-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen
von Teilchen in einem fluiden Medium, das eine Dichte hat, die größer ist, als
die der abzutrennenden Teilchen, wobei ein Gemisch der abzutrennenden
Teilchen einer Abtrennkammer einer Abtrennvorrichtung zugeführt wird
und aus der Abtrennkammer mit einer speziellen Art von Teilchen
angereichte Ströme
abgeführt
werden.
-
US 2,708,032 für Heyman
offenbart ein solches Verfahren zum Abtrennen von Glimmerteilchen, die
sich im Verhältnis
von Oberfläche
zu Masse (d. h. Dicke) unterscheiden. Zur Durchführung dieser Abtrennung wird
eine Glimmerflocken enthaltende Flüssigkeit in einen Behälter eingeführt, der
mit einem Sieb versehen ist. Ein Hin- und Herbewegen der Flüssigkeit
führt dazu,
dass dünnere
Flocken durch das Sieb hindurchgehen, während dickere Flocken unter
dem Sieb zurückgehalten
werden.
-
Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen,
bei welchem unterschiedliche Arten von Teilchen aufweisende Gemische
ausreichend getrennt werden können.
-
Für diesen
Zweck zeichnet sich das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung
dadurch aus, dass das Gemisch von Teilchen einer Behandlung unterworfen
wird, die den Schritt aufweist, das fluide Medium bezüglich des
Gemisches von Teilchen nach oben und unten zu bewegen, wobei über den
Teilchen zum Zurückhalten
der Teilchen eine Sperre vorhanden ist.
-
Überraschenderweise
hat sich gezeigt, dass das Bewegen eines Gemisches von Teilchen
mit einer Dichte, die niedriger ist als die des fluiden Mediums,
nach oben und nach unten bezogen auf das fluide Medium (auch bekannt
als „Schütteln") eine Schichtbildung
bewirken kann, um eine Trennung zu erreichen. Das Schütteln kennt
man seit Jahrzehnten, jedoch nicht für die Trennung von Teilchen,
die eine Dichte haben, die niedriger ist als die des umgebenden
fluiden Mediums. Das Gemisch kann beispielsweise Kork oder Holz
aufweisen. Es kann auch ein Gemisch sein, das vom Hausmüll abstammt.
Die vorhandene Sperre zum Zurückhalten
der Teilchen kann die Fläche
des fluiden Mediums sein. Ein Strom, der mit Teilchen einer speziellen
Art angereichert ist, weist das fluide Medium und die spe ziellen Teichen
auf. Die Trennung nach der vorliegenden Erfindung erfolgt in (in
wenigstens) zwei Strömen:
einem ersten Strom angereichert mit ersten Teilchen, die eine Dichte
haben, die niedriger ist als die des Fluids, und einem zweiten Strom,
der mit zweiten Teilchen angereichert ist, die eine Dichte haben,
die niedriger ist als die des Fluids.
-
Die
Verwendung eines fluiden Mediums zur Trennung eines Gemisches von
Teilchen in zwei oder mehr Fraktionen ist insgesamt Stand der Technik. Wenn
die Teilchen eine spezifische Dichte haben, die niedriger ist als
die des fluiden Mediums, ist eine solche Abtrennung nicht sehr leicht.
Bekanntlich benutzt man die Zentrifugierung, um die Wirkung der
Dichtedifferenz zwischen den Teilchenarten zu steigern. Diese Technik
ist teuer und führt
häufig
zu einer nicht zufriedenstellenden Abtrennung.
-
US 4,119,533 für Saitoh
offenbart ein Verfahren zum Separieren von Kunststoffen, die unterschiedliche
Dichten haben. PVC, das schwerer als Wasser ist, wird aus Polyolefinen
basierend auf ihrem Unterschied in der Hydrophobizität abgetrennt. Die
Abtrennung der Teilchen mit einer Dichte, die niedriger ist als
die des umgebenden fluiden Mediums, erfordert die Zugabe von einer
diese erleichternden Verbindung (beispielsweise Gerbsäure). Dies
ermöglicht
die Trennung von Polypropylen und Polyethylen.
-
Gemäß einer
bedeutenden Ausführungsform sind
die zu trennenden Teilchen Kunststoffteilchen.
