DE2365267A1

DE2365267A1 - Verfahren zum trennen von kommunalen abfaellen

Info

Publication number: DE2365267A1
Application number: DE2365267A
Authority: DE
Inventors: Lucian Casimir Bielicki
Original assignee: American Can Co
Current assignee: Primerica Inc
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1973-12-31
Publication date: 1975-04-17
Also published as: BE809177A; AU6395173A; FR2247287B1; CA1032914A; NL7317205A; FR2247287A1; GB1450940A; JPS5066064A

Description

Priorität: 11. Oktober 1973, Vereinigte Staaten von Amerika Nr. 405 416

Die Erfindung bezieht sich auf die Trennung von kommunalen Abfällen in brauchbare Bestandteile.

In den letzten Jahren gab es eine fortlaufende starke Zunahme des Volumens und der Vielfalt von festen Abfallprodukten, welche durch die KotiimunaIbehorden beseitigt werden mussten. Ein grosser Teil dieser Zunahme ist auf die ungeheure Zunahme von Papier- und Kunststoffprodukten beim Verpacken und Verkauf von Nahrungsmitteln und anderen Verbrauchsgütern zurückzuführen. Erst in jüngerer Zeit sind die Behörden auf die Kosten und auf die bisherige altertümliche

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Art und V/eise der Abfallbeseitigung aufmerksam geworden. Es ist eine Tatsache, dass die Kommunen diese Abfälle in einer wirtschaftlicheren und moderneren Weise beseitigen müssen..

Das kritischste Problem, dem sich die Kommunen gegenwärtig auf dem Gebiet der Abfallbeseitigung gegenübex'sehen, ist die tägliche Ansammlung von festen Abfällen. Diese Abfälle, welche sowohl aus Müll .als auch aus Schutt und festen Abfällen von häuslichen und kommerziellen Quellen stammen können, können entweder verfaulbar oder nicht-verfaulbar sein. Beim Verfaulen werden sie durch Mikroorganismen mit ausreichender Geschwindigkeit zerstört, so dass Gas- und Gest8nkverseuchungen auftreten können. Ihre Beseitigung erzeugt gegenwärtig aufgrund von Luft- und Wasserverschmutzung und durch eine Zunahme von krankheitstragenden Nagetieren und Insekten Gesundheitsgefahren. Diese erzeugen ihrerseits· wiederum öffentliche Unannehmlichkeiten und beeinträchtigen den Wert des umliegenden Landes. Die Schwierigkeiten der Beseitigung von Abfall wurden durch die fortgeschrittenen Verpackungsverfahren multipliziert, welche eine beträchtliche Zunahme der Masse der weggeworfenen und nicht-abbaubaren Abfallstoffe zur Folge haben, wie z.B. Einwegglasflaschen, Metalldosen und Kunststoff- und Papierverpackungen, welche viel Raum einnehmen.

Es werden nunmehr viele Verfahren verwendet, um voluminösen Abfall auf ein kleineres Volumen zu reduzieren. Das Verbrennen in einer offenen Kippe ist das am meisten verwendete Verfahren zur Beseitigung von brennbaren festen Abfällen. Es ist leicht durchzuführen und billig, aber primitiv, nicht effizient, unansehnlich und gefährlich. Schwelende Kippen enthalten Haufen von unvollständig verbrannten verfaulbaren Abfällen, die Ratten anziehen und das Ausbrüten von Fliegen ermöglichen. Der von solchen Kippen austretende Rauch ver-

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unreinigt die Luft, lässt die Farbe von Häusern abblättern, verbreitet Krankheiten, tötet Bäume und beeinträchtigt die Schönheit und die Gesundheit einer Kommune. Der herabfallende Regen verseucht Flüsse und Ströme.

Die gefährlichen und unansehnlichen offenen Kippen werden langsam durch Landauffüllungen ersetzt. Durch eine Verdichtung und Abdeckung des täglichen Abfallanfalles mit einer 60 cm dicken Schmutzschicht können Sümpfe, Harschen und Schluchten aufgefüllt, die Nagetiere und Fliegen verringert und Gestank und Luftverunreinigung verringert v/erden. Die organischen Stoffe werden dabei einer langsamen anaeroben Zersetzung durch Pilze und Bakterien unterworfen, so dass nach ungefähr 10 Jahren der Abfall vollständig verdichtet ist und auf 25 bis 40 % des ursprünglichen Volumens zusammengesunken ist.

Die bei den gegenwärtigen Verfahren der kommunalen Abfallbeseitigung bestehenden Probleme beleuchten die Notwendigkeit für ein neues und verbessertes Verfahren zur Verringerung der Menge des Abfalls in einer wirtschaftlichen und effizienten V/eise. Überdies besteht auch ein Bedarf für ein effizientes Verfahren und für effiziente Massnahmen zur Beseitigung von Abfall, wobei der Abfall in brauchbare und verkaufbare Bestandteile getrennt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kommunale Abfälle in brauchbare oder verkaufbare Produkte zu trennen.

