DE2552481A1 - Verfahren und vorrichtung zum abscheiden filmartiger thermoplastischer materialien aus einer feuchtmischung aus papier und kunststoff - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum abscheiden filmartiger thermoplastischer materialien aus einer feuchtmischung aus papier und kunststoffInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden filmartiger thermoplastischer Materialien aus einer Feuchtmischung
aus Papier und Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von dünnschichtigen Thermoplasten
aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoffen, wobei die Mischung während ihres Transportes durch
einen Gasstrom getrocknet und auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der der Kunststoffilm schrumpft, wodurch
Partikel höheren Raumgewichtes als dasjenige des Filmes entstehen, woraufhin die Kunststoffpartikel
und das Papier voneinander getrennt und gesondert gesammelt werden. Die Erfindung ist insbesondere auf
die Behandlung von Haushaltsabfällen in Anlagen zur
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Telefon: (0221) 2345 41-4 · Telex: 888 2307 dopa d · Telegramm: Dompalent Köln
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Rückgewinnung wertvoller Bestandteile solchen Mülls anwendbar.
Bei einem Rückgewinnungssystem der beschriebenen Art erhält man eine gereinigte Mischung aus Papier und
Kunststoffen, indem der unbehandelte Haushaltsmüll eine Reihe von Vorrichtungen passiert, z.B. eine erste
Mühle, mehrere Siebe und eine zweite oder Feinzerkleinerungsmühle. Letztere hat den Zweck, vor der
Weiterbehandlung das Volumen von Papier und Kunststoffmaterialien
zu verringern und diese zu homogenisieren.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Abscheidung von Papier aus einer Mischung von Papier und Kunststoff
bekannt.
Eines dieser Verfahren beruht auf elektrostatischen Prinzipien, nach denen die feuchte Papierfraktion aufgeladen
wird, während der Kunststoff, der keine Feuchtigkeit absorbiert, von dem elektrostatischen Feld
unbeeinflußt bleibt, so daß sich eine Trennung ergibt.
Ein anderes Verfahren basiert auf thermischen Gesetzen, gemäß denen Thermoplaste, die in der Mischung hauptsächlich
vorkommen, bei Berührung einer heißen Fläche, z.B. einer geheizten, rotierenden Walze, biegsam werden
und an dieser Fläche haften. Der Kunststoff wird anschließend abgekratzt und die Papierfraktion überquert
die heiße Fläche unbeeinflußt.
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Bei einem dritten bekannten Verfahren wird die Mischung aus Papier und Kunststoff in einem Heißluftstrom gewisser
Temperatur erhitzt, so daß Kunststoffkomponenten der Mischung schrumpfen, wodurch das Raumgewicht und
die Fallgeschwindigkeit des Kunststoffes zunimmt, der dann mit einem herkömmlichen Windsichter von den Papierfasern
getrennt werden kann. Dieses dritte Verfahren ist in der US-PS 3 814 240 beschrieben.
Mit der Erfindung, die auf dem dritten zuletzt erwähnten Verfahren beruht, wird ein neuer Weg der Betrachtungsweise
der Wärmewirtschaft des Systems beschritten. Es ist bekannt, daß in einem Heißluftstrom geförderte
Thermoplaste in Abhängigkeit von der Luftstromtemperatur und der Verweilzeit in diesem Luftstrom
schrumpfen. Je höher die Lufttemperatur, um so kurzer muß die Verweilzeit sein, um die Oberflächenreduktion
bei dieser Temperatur hervorzurufen und umgekehrt.
Die obere Temperaturgrenze wird durch das Erfordernis der Belassung eines gewissen Spielraumes zwischen dieser
Temperatur und der Entzündungstemperatur des Papiers bestimmt, die im Bereich von 220 bis 245°C liegt.
