DE4441229A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verwerten von kunststoffbeschichteten oder -umhüllten Kabelresten und Kabelschrott zum getrennten Wiedergewinnen von Metall und sortenreinem, recycelbarem Kunststoff - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Verwerten von kunststoffbeschichteten oder -umhüllten Kabelresten und Kabelschrott zum getrennten Wiedergewinnen von Metall und sortenreinem, recycelbarem KunststoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verwerten von kunststoffbe
schichteten oder kunststoffumhüllten Kabelresten und Kabelschrott zum
getrennten Wiedergewinnen von Metall und sortenreinem, recycelbarem
Kunststoff, bei welchem die in den Kabeln enthaltenen Metallteile von der
Umhüllung getrennt und die Metalle wiedergewonnen werden und die
Kunststoffe so aufbereitet werden, daß sie als metallfreies Recyclat
sortenrein einer Wiederverwendung als Reinkunststoff mit den
Werkstoffeigenschaften eines Neukunststoffes zuführbar sind.
Kabel als elektrische Leiter bestehen generell aus einer metallischen
Kabelseele aus einem oder mehreren Strängen, die vorwiegend aus
Kupfer oder Aluminium bestehen und einem oder mehreren
Kabelmänteln, die in der Regel aus Polyvinylchlorid (PVC) gefertigt sind,
wobei die einzelnen Metallstränge auch getrennt umhüllt sein können.
Zur Rückgewinnung des hochwertigen Kupfers oder Aluminiums aus
Kabelresten und Kabelschrott ist es bekannt, die Kunststoffummantelung
bei hohen Temperaturen zu verschwelen oder zu verbrennen, so daß die
Metallseele übrigbleibt. Bei der Verschwelung von Kunststoffen,
insbesondere von PVC, entstehen jedoch äußerst schädliche, giftige
Abgase, deren Umweltbelastung vom Gesetzgeber nicht mehr toleriert
wird. Die Vernichtung des wertvollen Kunststoffes ist ein weiteres, nicht
erwünschtes Ergebnis dieses Verfahrens.
Weit verbreitet sind zwischenzeitlich Verfahren, bei denen Kabelreste
bzw. Kabelschrott soweit zerkleinert wird, daß die entstehende
Partikelgröße keinen mechanischen Zusammenhalt zwischen Metall und
Kunststoff mehr zuläßt. Durch die DE 35 29 322 A1 ist beispielsweise ein
derartiges Verfahren zur Verwertung von isolierten Kabelabfällen
bekanntgeworden, bei denen die Kabelreste durch eine Zerkleine
rungsmaschine zu kleinen Teilchen geschnitten werden, so daß bereits
eine weitgehende Zerlegung von Metall und Isoliermaterial erfolgt.
Durch ein Gebläse wird das zerkleinerte Material in eine Trennanlage
gefördert, welches mittels Wasserspülung das Material sortiert. Das
getrennte Material wird in einem Überlaufbecken gesammelt und das
Wasser gleichzeitig wieder als Versorgung einer Pumpe mit den daran
angeschlossenen Düsen benützt, womit die unterschiedlichen Dichten
von Metall und Kunststoff zur Trennung genutzt werden.
Im Stand der Technik werden Reinheitsgrade beim Trennen von 0,5 bis 5%
Kunststoff im Metall und ca. 1 bis 5% Metall im Kunststoff erzielt. Das
Wiedereinschmelzen der Metallfraktion ist völlig unproblematisch,
während die Kunststoff-Fraktion als Recyclat weitgehend unbrauchbar
ist. Sie stellt in aller Regel ein unkontrolliertes Gemisch sehr
verschiedener Kunststoffe dar und kann im "Downcycling" nur für
Produkte niederer Qualität eingesetzt werden, für die der Markt
weitgehend gesättigt ist, weshalb letztlich nur die kostenintensive und
umweltschädliche Deponierung der Kunststoffabfälle verbleibt. Auf der
Deponie oder beim Einschmelzen der Kunststoffabfälle wirken
insbesondere Kupfer und Kupfersalze als Katalysator für die Bildung von
Dioxinen. Es muß deshalb die Trennung von Metall und Kunststoff aus
Kabelschrott mit oder ohne anschließende Verarbeitung der
Kunststoffabfälle nach dem Stand der Technik als sehr problematisch
angesehen werden.
Durch die DE 19 63 148 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Trennen des Kunststoffisolationsmaterials von Metalleitern
bekanntgeworden, bei dem die Leitungen ebenfalls zuerst in Stücke
geschnitten werden, worauf diese Stücke in ein Bad einer erwärmten, die
Isolierung nicht chemisch lösenden Flüssigkeit eingetaucht werden,
wonach die Leitungsstücke in der erwärmten Flüssigkeit einer die
aufgeweichte Isolierung von den Leiterstücken ablösenden
Schlagbeanspruchung ausgesetzt werden solange, bis sich die
Mantelwerkstoffe vom Metall abgelöst haben. Danach wird die gesamte
Charge in einen Trennbehälter mit zwei verschiedenen Flüssigkeiten
umgefüllt, die sich nicht miteinander mischen oder ineinander lösen
dürfen. Der Trennvorgang geschieht in der Weise, daß die Metallpartikel
in der zweiten Flüssigkeit, die die Trennflüssigkeit darstellt, absinken,
während die Kunststoffpartikel auf der Trennflüssigkeit aufschwimmen
und sich damit in der Phasengrenzfläche zwischen beiden Flüssigkeiten
sammeln und somit separiert werden können. Dieses Verfahren stellt
somit einen diskontinuierlichen Prozeß dar.
Weil jedoch kein organisches Lösungsmittel existiert, das nicht in einem
anderen organischen Lösungsmittel lösbar oder vermischbar ist, verbleibt
als zweite Trennflüssigkeit für technisch realisierbare Möglichkeiten nur
Wasser, in dem soviel Salze gelöst sind, daß seine Dichte größer als die
der abzuscheidenden Kunststoffe ist. Während des Quellvorganges
werden als Weichmacher verwendete Phtalsäureverbindungen aus dem
Kunststoff gelöst, die sich beim Kontakt mit Wasser darin lösen bzw. in
Suspension gehen. Da sich das Wasser im Prozeßverlauf durch
Verunreinigungen verbraucht, ist es nach Gebrauch zu regenerieren.
Eine saubere Trennung der gelösten Salze und der aus dem Kunststoff
stammenden Verunreinigungen ist technisch schwierig und sehr
kostenaufwendig. Die Abgabe an das Abwasser ist in Deutschland
gegenwärtig kaum genehmigungsfähig.
Des weiteren ist durch die DE 33 40 273 A1 ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Verwertung von kunststoffbeschichteten Kabelresten
bekanntgeworden, bei dem die Kabelreste in ein Bad eingegeben werden,
das ein flüssiges Quellmittel enthält, welches die Kunststoffteile
aufquellen läßt und brüchig macht. Anschließend an den Quellvorgang
werden die Kabelreste einer Waschstation zugeführt und mit scharfen
Strahlen aus Sprühdüsen besprüht, wobei die Kunststoffmäntel der
Kabelreste durch den Strahldruck zertrümmert werden. Die
Kunststoffteile werden durch eine Trennvorrichtung von den Metallteilen
getrennt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Rückgewinnung der
Metallseele aus Kabelresten und Kabelschrott, die vorzugsweise aus
hochwertigem Elektrolytkupfer oder Aluminium besteht, und der die
Ummantelung bildenden Kunststoffe von Kabelresten und Kabelschrott
ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu
schaffen, welches eine einwandfreie Trennung der Metallseele von der
Kunststoffummantelung gewährleistet, wobei sowohl die Metalle wie
auch die Kunststoffe in reiner Form sortenrein wiedergewonnen werden
sollen, wobei bei der Durchführung des Verfahrens keine
Verunreinigungen in die Atmosphäre oder in das Grundwasser
austreten sollen und alle beteiligten Wirkstoffe aufbereitet und
wiederverwendet werden sollen. Ein Hauptziel besteht in der
Rückgewinnung eines Kunststoffrecyclats, das neuwertigem Kunststoff
gleicher Art in seinen Werkstoffeigenschaften gleicht.
Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Anspruchs 1 gekennzeichnet. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 17 gekennzeichnet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung besitzen den
hervorstechenden Vorteil, daß nach dem Durchlaufen der Verfahrens
schritte durch die Vorrichtung sowohl das Metall wie der Kunststoff in
getrennter, sortenreiner Form vorliegen, wobei der Kunststoff nicht
durch Schwermetalle oder sonstigen Schmutz verunreinigt ist; der
Kunststoff wird sortenrein in extrudierfähiger Form gewonnen. In
höchst voreilhafter Weise gleicht das Kunststoffrecyclat dem neuwertigen
Kunststoff gleicher Art in seinen Werkstoffeigenschaften! Des weiteren
ist die gesamte Anlage in sämtlichen Prozeßstufen hermetisch
geschlossen, so daß keine Dämpfe des Quell- und/oder Lösungsmittels
nach außen in die Atmosphäre oder belastete Flüssigkeiten in das
Abwasser dringen können. Ebenso ist von Vorteil, daß die Trennung von
Metall und Kunststoff im Prinzip physikalisch-mechanisch geschieht
und das Quell- und/oder Lösungsmittel nur zum Aufquellen des
Kunststoffes benützt wird, mit demselben jedoch keine chemischen
Verbindungen eingeht. Als Quell- und/oder Lösungsmittel kann
bevorzugt Dichlormethan oder ein ähnliches Quell- und/oder
Lösungsmittel verwendet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen:
Fig. 1 ein Grundfließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 den ersten Teil einer technischen Anlage zur Durchführung
des Verfahrens bis zu den Leitungen Buchstaben A, B und C,
Fig. 3 den zweiten Teil der Anlage mit der Weiterführung der
Leitungen A, B, C bis zu den Leitungen D, E, F, G, H, I, K,
Fig. 4 den dritten Teil der Anlage mit der Weiterführung der
Leitungen D, E, F, G, H, J, K bis zu den Leitungen L, M, P, N, O,
Fig. 5 den vierten Teil der Anlage mit der Weiterführung der
Leitungen L, M, P, N, O bis zu den Leitungen J, K, I, G,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Walzenkegelmühle der
Erfindung,
Fig. 7 eine Ansicht eines Doppelarmrührwerkes mit gekrümmten
Rotorarmen und Statorarmen,
Fig. 8 eine Ansicht eines Metallsedimentators und
Fig. 9 eine Ansicht eines Kunststoffsedimentators.
Gemäß dem Grundfließbild der Fig. 1 wird der Kabelschrott in Form
von kleingeschnittenem Häckselgut von wenigen Zentimetern Länge
mitsamt einem Quell- und/oder Lösungsmittel in die Station "VOR-
WEICHEN" gebracht, nach der in der Station "TRENNUNG CU/PVC"
eine Trennung des Metalls, vorzugsweise Kupfer, vom aufgeweichten
bzw. aufgequollenen Kunststoff, vorzugsweise PVC, erfolgt. In der folgen
den Station "ABSCHEIDUNG CU" erfolgt die Abscheidung des Metalls
vom Kunststoff, wonach das Metall in der Station "REINIGUNG CU"
gereinigt und in der folgenden Station "TROCKNUNG" getrocknet und
zur Verwertung geführt wird. In der folgenden Station "ABSCHEIDUNG
PVC" erfolgt die Abscheidung des Kunststoffes, der danach in der Station
"REINIGUNG PVC" gereinigt und in der Station "TROCKNUNG PVC"
getrocknet und einer Verwertung zugeführt wird.
Aus der Station "REINIGUNG CU" wird in der Station "TRENNUNG
SCHLAMM/QUELLMITTEL" der Schlamm und das Quellmittel getrennt
und anschließend in der Station "TROCKNUNG SCHLAMM" der
Schlamm getrocknet und einer Entsorgung zugeführt.
Sowohl aus den Stationen "REINIGUNG CU", REINIGUNG PVC",
"TROCKNUNG PVC", "TROCKNUNG CU" als auch "TROCKNUNG
SCHLAMM" wird das Quellmittel einer Station "ABSAUGUNG QUELL-
MITTEL" sowie nachfolgend der Station "ABSCHEIDUNG QUELL-
MITTEL" zugeführt, wonach das Quellmittel wieder in die Station "VOR-
WEICHEN" aufgegeben werden kann. Falls es notwendig ist, wird das
Quellmittel in der Station "AUFBEREITUNG QUELLMITTEL" aufbereitet
und dann wiederum dem Kreislauf in die Station "VORWEICHEN"
zugeführt. Gleichermaßen kann aus der Station "REINIGUNG CU" das
Quellmittel entweder der Station "AUFBEREITUNG QUELLMITTEL"
oder direkt wiederum dem Verarbeitungszyklus zugeführt werden.
Eventuelle Flüssigrückstände aus der Station "AUFBEREITUNG
QUELLMITTEL" werden ebenfalls einer Entsorgung zugeführt.
In den nachfolgenden Fig. 2 bis 5 ist ein vollständiges Verfahrens
fließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Aufbereitung
für Kupfer-Kabelschrott mit PVC-Kunststoffummantelungen dargestellt,
wobei die Darstellung fortlaufend auf die Fig. 2 bis 5 aufgeteilt ist.
In einer Vorbereitungsstation 1 erfolgt die Vorsortierung der Kabel, wobei
dickadrige Starkstromkabel, Kabel mit Stahlmänteln, Ölkabel und Kabel
mit Umhüllungen, die offensichtlich nicht aus PVC bestehen, vorher
aussortiert und nach dem Stand der Technik bearbeitet werden. Dabei
anfallende PVC-Bestandteile dieser Kabel werden zerkleinert und dem
nachfolgend beschriebenen Prozeß zugeführt. Eine geringfügige Menge
fehlsortierter Kabel, die nicht größer als 10% liegen sollte, kann von dem
erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung toleriert werden.
Zur Aufbereitung der Kabelreste und des Kabelschrotts werden diese in
Häcksel von wenigen Zentimetern Länge geschnitten und in einen
Häckselbunker 2 gefördert, der so dimensioniert sein sollte , daß mit der
darin gelagerten Menge vorzugsweise ein 24-stündiger Prozeßablauf
gewährleistet ist. Der Häckselbunker 2 ist vorzugsweise trichterförmig,
wobei sich an seinem unteren Ende eine Förderschnecke 3 befindet, die
einen kontinuierlichen Massenstrom an Kabelhäcksel zur Versorgung
der Anlage erzeugt und diesen auf eine Höhe über den
Flüssigkeitsspiegel 15 des verwendeten Lösungsmittels in der Anlage
fördert. Durch die Förderschnecke 3 wird der Förderstrom in einen
Sammelbehälter 4 gelenkt, der die Eingangsstation für ein
abgeschiebertes, gasdichtes Kammersystem bildet. Alle folgenden
Komponenten der verfahrens-technischen Anlage sind technisch
gasdicht gekapselt.
Dem Sammelbehälter 4 sind in Reihe zwei Schleusenkammern 6 und 8
nachgeordnet, zwischen denen sich jeweils Schieber 5, 7 und 9 befinden,
wobei der Schieber 9 der Schleusenkammer 8 nachgeordnet ist. Ist durch
Schieberbetätigung des der Schleusenkammer 6 nachgeordneten
Schiebers 7 dieselbe leer geworden, wird der Schieber 7 geschlossen und
der Schieber 5 nach dem Sammelbehälter 4 und vor der Schleusen
kammer 6 geöffnet. Nach Schließen des Schiebers 7 kann der Schieber 9
geöffnet werden, wobei sich nunmehr die Schleusenkammer 8 leert. Die
Schleusenkammer 8 ist durch eine Gasleitung 104 mit der Leitung für
Lösungsmitteldämpfe A verbunden, um einen Austritt von Lösungs
mitteldämpfen in die Umwelt zu verhindern. In der Leitung 104 (A) für
die Lösungsmitteldämpfe wird in geregelter Weise ein geringer Unter
druck eingestellt. Durch Betätigung des Schiebers 9 fallen die Kabel
häcksel in einen Quellbehälter 10, der ein Lösungsmittelbad aus Dichlor
methan oder einem anderen geeigneten organischen Lösungsmittel
enthält, welches die Kunststoffummantelungen der Kabelhäcksel
aufquillt, jedoch weder auflöst bzw. ablöst noch diese in ihrer chemischen
Struktur wandelt. Der Quellbehälter 10 ist so bemessen, daß die Kabel
häcksel mindestens solange darin verweilen, wie es zum hinreichenden
Aufquellen des Kunststoffs nötig ist. Er ist so gestaltet, daß ihn die
Kabelhäcksel in einem gleichmäßigen Strom von oben nach unten
passieren können. Der Flüssigkeitsspiegel 15 innerhalb des Quell
behälters 10 befindet sich ca. in 3/4 der Behälterhöhe. Der freie Raum des
Quellbehälters 10, der sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 15 befindet,
ist über eine Leitung 105 mit der Leitung 104 für die Lösungsmitteldämpfe
A verbunden. Hierbei sorgt ein geringer Unterdruck dafür, daß keine
Lösungsmitteldämpfe imitiert werden können. Im unteren Bereich des
Quellbehälters 10 ist eine Rückflußleitung 106 für das Lösungsmittel (B)
aus der Anlage angeschlossen.
