DE2264922C3 - Vorrichtung zum umweltfreundlichen Zersetzen von Abfallstoffen, insbesondere Polyäthylen, Polypropylen und dergleichen - Google Patents

Description

Das Problem der umweltfreundlichen und dabei halbwegs kostenmäßig tragbaren Zersetzung von hochpolymeren Kunststoffen ist bislang nicht gelöst Es gibt wohl eine Menge Anregungen dafür, wie generell Abfallbeseitigung vorgenommen werden könnte, jedoch fehlen jegliche Hinweise darauf, wie man mit den Schwierigkeiten fertig werden soll, die sich aus den problematischen Eigenschaften der Zersetzungsprodukte von Hochpolymeren ergeben. So beschreibt die DT-PS 3 27 379 ein Verfahren zur kontinuierlichen Destillation von festem, kohlenstoffhaltigem Material, bei welchem eine Förderschnecke verwendet wird. Die sonst im wesentlichen offene Anlage läßt sich wegen der Giftigkeit der Zersetzungsprodukte von Hochpolymeren schon aus diesem Grande weder verwenden noch durch sinnvollen Aufwand brauchbar machen. Die CH-PS 4 78 216 beschreibt ein Verfahren insbesondere zur Beseitigung von MQlI und Klärschlamm unter Gewinnung eines als Brennstoff geeigneten Gases, das im wesentlichen dem auch sonst bekannten »Cracken« entspricht Auch dieses Verfahren läßt sich für die umweltfreundliche Zersetzung von Polymeren, insbesondere Mischabfällen aus solchen Stoffen nicht verwenden. Hier spielt insbesondere die bei der Zersetzung von Hochpolymeren in ihre Bestandteile auftretende Explosionsgefahr eine besondere Rolle.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zum umweltfreundlichen Zersetzen von Abfallstoffen, insbesondere Polyäthylen, Polypropylen und dergleichen zu schaffen, mit der eine sicherere Handhabung der Zersetzungsprodukte möglich ist

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie durch die in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen.

Durch diese Ausbildung der Vorrichtung wird insbesondere erreicht, daß die Explosionsgefahr und die

■ ο Giftigkeit der Zersetzungsprodukte beträchtlich herabgesetzt sind.

Weitere im Rahmen der gestellten Aufgabe vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet

■5 Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert: An eine Düse 30 ist ein Tank 36 angeschlossen, in welchem ein Wärmeaustausch-Rohr 37 angeordnet ist der Innendruck im Tank 36 wird mittels einer Drehpumpe 38 auf einem entsprechend niedrigen Wert gehalten, um dadurch die Zersetzung der vom Tank 36 aufzunehmenden verflüssigten Abfälle zu fördern. Ein düsenartiger Abschnitt 39 eines Extruders 11 verbindet dessen Zylinder 12 mit der Düse 30. Ein auf konstantem Druck gehaltener Behälter 40 nimmt die erzeugten Gase und Flüssigkeiten auf. An den Behälter 40 ist eine T-förmige Auslaßleitung 41 so angeschlossen, daß ein Teil des gespeicherten Gases durch eine Abzweigung 42 mit Schließventil 43 in eine geeignete Brennkammer 44 zur Verbrennung in dieser abgeleitet werden kann, während der andere Teil der gespeicherten Gase über die Rohrleitung 45 und ein Abschlußventil 46 in einen Gasbrenner 47 kommt, der an eine Gasturbine oder Dampfturbine 48 gekoppelt ist Die Turbine kann nun ihrerseits einen Generator 49 antreiben. Mit 50 ist ein

Gebläse bezeichnet Ein Teil der heißen Abgase aus dem Brenner 47 geht durch eine Rucklaufleitung in die Wärmeaustausch-Rohrleitung 37 zurück. Das gezeigte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt:

Die Hochpolymerabfälle gelangen auf der in der Zeichnung rechten Seite durch einen Trichter 15 in Berührung mit der einen schraubenförmigen Steg 28 aufweisenden Förderschnecke 13 des Extruders U. Beim Durchlauf durch den Extruder U werden die Abfälle durch den in Arbeitsrichtung größer werdenden Außendurchmesser der Welle der Schnecke 13 komprimiert und zerrissen bzw. zerschnitten, wobei durch Reibungswärme eine gewisse Erwärmung auftritt Die Abfälle werden dabei zusätzlich von außen her durch

so eine drei Heizstufen 14a, 14b, 14c enthaltende Heizeinrichtung 14 geheizt und geschmolzen, wobei die dritte Heizstufe 14c durch eine besondere, die Düse 30 umgebende Heizeinrichtung 35 gebildet ist Die Hochpolymere in Form einer dicken Flüssigkeit innerhalb des Abschnitts 39 des Extruders U werden in eine Newton-Flüssigkeit mit niedriger Viskosität überführt, während sie durch die Düse 30 laufen, und gelangen dann in den Wärme speichernden Tank 36 mit geringerem Innendruck, der vermittels des Wärmeaus tauschrohrs 37 auf einer höheren Temperatur gehalten wird, als in der länglichen Düse 30 herrscht Die im flüssigen Zustand in den Tank 36 verbrachten Abfalle werden nun in diesem Tank unter verringertem Druck zersetzt Dabei werden hochmolekulare Kohlenwasser-

