EP3871777B1 - Vorrichtung zum aufbereiten eines aus ersatzbrennstoff und störstoff bestehenden materialgemischs - Google Patents

Vorrichtung zum aufbereiten eines aus ersatzbrennstoff und störstoff bestehenden materialgemischs Download PDF

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EP3871777B1
EP3871777B1 EP20159298.7A EP20159298A EP3871777B1 EP 3871777 B1 EP3871777 B1 EP 3871777B1 EP 20159298 A EP20159298 A EP 20159298A EP 3871777 B1 EP3871777 B1 EP 3871777B1
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tool
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Aumund Fordererbau GmbH and Co KG Maschinenfabrik
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Aumund Foerdertechnik GmbH
Aumund Fordererbau GmbH and Co KG Maschinenfabrik
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Definitions

  • the present invention relates to a device for processing a material mixture consisting of substitute fuel and impurities, which is sifted, crushed and dried in the device.
  • the substitute fuel also known as secondary fuel, includes in particular solid waste, which can be used together with conventional fuels, especially in cement, lime, lignite or industrial power plants as well as in waste incineration plants or as the sole fuel in substitute fuel power plants.
  • Solid waste for example, consisting of commercial waste and/or household waste, usually still contains impurities such as glass or metals after coarse shredding. It is therefore known to carry out separation after coarse shredding and, if necessary, to further shred the substitute fuel.
  • EN 10 2015 005 604 A1 A device according to the preamble of claim 1 is known.
  • the object of the present invention is therefore to provide a device with which it is possible both to separate the contaminants from the substitute fuel and to produce the substitute fuel with a different average size of the substitute fuel particles, whereby a higher degree of comminution and better drying of the material mixture can be achieved with the same height of the rotor mill.
  • a device for processing a material mixture consisting of substitute fuel and impurities comprising a vertically aligned central feed, a separating device arranged below the central feed, a rotor mill, wherein the rotor mill is arranged above the separating device and surrounds the central feed, and a flow device for generating an upwardly directed gas flow, wherein the material mixture can be introduced into the feed and, after being introduced into the feed, sinks to the separating device, wherein the impurities are at least partially separated from the material mixture in the separating device as an impurity fraction and the material mixture separated from the separated impurities rises with the gas flow to the rotor mill, wherein the rising material mixture is crushed in the rotor mill.
  • the rotor mill has several tools arranged vertically and offset from one another in the circumferential direction.
  • the material mixture can be introduced into the feeder via a funnel or another feeding device, for example, whereby the feeder is aligned vertically so that the material mixture introduced into the feeder sinks into the feeder.
  • the feeder is therefore hollow on the inside so that the material mixture can sink undisturbed.
  • the feeder can be formed by a pipe (hollow cylinder).
  • a separating device is arranged below the central feed, which comprises, for example, a rotatably driven spreading plate.
  • the separating device is designed in particular so that at least a large proportion of the Impurities can be separated (sifted) from the material mixture, whereby the separated impurities can be removed from the device in a suitable manner.
  • a flow device For separation/sifting, a flow device is provided by means of which an upwardly rising gas flow can be generated at least in the area of the separation device, in particular in the area of the spreading plate of the separation device, and the rotor mill.
  • the flow device has in particular at least one gas inlet, preferably arranged in the lower area of the device, and at least one outlet in the upper area of the rotor mill. Heated air can be used as the gas, for example.
  • the material mixture fed through the central feed is thrown from the spreading plate into a space surrounding the spreading plate, in which the gas flow rises, whereby the rising gas flow takes only the substitute fuel with it, and a large part of the impurities sink into the space surrounding the spreading plate.
  • the substitute fuel that is carried along is then dried with the gas flow.
  • the substitute fuel carried along by the gas flow (and any impurities that have not been separated) is fed with the gas flow to the rotor mill, which is arranged above the separating device (spreading plate).
  • the substitute fuel is crushed in the rotor mill by impact, shear and impact forces.
  • the rotor mill preferably has at least one rotationally driven tool that promotes the crushing of the substitute fuel.
  • the separating device (and in particular its spreading plate) and the tools of the rotor mill can be driven together to rotate (rotationally) about a vertically aligned axis.
  • the feed can also be driven to rotate at the same time.
  • the spreading plate can be connected in a rotationally fixed manner to the element limiting the feed (for example a pipe), with the at least one tool of the rotor mill preferably being attached to an outside of the element forming the central feed in its interior.
  • the drive is arranged in particular in the lower region of the device and can, for example, generate a rotational movement with 500 to 1000, preferably with 700 to 900 revolutions/min.
  • the invention also provides that the rotor mill (and in particular each stage of the rotor mill) has several, in particular more than 10, preferably more than 20 tools arranged vertically and offset from one another in the circumferential direction.
  • This arrangement of the tools, offset both in the circumferential direction and in the vertical direction, results in a longer residence time of the material mixture and thus more effective comminution of the material mixture, so that a higher degree of comminution can be achieved or the rotor mill can be realized with a lower height.
