DE3903141C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Austreiben von Treibmittelgasen aus Kunststoffschäumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austreiben von Treibmit­ telgasen aus Kunststoffschäumen sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung.

In geschlossenzelligen Kunststoffschäumen, wie etwa PUR-Schaum, bleibt das Treibmittel über verhältnismäßig lange Zeit in den Zel­ len zurück. Als Treibmittel werden vielfach Fluorchlorkohlenwas­ serstoffe verwendet, von denen angenommen wird, daß sie zur all­ mählichen Auflösung der die Erde einhüllenden Ozonschicht beitra­ gen. Die Entsorgung von Schaumstoffen bereitet daher Schwierig­ keiten, da sichergestellt werden muß, daß die Treibmittel auch nicht über einen längeren Zeitraum entweichen. Die Schwierigkei­ ten ergeben sich insbesondere daraus, daß Schaumstoffe der ge­ nannten Art in großen Mengen für verschiedene Produkte des tägli­ chen Lebens, beispielsweise als Isolierung für Kühlschränke ein­ gesetzt werden, so daß große Mengen dieser Stoffe zu entsorgen sind.

Es sind daher verschiedene Versuche unternommen worden, das Treibmittel aus den Zellen des Schaumes freizusetzen und einzu­ fangen sowie durch Kondensation zurückzugewinnen.

Bei einem der bekannten Verfahren wird eine Feinprallmühle ver­ wendet, durch die der Schaum zu einem staubförmigen Produkt zer­ schlagen wird. Bei diesem Verfahren besteht zunächst der Nach­ teil, daß der entstehende Kunststoffstaub schwierig zu handhaben ist und in Staubform weder weiterverwendet noch auf Deponien abge­ lagert werden kann, so daß sich zusätzliche Verfahrensschritte zur Verarbeitung des Staubes anschließen müssen. Im übrigen er­ fordert die zuverlässige Trennung von Kunststoffstaub, Treibgas und Luft Zyklone und aufwendige Filteranlagen.

Es ist auch versucht worden, die Zellen des Schaumes durch Pressen zum Platzen zu bringen und das Treibgas aufzufangen. Dies gelingt jedoch nicht, da das Treibgas weitgehend komprimierbar ist und die Zellwände eine verhältnismäßig hohe Festigkeit und Elastizität aufweisen, so daß sie sich auch bei starkem Zusammendrücken des Schaumes anschließend weitgehend zurückverformen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglichen, das Treibgas praktisch vollständig von dem Schaummaterial zu trennen, ohne daß dies bis zur Staubgrö­ ße zerkleinert werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kunststoffschaum in einer geschlossenen Anlage mit Hilfe eines hin- und hergehenden Schlag­ organs bearbeitet und die während des Verfahrensablaufs freige­ setzten Treibmittelgase abgesaugt und durch Luft und/oder ein In­ ertgas ersetzt werden.

Die Behandlung des Kunststoffschaums erfolgt in einer geschlosse­ nen Anlage, so daß Treibgas nicht entweichen kann.

Es hat sich gezeigt, daß durch eine schlag- oder stoßartige Druck­ bearbeitung des Kunststoffschaums die Treibgase freigesetzt wer­ den können, obgleich dies bei kontinuierlicher Druckausübung nicht möglich ist. Dies dürfte zum einen auf den sehr hohen, in der Praxis erreichbaren Stoßkräften und zum anderen darauf beruhen, daß eine pulsierende Druckbeaufschlagung mit zwischenzeitlicher Rückverformung des Schaumes zu einer wirksameren Zerstörung der Schaumstruktur führt.

Vorzugsweise wird das Treibmittel, vermischt mit Luft, über ein Staubfiltersystem und einen Kondensator geführt, kondensiert und flüssig zurückgewonnen.

Wenn die Anlage im engeren Sinne ein vollständig geschlossenes Sy­ stem ist, wird der durch die Kondensation des Treibgases fehlende Gasanteil laufend nach der Kondensation durch Stickstoff oder ein anderes Inertgas ersetzt, und die gesamte von dem Treibgas befrei­ te Gasmenge wird in den Entgasungsraum zurückgeführt.