6$ stoffe in niedrig-molekulare Kohlenwasserstoffe zersetzt Bei diesem Schritt wird im Inneren des Tanks 36 mittels der Drehpumpe 38 nahezu ein Vakuum aufrechterhalten, so daß also die heißen erzeugten Gase

nicht explosionsartig verbrennen können. Die so erzeugten Gase fließen durch das Abzugsrohr 18 zu einer Kühleinrichtung 21, wo sie etwa auf Raumtemperatur abgekühlt und in Gase und Flüssigkeiten zerlegt werden, die in dem unter konstantem Druck stehenden, gefluteten Behälter 40 aufbewahrt werden, nachdem sie durch die Drehpumpe 38 gelaufen sind. Da die flüssigen Bestandteile im Behälter 40 auf Wasser schwimmen, kann man diese flüssigen Bestandteile mittels eines nicht gezeigten Siphons od. dgl. abziehen und als flüssigen Brennstoff verwenden. Die im Behälter 40 gespeicherten Gase werden nunmehr zum Teil durch die Auslaßleitung 41 und die Abzweigung 42 sowie über das Ventil 43 in die Brennkammer 44 gegeben, um dort zu verbrennen. Der andere Teil der Gase aus dem Behälter 40 wird über das Ventil 46 in den Gasbrenner 47 geleitet, der unmittelbar an die Gasturbine oder Dampfturbine 48 angeschlossen ist Die Turbine treibt nun wiederum den Generator 49, der seinerseits die elektrische Energie erzeugt, mit der man die Anlage zum Teil betreiben kann. Neben der Versorgung von Instrumenten, Beleuchtung und anderen Teilen der Anlage kann auch noch elektrische Energie nach außen abgegeben werden. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders dazu geeignet, jegliche petrochemische Hochpolymere zu behandeln, insbesondere aber sogenannte Kunststoffabfälle aus Haushalten, Industrieanlagen u. dgl. Wichtig ist dabei, daß die sonst schwer bzw. nur unter erheblichem Kostenaufwand zu vernichtenden Abfälle aus Kunststoff zum Teil wieder in brauchbare Produkte umgesetzt werden.

Beim Vorgehen nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden hochpolymere Abfälle verbrannt, nachdem sie vermittels Heizung unter verringertem Drude zersetzt wurden. Wenn die Gase verbrannt werden, werden sie zuvor gegebenenfalls mit einem

ι ο entsprechenden Luftvolumen gemischt Auf diese Weise wird vermieden, daß Giftgase, insbesondere Kohlenmonoxyd, erzeugt wird, was sich bekanntlich nicht vermeiden läßt, wenn man die diskutierten Kunststoffabfälle in fester Form verbrennt Ein wesentlicher Vorteil des Vorgehens nach der Erfindung besteht darin, daß das zu verbrennende Gut sich unmittelbar vor dem eigentlichen Verbrennungsprozeß im gasförmigen Zustand befindet so daß die Überwachung des Verbrennungsvorganges keinerlei Schwierigkeiten bietet Im vorliegenden Falle werden Hochpolymer-Abfälle nicht nur dadurch in Gase zersetzt daß sie geheizt und verflüssigt werden, sondern auch noch durch die zusätzliche Wirkung des verringerten Arbeitsdruckes. Auf diese Weise wird die Zersetzung von Hochpolymeren sehr gefördert und der Wirkungsgrad der Zersetzung wird größer, während die nichtverbrennbaren oder nichtzersetzbaren Reste sehr klein sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Umsetzung von hochpolymeren Stoffen, insbesondere Abfallstoffen mit einem hohen Gehalt an Polyäthylen, Polypropylen und dergleichen, mit folgenden Merkmalen:

a) die Eingangsstufe ist von einem beheizten Schneckenextruder (13) gebildet, aus dem eine geheizte (14cJDüse (30) in einen Tank (36) führt;

b) dieser Tank (36) ist wärmeisolierend ausgebildet und durch eine zweckmäßig als Drehpumpe ausgebildete Pumpe (38) regelbar mit Unterdruck beaufschlagt;

c) die Ausgangsseite der Pumpe (38) führt zu einem Behälter (40) zur Aufnahme der zersetzten gasförmigen und flüssigen Brennstoffe, die sich daraus getrennt abziehen lassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Unterdruck stehende Tank (36) im Inneren beheizt und auf einer Temperatur gehalten ist, die wärmer ist als das Gut in der Düse (30).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der aus dem Behälter (40) abgezogenen gasförmigen Zersetzungsprodukte direkt oder indirekt zur Heizung des Unterdrucktanks (36) dient

4. Vorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut aus dem mit Unterdruck beaufschlagten Tank (36) durch eine Kühleinrichtung (21) hindurchtritt, welche zwischen dem Tank (36) und der Pumpe (38) liegt und an deren Ausgangsseite die Produkte etwa Raumtemperatur haben.