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Verfahren zur Regenerierung von Faserabfällen zu spinnfähigen Granulaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Regenerat aus in Form von
Gewölle, Fasern, Bändern, Folien und dergleichen vorliegenden Abfallprodukten aus
Thermoplasten, Polyamiden, Polyestern und vergleichbaren synthetischen Stoffen,
wobei die Abfallprodukte zerkleinert, gewaschen, getrocknet, verdichtet und letztlich
granuliert werden Da der Abfall anteil in der Synthese-Paser-Herstellung und -Verarbeitung
verhältnismäßig groß ist (10 ), bemüht man'sich seit langem, diese Abfälle wieder
verwendbar zu machen.
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Die Schwierigkeit der Regenerierung solcher Abfälle liegt in der sehr
verschiedenen Herkunft.
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ns konnen unverstreckte und verstreckte Fasern sein, durch Avivagen
verschiedenster Art nachbehandelte
Fasern, Fasergewölle oder fehlerhaft
aufgeschnittene Spul':iare und andere. Auf jeden Fall kommen diese Abfälle als sehr
voluminose aber unterschiedliche Haufwerk zur Regeterierung.
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Es ist in der Praxis üblich, die Abfälle in einer Vorschneidemaschine
zu zerkleinern, um damit ein zwar sehr voluminöses, aber in der Struktur ein immerhin
ziemlich gleichmäßiges Vorprodukt zu schaffen. Ferner ist es üblich, dieses Vorprodukt
onr Zusatzbehandlung in geeigneten Maschinen zu kompaktieren und in Nachschneidern
zu granulieren.
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3eim Kompaktieren wird die Masse durch Reibungswärme anplastiziert,
wobei keine thermische Schädigung des Rohstoffes auftritt oder auftreten dar ist
auch ein kontinuierliches Verfahren bekannt (DT-OS 2 114 304), bei dem durch Waschung
Fremdstoffe aus der Faser entfernt werden, um danach Granulate für hochwertige Produkte
wie Spinnfasern erhalten zu können.
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Diesem bekannten kontinuierlichen Verfahren haften erhebliche Nachteile
an.
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Es ist aus Gründen der Erzeugung einer konstanten Reibungswärme und
Verdichtung unerläßlich, den Plastkompaktor gleichmäßig nach Volumen und Gewicht
zu füttern.
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Der Vorschneider aber ist in der eingabe querschnittsbegrenzt, damit
ist bei den stark schwankenden Volumengewichten des eingegebenen gutes eine gleichmaßige
Fütterung des Vorschneiders nach Gewicht nicht möglich, lalird nun bei dem bekannten
kontinuierlichen Verfahren hinter dem Vorschneider ein Vlies gebildet, so muß dieses
Vlies in der Zeiteinheit unterschiedliche Dichten bzw. Volumengewichte haben, damit
ist die verfahrensbedingte gewichtlich gleichmäßige Fütterung des Plastkompaktors
nicht möglich.
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Auch empfiehlt das bekannte kontinuierliche Verfahren die waschung
und Klarspülung des Vlieses. Zur Vorentwässerung werden Quetschwalzen-Syste.me vorgescrlagen,
nach denen das Vlies einer Trockeneinrichtung zugeführt wird.
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Das Abpressen eines Vlieses zwischen Walzen ist erfahrungsgemäß insofern
nachteilig, als die Unregelmäßigkeiten der Vliesdichte in der Vliesbreite, seien
sie noch so gering, unterschiedliche Hohlräume im Vlies belassen, die seinen mechanischen
Druck erhalten und adhäsiv und kapillar unregelmaßig viel wasser festhalten. Bein
kontinuierlichen Passieren der Trocknung mit konstanter Aufenthaltsdauer müssen
daher unterschiedliche Endfeuchten des Vlieses in Kauf genommen werden.
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AlaerHem ist der apparative und maschinelle Aufwand des bekannten
kontinuierlichen Regenerierungsverfahrens sehr groß und teuer und gefährdet nach
Platzbedarf und Investition die Wirtschaftlichkeit der Faser-Regenerierung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regenerierungs-Verfahren
zu schaffen, das den apparativen Aufwand in Grenzen hält und die unterschiedlichen
Volumen der anfallenden Abfallfaser-Mengen ausgleicht, wobei der Verdichter und
der Granulator am Ende des Verfahrensprozesses kontinuierlich mit konstanter Menge
in der Zeiteinheit beschickt werden.