Der Quellbehälter 10 kann so dimensioniert sein, daß er das 1,5-fache
Volumen des stündlichen Durchsatzes an Häckselgut unter der
Oberfläche der Quellflüssigkeit aufzunehmen vermag. Zusätzlich kann
der Quellbehälter 10 einen ausreichend dimensionierten Dampfraum
enthalten, dessen Absolutdruck unter 950 mbar gehalten wird.
Eine nach dem unteren Ende oder im unteren Ende des Quellbehälters 10
angeordnete Förderschnecke 12 gewährleistet den erforderlichen absolut
kontinuierlichen Massenstrom gequollener Kabelhäcksel in Schüttdichte
zu einer oder mehreren hintereinandergeschalteten Walzenkegelmühlen
13, deren Gestaltung im einzelnen in Fig. 6 gezeigt ist. Wesentlich ist,
daß das vorhandene gequollene Gemisch in der Schüttdichte, die nur
soviel Lösungsmittel enthält, wie freier Raum in der Schüttung gegeben
ist, in die erste Walzenkegelmühle 13 gefördert wird. Hierin wird das Gut
definiert so gewalkt, daß eine gleichmäßige Zerstörung des vorhandenen
Kunststoffmantels die Folge ist. Dieser beschriebene Vorgang erfolgt
kontinuierlich.
Statt einer Förderschnecke 12 kann am Ausgang des Quellbehälters 10
eine Zellradschleuse angeordnet sein, die einen kontinuierlichen
Massestrom an Häckselgut erzeugt und dieses in die nachfolgenden
Anlageteile fördert.
Die Gestaltung der Walzenkegelmühle 13 ist in Fig. 6 dargestellt. Die
Walzenkegelmühle 13 besteht aus einem im Prinzip zylindrischen
Gehäuse 107, in welches vorzugsweise von oben die Leitung 123 aus der
Förderschnecke 12 einmündet. Innerhalb des Gehäuses 107 ist ein
Walkkegel 91 drehbar um eine Achse angeordnet, die motorisch ange
trieben ist. Auf den Walkkegel 91 ist von oben eine Kulisse 92 aufgesetzt,
die mittels Federn 108 federbelastet auf den Walkkegel 91 gedrückt ist, so
daß die Spitze des Walkkegels in die Kulisse 92 ragt. Die Kulisse 92 besteht
im Prinzip aus einem Ring, der mit seiner äußeren, umlaufenden
Mantelwandung 109 beweglich auf und ab im oberen Teil des Gehäuses
107 der Walzenkegelmühle 13 gelagert ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
Die innere, umlaufende Manteloberfläche 110 der Kulisse 92 ist konvex
gekrümmt und bildet mit der kegelförmigen Oberfläche des Walkkegels
91 einen nach außen hin enger werdenden, umlaufenden Spalt 111 aus.
Die Walzenkegelmühle 13 ist so konstruiert, daß sie die gequollenen
Kunststoffmäntel unabhängig vom Durchmesser der durchlaufenden
Kabelhäcksel in radiale Position zum Walkkegel 91 ordnet und beim
Abdrehen aufgrund der Drehung des Walkkegels 91 gegen die federnd
gelagerte Kulisse 92 so walkt, daß die Kunststoffmäntel aufgebrochen und
die Drahtseelen gelockert werden, jedoch ohne die Kunststoffmäntel oder
die Drahtseelen zu zerreiben.
Die gewalkten Kabelhäcksel verlassen durch die Schwerkraft das
Gehäuse 107 der Walzenkegelmühle 13 am unteren Ausgang 112 und
werden in nachgeordnete ein- oder mehrstufige Doppelarmrührwerke 14
gefördert, die in Fig. 7 dargestellt und anschließend beschrieben sind.
Unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 15 des Quellbehälters 10 mündet in
denselben eine Bypaßleitung 11 mit Durchflußregelung, die zumindest an
das erste Doppelarmrührwerk 14 angeschlossen ist, um für eine
geregelte Flüssigkeitsversorgung der Doppelarmrührwerke 14 mit
Quellflüssigkeit zu sorgen.
Ein derartiges Doppelarmrührwerk 14 besteht im Prinzip aus einem
zylindrischen Behälter 113 mit den oberen Einlässen 114, 116. Innerhalb
des Behälters sind spiralig oder tordiert gekrümmte, feststehende
Statorarme 94 angeordnet, die vorzugsweise über die Höhe und über den
Umfang des Behälters 113 gleichmäßig verteilt sind. Innerhalb des
Behälters 113 ist drehbar eine Achse 115 in Richtung der Längsachse des
Behälters 113 angeordnet, wobei an der Achse 115 spiral oder tordiert
gekrümmte Rotorarme 93 angeordnet sind, die bei Drehung der Achse
115 zwischen den Statorarmen 94 hindurchzulaufen imstande sind, wie
es in Fig. 7 gezeigt ist. Die Doppelarmrührwerke 14 haben im Prinzip
drei Funktionen. Sie sind so dimensioniert und werden mit einer solchen
Drehzahl betrieben, daß die durchgehenden, gequollenen Kabelhäcksel
nach dem Walken mit einer so großen Anzahl von Impulsen definierter
Größe beaufschlagt werden, daß sich die Metallseelen vom
aufgequollenen Kunststoff sauber trennen und die Kunststoffpartikel
gleichzeitig von Metallabrieben freigewaschen werden. Gleichzeitig wird
auf der Saugseite über die Bypaßleitung 11 (Fig. 2) geregelt
Volumenstrom an freiem Lösungsmittel zudosiert, der notwendig ist, um
sämtliche Feststoffpartikel, nämlich Metalldrähte und Kunststoff
partikel, ohne Sedimentationswirkung durch die Leitung C, das ist der
Ausgang 124 des letzten Doppelarmrührwerkes 14, den nachgeordneten
Anlagenteilen zuleiten zu können. Der Ausgang 124 kann ein spiralig
auslaufender Auslaß 124 sein. Die Pumpwirkung der Doppelarm
rührwerke 14 beruht auf der Druckerhöhung infolge der Rotation des
Fördergutes. Das Gehäuse 113 ist zusammen mit der Anordnung der
Zulauf- und Ablaufstutzen 114, 116 so konstruiert, daß einerseits die
passierenden Partikel, nämlich Kunststoff und Metall, die erforderlichen
Mindestwege zurücklegen, andererseits jedoch trotz der Bremswirkung
der Statorstäbe 94 die Rotationsbewegung des Fördergutes noch so hoch
ist, daß eine ausreichende Druckerhöhung für erforderliche Pumpwir
kung erreicht wird. Diese Pumpwirkung muß so bemessen sein, daß die
in der Leitung C erreichte Geschwindigkeit des entstehenden Dreipha
sengemisches volle Trubulenz zum Mitreißen aller Feststoffanteile
gewährleistet.
Statt der Doppelarmrührwerke 14 können auch andere mechanische
Trennwerke zum Einsatz gelangen, wie zum Beispiel Kreuzrührwerke,
die ebenfalls durch Strömungskräfte und mechanische Impulse den
gequollenen Kunststoff endgültig vom Kupfer trennen.
