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Verfahren zur Verwertung von verbrauchten
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Fahrzeuggummireifen Ein ernsthaftes Gegenwartsproblem ist die Ansammlung
unzersetzlicher und unverwertbarer Abfallstoffe, besonders dann, wenn sie in großen
Mengen anfallen. Hierzu gehören in erster Linie gebrauchte Fahrzeugreifen, für die
eine Verwertung heute nur in sehr geringer Menge möglich ist, nicht zuletzt deswegen,
weil ihre Zerkleinerung nicht oder nur äußerst schwierig und mit aufwendigen Schnitzelungsapparaturen
möglich ist.
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Auf diese Weise wird das Zerkleinerungsverfahren so kostspielig und
langwierig, daß eine Verwertung verbrauchter Fahrzeugreifen in großen Massen nicht
denkbar ist. Aus diesem Grund werden heute verbrauchte Fahrzeugreifen auf großen
Arealen gestapelt, ohne daß man bereits irgendeine Möglichkeit einer künftigen Verwertung
sieht.
Ein Versatz derartiger Reifenhalden mit zersetzlichem Hausmll oder Erdreich ist
nicht möglich, da die Reifen bei der Landverfüllung ein starres Gerüst mit zahlreichen
Hohlräumen ergehen, die auf lange Zeit unerwünschte und gefährliche Setzerscheinungen
mit sich hringen, ohne daß die Aufschüttung sich insgesamt verdichten kann.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, ein
neues Verfahren zur Verwertung von verbrauchten Fahrzeuggummireifen zu bekommen,
wobei das Kernstück dieses Verfahrens in einer vereinfachten und verbilligten Methode
zur Zerkleinerung der Gummireifen bestehen muß.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwertung von verbrauchten Fahrzeuggummireifen
ist dadurch gekennseichnet, daß man Kohlendioxid aus dieses enthaltenden industriellen
Abgasen in an sich bekannter Weise durch Druckan wendung verflüssigt oder zu Trokkeneis
verfestigt, die Gummireifen durch AbkUhung mit Hilfe des verflüssigten oder verfestigten
Kohlendioxids versprödet und sie sodann in versprödetem Zustand zerkleinert.
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Kohlendioxid enthaltende Abgase entstehen in zahlreichen industriellen
Anlagen, wie Zementfabriken, Heizkraftwerken, Hochöfen oder anderen Anlagen, die
Wärmeenergie durch Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe erzeugen. Außer durch
die Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, wie von Kohle, Brennölen
oder
Kohlenwasserstoffgasen, entsteht Kohlendioxid auch vielfach als gasförmiges Abfallprodukt
in chemischen Umsetzungen, wie bei der Zementherstellung oder bei der Herstellung
von Branntkalk aus Kalkstein oder Dolomit durch Brennen, wobei als Reaktionsprodukt
aus den Carbonaten Kohlendioxid freigesetzt wird.Auch beim Rösten carbonathaltiger
Mineralien der verschiedensten Provenienz können Kohlendioxid enthaltende Abgase
entstehen.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren ist im Regelfall keine Hochreinigung
des Kohlendioxids der industriellen Abgase vor der Verflüssigung oder Verfestigung
erforderlich, doch ist es gewöhnlich erforderlich, das C02 aus den Abgasen, wie
Rauchgasen auszuwaschen und anschließend durch Strippen auf einen C02-Gehalt von
wenigstens etwa 95, vorzugsweise wenigstens etwa 98 Vol.-% zu bringen. Das Auswaschen
erfolgt beispielsweise bekanntermaßen mit Monoäthanolamin. Da es bei der erfindungsgemäßen
Weiterverwendung der verflüssigten oder verfestigten Kohlensäure lediglich auf deren
Kühlwirkung und nicht auf ihre Zusammensetzung oder Reinheit ankommt, kann das so
konzentrierte C02 ohne weitere Reinigung direkt verflüssigt oder verfestigt werden.
