DE4441229C2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Verwerten von kunststoffbeschichteten Kabelresten und Kabelschrott - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Verwerten von kunststoffbeschichteten Kabelresten und KabelschrottInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Ver
werten von kunststoffbeschichteten Kabelresten und Kabelschrott, gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kabel als elektrische Leiter bestehen generell aus einer metallischen Kabel
seele 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 Zerkleinerungsmaschine 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-AS 19 63 148 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Trennen des Kunststoffisolationsmaterials von Metalleitern bekannt
geworden, 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 Leitungs
stücke 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 Verun
reinigungen 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 Vorrich
tung zur Verwertung von kunststoffbeschichteten Kabelresten bekannt
geworden, 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 Trenn
vorrichtung von den Metallteilen getrennt.
Durch die DE-OS 23 28 448 ist die Verwendung von Methylenchlorid bei der
Aufbereitung von PVC-ummantelten Metalldrähten, wie Kupferkabel,
bekannt geworden, indem das Gemisch aus Methylenchlorid, Kunststoff und
Metall, welches vorher zerkleinert werden kann, auf einer Lösung mit der
Mindestdichte D₂₀ = 1.337 zum Schwimmen gebracht wird. Die Trennung des
Kunststoffes wird dabei durch Vibrations-, Rühr-, Reib-, Schlag- und Mahl
effekte unterstützt. Das Methylenchlorid kann beim Trocknen verdampfen
und kondensieren und in einem Kreisprozeß zurückgewonnen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Rückgewinnung der
Metallseele aus Kabelresten und Kabelschrott, die 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
Grundwassers 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 Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens ist in Anspruch 16 gekennzeichnet. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn
zeichnet.
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 24stündiger 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 1,5fache
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 Turbulenz 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
Trocknersystem 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 Trocknerwand 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 (25)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Verwerten von kunststoffbeschichteten
Kabelresten und Kabelschrott, wobei die
- a) Kabelreste mechanisch zerkleinert werden,
- b) das Häckselgut in einem Quellbehälter (10) mit einem Quell- und/oder Lösungsmittel aufgeweicht und gegebenenfalls verrührt wird,
- c) das Teilen/Zerlegen des angequollenen Kunststoff/Metallverbundes mittels mechanischer Maßnahmen (Rühr-, Schlag- oder Mahleffekte) erfolgt,
- d) das Trennen der Suspension (Lösungsmittel/Kunststoff/Metall) durch Schwerkraftabscheiden/Sichten vorgenommen wird und
- e) weitere übliche Behandlungen (Trocknen etc.) in einem abgekapselten
System (Rückgewinnung des Lösungsmittels) durchgeführt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - das nach Schritt b) angequollene Häckselgut wenigstens einer Walzenkegelmühle (13) zugeführt wird, wobei die Kunststoffmäntel aufgebrochen und die Drahtseelen gelockert werden, jedoch kein Zerreiben der Komponenten stattfindet,
- - das Teilen/Zerlegen nach Schritt c) mittels eines Doppelarmrührwerkes (14) vorgenommen wird und
- - das Trennen der Suspension nach Schritt d) durch:
- - einen Metallsedimentator (16) erfolgt, in welchem die schwereren Metallparti kel aufgrund der Schwerkraft absinken und sich von den leichteren Kunststoff- und eventuellen Schmutzpartikeln trennen und die Metall partikel am unteren Ende des Metallsedimentators (16) aus dem selben entnommen werden und die Fördergeschwindigkeit des Förderstromes des Drei- oder Mehrphasengemisches innerhalb des Metallsedimentators (16) so gewählt wird, daß die Metallpartikel entsprechend ihrer größenabhängigen unterschiedlichen Sink geschwindigkeiten bis zum Austritt aus dem Metallsedimentator (16) bzw. bis zum unteren Ende desselben absinken, wobei in den Förder strom ein vorgebbarer Gegenstrom von Quell- und oder Lösungsmittel eingeschleust wird, der die leichteren Kunststoff- und Schmutzpartikel aus dem Förderstrom und den darin absinkenden Metallpartikeln herausschleust und der Gegenstrom mitsamt den Kunststoff- und Schmutzpartikeln aus dem Metallsedimentator (16) als metallfreier Teilstrom herausgeführt,
- - und einem Kunststoffsedimentator (38) zum sedimentmäßigen Abscheiden und Trennen der Kunststoffpartikeln zugeführt wird,
- - sämtliche Verfahrensschritte gasdicht gegenüber der Umwelt durch geführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierende Quellmittel aus den
Stationen der Metall- und Kunststoffreinigung und/oder der Metall- und
Kunststofftrocknung abgesaugt und gegebenenfalls in einer Abscheide
station 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 Quell
behälters (10) angeordneten Förderers (12), vorzugsweise Förderschnecke
(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 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallteilchen nach dem Metallsedimentator (16) in einen Metall
sammelbehälter (17) gefördert werden, aus dem sie mittels einer Förder
schnecke (22) über das Flüssigkeitsniveau (15) der Anlage gehoben und
anschließend in einem Trocknersystem (27) getrocknet und über ein Abkam
merungssystem (28, 29, 30, 31, 32) in einen Metallbehälter (33) ausgegeben
werden.
