DE19708458C2 - Process for processing rejects and the use of the product produced by the process - Google Patents
Process for processing rejects and the use of the product produced by the processInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Spuckstoffen, die bei der Aufarbeitung insbesondere der Zellulosegewinnung aus papierhaltigen Wertstoffen anfal len, sowie Verwendungsvorschläge für das nach dem Ver fahren hergestellte Produkt.The invention relates to a method for working up Rejects that are particularly important in the processing Cellulose production from recyclable materials len, as well as suggested uses for the after Ver drive manufactured product.
Verpackungsmaterialien aus Industrie und Haushalt wer
den in Ständig wachsendem Umfang erfaßt und einer Wie
deraufbereitung zugeführt. Soweit das vorsortierte Materia
lien aus einem einheitlichen Rohstoff wie Glas oder Altpa
pier betrifft, bereitet die Weiterverwendung in der Regel
keine Schwierigkeiten. Problematisch sind jedoch die Viel
stoffgemische, die Anteile von Metall, Kunststoff und Pa
pier enthalten. Während die Eisenmetallbestandteile relativ
leicht durch Magnetabscheidung selektiert werden können,
bereiten die nach dem Aussondern der Schrottbestandteile
übrig bleibenden Gemische aus Papier, Kunststoffen, Texti
lien und metallischen Resten wie z. B. Alufolie größere
Schwierigkeiten. Um hier von einer reinen Deponierungslö
sung abzukommen wurde bereits eine größere Anzahl von
Verfahren vorgeschlagen, die versuchen das ge
samte Gemisch zu zerkleinern und zu Formkörpern zu ver
pressen. So beschreibt die DE OS 35 01 139 ein "Verfahren
zur Herstellung von Formkörpern", indem nicht wiederver
wendbare Kunststoffabfälle einem Recycling zugeführt
werden. Diese Abfallmaterialien werden in bestimmten
Mengenverhältnissen und unter bestimmten Bedingungen
miteinander vermischt, aufgemahlen und im weiteren extru
diert. Als Bedingungen wird genannt:
Packaging materials from industry and household who grows the constantly growing scope and fed to a reprocessing. As far as the pre-sorted materials from a single raw material such as glass or old paper are concerned, re-use generally does not pose any difficulties. However, the many mixtures of substances containing metal, plastic and paper are problematic. While the ferrous metal components can be selected relatively easily by magnetic separation, the remaining mixtures of paper, plastics, textiles and metallic residues such as z. B. aluminum foil greater difficulty. In order to deviate from a purely landfill solution, a larger number of processes have already been proposed which attempt to shred the entire mixture and compress it to shaped bodies. For example, DE OS 35 01 139 describes a "process for the production of moldings" by recycling non-reusable plastic waste. These waste materials are mixed with each other in certain proportions and under certain conditions, ground up and then extruded. The following conditions are mentioned:
- - Ein Verhältnis von Thermoplaste zu Polyethylen = 15...25 : 85...75.- A ratio of thermoplastics to polyethylene 15 ... 25: 85 ... 75.
- - Das Trocknen erfolgt unter Durchwirbeln.- The drying takes place with swirling.
- - Das Material wird bei 175.." 180°C im Extruder er weicht und durch eine Düse mit d = 20 mm in eine Form gepreßt.- The material is at 175 .. "180 ° C in the extruder gives way and through a nozzle with d = 20 mm into one Form pressed.
Im Extruder erfolgt eventuell eine Armierung.Reinforcement may take place in the extruder.
Diesem Verfahren sind durch die genannten hohen Poly ethylenanteile enge Grenzen gesetzt.This process is characterized by the high poly ethylene limits set narrow limits.
Die DE OS 21 45 310 schlägt vor, Kunststoff- und Papier abfälle gemeinsam zu zerkleinern. Im weiteren erfolgt eine geeignete Umhüllung der gewonnenen Partikel, vorzugs weise durch Zement.DE OS 21 45 310 proposes plastic and paper shredding waste together. In the further one suitable coating of the particles obtained, preferably wise through cement.