Andererseits beginnen Thermoplaste bei einer Temperatur von etwa 1200C zu schrumpfen. In diesem Fall ist
jedoch eine verhältnismäßig lange Verweilzeit nötig, die ausgedehnte "und teure Trocknungsmittel erforderlich
macht. Aus diesem Grund wurde die Auslaßtemperatur des Trockners, d.h. die Temperatur in dem Auslaßstutzen
bei den in der Literatur beschriebenen Versuchen bei 120 bis 18O°C gehalten, was beträchtliche
8 2 4/1016
Wärmeverluste verursachte. Aufgabe der Erfindung ist es, solche Wärmeverluste herabzusetzen. Es ist bekannt,
daß die Mischung aus Papier und Kunststoff Wasser enthält. Bei den erwähnten Versuchen wurde zur Trocknung
ein sogenannter landwirtschaftlicher Erntetrockner verwendet, in dem die Mischung bei gewünschter Temperatur
getrocknet und erwärmt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Trocknung in einer ersten Stufe, vorzugsweise in einem für diesen
Zweck besonders ausgebildeten pneumatischen Fördertrockner durchgeführt, bei dem in dem Auslaßstutzen
hinter dem Trockner eine mäßige Temperatur herrscht. Die trockene Mischung durchläuft dann eine zweite Stufe,
und zwar eine Heizstufe, in der die gewünschte Luftstromtemperatur und Verweilzeit aufrechterhalten
werden können und in der die Kunststoffanteile schrumpfen und von den Papieranteilen abgeschieden werden. Die
zweite Stufe enthält eine Heizsäule mit einem eingebauten Windsichter. Die verhältnismäßig heiße Luft wird
aus der zweiten Stufe zur ersten Stufe, d.h. zu dem pneumatischen Fördertrockner, zurückgeführt.
Zusätzlich zu dem mit einer erfindungsgemäßen Anlage erzielbaren Energiegewinn ist der Windsichter bei einer
bevorzugten Ausführungsform als in die Heizsäule integrierter Teil ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigt;
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Fig. 1 ein Diagramm einer herkömmlichen Anlage zur Abfallsortierung
einschließlich einer bekannten Vorrichtung zur Trennung von Papier-und Kunststoffabfällen,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anlage zur Trennung von Papier-und Kunststoffabfällen und
Fig. 3 und 4 verschiedene Ausbildungen von Windsicftern,
die in die erfindungsgemäße Anlage eingebaut ve?den können.
Gemäß Fig. 1 fördert ein Förderer 2 den auf einer Halde 1 gelagerten Müll zu einer Zerkleinerungsmaschine 3,
von der er zu einem Windsichter 5* der stehend dargestellt
ist, gelangt. Zwischen der Zerkleinerungsmaschine 3 und dem Windsichter 5 befindet sich eine Siebtrommel
4, die verhindert, daß lange Textil- und Kunststoff-Gegenstände den Windsichter erreichen. Solche Gegenstände
werden zur Halde 1 zurückgeführt. Der den Windsichter 5 erreichende Müll wird in eine schwere
Fraktion 6, hauptsächlich bestehend aus Metallen, Glas, Stein und Lebensmittelabfällen sowie eine leichte Fraktion
aufgeteilt, die den Hauptanteil von in dem Müll vorhandenem Papier und Kunststoff enthält. Die leichte
Fraktion wird pneumatisch zu einem Zyklon 7 gefördert. Ein Bandförderer bringt diese Mischung von einem
Behälter 8 unter dem Zyklon zu einer zweiten Zerkleinerungsmühle 10. Die Partikelgröße des die Mühle 10 verlassenden
Materials liegt in der Größenordnung von 10 bis 50 nun. Der Müll wird durch eine Siebtrommel 11
einem waagerechten Windsichter 12 zugeführt, in dem Papier und Kunststoff vom Rest da? organischen Abfälle
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getrennt werden. Zweck der der zweiten Mühle folgenden Vorrichtungen ist es, die Papier-Kunststoffmischung so
gut wie möglich zu reinigen. Dieses Ziel ist erreicht, wenn die Mischung einen Zyklon 13 durchlaufen hat und
in einem Behälter 14 gesammelt wurde.
