DE4403777A1

DE4403777A1 - Mechanical treatment process for mixed refuge

Info

Publication number: DE4403777A1
Application number: DE19944403777
Authority: DE
Original assignee: DOERING DIETMAR DIPL ING
Current assignee: DOERING DIETMAR DIPL ING
Priority date: 1994-02-01
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 1995-08-03

Abstract

The process involves magnetic separation, reducing in size, wind sifting and drying. The impact process for reduction in size takes place simultaneously with the wind sifting and after the magnetic separation. Drying and selective grinding follow. The heavy material (metal and large particles of material not easily broken up) goes against a flow of gas for impact and gravity treatment, downwards, out of the impact size reduction cone. The device used includes a rotor (4) fitted vertically in a mill, through which gas flows upwards.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Aufbereitung von Stoffgemischen und -verbunden, insbesondere Abfall- und Reststoffen, nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 sowie eine kompakte Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 3.The invention relates to a method for mechanical Preparation of mixtures and compounds, especially waste and residues, according to the preamble of claims 1 and 2 as well a compact device for carrying out a such procedure according to the preamble of Claim 3.

Die traditionelle Abfallentsorgung durch Deponierung oder Müllverbrennung weicht zunehmend einer Kreislaufwirtschaft, Verfahren, die aus dem Abfall Rohstoffe zur stofflichen Wiederverwendung oder zur rohstofflichen Nutzung anstelle fossiler Energieträger gewinnen.The traditional waste disposal through Landfilling or waste incineration gives way increasingly a circular economy, procedures that from waste raw materials to material Reuse or for raw material use win instead of fossil fuels.

In jüngster Zeit wurden thermische Verfahren entwickelt, die insbesondere durch Kombination von Pyrolyse, Hydrierung und Hochtemperaturvergasung oder Hochtemperaturverbrennung mit leistungsfähigen Rauchgasreinigungs- und Energieumwandlungsanlagen aus dem Abfall thermische Nutzenergie freisetzen können und dabei auch die hohen Umweltschutzanforderungen erfüllen. Der Generatorgaserzeugung kommt hierbei steigende Bedeutung zu.More recently, thermal processes have been used developed in particular by combining Pyrolysis, hydrogenation and high temperature gasification or high temperature combustion with powerful Flue gas cleaning and energy conversion plants from the waste thermal useful energy can release and also the high ones Meet environmental protection requirements. Of the Generator gas generation is increasing here Meaning too.

Die Energieausbeute ist jedoch um so geringer, je mehr unbrennbares Material, wie Metall, Glas, Keramik und Wasser, mit erhitzt werden. In der Praxis führt das oft dazu, daß wertvolle Rohrstoffe, wie Altpapier oder sogar Öl bei der Müllverbrennung zugesetzt werden, um das Brennverhalten zu verbessern. Andererseits hat es sich als sinnvoll erwiesen, bei der Hochtemperaturverbrennung oder -vergasung einen Anteil Schlackebildner zuzugeben, um entstehende Schwermetallverbindungen auslaugsicher und damit umweltverträglich deponiefähig oder zur Verwendung als Baustoff einzubinden.However, the energy yield is all the lower, ever more incombustible material, like metal, glass, Ceramic and water to be heated with. In the In practice, this often leads to valuable raw materials, like waste paper or even oil from waste incineration can be added to the burning behavior improve. On the other hand, it has made sense proven in high temperature combustion or -gasification to add a portion of slag formers, to heavy metal compounds Leakproof and therefore environmentally friendly Landfillable or for use as a building material to involve.

