DE9302646U1 - Device for the emission-free extraction of a substance from a mixture of substances - Google Patents
Device for the emission-free extraction of a substance from a mixture of substancesInfo
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Description
LEINE & KÖNIGLEINE & KING
PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS
Dipl.-Ing. Sigurd Leine ■ Dipl.-Phys. Dr. Norberl König zugelassen beim Europäischen Patentami European Patent AttorneysDipl.-Ing. Sigurd Leine ■ Dipl.-Phys. Dr. Norberl König admitted to the European Patent Attorneys
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Martin Pitts 229/2 25.05.1993Martin Pitts 229/2 25.05.1993
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Vorrichtung zum emissionsfreien Extrahieren eines Stoffes aus einem StoffgemischDevice for the emission-free extraction of a substance from a mixture of substances
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum emissionsfreien Extrahieren eines Stoffes aus einem Stoffgemisch, insbesondere zum emissionsfreien Extrahieren von Bindemitteln (Bitumen) aus Asphalt.The invention relates to a device for the emission-free extraction of a substance from a mixture of substances, in particular for the emission-free extraction of binding agents (bitumen) from asphalt.
Bekanntlich müssen regelmäßig Produktionskontrollen beim Asphalt durchgeführt werden, sogenannte Eigenkontrollen zur Feststellung des Bitumen- und Mineralgehaltes und der Korngrößenverteilung. Die bisherigen Verfahren sind zeitaufwendig und verwenden umweltbelastende Chlorkohlen-Wasserstoffe, insbesondere das durch DIN-Vorschrift vorgeschriebene Trichlorethylen, das im Verdacht steht, krebserregend zu sein. Die bekannten Verfahren laufen nicht emissionsfrei ab.As is well known, regular production controls must be carried out on asphalt, so-called internal controls to determine the bitumen and mineral content and the grain size distribution. The current processes are time-consuming and use environmentally harmful chlorinated hydrocarbons, in particular trichloroethylene, which is prescribed by DIN regulations and is suspected of being carcinogenic. The known processes are not emission-free.
Durch die DE 35 10 056 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Bindemittel aus mineralstoffhaltigen bituminösen Gemischen und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Zum Abtrennen von Bitumen und Mineralstoffen aus Altasphalt ist ein Behälter vorgesehen, in den der vorzerkleinerte Asphalt und ein Lösungsmittel eingegeben werden.DE 35 10 056 describes a process for obtaining binding agents from bituminous mixtures containing minerals and a device for carrying out the process. To separate bitumen and minerals from old asphalt, a container is provided into which the pre-crushed asphalt and a solvent are placed.
Der Behälter wird in Schrägstellung gedreht. Durch Zugabe von Dichtetrennflüssigkeit wird die Bindemittellösung von den Mineralstoffen getrennt. Die Bindemittellösung wird über einen Abscheider einer Destilliereinrichtung züge-The container is rotated at an angle. By adding density separation liquid, the binding agent solution is separated from the minerals. The binding agent solution is fed to a distillation device via a separator.
führt. Hier wird das Lösungsmittel zurückgewonnen, um von neuem benutzt zu werden.Here the solvent is recovered to be used again.
Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist immer noch nachteilig der relativ große apparative Aufwand und vor allem der große Lösungsmittelbedarf. Außerdem ist die zusätzliche Verwendung einer Dichtetrennflüssigkeit erforderlich. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen die oben erwähnten Kontrollen einfacher, schneller und emissionsfrei durchführbar sind und bei denen insbesondere auf die Verwendung von Chlorkohlenwasserstoffen verzichtet werden kann.The known method and the known device for carrying out the method still have the disadvantage of the relatively large amount of equipment required and, above all, the large amount of solvent required. In addition, the additional use of a density separation liquid is necessary. The object of the present invention is to provide a device of the type mentioned at the beginning with which the above-mentioned checks can be carried out more easily, more quickly and without emissions and in which, in particular, the use of chlorinated hydrocarbons can be dispensed with.
Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the design according to the characterizing part of claim 1.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous and expedient further developments are specified in the subclaims.
