DE19511141A1

DE19511141A1 - Mehrstufige Zerkleinerung von DSD-Material im Einwellenshredder

Info

Publication number: DE19511141A1
Application number: DE1995111141
Authority: DE
Original assignee: KMS KONSTRUKTION MASCHINEN und
Current assignee: KMS KONSTRUKTION MASCHINEN und
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von DSD-Kunststoffen zu einem beispielsweise für die Fest bett-Druckvergasung geeigneten Ausgangsprodukt, bei dem das in DSD-Ballen angelieferte Material auf < 6 mm zerkleinert und dann insbesondere mit anderen Brennstoffen wie Braunkoh le, Klärschlamm u. a. zu Mischbriketts verarbeitet wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit einer Zerkleinerungseinrichtung und nachgeord neter Nachverarbeitung.

Im Rahmen des Umweltschutz es werden Wege für das Recy cling oder die Weiterverwendung von Kunststoffen gesucht und erprobt. So ist im Rahmen von Versuchen bei der ostdeutschen Braunkohle festgestellt worden, daß DSD-Kunststoffe für die Vergasung in einem Festbett-Druckvergaser geeignet sind. Er forderlich ist es dazu, entsprechend fein aufgemahlenes und zwar unter 6 mm aufgemahlenes Kunststoffmaterial zu erhalten, das dann zusammen mit Braunkohle, Klärschlamm o. ä. zu Misch briketts geformt wird. Diese Mischbriketts brauchen eine aus reichende Thermostabilität und Stückigkeit bis 800°C sowie eine ausreichende Druckfestigkeit, weshalb auch unter anderem eine entsprechende Aufmahlung des DSD-Kunststoffmaterials erforderlich ist. Als problematisch hat sich herausgestellt, daß das in unterschiedlicher Form anfallende DSD-Kunststoff material nur mit erheblichem Aufwand auf < 6 mm zerkleinert werden kann. Dabei ist es erforderlich, bei einem Zerkleine rungsgrad von < 95% einen Durchsatz von über einer Tonne pro Stunde zu erreichen, um etwa mit 80 DM pro Tonne das für die Mischbriketts notwendige feine Ausgangsprodukt zu erhalten.

Bisher ist es nicht gelungen, mit bekannten Zerkleinerungs verfahren und Systemen an diese Anforderungen heranzukommen. Auch Versuche, einfach eine Vorzerkleinerung durchzuführen, um dann das abgesiebte Material endzuzerkleinern, haben sich als unbefriedigend erwiesen, weil die zum Einsatz kommenden Siebeinrichtungen keinen ausreichenden Durchsatz erlaubten und weil letztlich auch die Zerkleinerungseinrichtungen nach wie vor zu stark mit feinkörnigem Material belastet wurden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren und eine Anlage zu schaffen, mit denen für die Weiter verarbeitung vor allem zu Mischbriketts geeigneter, zerklei nerter DSD-Kunststoff mit einer vertretbaren Durchsatzlei stung von mindestens einer Tonne pro Stunde erzeugt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die DSD-Ballen aufgelöst werden und daß das Ballengut auf 10-20 mm zerkleinert und dann bewegt klassiert wird, um dann nur den Siebüberlauf gezielt auf die gewünschte Korngröße endzu zerkleinern, während das ausgehaltene Feinkorn ausgetragen und mit dem endzerkleinerten Gut zusammen verpackt wird.

Eine direkte Ballenaufgabe zur Zerkleinerung wird ver mieden, weil die DSD-Ballen leicht im Aufgabetrichter tanzen und nur mit entsprechend großem Aufwand zu zerkleinern sind. Sie werden so aufgelöst aufgegeben, so daß bereits im ersten Schritt eine vorteilhafte Zerkleinerung ablaufen kann, wobei hier eine Größenordnung von 10-20 mm vorgegeben ist. Im Rahmen der nachfolgenden Klassierung auf Schwingsiebmaschinen ist es möglich, die relativ große Menge an Feinkorn bereits auszuhalten, so daß der nachfolgende Zerkleinerungsschritt nur noch eine entsprechend kleine Menge an Material zerklei nern muß. Eine leistungsfähige Gesamtzerkleinerung ist hier mit erreicht, wobei nach den Versuchen sich herausgestellt hat, daß bei einer Zerkleinerung auf 15 mm ein Feinkornanteil in der Größenordnung von 50% und bei 11 mm von 85% Feinkorn anfällt, so daß entsprechend kleine Mengen im zweiten Zer kleinerungsschritt aufgegeben werden. Das entsprechende Fein korn beider Zerkleinerungsschritte wird dann zusammengefaßt und beispielsweise in Big-Bags verpackt und der weiteren Ver arbeitung zugeführt.