Die Anlage kann andererseits auch als halboffenes System betrie­ ben werden, also nur insoweit geschlossen sein, als ein Entweichen des Treibgases verhindert wird. In diesem Falle wird das System mit einem geringen Unterdruck gegenüber der Atmosphäre betrie­ ben.

Zur Minimierung der im Staubfiltersystem anfallenden Gasmenge wird beim vollständig geschlossenen System vorzugsweise der von dem Treibmittel durch Kondensieren befreite Gasstrom in den Be­ reich der Materialzerschlagung eingeleitet, während die Absau­ gung des Gasgemisches aus Treibgas, Luft und Inertgas im Bereich der Materialzufuhr erfolgt. Durch die dadurch entstehende teil­ weise Gegenstromführung von Gas und Material werden Teile des beim Zerschlagen entstehenden Staubes durch den Materialstrom unmit­ telbar wieder mitgenommen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer geschlosse­ nen Anlage, die gegebenenfalls aus einem Vorzerkleinerer und ei­ nem diesem nachgeschalteten Schlagkolben-Verdichter besteht. Das Gas-Luft-Gemisch wird durch eine Leitung abgesaugt, durchläuft einen Staubfilter, gelangt anschließend in einen Kondensator und von diesem zurück in das System. Die Kondensator-Einheit ist mit einem Behälter zur Aufnahme von flüssigem Treibmittel verbun­ den.

Dem Kondensator kann ein Aktivkohlefilter nachgeschaltet sein, durch den etwaige Reste des Treibgases ausgefiltert werden. Dies hat sich jedoch in der Praxis als nicht zwingend erforderlich er­ wiesen, da die verbleibenden Treibmittelspuren vernachlässigbar gering sind.

Im folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren und eine Aus­ führungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der bei­ gefügten Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur ist eine schematische Darstellung einer er­ findungsgemäßen PUR-Schaum-Entgasungsanlage. Ein Vorzerkleine­ rer 10 weist einen Einfülltrichter 12 auf, durch den Platten oder sonstige größere Teile aus PU-Schaum in Richtung der gezeigten Pfeile eingeworfen werden. In dem Vorzerkleinerer 10 werden diese Teile einem kombinierten Zerreiß- und Zerschneidungsvorgang aus­ gesetzt und bis zu einer durchschnittlichen Größe von beispiels­ weise 3 cm Durchmesser zerkleinert. Da Anlagen dieser Art grund­ sätzlich bekannt sind, erübrigt sich eine genauere Beschreibung. In der Zeichnung sind zwei Antriebsmotoren 14, 16 zu erkennen. Von der Unterseite des Vorzerkleinerers 10, der auf einem Gestell 18 angeordnet ist, geht ein Zwischenschacht 20 aus, der eine gasdich­ te Verbindung zu einem anschließenden Schlagstempel-Verdichter 22 schafft.

Auch dieser Schlagstempel-Verdichter ist nur schematisch ange­ deutet, da es sich um eine an sich bekannte Anlage handelt, die beispielsweise zur Herstellung von Preßlingen bzw. Briketts aus Altpapier, Stroh, Holzabfällen oder dergleichen eingesetzt wer­ den kann. In dem Schlagstempel-Verdichter 22 werden die Schaum- Schnitzel vollständig zerschlagen und anschließend gepreßt. Da­ bei werden sämtliche Zellen zerstört, und das Treibgas wird zu na­ hezu 100% freigesetzt.

Im Falle eines vollständig geschlossenen Systems erfolgt die Ma­ terialzufuhr zu dem System in nicht gezeigter Weise über eine Zel­ lenradschleuse oder dergleichen, die den Eintritt von Umgebungs­ luft verhindert oder zumindest erheblich begrenzt.

Aus dem Schlagstempel-Verdichter 22 tritt gemäß der Zeichnung ein strangförmiger Preßling 24 aus, der in einzelne Abschnitte unter­ teilt wird und in einfacher Weise zur weiteren Verwendung gehand­ habt werden kann.