-
Die
Trennung von Kunststoffen ist eine sehr wichtige Anwendung, für die natürlich gegenwärtig eine
Anzahl unterschiedlicher Verfahren zur Verfügung steht, die jedoch alle
einen oder mehrere wesentliche Nachteile haben. Beispielsweise ist
es bekannt, Teilchen elektrostatisch zu trennen (dieses Verfahren
ist für
das Vorhandensein von Feuchte sehr empfindlich), Teilchen unter
Verwendung von Infrarotlicht individuell zu messen (dieses Verfahren
ist langsam und aufwendig), eine Schwimm-Absink-Trennung in einem
Hydrozyklon durchzuführen oder
Wasser-Luft-Suspensionen zu verwenden. Die Trennung von Kunststoff
ermöglicht
es, mehrwertige Kunststoffe zu erhalten, die für die Herstellung neuer Kunststoffprodukte
verwendet werden können.
Zusätzlich
wird die Verwendung von Kompatibilität erzeugenden Stoffen im wesentlichen
vermieden oder sogar unnötig.
Dies führt
nicht nur zu Kosteneinsparungen, sondern auch dazu, dass das aus
dem rezyklisierten Material gefertigte Kunststoffprodukt eine höhere Qualität hat und
häufiger
wiederverwendet werden kann.
-
Entsprechend
einer wichtigen Ausgestaltung sind die Kunststoffteilchen Polyolefine.
-
Durch
Verwendung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung kann eine
Abtrennung schnell und effizient bei sehr ähnlichen Kunststoffen, wie
Polyethylen und Polypropylen, durchgeführt werden.
-
Gemäß einer
bedeutenden Ausführungsform ist
das fluide Medium ein wässriges
Medium, insbesondere Wasser.
-
Die
Verwendung von wässrigen
Medien und insbesondere von Wasser, was sehr billige fluide Medien
sind, führt
nicht zu einer Verunreinigung der Ströme, die mit einer speziellen
Art von Teilchen angereichert sind, und gibt keine flüchtigen
organischen Verbindungen (oder nur gerade in einem reduzierten Ausmaß) ab. Wenn
ein wässriges
Medium, wie Wasser, für
die Separierung von Kunststoffen verwendet wird, sollte dafür gesorgt
werden, das die Teilchen mit dem fluiden Medium gut benetzt sind,
um ein Anhaften von Luftblasen zu unterbinden (die eine falsche Änderung
in der Dichte der Teilchen herbeiführen). Dies kann durch Verwendung
eines Friktionswaschens mit dem fluiden Medium oder durch Zugabe von
geringen Konzentrationen an oberflächenaktiven Stoffen erreicht
werden. Es ist auch möglich,
das Verfahren bei erhöhtem
Druck (als Folge davon lösen sich
alle vorhandenen Luftblasen auf) oder bei reduziertem Druck auszuführen, (was
zu größeren Luftblasen
führt,
die leichter entweichen können,
wonach das Verfahren wieder bei Umgebungsdruck durchgeführt wird).
-
Gemäß einer
bedeutenden Ausgestaltung hat das wässrige Medium eine Temperatur
von etwa 0°C.
-
Bei
dieser Temperatur ist das Verhältnis
der Dichten der zu trennenden Kunststoffe, wie Polyethylen und Polypropylen,
maximal.
-
Gemäß einer
wichtigen Ausgestaltung sind in dem fluiden Medium gesonderte, das
Abführen
erleichternde Teilchen vorhanden.
-
Das
Vorhandensein von das Abführen
erleichternden Teilchen kann insbesondere Bedeutung erlangen, wenn
sich die Zusammensetzung der Mischung ändert. Dadurch, dass eine Trennwand
im wesentlichen in der Mitte der Schicht der das Abführen erleichternden
Teilchen angeordnet wird, kann das Erreichen einer optimalen Trennung
gewährleistet
werden. Die das Abführen
erleichternden Teilchen können
aus einem Strom, der mit einer speziellen Art von Teilchen angereichert
ist, durch irgendwelche geeigneten Mittel abgetrennt werden, beispielsweise durch
die Verwendung von Magnetismus, wenn die das Abführen erleichternde Teilchen
ferromagnetisch sind. Natürlich
werden die wiedergewonnenen das Abführen erleichternden Teilchen
in die Abtrennkammer zurückgeführt.