Verschiedene mechanische Verfahren zur maschinellen Aussortierung von Flaschen und Metall aus Hausmüll, zur Bauschuttaufbereitung oder zur Trennung von kompostierfähigem Material und Kunststoff aus Hausmüll gibt es bereits. Sie sind zur Gewinnung trockener Brennstoffkonzentrate in ihrer Realisierung jedoch aufwendig und wenig wirtschaftlich, da jeder Verfahrensschritt in der Regel mit einer separaten Vorrichtung realisiert wird, anstatt den Verfahrensablauf so zu kombinieren, daß man gleich mehrere Verfahrensschritte mit einer Vorrichtung realisiert, insbesondere Zerkleinerungs-, Trocknungs- und Separationsverfahren. Bei sehr komplexen Stoffgemischen bleibt häufig auch nur die manuelle Sortierung. Aus der Geräteschrottaufbereitung ist die Verfahrenskombination Grobzerkleinerung, Fe-Abscheidung, Windsichtung, Wirbelstromscheidung, Nachzerkleinerung, Windsichtung, bekannt (DE OS 41 00 346 A1). Für erdfeuchte Stoffgemische eignet sich dieses Verfahren weniger. Es wurde festgestellt, daß in hausmüllähnlichen Abfällen neben Holz, Kunststoff, Papier, feuchtem Küchenabfall, Textilien und Metall nach der Grobzerkleinerung in einer Rotorschere oder einem Reißwalzenshredder noch Materialverbunde aus Kunststoff und Metall, sowie Glas, Keramikscherben und Steine vorhanden sind.Different mechanical processes for mechanical sorting of bottles and metal from household waste, for processing rubble or for Separation of compostable material and Plastic from household waste already exists. You are for Obtaining dry fuel concentrates in your Realization, however, complex and little economical because every process step is usually is realized with a separate device instead to combine the procedure so that one several process steps with one Device realized, in particular crushing, Drying and separation processes. At very Complex mixtures of substances often only remain manual sorting. From equipment scrap processing is the combination of coarse grinding, Fe separation, wind sifting, eddy current separation, Post-shredding, wind sifting, known (DE OS 41 00 346 A1). For earth moist Mixtures are less suitable for this process. It was found that in household waste-like Waste in addition to wood, plastic, paper, damp Kitchen waste, textiles and metal after the Coarse shredding in a rotor shear or a Drawing roller shredder still made of composite materials Plastic and metal, as well as glass, ceramic shards and stones are present.

