DE19806318A1 - Verfahren und Einrichtung zur Aufarbeitung von Reststoffen der Papierindustrie (Spuckstoffe) - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Aufarbeitung von Reststoffen der Papierindustrie (Spuckstoffe)

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Papierindustrie und der Aufbereitungstechnik und betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Aufarbeitung von Reststoffen der Papierindustrie (Spuckstoffe), wie es beispielsweise für die Verarbeitung von Altpapier im Recyclingprozeß eingesetzt werden kann.
Bei der Verarbeitung von Altpapier im Recyclingprozeß verbleiben nach dem Aufschlämmen der mechanisch arbeitenden Entschlämmung Reststoffe als ein Gemisch aus verklumptem Papier und Pappresten, Plaststücken, im wesentlichen aus PE-Folie, Holzrückständen, Nichteisenmetallteilen, Eisenmetallteilen zurück. Diese Abprodukte werden als "Spuckstoffe" bezeichnet. Diese Spuckstoffe werden nach dem Austritt aus dem Schlämmprozeß zwischengelagert und dabei gravimetrisch entwässert. Der Wassergehalt beträgt dabei bis zu 60% und besteht aus Oberflächenwasser und aus im Holz- und Papieranteil aufgesaugten Wasser. Diese Abprodukte werden bisher auf Sondermülldeponien gelagert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Spuckstoffe einer Verwertung zuzuführen und die Menge an nicht verwertbaren Abprodukten zu verringern.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird nach dem Austreiben des Wasseranteiles und dem Entzug der metallischen Bestandteile das verbleibende Material, das im wesentlichen aus organischen Bestandteilen besteht, durch Pyrolyse zu einem wiederverwendbaren Reststoff verarbeitet, der nur noch aus den ausgeglühten strukturförmigen Kohlenstoffanteilen besteht.
Der Reststoff mit einem Kohlenstoffgehalt von über 90% läßt sich bei vielen Produkten, die den Grundstoff Ruß benötigen, als Vormaterial einsetzen.
Die durch die Pyrolyse ausgetriebenen Kohlenwasserstoffe werden innerhalb des geschlossenen Prozesses verbrannt und die entstehende Wärmeenergie zur Durchführung der Pyrolyse genutzt.
Die der Anmeldung zugrundeliegende Technologie ist durch folgende Schritte und Einrichtungen gekennzeichnet. In Abb. 1 ist der Gesamtaufbau einer solchen Anlage schematisch dargestellt und die Baugruppen im einzelnen bezeichnet.
Das Verfahren besteht aus 4 Abschnitten:
  • 1. Zwischenlagerung und Vortrocknung des Materials unter Ausnutzung der Prozeßwärme.
  • 2. Aufbereitung Zwischentrocknung und Lagerung des Materials in einem Trockenturm.
  • 3. Bearbeitung des Materials chargenweise in einem Pyrolysebehälter.
  • 4. Austrag, Inertisierung, Abkühlung und Zwischenlagerung der Endprodukte in einem geschlossenen Lagerbehälter.
Die beschriebenen Hauptbaugruppen sind in Fig. 1 schematisch dargestellt und werden im folgenden beschrieben:
  • 1. Vortrocknung
    Überdachte Lagerfläche mit Bodenkanälen zur Unterbelüftung des Lagergutes und damit Trocknung durch den Einsatz von erwärmter Abluft aus dem Vortrockner und der Kühlluft aus dem Lagerbehälter mit einem Temperaturniveau von bis zu 60 °C.
