DE3443039A1

DE3443039A1 - Verfahren zur extraktion von loesefaehigen beimengungen aus nichtloeslichen schuettguetern

Info

Publication number: DE3443039A1
Application number: DE19843443039
Authority: DE
Inventors: Felix Dipl.-Ing. Dr. 5420 Lahnstein Hüster
Original assignee: Kloeckner and Co SE
Current assignee: Kloeckner and Co SE
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1984-11-26
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DD239726A5; AU5230986A; WO1986003134A1; EP0202318A1

Description

Verfahren zur Extraktion von lösefähigen Beimengungen
aus nichtlöslichen Schüttgütern BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Extraktion von lösefähigen Beimengungen aus nichtlöslichen Schüttgütern, insbesondere zur Trennung von Bitumen und Mineralstoffen aus bituminösem Straßenaufbruch in einem Extraktor, bei dem dem Schüttgut unter ständigem Mischen Lösemittel zugeführt, die dabei entstandene Lösung vom Schüttgut abgetrennt, und das Schüttgut getrocknet, und die löslichen Bestandteile von dem Lösemittel destillativ getrennt werden, sowie eine Einrichtung zu einer solchen Extraktion.
Aus der DE-OS 26 27 078 sind ein Verfahren und eine Einrichtung der oben beschriebenen Art bekannt, mit denen zur Bestimmung des Bitumengehaltes für einen herzustellenden Straßenbelag eine labormäßige Analyse zur Bestimmung des Bitumengehaltes durchgeführt wird. Das Verfahren und die Einrichtung sind jedoch nicht zur industriellen Rückgewinnung von Bitumen aus Straßenaufbruch geeignet.
Aus dem Straßenbau fallen in zunehmendem Maße bituminös gebundene Mineralstoffe in Form von Fräsgut und Straßenaufbruch an, die bisher nicht ohne Rezepturverfälschungen vollständig in den Asphaltmischwerken zur Herstellung neuen Mischgutes wiederverwendet werden konnten. Zur Einhaltung der vorgeschriebenen Rezepturen bei hohen Recyclinganteilen ist daher eine vorhergehende Trennung des Bitumens und der Mineralstoffe erforderlich.
Ähnliche Probleme stellen sich bei der Trennung anderer löslicher Stoffe von nichtlöslichen Schüttgütern, z.B. beim Entfetten von zerkleinerten Fettkabeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit denen lösliche Bestandteile möglichst vollständig von nichtlöslichen Bestandteilen trennbar sein sollen, insbesondere Bitumen von Mineralstoffen. Das Lösemittel soll möglichst hoch mit löslichen Bestandteilen beladen werden.
Gemäß einer Weiterbildung soll erreicht werden, das Lösemittel möglichst verlustfrei durch alternierende Destillation und Kondensation im Umlauf zu führen. Dabei soll die Kondensation zu möglichst hohen Anteilen in dem Extraktionsgut zur Erwärmung desselben stattfinden. Gemäß einer Weiterbildung soll die Trennung der Rest-Lösemittelfeuchte aus den nichtlöslichen Stoffen im gleichen Behälter durchführbar sein wie die Extraktion.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, welches gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem ersten Takt ein beladenes Lösemittel zugeführt und nach einer vorgewählten Zeit wieder abgetrennt, und in einem zweiten Takt ein weniger beladenes Lösemittel zugeführt und nach einer vorgewhlten Zeit wieder abgetrennt wird.
Die Einrichtung zum Extrahieren von lösefähigen Beimengungen aus nichtlöslichen Schüttgütern, insbesondere Bitumen aus bituminösem Straßenaufbruch, mit einem Extraktor zur Aufnahme des zu behandelnden Schüttgutes, einem Lösemittelvorratsbehälter, einem Feststoffseparator und einer Destilliereinrichtung, wobei der Extraktor eingangsseitig mit dem Lösemittelvorratsbehälter und ausgangsseitig übcr den Feststoffseparator mit der Destilliereinrichtung verbunden ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Destilliereinrichtung mit einem weiteren Eingang des Extraktors verbunden ist.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen: Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung und Fig. 2 eine blockschaltbildartige Darstellung des Verfahrensablaufes am Beispiel eines Extraktors.
Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Einrichtung vorzugsweise vier Extraktoren 1 bis 4 auf. Die Extraktoren sind als vertikal angeordnete Zylinder ausgebildet, die auf ihren Oberseiten schematisch angedeutete vakuumdichte Verschlußorgane 5 bis 8 aufweisen, durch die in geöffnetem Zustand das zerkleinerte Extraktionsgut einbringbar ist. Jeder der Zylinder weist eine Rühreinrichtung 9 zum ständigen Umrühren bzw. Mischen des Extraktionsgutes auf. Auf seiner Unterseite weist jeder Extraktor eine vakuumdicht verschließbare Öffnung 10 zum Austrag der von den löslichen Bestandteilen befreiten Farbstoffe auf.
Jeder der Extraktoren ist auf seiner Oberseite über ein Eingangsventil 11 und eine Verbindungsleitung 12 mit einem Lösemittelvorratsbehälter 13 verbunden. Ferner ist jeder der Extraktoren auf seiner Unterseite über ein Ventil 14 und eine Leitung 15 mit dem Eingang eines Feststoffseparators 16 über ein Eingangsventil 17 und darüberhinaus über ein Sperrventil 18 mit der zu den Eingangsventilen 11 führenden Verbindungsleitung 12 verbunden. Der Feststoffseparator ist über eine Leitung 36 mit einer Destilliereinrichtung 19 verbunden.
Ausgangsseitig ist die Destilliereinrichtung 19 über eine Leitung 20, über ein Ventil 21 und einen Kondensator 22 mit dem Lösemittelvorratsbehälter 13 bzw. der Verbindungsleitung 12 verbunden. Über das Dreiwegeventil 23 und das Ventil 21 können der durch die Vakuumpumpe 29 erzeugte Lösemitteldampf aus der Leitung 24 sowie der Lösemitteldampf aus der Destilliereinrichtung 19 wahlweise in den Kondensator 22 oder über die Leitung 35 in einen der Extraktoren 1 bis 4 geleitet werden.
Der Ausgang des Kondensators ist über eine gegebenenfalls als Vakuumpumpe ausgebildete Pumpe 26 mit dem Lösemittelvorratsbehälter 13 und der Verbindungsleitung 12 verbindbar.
Die Destilliereinrichtung 19 weist auf ihrer Unterseite eine schematisch angedeutete verschließbare Austragsöffnung 28 zum Herausnehmen der löslichen Stoffe auf.
Der Feststoffseparator 16 weist einen Ausgang 30 auf, der mit einem Vakuumtrockner 31 verbunden ist, welcher seinerseits einen verschließbaren Ausgang 32 zum Austragen von Feststoffen aufweist Alternativ kann der dem Separator entnommene Feststoff auch in einen der Extraktoren zurückgegeben und dort zusammen mit den übrigen Mineralstoffen getrocknet werden.
Zum Temperaturausgleich bei den Verdampfungs- und Kondensationsvorgängen zwischen den einzelnen Extraktoren und zum Anfahren der kalten Einrichtung ist ferner ein Thermalölkreislauf 33 vorgesehen, der sowohl mit dem Inneren der Extraktoren als auch mit der Destilliereinrichtung 19 und einer Wärmequelle verbunden ist.
Die Einrichtung weist schließlich eine Steuerung auf, welche mit den Ventilen sowie den Öffnungs- und Schließeinrichtungen für die Verschlußorgane und den Vakuumpumpen zum Ansteuern derselben verbunden ist. Die Ausbildung der Steuerung wird im Zusammenhang mit der Betriebsweise der Einrichtung beschrieben. Soweit bei dieser Beschreibung das Zusammenwirken der verschiedenen Teile der Einrichtung erörtert wird, wird insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, während bei der Beschreibung des Ablaufes in einem Extraktor besonders auf Fig.2 Bezug genommen wird.
Im Betrieb wird das zu behandelnde zerkleinerte Extraktionsgut nach Öffnen des jeweiligen Verschlußorganes 5 bis 8 in den jeweiligen Extraktor 1 bis 4 eingefüllt und die Öffnung dann wieder vakuumdicht verschlossen. Jedem Extraktor wird im ersten Arbeitstakt dann über die Rohrleitung 12 und das Eingangsventil 11 ein vorbeladenes Lösemittel zugeführt. Hierbei handelt es sich um eine mittlere Lösung, die aus einem Extraktor in einem vorhergehenden zweiten Takt abgeschieden worden ist. Am Ende des ersten Taktes wird die nunmehr fette Lösung vom Extraktor über das Ausgangsventil 14 und die Leitung 15 zum Feststoffseparator hin abgeführt. Die fette Lösung wird in dem Feststoffseparator 16, der als Zentrifuge oder Separator oder auch Trommelfilter ausgebildet sein kann, von den mitgeführten Feststoffen getrennt und zu der Destilliereinrichtung 19 geführt. Dort wird das Lösemittel mittels Wärme und/oder Vakuum von den löslichen Stoffen getrennt und steht für die Rückführung in den Kreislauf zur Verfügung. Die im Feststoffseparator 16 aus der hochbeladenen Lösung abgetrennten Feststoffe werden in dem Vakuumtrockner 31 getrocknet und chargenweise über den Ausgang 32 ausgetragen. Alternativ kann der lösemittelhaltige Füller auch in einen der Extraktoren zurückgegeben und dort zusammen mit den übrigen Feststoffen getrocknet werden. In gleicher Weise werden die in der Destilliereinrichtung 19 anfallenden löslichen Stoffe dem Sumpf der Destilliereinrichtung chargenweise oder kontinuierlich über die Ausgangsöffnung 28 entnommen.