Gemäß der DE OS 23 20 989 soll Hausmüll mit Zuschlä gen versetzt werden, die nach Beendigung des Schüttvor ganges erstarren und in Gefäße eingeschüttet werden. Eine andere Form der Verarbeitung von Haushaltsabfällen be schreibt die DE OS 23 20 995. Hier wird der zu verarbei tende Müll durch Vermischung mit einem Kolloidbrei zu ei ner plastischen Masse beschrieben. Der Anteil des Kolloid breis betrage zwischen 10 und 50%. Der Müll wird vor der Verarbeitung durch Windsichter geleitet, ausgesonderte leichtere Teile werden zunächst einem Reißwolf aufgegeben und anschließend mit den übrigen Teilen in einen Koller durch Zerteilen oder Zerquetschen umstrukturiert. Die ent standene plastische Masse läßt man zu Formkörpern erstar ren.According to DE OS 23 20 989 household waste with supplements conditions are offset after the end of the pouring solidify and be poured into containers. A other form of processing household waste writes DE OS 23 20 995. Here is the to be processed garbage by mixing with a colloid slurry ner plastic mass described. The proportion of the colloid slurry amounts between 10 and 50%. The garbage is in front of the Processing directed by air classifier, discarded lighter parts are first placed in a shredder and then with the remaining parts in a pan restructured by splitting or crushing. The ent standing plastic mass is allowed to solidify into moldings ren.
Hierbei geht jedoch ein großer Teil verwertbarer Stoffe verloren, da die Bildung der Formkörper lediglich der Erzie lung einer dichteren Packung auf der Deponie dient.However, a large part of recyclable materials goes into this lost, since the formation of the shaped bodies is only the education a denser pack on the landfill.
Bei dem derzeit angewandten System der Sortierung von Abfallstoffen aus dem als "Duales System" bekannten Wie derverwertungssystem von Wertstoffen oder aus der Papier industrie fallen Papierreststoffe, Kunststoffe, Textilien und metallische Reste wie z. B. Alufolie an. Von diesen werden durch physikalische Sortierung lediglich die Papierrest stoffe wiedergewonnen.In the currently used system of sorting Waste from what is known as the "dual system" the recycling system of recyclables or paper Paper waste, plastics, textiles and metallic residues such as B. aluminum foil. Of these will be by physically sorting only the rest of the paper recovered fabrics.
Bei der nachfolgenden Windsichtung werden die leichte ren Teile abtrennt, während die schwereren übrig bleiben. Diese bestehen zu einem hohen Anteil aus Folien verschie dener Kunststoffe und werden als Spuckstoffe bezeichnet.In the subsequent wind sifting, the easy separates the other parts while the heavier ones remain. These consist to a large extent of various foils their plastics and are called rejects.
Diese Spuckstoffe gelten als Abfall und müssen entsorgt werden. Hierzu stehen derzeit als Entsorgungswege die Thermische Verwertung, die Kompostierung und die Depo nierung auf öffentlichen Deponien zur Verfügung.These rejects are considered waste and must be disposed of become. For this, there are currently the disposal channels Thermal recycling, composting and depo on public landfills.
Aufgrund des Wasseranteils und des großen Kunststoff anteils ist die Verbrennung nicht problemlos. Bei der Ver brennung stellt der große Chlorgehalt von z. B. Folien, PCB und eventuelle Dioxinbildung ein Umweltproblem dar. Au ßerdem sind die hohen Kosten einer thermischen Verwer tung als Nachteil zu benennen.Because of the water content and the large plastic some of the combustion is not easy. When ver The large chlorine content of z. B. foils, PCB and possible dioxin formation is an environmental problem. Au In addition, the high cost of thermal recycling to name the disadvantage.