  • 2. Zwischentrockner und Vorratsturm bestehend aus
    • - Annahmetrichter mit integrierter Dosierung, Übergabe Elevator mit Einlaufschurre in Trockenturm,
    • - Trockenturm ca. 8 m hoch, 1,6 m tief und 3 m breit mit konischen Durchlauf, hermetisch dicht, isoliert, auf Stahlgestell verlagert, mit innen befindlichen Fördereinrichtungen und Metallabscheider,
    • - Erster horizontaler Förderweg auf schwingendem Metallrost, der aus nichtmagnetischem Material besteht, so daß ein darüberliegender Magnetbandabscheider ferritische Metalle dem Stoffgemisch entzieht,
    • - Treppenförmig, herabfallendes Material auf mindestens fünf waagerecht liegenden angetriebenen Schwingrosten zur Auflockerung und Durchströmung mit Trockenluft,
    • - Ansammlung des getrockneten Materials im Bodenbereich als Puffer, der als Konus und Befülltrichter für den Pyrolysebehälter ausgebildet ist,
    • - Trockenturm ausgestallet mit ringförmigen Warmluftleitungen und Einblasdüsen, die zur Trocknung benötigte Warmluft mit bis zu 120°C aus dem Abgaswärmetauscher bezieht,
    • - Auslauftrichter mit hermetisch dichtem Absperrschieber mit Schneidkante versehen, der nach Öffnung die Befüllung des Pyrolysebehälters ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß hierbei austretende Pyrolysegase während des Befüllvorganges den eingelagerten Pufferstock durchströmen müssen und sich an dem vorgetrockneten Material niederschlagen (Filtereffekt).
  • 3. Pyrolysebehälter gekennzeichnet dadurch,
    • - waagerecht liegender, zylindrischer Behälter, hermetisch abgeschlossen mit innenliegendem Rührwerk, über Doppelmantel durch Heißgase aus der Brennkammer beheizt,
    • - im unteren Bereich angebrachte, durch Längsschieber abgesperrter Auslauftrog mit Förderschnecke, der nach Abschluß der chargenweise arbeitenden Pyrolyse öffnet und das Fertigprodukt austrägt,
    • - Austragsschnecke so gestaltet, daß sich der Auslauf hermetisch dicht an den Endproduktsammelbehälter anschließt,
    • - Entgasung des Pyrolyseraumes über beheizte und isolierte Rohrleitungen zu einer Brennkammer, in der ein öl- oder gasbetriebener Stützbrenner die zur Beheizung des Pyrolysebehälters notwendigen Heißgase erzeugt,
    • - Austritt der Heizgase aus dem Doppelmantel direkt in einen Kreuzplattenwärmetauscher zur Vorwärmung der im Trockenturm benötigten Trockenluft.
  • 4. Endproduktsammelbehälter gekennzeichnet dadurch,
    • - hermetisch geschlossener zylindrischer Behälter mit ca. 8-10 m3 Fassungsvolumen im unteren Drittel mit einem Doppelmantel versehen, der mit Frischlufteintritt gekühlt wird; die austretende erwärmte Luft wird mit der aus dem Trockenturm austretenden Warmluft gemischt und der Vortrocknung zugeführt,
    • - Lagerbehälter im unteren Bereich mit Einströmdüsen für Inertgas versehen, zur Unterbindung von Verbrennungen infolge der erhitzten Anteile des aus der Pyrolysekammer kommenden Endproduktes, wobei das in dem Lagerbehälter injizierte Inertgas als Polster aufgebaut ist und bei Öffnung des Auslaßschiebers der Pyrolysekammer rückwärts strömt und die Pyrolysekammer ebenfalls mit inerter Atmosphäre versorgt, um mögliche Selbstentzündungen des vorhandenen Pyrolysegases beim Entleerungvorgang und Beschickungsvorgang zu verhindern,
    • - Zusätzlich befindet sich eine Inertgasinjektion ebenfalls direkt im Pyrolysebehälter, über die beim Befüllvorgang des Pyrolysebehälters inerte Atmosphäre erzeugt wird und der Zulauf von Sauerstoff durch den Befülltrichter weitestgehend verhindert,
    • - Befüllschieber und Pyrolysebehälter sind so gestaltet, daß ein Temperaturübergang über die Mantelflächen verhindert wird, also eine hohe thermische Isolation notwendig ist.
Die Vorteile des Verfahrens und der Einrichtung bestehen darin, daß aus den bisherigen Abfallstoffen (Spuckstoffe) ein wiederverwendungsfähiges Produkt erstellt wird. Der Prozeß arbeitet nach dem Prinzip der größtmöglichen Energienutzung durch Ausnutzung des Pyrolysegases und gestaffelten Temperaturausnutzungen für den Trocknungsprozeß.