So wird also gemäss der Erfindung ein Verfahren zum Trennen von kommunalen Abfällen in brauchbare Bestandteile vorgeschlagen, welches dadurch ausgeführt wird, dass man den Abfall durch eine Horizontalhammermühle hindurchführt, so

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dass der Abfall zerkleinert wird, den zerkleinerten Abfall in einen mehrstufigen Luftsortierer einführt, worin der Abfall in eine leichtere Fraktion, die brennbar ist, und in einen schwereren Rückstand getrennt wird, die leichtere Fraktion verdichtet und transportiert, Eisenmetalle aus dem schwereren Rückstand durch eine doppelte magnetische Abtrennung abtrennt, den verbleibenden Rückstand in Schwingungen versetzt, um Glas und eine feine Fraktion davon abzutrennen, und den Rückstand pyrolysiert, wodurch Nichteisenmetalle abgetrennt und eine brauchbare Kohle und ein brauchbares Öl erhalten werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich grundlegend für Haushaltsmüll, der zerkleinert und im Luftsortierer getrennt wird. Der Luftsortierer trennt vom Gemisch Papier, Kunststoff ilme, Fasern, Schmutz und leichte Materialien ab und überführt die leichten und kompakten Materialien in grosse Transportbehälter, die zu einer Dampferzeugungsanlage, zu einer Kompostbildung, zu einem Verbrenner, zu einer Landauffüllstelle oder zu einem anderen Verbraucher gebracht werden.

Der mehrstufige Luftsortierer besteht aus einer Säule, durch welche mit Hilfe eines Sauggebläses Luft hindurchgezogen wird. Dieses Gebläse zieht Luft zunächst durch die Kolonne und dann durch einen üblichen Zyklonenscheider, der das Material, das in der Säule nach oben geht, entfernt. Schweres Material, das bei der eingestellten Geschwindigkeit nicht im Luftstrom transportiert werden kann, bewegt sich im Gegenstrom zu dem Luftstrom und wird vom Boden der Säule abgenommen.

Das Sauggebläse erzeugt eine ausreichende Geschwindigkeit für die Fluidisierung des Materials im EaIs des Sortierers. Die Strömungsgeschwindigkeit wird mit Hilfe eines Schieberventils kontrolliert, und der Druckabfall wird mit Hilfe

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eines Manometers gemessen.

Entlang der dem nach oben gerichteten Luftstrom ausgesetzten Säulenoberflächen besteht ein verhältnismässig rascher Luftstrom. In den Taschen der Säule und auf den Flächen, auf welche das schwerere Material fällt, werden aktive V/irbel erzeugt. Das herabfallende Material und die nach oben strömende Luft, die das leichtere Material transportiert, ergeben eine kombinierte Zentrifugal- und Mitführwirkung. Der schwere Strom, der zum Boden des Luftsortierers fällt, geht über doppelte magnetische Separatoren, um Eisenmetalle, wie z.B. Dosen, Drähte usw., zu entfernen, worauf er dann zu einer weiteren Verarbeitung geführt wird. Der Rest des Materials, der aus-Aluminium, Kupfer, Glas, Gummi, Holz und verschiedenen anderen Materialien besteht, kann einem Hilfsverfahren für die Rückgewinnung von Aluminium und Glas und anderen Nichteisenmetallen unterworfen werden, · oder er kann für eine Landauffüllung verwendet werden. Das System besitzt eine robuste Konstruktion, ist vollständig geschlossen und weitgehend frei von Geruch und Staub.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren können die kommunalen ■ Abfälle in fünf verschiedene Kategorien getrennt' werden. Gegenwärtig erscheint es durchführbar, mindestens vier dieser Produkte zu gewinnen und zu verkaufen:

Gew.-^

Leichte brennbare Fraktion Wellpappe und Zeitungspapier Eisenmetalle

Ausgewählte Aluminiumprodukte
Schwere Rückstände für- eine Landauffüllung Zerkleinertes Glas, das durch trockenes

Sieben entfernt wird ' 3-6

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40 -	70	,5
4 -	Ίο	25
5 -	6
0
15 -

Ein jedes dieser Materialien kann täglich abgefahren werden. Alle in der Anlage eintreffenden Abfälle werden täglich verarbeitet. Die' Ablagerungsfläche und alle Verarbeitungsbereiche werden täglich durch die Verwendung eines Motorschrubbers gereinigt.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird eine einzige Kombination von Behandlungs- und Materialrückgewinnungsstufen verwendet, die bisher noch nicht in einem Gesamtsystem für die Behandlung von kommunalen Abfällen verwendet worden ist. Das Gesamtverfahren umfasst die folgenden einzelnen Stufen: ■ ■

1) Aufnahme des voluminösen Materials.