Von den Doppelarmrührwerken 14 wird das Dreiphasengemisch gemäß
Fig. 3 über die Leitung C in einen Metallsedimentator 16 gefördert, der
im einzelnen in Fig. 8 gezeigt ist. Der Metallsedimentator 16 besteht aus
einem schräg abwärts geneigten Diffusor 95, der im Prinzip eine sich
nach unten öffnende trichterförmige Form besitzt, an den sich ein Rohr
96 definierter Länge und definierten Durchmessers mit gleicher Neigung
wie der Diffusor 95 anschließt. Das Rohr 96 ist so dimensioniert, daß bis
zum unten angefügten Austrittsstutzen 97 des Rohres 96 auch die
feinsten anfallenden Metallpartikel auf den Boden abgesunken sind. Die
Neigung des Diffusors 95 und des Rohres 96 ist nach der Gleitreibung der
Metallpartikel auf der Rohrwand bemessen, um ein sauberes Abgleiten
der sedimentierten Metallpartikel zu gewährleisten. Der Metall
sedimentator 16 ist in seiner Höhe und Länge so dimensioniert, daß sich
während des Sinkvorganges der einzelnen Teile Metall und Kunststoff
durch ihr unterschiedliches Sinkverhalten sicher trennen.
Die sedimentierten Metallpartikel fallen in den Austrittsstutzen 97, an
den sich ein Metallsammelbehälter 17 anschließt. Da gleichzeitig aber
auch Kunststoffpartikel auf den Boden gesunken sind, treten diese
ebenfalls in den Austrittsstutzen 97 ein. Durch eine Durchflußregelung
19 wird mittels einer Pumpe 21 und einem nachgeschalteten Regelungs
ventil 20 dem Metallsammelbehälter 17 eine so gemessene Menge an
regeneriertem, reinem Lösungsmittel zugeführt, die für einen
definierten Aufwärtsstrom an Lösungsmittel aus dem
Metallsammelbehälter 17 durch den Austrittsstutzen 97 hindurch
notwendig ist. Dieser Aufwärtsstrom ist in seiner Geschwindigkeit
geringer als die Sinkgeschwindigkeit der feinsten Metallpartikel, jedoch
größer als die höchste Sinkgeschwindigkeit der größten
Kunststoffpartikel. Aufgrund der Gegenströmung werden die
Schwebestoffe, nämlich Kunststoff- und Schmutzpartikel, nach oben
geschwemmt, die Metallpartikel hingegen sinken mit verminderter
Sinkgeschwindigkeit nach unten. Dadurch werden Kunststoff- und
Schmutzpartikel in den Hauptstrom an Lösungsmittel
zurückgeschwemmt und verlassen zusammen mit allen eventuell
vorhandenen Wassertröpfchen, Papierschnipseln und Textilfasern, den
Metallsedimentator 16 über einen Auslauftrichter bzw. Auslaufstutzen 98
am unteren Ende des Rohres 96 nach dem Austrittsstutzen 97, wie es in
Fig. 8 gezeigt ist. Der Auslauftrichter 98 besitzt vorzugsweise die gleiche
Richtung wie der Diffusor 95 und das Rohr 96.
Im Austrittsstutzens 97 kann ein Schauglas angeordnet sein zur
visuellen Kontrolle des Absink- und Ausschwemmvorganges innerhalb
des Metallsedimentators 16.
Die Metallpartikel sinken durch den Austrittsstutzen 97 im Metallsam
melbehälter 17 in einen am unteren Ende angeordneten Auffangtrichter
117, an dessen unterer Spitze eine Förderschnecke 22 (Fig. 3)
angeschlossen ist. Die Förderschnecke 22 fördert die Metallpartikel über
das Flüssigkeitsniveau 15 der Anlage, wobei das Lösungsmittel abgesiebt
wird und abtropft. Von dort fallen die Metallpartikel in ein ein- oder
mehrstufiges Trocknungssystem 27 gemäß dem Stand der Technik, daß
über eine Leitung 35 mit der Leitung für Lösungsmitteldampf 34
verbunden ist und welches über zwei Heizleitungen 69 und 70 mit Heiz
wärme versorgt wird. Die Leitung 35 führt die bei der Trocknung
entstehende Lösungsmitteldämpfe ab. Über ein gasdicht abgeschiebertes
Kammerschleusensystem, bestehend aus Schieber 28 nach dem Trockner
27, Kammerschleuse 29, Schieber 30, Kammerschleuse 31 sowie Schieber
32, wird das getrocknete Metall in einen Transportbehälter 33 für Metall
gefördert. Damit ist das Metall prinzipiell rückgewonnen.
Nach Passieren des Metallsedimentators 16 strömt das nun metallfreie
Gemisch aus Lösungsmittel, Kunststoff und Verunreinigungen über
einen Anschluß 24 aus dem Metallsedimentator 16 in einen
Kunststoffsedimentator 38, der im einzelnen in Fig. 9 gezeigt ist. Der
Kunststoffsedimentator 38 nutzt die unterschiedlichen Dichten der
verschiedenen in den Mantelwerkstoffen verwendeten Kunststoffe im
Verhältnis zum Lösungsmittel aus. Während PVC im Verhältnis zum
Lösungsmittel dichter ist, also in ihm sinkt, sind andere Polyolefine,
Papier und Textilfasern weniger dicht als das Lösungsmittel. Diese
Materialien schwimmen auf und können damit vom PVC separiert
werden. Es ist somit die saubere Trennung vom PVC gegeben. Da bedingt
durch die vorangehende Lagerung des Bearbeitungsgutes dieses durch
Niederschläge feucht geworden sein kann, andererseits im Prozeß
anfallende Luftfeuchte als Wasser in sehr geringen Mengen anfällt, wird
dieses ebenfalls an dieser Stelle separat abgeschieden.
Der Kunststoffsedimentator 38 gemäß Fig. 9 besteht aus einem
zylindrischen Zentralbehälter 100, der oben einen Sammeltrichter 102
und unten einen trichterförmigen Boden 101 mit einem Abgangsrohr 125
aufweist. Am unteren Ende des Zentralbehälters 100 oberhalb des
trichterförmigen Bodens 101 ist waagrecht ein Diffusor 98 zur
Strömungsminderung angeordnet, an den sich ein horizontales Rohr 99
definierter Länge und mit definiertem Durchmesser anschließt, welches
tangential in den Zentralbehälter 100 mündet. Dieses Rohr 99 ist so
bemessen, daß sich der größte Teil des Kunststoffs, vorzugsweise über 99%,
bereits hierin auf dem Boden des Rohres 99 absetzt und mit dem Strom
durch das Abgangsrohr 125 des trichterförmigen Bodens 101 ausgetragen
wird. Durch die tangentiale Einmündung des Rohres 99 in den
Zentralbehälter 100 erzeugt die Strömung eine Rotationsbewegung mit
einer Sekundärströmung. Dadurch werden selbst feinste Kunststoff
partikel durch den entstehenden "Teetasseneffekt" jeweils in der Mitte des
trichterförmigen Bodens 101, die PVC-Partikel mit einer Dichte größer als
das Lösungsmittel und in der Mitte des oberen Sammeltrichters 102
Wassertröpfchen, Papierschnipsel, Textilfasern und sonstige Polyolefine
mit Dichten kleiner als der des Lösungsmittels gesammelt. Im oberen
Bereich des Zentralbehälters 100 ist wiederum tangential an denselben
ein waagrechtes Ablaufrohr 103 angeordnet. Dieses Ablaufrohr 103 zum
Ablauf absedimentierten Lösungsmittels ist zur Aufrechterhaltung der
Rotationsbewegung ebenfalls tangential am Zentralbehälter 100 angeord
net und liegt um eine definierte Höhe über dem Zulauf 99, um sowohl eine
sehr beruhigte Sedimentationsströmung zu gewährleisten, als auch den
"Teetasseneffekt" voll ausnutzen zu können. Das Ablaufrohr 103 mündet
in eine Rohrleitung 25, die das absedimentierte Lösungsmittel zur
Wiederverwendung über die Leitung B-B in den Fig. 2 und 3 dem
Quellbehälter 10 zuführt.
An der Spitze des oberen Sammeltrichters 102 befindet sich ein Stutzen
118 mit Flansch, auf den ein Parallelstromfilter 39 aufgesetzt ist. Durch
diesen Parallelstromfilter 39 und eine seitlich dazu angeschlossene
Rohrleitung 52 wird exakt geregelt die Menge an Lösungsmittel der
Anlage entzogen, die notwendig ist, um die Wirksamkeit des Lösungs
mittels aufrecht zu erhalten. Bei Anquellen der Mantelwerkstoffe werden
aus diesen im begrenzten Maß Weichmacher, Gleitmittel und Füllstoffe
gelöst. Mit steigender Konzentration dieser Stoffe im Lösungsmittel
verliert diese zunehmend die Fähigkeit, die Mantelwerkstoffe aufzu
quellen. Durch die über den Parallelstromfilter 39 geregelt in die Leitung
52 abgeführte verunreinigte Lösungsmittelmenge wird die Menge an
gelösten Zuschlagsstoffen der Mantelwerkstoffe ausgetragen, die notwen
dig ist, um die Konzentration der Verunreinigungen auf einer Größe zu
halten, die die Quellfähigkeit des Lösungsmittels sicher gewährleistet.