Im zweiten Takt der Extraktion wird dem Extraktor eine mage-Lösung zugeführt, welche vorher einem Extrakror am Ende seines dritten Arbeitstaktes entnommen worden ist. Das Lösungsmittel wirkt wiederum unter Umrühren des Extraktionsgutes auf dieses ein und wird am Ende des zweiten Taktes als mittlere Lösung abgetrennt. Am Beginn des dritten Taktes wird dem Extraktor ein frisches Lösemittel vornehmlich in Form von Lösemitteldampf über die Leitung 35 zugeführt. Der Lösemitteldampf kommt entweder über die Leitung 24 aus der Vakuumtrocknung eines der Extraktoren 1 bis 4 oder aus der Leitung 34 aus der Trocknung des Füllers 31 oder aus der Leitung 20 aus der Destilliereinrichtung 19. Der Lösermitteldampf gibt seine Kondensationswärme an das Extraktionsgut ab. Lediglich bei thermischer Überlastung des Systems wird der Lösemitteldampf über den Kondensator 22 in den Lösemittelvorratsbehälter 13 geleftet.
In dem darauffolgenden Takt wird das Extraktionsgut durch Arlegen eines Unterdruckes über die Vakuumpumpe 29 an dem Extraktor über die Rohrleitung 24 getrocknet, wobeI dem Extraktionsgut die dabei benötigte Verdampfungswärme entzogen wird und das Extraktionsgut abkühlt. Nach Abschluß des Trocknungsvorganges wird das Verschlußorgan 10 geöffnet und das Extraktionsgut dem Extraktor entnommen. Anschließend wird das Verschlußorgan wieder vakuumdicht verschlossen, und die Beschickung mit neuem Extraktionsgut, insbesoncere also Bruchasphalt, wird vorgenommen.
Die Steuerung ist nun so ausgebildet, daß sie den betrlebssicheren Ablauf der oben beschriebenen Vorgänge gewährleistet.
Ferner ist sie so ausgebildet, daß die vier Extraktoren 1 bis 4 jeweils in vier verschiedenen Takten arbeiten. Arbeiten also beispielsweise der Extraktor 1 im ersten Takt, der Extraktor 2 im zweiten und der Extraktor 3 im dritten Takt, dann erfolgt beim vierten Extraktor währenddessen das Trocknen, Herausnehmen der MInera#stoffe und das Beschicken mit neuem Bruchasphalt mit anschließendem Verschließen des Extraktors.
Ferner ist die Steuerung so ausgebildet, daß das am Ende des ersten Taktes von einem Extraktionsbehälter abgeschiedene Lösungsmittel dem Feststoffseparator und der Destilliereinrichtung zugeführt wird, das am Taktende eines im zweiten Takt betriebenen Extraktors abgetrennte Lösungsmittel dem Eingang eines anschließend im ersten Takt zu betreibenden Extraktors zugeführt wird und das am Ende eines Taktes von einem im dritten Takt betriebenen Extraktor abgetrennte Lösungsmittel dem Extraktor zugeführt wird, der anschließend im zweiten Takt betrIeben wird.
Der Thermalölkreislauf 33 dient zum Temperaturausgleich bei den Verdampfungs- und Kondensationsvorgängen zwischen den einzelnen Extraktoren und zum Anfahren der kalten Anlage.
Auch die Destilliereinrichtung 19 ist an den Thermalölkreislauf 15 angeschlossen.
Handelt es sich bei dem zu extrahlerenden Material um Bruchasphalt, dann können sowohl chlorierte Kohlenwasserstoffe als auch Aromaten zum Herauslösen des bituminösen Bindemittels aus den Mineralstoffen verwendet werden. Erfindungsgemäß wird als L>Jsungsmittel Toluol verwendet, da dieses einerseits ein gutes Lösungsverhalten aufweist und andererseits wenig gesundheltsschädlich ist.
Der Explosionsschutz der Anlage wird bei der Verwendung brennbarer Lösemittel durch ex-geschützte Bauteile und Schutzgaspol#t#r in allen gefährdeten Behältern gewahrlelstet.
Die Extraktoren sollen erfindungsgemäß unterhalb des Siedepunktes des verwendeten Lösemittels gefahren werden. Durch gegen Innendruck dichte Verschlußorgane kann die Extraktion auch bei höheren Temperaturen ablaufen.