2) Kontrollierte Zuführung der'Abfälle zum Zerkleinerer.

3) Abtrennung von Papier und Pappe vor der Zerkleinerung. 4-) Grobzerkleinerung.

5) Luftsortierung, um eine leichte Fraktion vom schweren Abfall zu trennen.

6) Doppelte magnetische Trennung, um Eisenmetalle zu entfernen.

7) Verdichten der leichten Fraktion in Transportwagen.

8) Trockenes Aussieben von zerkleinertem Glas.

9) Kontrollierte Pyrolyse, um schwere Rückstände in Brennstoff zu überführen und eine Abtrennung von Nichteisenmetallen zu ermöglichen.

10) Geruchs- und Staubkontrolle durch Aufrechterhalten eines Unterdrucks auf sämtliche Produktströme.

Gemäss einer Ausführungsform besteht das erfindungsgemässe Verfahren zur Trennung von kommunalen Abfällen in brauchbare Bestandteile darin, dass man den Abfall durch eine Korizontalhammermühle hindurchführt, wodurch der Abfall zerkleinert wird, den zerkleinerten Abfall in einen mehrstufigen Luftsortierer einführt, worin der Abfall in eine leichtere brennbare Fraktion und einen schwereren Rückstand getrennt

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wird, die brennbare Fraktion in einer Transportvorrichtung verdichtet, Eisenmetalle vom schwereren Rückstand durch eine doppelte magnetische Trennung abtrennt, den .verbleibenden Rückstand vibriert, um die Glasfraktion abzutrennen, und den Rückstand pyrolysiert, wodurch die Hauptmasse der schwereren Rückstände in eine als' Brennstoff brauchbare Kohle überführt wird und Nichteisenmetalle abgetrennt werden.

Die Erfindung betrifft ausserdem gemäss einer speziellen Ausführungsform ein Verfahren zum Trennen von kommunalen Abfällen in brauchbare Produkte, wobei das Verfahren dadurch ausgeführt wird, dass man:

sauberes Zeitungspapier von Hand abtrennt; das gesamte verbleibende Material zerkleinert, um einen zerkleinerten Abfall herzustellen, dessen Stücke in jeder Abmessung weniger als 20 cm betragen; den zerkleinerten Abfall unter Vakuum einer Luftsortierung unterwirft, um eine leichte Fraktion, die aus Fasern, Lumpen, Staub, Kunststoffilmen, Papier, Grashalmen, Blättern und gemischten Schmutz besteht,= von einer schweren Fraktion, die aus Holz, Gummi, Kunststoff, Glas, Eisenmetallen und Nichteisenmetallen besteht, abzutrennen; die schwere Fraktion unter in Reihe angeordnetes doppeltes Magnetsystem hindurchführt, um eine saubere Eisenfraktion abzutrennen, die sich für ein Entzinnungsverfahren eignet; den Rest 'der schweren Fraktion über ein Vibrationssieb variierender Maschengrösse führt, wodurch Glas gemischter Farbe und gleichförmiger Teilchengrösse abgetrennt wird; und den Rest pyrolysiert, um Aluminium zu gewinnen und den. organischen Rückstand in einen -Brennstoff zu überführen.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform wird die leichte Fraktion erneut auf eine Teilchengrösse von 5 cm zerkleinert und wird dieses Material in einem speziellen Transportwagen

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verdichtet, wobei es dann als Brennstoff hoher Qualität abgefahren wird.

Die Erfindung umfasst auch die Umwandlung des organischen Rückstands durch eine zersetzende Destillation in eine zweite Quelle für Brennstoff und das Trennen und das Gewinnen von Nichteisenmetallen durch Sieben, Zerkleinern und Schwergewichtstrennung.

Die Erfindung betrifft euch ein System für die Aufarbeitung von unbrauchbaren Materialien eines kommunalen Abfalls, welche⁵ hintereinander folgende Behandlungseinrichtungen aufweist:

eine Einrichtung zur Zerkleinerung des Abfalls auf eine vorbestimmte Grosse; eine mehrstufige Einrichtung für die Luftsortierung, welche unteratmosphärischen Druck verwendet und eine leichte Fraktion, die Fasern, Lumpen, Staub, Kunststoff!Im, Papier, Grashalme und Blätter umfasst, sowie eine schwere Fraktion liefert; eine magnetische Einrichtung zum Abtrennen von Eisenmetallen aus der schweren Fraktion; eine Vibrationseinrichtung mit sich allmählich verändernder Maschengrösse zur Entfernung von Glas.gemischter Farbe und gleichförmiger Teilchengrösse aus dem Rest der schweren Fraktion; eine Pyrolyseeinrichtung zum Zersetzen des Restes:der schweren Fraktion; und eine Einrichtung zum Abtrennen von Nichteisenelementen von Brennstoffelementen, die durch die Pyrolyse erhalten worden sind.