Über dem Parallelstromfilter 39 kann ein zweiter Parallelstromfilter 40
gleicher Konstruktion angeordnet sein, der eine seitlich angeschlossene
Rohrleitung 119 aufweist. Der Parallelstromfilter 40 ist so in Relation
zum Flüssigkeitsspiegel 15 der Anlage positioniert, daß Wasser mit
geringerer Dichte als der des Lösungsmittels auf dem Lösungsmittel
aufschwimmt. Mit steigendem Wasserspiegel im Filtersystem 39, 40
senkt sich die Phasengrenzfläche zwischen Wasser-Lösungsmittel ab.
Erreicht der Wasserspiegel einen Überlaufbehälter 45, der an die Leitung
119 des Parallelstromfilters 40 angeschlossen ist, so läuft das Wasser über
eine nachgeordnete Syphonleitung 120, die den Austritt von
Lösungsmitteldämpfen in die Umgebung verhindert und die in einen
Kondenswasserbehälter 55 führt. Papierschnipsel, Papierfasern,
Kunststoffpartikel aus Polyolefinen, die nicht PVC sind, sammeln sich in
der Phasengrenzfläche zwischen Wasser-Lösungsmittel. Die
Phasengrenzfläche ragt, wenn eventuell eingeschlepptes Kondens- und
Niederschlagswasser über den Überlaufbehälter 45 abgeflossen ist, in
eine dem Parallelstromfilter 40 nachgeschaltete Förderschnecke 41 ein,
die an die abgehende Leitung 121 des Parallelstromfilters 40
angeschlossen ist (Fig. 3). Die Förderschnecke 41 fördert alle sie
erreichenden Feststoffpartikel über das Flüssigkeitsniveau 15 der Anlage,
siebt Lösungsmittel ab und fördert diese Abfälle über eine Leitung 46 (F)
in ein Trockensystem 47 gemäß dem Stand der Technik.
Nach Fig. 4 besteht das Trocknersystem 47 aus einem oder mehreren
beliebigen Trocknern. Es trocknet die Abfälle und fördert diese durch ein
gasdicht abgeschiebertes Kammerschleusensystem, bestehend aus
Tocknersystem 47, nachgeordnetem Schieber 48, nachgeordneter Kam
merschleuse 49, nachgeordnetem Schieber 50, nachgeordneter Kammer
schleuse 51, nachgeordnetem Schieber 53, wobei das Kammerschleu
sensystem den Austritt von Lösungsmitteldämpfen in die Umwelt
verhindert, nachfolgend in einen Abfallbehälter 54. Der entstehende
Abfall stellt gewöhnlichen Gewerbeabfall dar und ist nach entsprechen
der Klassierung wenigstens zum größten Teil nach dem DFFD
verwendbar.
Die zur Wiederaufbereitung über eine Leitung 52 (G) dosierte
Lösungsmittelmenge wird in einer mantelbeheizten Trockenförder
schnecke 122 verdampft. Dabei polymerisieren Weichmacher, Gleitmittel
und sonstige in Lösung gegangenen Stoffe als flockige Schicht an der
Trocknerwand der Trockenförderschnecke 122 aus. Die entstehenden
Lösungsmitteldämpfe werden über eine Leitung 56 am Ausgang der
Trockenförderschnecke 122 abgeführt, während die entstehenden
Polymerflocken von der Tocknerwand geschabt und in einen der
Trockenförderschnecke 122 nachgeschalteten motorbetriebenen Kunst
stoffzerfaserer 58 über eine Ausgangsleitung 57 gefördert werden.
Innerhalb des Kunststoffzerfaserers 58 werden die Polymerflocken mit
dem quellnassen PVC fein zermahlen, wodurch die Polymerflocken an
der Oberfläche der PVC-Partikel wieder angelöst und in das PVC
zurückgeführt werden. Ihre Rückführung garantiert die ursprüngliche
Qualität des zu gewinnenden PVC-Recyclats.
Aus dem unteren Sammeltrichter 101 des Kunststoffsedimentators 38
fördert eine Förderschnecke 42 die tropfnassen Kunststoffpartikel über
das Flüssigkeitsniveau 15 der Anlage, siebt überschüssiges Lösungs
mittel ab und fördert den Kunststoff über eine Leitung 44 in den
Kunststoffzerfaserer 58. Hier werden die PVC-Partikel zur Vorbereitung
der Trocknung zusammen mit den Polymerflocken fein gemahlen. Eine
Leitung 43 am Ende der Förderschnecke 42 stellt die Verbindung des
gesamten Systems mit der Leitung für Lösungsmitteldampf 34 (D-L in
Fig. 4) her und verhindert unkontrollierte Druckschwankungen.
Vom Kunststoffzerfaserer 58 wird das vorbereitete PVC-Granulat über
ein gasdicht abgeschiebertes Kammerschleusensystem, bestehend aus
Schieber 59, nachgeordneter Kammerschleuse 60 und nachgeordnetem
Schieber 61, in ein vorzugsweise mehrstufiges Trocknungssystem 62
gemäß dem Stand der Technik gefördert. Die Beheizung des Trocknungs
systems 62 erfolgt über Heizleitungen 69 und 70.
Der entstehende Lösungsmitteldampf wird über eine Leitung 45 in die
Hauptleitung für Lösungsmitteldampf (P-Fig. 4; L-Fig. 5) gezogen.
Während in der Leitung 34 nur geringer Unterdruck gehalten wird,
erfolgt die Trocknung des PVC-Granulats bei höherem Vakuum. Eine
Druckregelung gemäß Fig. 5 in der Leitung 34 wird durch eine
Regeleinrichtung 36 gewährleistet. Eine Vakuumpumpe 37 sorgt für den
Massestrom freigesetzter bzw. entstehender Lösungsmitteldämpfe und
drückt diese in eine Leitung 76.
Das trockene, jedoch noch mit absorbiertem Lösungsmittel behaftete
PVC-Granulat wird gemäß Fig. 4 nach den Trocknern 62 in ein
Kammerschleusensystem 63, 64, 65 gefördert und gelangt von dort in
einen Desorptionsbehälter 66, der so dimensioniert ist, daß er das nun
trockene, desorbierende PVC-Granulat solange zwischenlagern kann, bis
dasselbe nach Passieren dieses Desorptionsbehälters 66 keine
Restmengen an Lösungsmittel mehr an die Umwelt desorbieren kann.
Zur Gewährleistung dieser Funktion wird der Desorptionsbehälter 66
durch einen an seinem unteren Ausgang angeordneten Schieber 67
gasdicht abgeschiebert. Für die Desorption wird der Desorptionsbehälter
66 mit entfeuchteter Frischluft ausreichenden Volumenstromes über eine
Leitung 73 versorgt, die vorzugsweise im unteren Bereich des
Desorptionsbehälters 66 in diesen einmündet und die über eine Leitung
72, vorzugsweise im oberen Bereich des Desorptionsbehälters 66,
denselben wieder verläßt. Der Schieber 67 am Ausgang des
Desorptionsbehälters 66 wird nur geöffnet, um chargenweise desorbiertes
PVC-Granulat zu entnehmen. Während dieser Zeit wird der Zustrom von
Desorptionsluft über die Leitung 73 abgestellt.
Die Vakuumpumpe 37 in Fig. 5 fördert den Lösungsmitteldampf in die
Leitung 76 in einen Wärmetauscher 77, der mit Umgebungswärme auf
der kalten Seite (Wasser oder Luft) bei Temperaturen auf der kalten Seite
unter 303 Grad Kelvin (unter 30 Grad Celsius) arbeitet und damit den
größten Teil des Lösungsmittels aus dem Lösungsmitteldampf
auskondensiert. Das nun flüssige Lösungsmittel fließt mittels Schwer
kraft über Leitungen 81 und 71 zur Pumpe 21.
