DE3933811A1 - Verfahren und anlage zur emissionsfreien rueckgewinnung von fluorkohlenwasserstoff aus polyurethanschaum - Google Patents
Verfahren und anlage zur emissionsfreien rueckgewinnung von fluorkohlenwasserstoff aus polyurethanschaumInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und
eine Anlage zur emissionsfreien Rückgewinnung von
Fluorkohlenwasserstoff aus den PUR-Schaumisolierungen
von Kühlgeräten, insbesondere von Kühlschränken.
Wenn überhaupt, ist bisher die Rückgewinnung von
Fluorkohlenwasserstoffen, FCKW-R11 genannt, aus Poly
urethanschaum, kurz PUR-Schaum genannt, dadurch er
folgt, daß die Isolierschaumschichten manuell in einer
zentralen Sammelstelle z. B. einem Sondermülldepot für
alte Kühlschränke) vom Kühlschrank an freier Luft ab
getrennt und zerkleinert werden. Bereits bei diesem
Vorgang entweicht FCKW-Gas in die Atmosphäre. Da die
Zerkleinerung nur in grober Form erfolgt, verbleiben
nach dem anschließenden Pressen dieser grobzerklei
nerten Schaumteile erhebliche FCKW-Anteile im Preß
ling, die dann bei der Ablagerung bei Deponien zusätz
lich in die Atmosphäre entweichen. Eine weitere Aufar
beitung der Schaumteile erfolgte nicht.
Der entscheidende Nachteil dieser Verfahrensweise be
steht darin, daß das im PUR-Schaum enthaltene FCKW-Gas
in die Atmosphäre entweicht und insoweit als erhebli
cher Belastungsfaktor der Ozonschicht in Erscheinung
tritt. Durch die zentrale Vernichtung des PUR-Schaums
in Sammelstellen erfolgt darüberhinaus neben höheren
Kosten auch eine Ballung der Umweltbelastung in be
stimmten Regionen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die vorgenannten Nachteile und damit einen entschei
denden Faktor zur Umweltbelastung zu beseitigen, ins
besondere eine bessere Entsorgung zu schaffen, wobei
gegebenenfalls die zurückgewonnenen Produkte wieder
verwertbar sein sollen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
der Polyurethanschaum zusammen mit dem Kunststoff der
Innenschale auf Granulatgröße zerkleinert wird, wonach
eine derart hohe Verdichtung des Granulates erfolgt,
daß die Zellstruktur des Schaumes weitgehendst geöff
net oder zerstört wird, wobei die Zerkleinerung und
die Verdichtung in einem von der Umgebung abgeschlos
senen System erfolgt und die bei der Zerkleinerung und
Verdichtung entweichenden Fluorkohlenwasserstoffgase
abgesaugt und gesammelt werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das umwelt
schädliche Gas praktisch von der Umgebung abgeschlos
sen evakuiert, so daß es nicht in erheblichem Maße,
wie es bei bekannten Verfahren der Fall ist, in die
Umwelt gelangen kann.
Ein Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt auch darin, daß es nicht notwendig ist, die in
üblicher Weise aus Kunststoff bestehende Innenwand des
Kühlgerätes von dem diesen umgebenden PUR-Schaum zu
trennen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Zerkleinerung
und den Verpressungen stört der Kunststoff nicht.
Wesentlich ist dabei, daß eine derartige Verpressung
bzw. Verdichtung des Materiales vorgenommen wird, daß
dessen ursprüngliche Elastizität verloren geht und
dabei gleichzeitig auch aufgrund der Zerstörung der
Zellstruktur das in den Poren eingeschlossene Gas ent
weichen kann.
Der übriggebliebene Reststoff, nämlich reiner PUR-
Schaum mit daran haftenden Kunststoff ist sehr hoch
verdichtet und damit sehr platzsparend, weshalb er
problemlos entsorgt oder sogar wiederverwendet werden
kann, da keine umweltschädlichen Bestandteile mehr
darin enthalten sind.
Eine erfindungsgemäße Anlage zur Durchführung des Ver
fahrens ist gekennzeichnet durch einen Zerkleinerer,
einer nachgeschalteten Förderschnecke und einen Ver
dichter, der über Absaugleitungen mit einem Verflüs
siger verbunden ist, wobei der Zerkleinerer, die För
derschnecke und der Verdichter sich in einem abge
schlossenem System befinden.