Eine typische Anlage zur Verarbeitung von kommunalem Müll gemäss der Erfindung ist so ausgelegt, dass sie 500 Tonnen Abfall in 10 Stunden Betriebszeit bewältigen kann. Der behandelte hauptsächliche Abfall ist Abfall, wie er von der Müllabfuhr herangeschafft-wird. Die folgenden Arbeitsstufen werden während des Arbeitsvorgangs ausgeführt, wie er im beigefügten Fliessbild zu sehen ist.

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Der kommunale Abfall wird in Müllwagen herangeschafft und an der Müllentleerungsstelle gewogen. Der Abfall wird durch einen Frontlader auf einen Stahlbandförderer 1 von 1,82 m Breite gedruckt, wenn der Müllwagen nicht 'direkt darauf abgeleert worden ist. Der Förderer 1 hebt den rohen Abfall auf andere Förderer, die das Material zum entsprechenden Gebäude bringen, und zwar an einer Pappe- und Zeitungspapierausklaubstelle vorbei. Die Förderer beschicken eine eine horizontale Welle aufweisende Hammermühle 3 mit einer konstanten Beschickungsgeschwindigkeit.

An der Zeitungspapierentfernungss.telle 2 werden von der Oberseite des Förderers Zeitungspapier und grosse Pappestücke entfernt. Das Papier und die Pappe, welche vom Band heruntergeklaubt worden sind, werden in Rutschen gelegt, die sich zu beiden Seiten des Förderers befinden. Diese Rutschen können das Papier und die Pappe entweder direkt zu einer Fallenpresse oder durch eine Zerkleinerungseinheit, die die Grösse des Papiers von der Pappe auf maximal 20 cm verringert. Für den Verkauf ist manchmal eine Zerkleinerung erwünscht. Die Ballenpresse verdichtet das Papier und die Pappe in Bündel. Ein Gabelstapler fährt die Bündel ab und bringt sie auf einen Lastwagen oder in ein Lager, von wo aus sie zu einem Sekundärfaserverarbeiter gebracht v/erden. Durch Handsortierung von Pappe und Zeitungspapier können 5 bis 10 % des Abfalls beseitigt werden.

Der verbleibende rohe Abfall wird durch einen kurzen Vibrationsförderer zu einer Hammermühle 3 mit horizonta-ler Welle gebracht. Die Hammermühle 3 zerkleinert den Abf8ll bis zu einer TeilchengrÖsse von 10 cm. Die Hammer bestehen aus einer äbnutzungsbeständigen Manganstahllegierung. Die Einführöffnung der Hammermühle besitzt eine Grösse von 1,82 χ 2,03 m, so dass kein einziges Abfallteil mit grösseren Dimensionen in den Zerkleinerer eintreten kann. Der Abfall

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wird durch einen Frontlader- auf einen 1,82 m breiten Stahlbandförderer gedrückt. Der Förderer wird kontinuierlich während zwei Achtstundenschichten oder bis der tägliche Abfall' verarbeitet worden ist, beschickt. Bei einer Zerkleinererkapazität von 16 Tonnen/Stunde ist ein 10-stündiger Betrieb erforderlich. Am Ende der Tagesarbeit wird die Aufnahmefläche mit Vekuum abgesaugt und mit einem Motorschrubberwagen gewaschen. Das Staubsammelsystem entfernt alle teilchenförmigen Stoffe im Bereich durch einen Grill, der über den Förderer für die Beschickung des Zerkleinerers angeordnet ist. Ausserdem hält ein Wassersprühsystem, das entlang des Förd'erers angeordnet ist, allen Staub nieder, der auftritt, wenn Abfall auf den Förderer gestossen wird. Dieser Stahlbandförderer führt den Abfall aus dem Gebäude, in welches der Abfall angefahren wird, in das Verarbeitungsgebäude. Der Förderer, welcher den Zerkleinerer beschickt, hebt den Abfall 5,2 m hoch und lässt ihn in die Hammermühle · fallen. Der Förderer kann in einem Winkel ansteigen, wodurch sich der Nutzen ergibt, dass der Abfallfluss ausgeglichen wird und dass die Ablage von grossen Klumpen in · die Hammermühle verringert wird.