Dem Abgasstrom nach dem Wärmetauscher 77 wird hinter einem Rück
schlagverhinderungssystem 78 der zweite Abgasstrom vom Desorptions
behälters 66 über eine Leitung 72 (N-Fig. 5) und ein Rückschlagver
hinderungssystem 79 innerhalb der Leitung 72 zugemischt. Danach wird
das Abgas in einen Wärmetauscher 80 gedrückt. Der Wärmetauscher 80
stellt in einem beliebig gestalteten Tiefkühlsystem 82 eine Tieftemperatur
kühlung des Abgasstromes sicher. Der größte Teil des noch vorhandenen
Lösungsmitteldampfes wird aus dem Abgas auskondensiert und fließt
über eine Leitung 81 in die Leitung 71.
Der nun sehr kalte Abgasstrom wird über eine Leitung 83 zu einem
Wärmetauscher 84 gefördert und hier gegen Frischluft auf der warmen
Seite erwärmt. Nach Passieren des Wärmetauschers 84 wird das Abgas
über eine Leitung 86 in einen Absorptionsfilter 89 gefördert, wo die letzten
Reste an Lösungsmittel dem Abgas entzogen werden. Das so gereinigte
Abgas wird über einen Kamin 90 an die Umgebung abgegeben. Die
Frischluft für den Desorptionsluftstrom wird über einen Ansaugstutzen
88 von einem Gebläse 87 angesogen und in dem Gebläse 87
nachgeschalteten Wärmetauscher 84 gekühlt, um die vorhandene
Luftfeuchte auszukondensieren. Das Kondenswasser wird über eine
Leitung 85 entsorgt, die nun getrocknete Luft wird des weiteren in die
Leitung 73 gedrückt.
Bezugszeichenliste
1 Vorbereitungsstation
2 Häckselbunker
3 Förderschnecke
4 Sammelbehälter
5, 7, 9 Schieber
6, 8 Schleusenkammern
10 Quellbehälter
11 Bypaßleitung
12, 22, 41, 42 Förderschnecken
13 Walzenkegelmühlen
14 Doppelarmrührwerke
15 Flüssigkeitsspiegel bzw. Flüssigkeitsniveau
16 Metallsedimentator
17 Metallsammelbehälter
19 Durchflußregelung
20 Regelungsventil
21 Pumpe
24 Anschluß
25 Rohrleitung
27 Trocknungssystem
28, 30, 32 Schieber
29, 31 Kammerschleuse
33 Transportbehälter für Metall
34 Leitung für Lösungsmitteldampf
35, 43, 46, 52, 56 Leitungen
36 Regeleinrichtung
37 Vakuumpumpe
38 Kunststoffsedimentator
39, 40 Parallelstromfilter
45 Überlaufbehälter
47 Trockensystem
48, 50, 53, 59, 61, 67 Schieber
49, 51 Kammerschleuse
54 Abfallbehälter
55 Kondenswasserbehälter
57 Ausgangsleitung
58 Kunststoffzerfaserer
60 Kammerschleuse
62 Trocknungssystem bzw. Trockner
66 Desorptionsbehälter
69, 70 Heizleitungen
71, 72, 73, 76, 81, 83 Leitungen
77, 80, 84 Wärmetauscher
78, 79 Rückschlagverhinderungssysteme
82 Tiefkühlsystem
85, 86 Leitung
87 Gebläse
88 Ansaugstutzen
89 Absorptionsfilter
90 Kamin
91 Walkkegel
92 Kulisse
93 Rotorarme
94 Statorarme
95 Diffusor
96 Rohr
97 Austrittsstutzen
98 Auslauftrichter bzw. Auslaufstutzen
99 horizontales Rohr
100 Zentralbehälter
101 trichterförmiger Boden des Zentralbehälters
102 Sammeltrichter
103 Ablauf bzw. Ablaufstutzen
104 Gasleitung
105 Leitung
106 Rückflußleitung
107 Gehäuse
108 Federn
109 äußere umlaufenden Mantelwandung
110 innere umlaufende Manteloberfläche der Kulisse
111 umlaufender Spalt
112 unterer Ausgang
113 zylindrischer Behälter
114 oberer Einlaß des Behälters, Zulaufstutzen
115 Achse
116 Ablaufstutzen
117 Auffangtrichter
118 Stutzen mit Flansch
119 Rohrleitung
120 Syphonleitung
121 abgehende Leitung
122 Trockenförderschnecke
123 Leitung
124 Auslaß
125 Abgangsrohr
2 Häckselbunker
3 Förderschnecke
4 Sammelbehälter
5, 7, 9 Schieber
6, 8 Schleusenkammern
10 Quellbehälter
11 Bypaßleitung
12, 22, 41, 42 Förderschnecken
13 Walzenkegelmühlen
14 Doppelarmrührwerke
15 Flüssigkeitsspiegel bzw. Flüssigkeitsniveau
16 Metallsedimentator
17 Metallsammelbehälter
19 Durchflußregelung
20 Regelungsventil
21 Pumpe
24 Anschluß
25 Rohrleitung
27 Trocknungssystem
28, 30, 32 Schieber
29, 31 Kammerschleuse
33 Transportbehälter für Metall
34 Leitung für Lösungsmitteldampf
35, 43, 46, 52, 56 Leitungen
36 Regeleinrichtung
37 Vakuumpumpe
38 Kunststoffsedimentator
39, 40 Parallelstromfilter
45 Überlaufbehälter
47 Trockensystem
48, 50, 53, 59, 61, 67 Schieber
49, 51 Kammerschleuse
54 Abfallbehälter
55 Kondenswasserbehälter
57 Ausgangsleitung
58 Kunststoffzerfaserer
60 Kammerschleuse
62 Trocknungssystem bzw. Trockner
66 Desorptionsbehälter
69, 70 Heizleitungen
71, 72, 73, 76, 81, 83 Leitungen
77, 80, 84 Wärmetauscher
78, 79 Rückschlagverhinderungssysteme
82 Tiefkühlsystem
85, 86 Leitung
87 Gebläse
88 Ansaugstutzen
89 Absorptionsfilter
90 Kamin
91 Walkkegel
92 Kulisse
93 Rotorarme
94 Statorarme
95 Diffusor
96 Rohr
97 Austrittsstutzen
98 Auslauftrichter bzw. Auslaufstutzen
99 horizontales Rohr
100 Zentralbehälter
101 trichterförmiger Boden des Zentralbehälters
102 Sammeltrichter
103 Ablauf bzw. Ablaufstutzen
104 Gasleitung
105 Leitung
106 Rückflußleitung
107 Gehäuse
108 Federn
109 äußere umlaufenden Mantelwandung
110 innere umlaufende Manteloberfläche der Kulisse
111 umlaufender Spalt
112 unterer Ausgang
113 zylindrischer Behälter
114 oberer Einlaß des Behälters, Zulaufstutzen
115 Achse
116 Ablaufstutzen
117 Auffangtrichter
118 Stutzen mit Flansch
119 Rohrleitung
120 Syphonleitung
121 abgehende Leitung
122 Trockenförderschnecke
123 Leitung
124 Auslaß
125 Abgangsrohr
Claims (28)
1. Verfahren zum Verwerten von kunststoffbeschichteten oder
-umhüllten Kabelresten und Kabelschrott, bestehend aus einer
Metallseele und einer Ummantelung aus Kunststoff, wobei die Metallteile
von der Ummantelung getrennt und die Metallteile und die
Ummantelung voneinander getrennt wiedergewonnen werden, in dem
die Kabelreste in kleine Stücke von wenigen Zentimetern Länge
zerkleinert werden und das Häckselgut in einem Quellbehälter (10) mit
einem Quell- und/oder Lösungsmittel für den betreffenden Kunststoff
aufgeweicht und eventuell dabei verrührt wird,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) nach dem Erweichen des Kunststoffes wird der Massestrom mitsamt dem Quell- und/oder Lösungsmittel aus dem Quellbehälter (10) wenigstens einer Walzenkegelmühle (13) zugeführt, welche das Häcksel gut walkt und auf dasselbe Druck- und Scherkräfte aufgibt und die Makrostruktur der Kunststoffanteile der einzelnen Kabelstücke mecha nisch zerstört und die Metallseele mehr oder weniger freilegt,
- b) anschließend werden mittels Rühren und/oder Schleudern und/oder Zentrifugieren und/oder Verwirbeln in einem mechanischen Rührwerk (14) die restlichen Metallpartikel von den Ummantelungen mechanisch getrennt,
- c) danach wird das jetzt vorhandene Drei- oder Mehrphasengemisch in einen Metallsedimentator (16) gefördert, in welchem die schwereren Metallpartikel aufgrund der Schwerkraft absinken und sich von den leichteren Kunststoff- und eventuellen Schmutzpartikeln trennen und die Metallpartikel am unteren Ende des Metallsedimentators (16) aus demselben entnommen werden,
- d) die Fördergeschwindigkeit des Förderstromes des Drei- oder Mehrphasengemisches innerhalb des Metallsedimentators (16) wird so gewählt, daß die Metallpartikel entsprechend ihrer größenabhängigen unterschiedlichen Sinkgeschwindigkeiten bis zum Austritt aus dem Metallsedimentator (16) bzw. bis zum unteren Ende desselben absinken
- e) in den Förderstrom wird ein vorgebbarer Gegenstrom von Quell- und/ oder Lösungsmittel eingeschleust, der die leichteren Kunststoff- und Schmutzpartikel aus dem Förderstrom und den darin ab sinkenden Metallpartikeln herausschleust,
