DE19512550C1 - Verfahren und Einrichtung zur Aufbereitung von Gebinden - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Aufbereitung von Gebinden

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur umweltgerechten Aufbereitung von Gebinden, wie Behälter, Fässer, Dosen mit darin befindlichen flüssigen Reststoffen und/oder daran haftenden Schichten von Reststoffen, wie Anstrichstoffe, Klebstoffe, Plastik­ stoffe, wobei die Gebinde auch aus nichtmetallischem Material bestehen können. Neben den flüssigen oder pastösen Reststoffen können in den Gebinden auch Wasserreste aus atmosphä­ rischen Einflüssen vorkommen.
Um die Wertstoffe aus diesen Gebinden zurückzugewinnen und die Reststoffe zu entsorgen, sind Verfahren bekannt, die im wesentlichen die für sich bekannten Verfahrensschritte, wie Zerkleinern der Gebinde, Unterkühlen zwecks Versprödung der Reststoffe, Separieren und Trennen der weiterverwendbaren Wertstoffe sowie Entsorgung der Reststoffe umfassen. Da­ für werden Einrichtungen verwendet, die hauptsächlich aus bekannten Zerkleinerungsvorrich­ tungen wie Shredder, Drehrohrkühler, Trenn- und Separier- sowie Entsorgungsvorrichtungen bestehen.
Derartige Verfahren und Einrichtungen sind in verschiedenem Variationen zur Aufbereitung von Gebinden im weiteren Sinne nach NL 7 702333 A, EP 0 044 507 A1, EP 0 119 079 A2, DE 34 43 042 A1, DE 39 00 482 C2, NL 9 001 596 A, EP 0 480 508 A1 und DE 43 25 104 A1 bekannt. Verfahrenstypisch ist es, die dem Gebinde anhaftenden Reststoffe jeglicher Art einer Ver­ sprödung durch Kühlmittel, wie z. B. flüssigen Stickstoff zu unterziehen. Dadurch können die versprödeten Reststoffe leicht z. B. mittels mechanischer Einwirkung vom Gebinde gelöst werden.
In der Praxis hat sich als nachteilig herausgestellt, daß diese oben beschriebenen Verfahrens­ abläufe noch nicht ausreichend wirtschaftlich und der Verbrauch von Kühlmittel und damit Energie verhältnismäßig hoch ist. Es steht auch das Problem, den Materialstrom kontinuier­ lich und zeitlich aufeinander abzustimmen, was ursächlich einer aus einzelnen Vorrichtungen zusammengesetzten Gesamtanlage zur Durchführung des gattungsgemäßen Verfahrens nicht eigen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die o.g. gattungsgemäßen bekannten Verfah­ ren und Einrichtungen so zu verbessern, daß deren Leistung sowie Verfügbarkeit erhöht und der Energieverbrauch gesenkt werden.
Überraschend auf die an sich bekannten Verfahrensschritte technisch-physikalisch und wirt­ schaftlich einwirkend hat sich gezeigt, daß die bisherigen Nachteile dadurch behoben werden, wenn vor dem Unterkühlen und Zerkleinern der Gebinde diese erfindungsgemäß zur Erhö­ hung der Wärmeleitfähigkeit verdichtet und dabei Teile von Reststoffen aus dem Gebinde ausgequetscht und abgetrennt werden. In weiterer Verfolgung dieses Erfindungsgedankens, entsprechend den Ansprüchen 2 bis 9, läßt sich das Verfahren so beeinflussen, daß vorteilhaft eine Stückgrößenoptimierung und damit die Erhöhung der Leistungsfähigkeit und Verfügbar­ keit des Verfahrens und der Einrichtung erreichbar sind.
Dabei ist das Verfahren so auslegbar, daß es vorteilhaft durch die Kombination mit einer Steuerung/Regelung des Förderstromes in Abhängigkeit von dem jeweiligen Aufbereitungsgrad der Gebindebestandteile weitgehend automatisierbar wird.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Einrichtung gemäß den Ansprüchen 10 bis 20 unter­ stützt und verstärkt den technisch-wirtschaftlichen Effekt des Verfahrens in seinem gesamten Ablauf. Es führen die Verdichtung der aufgegebenen Gebinde mit der Erhöhung der Wärme­ leitfähigkeit zur Senkung des Energieverbrauchs und zur Stückgrößenoptimierung sowie schließlich zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Verfahrens. So ist es insbesondere durch die Auslegung einer Walzenpresse möglich, die verdichtete Oberflächenstruktur der Gebinde noch zu strecken, zu öffnen bzw. aufzuschließen, was den bereits beschriebenen Effekt noch verstärkt.
Insgesamt ermöglicht damit die Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zu realisieren, die es gestattet, den Verfahrensablauf umweltfreundlich energiesparend und mit kontinuierli­ chem Förderstrom zu gestalten. Dabei wird durch die sortenreinere Trennung der wiederver­ wertbaren Fraktionen von den zu entsorgenden Reststoffen ein hoher Ausbeutungsgrad an Wertstoffen erzielt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung mit schematischer Darstellung einer Einrichtung prinzipiell erläutert.