-
Auf
diese Weise kann die Abtrennung von zwei Arten von Teilchen optimiert
werden. Es ist auch vorstellbar, dass mehrere Schichten der das
Abführen
erleichternden Teilchen zwischen (beispielsweise drei) unterschiedlichen
Arten von Teilchen gebildet werden.
-
Vorzugsweise
sind die das Abscheiden erleichternden Teilchen voluminöse Teilchen
mit einer Dichte zwischen den Dichten der mit speziellen Teilchen
angereicherten Ströme.
-
Diese
Ausführungsform
ist äußerst vorteilhaft,
wenn die abzutrennenden Teilchen Flocken sind. Die voluminösen Teilchen
erfahren eine effektive Dichte ihrer Umgebung, die sowohl durch
die Dichte des fluiden Mediums als auch der vorhandenen Teilchen
bestimmt ist. Die unterschiedliche Form der abzutrennenden Teilchen
einerseits und der das Abführen
erleichternden Teilchen andererseits macht es äußerst leicht, die das Abführen erleichternden Teilchen
aus dem Strom abzutrennen, der mit Teilchen einer speziellen Art
angereichert ist. Die voluminösen
das Abführen
erleichternden Teilchen können eine
maximale Größe haben,
die ähnlich
der der größten abzutrennenden
Teilchen ist, jedoch ist ihre Dicke beträchtlich größer als die der abzutrennenden Teilchen,
beispielsweise beträgt
sie wenigstens fünfmal
mehr. Vorteilhafterweise sind die voluminösen Teilchen beispielsweise
annähernd
kugelförmige Teilchen,
zylindrische Teilchen oder polygonale Körper, wie Würfel usw.
-
Vorzugsweise
wird ein in der Abtrennkammer vorgesehenes Element als Sperre für das Zurückhalten
der Teilchen verwendet.
-
Ein
solches Element macht es einfach, den sich nach oben und nach unten
bewegenden Strom des fluiden Mediums zu erzeugen, während eine
minimale Störung
von bereits teilweise getrennten Teilchenschichten verursacht wird.
-
Vorzugsweise
hat das Element zum Zurückhalten
der Teilchen Durchlässe
für den
Durchgang des fluiden Mediums.
-
Als
ein solches Element eignet sich ein Sieb oder Gitter, dessen Öffnungen
in geeigneter Weise kleiner als die kleinsten Teilchen des Gemisches sind.
-
Vorzugsweise
bildet das Element einen Winkel mit der Horizontalen, vorzugsweise
einen Winkel zwischen 2 bis 45° und
besonders bevorzugt zwischen 5 bis 30° oder am meis ten bevorzugt zwischen 5
und 20°,
so dass die Teilchen von der Zuführöffnung wegbewegt
werden. Dies unterstützt
den Transport der Teilchenschichten der Abtrennkammer.
-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die zum Abtrennen von
Teilchen geeignet ist, die eine Dichte haben, die kleiner ist als
die eines fluiden Mediums, wobei die Vorrichtung
- – eine Abtrennkammer
mit einer Zuführöffnung für die abzutrennenden
Teilchen,
- – Abführöffnungen
für abgetrennte
Teilchenfraktionen,
- – ein
Element, das Durchlässe
besitzt, die über der
Zuführöffnung vorgesehen
sind, wobei das Element einen ersten Teil der Abtrennkammer und
einen zweiten Teil der Abtrennkammer begrenzt und
- – Einrichtungen
zum Bewegen eines fluiden Mediums bezüglich der abzutrennenden Teilchen
nach oben und nach unten aufweist.
-
Eine
solche Vorrichtung ist, wie oben erwähnt, in der
US 2,708,302 offenbart.
-
Nach
der Erfindung ist das Element ein Teilchen zurückhaltendes Element und stehen
die Zuführöffnungen
und die Abführöffnungen
in einer direkten Verbindung miteinander über den ersten Teil.
-
Die
Verwendung einer solchen Vorrichtung ermöglicht auf billige und einfache
Weise das Erreichen einer wirksamen Abtrennung der Teilchen mit einer
Dichte, die niedriger ist als die des fluiden Mediums. Das Element
und die Einrichtungen zum Bewegen des fluiden Mediums nach oben
und nach unten können
die gleichen sein, nämlich
ein Sieb (oder ein Siebrost).