- f) der Gegenstrom wird mitsamt den Kunststoff- und Schmutzpartikeln aus dem Metallsedimentator (16) als metallfreier Teilstrom heraus geführt und in einen Kunststoffsedimentator (38) geleitet zum sediment mäßigen Abscheiden und Trennen der Kunststoffpartikel,
- g) sämtliche Verfahrensschritte werden gasdicht gegenüber der Umwelt durchgeführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Quellmittel in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert und aus
den Stationen der Metall- und Kunststoffreinigung und/oder der Metall-
und Kunststofftrocknung abgesaugt wird und gegebenenfalls in einer
Abscheidestation in einem Reinigungsvorgang abgeschieden und
anschließend wieder dem Quellbehälter (10) zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mittels eines nach dem unteren Ende oder im unteren Ende des
Quellbehälters (10) angeordneten Förderers (12), vorzugsweise Förder
schnecke (12), ein absolut kontinuierlicher Massenstrom gequollener
Kabelhäcksel in Schüttdichte erzeugt wird, die der Walzenkegelmühle
(13) aufgegeben wird, wobei das gequollene Gemisch in der Schüttdichte
nur soviel Lösungsmittel enthält, wie freier Raum in der Schüttung
gegeben ist, und anschließend das Gut in der Walzenkegelmühle (13)
kontinuierlich gewalkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallsedimentator (16) ein Schwerkraftsortierer ist, der das
eingeschleuste Gut über eine vorgegebene Sinkhöhe und/oder eine
vorgegebene Einströmgeschwindigkeit des Massestromes sowie den
vorgegebenen Gegenstrom nach der Größe der unterschiedlichen
Teilchen aufgrund deren unterschiedlichen Sinkverhaltens trennt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallteilchen nach dem Metallsedimentator (16) in einen
Metallsammelbehälter (17) gefördert werden, aus dem sie mittels einer
Förderschnecke (22) über das Flüssigkeitsniveau (15) der Anlage gehoben
und anschließend in einem Trocknersystem (27) getrocknet und über ein
Abkammerungssystem (28, 29, 30, 31, 32) in einen Metallbehälter (33)
ausgegeben werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die tropfnassen Kunststoffpartikel, vorzugsweise PVC-Partikel, aus
dem Kunststoffsedimentator (38) über das Flüssigkeitsniveau (15) der
Anlage gefördert und von überschüssigem Lösungsmittel abgesiebt
werden, vorzugsweise mittels einer Förderschnecke (42), danach fein
zermahlen, vorzugsweise mittels eines Kunststoffzerfaserers (58), und
anschließend getrocknet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das getrocknete, jedoch noch mit absorbiertem Lösungsmittel
behaftete PVC-Granulat abgekammert mittels eines Kammerschleusen
systems (63, 64, 65) in einen Desorptionsbehälter (66) gefördert wird, der
zur Desorption mit vorzugsweise entfeuchteter Frischluft versorgt wird
und aus dem das desorbierte PVC-Granulat entnommen werden kann.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die zur Wiederaufbereitung anstehende Lösungsmittelmenge
mitsamt den Verunreinigungen verdampft wird, vorzugsweise in einer
mantelbeheizten Trockenförderschnecke (122), wodurch Weichmacher,
Gleitmittel und sonstige in Lösung gegangenen Stoffe als flockige Schicht
auspolymerisieren, wonach diese Polymerflocken nachfolgend zusam
men mit den PVC-Partikeln, die noch quellnaß sein können, zermahlen
werden, wodurch die Polymerflocken an der Oberfläche der PVC-Partikel
wieder angelöst und in das PVC zurückgeführt werden, wodurch eine
Qualität des zu gewinnenden PVC-Recyclats gemäß ursprünglichem
PVC erhalten wird.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus dem Desorptions
behälter (66) eine Vakuumpumpe (37) den Lösungsmitteldampf über eine
Leitung (76) in einen Wärmetauscher (77) fördert, der mit Umgebungs
wärme auf der kalten Seite (Wasser oder Luft) bei Temperaturen auf der
kalten Seite unter 303 Grad Kelvin (unter 30 Grad Celsius) arbeitet und
damit den größten Teil des Lösungsmittels aus dem Lösungsmitteldampf
auskondensiert, wonach das flüssige Lösungsmittel über Leitungen (81)
und (71) zu einer Pumpe (21) in den Kreislauf zurückfließt, vorzugsweise
mittels Schwerkraft, und dem Abgasstrom nach dem Wärmetauscher
(77) der zweite Abgasstrom vom Desorptionsbehälters (66) innerhalb einer
Leitung (72) zugemischt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Abgas in einen Wärmetauscher (80) gedrückt wird, der eine
Tieftemperaturkühlung des Abgasstromes sicherstellt, wodurch der
größte Teil des noch vorhandenen Lösungsmitteldampfes aus dem Abgas
auskondensiert und über eine Leitung (81) in den Kreislauf zurück
gespeist wird, der Abgasstrom zu einem Wärmetauscher (84) gefördert
und hier gegen Frischluft auf der warmen Seite erwärmt wird, wonach
der Abgasstrom gegebenenfalls in einen Absorptionsfilter (89) geleitet
wird zum Entziehen der letzten Reste an Lösungsmittel.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Häckselgut als definierter Volumenstrom unter Luftabschluß
dem Quellbehälter (10) zugeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Häckselgut dem Quellbehälter (10) über ein gasdichtes Kammer
schleusensystem (5, 6, 7, 8) oder gasdichtes Zellrad aufgegeben wird,
welches das Häckselgut in einem vorgebbaren Durchfluß gasdicht in den
Quellbehälter (10) überführt.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drei- oder Mehrphasengemisch die Stufe der Sedimentation
wiederholt durchläuft bzw. mehrfache, hintereinandergeschaltete
Sedimentatoren für Metall und/oder Kunststoff (16, 38) benützt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gegenstrom innerhalb des Metallsedimentators (16) als Teilstrom
aus diesem herausgeführt und in den Kunststoffsedimentator (38) geleitet
wird, in welchem Schwebstoffe, Weichmacheröle und schwimmende
Verunreinigungen als Schicht aufschwimmen und von den
Kunststoffteilchen getrennt werden, wobei die Verunreinigungsschicht
in einem Teilvolumenstrom aus dem Kunststoffsedimentator (38)
abgeführt und über das Flüssigkeitsniveau (15) der Anlage
herausgehoben und in eine heizbare Förderschnecke (122) geleitet und
getrocknet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der in den Kunststoffsedimentator (38) geleitete Massestrom am
unteren Ende des Kunststoffsedimentators (38) tangential eingeleitet
wird, so daß die Flüssigkeit innerhalb desselben rotiert und eine
Sekundärströmung erzeugt, wobei der größte Teil der Kunststoffpartikel
mit einer Dichte größer als das Lösungsmittel sich am Boden (101) des
Kunststoffsedimentators (38) absetzt und mit dem Strom durch ein
Abgangsrohr (125) des Bodens (101), vorzugsweise unterhalb der
Einströmöffnung, ausgetragen und in einen Förderer (42) gefördert wird,
der die Kunststoffpartikel über das Flüssigkeitsniveau (15) der Anlage
hebt und die quellnassen Kunststoffpartikel einem Kunststoffzerfaserer
(58) zuführt, wohingegen Verunreinigungen, wie Wassertröpfchen,
Papierschnipsel, Textilfasern und sonstige Polyolefine, mit Dichten
kleiner als der des Lösungsmittels sich in der oberen Spitze des
Kunststoffsedimentators (38) sammeln und mittels Förderschnecke (41)
aus dem Kunststoffsedimentator (38) abgeführt werden, die anschließend
im Trockner (47) getrocknet und über das Kammerschleusensystem
(48, 49, 50, 51, 53) nach außen gefördert werden.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Quell- und/oder Lösungsmittel Dichlormethan verwendet wird.
