DE2525750C3 - Verfahren zum Aufbereiten und Wiederverwenden stark verschmutzter Kunststoffprodukte - Google Patents

Verfahren zum Aufbereiten und Wiederverwenden stark verschmutzter Kunststoffprodukte

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DE2525750C3
DE2525750C3 DE2525750A DE2525750A DE2525750C3 DE 2525750 C3 DE2525750 C3 DE 2525750C3 DE 2525750 A DE2525750 A DE 2525750A DE 2525750 A DE2525750 A DE 2525750A DE 2525750 C3 DE2525750 C3 DE 2525750C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit kontinuierlich arbeitenden Abschnitten zum Aufbereiten und Wiederverwenden stark verschmutzter Kunststoffprodukte, wie Folien, Bänder oder Säcke, die nach einer Vorabscheidung der groben Fremdstoffe zerkleinert, in Turbulenz gewaschen und getrocknet dem Stopfwerk eines Extruders zugeführt werden.
Derartige Reinigungsverfahren werden wegen der Rohstoffverknappung und -Verteuerung und im Bewußtsein der Umweltbelastung und -verschmutzung durchgeführt, um so zu verhindern, daß ein großer Teil des nach kurzem Verbrauchsweg und kurzer Verbrauchszeit verschmutzten Kunststoffabfalles als Muli auf Halde oder in einem Verbrennungsofen landet
Bei der Produktion von beispielsweise Kuustttoff-Folien und -Bändern fallen saubere und trockene Schnitt- und Verarbeitungsabfälle an, die nach Stoffart getrennt, ohne gesonderte vorherige Behandlung zerkleinert einem Extruder zu neuer Verarbeitung zugeführt werden können. Das Rückführen der Produktionsabfälle ist in der Fachwelt als Recycling bekannt Diese Produktionsabfälle betragen etwa 10% der neu ausgestoßenen Produkte. 90% der Produktion gehen den Weg des Verbrauchs, bei Folien und Bändern vorzugsweise in die Verpackungsindustrie. Der Verbrauchsweg und die Verbrauchszeit sind verhältnismäßig kurz. Die benutzten Kunststoffprodukte sind teilweise sehr stark verschmutzt
Man hat versucht, diese verschmutzten Kunststoffprodukte, die in gleicher Stoffart und in großen Mengen anfallen und die etwa die gleiche Behandlung erfuhren, beispielsweise Düngemittelsäcke, wieder aufzubereiten, um beispielsweise die noch vorhandenen Spuren der verpackten Materialien (Düngesalze) und Umwelstoffe (Humuspartikel, Quarzsand, Steine, Glassplitter, Metallteile) zu entfernen.
Zu diesem Zweck ist es bekannt (Leistritz Information — Technische Mitteilung 21), die verschmutzten KunststoPprodukte von groben Fremdstoffen zu befreien, danach in einer Schneidmühle zu zerkleinern
JO und das zerkleinerte Gut einem Spezial-Regranulier-Extruder zuzuführen.
Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die feinanleiligen Fremdstoffe, auch bei der anschließenden Zerkleinerung, an den Folien haften bleiben und mit in den Extruder eingeführt werden. Hierdurch ergeben sich geringere Ausstoßleistungen, weil sich die Siebe innerhalb des Extruders zusetzen. Außerdem ist mit vorzeitigem Verschleiß aller produktberührten Teile des Extruders zu rechnen. Da die Siebwechseleinrichtung des Extruders die feinteiligen Fremdstoffe nicht auffangen, kann nur ein unsauberes Endprodukt durch Einschluß vom Fremdstoffen produziert werden.
Es ist ein weiteres kontinuierliches Verfahren bekannt (Zeitschrift »Kunststoffe« 1973 Seite 93), bei dem die verschmutzten Kunststoffprodukte in einem Brechwerk vorzerkleinert, sodann vorgewaschen und in einem Windsichter vom Schwermüll befreit werden. In einer nachgeschalteten Mühle werden die Produkte ein weiteres Mal vorzerkleinert und vor dem Waschen über
so einen Magnetscheider geleitet. Die gewaschenen Produkte und das Waschwasser werden gemeinsam einem Siebförderband zugeführt. Die feinanteiligen Fremdstoffe werden nicht gesondert abgeführt, sondern wandern gemeinsam mit dem Waschwasser auf ein Siebförderband, bleiben dort teilweise an den Produkten hängen und gelangen mit diesen in einen Zentrifugaltrockner. In einer dem Trockner nachgeschalteten Feinmühle erfolgt die Nachzerkleinerung der Produkte zu einem extrudierfähigen Gut, wobei die Feinstanteile an Fremdstoffen nicht entfernt wurden, sondern mit in den Extruder gelangen und dort die unerwünschten Einschlüsse bilden.