-
Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Element in einem Winkel
zur Horizontalen, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 2 bis 45°, besonders bevorzugt
zwischen 5 bis 30° und
am meisten bevorzugt von 5 bis 20° vorgesehen,
so dass die Teilchen von der Stelle wegtransportiert werden, wo
sie zugeführt
werden.
-
Eine
zweite Vorrichtung nach der Erfindung ist eine Vorrichtung, die
für das
Abtrennen von Teilchen geeignet ist, die eine Dichte haben, die
kleiner ist als die eines fluiden Mediums, wobei die Vorrichtung
- – eine
Abtrennkammer mit einer Zuführöffnung für die abzutrennenden
Teilchen,
- – eine
Abführöffnung für abgetrennte
Teilchenfraktionen,
- – ein
Element, das Durchlässe
aufweist, die über der
Zuführöffnung vorgesehen
sind, wobei das Element den ersten Teil der Abtrennkammer und einen
zweiten Teil der Abtrennkammer begrenzt, und
- – Einrichtungen
zum Bewegen eines fluiden Mediums bezogen auf die abzutrennenden
Teilchen nach oben und nach unten aufweist.
-
Die
Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Element einen ersten
Abschnitt mit ersten Durchlässen
und einen zweiten Abschnitt mit zweiten Durchlässen hat, wobei die ersten
Durchlässe
kleiner als die zweiten Durchlässe
sind, der erste Abschnitt ein Teilchen zurückhaltendes Element ist, und
die Zuführöffnung und
eine erste Abführöffnung in
direkter Verbindung miteinander über
den ersten Teil, den zweiten Abschnitt und den zweiten Teil stehen.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist das Element wiederum in einem Winkel
zur Horizontalen, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 2 bis 45° und besonders
bevorzugt zwischen 5 und 30° vorgesehen.
-
Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine dritte Vorrichtung, die zum
Abtrennen von Teilchen geeignet ist, die eine Dichte haben, die
kleiner ist als die eines fluiden Mediums, wobei die Vorrichtung
- – eine
Abtrennkammer mit einer Zuführöffnung für die abzutrennenden
Teilchen,
- – ein
Element, das über
der Zuführöffnung vorgesehen
ist, wobei das Element eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die den
Durchlass der Teilchen zulassen, und
- – Einrichtungen
aufweist, die vorgesehen sind, um das fluide Medium bezüglich der
abzutrennenden Teilchen nach oben und nach unten zu bewegen.
-
Die
Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Zuführöffnung sich
in einer im Wesentlichen radialen Richtung erstreckt und dass zweite
Einrichtungen vorgesehen sind, um das Element bezüglich des
fluiden Mediums in der Abtrennkammer zu drehen.
-
Im
Betrieb wird das Gemisch von zu trennenden Teilchen unter das Abführen erleichternden
Teilchen zugeführt.
Das Element und das fluide Medium können mit der gleichen Drehzahl
(und in der gleichen Richtung) gedreht werden, was einen äußerst einfachen
Trennvorgang ermöglicht.
Die Teilchen mit größerer Dichte,
die nicht durch die Sperre hindurchgehen, die aus den das Abführen erleichternden
Teilchen besteht, können
aus der Abtrennkammer entfernt werden, beispielsweise zusammen mit
den das Abführen
erleichternden Teilchen. Die das Abführen erleichternden Teilchen
können
aus den Teilchen mit größerer Dichte
durch ein herkömmliches
Verfahren abgetrennt werden, beispielsweise rer Dichte durch ein
herkömmliches
Verfahren abgetrennt werden, beispielsweise als Trennung nach Größe unter
Verwendung von Magnetfeldern usw.
-
Entsprechend
einer interessierenden Ausgestaltung hat die Vorrichtung Einrichtungen
zum lokalen Durcheinanderbringen einer Masse, die zugesetzte Teilchen,
die nicht in der Lage sind, durch die Öffnungen des Elements hindurchzugehen,
und spezielle Teilchen aufweist, die aus den Teilchen abgetrennt
sind, die durch die Öffnungen
des Elements hindurchgegangen sind.
-
Dadurch
ist es möglich,
das Element dazu zu verwenden, die das Abführen erleichternden Teilchen von
den Teilchen abzutrennen, die eine größere Dichte haben. Die Einrichtungen
können
ein Rohr aufweisen, das mit einem Schlitz oder einer Anzahl von
Düsen versehen
ist, aus dem/denen fluides Medium herausgepresst wird.
