DE10357968A1

DE10357968A1 - Recyclinganlage und Verfahren zur Kaltzerkleinerung von Gummi-Erzeugnissen, Stahl-Gummi-Verbunden und Stahlcord

Info

Publication number: DE10357968A1
Application number: DE2003157968
Authority: DE
Inventors: Bernd Zenker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-12-05
Also published as: DE10357968B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Recyclinganlage und ein Verfahren zur Kaltzerkleinerung von Gummi-Erzeugnissen, Stahl-Gummi-Verbunden und Stahlcord unter Anwendung von Flüssigstickstoff. DOLLAR A Nach der Konzeption der Erfindung umfasst der Prozessablauf zur Kaltzerkleinerung die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte und zugehörigen Anlagenteile der Recyclinganlage: DOLLAR A - Zerkleinerung und Portionierung des Aufbereitungsgutes in einem als Shredder ausgebildeten Vorzerkleinerer DOLLAR A - Zuführung des zerkleinerten Aufbereitungsgutes zu einer als Kühlzone ausgebildeten Kühleinrichtungseinrichtung mittels einem Steigförderer DOLLAR A - Versprödung des zerkleinerten Aufbereitungsgutes unterhalb seines "Glaspunktes" einer ersten Kühlzone, enthaltend Flüssigstickstoff als Kühlmittel DOLLAR A - Zerkleinerung des versprödeten Aufbereitungsgutes in einem Zwischenzerkleiner DOLLAR A - Zermahlen und Zerreißen des im Zwischenzerkleiner zerkleinerten und portionierten Aufbereitungsgutes mittels eines Nachzerkleinerers DOLLAR A - Freilegen und Selektieren des Stahls und des Gummis bzw. Gummigranulat mittels eines Rütteltisch mit angeschlossenem Magnetabscheider.

Description

Die Erfindung betrifft eine Recyclinganlage und ein Verfahren zur Kaltzerkleinerung von Gummi-Erzeugnissen, Stahl-Gummi-Verbunden und Stahlcord unter Anwendung von Flüssigstickstoff.

Die Aufbereitung von Gummi-Erzeugnissen, Stahl-Gummi-Verbunden und Stahlcord ist nicht nur ökonomisch sinnvoll, sondern auch aus Gründen der Einsparung von Ressourcen zwingend notwendig. Die zunehmende Menge und die Diversifikation an aufzubereitendem Material stellt die Betreiber von Recyclinganlagen vor große Herausforderungen in Bezug auf die Anlagentechnik und die Prozessführung der Anlagen. Vor dem Hintergrund der Anstrengungen zur weltweiten Verringerung der CO₂-Emissionen rücken vor allem die kryogenen Verfahren zur Wiederaufarbeitung von Altgummiprodukten in den Vordergrund der Entwicklung.

Pyrolytische und kryogene Verfahren zur Behandlung von organischen Stoffen und Stoffgemischen sind allgemein bekannt.

Kryogene Verfahren weisen gegenüber pyrolytischen Verfahren mehrere Vorteile auf. Zum einen wird nur eine geringe Zerkleinerungsenergie mit den damit verbundenen geringeren Prozesskosten benötigt und zum anderen wird durch das schonende Zerkleinern eine bessere Qualität der aufbereiteten Komponenten der Aufarbeitungsgüter erzielt. Die bei einer Abkühlung auftretende unterschiedliche Längenänderung, die durch unterschiedliche thermische Längenausdehnungskoeffizienten der Komponenten des Verbundes verursacht wird, wird beim kryogenen Verfahren in besonders vorteilhafter Weise zur Trennung der Komponenten der Verbunde ausgenutzt.

Aus dem Stand der Technik ist dazu eine von dem Unternehmen Linde AG entwickelte Anlage zum Kaltmahlen von Granulaten mittels Flüssigstickstoff bekannt, die in dem Druckwerk „Grundlagen der Kältetechnik"; Jungnickel, Agsten, Kraus; Verlag Technik Berlin GmbH; 3. Auflage; Seite 342, dargestellt und beschrieben ist. Der dortigen Illustration ist zu entnehmen, dass das Granulat mit Stickstoffdämpfen besprüht wird und anschließend im versprödeten Zustand mittels einer Fördereinrichtung zu einer Prallmühle zum Zwecke des Mahlens dieser zugeführt wird.