Für einige der thermischen Verfahren ist eine Vorzerkleinerung des Materials auf <25 mm Partikelgröße erforderlich. Insbesondere hier bietet sich die Kombination der Zerkleinerung mit einer leistungsfähigen Metallabscheidestufe an.For some of the thermal processes, one is Pre-shredding of the material to <25 mm Particle size required. Especially here offers the combination of shredding with a powerful metal separation stage.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein mit geringem technologischem Aufwand zu realisierendes Verfahren für die selektive Zerkleinerung und Trocknung eines solchen inhomogenen ggf. feuchten Stoffgemisches zu finden, das eine Vergrößerung der Oberfläche der nichtbrennbaren Silikat- und Keramikpartikel durch Vermahlung und weitgehenden Aufschluß von Verbundmaterial zum Zweck der Metallabscheidung bei gleichzeitiger Erzeugung kompakter Metallpartikel ohne scharfe Kanten und Ecken ermöglicht.The object of the invention is one with little technological effort to be realized Processes for selective grinding and Drying such an inhomogeneous, possibly moist To find a mixture of substances, which is an enlargement of the Surface of the non-combustible silicate and Ceramic particles through grinding and extensive Disintegration of composite material for the purpose of Metal deposition with simultaneous production compact metal particles without sharp edges and Corners.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das an sich bekannte Prinzip der Prallzerkleinerung mit dem ebenfalls bekannten Zerkleinerungsprinzip der Mikroverwirbelung derart kombiniert wird, daß ein neuer Wirkungseffekt auftritt, nämlich daß neben intensiver Trocknung während der Zerkleinerung eine Trennung von feinstrukturierten, leichter zerkleinerungsfähigen sowie sprödbrüchigen Anteilen von den schlagzähen, elastischen und duktilen Materialpartikeln erzielt wird, indem während der Prallzerkleinerung die zur Trocknung bestimmten Anteile aus dem Bereich der Prallzerkleinerung ausgetragen und nur diese mit der zur Kühlung verwendeten Gasströmung einem direkt darüber angeordneten Mikroverwirbelungsbereich zugeführt werden. Dazu nutzt man die im Übergang zwischen Prallzerkleinerungs- und Mikroverwirbelungszone herrschenden unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten zwischen Mahlgut und den Mahlwerkzeugen der Mikrowirbelzone derart aus, daß ein Abweiser-Sichtereffekt eintritt und die schlagzähen und grobstückigen Partikel nicht in den Bereich der Mikroverwirbelungszone gelangen. Vorteilhafterweise werden beide Zerkleinerungsprinzipien in einer Sichtermühle mit vertikalem Rotor durchgeführt. Der neue Wirkungseffekt beruht insbesondere auf der gleichzeitigen Durchführung der beiden vorgenannten Zerkleinerungsprinzipien, wobei die Sichtung während der Zerkleinerung zwischen den beiden unterschiedlichen Zerkleinerungszonen stattfindet und nicht, wie bei anderen Sichtermühlen, am gasseitigen Ausgang der Mühle erst nach der Zerkleinerung. Durch die selektive Prallzerkleinerung werden spröde Partikel stärker zerkleinert als schlagzähe oder duktile Stücken. Auch poröse und damit häufig feuchte Partikel, wie Pflanzenteile, Papier und kleine Textilfetzen werden durch diese Beanspruchung größtenteils so weit zerkleinert, daß sie als Leichtgut in die Mikroverwirbelungszone gelangen. Die Mikroverwirbelung bewirkt eine gute Trocknung. Mit dem zur Kühlung benötigten Gasstrom kann nach oben ein Gemisch aus Sand, brennbaren und häufig überwiegend auch kompostierbaren Feinanteilen sowie Folieschnipseln und Wasserdampf abgesaugt werden, während nach unten überwiegend Kunststoff- und Metallpartikel ausgetragen werden, die man noch über ihre unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit weitgehend voneinander trennen kann. Das Material wird in den Bereich der Prallzerkleinerung aufgegeben. Das dabei erzeugte Leicht- und Feingut gelangt durch die nach oben gerichtete Gasströmung in den darüber angeordneten Bereich der Mikroverwirbelung, während die schlagzähen Kunststoff- und duktilen Metallpartikel durch Stoßrichtung und Schwerkraft nach unten den Zerkleinerungsbereich verlassen, wo sie entgegen der Gasströmungsrichtung in den Bereich eines rotierenden Magnetfeldes gelangen, wobei die elektrisch leitfähigen Metallpartikel durch Wirbelstrominduktion einen Kraftimpuls erhalten, der eine Richtungsänderung bewirkt. Die Wirbelstromscheidung wird erst nach der Prallbeanspruchung durchgeführt, was ein reineres Metallprodukt zur Folge hat. Durch die Anordnung des Wirbelstromscheiders im Kühlgasstrom der Mühle ist es möglich, durch geeignete Gasführung im Bereich des Metallauswurfes die bei Wirbelstromscheidern auftretenden Spritzkornverunreinigungen der Metallfraktion durch Schwerkraftsichtung mit einfachsten Mitteln zu verhindern.According to the invention, this object is achieved by that the principle of Impact crushing with the also known Crushing principle of micro-swirling in such a way is combined that a new effect occurs, namely that in addition to intensive drying a separation of finely structured, easier to shred as well as brittle fragments of the impact-resistant, elastic and ductile material particles is achieved, by during the impact crushing Drying certain parts from the area of Impact crushing carried out and only this with the gas flow used for cooling directly micro-swirl area arranged above be fed. To do this, use the transition between impact crushing and micro swirl zone prevailing different Relative speeds between the regrind and the Grinding tools of the micro vortex zone such that a deflector sifter effect occurs and the impact-resistant and coarse particles not in the Area of the micro-swirl zone. Both shredding principles are advantageous in a classifier mill with a vertical rotor carried out. The new effect is based especially on the simultaneous implementation of the two aforementioned shredding principles, where the sighting during the crushing between the two different shredding zones takes place and not, as with other classifier mills, at the gas-side exit of the mill only after the Crushing. By selective impact crushing brittle particles are crushed more than impact-resistant or ductile pieces. Also porous and often moist particles, such as parts of plants, Paper and small scraps of textile are covered by this Stress largely crushed so far that them as light goods in the micro-swirl zone reach. The micro-swirling causes a good one Drying. With the one required for cooling Gas flow can be a mixture of sand, flammable and often mainly compostable Fine fractions as well as film chips and Water vapor can be sucked off while after below mainly plastic and metal particles to be carried out, which one still over their different electrical conductivity largely can separate from each other. The material is in the Abandoned crushing area. That included generated light and fine material passes through the directed gas flow in the above arranged area of the micro-vortex, while the impact-resistant plastic and ductile Metal particles due to impact direction and gravity down the shredding area where them against the gas flow direction in the Area of a rotating magnetic field, wherein the electrically conductive metal particles through Eddy current induction receive a force pulse that changes direction. The eddy current separation is only after the impact stress performed what is a purer metal product for Consequence. By arranging the eddy current separator in the cooling gas flow of the mill it is possible through suitable gas routing in the area of Metal ejection in eddy current separators Spray grain contamination of the Metal fraction by gravity screening with simplest means to prevent.