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Die Verf lÜssigungsbehandlung erfolgt durch Anwendung von Druck in
bekannter Weise. Kohlendioxid läßt sich bei 20 OC bereits durch einen Druck von
56,5 at zu einer farblosen, leicht bejeglichen
Flüssigkeit verflüssigen.
Die Methode zur Verflüssigung von Kohlendioxid gehört zum Stand der Technik und
ist für sich nicht Gegenstand der Erfindung. Beispielsweise ist die Kohlendioxidverflüssigung
in Ullmann's Encyklopadie der Technischen Chemie (1957), Band 9, Seiten 767 bis
769 beschriehen.
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Das verflüssigte Kohlendioxid, das gegebenenfalls durch andere Bestandteile
des industriellen Abgases, wie Wasser, Staub oder dergleichen, verunreinigt sein
kann, läßt man nun zweckmäßig in eine Zone expandieren, die die zu verwertenden
Gummireifen enthält. Zweckmäßig handelt es sich bei dieser Zone um eine geschlossene
Kammer mit einer Öffnung für das Einströmen des flüssigen Kohlendioxids mit einer
Druckausgleichseinrichtung. Bei dem Expandieren des Kohlendioxids vergast ein Teil
desselben so rasch, daß sich genügend Verdunstungskälte bildet, um den Rest auf
etwa -80 OC zu kühlen. Dahei kann sich fester Kohlensäureschnee bilden.
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Erfindungswesentlich ist aber insbesondere, daß sich auch die in der
Expansionskammer befindlichen Gummireifen auf eine Temperatur in der angegebenen
Größenordnung abkühlen und dabei ihren gummielastischen Zustand verlieren und verspröden.
Stattdessen kann man zum Verspröden der Gummireifen auch Trockeneis verwenden, das
in bekannter Weise durch Abkühlung und Druckanwendung gewonnen wurde.
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Die Gummireifen mAssen dann zerkleinert werden, solange sie sich noch
in versprödetem Zustand befinden. Diese Zerkleinerung kann mit herkömmlichen Einrichtungen
erfolgen, mit Hilfe derer feste spröde Gegenstände zerkleinerbar sind Hierfür kommen
übliche Mahleinrichtungen, Hammermühlen oder andere Zerkleinerungseinrichtungen
in Betracht, mit denen die versprödeten Gummireifen zu Granulat oder Pulver zerkleinert
werden, je nach der beabsichtigten Endverwendung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eigent sich insbesondere zur Verwendung
kohlendioxidreicher industrieller Abgase, etwa solcher, die bei der Zementhersdllung
oder bei der Herstellung von Branntkalk entstehen.
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Bei der Zementherstellung wird das Brenngut gewöhnlich durch Verbrennung
kohlenstoffhaltiger Materialien, wie Koks, Kohle, Öl oder Gas, mit Hilfe der dahei
entstehenden Verbrennungsgase aufgeheizt, und dabei lauien in dem Brenngut Reaktionen
ab, in deren Verlauf Wasser und Kohlendioxid entstehen, und an das Gas abgegeben
werden. Die den Zementofen verlassenden Rauchgase enthiten somit Kohlendioxid aus
der Verbrennung kohlenstoffhaltigerHeizstoffe wie auch aus den chemischen Umsetzungen
des zementbildenden Brenngutes, so daß diese Rauchgase besonders kohlendioxidreich
sind. Das erfindungsgemäß Verfahren eignet sich daher besonders für die Verwendung
solcher aus der Zementherstellung stammender Rauchgase,
aber auch
zur Verwendung anderer kohlendioxidreicher industrieller Abgase.