In der DE 40 09 902 A1 ist ein Verfahren zum Aufbereiten gummihaltigen Abfalls für die Weiterverarbeitung offenbart, bei dem gekühlter aufbereiteter Abfall in einer Schneckenpresse gemahlen wird. Die Schneckenpresse weist zwei parallel zueinander angeordnete Schnecken und eine diese umgebende Hülle mit einer Zuführeinrichtung auf. Es ist vorgesehen, dass dem Abfall ein Kühlmittel, vorzugsweise Flüssigstickstoff, zugesetzt wird, um die Sprödheit des Gummis beim Zerschlagen auszunutzen. Ferner ist beschrieben, dass zerkleinerter Abfall in Form von Granulat der Schneckenpresse zugeführt wird, um das freie Volumen zwischen dem Granulat zu verringern. Dieses freie Volumen dient als Aufnahmeraum für den Flüssigstickstoff. Nachteilig bei dieser Erfindung ist die Tatsache, dass die Prozessführung nur bedingt steuerbar ausgebildet ist und das Aufbereitungsgut nicht vollständig in seine wesentlichen Bestandteile getrennt werden kann.

Ein weiteres Verfahren zur Aufbereitung von Verbundmaterial aus Gummi mit Verstärkungseinlagen ist in der DE 44 17 522 C2 offenbart. Der Hauptgedanke dieser Erfindung besteht darin, dass die Verbundmaterialschnitzel bei einem Walkprozess in einem Extruder mit mindestens zwei ineinander greifenden Schnecken der Einwirkung der dabei sich entwickelnden Temperaturerhöhung ausgesetzt werden und in einem sich daran anschließenden Vorgang granuliert werden und nach einem Abkühlen einem erneutem Mahlen unterzogen werden. Besonders nachteilig bei dieser Erfindung ist die beim Walkprozess entstehende Erwärmung, die einen Stoffschluss der Teile der Gummikomponte verursacht. Dieser Missstand macht sich besonders dann immer unangenehm bemerkbar, wenn unvulkanisierter Gummi aus der Reifenproduktion aufgearbeitet werden muss. Die Erwärmung wirkt hierbei wie ein Vulkanisationsprozess, in dessen Folge nur eine bedingte Wiederverwendbarkeit des aufbereiteten Verbundmaterials für beispielsweise einen erneuten Produktionsprozess realisiert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Recyclinganlage und ein Verfahren zur Kaltzerkleinerung von Gummi-Erzeugnissen, Stahl-Gummi-Verbunden und Stahlcord unter Verwendung von Flüssigstickstoff als Kühlmittel zu entwickeln, mit denen einerseits eine kostengünstige und wartungsarme Prozessführung und andererseits ein vollständiges Recycling von Aufbereitungsgütern mit variablen Komponentenanteilen realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Recyclinganlage zur Kaltzerkleinerung gemäß Anspruch 1 und durch die Maßnahmen des Verfahrens zur Kaltzerkleinerung gemäß Anspruch 10 gelöst. Die rückbezogenen Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Nach der Konzeption der Erfindung umfasst der Prozessablauf zur Kaltzerkleinerung die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte und zugehörigen Anlagenteile der Recyclinganlage:

(a) Zerkleinerung und Portionierung des Aufbereitungsgutes in einem als Shredder ausgebildeten Vorzerkleinerer. Die Produktionsrückstände, die üblicherweise aus 70 bis 75 % Stahlgewebe, 23 bis 28 % unvulkanisierten oder vulkanisierten Gummi und 1 bis 5% textilen Verstärkungseinlagen bestehen, weisen im Anlieferzustand eine Größe von ca. 50 × 1000 mm auf. Der Vorzerkleinerer besitzt eine oder mehrere Schneidwalzen, Schneidmühlen oder gezahnte Wellen, die das Aufbereitungsgut auf eine Größe von ca. 50 × 200 bis 500 mm zerreißen oder zerschneiden. Zur Verstärkung des Zerkleinerungseffektes werden die Schneidwalzen oder gezahnten Wellen mit unterschiedlichen Drehzahlen elektromotorisch angetrieben.
(b) Zuführung des zerkleinerten Aufbereitungsgutes zu einer als Kühlzone ausgebildeten Kühleinrichtungeinrichtung mittels einem Steigförderer Der gegenüber der Horizontalen geneigt ausgebildete Steigförderer weist ein transmittierendes Förderband auf, welches das zerkleinerte Aufbereitungsgut kontinuierlich einer Kühlzone zuführt.
(c) Versprödung des zerkleinerten Aufbereitungsgutes unterhalb seines „Glaspunktes" einer ersten Kühlzone, welche Flüssigstickstoff als Kühlmittel enthält. Der „Glaspunkt" ist derjenige Punkt, an dem der Steilabfall der Kerbschlagzähigkeit eintritt. Während bei Naturkautschuk der „Glaspunkt" zwischen –110 °C bis –130 °C liegt, sind z. B. Altreifengummi nur bis maximal –100 °C bis zum Erreichen der zugehörigen „Glastemperatur" abzukühlen. Die Verweildauer des zu versprödenden Aufbereitungsgutes in dem Kühlmittel beträgt zwischen 10 sec und 600 sec, bevorzugt jedoch zwischen 30 sec und 90 sec, wobei das Aufbereitungsgut dabei auf eine Temperatur zwischen –80 und –120 °C abgekühlt wird. Die Kühlzone ist ferner ein- oder mehrflutig ausgebildet und gestattet bei der mehrflutigen Ausführung eine wechselseitige Beschickung aus Gründen der Redundanz oder zur Erhöhung der Durchsätze des Aufbereitungsmaterials.
(d) Zerkleinerung des versprödeten Aufbereitungsgutes in einem Zwischenzerkleiner. Der als Granulator ausgebildete Zwischenzerkleinerer weist eine Siebweite von ca. 30 mm auf. Bevorzugt wird als Granulator eine Hammermühle eingesetzt.
(e) Zermahlen und Zerreißen des im Zwischenzerkleiner zerkleinerten und portionierten Aufbereitungsgutes mittels eines Nachzerkleinerers. Der Nachzerkleinerer umfasst eine Reibwalze und ein gegenläufiges Kettenband. Mit dem Anlegen unterschiedlicher Drehzahlen an der Reibwalze und an dem Kettenband entsteht im Bereich einer Kontaktfläche zwischen Reibwalze und Kettenband ein Schlupf, durch den das Aufbereitungsgut nicht nur zermahlen, sondern auch zerissen wird.
(f) Freilegen und Selektieren des Stahls und des Gummis bzw. Gummigranulat mittels eines Rütteltischs mit angeschlossenem Magnetabscheider. Der Rütteltisch weist elektromotorisch, hydraulisch oder pneumatisch angetriebene Schwingelemente auf, die eine obere Platte derart hin- und herbewegen, dass das von dem Nachzerkleinerer übergebene zerkleinerte und teilweise freigelegte Aufbereitungsgut sich problemlos selektieren lässt. Der Magnetabscheider erfasst alle magnetischen Bestandteile und leitet diese mittels eines Querförderers zu einem Verschiebetisch. Das nicht vom Magnetabscheider aufgenommene Gummigranulat wird parallel dazu in einen anderen Verschiebetisch transportiert und anschließend packetiert.
(g) Die Betriebsregelung der Anlage erfolgt über ein zentrales DDC-Leitsystem oder eine SPS-Steuerung. Dieses überwacht und steuert über Schnittstellen den Prozessablauf. Auf dem Bildschirm werden diese Vorgänge schematisch mit den entscheidenden Parametern dargestellt. Störmeldungen laufen automatisch auf, Fehlermeldungen werden protokolliert, im Klartext ausgedruckt, ausgewertet und automatisch zur Leitstelle geleitet.

Beispielsweise wird die Änderung der Kerbschlagzähigkeit beim Verspröden des Aufbereitungsgrades in den Kühlzonen im ständigen Soll-Ist-Vergleich nach vorgegebenen speziellen Regelkurven computergestützt überwacht, um die Verweildauer des Aufbereitungsgutes im Kühlmittel der Kühlzonen zu steuern.

Ein anderes Anwendungsfeld der Überwachung der Prozessführung besteht darin, einen kontinuierlichen Aufbereitungsgüterdurchsatz durch die gesamte Anlage zu gewährleisten. Dies wird dadurch erreicht, indem beispielsweise temporär die Befülleinrichtung die Beschickung der Kühlzonen mit Aufbereitungsgütern verzögert oder die Kühlzone mehrflutig in Betrieb gesetzt wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich zwischen dem Zwischenzerkleinerer und dem Nachzerkleinerer mindestens eine zweite Kühlzone derart kaskadenartig zur ersten Kühlzone angeordnet, dass eine mehrstufige Abkühlung des Aufbereitungsgutes zur Optimierung der Prozessführung beiträgt. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn unterschiedliche Chargen an Aufbereitungsgütern nacheinander recycelt werden. In Abhängigkeit der Beschaffenheit der angelieferten Aufbereitungsgüter kann auch eine Zwischenentnahme nach dem Abkühlen in der ersten Kühlzone erfolgen. Das bis dahin noch nicht versprödete Aufbereitungsmaterial könnte einem weiteren Abkühlvorgang in der zweiten Kühlzone unterzogen werden.