Kompostiert werden nur Papierreststoffe mit einem Pa pieranteil von ca. 80%. Der große Nachteil dieses Verfah rens ist, daß im Verhältnis zum Papier noch eine größere Menge von Boden oder Klärschlamm hinzugefügt werden muß. Daraus ergibt sich dann eine sehr geringe Menge von Papier, die kompostiert wird. Aufgrund des großen Anteils von Kunststoffen in den Spuckstoffen sind diese nicht kom postierbar, eine Verrottung findet nicht statt.Only paper residues with a pa are composted share of approx. 80%. The big disadvantage of this procedure rens is that in relation to paper still a bigger one Amount of soil or sewage sludge can be added got to. This results in a very small amount of Paper that is composted. Because of the large proportion of plastics in the rejects, these are not com postable, rotting does not take place.
Da außerdem in vielen Fällen die Möglichkeit besteht, den verrottbaren Zelluloseanteil durch chemische Behand lung zu reduzieren, und andererseits die Kunststoffanteile in dem entstehenden Kompost eine unbeschränkte Verwen dung verhindern, ist der Anwendungsbereich dieser Beseiti gungstechnologie sehr stark eingeschränkt und ebenfalls un wirtschaftlich.Since there is also the possibility in many cases the rotten cellulose content by chemical treatment to reduce lung, and on the other hand the plastic parts in unlimited use of the resulting compost Prevention is the scope of this elimination technology very severely limited and also un economically.
Die Spuckstoffe sind in den meisten Fällen für die Haus mülldeponie deklariert.The rejects are in most cases for the home landfill declared.
Da einerseits die Kapazität der Deponien begrenzt ist zum anderen dadurch Wertstoffe der Wirtschaft verlorengehen kann auch dieser Entsorgungsweg keine Dauerlösung sein.On the one hand, the capacity of the landfills is limited to others will lose valuable economic resources this disposal route cannot be a permanent solution either.
Hierzu wurde bereits vorgeschlagen, die Spuckstoffe in tensiv mit einem Olefingemisch, insbesondere Altöl in ei nem Verhältnis von Spuckstoff zu Olefingemisch von 5 : 1 bis 2 : 1, vorzugsweise 7 : 2 bis 5 : 2 zu einer homogenen Suspension zu vermischen, dieses Gemisch einer Wärmebe handlung bei Temperaturen von 200°C bis 500°C, vorzugs weise 250°C bis 300°C unterzogen und durch Abkühlung zu verfestigen.For this purpose it has already been suggested that the rejects in intensive with an olefin mixture, especially waste oil in egg a ratio of rejects to olefin mixture of 5: 1 to 2: 1, preferably 7: 2 to 5: 2 to a homogeneous Mix suspension, this mixture a heat action at temperatures from 200 ° C to 500 ° C, preferred subjected to 250 ° C to 300 ° C and by cooling solidify.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein einfacheres Ver fahren zur Aufarbeitung von Spuckstoffen, die bei der Auf arbeitung insbesondere der Zellulosegewinnung aus papier haltigen Wertstoffen anfallen, sowie Verwendungsmöglich keiten für das nach dem Verfahren hergestellte Produkt vor zuschlagen, bei dem die in den Spuckstoffen enthaltenen Wertstoffe einer weiteren effektiven Verwertung zugeführt werden können.The object of the invention is therefore a simpler Ver drive to reprocessing of rejects, which in the on work in particular on cellulose production from paper contain valuable materials, as well as possible use for the product made by the process strike at which the contained in the rejects Recyclable materials are used for further effective recycling can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spuckstoffe mit stickstoffhaltigen Abprodukten und/oder einer mineralischen calziumoxidhaltigen Kompo nente gemischt werden. Das Mischungsverhältnis von Spuckstoff mit stickstoffhaltigen Abprodukten und/oder ei ner mineralischen calziumoxidhaltigen Komponente kann dabei von 5 : 1 bis 2 : 1, vorzugsweise 7 : 2 bis 5 : 2 variiert werden und ist sowohl vom beabsichtigten Verwendungs zweck, als auch vom Kunststoffgehalt der Spuckstoffe ab hängig. Es wird insbesondere vom Anteil chlorhaltiger Kunststoffe bestimmt. Dabei dienen sowohl Calziumoxid als auch die bei der Zersetzung der stickstoffhaltigen Abpro dukte freigesetzten Amine und Ammoniumverbindungen der Bindung und damit Neutralisierung von Cl-Ionen.According to the invention, this object is achieved by that the rejects with nitrogenous waste products and / or a mineral calcium oxide-containing compo not be mixed. The mixing ratio of Rejects with nitrogenous waste products and / or egg a mineral component containing calcium oxide varies from 5: 1 to 2: 1, preferably 7: 2 to 5: 2 be and is both from the intended use purpose, as well as on the plastic content of the rejects pending. It is particularly chlorine-containing Plastics determined. Both calcium oxide serve here as well as the decomposition of the nitrogen-containing samples products released amines and ammonium compounds the binding and thus neutralization of Cl ions.