Der rohe Abfall wird in eine Horizontalhammermühle eingeführt, welche den Abfall auf eine Teilchengrösse von 7»5 bis 12,5 cm bringt. Die Hammermühle kann vier Reihen mit jeweils 8 Hämmern aufweisen. Jeder-Hammer kann aus einer abnutzungsbeständigen Manganstahllegierung bestehen. Er muss periodisch mit einer neuen Oberfläche versehen und ersetzt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man eine Reihe von Schweissperlen am vorderen Rand anbringt. Die Beschickungsöffnung ksnn eine Grosse von 1,82 χ 2,03 cm aufweisen, so dass kein einziges Abfallstück mit grösseren Abmessungen als diesen in den Zerkleinerer eintreten kann. Die Mühle kann mit einem direkt angekuppelten elektrischen Mo.tor von 1000 PS angetrieben werden. Die Geschwindigkeit

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des Bandförderers kann durch die Stromaufnahme dieses Kotors kontrolliert werden. Es ist auch möglich, dass die Förderergeschwindigkeit von einem Mann im Steuerraum eingestellt wird. Ein Überstromschalter ist vorgesehen, um den Förderer anzuhalten, wenn der Zerkleinerer überlastet ist. Der Zerkleinerer und der Motor sind aus Lärmgründen in einem gesonderten isolierten Raum eingeschlossen. Der Zerkleinerer 'kann so gebaut sein, dass die Hammerrotation umgekehrt, wird, wenn der Antriebsmotor durch Knopfdruck den Drehsinn ändert. Die Lebensdauer der Hämmer wird verlängert, wenn alternativ beide Hämmer arbeiten. Hydraulisch' einstellbare Schlagblöcke können für optimale Zerkleinerungsabs tände sorgen. Der zerkleinerte Abfall verläuft durch ein Abgabetor, wobei"85 bis 90 % des Abfalls eine Teilchengrösse von weniger als 12,5 cm aufweisen. Eine

schwingende Abgaberutsche am Boden der Hammermühle führt den Abfall entweder zum Förderer für den Luftsortierer oder zu einem Förderer, der am Luftsortierer vorbeigeht.

Der gemahlene Abfall, der su 100 Jo eine Teilchengrösse von weniger als 20,3 cm aufweist, wird auf einem 1,82 m breiten Förderband zum oberen Teil einer Zick-Zack-Luftsortiersäule 4· geführt. Die leichte Fraktion des Abfalls (d.h. Papiere, Kunststoffe, organische Stoffe, usw.) wird in der Luftsäule nach oben gezogen, während die schwerere Fraktion nach unten taumelt und festgehaltenes Material, während es nach unten fällt, loslässt. Die schwere Fraktion besteht aus Eisenmeteilen und Nichteisenmetallen, Glas, Holz, grossen Keramikstücken, schweren Kunststoffen, usw. Der Trennmechanismus wird durch die Teilchendichte und durch aerodynamische Eigenschaften gesteuert. Die Zick-Zack-Kolonne ergibt einen gewundenen Strömungsweg für den verkleinerten Abfall und den Trägerluftstrom. Die Zick-Zack-Form erhöht die Turbulenz und verringert eine "Kanal-". Die Trägerluftgeschv:indigkeit sollte annähernd

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305 m/min betragen. Versuchsergebnisse zeigen, dass 1 kg zerkleinerter Abfall durch 1 kg Trägerluft gehoben werden soll. Die Trägerluft v/ird mit Hilfe eines Sauggebläses von 100 PS durch die Kolonne gesaugt. Der zweiphasige Strom aus Abfall und Luft fliesst nach oben in den Zyklonscheider. Dieser ermöglicht es, dass der zerkleinerte Abfall zum Boden des Scheiders fällt und die Trägerluft zur Saugseite des Sauggebläses fliesst.

Es wurde auch eine andere Anordnung verwendet, bei der dos Sauggebläse zwischen dem Luftsortierer und dem Zyklon angeordnet ist. Zwar ergeben sich daraus einige Vorteile, und zwar insbesondere hinsichtlich eines geringeren Energiebedarfs, aber die Nachteile, die sich durch das Auftreffen der zerkleinerten Teile auf die Gebläseflügel oder durch den Abrieb von Innenteilen ergeben, sind ernsthaft. Der Gebläseabgabestrom, der feinen Staub und Teilchen enthält, wird zu einem Staubsammelsystem geführt, bevor er zur Atmosphäre abgegeben wird. Der Unterstrom des Staubsammlers wird zum Verdichtertrichter zurückgeführt. Gewisse Materialien, wie Glas, Leder, Holz, Textilien und Gummi können sowohl in der leichten als auch in der schweren Fraktion auftreten. Die maximale Trennluftgeschwindigkeit und die maximale Querschnittsfläche ergeben sich aus der Erfahrung.