Durch die erfindungsgemäße Aufgabenlösung wird eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung angegeben, durch die der Lösungsmittelbedarf erheblich reduziert werden kann. Die Vorrichtung arbeitet emissionsfrei, und es kann auf die Verwendung von Chlorkohlenwasserstoffen verzichtet werden.The solution to the problem according to the invention provides a continuously operating device that can significantly reduce the need for solvents. The device operates without emissions and the use of chlorinated hydrocarbons can be dispensed with.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig· 1 eine schematische Vorderansicht einer Vorrichtung zum emissionsfreien Extrahieren von Bindemittel aus Asphalt,Fig· 1 is a schematic front view of a device for emission-free extraction of binder from asphalt,
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht undFig. 2 the device according to Fig. 1 in a schematic side view and
Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung 2 zum emissionsfreien Extrahieren eines Stoffes aus einem Stoffgemisch. Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 4, in dem eine Siebtrommel 6 mit beispielsweise einer Maschenweite von 2 mm liegend und drehbar angeordnet ist. Die Siebtrommel 6 ist im Gehäuse geneigt angeordnet, d. h. die vordere offene Beschickungsöffnung 8 für das Stoffgemisch ist höher angeordnet als die hintere geschlossene Seite 10.The drawing shows a device 2 for the emission-free extraction of a substance from a mixture of substances. The device consists of a housing 4 in which a sieve drum 6 with, for example, a mesh size of 2 mm is arranged horizontally and rotatably. The sieve drum 6 is arranged at an angle in the housing, i.e. the front open feed opening 8 for the mixture of substances is arranged higher than the rear closed side 10.
Die Siebtrommel 6 ist oberseitig von einem Halbzylinder 12 mit Abstand umgeben, etwa bis zur horizontalen diametralen Ebene. An diesen Halbzylinder 12 schließt sich unterhalb der Siebtrommel 6 ein viertelzylindrischer Schieber 14 an, der seitlich Aufkantungen 16 zur Flüssigkeitszuführung aufweist und in Richtung des Doppelpfeiles A auf einer Halbkreisbahn 18 verschiebbar ist.The sieve drum 6 is surrounded on the top by a half-cylinder 12 at a distance, approximately up to the horizontal diametrical plane. This half-cylinder 12 is adjoined below the sieve drum 6 by a quarter-cylindrical slide 14, which has lateral edges 16 for supplying liquid and can be moved in the direction of the double arrow A on a semicircular path 18.
Zwischen dem Schieber 14 bzw. der Halbkreisbahn 18 und der Siebtrommel 6 ist noch ein halbzylindrisches Sieb 15 mit beispielsweise einer Maschenweite von 0,09 mm angeordnet .Between the slide 14 or the semicircular track 18 and the sieve drum 6 there is also a semi-cylindrical sieve 15 with, for example, a mesh size of 0.09 mm.
Das Gehäuse 4 ist unterhalb des Schiebers 14 bzw. dessen Halbkreisbahn 18 durch eine Wand 19 in zwei Kammern 20 und 22 unterteilt, wobei entweder die eine Kammer 20, wie in der Fig. 1 dargestellt, oder die andere Kammer 22 vom Schieber je nach dessen Stellung verschlossen wird.The housing 4 is divided into two chambers 20 and 22 by a wall 19 below the slide 14 or its semicircular path 18, whereby either one chamber 20, as shown in Fig. 1, or the other chamber 22 is closed by the slide depending on its position.
Die Kammer 22 ist noch durch eine Wand 24 unterteilt, und zwar in eine Kammer 22' und eine Kammer 22". Die Wand 24 endet mit Abstand zum Kammerboden 26, so daß die Kammern 22' und 22" über eine bodenseitige Verbindung 25 miteinander in Verbindung stehen.The chamber 22 is further divided by a wall 24, namely into a chamber 22' and a chamber 22". The wall 24 ends at a distance from the chamber floor 26, so that the chambers 22' and 22" are connected to one another via a floor-side connection 25.
Die Kammern 20 und 22', nicht jedoch die Kammer 22", sind durch Heizungen 28 und 30 aufheizbar.The chambers 20 and 22', but not the chamber 22", can be heated by heaters 28 and 30.
Sowohl im Kammerboden 26 als auch im Boden 32 der Kammer 20 sind Bodenablaßventile 34 und 36 angeordnet.Bottom drain valves 34 and 36 are arranged in both the chamber bottom 26 and the bottom 32 of the chamber 20.
In der Kammer 22" befindet sich unterhalb des Schie-In the chamber 22" is located below the slide
bers 14 noch ein Filter 38.Above 14 there is also a filter 38.
Mittig oberhalb der Siebtrommel ist auf dem Gehäuse 4 ein Kühler 40 angeordnet, der über eine Öffnung 42 im Gehäuse 4 und dem Halbzylinder 12 mit dem Raum unterhalb des Halbzylinders 12 in Verbindung steht.A cooler 40 is arranged centrally above the screening drum on the housing 4, which is connected to the space below the half-cylinder 12 via an opening 42 in the housing 4 and the half-cylinder 12.