Statt einer Abkühlung des FCKW-R11 Gases auf eine Tem
peratur, in der es flüssig ist, kann auch eine Abküh
lung unter dessen Erstarrungspunkt erfolgen, d. h. auf
Temperaturen von unter -111°C. Bei Verwendung eines
derartigen Tiefkühlbehälters, der im allgemeinen ein
Druckbehälter sein wird, kristallisiert das Gas in
fester Form aus. Der Vorteil dieser Rückgewinnungsart
liegt darin, daß nur ein äußerst geringer Restgasan
teil in die Atmosphäre entweichen kann, womit ein Ak
tivkohlefilter entfallen kann. Der Restgasgehalt wird
dabei dem Dampfdruck über Eis bei der vorgegebenen
Temperatur, z. B. -150°C, entsprechen.
Führt man anschließend zum Abziehen des Gases eine
stufenweise Rückerwärmung auf Temperaturen durch, bei
denen das Gas wieder flüssig wird, so kann man ver
schiedene Gase rückgewinnen, und zwar entsprechend de
ren spezifischen Verflüssigungstemperaturen.
In vorteilhafter Weise wird man dabei auch zwei Druck
behälter zyklisch nebeneinander einsetzen, und zwar
derart, daß der eine zur Kristallisation des Gases
eingesetzt wird, während der andere gleichzeitig durch
eine entsprechende Rückerwärmung zum Abziehen des wie
derum verflüssigten Gases dient.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den weiteren Unter
ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung des Aus
führungsbeispieles.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Gesamtanlage,
Fig. 2 ein Verfahrensschema der Rückgewinnung des
FCKW-R11 Gases durch Kondensation,
Fig. 3 ein Verfahrensschema der Rückgewinnung des
FCKW-R11 Gases durch Kristallisation und an
schließender Verflüssigung.
Der von sämtlichen Metallteilen (Außenhaut, Rahmen und
anderes mehr) manuell befreite Kühlschrankkörper, be
stehend aus der Kunststoff-Innenwanne sowie der PUR-
Schaum-Ummantelung wird in einzelne Platten mit einer
Breite bis zu 90 cm zersägt und in einen Zerkleinerer 1,
der ersten Station des nunmehr abgeschlossenen Systems,
eingeführt. Bei diesem Zerkleinerer kommen langsam
rotierende Brecherwalzen zum Einsatz, die zur Wirkung
haben, daß nur eine geringe Luftbewegung entsteht, wo
durch keine Gase nach außen gewirbelt werden und eine
Verschmierung der Walzen durch die im Schaum vorhande
nen Kunststoffanteile vermieden wird.
In zwei Etappen der Zerkleinerung wird schließlich ei
ne Korngröße kleiner als 5 mm Durchmesser erreicht was
zur Folge hat, daß viele Zellstrukturen offen liegen,
wobei bereits ein Teil des FCKW-Gases entweichen kann
und wobei gute Ausgangsbedingungen für die nachfolgen
de Verdichtung geschaffen werden.
Das so hergestellte Granulat fällt auf eine Zuführ
schnecke 2, die es in eine sich daran anschließende
Brikettierpresse 3 transportiert, wo es zu Preßlingen
im Durchmesser von ca. 5 cm geformt wird, die als end
loser Strang ausgestoßen werden. In der Zuführschnecke
2 wird eine erste Vorverdichtung vorgenommen und in
der Preßkammer der Brikettierpresse werden die PUR-
Schaumkörner auf mindestens 1/10tel, vorzugsweise auf
1/20tel ihrer ursprünglichen Größe verdichtet. Bei der
Zerkleinerung und dem Preßvorgang wird der größte Teil
des Gases aus den Poren ausgepreßt, über Leitungen 4
und 5 abgesaugt und einem Verflüssiger 6 zugeführt,
dessen Aufbau nachfolgend näher beschrieben wird.
Da die Zellstrukturen, wie beschrieben, durch die Zer
kleinerung und den starken Preßvorgang restlos zer
stört worden sind, behalten die Preßlinge nach dem
Preßvorgang ihre gepreßte Form und dehnen sich nicht
mehr aus.
Die so hergestellten Preßlinge werden durch ein Rohr 7
geleitet, welches auf 80°-200°C erhitzt wird. Diese
Erhitzung bewirkt, daß einerseits restliches FCKW-Gas
aus dem Preßling entweicht und andererseits, daß sich
noch im geschlossenen System befindliches FCKW-Gas auf
ausdampfungsfähige Temperaturen erwärmt wird. Nach
Durchlaufen des erhitzten Rohres fallen die Preßlinge
in einen Auffangbehälter 8, der ein Fassungsvermögen ei
ner Tagesproduktion besitzt. Die Preßlinge können im
sich jetzt nach Beendigung des mechanischen Prozesses
anschließenden Ruhevorgang restlos ausdampfen.