-
Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein spezifisches Verfahren zum Abtrennen
von Teilchen in einem fluiden Medium, das eine Dichte hat, die höher ist
als die der abzutrennenden Teilchen, wobei eine Vorrichtung nach
Anspruch 16 verwendet wird, ein Gemisch von abzutrennenden Teilchen
unter einer Schicht von Teilchen zugeführt wird, die eine Dicke haben,
die es ihnen nicht erlaubt, durch die Öffnungen des Elements hindurchzugehen,
das fluide Medium in der Abtrennkammer bezüglich des Elements gedreht
wird, das Element nach oben und nach unten bewegt wird, um das fluide
Medium bezüglich
der abzutrennenden Teilchen nach oben und nach unten zu bewegen
und die Teilchen mit der geringeren Dichte dazu zu bringen, durch
die erleichternden Teilchen und durch die Öffnungen in dem Element hindurchzugehen
und in einem fluiden Medium über
dem Element zu enden, von dem aus die Teilchen aus der Abtrennkammer
abgeführt
werden, während
das Abführen
erleichternde Teilchen als eine Sperre für die Teilchen mit höherer Dichte
wirken und diese zurückhalten,
und die Teilchen mit höherer
Dichte aus der Abtrennung in dem fluiden Medium unter dem Element abgeführt werden.
-
Vorzugsweise
wird das fluide Medium bezüglich
der Wand der Abtrennkammer gedreht.
-
Gemäß einem
alternativen Verfahren zum Abtrennen von Teilchen in einem fluiden
Medium, das eine Dichte hat, die höher ist als die der abzutrennenden
Teilchen, wird eine Vorrichtung nach Anspruch 17 verwendet, wobei
ein Gemisch von abzutrennenden Teilchen unter einer Schicht von
Teilchen zugeführt
wird, die eine Dicke haben, die es ihnen nicht erlaubt, durch die Öffnungen
des Elements hindurchzugehen, das fluide Medium in der Ab trennkammer
bezüglich
des Elements gedreht wird, das Element nach oben und nach unten
bewegt wird, um das fluide Medium bezüglich der abzutrennenden Teilchen zu
bewegen, und die Teilchen mit der geringeren Dichte dazu zu bringen,
durch die das Abführen
erleichternden Teilchen und durch die Öffnungen in dem Element hindurchzugehen
und in einem ersten Abschnitt zu enden, der das fluide Medium über dem Element
aufweist, von dem ersten Abschnitt aus die Teilchen aus der Abtrennkammer
abgetrennt werden, während
die das Abführen
erleichternden Teilchen als eine Sperre für die Teilchen mit höherer Dichte wirken
und diese zurückhalten,
die Einrichtungen für ein
lokales Durcheinanderbringen der Masse von erleichternden Teilchen
und zurückgehaltenen
Teilchen mit höherer
Dichte es den Teilchen mit höherer
Dichte erlauben, durch die Öffnungen
in dem Element hindurchzugehen und in dem zweiten Abschnitt über dem
Element zu enden, das von dem ersten Abschnitt getrennt ist, und
ein Strom, der mit Teilchen angereichert ist, die eine höhere Dichte
haben, aus der Abtrennkammer abgeführt wird.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf eine Zeichnung
und eine beispielsweise Ausführungsform
erläutert,
in denen
-
1 eine schematische Darstellung
einer Vorrichtung nach der Erfindung zeigt,
-
2a bis d jeweils
ein Bild von vier aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während der
Trennung von Teilchen unter Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung
zeigen,
-
3 eine erste alternative
schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung zeigt
und
-
4 eine zweite alternative
schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung zeigt.
-
Die
in 1 gezeigte Vorrichtung
hat eine Kammer 2, die mit einer Zufuhröffnung 3 versehen ist,
durch welche ein Gemisch aus zu trennenden Teilchen zugeführt werden
kann. Über
der Zuführöffnung 3 ist
ein Sieb 4 angeordnet, wobei der unterste Teil des Siebs 4 an
die Zuführöffnung 3 angrenzt.