Die Vorteile des Verfahrens bestehen in der Möglichkeit, aus sehr inhomogenen Abfall- und Reststoffgemischen sowohl für die werkstoffliche, als auch für die rohstoffliche Nutzung besser geeignete Rohstoffe zu gewinnen. Trockene, metallarme Brennstoffgemische gewährleisten eine höhere Energieausbeute. Der feine Sandanteil führt durch die vergrößerte Oberfläche bei Erhitzung über 1500°C dazu, daß Asche- und Schwermetallverbindungen besser in die Schlacke eingebunden werden. Auch die Trennung von Kompost, Metall und Kunststoff aus Deponiemasse oder als Trennstufe zur mechanischen Aufbereitung von Geräteschrott, Haus- und Sperrmüll sind vorteilhafte Anwendungsbereiche für das Verfahren. Es kann mit einer kompakten Vorrichtung realisiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren geht über eine bloße Metallabscheidung hinaus. Die Anordnung ermöglicht die selektive Zerkleinerung, Trocknung, Windsichtung, Eisen- und Nichteisenmetalltrennung und Feinmahlung von Glas und Keramik, so daß der Schlackebildungsprozeß problemlos erfolgt und durch die hohe Oberfläche eine gute Einbindung von Asche- und Schwermetalloxyden erfolgt. Es werden zwei Brennstoffkonzentrate erzeugt, eine Leicht- und eine Schwerfraktion. Die Schwerfraktion besteht bei Verarbeitung von Mischmüll und Deponiemasse hauptsächlich aus nichtverrottbaren Kunststoff- und Gummistücken mit geringem Staubanteil, so daß sich eine nachfolgende werkstoffliche Rückgewinnung von Massenkunststoffen durch Kunststoffsortierung ebenso vorteilhaft realisieren läßt.The advantages of the method are: Possibility of very inhomogeneous waste and Residual mixtures for both the material and also more suitable for raw material use To win raw materials. Dry, low-metal Fuel mixtures ensure a higher one Energy yield. The fine proportion of sand leads through the increased surface area when heated above 1500 ° C that ash and heavy metal compounds be better integrated into the slag. Also the Separation of compost, metal and plastic from Landfill mass or as a separation stage for mechanical Processing of scrap equipment, domestic and bulky waste are advantageous areas of application for the Method. It can be done with a compact device will be realized. The method according to the invention goes beyond mere metal deposition. The Arrangement enables selective crushing, Drying, air sifting, ferrous and non-ferrous metal separation and fine grinding of glass and Ceramics so that the slag formation process done easily and due to the high surface good integration of ash and heavy metal oxides he follows. There will be two fuel concentrates generated, a light and a heavy fraction. The heavy fraction exists when processing Mixed waste and landfill mass mainly from non-rotten plastic and rubber pieces with low dust content, so that there is a subsequent material recovery of bulk plastics due to plastic sorting just as advantageous can be realized.

