DE4402025A1 - Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung von schadstoffbelasteten, kohlenstoffhaltigen Reststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung und Verwer­ tung von schadstoffbelasteten, kohlenstoffhaltigen Reststoffen, insbesondere kunststoff- und elastomerehaltigen Reststoffen wie sie z. B. bei der Entsorgung von Altfahrzeugen oder Altgeräten als Shredderleichtfraktion anfallen.

Bei der Entsorgung von Altfahrzeugen oder Altgeräten erfolgt in einem mehr oder minder großem Umfang zunächst eine partielle Demontage von bestimmten Komponenten sowie deren Sortierung nach festgelegten Wertstoffgruppen. Diese Komponenten werden gesondert entsorgt, aufbereitet und einer Wiederverwertung zugeführt. Trotz dieser partiellen Demontage verbleiben an den Altfahrzeugen bzw. Altgeräten eine Reihe organischer und anorganischer Begleitstof­ fe, zu deren Trennung vom Metallschrott weitere Verfahrensschrit­ te erforderlich sind, um eine umweltverträgliche Wiederverwertung der verbliebenen Wertstoffe zu ermöglichen. Zur Trennung von Metallschrott und Nichtmetallschrott werden die teilweise demon­ tierten Altfahrzeuge bzw. Altgeräte mittels Shredder bzw. Zerdi­ rator zertrennt (geshreddert) und die dabei entstehenden Klein­ teile in verschiedene Fraktionen getrennt. Während der Wiederein­ satz der gewonnenen metallischen Wertstoffe in den Stofffluß in der Regel unproblematisch ist, ergeben sich für die anfallende leichte Fraktion, auch als Shredderleichtfraktion bezeichnet, erhebliche Probleme bei deren Wiederverwertung bzw. Entsorgung. Dieser Zustand wird noch durch den jährlich steigenden Anteil von Kunststoffen und Elastomeren im Fahrzeugbau und die strengeren Deponiebestimmungen verschärft.

Zur Entsorgung der organischen und anorganischen Begleitstoffe von Altfahrzeugen bzw. Altgeräten ist z. B. in der DE-PS 41 23 028 ein Verfahren beschrieben, nach dem die partiell demontierten Altfahrzeuge bzw. Altgeräte gemeinsam mit den jeweils in ihnen enthaltenen Begleitstoffen in einer Schrottpresse paketiert und diese Schrottpakete in einen Schachtofen über die Gicht eingege­ ben werden, wobei ein gleichbleibendes Mengenverhältnis von Stahlschrott zu den organischen und anorganischen Begleitstoffen vor dem Paketieren eingestellt werden kann.

Der Einsatz dieser Begleitstoffe über die Gicht hat den Nachteil, daß auf Grund der im oberen Bereich eines Schachtofens vorherr­ schenden Temperaturen von 100°C bis 300°C bereits eine Ver­ schwelung der organischen Bestandteile erfolgt und somit die Bildung von Dioxinen und Furanen nicht ausgeschlossen werden kann.

Ein weiteres Verfahren zur Entsorgung von schadstoffbelasteten, kohlenstoffhaltigen Abfallstoffen ist in der DE-OS 41 04 252 be­ schrieben. Gemäß diesem Verfahren werden Abfallstoffe wie Klär­ schlämme, Altöle und auch Shredder-Rückstände mit einem hohen Kunststoffanteil in einen fließfähigen Zustand (Suspension) ver­ setzt und danach über die Windformen in das Gestell eines Hoch­ ofens eingebracht. Der organische Anteil, der in einer fließfähi­ gen Form eingebrachten Abfallstoffe soll dabei vor der Mündung der einzelnen Windformen eines Hochofens vergasen und somit einer energetischen Nutzung zugeführt werden.