  • the longer residence time also results in better drying of the material mixture.
  • the rotor mill has a centrally arranged and rotationally driven hollow cylinder (which preferably also forms the central feed), on the outside of which the tools are attached, wherein the tools extend individually radially outwards from the outside of the hollow cylinder.
  • the tools are therefore in particular elongated elements that extend from the Hollow cylinders extend outwards.
  • the entire area between the outside of the hollow cylinder and a radially spaced boundary of the rotor mill can be flowed through by the rising material mixture, whereby an interaction with the tools can take place in the entire area.
  • a group of tools and/or most of the tools comprise flat wing elements that extend radially outwards.
  • the wing elements are attached directly or indirectly to the outside of the hollow cylinder and are significantly longer (at least three times, preferably at least five times) in the radial direction than their width.
  • the wing elements have a height that is less than their width, with the wing elements being at least twice, preferably four times as wide as they are high. It has been found that such wing-like elements enable particularly efficient comminution of the material mixture.
  • a further improvement in comminution is achieved according to the invention in that the wing elements are set at an angle to a horizontal plane.
  • the angle of attack is preferably 3° to 45°, particularly preferably 5° to 20° to the horizontal plane.
  • At least one tool or a plurality of tools comprises a plate-shaped impact element which is arranged at a radial end of the tool, wherein the plate-shaped impact element is in particular aligned vertically.
  • the plate-shaped impact element With such a plate-shaped impact element, the comminution efficiency can be further increased.
  • At least one tool comprises a scraper element that is arranged radially on the outside of the tool and is in contact with a wall of the rotor mill or the stage of the rotor mill that delimits the grinding chamber on the outside, wherein the wall can be formed, for example, by a grid arrangement that separates the grinding chamber from an annular space.
  • the scraper element can therefore prevent or solve the accumulation of particles of the material mixture on the inside of the wall.
  • the plate-shaped impact element or the scraping element can, for example, be attached to a radial end of the previously described wing element of the tool.
  • At least one tool is made of a wire which is attached to the outside of the hollow cylinder.
  • a wire is understood to be an element which extends longitudinally outwards from the hollow cylinder and whose width and height are approximately the same.
  • the wire preferably has a circular cross-sectional design.
  • a plurality (in particular more than 8, preferably more than 16) of tools are arranged in a lower region of the rotor mill or in a lower region of a stage of the rotor mill, while a plurality of tools comprising a wire are arranged in an upper region of the rotor mill or in an upper region of a stage of the rotor mill.
  • a group (more than 4) of tools can be arranged helically (i.e. on a screw line) offset from each other, whereby several groups of tools can be arranged one behind the other in the circumferential direction.
  • the rotor mill is designed in several stages, i.e. at least and preferably exactly two or three stages, optionally four stages, with at least one separating device (for example a sieve) being arranged between the stages of the rotor mill, with material mixture not retained by the separating device being further crushed in the following stage, with particles of the material mixture containing mainly substitute fuel with a particle size larger than that specified by the separating device being retained in the previous stage, while particles of the material mixture with a smaller size can reach the following stage.
  • the material mixture is then further crushed in the following stage of the rotor mill.
  • the multi-stage nature of the rotor mill means that substitute fuel with different average particle sizes can be provided with one device.
  • the fraction of the material mixture withdrawn from the first stage can, for example, have an average particle size of between 60 and 200 mm, while the fraction of the material mixture withdrawn from the second stage can have an average particle size of, for example, 10 to 60 mm.
  • each stage of the rotor mill is assigned at least one outlet through which the correspondingly comminuted material mixture, which mainly or at best exclusively contains substitute fuel, can be withdrawn.
  • each further stage of the rotor mill are arranged in particular vertically above the first or preceding stage, wherein the tools of each stage are preferably driven by a single common drive.
  • the separation device comprises at least one sieve between each stage of the rotor mill. Such a sieve provides a simple separation device.
  • an annular space is formed which surrounds the first stage of the rotor mill, wherein in particular a grid arrangement functioning as a sieve is arranged between the outer annular space and the tools of the first stage of the rotor mill.
  • the material mixture comminuted in the first stage of the rotor mill can thus pass through the grid arrangement into the annular space, from which the comminuted material mixture can be withdrawn through the at least one first outlet. If a plurality of (more than two) stages are formed, each stage following the first stage up to the last stage can also be assigned its own annular space which is separated from the tools of the corresponding stage by a grid arrangement.
  • stripping elements which can also be referred to as scraping elements, are formed on a radially outer end of some tools of the (first stages of the) rotor mill, with which particles of the material mixture retained on the grid arrangement or a radial wall of the rotor mill can be released from the grid arrangement so that they can be fed to further comminution in the first or the corresponding stage.
  • a cleaning device is assigned to the separating device between the stages of the rotor mill, with which the material mixture retained by the separating device can be released from the separating device.
  • the released material mixture can thus be fed to further comminution in the previous stage, for which purpose, for example, a pulsation of the gas flow is also possible.