In Betrieb befindet sich ein fluides Medium in der Abtrennkammer 2,
das unter Verwendung einer Pumpe 5 nach oben und nach unten
bewegt werden kann. Für
das Abführen
von abgetrennten Teilchen sind zwei Abführöffnungen 6, 7 und
für das
Trennen der Teilchenschichten ist eine Trennwand 8 vorgesehen. Diese
Trennwand 8 ist vorzugsweise drehbar, wodurch es leichter
wird, ein Gemisch, in welchem sich das Verhältnis der Art der Teilchen ändert, einer
Trennung zu unterwerfen.
-
Es
hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, den Widerstand zu erhöhen, mit
welchem das fluide Medium durch die Durchgänge des Siebs 4 strömen kann.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Lage
von Kugeln auf die Oberseite des Siebs 4 gelegt wird.
-
Erforderlichenfalls
wird das Gemisch von zu trennenden Teilchen zuerst einer Trennung
nach Teilchengröße unterworfen,
jedoch ist das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung im Falle
von flockenförmigen
abzutrennenden Teilchen überraschenderweise
gegenüber
unterschiedlicher Teilchengröße in dem
Gemisch unempfindlich.
-
Gemäß einer
stark interessierenden Ausgestaltung sind Teilchen vorhanden, um
das abgetrennte Abführen
von unterschiedlichen Teilchen zu erleichtern. Bei einer ersten
Ausführungsform
erleichtern diese Teilchen die Aufteilung in getrennte Ströme von Schichten
mit einer speziellen Art von Teilchen, die sich aus der Abtrennung
ergeben. In der Schicht von das Abtrennen erleichternden Teilchen
kann eine Trennwand angeordnet werden. Dies ist viel einfacher als
die Bestimmung der Grenze zwischen zwei Schichten mit unterschiedlichen
Teilchen. Bei einer zweiten Ausführungsform
ermöglicht
es die Verwendung von das Abtrennen erleichternden Teilchen, ein Sieb
mit Öffnungen
einzusetzen, das den Durchgang der abzutrennenden Teilchen erlaubt.
Wie schematisch in 3 gezeigt
ist, lassen beispielsweise die Öffnungen
in dem Siebabschnitt 4a den Durchgang von Teilchen nicht
zu. Der Siebabschnitt 4b erlaubt den Durchgang von Teilchen
geringerer Dichte (die aus der Abtrennkammer 2 durch den
Auslass 13, wie in 4 gezeigt,
abgeführt
werden), während
Teilchen mit höherer
Dichte, die nicht in der Lage sind, die Schicht von der das Abführen erleichternden
Teilchen zu durchdringen, durch Öffnungen
im Siebabschnitt 4c hindurchgehen und aus der Abtrennkammer 2 durch
einen Auslass 14 (in 4 gezeigt)
abgeführt
werden.
-
Die
in 4 (Draufsicht) gezeigte
Vorrichtung hat ein kreisförmiges
Sieb 4 (teilweise gezeigt), das die das Abführen erleichternden
Teilchen zurückhält, die
eine Dichte haben, die so gewählt
ist, dass sie zwischen der von Teilchen mit einer relativ niedrigen
Dichte und der von Teilchen mit einer relativ hohen Dichte liegt.
Das Gemisch von abzutrennenden Teilchen wird in einer im wesentlichen
radialen Richtung durch ein Zuführrohr 9 zugeführt, das
eine schlitzartige Zuführöffnung 3 oder
eine Vielzahl von Zuführöffnungen 3 aufweist,
die über
einen wesentlichen Teil der Länge
des Zuführrohrs 9 verteilt
sind. Sowohl das Sieb 4 als auch das fluide Medium in der Abtrennkammer 2 werden
im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Dies kann durch Verwendung eines
Wasserstrahls erreicht werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung
versetzt das drehende Sieb 4 das fluide Medium in Drehung.
Um einen nachteiligen Effekt aufgrund einer Turbulenz nahe an der
Wand der Abtrennkammer zu ver meiden, kann das Sieb 4 mit
einer sich nach unten erstreckenden Umfangswand (nicht gezeigt,
aber ähnlich 3 nahe der Zuführöffnung 3)
versehen werden, die eine Höhe
hat, die größer ist
als die Länge
des Hubs während
des Betriebs.