5. 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 mit einer Förderschnecke (42), danach fein zermahlen,
vorzugsweise mit einem Kunststoffzerfaserers (58), und anschließend
getrocknet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das getrocknete, jedoch noch mit absorbiertem Lösungsmittel behaftete
PVC-Granulat abgekammert mittels eines Kammerschleusensystems
(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.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zur Wiederaufbereitung anstehende Lösungsmittelmenge mitsamt
den Verunreinigungen verdampft wird, vorzugsweise in einer mantel
beheizten Trockenförderschnecke (122), wodurch Weichmacher, Gleitmittel
und sonstige in Lösung gegangenen Stoffe als flockige Schicht
auspolymerisieren, wonach diese Polymerflocken nachfolgend zusammen
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.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus dem Desorptionsbehälter
(66) eine Vakuumpumpe (37) den Lösungsmitteldampf über eine Leitung
(76) in einen Wärmetauscher (77) fördert, 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, 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.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
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 auskon
densiert und über eine Leitung (81) in den Kreislauf zurückgespeist 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.
10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Häckselgut als definierter Volumenstrom unter Luftabschluß dem
Quellbehälter (10) zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 5, 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 Quell
behälter (10) überführt.
12. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Drei- oder Mehrphasengemisch die Stufe der Sedimentation wieder
holt durchläuft bzw. mehrfache, hintereinandergeschaltete Sedimentatoren
für Metall und/oder Kunststoff (16, 38) benützt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1 und 7,
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 Kunststoff
teilchen getrennt werden, wobei die Verunreinigungsschicht in einem Teil
volumenstrom aus dem Kunststoffsedimentator (38) abgeführt und über das
Flüssigkeitsniveau (15) der Anlage herausgehoben und in eine heizbare
Förderschnecke (122) geleitet und getrocknet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, 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 Sekundär
strömung erzeugt, wobei der größte Teil der Kunststoffpartikel mit einer
Dichte größer als das Lösungsmittel sich am Boden (101) des Kunst
stoffsedimentators (38) absetzt und mit dem Strom durch ein Abgangsrohr
(125) des Bodens (101), vorzugsweise unterhalb der Einströmöffnung, aus
getragen 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.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Quell- und/oder Lösungsmittel Dichlormethan verwendet wird.
16. Vorrichtung zum kontinuierlichen Verwerten von kunststoffbeschich
teten Kabelresten und Kabelschrott, unter mechanischer Zerkleinerung der
Kabelreste, mit einem Quellbehälter (10) mit Quell- und/oder Lösungsmittel
zum Aufweichen und gegebenenfalls Verrühren des Häckselguts, mit Rühr-,
Schlag- oder Mahleinrichtungen zum Teilen/Zerlegen des angequollenen
Kunststoff/Metallverbundes mittels mechanischer Maßnahmen, mit
Schwerkraftabscheider/Sichter zum Trennen der Suspension (Lösungs
mittel/Kunststoff/Metall) durch Schwerkraftabscheiden/Sichten, zur Durch
führung des Verfahrens nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine dem Quellbehälter (10) nachgeschaltete Walzenkegelmühle (13),
ein nachgeschaltetes mechanisches Doppelarmrührwerk (14) zur mechani schen Trennung der Metallpartikel von den restlichen Ummantelungen,
einen nachgeschalteten Metallsedimentator (16) zur Schwerkraftabschei dung der schwereren Metallpartikel gegenüber den Kunststoffpartikeln und eventuellen Schmutzpartikeln, wobei die die Metallpartikeln am unteren Ende des Metallsedimentators (16) aus demselben entnehmbar sind,
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,
einen nachgeschalteten Kunststoffsedimentator (38), in den der Gegenstrom mitsamt den Kunststoff- und Schmutzpartikeln aus dem Metallsedimen tator (16) als metallfreier Teilstrom zum sedimentmäßigen Abscheiden und Trennen der Kunststoffpartikel einleitbar ist,
wobei sämtliche Teile der Vorrichtung gasdicht gegenüber der Umwelt abge dichtet sind.