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Außerdem sollen die Abfallprodukte zu einem Regenerat aufgearbeitet
werden, das für die erstellung von hochwertigen und spinnfähigen Endprodukten geeignet
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die periodisch
zerkleinerten Abfallsroduk» jewichtsmäßig kontrolliert gespeichert units nach Erreichen
eines bestimmten Speichergewichtes in festen Zeitintervallen einer automatisch gesteuerten
chargenweisen Waschung zugeführt und automatisch anschließend im periodisch wirkenden
zentrifugalen Schwerefeld entwässert, gespült und getrocknet und dann preumatisch
automatisch einem Vorsatzspeicher zugeführt werden, aus dem die Produkte
kontinuierlich
und in konstanter Menge in der zeiteinheit zum Verdichten und Granulieren entnommen
werden.
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Der Zerkleinerer ist in seiner Leistung für die gewünschte stündliche
Granulaterzeugung überbemessen, so daß seine Arbeit willkürlich oder automatisch
unterbrochen werden kann. Darüber hinaus gibt der Zerkleinerer seinen Schnittausstoß
in ein Puffergefäß ab, das für ein bestimmtes Gewicht der vorgeschnittenen Masse
automatisch kontrolliert wird. Das Puffergefäß gibt in resten Zeitintervallen seinen
Inhalt automaiscn in eine -Haschkure und stößt einen automatisch ablaufenden Waschprozeß
sn, wobei er waschprozeß nach Temperatur, Zugabe von Waschmitteln und Waschzeit
automatisch gesçeuert wird.
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Nach Beendigung des Waschprozesses wird der Spielablauf einer automatisch
arbeitenden Spezial-Zentrifuge eingeleitet, wobei eine Pumpe die Flotte aus der
Waschkufe der Zentrifuge %uführt. Diese Zentrifuge kann nach Konstruktion,
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und Entleerungstechnik eine maschine sein, wie sie mit DT-OS 2 010 128 bekanntgeworden
ist. Aus Gründen guter Beweglichkeit der Fasermasse in der Flotte ist das Verhältnis
Waschlösungsmenge zu Fasermenge sehr groß. Die Waschmittel werden für eine Charge
nicht ausgenutzt, deshalb wird in der Regel die Waschlösung nach dem Abschleudern
und Austritt aus der Zentrifuge mit einer Pumpe der Waschkufe wieder zugeführt.
Nach Erschöpfung der Löse- und Waschmittel wird die Waschlösung nicht zurückgepumpt,
sondern der Werk-Klaranlage zugeführt und eine neue Waschlösung angesetzt.
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Die Zentrifuge wird erfahrungsgemäß mit Drehzahlen vetwioben, bei
denen das Faserhaufwerk durch seinen eignen. Massedruck nicht zu stark verdichtet
wird, um Kapillaren und Zwickel nicht zu klein werden zu lassen. Trotzdem ist jeder
Flüssigkeitstropfen, im Gegensatz zur mechanischen Pressung, seiner Massenkraft
ausesetzt und wird aus dem Faserhaufwerk ausgetrieben. Nach Abschleuderung der Waschlösung
wird
über eine Sprüheinrichtung der Zentrifuge die Fasermasse klargespült. Dabei kann
die Drehzahl der Zentrifuge automatisch gesenkt werden, um die Fasermasse auflockern
und die Spülung begünstigen zu lassen. Zur Trockenschleuderung kann die Drehzahl
automatisch wieder erhöht werden.
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Die Trockenschleuderung in der Zentrifuge ist so gleichmäßig und so
weit zu treiben, daß eine thermische Nachtrocknung zwischen Zentrifuge und Plastkompaktor
überflüssig ist.
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Beim automatischen Entleeren fordert die Zentrifuge die abgelöste
Fasermasse pneumatisch zu einem Puffergefäß vor dem Plastkompaktor, aus dem der
Plastkompaktor kontinuierlich gefüttert wird und den anplastizierten Strang kontinuierlich
dem Granulator zuführt.
