DE19606415A1

DE19606415A1 - Effektive Kunststoffsortierung

Info

Publication number: DE19606415A1
Application number: DE1996106415
Authority: DE
Inventors: Jochen Neureither; Karl-Heinz Dr Unkelbach
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Baker Hughes Deutschland GmbH
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 1997-08-28
Also published as: EP0791396B1; EP0791396A2; US5948276A; ATE205750T1; JPH11574A; EP0791396A3; DE59704629D1

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur naßme chanischen Trennung von Feststoffen unterschiedlicher Dichte aus Feststoffgemischen, beispielsweise Haus- oder Gewerbemüllgemi schen, bestehend aus Kunststoffen, die mit mineralischen Schwerstof fen wie Sanden, oder mit anderen spezifisch schweren Verunreinigun gen wie z. B. Metallen verunreinigt sind, in einer Trennflüssigkeit, deren Dichte vorzugsweise zwischen den Dichten der zu trennenden Feststoffe liegt, im Zentrifugalfeld der aus den Feststoffen und der Trennflüssigkeit gebildeten rotierenden Suspension gerichtet.

Die naßmechanische Trennung von Feststoffen nach ihrer Dichte unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften ist bereits bekannt.

So wird in der DE-PS 29 00 666 ein Verfahren zur Trennung von Kunststoffabfällen beschrieben, bei der die Trennung im rotierenden Suspensionsstrom eines Hydrozyklons erfolgt. Nachteilig bei der aus schließlichen Trennung nach diesem Verfahren ist die unbefriedigende Trennschärfe, was zu Feststoffverlusten führt, und auch die erforder liche nachzuschaltende Abtrennung der Trennflüssigkeit von den er haltenen Feststofffraktions-Suspensionen.

Diese Nachteile werden durch die in der DE-PS 42 08 104 beschriebe nen Trennzentrifuge, bei der die Trennung im erzeugten Zentrifugal feld eines rotierenden Behälters erfolgt, weitgehend vermieden.

Bei diesem bekannten bewährten Verfahren zur Trennung von Kunst stoffgemischen in einer Trennzentrifuge können in einigen Anwen dungsfällen folgende Probleme auftreten:

a) Wenn das Aufgabematerial sehr große Anteile feinkörniger mi neralischer Verunreinigungen (mineralische Schwerstoffe) ent hält, findet ein erhöhter Verschleiß an Bauteilen der Trennzen trifuge statt.
b) Bei Anwendungen, bei denen schwere Kunststoffe in einer er sten Stufe von leichten Kunststoffen und in einer zweiten Stufe der schwere Kunststoff (nun als Schwimmgut) von noch schwe reren mineralischen Verunreinigungen (z. B. metallische Litzen bei Kabelschrott) bei Trenndichten von über etwa 1,4 g/m³ ge trennt werden müssen, ist diese zweite Stufe manchmal unter anderem wegen des hohen Salzverbrauchs nicht mehr wirt schaftlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit den bzw. mit der die Abtrennung von Feststoffen nach ihrer Dichte, vorzugsweise Kunststoffen aus Kunststoffgemischen un ter weitgehender Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nachteile bekannter Verfahren und Vorrichtungen weiter ausgebildet wird.

Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 6 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteran sprüchen genannt.

Durch die erfindungsgemäße Kombination eines Hydrozyklons mit einer Trennzentrifuge werden mit Vorteil aus beispielsweise einem Kunststoffgemisch, das als Verunreinigung mineralische Schwerstoffe oder andere spezifisch schwere Verunreinigungen wie z. B. Metalle enthält, die Schwerstoffe bereits vor dem Eintritt in die Trennzentri fuge im vorgeschalteten Hydrozyklon abgetrennt, so daß ein Ver schleiß von Bauteilen der Trennzentrifuge durch diese Schwerstoffe nicht mehr stattfindet. Durch die direkte Hintereinanderschaltung von Hydrozyklon und Trennzentrifuge gemäß der Erfindung ist diese Ab trennung der mineralischen Schwerstoffe ohne Änderung der Dichte der Trennflüssigkeit - also mit nur einer Trennflüssigkeit - möglich.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden an zwei Beispielen näher erläutert.

