DE2552481C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung thermoplastischen Folienmaterials aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung thermoplastischen Folienmaterials aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung thermoplastischen Folienmaterials aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff, bei dem die Mischung von einem Gasstrom mit erhöhter Temperatur gefördert, dabei getrocknet und auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die Kunststoffolienstücke zu Partikeln schrumpfen, deren Gewicht pro Volumeneinheit höher als dasjenige der Folie ist, wonach die Kunststoffpartikel und das Papier voneinander getrennt und gesondert gesammelt werden.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 38 14 240 bekannt Es findet insbesondere bei der Behandlung von Haushaltsabfällen in Anlagen zur Rückgewinnung wertvoller Bestandteile aus diesen Abfällen Anwendung.
Bei dem erwähnten bekannten Verfahren wird die Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff in einem Heißgasstrom gefördert, in dem sowohl die Trocknung der Feuchtmischung als auch die Schrumpfung der Kunststoffolienstücke zu Partikeln stattfindet Die Schrumpfung der Kunststoffolienstücke ist abhängig von der Temperatur des Heißgasstromes und der Verweilzeit der Mischung in dem Heißgasstrom. Je höher die Temperatur des Heißgasstromes, um so kürzer ist die zu! Erzielung der Oberflächenreduktion bei dieser Temperatur notwendige Verweilzeit und umgekehrt Die obere Grenze der Temperatur wird durch die Notwendigkeit eines gewissen Spielraumes zwischen dieser Temperatur und der Entzündungstemperatur des Papiers bestimmt, die im Bereich von 220° C bis 2450C liegt Andererseits beginnen Thermoplaste bereits bei einer Temperatur von etwa 120°C zu schrumpfen. Bei dieser Temperatur ist jedoch bei dem mit nur einer Behandlungszone arbeitenden bekannten Verfahren eine verhältnismäßig lange Verweilzeit der Feuchtmischung in dem Gasstrom nötig, die ausgedehnte und teure Trocknungsmittel erforderlich macht Zur Erzielung eines Kompromisses wurde deshalb bisher die Temperatur in dem Auslaßstutzen der Trocknungseinrichtung bei 120° bis 1800C gehalten, was beträchtliche Wärmeverluste verursachte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren so zu verbessern, daß verringerte Wärmeveriuste und Energieeinsparung den Rückgewinn von Papier und Kunststoff aus Abfällen o. dgl. wirtschaftlicher gestalten.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Trocknung der Mischung in einem ersten Gasstrom erfolgt, der eine solche Temperatur aufweist, daß die Temperatur der feuchten Luft nach dem Trocknungsvorgang unterhalb der Schrumpfungstemperatur der Kunststoffolienstücke liegt, und daß die Schrumpfung der Kunststoffolienstücke im wesentlichen in einem zweiten, heißen Trockengasstrom vorgenommen wird, der anschließend an den Sammelschritt mit einer unterhalb der Entzündungstemperatur des Papiers liegenden Temperatur zur Bildung des ersten Gasstromes zurückgeführt wird.
Auf diese Weise ergeben sich zwei Behandlungszonen, und zwar eine erste Behandlungszone, in der die Trocknung und beginnende Schrumpfung der Kunststoffanteile in einem ersten Gasstrom mit erhöhter Temperatur stattfindet und eine zweite Behandlungszone, in der die trockene Mischung einem zweiten, heißen Trockengasstrom ausgesetzt wird, in dem die endgültige Schrumpfung der Kunststoffolienstücke zu Partikeln mit höherem Gewicht pro Volumeneinheit erfolgt. Die verhältnismäßig heiße Luft des zweiten Gasstromes wird aus der zweiten Behandlungszone in die erste Behandlungszone zurückgeführt und in dieser als erster Gasstrom benutzt, der zwar eine erhöhte Temperatur hat, jedoch nicht heiß ist. Es ergibt sich eine
Energieeinsparung dadurch, daß in der ersten Behandlungszone mit mittleren Temperaturen gearbeitet wird und daß auch in der zweiten Behandlungszone die Temperatur des Gasstromes nicht so hoch sein muß, wie in dem Gasstrom des bekannten Verfahrens, weil in der zweiten Behandlungszone keine Trocknung stattfindet, sondern nur die vollständige und abschließende Schrumpfung der angeschrumpften Kunststoffstückchen vor sich geht. Aufgrund der in dem ersten Gasstrom mit erhöhter Temperatur stattfindenden Verdampfung der Feuchtigkeit der Feuchtmischung ist die Temperatur des freiabgelassenen feuchten ersten Gasstromes verhältnismäßig niedrig. Die Gastemperatur an der Austrittsstelle kann etwa 70 bis 80°C betragen. Der heiße zweite Trockengasstrom wird in das Verfahren zurückgeführt und bildet den ersten Gasstrom mit niedrigerer Temperatur. Beide Faktoren tragen dazu bei, daß Wärmeverluste vermieden werden.