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Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin
zu sehen, daß ein kontinuierlicher Granuliervorgang in der Zeiteinheit eine konstante
Granulatmenge ausstößt.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der
Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Die Abfallprodukte werden durch die Zulaufleitung 1 einer Zerkleinerungsvorrichtung
2 zugeführt und von dort im zerkleinerten Zustand mittels eines Gebläses 3 und einer
Förderleitung 4 einem Abscheider 5 zugeführt.
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Von dem Abscheider gelangen die zerkleinerten Abfallprodukte in ein
Puffergefäß 6, das auf einer Waage 7 abgestützt ist. Die Waage 7 kontrolliert das
Füllgewicht. Sobald das gewünschteFüllgewicht erreicht ist, schaltet die Waage 7
die Zerkleinerungsvorrichtung 2 a. Nach einem vorgegebenen Zeitintervall wird eine
Entleerungsvorrichtung 8 betätigt, die den Boden 9 des Puffergefässes 6 öffnet,
so daß die darin befindlichen zerkleinerten Abfallprodukte in eine darunter befindliche
Waschkufe 10 stürzen. Innerhalb der Waschkufe befindet sich ein Rührwerk 11. An
der Außenseite ist die Waschkufe 10 mit einer Heizvorrichtung
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versehen, die mittels einer Dampfleitung 41 und einem darin befindlichen Ventil
beheizt wird. Eine Kondensatleitung 43 führt das Kondensat zu einer Ablaufleitung
42. Am unteren Ende ist die Waschkufe 10 mit einem Ablaßventil 13 versehen, von
dem aus eine Förderleitung 14 zu einer Füllpumpe 15 geführt ist. Von hier geht eine
weitere Förderleitung 16 zu einer Spezial-Zentrifuge 17, in der das in der Waschkufe
10 gewaschene Abfallprodukt entwässert, gespült und getrocknet wird. Die Zentrifuge
wird von einem regelbaren Motor 18 angetrieben. Das getrocknete Produkt wird mittels
einer pneumatischen Entleerungsvorrichtung 19 entleert. Für den Spülvorgang ist
eine Spülleitung 39 mit einem Ventil 40 vorgesehen. Die Trocknung und Belüftung
des Produktes kann innerhalb der Zentrifuge mittels einer Fremdbelüftungselnrichtung
47 durchgeführt werden. Die Entleerung der Zentrifuge 17 erfolgt mittels einer Entleerungspumpe
21 und einer Leitung 20, die an der pneumatischen Entleerungsvorrichtung 19 angeschlossen
ist. Von der Pumpe 21 wird das trockene Abfallprodukt über eine Leistung 22 einem
Abscheider 23 und von
dort einem Dosierpuffergefäß 24 zugeführt,
wo es gespeichert wird. Sowohl die Waschkufe 10 als auch die Zentrifuge 17 arbeiten
chargenweise, so daß das Dosierpuffergefäß 24 chargenweise nachgefüllt wird. Der
dem Gefäß 24 nachgeschaltete Kompaktor oder Verdichter 25 muß jedoch kontinuierlich
arbeiten, so daß das Gefäß 24 ein ausreichendes Puffervolumen aufweisen muß, um
damit den Verdichter 25 ständig speisen zu können. Das verdichtete Produkt wird
jetzt mittels eines Ventilators 26 und einer Leitung 27 einem Abscheider 28 und
von dort kontinuierlich über eine Leitung 29 einem Granulator 30 zugeführt. Ein
Ventilator 31 fördert schließlich das fertige Endprodukt über eine Leitung 48 zu
einer nicht dargestellten Verpackungsstation.
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Die Zentrifuge 17 ist mit einem Abführstutzen 32 zum Abführen der
abgeschleuderten Flüssigkeit versehen. An diesem Stutzen 32 ist eine Leitung 33
angeschlossen, die zu einem Sammelgefäß 34 geführt ist. An diesem Sammelgefäß ist
einmal die Ablaufleitung 42 angeschlossen, mit der die
verbrauchte
Waschlösung abgeführt werden kann.
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Da die Waschlösung mehrfach verwendet werden kann, ist an dem Sammelgefäß
34 eine Leitung 36 mit einem Ventil 35 angeschlossen und zu einer Pumpe 37 geführt.