Das vorzerkleinerte und mehr oder weniger vorgereinigte Kunststoff gemisch, beispielsweise durch Handsortierung, das noch schwere mi neralische Anteile enthält, wird in einem Anmaischbehälter mit der Trennflüssigkeit - in diesem Beispiel Wasser - mit einer Dichte von 1 g/m³ mit Hilfe eines Rührers vermischt. Die erhaltene Suspension wird einem Hydrozyklon aufgegeben, der nach bekannten Methoden so dimensioniert ist, daß die mineralischen Schwerstoffe, deren Dichte etwa bei 2,3 g/m³ (bei Sand) oder höher (bei Metallen) liegen, an sei nem Unterlauf ausgetragen werden und die Kunststoffmischung aus seinem Überlauf. Dieser Überlauf des Hydrozyklons wird der Trenn zentrifuge aufgegeben, in der dann die Trennung des schweren und des leichten Kunststoffs in zwei Fraktionen unter Abtrennung der Trennflüssigkeit erfolgt.

Beispiel 1: stark verschmutzte Folien

Stark verschmutzte Folien werden nach ihrer Zerkleinerung mit Was ser gemischt und enthaltene Schmutzstoffe (mineralische Schwerstof fe) im Hydrozyklon abgetrennt. Daran anschließend erfolgt bei einer Trenndichte von 1 g/m³ in der Trennzentrifuge die Trennung von PO-Folien (Dichte kleiner 1 g/m³) von anderen Folien, deren Dichte größer als 1 g/m³ beträgt, z. B. PVC. Da der Schmutz durch dieses Vorgehen weitgehend vor der Trennzentrifuge abgetrennt worden ist, ist der Verschleiß an Bauteilen der Trennzentrifuge minimal, was zu einer erheblichen Standzeiterhöhung der Trennzentrifuge führt.

Beispiel 2: Recycling von Kunststofflaschen

Die zerkleinerten Kunststoffflaschen, bestehend aus PET oder PVC und jeweils PO, werden mit Wasser gemischt und die erhaltene Sus pension zunächst dem Hydrozyklon aufgegeben, in dem eine Abtren nung vorhandener Verunreinigungen (mineralische Schwerstoffe) er folgt. Danach findet eine Trennung des verbleibenden Kunststoffgemi sches in der Trennzentrifuge bei einer Trenndichte von 1 g/m³ in eine Leichtfraktion (Polyolefin-Anteile) und eine aus PVC oder PET beste hende reine Schwerfraktion statt. Eine Abtrennung der mineralischen Schwerstoffe aus dieser Kunststoff-Schwerfraktion ist somit nicht mehr erforderlich, wodurch die sonst benötigte zweite Trennstufe mit einer Trennflüssigkeit höherer Dichte eingespart wird.

Die bereits bekannten Verfahren zur Trennung von Kunststoffgemi schen, in denen mehrere Sink-Schwimmstufen bzw. Hydrozyklonstu fen hintereinandergeschaltet werden, benötigen stets mehr als zwei Trennstufen, da die Trennschärfe der einzelnen Stufen deutlich niedri ger ist als die der Trennzentrifuge. Dies führt zu einem erhöhten Energie- und Wasserverbrauch, wobei die Verluste an wertvollem Kunststoff mit jeder Stufe zunehmen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Einbau des Hy drozyklons direkt in die Zuleitung zwischen dem Anmaischbehälter und der Trennzentrifuge. Hierdurch werden Energie- und Anlagenko sten eingespart.

Es ist aber auch mit Vorteil möglich, gemäß der Erfindung den Hy drozyklon in einem gesonderten Kreislauf aus dem Anmaischbehälter zu beschicken und den Hydrozyklonüberlauf gesamt oder teilweise in den Anmaischbehälter zurückzuführen. Hierdurch wird ein optimaler Hydrozyklonbetrieb bei wechselnden Aufgabequalitäten (Feststoffge halt der Suspension) der zu trennenden Suspension möglich.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungsfiguren an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Fließschema mit direkter Hintereinanderschaltung von Hydrozyklon und Trennzentrifuge;

Fig. 2 ein Fließschema mit teilweiser Rückführung des Hydro zyklonüberlaufs;

Fig. 3 ein Fließschema mit völliger Rückführung des Hydrozy klonüberlaufs.

Das Fließschema der Fig. 1 zeigt einen Anmaischbehälter (10), in den die Trennflüssigkeit (11) und die zu trennenden Feststoffe (12), vor zugsweise Kunststoffgemische, eingeleitet werden und mittels eines Rührgerätes (26) zu einer Suspension vermischt werden.

Diese Suspension wird mittels einer Förderpumpe (24) über seine Zu laufvorrichtung (13) einem Hydrozyklon (15) aufgegeben, in dem eine Trennung der Suspension in ein Schwergut, das am Unterlauf (17) des Hydrozyklons über eine Schleuse (27) abgezogen wird und das die ab zutrennenden mineralischen Schwerstoffe enthält, und in ein Leichtgut erfolgt, das am Überlauf (16) austritt und ein weitgehend von minera lischen Schwerstoffen befreites Kunststoffgemisch enthält.

