ringmatrize (3) vorgeordnet ist und der Öffnungsabschnitt (10) sich in Radialrichtung der Ringmatrize (3) konisch verjüngt.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsabschnitt (10) sich mit einem Konusverhältnis von 1:10 bis 1:50, bevorzugt meiner Bohrung, auf 1:25 bis 1:50 erweitert.
Einrichtung nach Anspruch (6) dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsabschnitt (10) Sich mit einem Konusverhältnis von 1:25 bis 1:50 erweitert und die angegebenen Werte (um das > 10–12 fache) der Verdichtung in den Presskanälen untermauert werden.
Auch das zweifache konische Anbohren hat eine zumessende Bewandtnis der Ummantelung des Faserstoffs für die Verdichtung der einzelnen Kunststoffs und Folien Partikel. Denn wenn die besagte Ummantelung im Presskanal nicht erfolgen würde, hätten die einzelnen Presslinge keine Verschmelzung miteinander und keinen positiven Heizwert, der sich bei der Veredlung mit zwei Naturstoffen um ca. 40% erhöht und somit kommt die von mir Erweiterte Erfindung zur Geltung.
Und somit haben meine erweiterten Versuche ”einen Energiereichen Ersatzbrennstoff der regelbar von > 27 bis 36, MJ/kg von mir Herzustellen ist”, daraufhin erfolgten die heutigen Anzumeldeten Schutzansprüche.