Von hier geht eine weitere Leitung 38 zurück in die Waschkufe 10. Fernerhin ist
eine Fülleitung 44 mit Ventil 45 zur Waschkufe 10 geführt.
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Ein Schaltschrank 49 nimmt die Instrumente und Onlagenteile für eine
Programmsteuerung auf.
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Beispiel eines Prozeßablaufes Es läuft ein Prozeß der Regenerierung
eines Polyamidtyps, die zu verarbeitenden Abfälle bestehen aus Gewöllhaufen verstreckter
und unverstreckter Fasern und aufgeschnittener Spul-Ware. Zu entfernen ist Spinnöl
und Fußbodenschmutz. Gewaschen wird mit handelsüblichem Waschmittel, die Waschtemperatur
beträgt ca.
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55 °C.
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Zustand der einzelnen Aggregate: Die Zerkleinerungsvorrichtung 2 steht
still. Im Puffergefäß 6 oberhalb der Waschkufe 10 befinden sich 100 kg vorgeschnittene
Faser.
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In der Waschkufe 10 befinden sich 2 m3 Wasser mit 100 kg Flocke im
Waschprozeß.
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In der laufenden Zentrifuge 17 werden 100 kg Flocke behandelt.
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Im Dosierpuffergefän 24 vor dem Verdichter 25 sind noch etwa 70 kg
Produkt gespeichert. Der Verdichter 25 entnimmt kontinuierlich Flocke aus dem Gefäß
24 und führt das verdichtete Gut dem Granulator 29 kontinuierlich zu.
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Weiterer Verfahrensablauf: Die Zentrifuge 17 hat entleert und bremst
zur Drehzahl Null, ihre Wartezeit für die nächste Charge beträgt 20 - 30 Sekunden.
Die Taktzeit der Waschkufe 10 ist zu Ende. Von der Programmsteuerung im Schaltschrank
49 kommt das Kommando "Zentrifuge 17 marsch", "Kufen-Ablaßventil 13
auf"
und "Füllpumpe 15 marsch", Die Zentrifuge 17 beschleunigt auf die Fülldrehzahl (etwa
380 U/min.) und verweilt dort bis 3 Füllende. Die Füllpumpe 15 fördert 1,8 m³ /min.
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des eingemaischten Produktes, so daß die Füllzeit nicht länger als
70 Sekunden dauert. Bei der Fülldrehzahl ist die abgeschleuderte Flüssigkeitsmenge
gleich der zugespeisten, damit kann die Trommel der Zentrifuge 17 nicht überfüllt
werden. Die in der Zentrifuge 17 abgeschleuderte Waschflüssigkeit wird in dem Sammelgefäß
34 zurückgehalten, bis die Kufe 10 leer ist. Danach schließt das Kufen-Ablaßventil
13 und die Hilfspumpe 37 fördert die Waschlösung in die Kufe 10 zurück, dabei wird
die Lösung wieder auf Wasch-3 temperatur geDracht. Nach Rückführung von 1,5 m Lösung
entleert das Puffergefäß 6 schlagartig die bevorrateten 100 Kg Fiocke in die Kufe
10.
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Die Zerkleinerungsvorrichtung springt jetzt an und arbeitet 12 bis
16 Minuten, um das Puffergefäß 6 wieder mit 100 kg Flocke zu füllen.
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Der Verdichter 25 konnte während der gesamten Zeit gleichmäßig trockene
Flocke aus- seinem vorgeschalteten Dosierpuffergefäß 24 entnehmen und verdichten,
ebenso lief der Granulator 29 gleichmäßig durch und konnte somit ebenfalls kontinuierlich
arbeiten.
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Damit schließt der Vorgang an den Stand der eingangs geschilderten
Situation an und wiederholt sich in gleicher Weise.
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Die Erfindung ist an die vorstehend geschilderten Zahlenbeispiele
nicht gebunden. Sie sind lediglich zum Zwecke der Erläuterung genannt und können
nach oben oder unten abweichen. Sowohl die Zentrifuge als auch die Waschkufe sind
auf eine Füllmenge von 100 kg Flocke ausgelegt.
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Hierauf basieren die übrigen Zahlenangaben. Wenn sich die Füllmenge
der Zentrifuge und demzufolge zwangsläufig auch der Waschkufe ändern so müssen sich
auch die übrigen Zahlenwerte ändern.