Die Mischung von Spuckstoffen und stickstoffhaltigen Abprodukten und/oder einer mineralischen calziumoxidhal tigen Komponente wird in beispielsweise in einem beheiz ten Mischer auf Temperaturen von 100 bis 500°C erhitzt. Dabei ist der zu wählende Temperaturbereich ebenfalls von den im Spuckstoff überwiegend vorhandenen Kunststoffen, dem Mischungsverhältnis beider Substanzen und vom Ver wendungszweck abhängig.The mixture of rejects and nitrogenous ones Waste products and / or a mineral calcium oxide term component is heated in, for example, in a ten mixer heated to temperatures of 100 to 500 ° C. The temperature range to be selected is also from the plastics predominantly present in the rejects, the mixing ratio of both substances and from ver depending on the application.
Die Verarbeitungstemperatur muß, ebenso wie das Mi schungsverhältnis, demzufolge gegebenenfalls bei der Hin zunahme von Substanzen aus neuen Aufkommensquellen neu optimiert werden. Ein Temperaturbereich zwischen 250-450°C wird jedoch als optimal angesehen.The processing temperature, like the Mi ration, therefore, if necessary, for the outward journey increase in substances from new sources of income be re-optimized. A temperature range between 250-450 ° C is considered optimal.
Die Erhitzung kann sowohl während des Homogenisie rungsvorgang als auch im Anschluß daran vorgenommen werden.The heating can take place both during the homogenization tion process and subsequently made become.
Insbesondere für die Herstellung eines Produktes mit grö ßerer mechanischer Festigkeit wird gemäß vorliegender Er findung vorgeschlagen, der Mischung mineralische Kompo nenten mit überwiegend körniger Struktur wie beispiels weise Zement, Kies oder Splitt beizumischen.Especially for the production of a product with large According to the present Er proposed the mixture of mineral compo elements with a predominantly granular structure such as Add cement, gravel or grit.
Auch hier bietet sich weiterhin die Verwendung von Ab produkten an. Als hervorragendes Beispielsei hier der Ein satz von Kraftwerksasche oder Glasmehl genannt.The use of Ab continues to be available here products. As an excellent example, here the one set of power plant ash or glass powder called.
Zur Homogenisierung der Mischung sind alle Arten von Mahlwerken geeignet. Wie leicht einzusehen, sind natürlich Mahlwerke mit kontinuierlichem Materialdurchsatz vorzu ziehen.To homogenize the mixture, all types of Suitable grinders. How easy to see are natural Grinders with continuous material throughput pull.
Insbesondere bei der Verarbeitung ohne Mineralstoffzu satz, aber auch bei feinkörnigen mineralischen Zuschlagst offen kann Mischung und Erhitzung in beheizten Extrudern erfolgen.Especially when processing without mineral additives set, but also with fine-grained mineral aggregates Mixing and heating can be open in heated extruders respectively.