Durch einen diskontinuierlichen Prozessablauf besteht die Möglichkeit, auf die Beschaffenheit der Aufbereitungsgüter unter Berücksichtigung des jeweiligen „Glaspunktes" dieser Aufbereitungsgüter zu reagieren, d.h. unterschiedliche Reifen, wie Pkw-Sommerreifen, Pkw-Winterreifen, Lkw-Reifen, Reifen von Sonderfahrzeugen und Maschinen, gummierte Kettenglieder u.a.m. mit unterschiedlicher Verweildauer in den Kühlzonen zu verspröden.

Erfindungsgemäß ist zwischen einem Steigförderer und einer Kühlzone eine schwenkbare und dosierbare Befülleinrichtung vorgesehen. Mittels dieser Befülleinrichtung wird eine erste Zellradschleuse der Kühlzone mit zerkleinertem Aufbereitungsgut beschickt. Die Befülleinrichtung ist als Bindeglied zwischen Steigförderer und Kühlzone zu verstehen. Um eine kontinuierliche Prozessführung zu gewährleisten, kann einerseits eine an die Verweildauer des Aufbereitungsgutes im Kühlmittel angepasste Beschickung mittels dieser Befülleinrichtung realisiert werden. Andererseits kann ein diskontinuierliche Prozessführung dadurch erreicht werden, indem die Befülleinrichtung nur unstetig in Betrieb gesetzt wird.