Eine Verstopfung der Siebbeläge wird gemäß der Er findung vorteilhaft dadurch vermieden, daß die Siebfläche bei der Klassierung durch eine Klopfeinrichtung in Schwingung versetzt wird. Diese mechanisch wirkende Klopfeinrichtung sichert einen kontinuierlichen Betrieb ohne wesentliche Ver stopfer, wobei die Effizienz der Absiebung noch dadurch ver bessert wird, daß gemäß der Erfindung die Siebeinstellung optimiert wird.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgese hen, daß das Ballengut auf 10-12 mm zerkleinert und bei 11 mm klassiert wird. Diese Zerkleinerung auf 10-12 mm bringt einen Anteil an Feinkorn von rund 85%, so daß nur 15% der weiteren Zerkleinerungsstufe zugeführt werden müssen. Ande rerseits hat sich herausgestellt, daß die Zerkleinerung auf beispielsweise 10-12 mm die Zerkleinerungswerkzeuge bela stet, als wenn in einem Schritt zerkleinert wird. Der nach folgende Zerkleinerungsschritt auf 6 mm kann dann mit höherer Effizienz durchgeführt werden, so daß sich eine insgesamt deutliche Durchsatzleistung von mindestens einer Tonne pro Stunde ergibt.

Zur weiteren Schonung der Zerkleinerungsaggregate und damit zu deren höheren Effizienz sieht die Erfindung vor, daß vor der Zerkleinerung eine Magnetabscheidung vorgenommen wird. Dadurch werden die die Zerkleinerungswerkzeuge stark belastenden Metallteile ausgehalten. Darüber hinaus ist so die Möglichkeit gegeben, die Metallteile einer weiteren Ver wertung zuzuführen. Die Leistungsfähigkeit einer derartigen Anlage kann gezielt erhöht werden, indem in der ersten Zer kleinerungsstufe zwei und in der zweiten Zerkleinerungsstufe vier Zerkleinerungsaggregate parallel eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise ist eine Klassierung zwischengeschaltet, wobei sie der Anzahl der vorgeschalteten Zerkleinerungsaggre gate angepaßt sein sollte.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Anlage, deren als Einwellenshredder ausgebildete Zerkleinerungseinrichtung als Vorzerkleinerer ausgebildet ist, dem eine Schwingsiebma schine und ein weiterer Einwellenshredder nachgeordnet sind. Dabei ist der Begriff Vorzerkleinerer nicht von der Menge her zu sehen, sondern lediglich von der Anordnung, da ihm wie weiter vorne erläutert die größere Menge an DSD-Material zu geführt wird. Der Einwellshredder als solcher bietet die Ge währ, daß das zum Festsetzende neigende DSD-Material durch geschleust und zerkleinert wird. Die Schwingsiebmaschine als solche bietet die Gewähr, daß eine gleichmäßige und sichere Klassierung gewährleistet ist. Verstopfer sind ausgesprochen selten, wobei auch bei ungünstigem Aufgabegut solche Verstop fer gemäß der Erfindung dadurch verhindert werden, daß der Schwingsiebmaschine eine Klopfeinrichtung zugeordnet ist. Diese mechanisch wirkende Klopfeinrichrichtung verhindert Verstopfungen der Siebbelege auch bei solchem ungünstigen Aufgabegut.