Neben den hohen Aufbereitungskosten für eine mechanische Zerklei­ nerung der Shredderleichtfraktion hat das Verfahren der suspen­ sierten Einbringung den Nachteil, daß der Feststoffanteil in der Suspension etwa 1/3 des Volumenstromes betragen kann, um das Fließverhalten zu garantieren. Da einem Hochofen oder einem vergleichbaren Schachtofen nur eine begrenzte Gesamtmenge an Zusatzbrennstoffen pro Zeiteinheit über die Windformen zugeführt werden kann, ist das mögliche Verbringen, beispielsweise von Shredderleichtfraktion, um 2/3 reduziert. Die in der DE-OS 41 04 252 ebenfalls vorgeschlagene pneumatische Förderung der mecha­ nisch zerkleinerten Shredderleichtfraktion in einen Hochofen scheitert neben den hohen Kosten für die Zerkleinerung hauptsäch­ lich daran, daß die danach vorliegende Shredderleichtfraktion eine fasrige Struktur aufweist, welche eine störungsfreie pneuma­ tische Förderung über die Windformen in den Hochofen verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung von schadstoffbelasteten, kohlenstoffhaltigen Rest­ stoffen, wie sie z. B. als Shredderleichtfraktion bei der Entsor­ gung von Altfahrzeugen und Altgeräten oder als Reststoff bei der Produktion und Entsorgung von Kunststoffen anfallen, zu finden, daß eine umweltverträgliche energetische und stoffliche Nutzung dieser Reststoffe ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die bei der Entsorgung von Altfahrzeugen und Altgeräten im Shredderprozeß bzw. einem anderen vergleichbaren Verfahren anfallende Leicht­ fraktion oder bei der Produktion und Entsorgung von Kunststoffen anfallenden Reststoffe durch extrudieren in eine neue Struktur umgewandelt und diese als Granulat oder in anderer kompaktierter Form vorliegenden Reststoffe in einem weiteren Verfahrensschritt auf eine Korngröße zerkleinert werden, welche eine pneumatische Förderung und eine prozeßverträgliche energetische und stoffliche Nutzung dieser Reststoffe in der Hochtemperaturzone eines metall­ urgischen Schachtofens ermöglicht. Der zerkleinerte Reststoff weist dabei vorzugsweise eine Korngröße von ≦ 3 mm auf und wird über die Windformen dem Schachtofen zugeführt, wobei die zuge­ führte Menge z. B. bei der Roheisenerzeugung bis auf ca. 200 kg/t Roheisen eingestellt werden kann. Auf Grund der vor den Windfor­ men herrschenden Temperaturen von < 2000°C vergasen die organi­ schen Bestandteile der eingeblasenen Reststoffe und werden somit einer energetischen Nutzung und in deren Folge, entsprechend des Reduktionsverhaltens der entstehenden kohlenstoffhaltigen Verga­ sungsprodukte, einer stofflichen Verwertung im Schachtofen durch Teilnahme am Reduktionsprozeß zugeführt. Durch die in der Hoch­ temperaturzone eines Schachtofens herrschende reduzierende Atmo­ sphäre wird eine Bildung von Dioxinen und/oder Furanen zuverläs­ sig unterbunden. Die anorganischen Bestandteile der Reststoffe werden in die schmelzflüssige Schlacke überführt oder von der Metallschmelze aufgenommen. Mit der energetischen und stofflichen Verwertung der extrudierten und zerkleinerten Reststoffe im metallurgischen Prozeß der Roheisenerzeugung in einem Schachtofen ist eine Einsparung von metallurgischen Koks, entsprechend dem Kohlenstoffäquivalent der eingeblasenen Menge, möglich. Gemäß diesem Verfahren der Verwertung von schadstoffbelasteten, kohlen­ stoffhaltigen Reststoffen weisen weder die Metallschmelze, noch die anfallenden Nebenprodukte dieses metallurgischen Prozesses qualitätsbeeinträchtigende bzw. umweltbelastende Analysenwerte auf.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Beispiel zur Aufbereitung und Verwertung von schadstoffbelasteten kohlenstoffhaltigen Reststoffen, wie sie bei der umweltschonenden Entsorgung von Altfahrzeugen anfallen, erläutert werden. Gemäß diesem Verfahren wird die im Shredderprozeß anfallende und im wesentlichen aus Leder-, Kunststoff-, Gummi- und Schaumstoffbestandteilen beste­ hende Shredderleichtfraktion durch Windsichtung ausgetragen und in einem Zwischenbunker gelagert. Die Anteile der einzelnen Korngrößen sind dabei etwa wie folgt verteilt:

< 1 mm = 9,1 Vol %
1-8 mm = 16,4 Vol %
8-40 mm = 60,8 Vol %
< 40 mm = 13,7 Vol %

Zur Aufbereitung dieser Shredderleichtfraktion wird das im Zwi­ schenbunker, mit einer Dichte von 0,2-0,4 t/m³, lagernde Mate­ rial über bekannte Austrags- und Fördermittel einem Doppelkammer­ extruder zugeführt und die Shredderleichtfraktion dort einer Strukturänderung unterzogen. Durch den unter hohem Druck arbei­ tenden Doppelkammerextruder erfolgt eine Verdichtung der einzel­ nen Bestandteile, wobei die dabei auftretenden Temperaturen zu einem kurzzeitigen Aufschmelzen des Plasteanteils der Shredder­ leichtfraktion führen. Durch das Verpressen der Shredderleicht­ fraktion verliert das Material seine fasrige Struktur, so daß nach dessen Abkühlung eine problemlose und kostengünstige Zer­ kleinerung auf eine pneumatisch förderbare Korngröße von ≦ 3 mm möglich ist. Die Zerkleinerung der in Strangform oder als Granu­ lat vorliegenden schadstoffbelasteten, kohlenstoffhaltigen Rest­ stoffe aus der Entsorgung von Altfahrzeugen erfolgt in einer Hammermühle oder einer anderen vergleichbaren Einrichtung. Die nach dem Mahlvorgang vorliegende Korngröße ≦ 3 mm wird nach einer Zwischenlagerung pneumatisch an die Windformen eines Hochofens zur Roheisenerzeugung gefördert und dosiert in die zwischen Gestell und Rast liegende Hochtemperaturzone eingebracht. Als Förderanlage zur Verteilung und dem Einblasen der aufgemahlenen Reststoffe in den Hochofen dienen dabei an sich bekannte Vorrich­ tungen, von denen eine z B. in der EP-PS 164 436 näher beschrie­ ben ist.

Durch das vorgeschlagene Verfahren zur Aufbereitung und der Verwertung der Shredderleichtfraktion in der Hochtemperaturzone eines Hochofens werden die aus der Entsorgung von Altfahrzeugen anfallenden schadstoffbelasteten, kohlenstoffhaltigen Reststoffe einer energetischen und stofflichen Verwertung zugeführt, wobei durch die in der Hochtemperaturzone herrschende reduzierende Atmosphäre die Bildung von Dioxinen und/oder Furanen wirkungsvoll unterbunden wird und somit eine umweltverträgliche Verwertung der aus der Entsorgung von Altautos resultierenden Reststoffe gewähr­ leistet ist.

Claims (4)

1. Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung von schadstoffbela­ steten, kohlenstoffhaltigen Reststoffen, insbesondere kunst­ stoff- und elastomerehaltigen Reststoffen, wie sie z. B. bei der Entsorgung von Altfahrzeugen oder Altgeräten als Shredder­ leichtfraktion anfallen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Reststoffe durch extrudieren in eine neue Struktur umgewandelt und diese als Granulat oder in anderer kompaktierter Form vorliegenden Reststoffe in einem weiteren Verfahrensschritt auf eine Korngröße zerkleinert werden, welche eine pneumati­ sche Förderung und eine prozeßverträgliche energetische und stoffliche Verwertung dieser Reststoffe in der Hochtemperatur­ zone eines metallurgischen Schachtofens ermöglicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der zerkleinerten Reststoffe ≦ 3 mm beträgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten Reststoffe über die Windformen dem Schachtofen zugeführt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die zugeführte Menge der zerkleinerten Reststoffe bei der Roheisenerzeugung bis 200 kg/t Roheisen beträgt.