Die nach den Zerkleinerungsprozessen freigelegten textilen Verstärkungseinlagen werden beispielsweise mittels einer als Windsichtung ausgebildeten Trenneinrichtung dem zerkleinerten Aufbereitungsgut entnommen. Diese Trenneinrichtung ist bevorzugt. als Gebläse ausgebildet, dass unmittelbar vor oder hinter dem Rütteltisch angeordnet ist. Die abgeschiedenen textilen Verstärkungseinlagen werden anschließend in einer nicht näher beschriebenen Textilfördereinrichtung einer Konfektionierung zugeführt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung.
Dabei zeigen:
1 Schematische Darstellung der gesamten Recyclinganlage mit zwei Kühlzonen,
2 Detaildarstellung einer Kühlzone in der Seitenansicht,
3a Darstellung des Nachzerkleinerers, des Magnetabscheiders und des Rütteltischs in der Seitenansicht und
3b Darstellung des Nachzerkleinerers, des Magnetabscheiders und des Rütteltischs in der Draufsicht.
1 illustriert eine schematische Darstellung der gesamten Recyclinganlage mit zwei kaskadenartig angeordneten Kühlzonen 4.1, 4.2. Der Materialdurchsatz beträgt bei kontinuierlicher Prozessführung zwischen 4 bis 8 t pro Stunde. Das Aufbereitungsgut 9 wird mittels einer nichtdargestellten Fördereinrichtung einem als Shredder ausgebildeten Vorzerkleinerer 1.1 zugeführt und dort auf einen Größe von ca. 50 × 200 bis 500 mm in nahezu gleichgroße Portionen zerkleinert. Mittels eines sich an den Vorzerkleinerer 1.1 anschließenden Steigförderer 2.1 wird eine erste Kühlzone 4.1 mit zerkleinertem und portioniertem Aufbereitungsgut 9 beschickt. Diese erste Kühlzone 4.1 ist derart ausgebildet, dass das portionierte Aufbereitungsgut 9 mittels eines transmittierenden Förderbandes 4.7 durch ein Kühlmittelbad geführt wird und sich dabei in Abhängigkeit der Verweildauer unterhalb seines „Glaspunktes" versprödet. Eine detaillierte Darstellung der Kühlzone 4.1 erfolgt an späterer Stelle.
Das nunmehr portionierte und versprödete Aufbereitungsgut 9 wird nachfolgend einem als Granulator ausgebildeten Zwischenzerkleinerer 1.2 zugeführt. Als Granulator wird vorzugsweise eine Hammermühle eingesetzt. Die Siebgröße dieses Granulators beträgt ca. 30 mm, so dass das Aufbereitungsgut 9 schon bereits zu diesem Zeitpunkt eine sehr geringe Korngröße aufweist. Etwaig abgelöster Stahl 9.1 wird selektiert und nicht weiter der Prozessführung unterzogen. Mittels eines weiteren Steigförderers 2.1 gelangt das im Zwischenzerkleinerer 1.2 zerkleinerte Aufbereitungsgut 9 in eine zweite Kühlzone 4.2. Die Verweildauer des Aufbereitungsgutes 9 im Kühlmittel 4.5 dieser Kühlzone 4.2 ist ggf. geringer als in der ersten Kühlzone 4.1, da bereits eine hochvoluminöse Versprödung des Aufbereitungsgutes 9 in der ersten Kühlzone 4.1 erfolgte. Durch die vorangegangene Zerkleinerung weist das Aufbereitungsgut 9 ein geringeres Gesamtvolumen auf, womit sich auch das freie Volumen zwischen den Portionen verringert. Anschließend erfolgt die Übergabe des vollständig versprödeten Aufbereitungsgutes 9 an einen als Rollen-Sieb-Zerkleinerer ausgebildeten Nachzerkleinerer 1.3. Der Rollensiebzerkleinerer weist eine elektrisch angetriebene Reibwalze 1.5 und ein ggf. von der Reibwalze 1.5 angetriebenes gegenläufiges Kettenband 1.4 auf. Im Bereich der Kontaktfläche 1.6 zwischen dem Kettenband 1.4 und der Reibwalze 1.5 wird das Granulat, welches aus ca. 30 mm großen Granulatteilen besteht, zermahlen und zerrissen. Danach erfolgt die Übergabe des separierten Aufbereitungsgutes 9 an einen Rütteltisch 5 zum Separieren und Freilegen des Stahls 9.1. Der freigelegte Stahl 9.1 wird mittels eines Magnetabscheiders 6 aufgenommen und über einen Querförderer 2.2 zu einem Verschiebetisch 8 transportiert. Das nicht von dem Magnetabscheider 6 aufgenommene Gummigranulat wird bis zu einem weiteren Verschiebetisch 8 befördert und anschließend packetiert.
In 2 ist eine Kühlzone 4 in der Seitenansicht dargestellt, wobei der Aufbau dieser Kühlzone 4 repräsentativ für die erste Kühlzone 4.1 und auch die zweite Kühlzone 4.2 ist, die jeweils ein- oder zweiflutig ausgebildet sein können.
Die Kühlzone 4 weist eine Hülle 4.10 mit nichtdargestellter Isolierung 4.6 auf, die die Kühlzone 4 nahezu vollständig umfasst. Die Hülle 4.10 ist thermisch und/oder druckdicht ausgebildet, um einen Temperaturausgleich zwischen dem Kühlmittel 4.5 und der Umgebung zu verhindern. Die Kühlzone 4 ist auf einem Gestell derart geneigt gelagert, dass die Beschickung mit zerkleinertem Aufbereitungsgut 9 an einem Fußpunkt der Kühlzone 4 und der Auswurf des versprödeten Aufbereitungsgutes 9 an einem höher gelegenen Kopfpunkt der Kühlzone 4 erfolgt. In Richtung der Längserstreckung der Kühlzone 4 ist ein transmittierendes Förderband 4.7 angeordnet, welches über seine Längserestreckung in etwa den gleichen Abstand zur oberen Wandung und zur unteren Wandung der Kühlzone 4 aufweist. Das Förderband 4.7 ist mit gleichmäßig