Der Klassierprozeß als solcher kann energetisch wesent lich günstiger realisiert werden, als eine weitere Zerkleine rungsstufe, wobei durch Veränderung der Siebneigung und der Unwucht der Schwingsiebmaschine noch eine Optimierung der Siebmaschine erreicht werden kann, insbesondere durch längere Verweilzeiten des Materials auf der Siebmaschine. Eine weite re Verbesserung wird dadurch erreicht, daß der Siebbelag der Schwingsiebmaschine eine optimierte Einstellung ergebend ab gestuft ist, so daß die bisher mit dieser Anlage durchgeführ ten Versuche ausgesprochen befriedigend zu bewerten sind. Besonders beim 11-mm-Produkt konnte eine sehr gute Trennung nachgewiesen werden, wie an Hand nachfolgender Tabellen er läutert wird.

Um das zerkleinerte oder vorzerkleinerte DSD-Material möglichst günstig transportieren zu können, sieht die Erfin dung vor, daß die Transportmittel zwischen dem ersten Einwel lenshredder und dem zweiten Einwellenshredder bzw. der Schwingsiebmaschine als Rohrkettenförderer ausgebildet sind.

Über den Rohrkettenförderer ist die Aufgabe auf die nachfol genden Aggregate optimiert und vergleichmäßigt, wobei durch den Aufbau des Förderers Verstopfungen entgegengewirkt wird.

Eine auch problematisches Aufgabegut besonders gut ver arbeitende Anlage ist die, bei der dem ersten Einwellenshred der Schwingsiebmaschinen vorgeordnet sind, die bei < 11 mm und dann < 6 mm trennend ausgebildet sind und deren Sieb durchlauf mit dem nachgeordneten zweiten Einwellenshredder bzw. der Weiterverarbeitung direkt verbunden ist. Über diese vorgeordneten Siebmaschinen ist die Möglichkeit gegeben, das Feinkorn gezielt frühzeitig aus zuhalten und entweder sofort der Weiterverwendung zuzuführen oder aber dem zweiten Einwel lenshredder, so daß auch der erste Einwellenshredder vorteil haft von Feinkorn entlastet und mit größerem Durchsatz gefah ren wird.

Um verfahrensgemäß Metall frühzeitig aushalten zu kön nen, ist vorgesehen, daß dem ersten Einwellenshredder ein Magnetabscheider vorgeordnet ist. Über den Magnetabscheider wird Material ausgehalten und gelangt erst gar nicht in den Bereich der Zerkleinerungseinrichtungen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Verfahren und eine Anlage geschaffen ist, mit denen es erstmals möglich ist, DSD-Kunststoffmaterial mit ausrei chender Durchsatzleistung und hoher Effizienz so weit zu zer kleinern, daß sie anschließend mit anderen Materialien wie Braunkohle und Klärschlamm zusammen zu Mischbriketts verar beitet werden können. Dies wird vor allem dadurch erreichte daß frühzeitig Feinkorn ausgehalten und nur das noch weiter zu zerkleinernde Material den entsprechenden Zerkleinerungs einrichtungen zugeführt wird. Die entsprechenden Klassierein richtungen sind dabei so verändert und angepaßt, daß sie auch das zum Festsetzen neigende DSD-Material sicher aufteilen, wodurch die Zuführung von Feinkornmaterial zu den einzelnen Zerkleinerungseinrichtungen praktisch ganz vermieden werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbei spiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Anlage zur Zerkleinerung von DSD-Material,

Fig. 2 eine weitere Variante der Anlage,

Fig. 3 eine DSD-Zerkleinerungsanlage mit vorge schaltetem Magnetabscheider und

Fig. 4 das Schema einer Anlage mit vorgeschalte ter und zwischengeschalteter Klassierung.

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Schema einer entsprechen den Anlage mit der Materialaufgabe 1, der allgemein mit 2 bezeichneten Zerkleinerungseinrichtung und der Weiterverar beitung 3.