Durch die Abweiser-Sichtung vor dem Eintritt in die Mikrowirbelzone lassen sich die durch grobe Partikel bedingten Schlagkräfte auf die Mahlwerkzeuge weitgehend vermeiden, was den Einsatz härterer Werkstoffe für die Mahlwerkzeuge ermöglicht und somit den Verschluß durch Sandanteile im Material verringert.Through the deflector sighting before entering the Micro vortex zone can be through coarse particles conditioned impact forces on the grinding tools largely avoid what makes the use harder Allows materials for the grinding tools and thus the closure due to sand in the material decreased.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel, dargestellt auf Fig. 1, erläutert.The device required to carry out the method is explained below using an exemplary embodiment shown in FIG. 1.

Das in einem Shredder mit Siebrost zerkleinerte Material wird der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt und zunächst mit einem Magnetscheider 1 die Eisenpartikel weitgehend entfernt. Für die Verarbeitung von Geräteschrott ist es sinnvoll, den Magnetscheider 1 in seiner magnetischen Feldstärke variierbar zu gestalten, damit magnetische Kleinteile, die z. B. fest auf Elektronikplattinen stecken, in dem zur weiteren Zerkleinerung bestimmten Material verbleiben. Mit einer Zuführeinrichtung 2, z. B. einer Dosierrinne oder einer Förderschnecke, wird die Sichtermühle 3 mittig in der Nähe der Rotorwelle beschickt. Die Mühle 3 verfügt über einen vertikal angeordneten Rotor 4, der im unteren Teil mit beweglichen Schlaghämmern 5 bestückt ist. Im oberen Teil ist der Rotor mit starren Schlagleisten 6 ausgestattet. Die untere Schlagleistenreihe ist so gestaltet, daß sie eine Abweiserfunktion für Grobgut übernimmt. Besonders vorteilhaft für eine intensive Trocknung ist eine hohe Umfangsgeschwindigkeit des oberen Rotorteils. Eine Trennung der Antriebe von Hammerwerk und Mikrowirbelrotor (Fig. 2) verbessert die Trocknungsleistung sowie die Abweiserfunktion der unteren Schlagleistenreihe für Grobgut und somit die Trennschärfe der Sichtermühle. Das nach unten ausgetragene schlagzähe Grobgut, das vorwiegend aus thermoplastischem Kunststoff, Gummi und Metallstücken besteht, wird über einen Wirbelstromscheider 7 geführt, wo die Trennung von Nichteisenmetall, Kunststoff und restlichen Eisenpartikeln erfolgt. Das zur Kühlung und Trocknung verwendete Gas tritt überwiegend durch die Materialaustrittsöffnungen des unter der Mühle 3 angeordneten Wirbelstromscheiders 7 ein. Sie wird aus der Mühle 3 über der obersten Etage der Mikroverwirbelungszone 6 zusammen mit dem Leicht- und Feingut sowie Wasserdampf in einen Staubabscheider abgesaugt, wo eine Trennung der Feststoffe vom Trägergas und dem Wasserdampf erfolgt. Bei Verarbeitung von Deponiemasse kann durch Siebung anschließend die Kunststoffolie aus dem feinkörnigen Kompost ausgesiebt werden.The material comminuted in a shredder with sieve grate is fed to the device according to the invention and the iron particles are first largely removed with a magnetic separator 1 . For processing scrap equipment, it makes sense to make the magnetic separator 1 variable in its magnetic field strength, so that small magnetic parts, e.g. B. firmly stuck on electronic boards, remain in the material for further crushing. With a feed device 2 , for. B. a metering trough or a screw conveyor, the classifier mill 3 is fed centrally in the vicinity of the rotor shaft. The mill 3 has a vertically arranged rotor 4 which is equipped with movable impact hammers 5 in the lower part. In the upper part, the rotor is equipped with rigid blow bars 6 . The lower row of blow bars is designed so that it acts as a deflector for coarse material. A high peripheral speed of the upper rotor part is particularly advantageous for intensive drying. Separating the drives from the hammer mill and micro-vortex rotor ( Fig. 2) improves the drying performance and the deflector function of the lower row of blow bars for coarse material and thus the selectivity of the classifier mill. The impact-resistant coarse material discharged downwards, which mainly consists of thermoplastic, rubber and metal pieces, is guided over an eddy current separator 7 , where the separation of non-ferrous metal, plastic and remaining iron particles takes place. The gas used for cooling and drying predominantly enters through the material outlet openings of the eddy current separator 7 arranged under the mill 3 . It is sucked out of the mill 3 above the top floor of the micro-swirling zone 6 together with the light and fine material and water vapor into a dust separator, where the solids are separated from the carrier gas and the water vapor. When processing landfill mass, the plastic film can then be screened out of the fine-grained compost.