Aufgrund der Erhitzung schmelzen die in den Spuckstof fen enthaltenen Kunststoffe auf und Umhüllen die Mineral stoffpartikel. Zellulosepartikel und andere leicht zersetzli che Substanzen werden bei entsprechend hohen Temperatu ren unter Freisetzung brennbarer Gase zersetzt.Due to the heating, they melt into the rejects contained plastics and envelop the mineral fabric particles. Cellulose particles and other easily decomposable Che substances are at a correspondingly high temperature decomposed with the release of flammable gases.
Das gegebenenfalls entstehende Abgas kann dabei zur Er zeugung der für das Verfahren benötigten Wärme genutzt werden.The possibly generated exhaust gas can Er generation of the heat required for the process become.
Durch diese Möglichkeit kann ein Energiekreislauf ge schaffen werden was eine weitere Kostenersparnis ergibt.With this option, an energy cycle can be achieved will create what results in further cost savings.
Nach Erreichen des gewünschten Aufschlußgrades wird das Produkt an der Luft abgekühlt.After reaching the desired degree of digestion the product cooled in air.
Hierbei entsteht als Endprodukt ein dunkelbraun bis schwarzes hartes Produkt, welches man als Baumaterial im Straßenbau verwenden kann.The end product is a dark brown to black hard product, which is used as building material in Can use road construction.
Das Verfahren wird im folgenden anhand der Ausfüh rungsbeispiele 1 bis 3 erläutert. Siehe auch Fig. 1.The method is explained below using exemplary embodiments 1 to 3. See also Fig. 1.
Die Spuckstoffe, werden grob zerkleinert und über eine Spuckstoffzuführung 1 einem beheizten Reaktor 7 zuge führt. Mit einer Zuschlagstoffzuführung 2 ebenfalls auf der Oberseite des Reaktorraumes 7 angeordneten werden defi nierte Zuschlagstoffmengen zugemischt. Für die Beschic kung des Reaktorraumes 7 in einem gezielten Mischungs verhältnis sind Spuckstoffzuführung 1 und Zuschlagstoffzu führungen 2 als Schneckenförderer ausgeführt sind und wei sen Steuerungselemente auf, die gestatten, das die Menge des eingetragenen Spuckstoffes und das Verhältnis des ein getragenen Spuckstoffes zu dem oder den Zuschlagstoffen einzustellen. Je nach Einsatzzweck des Endproduktes wer den als Zuschlagstoff stickstoffhaltige organische Abfälle oder calziumoxidhaltige Mineralien in einer Menge zuge mischt, die die vollständige Bindung des im Spuckstoff ent haltenen Chlors erlauben. Durch die im Reaktorraum 7 an geordnete der Transport- und Mischschnecke 8 werden beide Komponenten im Reaktor innig gemischt und zum Produktausfallschacht 14 gefördert. Um die Durchmischung zu verbessern sind an der Transport- und Mischschnecke 8 Mischpaddel 9 befestigt.The rejects are roughly crushed and fed via a reject feed 1 to a heated reactor 7 . With an additive feed 2 also arranged on the top of the reactor chamber 7 , defined amounts of additive are admixed. For the feed of the reactor chamber 7 in a targeted mixing ratio, reject supply 1 and additive feed guides 2 are designed as screw conveyors and have control elements that allow the amount of reject material entered and the ratio of the reject material entered to the additive or additives adjust. Depending on the intended use of the end product, the nitrogenous organic waste or calcium oxide-containing minerals are added as an additive in a quantity that allows the chlorine contained in the rejects to be completely bound. By arranged in the reactor chamber 7 of the transport and mixing screw 8 , both components are intimately mixed in the reactor and conveyed to the product chute 14 . In order to improve the mixing, 8 mixing paddles 9 are attached to the transport and mixing screw.
Zur Heizung ist der Mantel des Reaktorraumes 7 von ei nem Heizmantel 10 umschlossen.For heating, the jacket of the reactor chamber 7 is enclosed by a heating jacket 10 .
