DE4336268A1

DE4336268A1 - Verfahren zum emissionsfreien Extrahieren eines Stoffes aus einem Stoffgemisch und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4336268A1
Application number: DE4336268A
Authority: DE
Inventors: Martin Pitts
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-10-24
Filing date: 1993-10-23
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2013-10-24
Also published as: DE9302646U1; DE4336268C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum emissions freien Extrahieren eines Stoffes aus einem Stoffgemisch, insbesondere zum emissionsfreien Extrahieren von Bindemit teln (Bitumen) aus Asphalt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bekanntlich müssen regelmäßig Produktionskontrollen beim Asphalt durchgeführt werden, sogenannte Eigenkontrol len zur Feststellung des Bitumen- und Mineralgehaltes und der Korngrößenverteilung. Die bisherigen Verfahren sind zeitaufwendig und verwenden umweltbelastende Chlorkohlen wasserstoffe, insbesondere das durch DIN-Vorschrift vor geschriebene Trichlorethylen, das im Verdacht steht, krebserregend zu sein. Die bekannten Verfahren laufen nicht emissionsfrei ab.

Durch die DE 35 10 056 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Bindemittel aus mineralstoffhaltigen bituminösen Gemi schen und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Zum Abtrennen von Bitumen und Mineralstoffen aus Altasphalt ist ein Behälter vorgesehen, in den der vorzer kleinerte Asphalt und ein Lösungsmittel eingegeben werden. Der Behälter wird in Schrägstellung gedreht. Durch Zugabe von Dichtetrennflüssigkeit wird die Bindemittellösung von den Mineralstoffen getrennt. Die Bindemittellösung wird über einen Abscheider einer Destilliereinrichtung zuge führt. Hier wird das Lösungsmittel zurückgewonnen, um von neuem benutzt zu werden.

Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Einrich tung zur Durchführung des Verfahrens ist immer noch nach teilig der relativ große apparative Aufwand und vor allem der große Lösungsmittelbedarf. Außerdem ist die zusätzli che Verwendung einer Dichtetrennflüssigkeit erforderlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen die oben erwähnten Kontrollen einfacher, schneller und emissionsfrei durchführbar sind und bei denen insbesondere auf die Verwendung von Chlor kohlenwasserstoffen verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Ausbil dung gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 4 angegeben.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Erfindung werden ein kontinuierliches Ver fahren und Vorrichtungen angegeben, mit denen der Lösungs mittelbedarf erheblich reduziert werden kann. Das Verfah ren und die Vorrichtungen arbeiten emissionsfrei, und es kann auf die Verwendung von Chlorkohlenwasserstoffen ver zichtet werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Vor richtung zum emissionsfreien Extrahieren von Bindemittel aus Asphalt,

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht einer ande ren Ausführungsform der Vorrichtung zum emissionsfreien Extrahieren von Bindemittel aus Asphalt und

Fig. 3 die Vorrichtungen nach den Fig. 1 und 2 in einer schematischen Seitenansicht.

Gleiche Bauteile in den Figuren der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung 2 zum emissions freien Extrahieren eines Stoffes aus einem Stoffgemisch. Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 4, in dem eine Siebtrommel 6 mit beispielsweise einer Maschenweite von 2 mm liegend und drehbar angeordnet ist. Die Siebtrommel 6 ist im Gehäuse geneigt angeordnet, d. h. die vordere offe ne Beschickungsöffnung 8 für das Stoffgemisch ist höher angeordnet als die hintere geschlossene Seite 10.

Die Siebtrommel 6 ist oberseitig von einem Halbzylin der 12 mit Abstand umgeben, etwa bis zur horizontalen dia metralen Ebene. An diesen Halbzylinder 12 schließt sich unterhalb der Siebtrommel 6 ein viertelzylindrischer Schieber 14 an, der seitlich Aufkantungen 16 zur Flüssig keitszuführung aufweist und in Richtung des Doppelpfeiles A auf einer Halbkreisbahn 18 verschiebbar ist.

Zwischen dem Schieber 14 bzw. der Halbkreisbahn 18 und der Siebtrommel 6 ist noch ein halbzylindrisches Sieb 15 mit beispielsweise einer Maschenweite von 0,09 mm angeord net.

Das Gehäuse 4 ist unterhalb des Schiebers 14 bzw. des sen Halbkreisbahn 18 durch eine Wand 19 in zwei Kammern 20 und 22 unterteilt, wobei entweder die eine Kammer 20, wie in der Fig. 1 dargestellt, oder die andere Kammer 22 vom Schieber je nach dessen Stellung verschlossen wird.

Die Kammer 22 ist noch durch eine Wand 24 unterteilt, und zwar in eine Kammer 22′ und eine Kammer 22′′. Die Wand 24 endet mit Abstand zum Kammerboden 26, so daß die Kam mern 22′ und 22′′ über eine bodenseitige Verbindung 25 mit einander in Verbindung stehen.