17. Vorrichtung zum Verwerten von kunststoffbeschichteten oder
-umhüllten Kabelresten und Kabelschrott, bestehend aus einer Metall
seele und einer Ummantelung aus Kunststoff, wobei die Metallteile von
der Ummantelung innerhalb der Vorrichtung getrennt und die Metall
teile und die Ummantelung voneinander getrennt wiedergewonnen
vorliegen, unter Zerkleinern der Kabelreste in kleine Stücke von wenigen
Zentimetern Länge und Aufweichen und eventuell Verrühren des
Häckselgutes in einem Quellbehälter (10) mit einem Quell- und/oder
Lösungsmittel für den betreffenden Kunststoff,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) ein dem Quellbehälter (10) nachgeschaltetes Walz-Rührwerk (13) vorzugsweise Walzenkegelmühle (13), zum Walken des Häckselgutes und Aufgeben von Druck- und Scherkräften zur mechanischen Zerstörung der Makrostruktur der Kunststoffanteile der einzelnen Kabelstücke und mehr oder weniger Freilegen der Metallseele,
- b) ein nachgeschaltetes mechanisches Rührwerk (14), vorzugsweise Doppelarmrührwerk (14), zur mechanischen Trennung der Metallpar tikel von den restlichen Ummantelungen,
- c) einen nachgeschalteten Metallsedimentator (16) in welchem die schwereren Metallpartikel gegenüber den Kunststoffpartikeln aufgrund der Schwerkraft absinken und sich von den leichteren Kunststoff- und eventuellen Schmutzpartikeln trennen und die Metallpartikel am unteren Ende des Metallsedimentators (16) aus demselben entnehmbar sind,
- d) einen in den Metallsedimentators (16) eingeschleusten Gegenstrom von Quell- und/ oder Lösungsmittel zum Herausschleusen der leichteren Kunststoff- und Schmutzpartikel aus dem Förderstrom und den darin absinkenden Metallpartikeln,
- f) einen nachgeschalteten Kunststoffsedimentator (38), in den der Gegenstrom mitsamt den Kunststoff- und Schmutzpartikeln aus dem Metallsedimentator (16) als metallfreier Teilstrom einleitbar ist zum sedimentmäßigen Abscheiden und Trennen der Kunststoffpartikel,
- g) sämtliche Teile der Vorrichtung sind gasdicht gegenüber der Umwelt abgedichtet.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Quellbehälter (10) ein gasdichtes Kammerschleusensystem,
bestehend aus Schiebern (5, 7, 9) und wenigstens zwei Kammerschleusen
(4, 6, 8) oder ein Zellrad, vorzugsweise mit Schleusenbehälter, angeordnet
ist zur definierten gasdichten Mengenübergabe von Häckselgut in den
Quellbehälter (10).
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Quellbehälter (10) an seinem unteren Ende konisch geformt ist,
und an dieses Ende eine Förderschnecke (12) oder Zellradschleuse
angeschlossen ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenkegelmühle (13) aus einem Gehäuse (107) besteht, in
welchem ein Walkkegel (91) drehbar um eine Achse angeordnet ist, die
motorisch antreibbar ist, wobei auf den Walkkegel (91) eine Kulisse (92)
aufgesetzt ist, die mittels Federn (108) federbelastet auf den Walkkegel (91)
gedrückt ist, so daß die Spitze des Walkkegels (91) in die Kulisse (92) ragt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kulisse (92) aus einem Ring besteht, der mit seiner äußeren,
umlaufenden Mantelwandung (109) auf und ab beweglich innerhalb des
Gehäuses (107) der Walzenkegelmühle (13) gelagert ist, wobei die innere,
umlaufende Manteloberfläche (110) der Kulisse (92) konvex gekrümmt ist
und mit der kegelförmigen Oberfläche des Walkkegels (91) einen nach
außen hin enger werdenden, umlaufenden Spalt (111) ausbildet.
22. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (15) des Quellbehälters (10) an
denselben eine Bypaßleitung (11), vorzugsweise mit einer Durch
flußregelung, angeschlossen ist, die zumindest zum ersten Doppelarm
rührwerk (14) führt zur geregelten Flüssigkeitsversorgung der
Doppelarmrührwerke (14) mit Quellflüssigkeit.
23. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Doppelarmrührwerk (14) aus einem zylindrischen Behälter (113)
mit oberen Einlässen (114, 116) und einem, vorzugsweise spiralig,
auslaufenden unteren Auslaß (124) besteht und innerhalb des Behälters
gekrümmte, feststehende Statorarme (94) sowie eine Achse (115) in
Längsrichtung des Behälters (113) drehbar angeordnet ist, an der
gekrümmte Rotorarme (93) befestigt sind, die bei Drehung der Achse (115)
zwischen den Statorarmen (94) hindurchzulaufen imstande sind, wobei
die Rotationsenergie des Dreiphasengemisches so über den Auslaß (124)
genutzt wird, daß das Doppelarmrührwerk (14) gleichzeitig als Pumpe
wirkt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kunststoffsedimentator (38) aus einem zylindrischen Zentral
behälter (100) besteht, der oben einen Sammeltrichter (102) und unten
einen trichterförmigen Boden (101) mit einem Abgangsrohr (125)
aufweist, wobei am unteren Ende des Zentralbehälters (100) oberhalb des
trichterförmigen Bodens (101) tangential waagrecht ein Zulaufrohr (99) in
den Zentralbehälter (100) einmündet, im oberen Bereich des Zentral
behälters (100) tangential an denselben ein waagrechter Ablaufstutzen
(103) für absedimentierten Lösungsmittel angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß oben auf dem Zentralbehälter (100) ein Parallelstromfilter (39)
aufgesetzt ist, durch den und eine seitlich dazu an denselben
angeschlossene Rohrleitung (52) die Menge an Lösungsmittel der Anlage
geregelt entzogen wird, die notwendig ist, um die Wirksamkeit des
Lösungsmittels aufrecht zu erhalten.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet,
daß über dem ersten Parallelstromfilter (39) ein zweiter Parallelstrom
filter (40) vorzugsweise gleicher Konstruktion angeordnet ist, der eine
seitlich angeschlossene Rohrleitung (119) aufweist, die zu einem
Überlaufbehälter (45) führt, an den Syphonleitung (120) angeschlossen ist,
die in einen Kondenswasserbehälter (55) führt, wobei der zweite Parallel
stromfilter (40) so in Relation zum Flüssigkeitsspiegel (15) der Anlage
positioniert ist, daß Wasser mit geringerer Dichte als der des Lösungs
mittels auf dem Lösungsmittel aufschwimmt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet,
daß an den zweiten Parallelstromfilter (39) eine Förderschnecke (41)
angeschlossen ist, in die die Phasengrenzfläche zwischen Wasser-
Lösungsmittel ragt zur Abförderung der die Förderschnecke (41)
erreichenden Feststoffpartikel über das Flüssigkeitsniveau (15) der
Anlage in ein Trocknersystem (47), an welches abgekammert über ein
Kammerschleusensystem (48, 49, 50, 51) ein Behälter (54) für Abfall
angeschlossen ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des Metallsedimentators (16) ein vorgebbarer Gegenstrom
an Quell- und/oder Lösungsmittels zum Aufschwimmen der leichteren
Kunststoff- und eventuell Schmutzpartikel erzeugbar ist, der aus dem
Hauptstrom als Teilstrom durch einen weiteren Auslaß aus dem
Metallsedimentator (16) herausführbar ist, unterhalb des Metall
sedimentators (16) ein Metallsammelbehälter (17) zum Aufsammeln der
Metallpartikeln angeordnet ist, an den sich ein Förderer (22), vorzugs
weise Förderschnecke (22) anschließt, die die Metallpartikel über das
Flüssigkeitsniveau der Anlage hebt und zum Trocknen in ein Trock
nungssystem (27) fördert zur nachfolgenden Aufgabe der Metallpartikel
in einen Metallsammelbehälter (33).
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