Die Einrichtung ist so konzipiert, daß sie hermetisch dicht arbeitet und neben dem Endprodukt "Grundstoff" nur Wasserdampf und CO2 aus der Verbrennung an die Atmosphäre abgibt.
Die Fig. 1 zeigt das Verfahrensflußbild.
Die Fig. 2 zeigt eine Übersichtszeichnung

Claims (17)

1. Verfahren zur Aufarbeitung von Reststoffen der Papierindustrie, bei dem die Reststoffe zwischengelagert werden, der Wasseranteil unter Ausnutzung der Prozeßwärme entfernt wird, die metallischen Bestandteile entfernt werden und die verbleibenden Materialien chargenweise durch Pyrolyse zersetzt und die entstehenden Pyrolyseprodukte aus dem Prozeßraum entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Trocknung der Reststoffe mit einer Temperatur bis zu 60°C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach der Trocknung des Materials eine Zwischenlagerung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Trocknung der Reststoffe während der Zwischenlagerung durchgeführt wird, indem erwärmte Luft durch die Reststoffe geleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem während des Einfüllens der getrockneten und von metallischen Bestandteilen befreiten Materialien in den Pyrolysebehälter die austretenden Pyrolysegase diese Materialien im Einfüllbereich durchströmen und sich an dem Material niederschlagen.
6. Einrichtung zur Aufarbeitung von Reststoffen der Papierindustrie, die besteht aus einem Vortrockner, einem Lagerbehälter, einem Zwischentrockner einem Vorratsturm, einem Pyrolysebehälter mit einer Inertgasinjektionsvorrichtung, einem Endproduktsammelbehälter, einem Abgaswärmetauscher und einer Brennkammer.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der der Zwischentrockner einen Aufnahmetrichter mit integrierter Dosierung aufweist und einen Elevator mit einer Einlaufschurre in den Trockenturm.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der der Trockenturm einen konischen Durchlauf aufweist, hermetisch dicht, isoliert, auf einem Stahlgestell verlagert, mit innen befindlichen Fördereinrichtungen und einem Metallabscheider versehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der der Trockenturm im Bodenbereich konusartig und als Befülltrichter für den Pyrolysebehälter ausgebildet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der der Trockenturm mit ringförmigen Warmluftleitungen und Einblasdüsen versehen ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der der Trockenturm im Bodenbereich als Auslauftrichter ausgebildet und mit einem hermetisch dichten Absperrschieber mit Schneidkante versehen ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der der Pyrolysebehälter als waagerecht liegender, zylindrischer doppelwandigen Behälter mit einem hermetisch abgeschlossenen innenliegenden Rührwerk ausgebildet ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der der Pyrolysebehälter im unteren Bereich als Auslauftrog mit Förderschnecke ausgebildet ist, der durch einen Längsschieber abgesperrt ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, bei der die Förderschnecke hermetisch dicht an den den Endproduktsammelbehälter anschließt.
15. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der der Pyrolysebehälter über beheizte und isolierte Rohrleitungen mit einer Brennkammer verbunden ist, die einen öl- oder gasbetriebenen Stützbrenner aufweist.
16. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der der Abgaswärmetauscher ein Kreuzplattenwärmetauscher ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der der Endproduktsammelbehälter ein hermetisch abgeschlossener Behälter ist, der im unteren Drittel mit einem Doppelmantel und Einströmdüsen für Inertgas versehen ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10150753A1 (de) * 2001-10-13 2003-07-03 Zajons Logistik Entsorgungsgmb Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung von Sekundärrohstoffen
DE102005005796A1 (de) * 2005-02-09 2006-08-17 Applikations- Und Technikzentrum Für Energieverfahrens-, Umwelt- Und Strömungstechnik (Atz-Evus) Verfahren und Vorrichtung zur thermochemischen Umsetzung eines Brennstoffs
US7984566B2 (en) * 2003-10-27 2011-07-26 Staples Wesley A System and method employing turbofan jet engine for drying bulk materials

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