Unterhalb des Kühlers 40 ist eine gebogene Blechrutsche 44 angerodnet, über die Kondensat aus dem Kühler in die Siebtrommel 6 rückgeführt wird und die in der Betriebsstellung mit ihrem freien Ende in die Siebtrommel hineinragt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Blechrutsche 44 ist bei 46 schwenkbar am Gehäuse 4 angebracht, damit sie eine Demontage der Siebtrommel nicht behindert.A curved sheet metal chute 44 is arranged below the cooler 40, via which condensate from the cooler is returned to the screen drum 6 and which, in the operating position, projects with its free end into the screen drum, as shown in Fig. 2. The sheet metal chute 44 is pivotally attached to the housing 4 at 46, so that it does not hinder dismantling of the screen drum.
Die Vorrichtung 2 arbeitet wie folgt, wobei das Extrahieren von Bindemittel (Bitumen) aus Asphalt betrachtet werden solI.The device 2 works as follows, whereby the extraction of binding agent (bitumen) from asphalt is to be considered.
Es wird dabei ein Lösungsmittel verwendet, das etwa den gleichen Siedepunkt wie Wasser hat. Die Siedetemperatur des Lösungsmittels muß so sein, daß der zu extrahierende Stoff (hier Bitumen) chemisch und physikalisch nicht verändert wird, damit die nachfolgenden Analysen einwandfrei durchgeführt werden können.A solvent is used that has approximately the same boiling point as water. The boiling temperature of the solvent must be such that the substance to be extracted (here bitumen) is not chemically or physically changed so that the subsequent analyses can be carried out properly.
Zunächst wird die Siebtrommel 6 über die vordere öffnung mit dem Stoffgemisch, hier Asphalt, beschickt. Danach wird die Kammer 20 teilweise mit dem Lösungsmittel (entaromatisiertes Benzin) über den Kühler 40 oder direkt befüllt, wodurch gleichzeitig eine Art Vorlösevorgang eingeleitet wird. Danach werden die Kammern 22' und 22" teilweise mit Wasser gefüllt.First, the screening drum 6 is filled with the mixture of substances, here asphalt, via the front opening. Then, the chamber 20 is partially filled with the solvent (dearomatized gasoline) via the cooler 40 or directly, which simultaneously initiates a kind of pre-dissolving process. Then the chambers 22' and 22" are partially filled with water.
Die Kammer 20 wird anschließend erwärmt. Der entstehende Lösungsmitteldampf steigt nach oben in den Kühler, wo er gekühlt wird und kondensiert. Das Kondensat fließt dann im Kühler nach unten wieder in die Trommel und extrahiert dabei das Bitumen aus dem Asphalt. Das gelöste Bitu-The chamber 20 is then heated. The resulting solvent vapor rises up into the cooler, where it is cooled and condenses. The condensate then flows down in the cooler back into the drum and extracts the bitumen from the asphalt. The dissolved bitumen
men fließt dann in die Kammer 20. Bei diesem Extraktionsvorgang befindet sich der Schieber 14 in der in der Fig. gezeigten linken Stellung, in der die Kammer 20 mit der Siebtrommel und dem Kondensator in Verbindung steht. Aus der Kammer 20 steigt weiter Lösungsmitteldampf auf, der, wie schon beschrieben, im Kühler 40 kondensiert und beim Herabfließen über die Blechrutsche 44 weiteres Bitumen extrahiert. Dieser ganze Extraktionsvorgang verläuft somit kontinuierlich. Sobald der Extrahiervorgang abgeschlossen ist, wird die in der Kammer 20 befindliche Bitumenlösung über das Bodenablaßventil 36 abgelassen.men then flows into the chamber 20. During this extraction process, the slide 14 is in the left position shown in the figure, in which the chamber 20 is connected to the sieve drum and the condenser. Solvent vapor continues to rise from the chamber 20, which, as already described, condenses in the cooler 40 and extracts further bitumen as it flows down the metal chute 44. This entire extraction process thus runs continuously. As soon as the extraction process is complete, the bitumen solution in the chamber 20 is drained via the bottom drain valve 36.