Die leichte Fraktion wird in einem Zyklonsammler gesammelt und die saubere Luft wird durch eine Reihe von Staubsammlern austreten gelassen. Der Ausgang des Zyklons führt zu einem Trichter und dann zu einem stationären Verdichter, der das Material unter hydraulischem Druck in einen Transportwagen bringt. Dieses Material wird vollständig verdichtet und vollständig eingeschlossen, um zu einer Landauffüllstelle, zu einer Kompostierungsanlage oder zu einem Energiegewinnungssystem gebracht zu werden.

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Die schwere Fraktion des Abfalls, die aus der Unterseite des Luftsortierers austritt, wird zu einem magnetischen Trennsystem 5 geführt..Der schwere Rückstand, der nunmehr ein beträchtlich verringertes Volumen auf v/eist, wird über eine Reihe von magnetischen Separatoren 5 geführt, um eine Eisenfraktion zu entfernen, die 97 % Eisenmetalle enthält. Dieser Strom wird dann im gleichen Gebäude zu einem Vorratswagen geführt, um zu einer Verarbeitungsanlage

transportiert zu v/erden. Der Rest des Materials v/ird nach der magnetischen .Abtrennung in einer Reihe von Vibrationsmaschinen 6 verarbeitet, um eine Glasfraktion abzutrennen, die eine gemischte Farbe aufweist, die sich aber zu dem Verkauf für gewisse Glasanwendungen oder als Zuschlag eignet. Der verbleibende' schwere Rückstand, der Nichteisenmetalle enthält, v/ird dann zu einer chargenweisen oder kontinuierlichen Pyrolyseeinheit 7 geführt. Die Pyrolyseeinheit 7 trennt mechanisch Nichteisenmetalle, hauptsächlich Aluminium, vom Rest der schweren Fraktion und bewirkt ■ die Zersetzung des Restes in Brennstoffelemente.

Die abbauende Destillation des Restes der schweren Fraktion kann in einer Retorte ausgeführt werden, die mit Gas, öl oder einem anderen Brennstoff befeuert-v/ird. Die'Zersetzungsprodukte, Holzkohle, öle und kondensierte Gase werden weiter behandelt, bevor sie ihrer endgültigen Verwendung zugeführt v/erden. Der Abbau des organischen Materials in seine endgültigen Komponente ermöglicht die leichte Rückgewinnung der vorher festgehaltenen Nichteisenmetalle durch mechanische Trennung.

Die Pyrolyseeinheit kann auch als Retorteneinheit bezeichnet werden, weil nämlich die thermische Zersetzung ohne Anwesenheit beträchtlicher Mengen Sauerstoff erfolgt. Die hierbei ablaufende Carbonisierung kann auf einem Rost geschehen, der vorzugsweise herkömmlicher Bauart ist. Bei

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dieser Rostvorrichtung wird durch Konvektion Wärme von einem inerten oder reduzierenden Gas zu der auf dem Rost befindlichen festen Masse übertragen. Die oben genannten festen Abfallstoffe werden auf einen Rost gebracht, in horizontaler Lage vom Rost getragen und durch heisse Gase mit einer Temperatur im Bereich von ungefähr 260 bis ungefähr 1094⁰C (gemessen vor dem Durchgang durch den Abfall) durchquert. Diese Gase bringen eine thermische Zersetzung des organischen Teils des festen Abfallmaterials zustande. Holz, Kunststoffe, tierische und pflanzliche Abfälle usw. werden in vier trennbare Fraktionen zersetzt:

1) Feste Kohle mit einem geringen Gehalt flüchtiger Bestandteile, (weniger als 5 Gew.-^);

2) kondensierte organische Flüssigkeit;

3) Wasser; und

4) unkondensierbares Brenngas.

Die anorganischen Bestandteile des Restes der schweren Fraktion v/erden wärmebehandelt und bleiben zum grössten Teil unbeeinflusst. Diesem Materialien sind weitgehend metallischer oder nichtmetallischer Natur. Beispiele hierfür sind freie Metalle, Gläser und Erden. Somit ergibt die gesamte Carbonisierung bei der Behandlung der festen Abfälle gasförmige Produkte, wie z.B. Brenngas, das abgetrennt werden kann; flüssige Produkte, wie z.B. organische Flüssigkeiten und Wasser, die ebenfalls abgetrennt werden können; und feste Produkte, v/ie z.B. Kohle, Nichtmetalle und Metalle, die den Rückstand der Rostvorrichtung darstellen und eine viel geringere Masse aufweisen, als die •Masse der Beschickung.

Eine bevorzugte Vorrichtung, in der das erfindungsgemässe Verfahren ausgeführt werden kann, besteht aus einem verschlossene^ Reaktor, der ein reduzierendes oder inertes Gas durch dife fyßste Beschickung richtet, ohne dass unkontrollier- ^/! . 509816/0188 . ,

bare Mengen Raumluft mit eingesaugt werden. Die Beschickung wird einem nach oben gerichteten heissen Gasstrom ausgesetzt, wobei die Verkohlung stattfindet. Die Temperatur der Gase liegt im allgemeinen im Bereich von 849 bis "955°C· Nach dem Abkühlen werden die Gase als magere Kamingase ins Freie entlassen. Ausserdem wird die Beschickung auf annähernd 37 .bis 149°0 abgekühlt und" als verkohlter Rückstand ausgetragen, der zur Abtrennung und Gewinnung von Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Stoffen dienen kann.