Die Kammern 20 und 22′, nicht jedoch die Kammer 22′′, sind durch Heizungen 28 und 30 aufheizbar.

Sowohl im Kammerboden 26 als auch im Boden 32 der Kam mer 20 sind Bodenablaßventile 34 und 36 angeordnet.

In der Kammer 22′′ befindet sich unterhalb des Schie bers 14 noch ein Filter 38.

Mittig oberhalb der Siebtrommel ist auf dem Gehäuse 4 ein Kühler 40 angeordnet, der über eine Öffnung 42 im Ge häuse 4 und dem Halbzylinder 12 mit dem Raum unterhalb des Halbzylinders 12 in Verbindung steht.

Unterhalb des Kühlers 40 ist eine gebogene Blechrut sche 44 angeordnet, über die Kondensat aus dem Kühler in die Siebtrommel 6 rückgeführt wird und die in der Be triebsstellung mit ihrem freien Ende in die Siebtrommel hineinragt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Blechrutsche 44 ist bei 46 schwenkbar am Gehäuse 4 ange bracht, damit sie eine Demontage der Siebtrommel nicht behindert.

Die Vorrichtung 2 arbeitet wie folgt, wobei das Extra hieren von Bindemittel (Bitumen) aus Asphalt betrachtet werden soll.

Es wird dabei ein Lösungsmittel verwendet, das etwa den gleichen Siedepunkt wie Wasser hat. Die Siedetempera tur des Lösungsmittels muß so sein, daß der zu extrahie rende Stoff (hier Bitumen) chemisch und physikalisch nicht verändert wird, damit die nachfolgenden Analysen einwand frei durchgeführt werden können.

Zunächst wird die Siebtrommel 6 über die vordere Öffnung mit dem Stoffgemisch, hier Asphalt, beschickt. Danach wird die Kammer 20 teilweise mit dem Lösungsmittel (enta romatisiertes Benzin) über den Kühler 40 oder direkt befüllt, wodurch gleichzeitig eine Art Vorlösevorgang ein geleitet wird. Danach werden die Kammern 22′ und 22′′ teil weise mit Wasser gefüllt.

Die Kammer 20 wird anschließend erwärmt. Der entste hende Lösungsmitteldampf steigt nach oben in den Kühler, wo er gekühlt wird und kondensiert. Das Kondensat fließt dann im Kühler nach unten wieder in die Trommel und extra hiert dabei das Bitumen aus dem Asphalt. Das gelöste Bitu men fließt dann in die Kammer 20. Bei diesem Extraktions vorgang befindet sich der Schieber 14 in der in der Fig. 1 gezeigten linken Stellung, in der die Kammer 20 mit der Siebtrommel und dem Kondensator in Verbindung steht. Aus der Kammer 20 steigt weiter Lösungsmitteldampf auf, der, wie schon beschrieben, im Kühler 40 kondensiert und beim Herabfließen über die Blechrutsche 44 weiteres Bitumen extrahiert. Dieser ganze Extraktionsvorgang verläuft somit kontinuierlich. Sobald der Extrahiervorgang abgeschlossen ist, wird die in der Kammer 20 befindliche Bitumenlösung über das Bodenablaßventil 36 abgelassen.

Nach Beendigung des Extrahiervorganges wird die Kammer 20 durch Verschieben des Schiebers 14 in die rechte End stellung verschlossen. In dieser Stellung des Schiebers 14 ist dann die Kammer 22 mit der Trommel bzw. mit dem Trom melraum verbunden. Es wird jetzt die Kammer 22′ aufgeheizt bis zum Sieden des Wassers. Der aufsteigende heiße Dampf bzw. das durch Kondensation des Dampfes im Kühler entste hende heiße Wasser wäscht das restliche Lösungsmittel aus den in der Siebtrommel 6 verbliebenen Mineralstoffen aus. Die Waschlösung, bestehend aus Wasser und Lösungsmittel, wird in der Kammer 22′ aufgefangen. Da das Lösungsmittel leichter als Wasser ist, schwimmt es auf dem Wasser auf. Über die bodenseitige Verbindung der beiden Kammern 22 und 22′′ wird Wasser in die Kammer 22′ nachgeführt, so daß auch hier ein in sich geschlossener kontinuierlicher Auswasch vorgang vonstatten geht. Vorzugsweise fließt die Wasser/ Lösungsmittelmischung noch über das in der Kammer 22′ an geordnete Filter 38, damit evtl. noch mit ausgewaschene Füller abgefiltert werden können.

Nach Beendigung des Waschvorganges, d. h. wenn die Waschflüssigkeit nur noch Wasser und kein Lösungsmittel mehr enthält, wird die Flüssigkeit aus den Kammern 22′ und 22′′ über das Bodenablaßventil 34 abgelassen. Die in der Trommel verbliebenen Mineralstoffe können dann entnommen und getrocknet werden, beispielsweise mit Mikrowellen, da die Trocknung praktisch emissionsfrei durchgeführt werden kann, da die Mineralstoffe nur noch mit Wasser belastet sind.