Im wesentlichen besteht die Einrichtung aus einer Walzenpresse 1 mit Walzen 1.1, einem darunter angeordneten siebartigen Rost 2, einem unter dem Rost befindlichen Behälter 3, einer der Walzenpresse 1 nachgeordneten Rotorschere 4, einer Förderschnecke 5, einer Kühl­ einrichtung, z. B. einem Drehrohrkühler 6, mit nicht näher dargestelltem Auslaß zu einem Hammerbrecher 7 mit auf einem Rotor schwenkbeweglich angeordneten Häminern 7.1 und einem amboßartigen Gegenwerkzeug 7.2 sowie einem unteren Rost 7.3, einem unter dem Rost 7.3 befindlichen Kaskadensieb 8 mit darunter angeordnetem Behälter 10, einem nach­ geordneten Magnetscheider 9 und Behältern 11 und 12.
Die Walzenpresse 1 ist in bezug auf den Verdichtungsdruck und die Geschwindigkeit der Waden 1.1 einstellbar. Die Walzen 1.1 können vorteilhaft mit zueinander unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden.
Verfahrensgemäß werden die aufzubereitenden Gebinde in Pfeilrichtung über nicht näher dar­ gestellte Aufgabevorrichtungen den gegenläufigen Walzen 1.1 der Walzenpresse 1 zugeführt. In einem kontinuierlichen Durchlauf werden dabei die Gebinde verdichtet und Teile von Reststoffen, wie z. B. Farbreste und Wasser, ausgepreßt bzw. ausgequetscht. Dabei erfährt das Gebinde eine Verdichtung und eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit. Die ausgequetschten Reststoffe R₁, flüssig oder pastös, gelangen durch den Rost 2 in den Behälter 3 und können von dort schon entsorgt werden.
Der für die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit maßgebliche Verdichtungsprozeß wird in seiner verfahrensbedeutsamen Wirkung noch verstärkt, wenn das verdichtete Material des Gebindes durch die zueinander mit unterschiedlichen Drehzahlen betriebenen Walzen 1.1 eine Streckung bis hin zur Öffnung der Oberflächenstruktur des platten Gebindes erfährt. Werden die Mantelflächen der Walzen 1.1 dazu noch profiliert oder gar werkzeugartig ausgebildet, ist dieser für den weiteren Verfahrensablauf bedeutsame Effekt Verdich­ tung/Streckung/Materialöffnung maximal erreicht.
Das so verdichtete, gestreckte bzw. geöffnete und platte Material des Gebindes gelangt als Überlauf des Rostes 2 zur Rotorschere 4, in der durch relativ niedertouriges Schneiden die erste und Vorzerkleinerung erfolgt. Hier wirkt sich schon vorteilhaft aus, daß dem Schneidprozeß ein weitgehend plattenförmiges Aufgabegut zugeführt wird, welches eine optimale Auslegung der Rotorschere 4, insbesondere hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit ermög­ licht.
Über eine Fördereinrichtung, wie z. B. die Förderschnecke 5, gelangen die so behandelten Gebindeteile in die Kühleinrichtung, z. B. den Drehrohrkühler 6. Zweckmäßig ist es, den Boden der Förderschnecke siebrostartig auszubilden, um eventuell durch die Zerkleinerung in der Rotorschere abgetrennte Reststoffe vor der Kühleinrichtung abzuscheiden. Durch die bis­ her gezielte Einwirkung auf die Stückgrößenoptimierung läßt sich der Förderstrom der Gebindeteile rationell und effektiv steuern, d. h., daß hier schon eine erhöhte Leistungsfähig­ keit des Verfahrens zur Wirkung kommt. Dem Drehrohrkühler 6 wird ein kontinuierlicher und relativ homogener Förderstrom von verdichteten, vorzerkleinerten Gebindeteilen zugeführt. Dadurch wird eine zeit- und energiesparende Unterkühlung, z. B. mit flüssigem Stickstoff, bis zur Versprödungstemperatur der den Gebindeteilen noch anhaftenden Reststoffe R₂ ermög­ licht, da sich hier besonders der Effekt Verdichtung/Wärmeleitfähigkeit auswirkt und der Anteil der noch zu versprödenden Reststoffe R₂ durch die vorangehenden Schritte bereits verringert ist. Somit wird der Verfahrensablauf in seiner Leistungsfähigkeit, seinem verringer­ ten Energieeinsatz und seiner Effizienz weiter ausgebaut.
Über den nicht dargestellten Auslaß wird das auf die Versprödungstemperatur der Rest­ stoffe R₂ heruntergekühlte Material von Gebindeteilen als Aufgabegut dem Hammerbrecher 7 zugeführt. In diesem relativ hochtourigen zweiten Zerkleinerungsprozeß mittels der Häm­ mer 7.1 und dem Gegenwerkzeug 7.2 werden die aufgegebenen Gebindeteile endgültig von den versprödeten Reststoffen überwiegend durch die Schlagenergie getrennt.