Während der Behandlung des PUR-Schaums wird das Treibgas freige­ setzt. Dieses Treibgas wird zusammen mit Luft und Staub durch eine Absaugleitung 26 abgesaugt. Dabei wird der Gasstrom durch einen nicht gezeigten Staubfilter gesaugt, der unmittelbar in die An­ ordnung aus Vorzerkleinerer und Schlagstempel-Verdichter integ­ riert sein kann. Aus der Absaugleitung 26 wird das Gasgemisch mit Hilfe eines Ventilators 28 über eine weitere Gasleitung 30 in ein Gehäuse 32 gefördert, das in nicht gezeigter Weise einen Kondensa­ tor sowie, falls erforderlich, einen Aktivkohlefilter enthält. Von der Unterseite des Gehäuses 32 geht eine Leitung 34 aus, die in einen Sammelbehälter 36 für verflüssigtes Treibgas mündet. Von der gegenüberliegenden Seite des Behälters 32 führt eine weitere Gasleitung 38 zurück zu der Einheit aus Vorzerkleinerer und Ver­ dichter. In diese Gasleitung 38 tritt eine Zufuhrleitung 40 ein, die die Einleitung von Stickstoff oder einem anderen Inertgas er­ möglicht, das den durch Kondensation des Treibmittels entfallen­ den Gasanteil ersetzt.

Die Strömungsrichtung entspricht jeweils den in der Zeichnung dargestellten, nicht bezeichneten Pfeilen.

In der Zeichnung ist zumindest andeutungsweise veranschaulicht, daß der umgewälzte Gasstrom im Bereich des Einfülltrichters 12 austritt und im Bereich des Zwischenschachts oder des Verdichters wieder in das System zurückgelangt. Auf diese Weise ergibt sich eine teilweise Gegenstrombewegung zwischen Materialzufuhr und Gasstrom, bei dem das zuströmende Material wesentliche Staubteile aus dem Gasstrom herausnimmt. Das System kann insgesamt durch eine Steuereinheit 42 gesteuert werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Austreiben von Treibmittelgasen aus Kunststoffschäumen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaum in einer geschlossenen Anlage mit Hilfe eines hin- und hergehenden Schlagorgans zur Erzeugung einer pulsierenden Druckbeaufschlagung mit zwischenzeitlicher Rückverformung des Kunststoffschaumes bearbeitet, ausgenommen mit einer Hammermühle, und während des Verfahrensablaufes freigesetzten Treibmittelgase abgesaugt und durch Luft und/oder ein Inertgas ersetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaum vor der Schlagbehandlung vorzerkleinert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittelgas-Luft-Inertgas-Gemisch über ein Staubfilter­ system einem Kondensator zugeführt und das Treibmittel konden­ siert und flüssig zurückgewonnen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittelgas-Luft-Inertgas-Gemisch in einer geschlossenen Schleife abgesaugt und in das System zurückgeführt wird, und daß der durch Kondensation des Treibmittels ausfallende Gasanteil durch Luft und/oder Inertgas ersetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anlage als geschlossenes System betrieben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anlage als halboffenes System mit geringem Un­ terdruck gegenüber der Außenatmosphäre betrieben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Absaugung des Treibmittelgas-Luft-Intertgas- Gemisches im Bereich der Materialzufuhr und die Rückführung des Gasgemisches im Bereich der Schlagbehandlung erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gasstrom vom Kondensator aus über einen Aktiv­ kohlefilter geführt wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen Vorzerkleinerer (10) und einen diesem unmittelbar nachgeschalteten Schlagstempel-Verdichter (22) umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als geschlossenes oder halboffenes, mit geringem Unterdruck betriebenes System ausgebildet ist, daß von der Anlage eine Absaugleitung (26) ausgeht, die über einen Ventilator (28) zu einem Kondensator führt, daß der Kondensator mit einem Sammelbe­ hälter (36) für verflüssigte Treibgase in Verbindung steht, und daß zwischen Kondensator und Anlage eine Gasleitung (38) zur Rück­ führung des Gasgemisches vorgesehen ist, in die eine Zufuhrlei­ tung (40) für Luft und/oder Inertgas einmündet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung (26) von einem Einfülltrichter (12) der Anlage ausgeht und daß die Gasleitung (38) zur Rückführung des Gasgemi­ sches im Bereich der Schlagbehandlung in die Anlage einmün­ det.