Es ist fernerhin eine Anlage bekannt (Zeitschrift »Plastverarbeiter«, 1975, Seiten 185 bis 190), bei der die reinigenden Stoffe diskontinuierlich behandelt werden.
Das diskontinuierliche Verfahren hat den Nachteil, daß große Pufferbehälter (Silos) erforderlich sind, aus denen das gereinigte Gut kontinuierlich dem Extruder
zugeführt wird. Sowohl die Wascheinrichtung als auch die Zentrifuge können nur periodisch betrieben werden. Diesen Einrichtungen müssen Pufferbehälter mit Wiegeeinrichtungen und Füllpumpen vorgeschaltet werden. Der Waschbehälter muß bei jeder Charge mit Frischwasser gefüllt werden, was große Wasserverluste zur Folge hat. Weder der Waschbehälter noch die Zentrifuge lassen eine Durchsatz-Mengenregelung in größerem Umfange zu. Das Füllvermögen, die maximale Drehzahl und die Totzeiten der Zentrifugen -ind vorgegeben und nicht willkürlich regelbar. Folglich kann der Durchsatz nicht den betrieblichen Gegebenheiten angepaßt werden. Vielmehr ist der Durchsatz an den Chargenbetrieb mit Maximalfüllung der Einrichtungen gebunden, sol! die Gesamtanlage optimal arbeiten.
Das ältere Verfahren ist aufgrund der Ausgestaltung der Hauptapparaturen Waschbehälter und Zentrifuge nur diskontinuierlich zu betreiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Verfahrens zu beseitigen und stark verschmutzte Kunststoffprodukte außer von den groben auch von den feinanteiligen Fremdstoffen zu befreien.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die vorgereinigten Kunststoffprodukte in an sich bekannter Weise zu extrudierfähigen Schnitzeln zerkleinert werden, die in einer Waschlösung mit größerem spezifischen Gewicht als dem der Schnitzelrohstoffe in kontinuierlichem Fluß gehalten, einer turbulenzfreien Zone zugeführt, aus dieser an der Oberfläche der Waschlösung kontinuierlich entommen, tropfnaß riner mechanischen Vortrocknung und sodann einer thermischen Nachtrocknung unterworfen werden.
Die Intensität der Turbulenz kann regelbar sein und im Behälter einer Wascheinrichtung nach unten und zum Behälterende hin abnehmen, so daß unter der Waschzone eine Zone völliger Ruhe entsteht. Der Reinigungsvorgang kann durch die Dichte der turbulierenden Schnitzelmasse bei gegenseitiger reibender Berührung unterstützt werden und darüber hinaus kann <to durch Beschallung und Interferenz der Schallwellen die Lösegeschwindigkeit löslicher Fremdstoffe erhöht werden, wobei die Schallfrequenz in der Größenordnung von 100 Hz liegt und die Schallintensität bei 80 Dezibel.
In der Waschlösung werden die löslichen Fremdstoffe aufgenommen und die unlöslichen Fremdstoffe, die schwerer sind als die Waschlösung, sinken an der unteren Grenze der Turbulenzzone aus der verwirbelten Schnitzelmasse aus und können nach der Menge ihres Anteiles sporadisch nach unten abgezogen und entfernt werden. Die Wascheinrichtung kann so ausgestattet sein, daß die Aufenthaltsdauer und Schnitzeldichte nach Maßgabe der Lösegeschwindigkeit löslicher Fremdstoffe bestimmt und geregelt werden kann.