Auch hier läßt sich der eigentliche Erfindungsgedanke vorteilhaft ausnutzen, indem sich z. B. die Auslegung und Wirkung des Hammerbrechers 7 für dieses Verfahren bestimmen läßt und damit günstige Voraussetzungen für die nachgeordnete Trennung in sortenreine Fraktionen geschaffen werden.
Die durch den Rost 7.3 gelangenden zerkleinerten Gebindeteile und abgetrennten verspröde­ ten Reststoffe R₂ werden dann über eine Siebeinrichtung, wie z. B. ein Kaskadensieb 8, geführt. Die versprödeten Reststoffe R₂ werden als Siebunterlauf von dem zu entsorgenden Behälter 10 aufgenommen. Der Siebüberlauf wird über einen Magnetscheider 9 einer Tren­ nung, z. B. in eine Fe-Fraktion FFe für den Behälter 12 und eine Nichteisen/Nichtmetall-Frak­ tion FNE/NM für den Behälter 11, unterzogen. Letztere Fraktion ist durch eine hier nicht näher beschriebene und nicht dargestellte NE-Scheidung in weitere gewünschte Wertstofffraktionen aufbereitbar.
Somit wird schließlich erreicht, daß die die einzelnen Verfahrensschritte in ihrer Effektivität und technisch-physikalischen Wirkung befruchtende erfindungsgemäße Verdichtung vor dem Zerkleinern und Unterkühlen auch eine sortenreine Trennung von weiterverwendbaren Wert­ stoffen und zu entsorgenden Reststoffen ermöglicht.
Bezugszeichenliste
1 Walzenpresse
1.1 = Walzen
2 siebartiger Rost
3 Behälter für ausgequetschte Reststoffe
4 Rotorschere
5 Schneckenförderer
6 Drehrohrkühler
7 Hammerbrecher
7.1 Hammer
7.2 Gegenwerkzeug
7.3 Rost
8 Kaskadensieb
9 Magnetscheider
10 Behälter für versprödete Reststoffe
11 Behälter für Nicht- u. NE-Metalle
12 Behälter für Fe-Partikel
R1 Reststoffe, flüssig o. pastös
R2 Reststoffe, versprödet
FFe Fe-Fraktion
FNE/NM Nichteisen/Nichtmetall-Fraktion

Claims (20)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Gebinden, wie Behälter, Fässer, Dosen mit darin befindlichen flüssigen Reststoffen und/oder daran haftender Schichten von z. T. pastö­ sen Reststoffen, wie Anstrichstoffe, Klebstoffe, Plastikstoffe, umfassend für sich bekannte Verfahrensschritte und -abläufe, wie mindestens eine Stufe zum Unterkühlen zwecks Versprödung der Reststoffe, eine Stufe zum Zerkleinern, Separierstufen und Trennstufen einschließlich Entsorgen von Restfraktion, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Unterkühlen und Zerkleinern die Gebinde zur Erhöhung der Wärmeleitfähig­ keit verdichtet und dabei Teile von Reststoffen ausgequetscht und abgetrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Preßdruck und Preßge­ schwindigkeit in Abhängigkeit von der Stoffdichte einstellbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verdichtens eine Streckung, Aufschließung und/oder Öffnung der Oberflächenstruktur des Gebindes erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung kontinuierlich abläuft.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verdichten der aufgegebenen Gebinde mit Ausquetschung von Teilen der Reststoffe (R₁) zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des weiter zu behandelnden Gebindes als nachgeordneter Schritt das Abtrennen der ausgequetschten Reststoffe (R₁) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine erste Zerkleinerungsstufe und Vorzerkleinerung durch Schneiden in einer Rotorschere (4) nach der Verdichtung der Gebinde.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine zweite Zerkleinerungsstufe in einem Hammerbrecher (7).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Verfahrensschritt zum Schleuderseparieren mittels Fliehkraft zwecks Abtrennung von Reststoffen und/oder Fraktionen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine auf den jeweiligen Aufbereitungsgrad der Gebindebestandteile bezogene Steuerung/Regelung des Förderstromes für einen automatisierten Verfahrensablauf.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus für sich bekannten Zerkleinerungsvorrichtungen, eine Kühlvorrichtung, Separier- und Trennvorrichtungen, gekennzeichnet durch eine Presse (1) zur Verdichtung der aufgegebenen Gebinde.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Reihenfolge der Anordnung von
  • a) Presse (1),
  • b) Rotorschere (4),
  • c) Kühlvorrichtung (6),
  • d) Hammerbrecher (7) und
  • e) nachgeschalteten Trenn- und/oder Separiervorrichtungen (8; 9).
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse (1) eine Walzenpresse mit mindestens zwei Walzen (1.1) ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse (1) eine Kammerpresse ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Presse (1) und Rotorschere (4) eine Baueinheit bilden.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse (1) in bezug auf den Druck und die Geschwindigkeit einstellbar ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (1.1) mit zueinander unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden.
17. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Walzen (1.1) profiliert ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Walzen (11) werkzeugartig ausgebildet ist.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Abscheidevorrichtung (9) für eine Fe-Fraktion (FFe).
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Abscheidevorrichtung für NE-Metalle.
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