beabstandeten Bandelementen 4.8 bestückt, die das zerkleinerte Aufbereitungsgut 9 aufnehmende Zellen ausbilden. Die Zellwände der Zellen bilden sich aus zwei benachbarten Bandelementen 4.8, dem von diesen Bandelementen 4.8 begrenzten Bereich des Förderbandes 4.7 und einer oberen bzw. unteren Wandung der Kühlzone 4 aus. In den etwa halbkreisförmig ausgebildeten Endbereichen 4.11 der Kühlzone 4 sind Zellradschleusen 4.4 angeordnet, die der Beschickung mit zerkleinertem Aufbereitungsmaterial 9 und dem Auswurf dienen. Eine erste Zellradschleuse 4.12 ist mit einer schwenkbaren und dosierbaren Befülleinrichtung 3 ausgestattet. Für den Fall einer zweiflutigen Kühlzone 4 wird mittels dieser Befülleinrichtung 3 ein gesteuerter Beschickungsvorgang derart realisiert, dass wechselseitig jede einzelne Kühlstrecke mit zerkleinertem Aufbereitungsgut 9 beschickt wird. Die untere Wandung weist partiell ein perforiertes Bodenelement 4.9 auf, das gemeinsam mit einer Ausnehmung einen Kühlmitttelsammler 4.3 ausbildet. Während der Transmissionsbewegung des Förderbandes 4.7 tropft Kühlmittel 4.5 aus den Zellen vom Aufbereitungsgut 9 durch das perforierte Bodenelement 4.9 in den Kühlmittelsammler 4.3. Damit gelangt nahezu „trockenes" und versprödetes Aufbereitungsgut 9 zu dem Zwischen- oder Nachzerkleinerer 1.1, 1.2. Der Auswurf des versprödeten Aufbereitungsgutes 9 erfolgt an einer zweiten, nicht näher beschriebenen Zellradschleuse, die an einem höher gelegenen Kopfpunkt der Kühlzone 4 ausgebildet ist.
Die Bevorratung des Kühlmittels 4.5 Flüssigstickstoff erfolgt unterhalb einer jeden Kühlzone 4 in den in 1 dargestellten Kühlmittelreservoiren 7, wobei die Kühlmittelreservoire 7 ein ausreichend große Volumina, üblicherweise ab eintausend Liter, aufnehmen können. Die Entnahme des Kühlmittels 4.5 aus den Kühlmittelreservoiren 7 erfolgt automatisch in Abhängigkeit des während des Kühlvorgangs verdunsteten Kühlmittels 4.5 innnerhalb der Kühlzone 4.
Die 3a und 3b zeigen den Nachzerkleinerer 1.3, den Magnetabscheider 6 und den Rütteltisch 5 in der Seitenansicht und der Draufansicht. Ferner sind in 3b die Verschiebetische 8 für den Stahl und das Gummigranulat dargestellt, die mit den Bezugszeichen 9.1 und 9.2 versehen sind.
Das in dem Vor- und Zwischenzerkleiner 1.1, 1.2 zerkleinerte und im mehrstufigem Kühlprozess vollständig versprödete Aufbereitungsgut 9 wird einem Nachzerkleinerer 1.3 zugeführt, der als Rollen-Sieb-Zerkleinerer ausgebildet ist. In besonders vorteilhafter und effektiver Weise werden hierbei die bislang auf eine Größe von 30 mm zerkleinerten Aufbereitungsgüter 9 mittels einer elektromotorisch 1.7 angetriebenen Reibwalze 1.5 und eines gegenläufigen transmittierenden Kettenbandes 1.4 zu feinkörnigem Granulat zermahlen und zerrissen. Für bestimmte Anwendungsfälle lassen sich die Drehzahl der Reibwalze 1.5 und des Kettenbandes 1.4 unterschiedlich einstellen. Vor allem vor dem Hintergrund eines schwer trennbaren Stahl-Gummi-Verbundes ist ein Zerreissen einem Zermahlen vorzuziehen, d. h. die Reibwalze 1.5 und das Kettenband 1.4 rotieren mit deutlich differenten Drehzahlen. Im Bereich einer Kontaktfläche 1.6 zwischen Reibwalze 1.5 und Kettenband 1.4 entsteht ein Reibschluss, der das besagte Zermahlen oder Zerreissen verursacht. Eine einfache Lösung zum Antrieb des Kettenbandes 1.4 besteht darin, dass der Antrieb dessen mittels der Reibwalze 1.5 erfolgt. Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass dabei die Drehzahl der Reibwalze 1.5 und des Kettenbandes 1.4 identisch sind. Im weiteren Prozessverlauf wird das Aufbereitungsgut 9 einem mit dem Bezugszeichen 5 versehenem Rütteltisch mit Schwingelementen 5.1 zugeführt. Der Rütteltisch 5 besteht vorzugsweise aus zwei parallel zueinander beabstandeten horizontal ausgerichteten Platten, wobei die obere Platte einer kombinierten Rotations- und Translationsbewegung unterzogen wird. Die Bewegung wird mittels der Schwingelemente 5.1 erzielt, die jeweils paarweise an gegenüberliegenden Kanten der Platten angeordnet sind. Durch diese kombinierte Rotations- und Translationsbewegung werden die Stahl-Gummi-Verbund-Bestandteile Gummi und Stahl vollends freigelegt. Ein oberhalb des Rütteltischs 5 angeordneter Magnetabscheider 6 nimmt die metallischen Komponenten, hier das Stahl 9.1, auf und transportiert es mittels eines Querförderers 2.2 zu einem Verschiebetisch 8. Das nicht vom Magnetabscheider 6 aufgenommene Gummigranulat 9.2 wird bis zu einem weiteren Querförderer 2.2 und von dort in einen weiteren Verschiebetisch 8 geleitet. Das Gummigranulat 9.2 wird ggf. packetiert und kann dem Recyclingkreislauf wieder zugeführt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Recyclinganlage und dem gattungsgemäßen Verfahren zur Kaltzerkleinerung können in besonders effektiver und kostengünstiger Weise Gummi-Erzeugnisse, Stahl-Gummi-Verbunde und Stahlcord recycelt werden.