Zwar ist es bekannt (DE-OS 20 53 876), zu trocknende Kunststoffgranalien bei Erreichen ihrer Trocknungstemperatur von einem Wirbelbett-Trockner zu einem Festbett-Trockner zur Fertigtrocknung zu führen und zur Energieeinsparung die Abgase der Festbett-Trocknung nach Aufwärmung in einem Lufterhitzer als Trocknungsmittel für die Wirbelbett-Trocknung einznsetzen. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um zwei Behandlungszonen im Sinne der Erfindung, sondern das Verfahren ist einstufig, weil nicht mit Gasströmen verschiedener Temperaturen, sondern lediglich mit verschiedenen Trocknerarten gearbeitet wird. Für die Abscheidung thermoplastischen Folienmaterials aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff ist ein solches Verfahren unbrauchbar.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei wird von einer bekannten Anlage ausgegangen, die eine an ein Gebläse angeschlossene Trocknungseinrichtung aufweist, der ein Zyklon zum Abscheiden der Feuchtluft sowie ein Abscheider für die Kunststoffpartikel und das Papier mit getrennten Sammlern nachgeordnet sind.
Von einer solchen Anlage unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß zwischen dem Zyklon und dem Abscheider für die Kunststoffpartikel eine Heizeinrichtung angeordnet ist, die mit einer Leitung zum Einführen eines heißen Trockengasstromes verbunden ist und daß der Ausgang der Heizeinrichtung durch eine Rückführungsleitung pneumatisch an den Eingang der Trocknungseinrichtung angeschlossen ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage sind in den > <> Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Anlage zur Trennung von Papier- und Kunststoffabfällen und
Fig. 2 und 3 verschiedene Ausbildungen von Windsichtern, die in die Anlage eingebaut werden können.
Eine zerkleinerte, gereinigte und klassierte Papier-Kunststoffmischung gelangt zur Anlage 21 (F i g. 1) und wird anschließend von einem Bandförderer zu einer aus Säulen gebildeten Trocknungseinrichtung 22 getragen, die vorzugsweise nach dem pneumatischen Fördertrockner-Prinzip arbeitet. Die Mischung wird in der Trocknungseinrichtung 22 zunächst nur angetrocknet und anschließend in einer gesonderten säulenförmigen Heizeinrichtung 23 erhitzt, in der die hauptsächliche Kunststoff-Schrumpfung stattfindet. Ein Teil der Schrumpfung kann sich jedoch auch schon in der Trocknungsstufe vollziehen. Aufgrund der in der Trocknungseinrichtung 22 stattfindenden Verdampfung ist die Temperatur der Ausstoßluft an der Trocknungseinrichtung 22 und einem Zylon 24 verhältnismäßig niedrig. Daher kann die Lufttemperatur an der Austrittsstelle 25 des Zyklons etwa 70 bis 8O0C betragen, wodurch die Wärmeverluste gering gehalten werden. Die in der Heizeinrichtung 23 erforderliche Heizluft wird zu der Trocknungseinrichtung 22 zurückgeführt Außerdem ist die Trocknungseinrichtung 22 so gestaltet, daß keine Totzonen und damit Stellen örtlich hoher Temperatur auftreten können. Da das Material im übrigen pneumatisch kontinuierlich durch die Trocknungseinrichtung gefördert wird, entzündet sich weder das Papier noch ist zu befürchten, daß schmelzender Kunststoff die Anlage beschädigt.
In F i g. 1 erzeugt ein gas- oder ölgeheizter Ofen 26 Heißgase, die durch eine Leitung 27 der Reihe von Säulen der Trocknungseinrichtung 22 und durch eine Leitung 36 der Heizeinrichtung 23 zugeführt werden. Die Trocknungseinrichtung 22 wird versorgt mit Heißgas vom Ofen 26 sowie durch eine Rückführungsleitung 29 mit von der Heizeinrichtung 23 rückgeführtem Gas und durch eine dritte Leitung 30 erhält sie Frischluft. Ventile 31 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 der Leitung 36 vor der Eintrittsstelle des vom Zyklon 24 kommenden Materials befindet. Die Heizeinrichtung 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 enthält einen Windsichter in Form eines Abscheiders 37 (Zyklontyp), 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 Rückführleitung 29 zu der Trocknungseinrichtung 22 zurückgeführt. Die von dem Abscheider 37 abgeschiedenen Kunststoffanteile werden durch die Leitung 38 zu einem geschlossenen Abfallbehälter gefördert.