Auf der Oberseite des Reaktorraumes 7 münden drei Ver fahrensgasableitungen 4 ein.On the top of the reactor chamber 7 three Ver gas discharge lines 4 open.
Um die bei der thermischen Zersetzung der Spuckstoff- /Zuschlagstoffmischung entstehenden Gase einer Wirt schaftlichen Verwertung zuführen zu können, wird die Ver fahrensgasableitung 4 unter Zwischenschaltung eines Kon densatabscheiders 5 mit einem Gaswäscher 6 verbunden. Ein Teil des aus dem Gaswäscher 6 austretenden Verfah rensabgases wird über einen den Produktausfallschacht 14 umschließenden Wärmetauscher 15 zum Brenner 11 geführt durch den der den Reaktorraum 7 umschließende Heizman tel 10 beheizt wird.In order to be able to supply the gases resulting from the thermal decomposition of the reject / aggregate mixture for economic utilization, the process gas discharge line 4 is connected to a gas scrubber 6 with the interposition of a condensate separator 5 . Part of the exiting from the gas scrubber 6 procedural exhaust gas is passed through a heat exchanger 15 surrounding the product chute 14 to the burner 11 through which the heating chamber 7 enclosing Heizman tel 10 is heated.
Durch die im Heizmantel 7 verbrannten Abgase wird die Mischung im Verlaufe des 30 min. dauernden Durchlaufs auf 450°C erhitzt. Dadurch entsteht ein schwarzes, körniges Produkt, das als Zuschlag für bitumenhaltige Straßenbeläge verwendet werden kann. Die Verbrennungsabgase werden aus dem Heizmantel über einen Abgasanschluß 3 abgeführt und können nach einer Wärmerückgewinnung in die Um welt entlassen werden.Due to the exhaust gases burned in the heating jacket 7 , the mixture is in the course of 30 min. continuous run heated to 450 ° C. This creates a black, granular product that can be used as an additive for bituminous road surfaces. The combustion exhaust gases are discharged from the heating jacket through an exhaust connection 3 and can be released into the world after heat recovery.
Spuckstoffe, die bei der Zellulosegewinnung aus papier haltigen Wertstoffen anfallen werden mit stickstoffhaltigen Abprodukten und/oder einer mineralischen calziumoxidhal tigen Komponente in einem Verhältnis von Spuckstoff zu Mineralstoffen von 5 : 2 in einem Mischer zu einer homoge nen Suspension vermischt. Dieses Gemisch wird in einem Autoklaven unter weiterem Rühren auf eine Temperatur von 250°C erhitzt. Die Mischung wird in einem Extruder zu zy lindrischen Pellets mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Länge von 30 mm verpreßt und durch Abkühlung ver festigt.Rejects in the cellulose production from paper containing recyclable materials will arise with nitrogenous ones Waste products and / or a mineral calcium oxide component in a ratio of rejects Minerals of 5: 2 in a mixer to a homogeneous NEN suspension mixed. This mixture is in one Autoclave with further stirring to a temperature of Heated to 250 ° C. The mixture is zy in an extruder Lindish pellets with a diameter of 20 mm and a length of 30 mm pressed and ver by cooling consolidates.
Die bei der Erhitzung auftretende Abgase werden aufge fangen und dem Heizgas für den Autoklaven beigemischt.The exhaust gases that occur during the heating are accumulated catch and mixed with the heating gas for the autoclave.
Die Pellets werden als Heizmaterial für eine Kohlefeue rungsanlage verwertet.The pellets are used as heating material for a coal fire recycling plant.
Einem Spuckstoff wird Kraftwerksasche in einem Ver hältnis von Spuckstoff zu Kraftwerksasche von 1 : 2 vor der Erhitzung auf 450°C beigemischt. Das körnige Produkt kann im Straßenbau als Zuschlagstoff verwendet werden.A rejects is power plant ash in a ver Ratio of rejects to power plant ash of 1: 2 before Heating to 450 ° C added. The granular product can be used as an aggregate in road construction.
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