1: Zerkleinerer
1.1: Vorzerkleinerer
1.2: Zwischenzerkleinerer
1.3: Nachzerkleinerer
1.4: Kettenband
1.5: Reibwalze
1.6: Kontaktfläche
1.7: Elektromotor
2: Förderer
2.1: Steigförderer
2.2: Querförderer
3: Befülleinrichtung
4: Kühlzone
4.1: erste Kühlzone
4.2: Zweite Kühlzone
4.3: Kühlmittelsammler
4.4: Zellradschleuse
4.5: Kühlmittel
4.6: Isolierung
4.7: Förderband
4.8: Bandelemente
4.9: Bodenelement
4.10: Hülle
4.11: Endbereiche der Kühlzonen
4.12: erste Zellradschleuse
5: Rütteltisch
5.1: Schwingelemente
6: Magnetabscheider
7: Kühlmittelreservoir
8: Verschiebetisch
9: Aufbereitungsgut
9.1: Stahl
9.2: Gummi

Claims

Recyclinganlage zur Kaltzerkleinerung von Gummi-Erzeugnissen, Stahl-Gummi-Verbunden und Stahlcord, nachfolgend als Aufbereitungsgut (9) bezeichnet, zwecks Separierung von Stahl (9.1) und Gummi (9.2) unter Verwendung von Flüssigstickstoff als Kühlmittel (4.5), gekennzeichnet durch die Kombination folgender Anlagenteile: a. einem als Shredder ausgebildeten Vorzerkleinerer (1.1) zur Zerkleinerung und Portionierung des Aufbereitungsgutes (9), b. einem Steigförderer (2.1) als Zuführeinrichtung des zerkleinerten Aufbereitungsgutes (9) zu einer Kühlzone (4), c. einer ersten Kühlzone (4.1), enthaltend Flüssigstickstoff als Kühlmittel, in der das Aufbereitungsgut (9) unterhalb seines „Glaspunktes" versprödet wird, d. einem Zwischenzerkleinerer (1.2), in dem das versprödete Aufbereitungsgut (9) weiter zerkleinert wird, e. einem Nachzerkleinerer (1.3) zum Zermahlen und Zerreißen des im Zwischenzerkleinerer (1.3) zerkleinerten und portionierten Aufbereitungsgutes (9), f. einem Rütteltisch (5) mit angeschlossenem Magnetabscheider (6) zum Freilegen und Selektieren des Stahls (9.1) und des Gummis (9.2) und g. einer Regel- und Steuereinrichtung zur Steuerung und Überwachung der Prozesskette.
Recyclinganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zwischen dem Zwischenzerkleinerer (1.2) und dem Nachzerkleinerer (1.3) mindestens eine zweite Kühlzone (4.2) kaskadenartig zur ersten Kühlzone angeordnet ist.
Recyclinganlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlzonen (4) derart zweiflutig ausgebildet sind, dass wahlweise eine wechselseitige Beschickung der Kühlzonen (4) mit zerkleinertem und portioniertem Aufbereitungsgut (9) erfolgen kann.
Recyclinganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (4.10) jeder Kühlzone (4) eine thermisch und/oder druckdicht ausgebildete Isolierung (4.6) aufweist.
Recyclinganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlzonen (4) ein transmittierendes Förderband (4.7) mit Zellen ausbildenden gleichmäßig beabstandeten Bandelementen (4.8) aufweisen und die Endbereiche (4.11) der Kühlzonen (4) als Zellradschleuse (4.4) ausgebildet sind, wobei die Beschickung und der Auswurf des zerkleinerten Aufbereitungsgutes (9) mittels der Zellradschleuse (4.4) realisiert wird.
Recyclinganlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (4.7) der Kühlzonen (4) derart perforiert ausgebildet ist, dass während des Auswurfvorgangs das Kühlmittel (4.5) aus den Zellen in einen Kühlmittelsammler (4.3) abtropfen kann und damit nahezu „trocknes" Aufbereitungsgut (9) dem Zwischenzerkleinerer (1.2) und/oder dem Nachzerkleinerer (1.3) zugeführt wird.
Recyclinganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachzerkleinerer (1.3) eine elektrisch angetriebene Reibwalze (1.5) und ein ggf. von der Reibwalze (1.5) angetriebenes gegenläufiges transmittierendes Kettenband (1.4) aufweist und im Bereich einer Kontaktfläche (1.6) zwischen dem Kettenband (1.4) und der Reibwalze (1.5) das zerkleinerte Aufbereitungsgut (9) zermahlen und zerrissen wird.
Recyclinganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich jeweils zwischen einem Steigförderer (2.1) und einer Kühlzone (4) eine schwenkbare und dosierbare Befülleinrichtung (3) vorgesehen ist, wodurch eine erste Zellradschleuse (4.12) der Kühlzone (4) mit Aufbereitungsgut (9) beschickt wird.
Recyclinganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenzerkleinerer (1.2) als Granulator, z. B. als Hammermühle, ausgebildet ist.
Verfahren zur Kaltzerkleinerung von Gummi-Erzeugnissen, Stahl-Gummi-Verbunden und Stahlcord zwecks Separierung von Stahl und Gummi unter Verwendung von Flüssigstickstoff als Kältemittel , dadurch gekennzeichnet, dass ein kontinuierlicher Prozessablauf mit folgenden Verfahrensschritten ausführbar ist: a. Shreddern und Portionieren des angelieferten Aufbereitungsgutes (9) in einem Vorzerkleinerer (1.1), b. Zuführung des zerkleinerten Aufbereitungsgutes (9) zu einer 1. Kühlzone (4.1) mittels eines Steigförderers (2.1), c. Beschickung der Flüssigstickstoff enthaltenen ersten Kühlzone (4.1) mit zerkleinertem Aufbereitungsgut (9) und Versprödung des Aufbereitungsgutes (9) unterhalb dessen „Glaspunkt" in einem Temperaturbereich zwischen –50 bis –150 °C bei einer Verweildauer zwischen 10 sec und 600 sec im Kühlmittel (4.5), d. Entnahme des schockgefrorenen Aufbereitungsgutes (9) aus der ersten Kühlzone (4.1) und Zuführung zu einem als Granulator ausgebildeten Zwischenzerkleinerer (1.2) mit einer Siebgröße zwischen 20 mm bis 50 mm, e. Entnahme des Aufbereitungsgutes (9) aus dem Zwischenzerkleinerer (1.2) und Zuführung zu einem Nachzerkleinerer (1.3) zwecks Zermahlen, Zerreißen und Granulation des zerkleinerten und portionierten Aufbereitungsgutes (9), f. Übergabe des separierten Aufbereitungsgutes (9) an einen Rütteltisch (5) mit angeschlossenem Magnetabscheider (6), wobei eine Separierung und Freilegung des Stahls (9.1) erfolgt und g. getrennte Zuführung des freigelegten Stahls (9.1) und des freigelegten Gummigranulats (9.2) zu den Verschiebetischen (8) und anschließende Packetierung.
Verfahren zur Kaltzerkleinerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen diskontinuierlicher Prozessablauf die Möglichkeit besteht, auf die Beschaffenheit der Aufbereitungsgüter (9) unter Berücksichtigung des jeweiligen „Glaspunktes" dieser Aufbereitungsgüter (9) zu reagieren, d.h. unterschiedliche Reifen, wie Pkw-Sommerreifen, Pkw-Winterreifen, Lkw-Reifen, Reifen von Sonderfahrzeugen und Maschinen, gummierte Kettenglieder u.a.m. mit unterschiedlicher Verweildauer in den Kühlzonen (4) zu verspröden.
Verfahren zur Kaltzerkleinerung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung der Änderung der Kerbschlagzähigkeit beim Verspröden des Aufbereitungsguts (9) in den Kühlzonen (4) im ständigen Soll-Ist-Vergleich nach vorgegebenen speziellen Regelkurven computergestützt erfolgt, um die Verweildauer des Aufbereitungsguts (9) im Kühlmittel (4.5) der Kühlzonen (4) zu steuern.
Verfahren zur Kaltzerkleinerung nach Anspruch 10 c, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweildauer des Aufbereitungsgutes (9) im Kühlmittel (4.5) der Kühlzonen (4) zum Zwecke seiner Versprödung zwischen 30 sec und 90 sec beträgt, wobei das Aufbereitungsguts (9) dabei auf eine Temperatur zwischen –80 bis –120 °C abgekühlt wird.
Verfahren zur Kaltzerkleinerung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prozessoptimierung durch eine kaskadenartige Anordnung mehrerer Kühlzonen (4) und durch eine ergänzende Zwischenentnahmemöglichkeit des Aufbereitungsgutes (9) erzielt wird.