-
In
Betrieb gehen Teilchen mit einer niedrigeren Dichte durch die Schicht
der das Abführen
erleichternden Teilchen und durch Öffnungen in dem Sieb 4 hindurch.
Ein Strom mit fluidem Medium und Teilchen, die eine niedrigere Dichte
haben, können aus
der Abtrennkammer 2 von oberhalb des Siebs 4 abgeführt werden.
Die das Abführen
erleichternden Teilchen wirken als Sperre für die Teilchen, die eine relative
höhere
Dichte haben. Die letzteren Teilchen können unterhalb des Siebs 4 zusammen
mit den das Abführen
erleichternden Teilchen (oder einem Teil davon) entfernt werden.
Alle das Abführen
erleichternden Teilchen, die in einem Strom vorhanden sind, der
mit Teilchen mit einer höheren
Dichte angereichert ist, können
unter Verwendung herkömmlicher
Einrichtungen separiert werden und werden zurück in die Abtrennkammer 2 unterhalb
des Siebs 4 geführt.
-
Alternativ
kann das Sieb 4 dazu verwendet werden, die dichteren Teilchen
von den das Abführen erleichternden
Teilchen durch Stören
der Schichtung (das Abführen
erleichternde Teilchen und dichtere Teilchen) abzutrennen. Dies
kann einfach erreicht werden, indem Rohre 12 verwendet
werden, die mit Düsen
versehen sind, die fluides Medium durchführen, um das subtile Gleichgewicht
in der Schichtung zu stören,
was dazu führt,
dass die dichteren Teilchen durch das Sieb 4 hindurchgehen.
In diesem Fall werden über
dem Sieb 4 zwei getrennte Abschnitte 10, 11 ausgebildet.
Die beiden Abschnitte 10, 11 können sich zusammen mit dem
Sieb nach oben und unten bewegen, drehen sich jedoch nicht. Der
erste Abschnitt 10 wird zum Sammeln von Teilchen verwendet,
die eine niedrigere Dichte haben, während der zweite Abschnitt 11 zum
Sammeln von Teilchen mit einer höheren
Dichte eingesetzt wird.
-
Beispiel 1
-
Es
wurde ein Gemisch hergestellt aus 0,8kg HDPE (weiß, Dichte
945 kg/m3) und 0,2 kg PP (blau, Dichte 900
kg/m3). Die Körngröße beider Arten von Kunststoff
betrugen 1,7 bis 4 mm. Die verwendete Vorrichtung hatte eine Abtrennkammer
mit einem Volumen von 3,1 l und einem Durchmesser von 19 cm. Als
fluides Medium wurde Wasser verwendet. Zur Separierung wurde das
Wasser während
einer Sekunde nach oben und während
drei Sekunden nach unten in einer asymmetrischen sinusförmigen Weise bewegt.
Die Länge
des Hubs war 9 cm. Das stationäre
Sieb hatte Durchlässe
von 0,5 Quadratmillimeter bei 100 Durchlässen pro cm2.
-
2 zeigt, dass trotz der
geringen Dichtedifferenz eine Trennung sehr schnell erreicht werden kann.
Die Bilder a bis d wurden innerhalb eines Zeitraumes von 2 min aufgenommen.
-
Beispiel 2
-
Bei
diesem Versuch wurde eine Vorrichtung, wie sie in 3 gezeigt ist, mit einem Sieb 4 verwendet,
das aus Stäben
hergestellt ist, die schlitzartige Öffnungen (Breite 6 mm, Länge mehrere
cm) bilden. Es wurden das Abführen
erleichternde Teilchen mit einer Dichte von 970 kg/m3,
einer Länge
von 8 bis 12 mm, einem Durchmesser von 8 mm und in einer zwei Schichten
entsprechenden Menge verwendet, um Flocken von PP (Dichte etwa 900
kg/m3) und HDPE (Dichte etwa 950 kg/m3) abzutrennen. Bedingungen: Frequenz 10/Minute,
Hublänge
45 mm, Siebabschnitt 4a 300 mm, Siebabschnitt 4b 50
mm, Siebbreite 200 mm. Die Trennung tritt in einem Zeitraum von
1 bis 2 Minuten ein. Das erhaltene PE war nahezu rein (weniger als
1% PP). PP wies noch etwa 10% PE auf, was eine beträchtliche
Verbesserung gegenüber
dem Ausgang von 50/50 ist.