Sämtliche bisher beschriebene Stationen, d. h. 1-8,
mit Ausnahme des Verflüssigers 6 befinden sich in ei
nem geschlossenen System, welches in Fig. 1 als Glok
ke 9 über die Stationen 1-8 symbolisch dargestellt
ist und in welchem durch ständige Absaugung des darin
befindlichen FCKW-Luft-Gemisches ein Unterdruck ent
steht, der zur Folge hat, daß am Platteneinschub in
den Zerkleinerer 1 kein FCKW-Gas nach außen entweichen
kann, sondern sogar Luft eingesaugt wird. Auf diese
Weise wird sicher ein Entweichen des umweltschädlichen
Gases vermieden.
In dem so dargestellten geschlossenen System stellt
die Brikettierpresse eine gesonderte Einheit insoweit
dar, als diese als Station des extremen FCKW-Gasaus
tritts nochmals für sich hermetisch abgeschlossen ist,
aus welcher das stark konzentrierte FCKW-Gas ständig
über die Leitungen 4 und 5 abgesaugt wird.
Nach ca. einem Tag kann der reine PUR-Schaum zusammen
mit den zerkleinerten Kunststoffteilen von der Innen
schale aus dem Auffangbehälter 8 entnommen werden bzw.
ein neuer leerer Auffangbehälter in das geschlossene
System eingebracht werden. Aufgrund der hohen Verdich
tung des PUR-Schaumes ist der erforderliche Platzbe
darf zum Abtransport oder zur Lagerung relativ gering.
Von der Glocke 9 aus zweigen an mehreren Stellen Ab
gasleitungen 10 und 11 ab. Das über die Abgasleitungen
10 und 11 abgesaugte Gas ist jedoch nur relativ
schwach konzentriert, da ja über die Absaugleitung 4
und 5 der Hauptbestandteil der umweltschädlichen Gase
bereits abgezogen wird. Zur Endreinigung kann das in
den Abgasleitungen 10 und 11 sich befindende Gas noch
über einen Kohlefilter 12 geführt werden, wonach es in
die Umgebung entlassen werden kann. Zusätzlich können
in dem Verflüssiger 6 anfallende Gasreste über eine
Leitung 13 ebenfalls noch zu dem Kohlefilter geführt
werden.
Das in dem Verflüssiger 6 rückgewonnene Flüssiggas
wird über eine Flüssiggasleitung 14 Auffangflaschen 15
zugeleitet. Nach Füllung der Auffangflaschen 15 können
diese zur evtl. Wiederverwertung abtransportiert wer
den.
Die Fig. 2 stellt das detallierte Verfahrensschema
zur Rückkondensation des FCKW-R11 Gases dar, während
es in Fig. 1 als Stationverflüssiger 6 nur schema
tisch in den Gesamtprozess eingegliedert ist.
Das FCKW-Luft-Gemisch (1,5 kg FCKW pro cbm Luft) ge
langt über die ständige Absaugung durch die Leitungen
4 und 5 einmal aus dem System der Brikettierpresse und
zum anderen aus dem Gesamtsystem zunächst in einen
Ausgleichsbehälter 16 und von dort in einen Flüssigab
scheider 17 und weiter in einen Filtertrockner 25.
Aus dem Filtertrockner gelangt das FCKW-Gas in einen
Verdichter 18, in welchem es mit einem Druck bis ca.
10 bar bei gleichzeitiger Wärmeentwicklung von ca.
110° verdichtet wird.
Der nachfolgende Kühlvorgang wird in zwei Stufen in
der Weise durchgeführt, daß das FCKW-Gas zunächst ei
nem Vorkühler 19 zugeführt wird, in dem mittels Luft
kühlung auf ca. +10°C abgekühlt wird und danach in
einen mit Stickstoff gekühlten Sammler 20 geleitet
wird, in welchem bei ca. -50°C eine Trennung von FCKW
und Luftanteilen und gleichzeitig die Kondensation des
FCKW-Gases erreicht wird.
Der Sammler 20 steht dabei ebenfalls unter einem Druck
von 10 bar und ist ausgelegt, daß er eine Tagesmenge
aufnehmen kann. Die tiefen Temperaturen werden in be
kannter Weise durch Kohlendioxyd oder Stickstoff in
Flaschen 23 erreicht, das im Sammler als Trockeneis 24
zur Kälteerzeugung wirkt.