gekennzeichnet durch
eine dem Quellbehälter (10) nachgeschaltete Walzenkegelmühle (13),
ein nachgeschaltetes mechanisches Doppelarmrührwerk (14) zur mechani schen Trennung der Metallpartikel von den restlichen Ummantelungen,
einen nachgeschalteten Metallsedimentator (16) zur Schwerkraftabschei dung der schwereren Metallpartikel gegenüber den Kunststoffpartikeln und eventuellen Schmutzpartikeln, wobei die die Metallpartikeln am unteren Ende des Metallsedimentators (16) aus demselben entnehmbar sind,
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,
einen nachgeschalteten Kunststoffsedimentator (38), in den der Gegenstrom mitsamt den Kunststoff- und Schmutzpartikeln aus dem Metallsedimen tator (16) als metallfreier Teilstrom zum sedimentmäßigen Abscheiden und Trennen der Kunststoffpartikel einleitbar ist,
wobei sämtliche Teile der Vorrichtung gasdicht gegenüber der Umwelt abge dichtet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
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.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
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.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (15) des Quellbehälters (10) an
denselben eine Bypassleitung (11) mit Durchflußregelung angeschlossen ist,
die zumindest zum ersten Doppelarmrührwerk (14) führt zur geregelten
Flüssigkeitsversorgung der Doppelarmrührwerke (14) mit Quellflüssigkeit.
20. Vorrichtung nach Anspruch 16,
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.
21. Vorrichtung nach Anspruch 16,
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
Zentralbehälters (100) tangential an denselben ein waagrechter
Ablaufstutzen (103) für absedimentierten Lösungsmittel angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf den 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.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß über dem ersten Parallelstromfilter (39) ein zweiter Parallelstromfilter
(40) angeordnet ist, der eine seitlich angeschlossene Rohrleitung (119)
aufweist, die zu einem Überlaufbehälter (45) führt, an den eine
Syphonleitung (120) angeschlossen ist, die in einen Kondenswasserbehälter
(55) führt, wobei der zweite Parallelstromfilter (40) so in Relation zum
Flüssigkeitsspiegel (15) der Anlage positioniert ist, daß Wasser mit
geringerer Dichte als der des Lösungsmittels auf dem Lösungsmittel
aufschwimmt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den zweiten Parallelstromfilter (39) eine Förderschnecke (41) ange
schlossen ist, in die die Phasengrenzfläche zwischen Wasser-Lösungsmittel
ragt zur Abförderung der die Förderschnecke (41) erreichenden Feststoff
partikel 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.
25. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des Metallsedimentators (16) ein vorgebbarer Gegenstrom an
Quell- und/oder Lösungsmittels zum Aufschwimmen der leichteren Kunst
stoff- und eventuell Schmutzpartikel erzeugbar ist, der aus dem
Hauptstrom als Teilstrom durch einen weiteren Auslaß aus dem
Metallsedimentator (16) herausführbar ist, unterhalb des
Metallsedimentators (16) ein Metallsammelbehälter (17) zum Aufsammeln
der Metallpartikeln angeordnet ist, an den sich ein Förderer (22),
vorzugsweise Förderschnecke (22) anschließt, die die Metallpartikel über das
Flüssigkeitsniveau der Anlage hebt und zum Trocknen in ein
Trocknungssystem (27) fördert zur nachfolgenden Aufgabe der
Metallpartikel in einen Metallsammelbehälter (33).
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JP52090195A JPH09508595A (ja) | 1994-02-08 | 1995-02-08 | 金属と分別された再生可能な合成樹脂を別々に回収するために、合成樹脂で被覆または包囲されたケーブル残片とケーブル屑を利用するための方法および装置 |
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