Claims

Verfahren zur Extraktion von lösefähigen Beimengungen aus nichtlöslichen Schüttgütern PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Extraktion von lösefähigen Beimengungen aus nichtlöslichen Schüttgütern, insbesondere zur Trennung von Bitumen und Mineralstoffen aus bituminösem Straßenaufbruch in einem Extraktor, bei dem - dem Schüttgut unter ständigem Mischen Lösemittel zugeführt, - die dabei entstandene Lösung vom Schüttgut abgetrennt, - das Schüttgut getrocknet - und die löslichen Bestandteile von dem Lösemittel destillativ getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Takt ein beladenes Lösemittel zugeführt und nach einer vorgewählten Zeit wieder abgetrennt, und in einem zweiten Takt ein weniger beladenes Lösemittel zugeführt und nach einer vorgewählten Zeit wieder abgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Takt ein hochbeladenes Lösemittel, in dem zweiten Takt ein mittelbeladenes Lösemittel und in einem anschließenden dritten Takt ein frisches Lösemittel verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Lösungsmittel vornehmlicnals Lösemitteldampf zugeführt wird undin dem Extraktionsgut kondensiert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der abgetrennten Lösung mitgeführter Füller abgetrennt und die Lösung anschließend durch Destillation in Lösemittel und Extrakt zerlegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Extraktoren vorgesehen ist, von denen jeweils ein Ausgang mit je einem Eingang der übrigen Extraktoren verbindbar ist und daß jeweils zu einem Zeitraum einer der Extraktoren im ersten bzw. zweiten bzw. dritten Takt betrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ende eines im dritten Takt arbeitenden Extraktors abgeleitete mittelbeladene Lösungsmittel einem anschließend im zweiten Takt arbeitenden Extraktor, und das am Ende eines im zweiten Takt arbeitenden Extraktors abgeleitete hochbeladene Lösungsmittel einem anschließend im ersten Takt arbeitenden Extraktor zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Destillation entstehende Lösemitteldampf einem anschließend im dritten Takt arbeitenden Extraktor zugeführt wird und daß damit gleichzeitig eine Erwärmung des Extraktionsgutes erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den letzten Takt im Extraktor ein Unterdruck angelegt wird.
9. Einrichtung zum Extrahieren von lösefähigen Beimengungen aus nichtlöslichen Schüttgütern, insbesondere Bitumen aus bituminösem Straßenaufbruch, mit einem Extraktor zur Aufnahme des zu behandelnden Schüttgutes, einem Lösemittelvorratsbehälter, einem Feststoffseparator, und einer Destilliereinrichtung, wobei der Extraktor eingangsseitig mit dem Lösemittelvorratsbehälter und ausgangsseitig über den Feststoffseparator mit der Destilliereinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Destilliereinrichtung mit dem Eingang des Extraktors verbunden ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Extraktoren vorgesehen ist und daß jeder Ausgang eines der Extraktoren mit dem Eingang der übrigen Extraktoren zum Austausch der Lösungen verbindbar ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle Extraktoren mit einer Vorrichtung zur Druckerniedrigung (Vakuum) versehen sind.