Durch geeignete Einbauten wird im Behälter der Wascheinrichtung am Ende des Behälters an der Oberfläche eine turbulenzfreie Zone geschaffen, in der die gereinigte Schnitzelmasse auftreibt und kontinuierlich abgezogen werden kann. Beim Abziehen tropft mitgeführte Waschlösung ab, die ersetzt werden muß. Die Schnitzelmasse kann über eine schräge Siebschurre, evtl. im Durchgang durch eine Sprüheinrichtung, mit klarem Wasser durchgespült und einem Speiseventilator zugeführt werden. Das erforderliche Frischwasser kann als Spülwasser benutzt werden. Ein Speiseventilator bläst die tropfnassen Schnitzel in ein an sich bekanntes Wirbelsieb (DE-AS 21 26 069). Im Wirbelsieb wird in bekannter Weise das freie Wasser bis zu einer Endfeuchte von etwa 1,5% des Schnitzelgewichtes abgeschieden. Das Wirbelsieb bläst im Luftstrom die Schnitzel aus, wobei der Luftstrom Wassernebel und -tröpfchen mitführt In einem S.'ebzylinder können die eingeblasenen Schnitzel zentripetal abgelenkt werden, dabei schlägt das feinverteilte Wasser im Luftstrom durch Massenträgheit größtenteils durch die zylindrische Siebwand und wird an einem im Abstande umgebenden geschlossenen Zylinder aufgefangen, niedergeschlagen und abgeführt
Aus dem konischen Ende des Siebzylinders fallen die beruhigten Schnitzel nach unten aus und werden im Querstrom von einem weiteren Förderventilator angesaugt und weiter geblasen. Dieser Förderventilator sangt seine Luft durch einen Vorwärmer an, indem die Luft durch ein elektrisch betriebenes Heizregister, durch einen dampfbetriebenen Wärmeaustauscher oder durch Mischung mit Heizgasen auf gewünschte Temperaturen aufgeheizt wird.
Im Warmiuftstrom des FörderventiJators wird die mitgeführte Restfeuchte der Schnitzel durch Verdunstung aufgenommen. In einem Zyklon wird in bekannter Weise Schnitzelmasse und Luft getrennt und beruhigt. Die Schnitzel fallen mit einer Endfeuchte von kleiner als 0,05% des Schnitzelgewichtes in einen Pufferbehälter, aus dem sie ohne weitere Behandlung oder Trocknung in bekannter Weise über ein Stopfwerk dem Extruder zugeführt werden.
Im Extruder wird die Schnitzelmasse in bekannter Weise aufgeschmolzen und ausgestoßen. Dabei kann, wie üblich, der Ausstoß entweder granuliert oder zu Schläuchen geblasen oder über Breitschlitzdüsen und Kalander zu Folien verarbeitet werden.
Ein Ausführungs'oeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In der Zeichnung sind das Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Einrichtungen schematisch dargestellt unter Verzicht auf bekannte Elemente für die Grobabscheidung von Metallen, Gläsern, Steinen und dergleichen sowie ohne Darstellung der Schneidmühle.
In der nicht dargestellten Schneidmühle werden Folien-, Bänderabfälle oder dergl. auf gewünschte Schnitzelgrößen nach Maßgabe der Durchlaßmaschenweiten zerkleinert und in einen Pufferbehälter 1 ausgestoßen. Über eine Dosiereinrichtung 2 wird die Schnitzelmasse kontinuierlich einer Wascheinrichtung 3 zugeführt und passiert in einer vorgegebenen Zeit deren Turbulenzzone 4. die durch ein Rührwerk 5 mit Motor 6 erzeugt wird und treibt, gemäß der Einstellung der Auftriebsmenge in der Zeiteinheit, in der nachgeschalteten turbulenzfreien Zone 7 an die Oberfläche der Waschlösung. Dort wird sie kontinuierlich mit Hilfe einer Austragsvorrichtung, beispielsweise einer Austragskette 8, an der regelmäßig gestaffelt Querleisten angebracht sind, an der Oberfläche auf ein Schrägsieb geschoben und aus der Waschlösung gehoben. Die zerkleinerten und von Metallteilen und anderen Fremdstoffen befreiten Kunststoffschnitzel werden in der turbulenten Waschzone 4 der Wascheinrichtung 3 bewegt, in der sie in nach der Tiefe abnehmender Turbulenz in der Waschlösung aneinander reiben, wobei die Waschlösung spezifisch schwerer als der Schnitzelrohstoff ist. Nach Übertritt der turbulierenden Schnitzel in die nachgeschaltete beruhigte turbulenzfreie Zone 7 werden die Schnitzel nach Zeit und Menge gesteuert.