In Abhängigkeit vom Zustand des Inputmaterials läßt sich Zerkleinerungs- und Trocknungsleistung durch Variation von Drehzahl und Gasdurchsatz optimieren.Depending on the condition of the input material shredding and drying performance Variation of speed and gas throughput optimize.

Claims

1. A process for the mechanical processing of mixtures and compounds, in particular waste and residues, by magnetic separation, comminution, wind sifting and drying, characterized in that after magnetic separation an impact crushing takes place at the same time as wind sifting, followed by drying for the light and fine material and selective grinding by means of micro-swirling, while the heavy material, consisting only largely of metal and impact toughness and plastic-elastic non-metal particles, is discharged downward from the area of the impact crushing against the gas flow by impact and gravity.

2. The method according to claim 1, characterized in that that after the impact crushing for Heavy goods are connected to an eddy current separation, which is for classifying and cooling the mill used gas against the material flow, especially at least in an ejected, free falling metal particle stream with defined Speed, is initiated and thus by Gravity screening the contamination of the Metal fractions of the eddy current separator non-metallic spray grain is greatly reduced.

3. A device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized in that for impact crushing a rotor ( 4 ) in a mill ( 3 ) is arranged vertically, which is flowed through from bottom to top with the gas required for cooling and that resulting light material is carried via the gas flow into the area of the micro-swirling arranged directly above the material feed point for impact crushing, where selective grinding and drying take place.

4. The device according to claim 3, characterized in that the rotor ( 4 ) of the mill ( 3 ) in the impact crushing zone under the material feed point located near the rotor shaft is equipped with several floors of movably suspended impact hammers ( 5 ).

5. The device according to claim 3, characterized in that the rotor ( 4 ) of the mill ( 3 ) in the micro-swirl zone above the material feed point near the rotor shaft is equipped with several floors of rigidly attached blow bars ( 6 ) and the bottom row of blow bars fulfills a deflector function for coarse material .

6. The device according to claim 3, characterized in that the upper and lower part of the rotor ( 4 ) of the mill ( 3 ) have a common axis of rotation, regardless of whether they have a common or a separate drive and so with different Speed or direction of rotation can be operated to each other.

7. The device according to claim 3, characterized in that part of the gas required for cooling and sifting enters through the material outlet openings of a vortex flow separator ( 7 ) arranged under the mill ( 3 ) and from the mill ( 3 ) above the top floor of the micro-vortex zone with the light and fine material as well as water vapor in a dust separator.

8. The device according to claim 3, characterized in that the magnetic separator ( 1 ) used before loading the mill ( 3 ) can be varied in its strength.