Die Verkohlungsgase enthalten Flüssigkeiten, von denen mindestens ein Teil innerhalb des Körpers der Beschickung kondensiert werden und als Nebel austreten. Diese Kondensation ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass die unteren Schichten der nicht-umgesetzten Masse und auch der Rost selbst kühler sind. Die kondensierten Produkte, wobei der Nebel eingeschlossen ist, können durch Zentrifugalabscheider, elektrostatische Abscheider, Kühler oder Waschabscheider abgetrennt werden.

V/asser und organische Flüssigkeiten, die üblicherweise die Form eines Öls aufweisen, werden durch herkömmliche Techniken abgetrennt. Es kann ein reiches Brenngas abgelassen werden. Mechanische oder stationäre Bewegungseinrichtungen für das Bett können verwendet werden, um das System gleichförmiger zu machen und die Verkohlung gleichförmiger zu gestalten.

Die Feststoffrückstände, die aus der Pyrolyseeinheit herauskommen, umfassen Kohle, Nichteisenmetalle und nichtmetallische Feststoffe. Die Kohle besteht aus einem festen kohlenh8ltigen Rückstand, der durch pyrolytische Zersetzung von organischen Materialien entstanden ist, wie z.B. von Holz, Kunststoffen und pflanzlichen und tierischen Stoffen. Das Material weist eine schwache Struktur auf,

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hat eine niedrige Dichte und besteht zu nahezu 80 % aus Kohle. Der Rest besteht aus flüchtigen Stoffen und .Ascherückständen der organischen Stoffe.

•Der nichteisenhaltige Teil umfasst solche nicht-magnetische Metalle wie Aluminium, Zink, Kupfer, Zinn usw., die ihren Ursprung in Folien, Aluminiumbehältern, Drähten, Gussstücken usw. haben. Dieses Material ist verhältnismässig dicht und nicht-magnetisch.

Die Nichtmetalle bestehen weitgehend aus keramischen Stoffen, Erden, Zement und Bauschutt. Sie stammen von Abfallniaterislien wie gebrochenen Schüsseln, Boden und Gebäuden. Das Material besitzt eine mittlere Dichte, weist eine spröde Natur auf und kann durch Pyrolyse in eine heterogene' Masse von Glasoxiden überführt werden. ·

Es gibt zahlreiche Trennungsschemata, die die physikalischen Eigenschaften der festen Rückstände ausnützen. Sie sind in der Technik allgemein bekannt und brauchen hier nicht weiter erörtert zu werden. Ein Beispiel hierfür ist die Abtrennung von Glas durch eine trockene Siebtechnik mit einer kontrollierten Teilchengrösse aus der schweren Rückstandsfraktion nach der Luftsortierung und nach der Entfernung von Eisenmetallen.

Die Verwendung einer Pyrolyse zur Umwandlung der schweren organischen Rückstände in eine Pressstofffraktion und die Abtrennung von Aluminium und anderen Kichteisenmetallen in einem mechanischen Abtrennsystem, wie z.B. in einem Sieb, in einem Schwingtisch und/oder in einer Kühle, ergibt ein System, welches durch Umwandlung, Trennung und Aufbesserung axe Nebenprodukte der Pyrolysestufe in die folgenden Materialien umwandelt:

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a) destilliertes V/asser

b) Brenngas

c) Kohlenstoffrückstände mit niedrigem Schwefelgehalt

ά) eine ölartige Flüssigkeit, welche Alkohol, organischen Säure, Kohlenwasserstoffe usw. enthält,

e) eine Nichteisenlegierung, die als Ausgangsmaterial für verschiedene Metalle verwendet werden kann,

f) einen glasigen Bestandteil, der bei der Herstellung von leichten Aggregaten verwendet werden kann.

Autoinatische Feuerschutzsprühleitungen können im Abblasebereich vorgesehen werden. Feuerschutzvorkehrungen können auch in den Zufuhrströmen zum Eintritt des Zerkleinerers und auch in anderen Förderern vorgesehen werden. Im Abladebereich und im Verarbeitungsbereich können ausserdem Schlauchanschlüsse und Steigleitungen für die Feuerwehr vorgesehen werden. -·

Der Bereich unmittelbar in der Nachbarschaft des Zerkleinerers kann aus Lärmgründen isoliert werden. Im übrigen Teil der-Anlage kann ein Lärmschutz für das Bedienungspersonal nötigenfalls durch Ohrschützer bewerkstelligt v/erden.

