DE102015009593A1

DE102015009593A1 - Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Separation von Kunststoffmahlgutgemischen aus der Herkunft kommunaler Siedlungs- u. Gewerbeabfälle sowie Schredderleichtfraktionen aus der Herkunft Altkraftfahrzeuge. Zusätzlicher Effekt ist: die Entfernungsoberflächlicher Störstoffe sowie keine Materialdegradierung durch auf das Material einwirkende, wärmegesteuerter Erweichungsprozesse. CO2-Einsparung im Verhältnis ca. 1:1 durch Vermeidung thermischer Verwertung

Info

Publication number: DE102015009593A1
Application number: DE102015009593.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-07-25
Also published as: DE102015009593B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Technologie einschließlich einer Anlage, um diffuse Kunststoffgemische in Mahlgutform aus der Herkunft kommunaler Siedlungs- und Gewerbeabfälle, sowie Schredderleichtfraktionen platzsparend, kostengünstig und umweltgerecht mit erheblichen CO2-Einsparungen zu separieren und von oberflächlichen Störstoffen, die eine Wiederverarbeitung kolportieren würden, zu befreien. Die bekannten thermischen, chemischen und mechanischen Verfahren sind nur unzureichend auf die Gewinnung direkt verwertbarer Kunststoffmahlgüter ausgerichtet. Erfindungsgemäß können, ausgehend von einer optimalen Trennung von Kunststoffmahlgut, verschiedene wiederverwertbare Wertstofffraktionen gewonnen werden, die in nachfolgenden Verarbeitungschritten eine hohe Produktwertschöpfung und somit ohne Materialdegradierung neue Produkte ermöglichen. Die von einer Nassmühle auf Bearbeitungsgrösse gebrachten diffusen Kunststoffe werden durch mehrere Mahlguttrockner und definierte Flüssigkeiten geleitet, wo ihre jeweilige spezifische Dichte ermittelt und der erforderliche Wiederverarbeitungszustand sichergestellt wird. Das Verfahren wird in einem speziellen und verschieden großen Röhrensystem realisiert. Es folgt 1 Zeichnung mit der Abbildung 1 bis 2 1 biegsame Förderschnecke 2 Abbildung Dichtetrennanlage gegensätzliche Druckverhältnisse Abbildung Schneckenwirksamkeit