Die über das Bodenablaßventil 36 abgelassene Bitumen lösung enthält noch den sogenannten Füller. Zum Abtrennen des Füllers wird die Bitumenlösung zentrifugiert. Danach können die üblichen fotometrischen Analysen der vom Füller gereinigten Bitumenlösung zur Bestimmung des Bindemittel gehaltes (Bitumengehaltes) durchgeführt werden. Durch die se Verfahrensweise kann auf die sonst übliche Differenzwä gung Beschickungsgewicht (d. h. Einwaage/Asphalt)/Gewicht des ausextrahierten Mineralstoffes, verzichtet werden.

Die Fig. 2 zeigt eine leicht abgeänderte Vorrichtung, bei der ein Filter 50 zwischen der Siebtrommel 6 und dem Schieber 14, in der Zeichnung zwischen dem halbzylindri schen Sieb 15 und dem Schieber 14 angeordnet ist. Bei die ser Ausführungsform fehlt das Filter 38 in der Kammer 22′.

Der Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß auf das Zentrifugieren zum Abtrennen des Füllers aus der Bitu menlösung verzichtet werden kann, weil der Füller im Fil ter zurückgehalten wird. Ein weiterer Vorteil besteht dar in, daß das Trocknen des Füllers in diesem Falle emis sionsfrei durchführbar ist, weil nach dem Waschvorgang sämtliche Mineralien nur von Wasser kontaminiert sind, so daß beim Trocknen nur noch Wasserdampf entsteht.

Claims

1. Verfahren zum emissionsfreien Extrahieren eines Stoffes aus einem Stoffgemisch, gekennzeichnet durch folgende Ver fahrensschritte:

- Aufheizen von Lösungsmittel oder der Extraktphase und Kondensieren des Lösungsmitteldampfes,
- Extrahieren des Stoffes aus dem Stoffgemisch mit Hilfe des rückgeführten Kondensats des Lösungs mitteldampfes,
- Aufheizen von Wasser nach Beendigung des Extrak tionsvorganges und Kondensieren des Wasserdamp fes,
- Auswaschen von Lösungsmittelresten aus der Raffi natphase mit Hilfe des rückgeführten kondensier ten Wasserdampfes,
- separates Auffangen der Wasser/Lösungsmittel-Pha se,
- Abziehen der Extraktphase sowie des Wassers und der Wasser/Lösungsmittel-Phase,
- Trocknen des Raffinats.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel eine Siedetemperatur aufweist, die etwa gleich der Siedetemperatur des Wassers ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Stoffgemisch Asphalt, die abzutrennende Phase Bitumen und das Lösungsmittel entaromatisiertes Benzin ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3
mit einem Gehäuse (4), in dessen oberem Teil eine Siebtrommel (6) zur Aufnahme des Stoffgemisches dreh bar angeordnet ist und in dessen unterem Teil unter halb der Siebtrommel zwei oben offene Kammern (20, 22) ausgebildet sind, von denen die eine Kammer (20) mit Lösungsmittel und die andere Kammer (22) mit Wasser teilweise gefüllt ist und deren obere Kammeröffnungen von einem viertelzylindrischen Schieber (14) abwech selnd schließbar sind,
wobei die eine Kammer (22) durch eine Wand (24) in zwei Kammern (22′) und (22′′) geteilt ist, die im Be reich des Kammerbodens (26) miteinander verbunden sind,
mit Heizeinrichtungen (28) und (30) für die Kammern (20) und (22′)
sowie mit einem oberhalb der Siebtrommel (6) angeord neten, zum Kondensieren von Lösungsmittel- und Wasser dampf vorgesehenen Kühler (40), aus dem der konden sierte Lösungsmitteldampf und der kondensierte Wasser dampf in die Trommel rückgeführt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel (6) geneigt angeordnet und mit einer vorderen Beschickungsöffnung für das Stoffgemisch versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rückführung des Kondensats in die Sieb trommel (6) über eine im Gehäuse (4) drehbar gelagerte Blechrutsche (44) erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Siebtrommel (6) und dem Schieber (14) ein halbzylindrisches Sieb (15) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Siebtrommel (6) eine halbzylindrische Abdeckung (12) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil der Kammer (22′), die benachbart zur Kammer (20) angeordnet ist, ein Filter (38) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (20) und (22) Bo denablaßventile (34) und (36) aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel (6) eine Ma schenweite von 2 mm und das halbzylindrische Sieb (15) eine Maschenweite von 0,09 mm aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere hintereinan der angeordnete Filter (50) zwischen der Siebtrommel (6) und dem Schieber (14) oder zwischen dem halbzylindrischen Sieb (15) und dem Schieber (14) angeordnet ist (sind).