Das im beschriebenen Sammler 20 nun auskondensierte
flüssige FCKW wird über ein Steigrohr 21 in die eigens
für FCKW-Flüssiggas vorhandenen Flaschen 15 abgesaugt
und steht nun der weiteren industriellen Verwendung
zur Verfügung.
Die in Sammler vorhandene auskondensierte Abluft wird
über ein Hochdruckventil 22 abgesaugt und gelangt über
die Leitung 13 in den Aktiv-Kohle-Filter 12.
Ein zusätzlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung
liegt darin, daß die Anlage als Spezialaufbau auf der
Ladefläche eines Lastkraftwagens anbringbar ist. Damit
ist es möglich, völlig dezentral und mobil die be
schriebene Entsorgung durchzuführen. Es entfallen da
mit erhebliche Kosten für Transporte der Kühlschränke
zu den eingangs genannten zentralen Sammelstellen bei
der bisherigen Entsorgungstechnik.
Die Fig. 3 zeigt ein Verfahrensschema der Rückgewin
nung des FCKW-R11 Gases durch eine Kristallisation und
eine anschließende Verflüssigung. Grundsätzlich ist
dabei das Verfahren der Rückgewinnung des FCKW-R11 Ga
ses und der Abkühlprozeß mit dem in der Fig. 2 be
schriebenen Verfahren vergleichbar. Der Hauptunter
schied liegt darin, daß in dem tiefkühlenden Sammler
20, der nunmehr als Druckbehälter 20′ ausgebildet ist,
durch z. B. flüssigen Stickstoff aus Flaschen 23 Tempe
raturen von ca. -150°C erzeugt werden. Bei einem der
artigen Temperaturniveau, das unter dem Erstarrungs
punkt des FCKW-R11 Gases liegt, findet eine Auskri
stallisation des Gases statt. Dies bedeutet, das Gas
fällt in fester Form an, wobei die Luft über eine
Luftauslaßleitung 24 mit einem Überdruckventil 26 aus
dem Behälter derart abgezogen wird, daß z. B. ein Druck
von 5 bar in dem Behälter herrscht. In vorteilhafter
Weise führt man dabei die Kaltluft aus der Luftauslaß
leitung 24 über einen Vorkühler 31, der das von dem
Verdichter 18 und dem Vorkühler 19 durch eine Leitung
27 strömende Luft-Gasgemisch vorkühlt.
Nach Durchgang durch den Vorkühler 31 kann die Kalt
luft aus der Luftauslaßleitung 24 auch nochmals zu dem
Vorkühler 19 geführt werden, der in diesem Falle ein
Kompressorkühler bekannter Bauart ist. Auf diese Weise
wird die Kaltluft aus dem Druckbehälter 20′ energie
sparend eingesetzt.
Wenn der Druckbehälter 20′ in dem gewünschten Maße mit
erstarrtem Gas gefüllt ist, führt man eine Erwärmung
soweit durch, daß das Gas sich wieder verflüssigt und
dann über eine Leitung 28 abgezogen und in den Fla
schen 15 gesammelt werden kann. Hierzu kann die Lei
tung 28 auch mit einem Absperrventil 29 versehen sein.
Wenn man die Erwärmung stufenweise durchführt, so kann
man aufgrund der gasspezifischen unterschiedlichen
Verflüssigungstemperaturen auch unterschiedliche Gase
abziehen und getrennt sammeln.
Aus Sicherheitsgründen wird man in der Luftauslaßlei
tung 24 auch noch ein Sicherheitsventil 30 vorsehen,
das bei einem zu hohen Druck in dem Druckbehälter 20′
oder bei dessen Überfüllung anspricht.
Claims (21)
1. Verfahren zur emissionsfreien Rückgewinnung von
Fluorkohlenwasserstoff aus Polyurethanschaum von Kühl
geräten, insbesondere von alten Kühlschränken,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Polyurethanschaum zusammen mit dem Kunststoff der Innenschale auf Granulatgröße zerkleinert wird, wonach eine derart hohe Verdichtung des Granulates erfolgt,
daß die Zellstruktur des Schaumes weitgehendst geöff net oder zerstört wird, wobei die Zerkleinerung und die Verdichtung in einem von der Umgebung abgeschlos senem System erfolgt und die bei der Zerkleinerung und Verdichtung entweichenden Fluorkohlenwasserstoffgase abgesaugt und gesammelt werden.