F i g. 3 zeigt im einzelnen eine Ausfünrungsform des erwähnten Abscheiders 37, der hier am Oberteil der Säule der Heizeinrichtung 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 Kunststofffraktion von dem Papier erforderlich ist, wird von einem zweiten Gebläse 43 über eine Leitung 44 und ein Regelventil 45 zugeführt. Der Abscheider 37 weist ein inneres Element 4* auf und die Einlaßleitung 44 tritt tangential in das zylindrische Gehäuse des Abscheiders 37 ein. Weiter oben ist tangential ein Auslaß 47 für die Kunststoffanteile an das Gehäuse angeschlossen. Gas und leichte Papierfraktion werden durch ein axiales Mittelrohr 48 über eine Leitung 49 zu dem Zyklon 40 geführt.
Eine andere Ausführungsform des Abscheiders 37 ist
schematisch in Fig.4 gezeigt. In diesem Fall ist die Heizeinrichtung 23 zweistufig gestaltet, und daher werden der Gasstrom und die pneumatisch geförderte Mischung von oben in den Abscheider 37 eingeführt. Sekundärluft tritt durch die Leitung 44 entsprechend der vorstehend beschriebenen Ausführungsform tangential ein. Die Kunststoffteilchen werden gegen die Abscheiderwand geschleudert und anschließend durch einen Bodenauslaß 50 in einen geschlossenen Abfallbehälter ausgetragen, während der papierbeladene Gasstrom sich in einem Trichter 51 sammelt und durch ein gebogenes Rohr 52 und die Leitung 49 zu dem Zyklon 40 gelangt
Obwohl die Beschreibung auf eine Mischung aus Papier 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.
Gemäß der Beschreibung findet die endgültige Trennung von Papier- und Kunststofffraktionen 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.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Abscheidung thermoplastischen Folienmaterials aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff, bei dem die Mischung von einem Gasstrom mit erhöhter Temperatur gefördert, dabei getrocknet und auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die Kunststoffolienstücke zu Partikelnschrumpfen, deren Gewicht pro Volumeneinheit höher als dasjenige der Folie ist, wonach die Kunststoffpartikel und das Papier voneinander getrennt und gesondert gesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung der Mischung in einem ersten Gasstrom erfolgt, der eine solche Temperatur aufweist, daß die Temperatür der feuchten Luft nach dem Trocknungsvorgang unterhalb der Schrumpfungstemperatur der Kunststoffolienstücke liegt, und daß die Schrumpfung der Kunststoffolienstücke im wesentlicheti in einem zweiten, heißen Trockengasstrom vorgenommen wird, der anschließend an den Sammelschritt mit einer unterhalb der Entzündungstemperatur des Papiers liegenden Temperatur zur Bildung des ersten Gasstromes zurückgeführt wird.
2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer an ein Gebläse angeschlossenen Trocknungseinrichtung, der ein Zyklon zum Abscheiden der Feuchtluft sowie ein Abscheider für die Kunststoffpartikel und das Papier mit getrennten Sammlern nachgeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zyklon (24) und dem Abscheider (37) für die Kunststoffpartikel eine Heizeinrichtung (23) angeordnet ist, die mit einer Leitung zum Einführen eines heißen Trockengasstromes verbunden ist und daß der Ausgang der Heizeinrichtung (23) durch eine Rückführungsleitung (29) pneumatisch an den Eingang der Trocknungseinrichtung (22) angeschlossen ist
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (23) aus mindestens einer Säule besteht, an deren Auslaßende ein Windsichter angeordnet ist, der den Abscheider (37) für die in der Säule gebildeten Kunststoffpartikel aus der von der Heißluft geförderten Mischung aufweist.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Windsichter am Auslaßende der Säule als Aufwärtsstrom-Klassifikator mit Axialzuführung ausgebildet ist, in den die Mischung von unten eintritt.
5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Windsichter am Auslaßende der Säule als Abwärtsstrom-Klassifikator mit Axialzuführung ausgebildet ist, in den die Mischung von oben eintritt.
6. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammler einen weiteren Zyklon (40) zum Abscheiden des Papiers aufweisen, der in Strömungsrichtung des Luftstromes an der Abströmseite der Heizeinrichtung (23) angeordnet ist und an den die Rückführungsleitung (29) angeschlossen ist.
DE2552481A 1974-12-06 1975-11-22 Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung thermoplastischen Folienmaterials aus einer Feuchtmischung aus Papier und Kunststoff Expired DE2552481C2 (de)

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