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Das zerkleinerte Gummireifenmaterial in der Form von Granalien oder
Pulvern, das nach dem Zerkleinern oder Mahlen erhalten wurde, kann auf unterschiedlichen
technischen Gebieten weiter verwendet werden. Beispielsweise kann das zerkleinerte
Material als Füllstoff etwa für Straßenbeläge bituminöser Zusammensetzung, als Schüttung
für Sportplätze, wie Reitplätze oder dergleichen, oder auch zur Landauffüllung zusammen
mit anderen Abfallmaterialien verwendet werden, da es für diese Anwendungen schnell
und leicht in genügend feinteiligem Zustand zerkleinert werden kann. Dieser feinteilige
Zustand spielt bei SchUttungen und Landverfüllungen eine besondere Rolle, um unerwunschte
spätere Setzerscheinungen zu vermeiden.
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Besonders zweckmäßig erscheint es aber, das zerkleinerte Reifenmaterial
als Brennstoffe, etwa als Teil des schweren Heizöls, in industriellen Anlagen zu
verwenden, vorzugsweise in jenen Anlagen, die das für die Versprödung verwendete
kohlendioxidhaltige Abgas erzeugen. Auf diese Weise wird energiemäßig das Verfahren
in sich geschlossen, d. h. ein Teil der für die Verflüssigung oder Verfestigung
des Kohlendioxids erforderlichen Energie wird in der gleichen Gesamtanlage durch
Erzeugung von Verbrennungswärme wieder für das gleiche Verfahren nutzbar gemacht,
so daß die Nettoenergiekosten
für das erfindungsgemäße Gesamtverfahren
relativ niedrig gehalten sind. Es ist also eine zweckmßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens, wenn man Rauch gas aus der Zementherstellung als CO2-haltiges industrielles
Abgas verwendet, wenigstens einen Teil des zerkleinerten Gummireifenmaterials in
den Zementbrennöfen wieder als Brennstoff einzusetzen. Entsprechendes gilt für andere
Anlgen, die das C02-haltige industrielle Abgas erzeugen, wie Brennöfen für die Herstellung
von Branntkalk aus Kalkstein oder Dolomit.
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Zweckmäßig ist es, daß das gesamte System der Kohlensäuregewinnung,
der Gewinnung der Kälteenergie aus der Kohlensäure, der Zerkleinerung und der Rückverwendung
der zerkleinerten Anteile als Brennstoff in nahe benachbarten Anlagen erfolgt und
daß durch entsprechende Isolation ein Verlust an Kälteenergie möglichst vermieden
wird. Die verwendeten Mahleinrichtungen sollten bei den entsprechenden Tieftemperaturen
verwendbar sein.
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Unabhängig von der Weiterverwendung des zerkleinerten Reifenmaterials
ist auf jeden Fall davon auszugehen, daß die für das erfindungsgemäße Verfahren
aufzuwendenden Nettoenergiekosten und Betriebskosten geringer sein werden als die
für den Transport und die Ablagerung verbrauchter Fahrzeugreifen erforderlichen
Kosten, wobei noch hinzukommt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein echter
Verbrauch der Gummireifen
erfolgt, sei es durch Verbrennung, durch
Landverfüllung auf Dauer oder durch Verwendung als Füllstoffe, während die Lagerung
unzerkleinerter Fahrzeugreifen auf Dauer keine Lösung des Problems mit sich bringt
und eine ständig wachsende Umweltbelastung darstellt.
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Ein zusätzlicher Vorteil des Verfahrens ist die Abgabe eines Abgases,
das weniger reich an Kohlensäure ist. Die Kohlensäure im Abgas ist zwar nicht schädlich,
ist aber einerseits ein Wertstoff, der durch geeignete Verfahren gewonnen werden
und ohne Hochreinigung einer - wie vorgeschlagen - sinnvollen Verwendung unterzogen
wird. Andererseits ist eine laufende zusätzliche CO2-Emission in die Atmosphäre
auch nicht erwünscht, weil eine allmähliche Anreicherung von C02 stattfindet, das
durch die Assimilierungsprzesse der Pflanzen nicht vollständig verbraucht wird.