Die Zerkleinerungseinrichtung 2 ist hier als Einwel lenshredder 5 ausgebildet und verfügt über einen Aufgabeför derer 6, der das entsprechend auf 15 oder 11 mm o. ä. zer kleinerte Material der Schwingsiebmaschine 7 zuführt. Hier erfolgt eine Trennung beispielsweise bei 6 mm, wobei das Feinkorn, d. h. also der Siebdurchlauf dem Austrag 9 zuge führt wird und damit der Weiterverarbeitung 3, während der Siebüberlauf über den Austragsförderer 8 dem zweiten Einwel lenshredder 10 zugeführt wird. Hier erfolgt die Endzerkleine rung der nun nur noch etwa mengenmäßig 15-20% des Aus gangsmaterials betreffenden Materialmenge, woraufhin das Ma terial dann über den Austragsförderer 11 dem Austrag 12 und damit wiederum der Weiterverarbeitung 3 zugeführt wird.

Die Wirksamkeit der Schwenksiebmaschine 7 wird durch eine mechanische Klopfeinrichtung optimiert, wobei diese Klopfeinrichtung 14 mit einem Pfeil angedeutet ist.

Bei Fig. 2 sind der ersten Stufe von Einwellenshredde rern 5 über einem Gurtband 15 angeordnete Magnetabscheider 16 vorgeordnet. Hierüber erfolgt eine sicher Abscheidung von magnetischem Material, d. h. also Metall, das dann einer wei teren Verwendung zugeführt werden kann. Im einzelnen nicht dargestellt ist die Schwingsiebmaschine 7, auf die unter Um ständen aber auch verzichtet werden kann, wenn entsprechend viele Einwellenshredder 10, 10′, 10′′ in der zweiten Stufe vorgesehen werden. Die zwischengeschalteten Fördermittel sind als Rohrkettenförderer 17, 18 ausgebildet, über die eine si cher Förderung dieses Kunststoffmaterials erreicht wird. Nach Fig. 3 sind ebenfalls wiederum zwei parallele Stränge für die Magnetabscheidung, die erste Zerkleinerungsstufe und die zweite Zerkleinerungsstufe vorgesehen. Deutlich hier einge schaltet ist die Schwenksiebmaschine 7, die wiederum mit der in Fig. 1 gezeigten Klopfeinrichtung ausgerüstet sein sollte.

Fig. 4 wiederum zeigt ein Schema einer Anlage, bei der das DSD-Material wie gehabt über die Materialaufgabe 1 in gelösten Ballen zugeführt wird. Der ersten Zerkleinerungsstu fe mit dem Einwellenshredder 5 sind Schwingsiebmaschinen 20, 21 vorgeordnet, um das Aufgabegut bereits soweit zu klassie ren, daß jeweils nur das zerkleinerungsbedürftige Material den Zerkleinerungseinrichtungen zugeführt wird. Die Schwings iebmaschine 20 trennt bei 11 bzw. 15 mm ab, so daß der Sieb überlauf 23, also das Grobkorn nun über den Einwellenshredder 5 geführt und zerkleinert werden kann, während der Siebdurch lauf 22 der zweiten Schwingsiebmaschine 21 zugeführt wird. Hier erfolgt eine Trennung bei 6 mm, so daß der Siebdurchlauf 22′ gleich das Endprodukt bringt, das dann der Weiterverar beitung 3 zugeführt wird. Der Siebüberlauf 23′, d. h. also das Material über 6 mm wird über den Austragsförderer 8 der zweiten Zerkleinerungsstufe, d. h. dem Einwellenshredder 10 zugeführt, um dann entsprechend zerkleinert der Weiterverar beitung 3 zugeführt zu werden.

Auf diese Weise Schwingsiebmaschine 21 kann unter Um ständen verzichtet werden, wenn der Siebdurchlauf 22 unmit telbar der Schwingsiebmaschine 7 zugeführt wird und diese entsprechend eingerichtet ist.

Beispiel

Bei den Versuchen haben die Analysen der untersuchten Materialien, die aus den nachfolgenden beiden Tabellen 1 und 2 zu entnehmenden Korngrößenverteilungen der Produkte 11 mm und 15 mm erbracht. Erkennbar ist, daß insbesondere bei dem 11-mm-Produkt der Anteil von 4-6,3 mm bereits recht hoch liegt, so daß sich dieser Trennschnitt an sich anbietet. Aus der Darstellung der Korngrößenverteilungen ist ersichtlich, daß bei dem 15-mm-Produkt ca. 50% Feinkorn und bei dem 11-mm-Produkt ca. 85% Feinkorn bereits vorhanden sind.