In einer anschließenden an sich bekannten Anlage wird die Papier-Kunststoffmischung auf einem vibrierenden
Doppelsieb I5 klassiert, das Stücke der gewünschten
Größe, z.B. 10 bis 50 mm, aus der Mischung aussondert,
die dann vettertransportiert werden, während man die Rückstände
vernichtet. Das Trocknen und Erhitzen in einem Trockner16 verursacht ein Schrumpfen der hauptsächlich
thermoplastischen Kunststoffe, wodurch sich ein höheres Gewicht pro Volumeneinheit und eine größere Fallgeschwindigkeit
des Kunststoffes ergeben. Der Förderluftstrom wird in einem Zyklon I7 separiert, und
Kunststoff- sowie Papiermaterialien werden in einem Windsichter 18 voneinander getrennt. Die Papierfraktion
durchläuft einen zusätzlichen Zyklon I9 und wird dann in einem Behälter 20 aufgefangen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird zur Durchführung der Trocknung und Erhitzung der Mischung
ein sogenannter landwirtschaftlicher Ernteguttrockner verwendet. Dies bedeutet, daß die Temperatur des aus
dem Trockner austretenden Gases, d.h. die Gastemperatur im Auslaßstutzen im Bereich von 120 bis l80°C
liegt, was beträchtliche WärmeVerluste bedingt. Ein
weiterer Nachteil besteht darin, daß der landwirtschaftliche Erntetrockner für diesen besonderen Anwendungszweck
nicht vollständig geeignet ist. Trockner
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dieser Art haben gewisse heiße Zonen, in denen das Papiermaterial Feuer fangen kann. Außerdem werden die
Thermoplaste in diesen heißen Flächenzonen erweicht, wodurch die Maschine beschädigt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage sollen die vorstehenden Nachteile ausgeschlossen werden. Nach Passieren
des vibrierenden Doppelsiebes I5 (Fig. 1) gelangt die
Papier- und Kunststoffmischung zur Anlage 21 (Fig. 2)
und wird anschljä3end von einem Bandförderer zu den
Trockensäulen 22 getragen, die vorzugsweise nach dem pneumatischen Fördertrockner-Prinzip arbeiten. Die Mischung
wird in den Trockensäulen 22 zunächst nur angetrocknet und anschließend in einer gesonderten Heizsäule
23 erhitzt, in der die hauptsächliche Kunststoff-Schrumpfung
stattfindet. Ein Teil der Schrumpfung kann sich jedoch auch schon in der Trockenstufe vollziehen.
Aufgrund der in den Trocknern 22 stattfindenden Verdampfung ist die Temperatur der Ausstoßluft an den
Trockensäulen 22 und einem Zyklon 24 verhältnismäßig niedrig. Daher kann die Lufttemperatur an der Austrittsstelle
25 des Zyklons etwa 70 bis 8O0C betragen, wodurch die hohen Wärmeverluste bekannter Anlagen
vermieden werden. Die in der Heizsäule 23 erforderliche
Heißluft wird andererseits zu den Trocknern 22 zurückgeführt. Außerdem sind die Trockner so gestaltet,
daß keine Totzonen und damit Stellen örtlich hoher Temperatur auftreten können. Da das Material
pneumatisch kontinuierlich durch diese Trockner gefördert wird, werden die vorstehenden Nachteile unterbunden.
— R — 60982 A /1016
In Fig. 2 erzeugt ein gas- oder ölgeheizter Ofen Heißgase, die durch eine Leitung 27 der Reihe von
Trockensäulen 22 und durch eine Leitung 36 der Heizsäule 23 zugeführt werden. Die Trockner 22 werden
versorgt mit Heißgas vom Ofen 26 sowie durch eine Leitung 29 mit von der Heizsäule 23 rückgeführtem
Gas und durch eine dritte Leitung 30 mit Frischluft.