Auf dem Schrägsieb tropft die freie Lösung ab und in einer über eine Leitung 9 mit Frischwasser versorgten Sprühzone wird die passierende Schnitzelmasse mit Klarwasser gespült. Freigewordene Waschlösung und Spülwasser fließen in den Waschbehälter 3 zurück. Das Spülwasser ersetzt mit Überschuß das von der Schnitzelmasse mitgeführte Verlustwasser. Am Überlauf 10 fließt der Überschuß der Waschlösung ab, dadurch bleibt die mittlere Ebene der Waschlösungsoberfläche konstant. Auffangtrichter 11, in denen sich turbulenzfreie Zonen bilden, sammeln die von den Schnitzeln abgeschiedenen Fremdstoffe, die von Zeit zu Zeit über Leitungen 12 abgeführt werden.
An einem pH-Messer 13 wird die Konzentration der Waschlösung kontrolliert und nach Bedarf wird der Verlust des Anteiles von Zusatzstoff zur Waschlösung periodisch in vorgegebenen Grenzen ersetzt. Die Konzentration der Waschlösung kann mit Hilfe der pH-Messung in vorgegebenen Grenzen konstant gehalten werden.
Über die Schurre 14 fällt das tropfnasse Schnitzelhaufwerk in die Ansaugöffnung eines Speiseventilators 15 und wird von ihm in ein Wirbelsieb 16 geblasen. Aus dem Stutzen 17 des Wirbelsiebes tritt das abgeschiedene Wasser über einen Luftabscheider 18 aus und über den Stutzen 19 verläßt die vorgetrocknete Schnitzelmasse im Luftstrom das Wirbelsieb 16. In einem Siebabscheider 20 wird der die Schnitzel umgebende Wassernebel vom Luftstrom größtenteils abgetrennt und die Bewegung der Schnitzel beruhigt. Die nach unten ausfallenden Schnitzel werden vom Querstrom
ίο eines Förderventilators 21 erfaßt und geben den Rest ihrer Oberflächenfeuchte an die in einem Vorwärmer 22 aufgeheizte Luft durch Verdunstung ab. In dem Warmluftstrom werden die Schnitzel auf eine Endfeuchte gebracht, die ein Aufschmelzen ohne weitere Vorbehandlung in einem Extruder gestattet. Die Verdunstung braucht Zeil, die durch die Länge der Leitung 23 gegeben wird. In einem weiteren nicht dargestellten Zyklon werden Luft und Schnitzel getrennt. Die Schnitzel fallen in einen Pufferbehälter, aus dem sie in der Zeiteinheit in konstanter Menge kontinuierlich über das Stopfwerk dem nicht dargestellten Extruder zugeführt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren mit kontinuierlich arbeitenden Abschnitten zum Aufbereiten und Wiederverwenden stark verschmutzter Kunststoffprodukte, wie Folien, Bänder oder Säcke, die nach einer Vorabscheidung der groben Fremdstoffe zerkleinert, in Turbulenz gewaschen und getrocknet dem Stopfwerk eines Extruders zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgereinigten Kunststoffprodukte in an sich bekannter Weise zu extrudierfähigen Schnitzeln zerkleinert werden, die in einer Waschlösung mit größerem spezifischen Gewicht als dem der Schnitzelrohstoffe in kontinuierlichem Fluß gehalten, einer turbulenzfreien Zone zugeführt, aus dieser an der Oberfläche der Waschflüssigkeit kontinuierlich entnommen, tropfnaß einer mechanischen Vortrocknung und sodann einer thermischen Nachtrocknung unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Turbulenz innerhalb der Waschzone regelbar ist, nach unten hin abnimmt und am Boden eine Zone völliger Ruhe ausgebildet ist.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösegeschwindigkeit löslicher Fremdstoffe an den Schnitzeln innerhalb der Waschlösung durch Beschallung und Interferenz der Schallwellen erhöht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallfrequenz in der Größenordnung von 100 Hz und die Schallintensität bei 80 Dezibel liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Waschlösung entnommenen Schnitzel mit klarem Wasser gespült werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitzel voren'wässert der mechanischen Vortrocknung zugeführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tropfnassen Schnitzel mittels Luft der Trocknung zugeblasen werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitzel zwischen der mechanischen Vortrocknung und der thermischen Nachtrocknung einer Zyklonwirkung unterworfen werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Zyklonwirkung nach unten fallenden Schnitzel von einem heißen Querluftstrom erfaßt und von diesem der weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
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