Description

Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Separation von diffusen Stoffen aus und von Kunststoffmahlgutgemischen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff 1.
Eine Verwertung von Werkstoffen/Kunststoffmahlgütern aus bereits als Abfall gekennzeichneten Gütern setzt eine Separierung nach entsprechend kennzeichnungsbaren Stoffgruppen voraus. Die Vielfalt der in Abfällen wie Siedlungs- und Gewerbeabfall sowie Schredderleichtfraktionen vorkommenden Kunststoffe bereitet einer Rückgewinnung einzelner Stoffgruppen in geeignete, wiederverwertbare Wertstoffkomponente außerordentliche Schwierigkeiten.
Thermoplaste lassen sich einmal zu einem Werkstück geformt wieder einschmelzen und zu neuen Produkten formen. Die Abfolge von Wärmebehandlungen führt allerdings zu einem fortschreitenden Qualitätsverlust des Materials = Downcycling. Aus diesem Grund müssen nach der Behandlung in Schmelzefiltrieranlagen und der anschließenden Regranulation von Kunststoffen auch sog. Zuschlagsstoffe beigemischt werden um so die Werkstoffqualitäten wieder zu erhöhen und/oder anzugleichen. Das ist bei der Behandlung von ausschließlich Mahlgütern wie beim CSD-System nicht erforderlich. Der einzige Nachteil ist nur ein visueller, das getrennte Material bleibt bunt und hat keine einheitlich meist in Grau eingefärbte Farbe. Die Wiederverwertung nicht sortenreiner Mahlgutabfälle aus z. B. auch Hausmüll gestaltet sich aber dennoch sehr schwierig. Die gängigen Trennverfahren sind sehr personalintensiv und erfordern einen hohen Einsatz an Wasser, Energie und Anlagenkapazität.
Beim reinen werkstofflichen Recycling, wie hier beim Recycling von Kunststoff-Mahlgütern, bleibt die chemische Struktur der Werkstoffe vollständig erhalten, man spricht deshalb auch vom materiellen Recycling. Es geht also stets darum, die anfallenden Kunststoffabfälle geeignet wieder in den Produktionskreislauf einzubinden. Nur unter diesen Voraussetzungen ist die Herstellung gleicher Kunststofferzeugnisse möglich.
Doch die Probleme bei der Wiederverwertung fangen schon vorher an. Ein Großteil des wertvollen Kunststoffs geht nach Angaben des Verbands kommunaler Unternehmen bereits beim Trennen und Sortieren verloren und bleibt somit auf der Strecke bzw. landet in der thermischen Verwertung. Das gilt z. B. auch für schwarze und lackierte Kunststoffe aus Fahrzeugen. Auch moderne Infrarot-Technik kann diese auf dem Laufband nicht erkennen.
Das allgemein angewandte Verfahren zur Trennung von Stoffen bezüglich ihrer spezifischen Dichte, ist das sogenannte Schwimm-Sink-Verfahren. Ein zu sortierendes Gemisch, deren Dichte sich voneinander unterscheidet (PE, PP, PA, PC, PVC etc.) wird von oben in eine Trennflüssigkeit, üblicherweise Wasser, mit der spezifischen Dichte von 1 gegeben oder eingerührt. Das spezifisch leichtere Trenngut unter der Dichte 1 wird folglicherweise aufschwimmen, das spezifisch schwerere wird absinken. All das benötigt seine Zeit. Bevorzugt wird das Trennmedium Wasser eingesetzt. Werden andere Dichten benötigt, erfolgt die Einstellung der Dichte des Trennmediums durch Zugabe von Stoffen, deren Einsatzwirkung, die des Wassers in jeweils gewünschte Richtungen lenkt. Bekannt sind hier als Einsatzstoffe Alkohole oder Salze. Es können jedoch auch definierte basische Flüssigkeiten sein.
Als Ergebnis entstehen 2 Fraktionen: 1. Schwimmgut, das sind Feststoffe kleinerer Dichte und 2. Sinkgut, das sind Feststoffe größerer Dichte.
Anwenderanlagen dieser Methode zeichnen sich zum Teil durch volumenmäßig riesige Behandlungbecken aus. Durch die Verfahrensdefinition „Sinkgeschwindigkeit = Becken- und Anlagenlänge” und der Beeinflussung einer wirtschaftlich notwendigen Menge durch die „Beckenbreite = Volumendurchsatz”, entstehen großvolumige Behältnisse mit begrenztem Wirkungsgrad und geringem Durchsatz. Das bedeutet: Trenngüter bedürfen langer Wege zum Abtrennen = Sinken (ab 3.000 cm) und viel Einlass über die Breite (ab 1.000 cm) eines Behältnisses. Die Abtrennung des Leichtguts von der Oberfläche erfolgt über Paddelbewegung am Ende des Behältnisses über die Kante des Behältnisendes, die des Schwerguts am Behälterboden meist per sogenannten Kratzförderern. Das hier erzeugte Trenngut ist nass und nur sehr unwirtschaftlich zu trocknen. Eine Reinigungswirkung durch Scherkräfte kann durch das lockere Aufschwimmen und Absinken des Trennguts nicht erfolgen. Der Nasszustand lässt sich folgend definieren. Zum Vergleich: ein flacher Gegenstand (1 qm) wird nach Eintauchen in eine wässrige Flüssigkeit, ca. 200 g des Stoffes in den er getaucht wurde, über seine Oberfläche ausschleppen. Ein Granulat- oder Mahlgutkorn aber hat eine Vielzahl von Oberflächen. So kann es sein, dass eine Menge von 500 kg Trenngut eine Menge von 100–150 l der Flüssigkeit ausschleppt, mit der es in Berührung gekommen war. Das bedeutet 1. Wenn hier weitere Trennstufen vorgesehen sein sollten, würde dies beim direktnächsten gewünschten Dichtetrennbereich mit entsprechend eingesetzten Trennmedien zu ständigen, die Ergebnisse beeinflussenden Veränderungen kommen, 2. Würden ständig erhebliche Nachfüllmengen benötigt und damit Kosten entstehen.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäß durch die in den Schutzansprüchen dargestellten Konstruktionsmerkmale durch Umkehr der Wirkungsweise sowie konzentrierter Materialbeförderung mit Reinigungseffekt gelöst.
Bezugszeichenliste

1: Rohr
2: biegsame flexible Förderschnecke
3: Anlage/Einzeldichtetrennanlage
4: einführender Transport (unter die Oberfläche definierter Flüssigkeiten) mit gegensätzlich aufeinander einwirkenden Dichteverhältnissen
5: definierte Flüssigkeit(en)
6: ausfördernde Schnecke
7: gewünschtes Dichteergebnis
8: Ausförderung Resttrenngut
9: Granulat Trockner