Ventile 3I und 32 regeln die Gasströme als Funktion
der Lufttemperatur am Auslaß 25 des Zyklons 24. Die Zusammensetzung der Mischung aus Ofengas und Außenluft
wird ebenfalls durch Ventile 33 und 34 geregelt, und zwar mittels eines Temperatursensors 35* der sich
in einer Leitung 36 vor der Eintrittsstelle für das Material vom Zyklon 24 befindet. Die Heizsäule 23 ist
so bemessen, daß das Material in der Säule ausreichend lange verweilt, um eine Schrumpfung der Kunststoffanteile
während des letzten Teiles ihres Säulendurchganges zu ermöglichen. Das obere Ende der Säule 23
enthält einen Windsichter in Form eines Zyklonabscheiders 37, in dem die Kunststoffanteile vom Papier
getrennt werden. Der Kunststoff wird von der Zentrifugalkraft durch eine Radialleitung 38 abgeführt,
während das Papier von einem Gasstrom durch einen Axialauslaß 39 zu einem Zyklon 40 getragen wird.
Die in dem Zyklon 40 anfallenden Papierfasern werden einer Ballenpresse 41 zugeführt und stehen zur weiteren
Verwendung zur Verfügung. Das Heißgas aus dem Zyklon 40 wird durch die Leitung 29 zu den Trocknern
22 zurückgeführt. Die von dem Zyklonabscheider 37 abgeschiedenen Kunststoffanteile werden durch eine
Leitung 38 zu einem geschlossenen Abfallbehälter gefördert.
60982/, /1016 _ g _
Pig. 3 zeigt im einzelnen eine Ausführungsform des
erwähnten Zyklonabscheiders 37, der hier am Oberteil der Heizsäule 23 angebracht ist. Eine maximale
Schrumpfung des Kunststoffes vollzieht sich in dem Säulenabschnitt 42. Die Sekundärluft, die zur Erzeugung
der Zentrifugalkraft benötigt wird, welche zur Abscheidung der schweren Kunststoffraktion von dem
Papier erforderlich ist, wird von einem zweiten Gebläse 43 über eine Leitung 44 und ein Regelventil 45
zugeführt. Der Zyklon 37 weist ein inneres Element auf und die Einlaßleitung 44 tritt tangential in das
zylindrische Gehäuse des Zyklons ein. Weiter oben ist tangential ein Auslaß 47 für die Kunststoffanteile
an das Zyklongehäuse angeschlossen. Gas und leichte Papierfraktion werden durch ein axiales Mittelrohr
48 über eine Leitung 49 zu dem Z$Lon 40 geführt.
Eine andere Ausführungsform des Zyklonabscheiders ist
schematisch in Fig. 4 gezeigt. In diesem Fall ist die Heizsäule 23 zweistufig gestaltet, und daher werden
der Gasstrom und die pneumatisch geförderte Mischung von oben in den Zyklonabscheider eingeführt. Sekundärluft
tritt durch einen Tangentialeinlaß 44 entsprechend der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein. Die Kunststoffteilchen werden gegen die
Zyklonwand geschleudert und anschließend durch einen Bodenauslaß 50 i'h einen geschlossenen Abfallbehälter
ausgetragen, während der papierbeladene Gasstrom sich in einem Trichter 51 sammelt und durch ein gebogenes
Rohr 52 und eine Leitung 49 zu dem Zyklon 40 gelangt.
Obwohl die Beschreibung auf eine Mischung aus Papier 60982A/1016 _ 10 _
und Kunststoff Bezug nimmt, die aus Haushaltsabfällen gewonnen ist, kann die Erfindung auch auf Papier-Kunststoffabfälle
anderer Herkunft, z.B. Industrie-
und Büroabfälle, angewendet werden.
und Büroabfälle, angewendet werden.
Gemäß der Beschreibung findet die endgültige Trennung von Papier-und Kunststoffraktionen in einem Windsichter
statt. Obwohl die Zeichnung nur einen Windsichter zeigt, kann ein System einer Reihe von Windsichtern
vorgesehen sein, um erforderlichenfalls einen höheren Reinheitsgrad für die Papierfraktion zu erzielen.
vorgesehen sein, um erforderlichenfalls einen höheren Reinheitsgrad für die Papierfraktion zu erzielen.