Nach Beendigung des Extrahiervorganges wird die Kammer 20 durch Verschieben des Schiebers 14 in die rechte Endstellung verschlossen. In dieser Stellung des Schiebers ist dann die Kammer 22 mit der Trommel bzw. mit dem Trommelraum verbunden. Es wird jetzt die Kammer 22' aufgeheizt bis zum Sieden des Wassers. Der aufsteigende heiße Dampf bzw. das durch Kondensation des Dampfes im Kühler entstehende heiße Wasser wäscht das restliche Lösungsmittel aus den in der Siebtrommel 6 verbliebenen Mineralstoffen aus. Die Waschlösung, bestehend aus Wasser und Lösungsmittel, wird in der Kammer 22' aufgefangen. Da das Lösungsmittel leichter als Wasser ist, schwimmt es auf dem Wasser auf. Über die bodenseitige Verbindung der beiden Kammern 22 und 22" wird Wasser in die Kammer 22' nachgeführt, so daß auch hier ein in sich geschlossener kontinuierlicher Auswaschvorgang vonstatten geht. Vorzugsweise fließt die Wasser/-Lösungsmittelmischung noch über das in der Kammer 22' angeordnete Filter 38, damit evtl. noch mit ausgewaschene Filter abgefiltert werden können.After the extraction process has ended, the chamber 20 is closed by moving the slide 14 to the right end position. In this position of the slide, the chamber 22 is then connected to the drum or to the drum chamber. The chamber 22' is now heated until the water boils. The rising hot steam or the hot water created by condensation of the steam in the cooler washes the remaining solvent out of the minerals remaining in the sieve drum 6. The washing solution, consisting of water and solvent, is collected in the chamber 22'. Since the solvent is lighter than water, it floats on the water. Water is fed into chamber 22' via the bottom connection between the two chambers 22 and 22", so that a self-contained, continuous washing process takes place here too. Preferably, the water/solvent mixture flows over the filter 38 arranged in chamber 22' so that any filters that may have been washed out can be filtered out.
Nach Beendigung des Waschvorganges, d. h. wenn die Waschflüssigkeit nur noch Wasser und kein Lösungsmittel mehr enthält, wird die Flüssigkeit aus den Kammern 22' und 22" über das Bodenablaßventil 34 abgelassen. Die in derAfter the washing process has ended, i.e. when the washing liquid only contains water and no solvent, the liquid is drained from the chambers 22' and 22" via the bottom drain valve 34. The
Trommel verbliebenen Mineralstoffe können dann entnommen und getrocknet werden, beispielsweise mit Mikrowellen, da die Trocknung praktisch emissionsfrei durchgeführt werden kann, da die Mineralstoffe nur noch mit Wasser belastet sind.The minerals remaining in the drum can then be removed and dried, for example using microwaves, as the drying process is practically emission-free as the minerals are only contaminated with water.
Die über das Bodenablaßventil 36 abgelassene Bitumenlösung enthält noch den sogenannten Füller. Zum Abtrennen des Füllers wird die Bitumenlösung zentrifugiert. Danach können die üblichen fotometrischen Analysen der vom Füller gereinigten Bitumenlösung zur Bestimmung des Bindemittelgehaltes (Bitumengehaltes) durchgeführt werden. Durch diese Verfahrensweise kann auf die sonst übliche Differenzwägung Beschickungsgewicht (d. h. Einwaage/Asphalt)/Gewicht des ausextrahierten Mineralstoffes, verzichtet werden.The bitumen solution drained via the bottom drain valve 36 still contains the so-called filler. The bitumen solution is centrifuged to separate the filler. The usual photometric analyses of the bitumen solution purified from the filler can then be carried out to determine the binding agent content (bitumen content). This procedure means that the otherwise usual differential weighing of the feed weight (i.e. initial weight/asphalt)/weight of the extracted mineral substance can be dispensed with.
Die Fig. 3 zeigt eine leicht abgeänderte Vorrichtung, bei der ein Filter 50 zwischen der Siebtrommel 6 und dem Schieber 14, in der Zeichnung zwischen dem halbzylindrischen Sieb 15 und dem Schieber 14 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform fehlt das Filter 38 in der Kammer 22'.Fig. 3 shows a slightly modified device in which a filter 50 is arranged between the sieve drum 6 and the slide 14, in the drawing between the semi-cylindrical sieve 15 and the slide 14. In this embodiment, the filter 38 is missing in the chamber 22'.
Der Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß auf das Zentrifugieren zum Abtrennen des Füllers aus der Bitumenlösung verzichtet werden kann, weil der Füller im Filter zurückgehalten wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Trocknen des Füllers in diesem Falle emissionsfrei durchführbar ist, weil nach dem Waschvorgang sämtliche Mineralien nur von Wasser kontaminiert sind, so daß beim Trocknen nur noch Wasserdampf entsteht.The advantage of this design is that centrifugation to separate the filler from the bitumen solution is not necessary because the filler is retained in the filter. Another advantage is that the drying of the filler in this case can be carried out without emissions because after the washing process all the minerals are only contaminated by water, so that only water vapor is produced during drying.
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WO2007115672A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Gert Albert | Method and device for dissolving solid bodies in liquids |
US8110693B2 (en) | 2006-04-07 | 2012-02-07 | Gert Albert | Method and device for dissolving solids in liquids |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4336268A1 (en) | 1994-04-28 |
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