Diese Überlaufsuspension gelangt nun direkt in die Zulaufvorrichtung (14) einer Trennzentrifuge (20), in der die abschließende Trennung des Kunststoffgemisches mit der Trenngrenze der Dichte der Trenn flüssigkeit in ein Schwergut (18) und in ein Leichtgut (19) sowie in die Trennflüssigkeit (11) erfolgt. Die Trennflüssigkeit (11) kann von der Trennzentrifuge (20) über Leitung (28) zum Anmaischbehälter (10) re zirkuliert werden.

Das Fließschema gemäß der Fig. 1 zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, da der Hydrozyklon (15) direkt in die Förderleitung vom Anmaischbehälter (10) zur Trennzentrifuge (20) eingebaut ist.

Beim Fließschema gemäß der Fig. 2 wird bei sonst gleicher Anord nung entsprechend der Fig. 1 eine über ein Regelorgan (22) dosierte Teilmenge der Hydrozyklonüberlaufsuspension zum Anmaischbehälter (10) zurückgeführt. Mit dieser Anordnung kann ein stabiler Betrieb der Trennzentrifuge auch bei größeren Durchsatzmengen des Hydro zyklons (15) aufrechterhalten werden.

Bei stark schwankenden Durchsatzmengen des Hydrozyklons (15) hat sich die Schaltung gemäß dem Fließschema der Fig. 3 bewährt. Die gesamte Hydrozyklonüberlaufsuspension wird bei dieser Schaltung über den Zulauf (21) zum Anmaischbehälter (10) zurückgeführt. Die Speisung der Trennzentrifuge (20) geschieht in diesem Fall dann über Leitung (23) und über eine separate Förderpumpe (25) direkt aus dem Anmaischbehälter.

Claims

1. Verfahren zur naßmechanischen Trennung von Feststoffen unter schiedlicher Dichte aus Feststoffgemischen, beispielsweise Haus- oder Gewerbemüllgemischen, bestehend aus Kunststoffen, die mit mineralischen Schwerstoffen wie Sanden, oder mit anderen spezi fisch schweren Verunreinigungen wie z. B. Metallen verunreinigt sind, in einer Trennflüssigkeit, deren Dichte vorzugsweise zwi schen den Dichten der zu trennenden Feststoffe liegt, im Zentri fugalfeld der aus den Feststoffen und der Trennflüssigkeit gebil deten rotierenden Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß zu nächst wenigstens eine Teilmenge der in Suspension mit der Trennflüssigkeit befindlichen, die Verunreinigungen ausmachen den spezifisch schweren Feststoffe aus der Suspension in einem Hydrozyklon (15) abgetrennt werden und daran anschließend die restlichen Feststoffe in einer Sortierzentrifuge (20) aus der rotie renden Suspension abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrozyklon der Trennzentrifuge so vorgeschaltet ist, daß nur die Suspension des Hydrozyklonüberlaufs in die Trennzentrifuge ge führt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension des Hydrozyklonüberlaufs unmittelbar in die Trenn zentrifuge geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrozyklon in einem gesonderten Kreislauf aus einem An maischbehälter beschickt wird, in den die Suspension des Hydro zyklonüberlaufs zurückgeführt und aus dem gesondert die Suspen sion in die Zulaufvorrichtung der Trennzentrifuge entnommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Teilmenge der Suspension des Hydrozyklonüberlaufs in den Anmaischbehälter zurückgeführt wird und die übrige Teilmenge der Suspension des Hydrozyklonüberlaufs der Trennzentrifuge zu geführt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

- einen Anmaischbehälter (10), in dem die zu trennenden Fest stoffe (12) mit der Trennflüssigkeit (11) gemischt werden;
- einen Hydrozyklon (15), dessen Zulaufvorrichtung (13) über eine Rohrleitung und eine Pumpe (24) mit dem Anmaischbe hälter (10) verbunden ist;
- eine Trennzentrifuge (20), deren Zulaufvorrichtung (14) über eine Rohrleitung mit dem Überlauf (16) des Hydrozyklons verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufvorrichtung (14) der Trennzentrifuge (20) über eine Rohr leitung mit dem Ablauf (23) des Anmaischbehälters (10) über eine Pumpe (25) verbunden ist und der Überlauf (16) des Hydrozy klons (15) über eine Rohrleitung mit dem Anmaischbehälter (10) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf (16) des Hydrozyklons (15) mit der Zulaufvorrichtung (21) des Anmaischbehälters (10) und mit der Zulaufvorrichtung (14) der Trennzentrifuge (20) über Rohrleitungen mit einem Re gelorgan (22) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hydrozyklon (15) ein Flachbodenhydrozyklon ist.