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- 11 -
Claims (1)
- Ansprüche.\ Verfahren zur Abscheidung filmartigen, thermoplastischen Materials aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff, wobei die Mischung während ihrer Förderung mittels eines Gasstromes getrocknet und auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die Kunststoff-Filmfragmente schrumpfen und Partikel bilden, deren Gewicht pro Volumeneinheit größer als dasjenige des Filmes ist und wobei Kunststoffpartikel und Papier anschließend voneinander getrennt und separat gesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung trocknet und das Feuchtgas aus dem Trocknungsvorgang frei abläßt, daß man die getrocknete Mischung anschließend in einem Trockengasstrom erhitzt, so daß die thermoplastischen Filmteilchen schrumpfen und Partikel bilden, die von dem Papier getrennt und separat von diesem gesammelt werden, und daß das für den Heizvorgang benutzte Trockengas dem Verfahren wieder zugeführt wird.Verfahren nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet , daß das nach dem Trockenvorgang frei abgelassene Trägergas aus Feuchtluft einer Temperatur unterhalb der Sehrumpfungstemperatur der Kunststoffteilchen besteht und das dem Verfahren wieder zügeführte Gas Trockenluft einer Temperatur unterhalb der Entzündungstemperatur des Papiers ist, und daß die Luft dem Verfahren vor der Trocknung der Mischung wieder zugeführt wird.2 4/1016 - 12 -3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Abscheidung in Filmform vorliegenden thermoplastischen Materials aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff, wobei die Mischung von einem Luftstrom durch eine Trocken- und Heizeinrichtung gefördert wird, in der die thermoplastischen Filmteilchen schrumpfen und Partikel eines höheren Gewichtes pro Volumeneinheit als dasjenige des eigentlichen Filmes bilden, woraufhin die Kunststoffpartikel und das Papier getrennt und separat gesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaffenheit der von dem Luftstrom geförderten Feuchtmischung ihre Einführung in die Trockeneinrichtung (22) ermöglicht, daß die getrocknete Mischung dann zu einem Zyklon (24) gelangt, aus dem die feuchte Trägerluft in die Atmosphäre abgelassen wird, daß die getrocknete Mischung von einem Trockenluftstrom zu einer Heizeinrichtung (23) getragen wird, in der die Kunststoff-Filmteilchen schrumpfen, während das Papier unbeeinflußt bleibt, und daß die geschrumpften Kunststoffpartikel und das Papier in aufeinanderfolgenden Abscheidevorrichtungen (37, 40) voneinander getrennt werden und die erhitzte Trägerluft durch eine besondere Rückführleitung (29) zur Einlaßseite der Trockeneinrichtung (22) zurückgeführt wird.4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet ·, daß die Trockeneinrichtung eine oder mehrere Säulen (22) aufweist, durch die die von einem erhitzten Trägerluftstrom geförderte Mischung hindurchgeführt wird.- 13 609824/10165. Anlage nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung wenigstens
eine Säule (23) aufweist, an deren Auslaßende ein Windsichter (37) angebaut ist, der die in der Säule (23)
gebildeten Kunststoffpartikel aus der von der Heißluft
geförderten Mischung abscheidet.6. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter der Heizeinrichtung (23) ein Zyklon (40) angeschlossen ist, der die Papierbestandteile aus der heißen Trägerluft
abscheidet, die dann durch eine Rückführleitung (29)zu einer Anschlußstelle vor der Aufgabestelle der
Feuchtmischung geführt wird.7. Anlage nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet , daß der an das Auslaßende der Säule (23) angebaute Windsichter (37) axial von unten oder oben mit paplerbeladener Luft beschickt wird.6 0 :-'·/:'»/ 1 0 1 6Leerseite
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