daß der Polyurethanschaum zusammen mit dem Kunststoff der Innenschale auf Granulatgröße zerkleinert wird, wonach eine derart hohe Verdichtung des Granulates erfolgt,
daß die Zellstruktur des Schaumes weitgehendst geöff net oder zerstört wird, wobei die Zerkleinerung und die Verdichtung in einem von der Umgebung abgeschlos senem System erfolgt und die bei der Zerkleinerung und Verdichtung entweichenden Fluorkohlenwasserstoffgase abgesaugt und gesammelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem geschlossenen System ein Unterdruck erzeugt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die bei der Verdichtung entstandenen Preßlinge in dem
geschlossenen System erhitzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Preßlinge nach der Wärmebehandlung in dem ge
schlossenen System zum Abkühlen und Ausdampfen zwi
schengelagert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das bei der Verdichtung anfallende Gas kondensiert
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das bei der Verdichtung anfallende Gas bis unter des
sen Erstarrungspunkt abgekühlt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auskristallisation des Gases in einem geschlosse
nen Druckbehälter (20′) erfolgt, und daß nach einer
Erwärmung das Gas in flüssiger Form in Flaschen
gefüllt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die aus dem Druckbehälter (20′) abgesaugte Luft zur
Vorkühlung des Gases verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das im geschlossenen System über Leitungen abgesaugte
freie, gasförmige Fluorkohlenwasserstoffgas gefiltert
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das bei der Verflüssigung des Fluorkohlenwasserstoff
gases frei werdende Gas gefiltert wird.
11. Anlage zur Durchführung nach einem der in den
Ansprüchen 1-10 beschriebenen Verfahren,
gekennzeichnet durch
einen Zerkleinerer (1), einer nachgeschalteten Förder
schnecke (2) und einem Verdichter (3), der über Ab
saugleitungen (4 und 5) mit einem Verflüssiger (6)
verbunden ist, wobei der Zerkleinerer (1), die Förder
schnecke (2) und der Verdichter (3) sich in einem ab
geschlossenem System (Glocke 9) befinden.
12. Anlage nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
dem Verdichter (3) eine Heizeinrichtung (7) nachge
schaltet ist, die sich ebenfalls in dem geschlossenen
System befindet.
13. Anlage nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem geschlossenen System (9) ein Auffangbehälter
(8) für die hergestellten Preßlinge angeordnet ist.
14. Anlage nach einem der Ansprüche 11-13,
dadurch gekennzeichnet, daß
von dem geschlossenen System (Glocke 9) aus Abgaslei
tungen (10, 11) zu einer Filtereinrichtung (Kohlefil
ter 12) führen.
15. Anlage nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verflüssiger (6) über eine Abgasleitung (13) mit
der Filtereinrichtung (12) verbunden ist.
16. Anlage nach einem der Ansprüche 11-15,
dadurch gekennzeichnet, daß
in den zu dem Verflüssiger (6) führenden Abgasleitun
gen (4, 5) ein Ausgleichbehälter (16), ein Flüssig
keitsabscheider (17) und ein Filtertrockner (25) ange
ordnet sind.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 11-16,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verflüssiger (6) zur Verflüssigung des Gases einen
Vorkühler (19) und einen tiefkühlenden Sammler (20)
aufweist.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 11-17,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sammler (20) über eine Steigrohrleitung (21) mit
Auffangbehälter (Flaschen 15) für das verflüssigte Gas
verbunden ist.
19. Anlage nach einem der Ansprüche 11-18,
dadurch gekennzeichnet, daß
der tiefkühlende Sammler (20) als Druckbehälter (20′)
und für Temperaturen von unter -100°C ausgebildet ist.
20. Anlage nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Luftauslaßleitung (24) aus dem Druckbehälter (20′)
zu einem oder mehreren Vorkühlern (31, 19) für das ab
zukühlende Gas führt.
21. Anlage nach einem der Ansprüche 11-20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die gesamte Einrichtung als Sonderaufbau auf einem
Lastkraftwagen montiert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893933811 DE3933811A1 (de) | 1989-10-10 | 1989-10-10 | Verfahren und anlage zur emissionsfreien rueckgewinnung von fluorkohlenwasserstoff aus polyurethanschaum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893933811 DE3933811A1 (de) | 1989-10-10 | 1989-10-10 | Verfahren und anlage zur emissionsfreien rueckgewinnung von fluorkohlenwasserstoff aus polyurethanschaum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3933811A1 true DE3933811A1 (de) | 1991-04-18 |
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ID=6391195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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