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Separation/stofflichem Aufschluss von Kunststoff-Mahlgütern nach ihrer spezifischen Dichte. Im direkten Durchlaufverfahren werden mehrstufig Kunststoffarten aus den Dichtebereichen: 1,0–1,05–1,1–1,15–1,2–1,25–1,5 anlagenübergreifend angesteuert, ermittelt und ausgeschleust. Folgende Schritte werden durchgeführt: a) Überführung von Trenngut der Korngröße 6–10 mm aus einer Kunststoffnassmühle mittels einer rohrgeführten, gefluteten biegsamen Schneckenförderanlage (1) und (2). Diese kann bedarfsmäßig im Bogen geführt werden, ist also flexibel und kann somit ortsangepasst verlaufen. b) jeweils je geplanter/gewünschter Anlage und Dichtebereich Übernahme des Trennguts in einer mit einem Förderkanal umschlossenen, mit Trennmedium gefluteten Schneckenförder- bzw. Behandlungsanlage (3). Diese Förderanlage besteht aus verschiedenen Schneckensystemen und hat spezielle Aufgaben: 1. Transport des Trennguts unter die Oberfläche (4) jeweils definierbarer Flüssigkeiten (5). 2. Damit sofortiger, provozierter Eintritt der Komprimierung des unter die Oberfläche eingebrachten Trennguts durch gegensätzliche Dichteverhältnisse mit zusätzlicher Reinigungswirkung des Trennguts. c) Ausförderung des/der gewünschten/geforderten Dichteergebnisses (7) bzw. der Materialeignung über Schneckenförderanlage (6) direkt von der Flüssigkeitsoberfläche (5) zu einem Granulattrockner (9), d) ausfördernde Spiralförderanlage (2) und weitere Überführung des verbleibenden Rest-Trennguts (8) zum nächsten Bearbeitungsbereich (3) ebenfalls über Granulattrockner (9), e) Übereinander angeordnete starre einfördernde Schnecke (4) und ausfördernde Spiralförderschnecke (2) mit Zwangsöffnungen für aufsteigendes und absinkendes Trenngut, f) finale Behandlung in Röhre/Behandlungsanlage (3) mit temperierter definierter Flüssigkeit.
Verfahren und Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im Schritt b) durch Schneckenförderanlage bewegte Trenngut nicht nur transportiert, sondern durch die provozierte Komprimierung des Trennguts und die durch auf das Material einwirkenden Dichteunterschiede sowie die durch den gleichzeitigen Transport auftretenden Scherkräfte (Reibung des Kunststoffmaterials mit sich selbst) das Kunststoffmahlgut noch weiter gereinigt wird.
Verfahren und Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) der Spiralförderanlage, die ein- und ausfördernden Schnecken übereinander angeordnet sind. Die einfördernde starre Schnecke ist nach oben und unten geöffnet. So kann leichtes Trenngut nach oben streben und schweres Trenngut nach unten in die nur nach oben geöffnete Spiralförderschnecke absinken. Der nächste Dichtetrennbereich wird auf diese Weise nach Abtrennung des jeweils genutzten Trennmediums, mit Trenngut versorgt werden.
Verfahren und Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) durch die Zusammenführung von Stoffen (Trennmedien) unterschiedlicher Dichte = Flüssigkeiten mit definierten Dichten einerseits und Kunststoffmaterialien mit möglichen Dichten zwischen > 0,8 bis > 1,5 andererseits, der jeweils leichtere Stoff unverzüglich bestrebt sein wird, sich durch jeweils zur Verfügung gestellte und definierte Öffnungen und seinem physikalischen Aufwärtsstreben vom schweren zu entfernen.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens und Vorrichtung gemäß Anspruch 1, Schritt c + d) dadurch gekennzeichnet, dass je Behandlungsanlage 1 Granulat-Trockner zur Ausschleusung und Trocknung des gewünschten Dichteergebnisses sowie ein weiterer zur Zurückhaltung des jeweils definierten und eingesetzten Trennmediums und auch zur Entfernung von Restverschmutzungen vom Trenngut eingesetzt wird. Die jeweiligen Trennmedien werden damit im Kreislauf gefahren.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens und Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es durch die Installation von Granulat-Trocknern zu keiner, das gewünschte Arbeitsergebnis negativ beeinflussenden Veränderung des im weiteren Behandlungsschritt und/oder Dichtetrennbebereich eingesetzten Trennmediums kommt.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens und Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckenverbindung von der Nassmühle bis zur ersten Trennstufe längenmäßig variabel gestaltet sein kann. Hierdurch gesteuerte nachträgliche/zusätzliche Intensivierung der Reinigungswirkung nach der Behandlung durch die Nassmühle. Die weitergehende Behandlung in der Streckenverbindung kann platzsparend als Rohrsystem geführt werden. Je nach Mengen- und Bearbeitungserfordernis kann das Rohrsystem unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Verfahren und Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der runde Förderkanal der Spiralförderanlage auf der Gesamtstrecke zum jeweiligen Behandlungsbereich mit einer für ein bestimmtes Ergebnis benötigten und definierten Flüssigkeit geflutet ist.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens und Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereithaltung von weiteren Dichtetrennanlagen mit unterschiedlichen Trennmedien eine Mehrzahl von Einzelanlagen vorgesehen werden.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens und Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einzeldichtetrennanlage/Behandlungsanlage auf ca. 2–4 m in Längsrichtung installiert werden kann.