Die Beseitigung von Staub im Abladebereich und im Verarbeitungsbereich erfolgt mittels Abzugshauben. Absaugschlitze können an bestimmten Stellen vorgesehen und mit einem Staubabscheider verbunden sein. Zur Bekämpfung des Staubs kann eine Wassersprühleitung, die entlang des Förderbands angeordnet ist, vorgesehen sein. Die Steuerung kann vom Steuerraum aus mit Hilfe eines elektrisch betätigten Magnetspulenventils erfolgen. Das System nimmt Abfälle von üblichen Müliabfuhrwagen auf und verarbeitet dieses Material in verkaufsfähige Fertigprodukte, und zv/ar in einem vollständig geschlossenen staub- und geruchsfreien halbautomatischen System.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. " Verfahren zur Trennung von kommunalen Abfällen in brauchbare Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, dass man den Abfall durch eine mechanische Zerkleinerungsvorrichtung hindurchführt, wodurch der Abfall zerkleinert wird, dass man den zerkleinerten Abfall in einen mehrstufigen Luftsortierer einführt, worin der Abfall in eine leichtere brennbare Fraktion und einen schwereren Rückstand getrennt wird, dass man die brennbare Fraktion in Transportbehältern verdichtet, dass man Eisenmetalle vom schwereren Rückstand durch magnetische Abscheidung abtrennt, dass man den übrigen Rückstand in Vibration versetzt, um eine Glasfraktion abzutrennen und dass man den Rückstand schliesslich pyrolysiert, wobei Nichteisenmetalle abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zerkleinerte Abfall in einen gewundenen, mit Leitblechen versehenen .Luftsortierer an einer Höhe überhalb dessen Mitte eingeführt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teil des Abfalls durch nicht mehr als einen Luftsortierer hindurchgeht und dass er in mehr als einer Stufe durch diesen Luftsortierer hindurchgeht.

4-.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall in einer Hammermühle mit horizontaler Welle zerkleinert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Hammermühle mit Hämmern ausgerüstet ist, die aus einer Manganstahllegierung bestehen.

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dsss das magnetische Brennsystem aus einer Reihe von mindestens zwei magnetischen Bändern besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leichte Fraktion Fasern, Lumpen, Staub, Kunststoffilme, Pepier und Grashelme umfasst.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schwerere Rückstand Holz, Gummi, Kunststoffe, Gl8S, keramische Stoffe, Eisenmetalle und Wichteisenmetalle umfasst.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leichte Fraktion in einem Transportfahrzeug verdichtet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisenmetall einer Entzinnung unterworfen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolse absatzweise ausgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse kontinuierlich ausgeführt wird.

13- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leichte Fraktion erneut auf eine Teilchengrösse von ungefähr 5 cm zerkleinert und an Ort und Stelle in einem Transportbehälter verdichtet wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im. Anschluss an die Pyrolyse Nichteisenmaterialien abgetrennt und durch Sieben und Schwergewichtstrennung getrennt werden.

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15· Vorrichtung zur Rückgewinnung von brauchbaren Materialien aus kommunalen Abfällen, dadurch gekennzeichnet, dass sie nacheinander die folgenden Einrichtungen aufweist: eine Einrichtung für die Aufnahme von Abfall; eine Einrichtung zum Fördern des Abfalls; eine Einrichtung zum Zerkleinern des Abfalls; eine Einrichtung zum Trennen des Abfalls in eine leichtere Fraktion und eine schwerere Fraktion; eine Einrichtung zum Verdichten und Transportieren der leichteren Fraktion; eine Einrichtung zum Abtrennen von Eisenmetallen aus der schwereren Fraktion; eine Einrichtung zum Abtrennen von Glas mit einer ungleichförmigen Teilchengrösse vom Rest der schweren Fraktion; und eine Einrichtung für die Pyrolyse des Rückstands der schwereren Fraktion, wodurch Brennstoffelemente und eine Nichteisenlegierung abgetrennt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,· dass die Einrichtung zur Zerkleinerung des Abfalls aus einer Horizonta!hammermühle besteht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Trennen des Rückstands in eine leichtere Fraktion und in eine schwerere Fraktion aus einem mehrstufigen Luftsortierer besteht, der bei unter-atmosphärischem Druck betrieben wird. ' -

13. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Trennen des Abfalls in eine leichtere Fraktion und in eine schwerere Fraktion aus einem mehrstufigen Luftsortierer besteht, worin diese Stufen durch Leichtbleche erzeugt werden.

19. ' Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Abtrennen der Eisenmetalle aus der schweren Fraktion aus einer Reihe, von mindestens zwei magnetischen Bändern besteht.

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