Diese hohen Anteile an Feinkorn werden gezielt durch den Klassierungsprozeß ausgehalten, wobei durch Veränderung der Siebeinstellung eine Optimaleinstellung der Siebmaschine er reicht wurde.

Die Klassierversuche verliefen erfolgreich. Besonders beim 11-mm-Produkt konnte eine sehr gute Trennung nachgewie sen werden, was die nachfolgenden Tabellen 3 und 4 verdeutli chen.

Aufgrund der zum Einsatz kommenden mechanisch wirkenden Klopfeinrichtung traten beim kontinuierlichen Betrieb der Anlage keine Verstopfung der Siebbelege auf. Je nach Zusam mensetzung des Aufgabegutes kam es zu einzelnen "Teilchen klemmern" von Hartkunststoffen im Siebbelag. Diese Erschei nung ist aber für den praktischen Einsatz der Schwingsiebma schine nicht erheblich. Es stellte sich heraus, daß die er findungsgemäße Schwingsiebmaschine die geforderte Aufgabemen ge von einer Tonne pro Stunde sicher klassieren kann. Die nachgeschaltete Zerkleinerung wird damit entsprechend leistungsfähiger.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin dungswesentlich angesehen.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Claims

1. Verfahren zur Aufarbeitung von DSD-Kunststoffen zu einem beispielsweise für die Festbett-Druckvergasung ge eigneten Ausgangsprodukt, bei dem das in DSD-Ballen angelie ferte Material auf < 6 mm zerkleinert und dann insbesondere mit anderen Brennstoffen wie Braunkohle, Klärschlamm u. ä. zu Mischbriketts verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die DSD-Ballen aufgelöst werden und daß das Ballengut auf 10-20 mm zerkleinert und dann bewegt klassiert wird, um dann nur den Siebüberlauf gezielt auf die gewünschte Korngrö ße endzuzerkleinern, während das ausgehaltene Feinkorn ausge tragen und mit dem endzerkleinerten Gut zusammen verpackt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebfläche bei der Klassierung durch eine Klopfein richtung in Schwingung versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ballengut auf 10-12 mm zerkleinert und bei 11 mm klassiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zerkleinerung eine Magnetabscheidung vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Zerkleinerungsstufe zwei und in der zweiten Zerkleinerungsstufe vier Zerkleinerungsaggregate parallel eingesetzt werden.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit ei ner Zerkleinerungseinrichtung (2) und nachgeordneter Weiter verarbeitung (3), dadurch gekennzeichnet, daß die als Einwellenshredder (5) ausgebildete Zerkleine rungseinrichtung (2) als Vorzerkleinerer ausgebildet ist, dem eine Schwingsiebmaschine (7) und ein weiterer Einwellenshred der (10) nachgeordnet sind.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingsiebmaschine (7) eine Klopfeinrichtung (14) zugeordnet ist.

8. Anlage nach Anspruch 6 und Anspruch 7, da durch gekennzeichnet, daß die Siebneigung und die Unwucht der Schwingsiebmaschine (7) eine längere Verweilzeit ergebend eingestellt sind.

9. Anlage nach Anspruch 6 bis Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebbelag der Schwingsiebmaschine (7) eine optimierte Einstellung ergebend abgestuft ist.

10. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportmittel zwischen dem ersten Einwellenshredder (5) und dem zweiten Einwellenshredder (10) bzw. der Schwings iebmaschine (7) als Rohrkettenförderer (17, 18) ausgebildet sind.

11. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Einwellenshredder (5) Schwingsiebmaschinen (20, 21) vorgeordnet sind, die bei < 11 mm und dann < 6 mm trennend ausgebildet sind und deren Siebdurchlauf (22) mit dem nachgeordneten zweiten Einwellenshredder (10) bzw. der Weiterverarbeitung (3) direkt verbunden ist.

12. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Einwellenshredder (5) ein Magnetabscheider (16) vorgeordnet ist.