  • the cleaning device can also be driven in rotation together with the tools of the previous stage, so that a continuous release of the retained material mixture from the separating device is possible.
  • the device shown in the figures for processing a material mixture consisting of substitute fuel and impurities has a vertically aligned central feed 1 which is radially delimited by a hollow cylinder 12. Above the feed 1, a funnel is formed through which the material mixture is fed into the feed 1.
  • a separating device 2 which comprises a spreading plate 14.
  • the spreading plate 14 is connected to the hollow cylinder 12 in a rotationally fixed manner, so that the spreading plate 14 and the hollow cylinder 12 can be driven in rotation together.
  • tools in the form of wing elements 8a and wires 8b are arranged so that they can be driven to rotate together with the hollow cylinder 12 about the hollow cylinder's longitudinal axis.
  • the tools 8a, 8b form a rotor mill 3 arranged above the separating device 2.
  • the device also comprises a flow device 4 with an inlet 15, a first outlet 7.1 and a second outlet 7.2.
  • the flow device 4 can be operated by blowing in a gaseous operating medium at the inlet 15 or by sucking off the gaseous operating medium at the outlets 7.1 and 7.2.
  • the device is designed in its interior in such a way that the operating medium entering through the inlet 15 flows upwards past the radially outer edge of the spreading plate 14 into the rotor mill 3.
  • the rotor mill 3 has a first stage 5.1, to which the first outlet 7.1 is assigned.
  • the rotor mill 3 also has a second stage 5.2, to which the second outlet 7.2 is assigned.
  • the tools 8a and 8b of the first stage 5.1 are radially surrounded by a grid arrangement 10, which separates the tools from an annular space 9.
  • a separating device 6 in the form of a sieve is also formed.
  • the first stage 5.1 and the second stage 5.2 of the rotor mill 3 each comprise a plurality of wing elements 8a arranged in groups in a helical manner on the outside of the hollow cylinder 12, which extend from the outside of the hollow cylinder extend radially outwards.
  • the wing elements 8a are aligned at an angle to a horizontal plane.
  • Plate-shaped impact elements 13 are attached to the outer ends of the wing elements 8a.
  • scraper elements 11 are attached to some wing elements 8a, with which components of the material mixture held back by the grid arrangement 10 can be released from the grid arrangement 10.
  • scraper elements can also be attached indirectly to the hollow cylinder 12 as a cleaning device, with which material held back by the separating device 6 can be released.
  • the first stage 5.1 and the second stage 5.2 each have wires 8b as tools, which are attached to the outside of the hollow cylinder 12.
  • a material mixture consisting of substitute fuel and impurities is introduced into the vertically aligned central feed 1, in which the material mixture sinks downwards to the separating device 2 comprising the spreading plate 14. Due to the joint rotational movement of the spreading plate 14 and the hollow cylinder 12 delimiting the feed 1, the material mixture is accelerated radially outwards at the latest when it reaches the spreading plate 14. The material mixture passing over the outer radial edge of the spreading plate 14 is sifted due to the rising gas flow, so that mainly impurities sink downwards in the space surrounding the spreading plate 14, while the remaining material mixture, which mainly contains substitute fuel, enters the first stage 5.1 of the rotor mill 3 with the gas flow.
  • the material mixture is crushed by interaction with the tools 8a and 8b and with each other. Due to the vertical and circumferentially offset arrangement of the tools 8a, 8b, effective crushing can take place, whereby crushed Material can pass through the grid arrangement 10 into the annular space 9, whereby this part of the material mixture is withdrawn from the first outlet 7.1.
  • the material mixture passing through the separating device 6 is further crushed in the second stage 5.2, so that the material mixture exiting from the second outlet 7.2 has a smaller average particle size than the material mixture exiting from the first outlet 7.1.
  • the device not only enables particularly efficient comminution, but can also produce material mixtures with different particle sizes.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten eines aus Ersatzbrennstoff und Störstoff bestehenden Materialgemischs, welches in der Vorrichtung gesichtet, zerkleinert und getrocknet wird.
  • Der auch als Sekundärbrennstoff bezeichnete Ersatzbrennstoff umfasst insbesondere feste Abfälle, welche zusammen mit konventionellen Brennstoffen vor allem in Zement-, Kalk-, Braunkohle- oder Industriekraftwerken sowie in Müllverbrennungsanlagen oder als alleiniger Brennstoff in Ersatzbrennstoff-Kraftwerken eingesetzt werden kann. Der beispielsweise aus Gewerbeabfällen und/oder Hausmüll bestehende feste Abfall weist in der Regel nach einer Grobzerkleinerung noch Störstoffe, wie Glas oder Metalle, auf. Es ist daher bekannt, nach der Grobzerkleinerung eine Separierung vorzunehmen und den Ersatzbrennstoff gegebenenfalls weiter zu zerkleinern. Aus DE 10 2015 005 604 A1 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des des Anspruchs 1 bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung anzugeben, mit der sowohl eine Separierung der Störstoffe vom Ersatzbrennstoff möglich ist als auch der Ersatzbrennstoff mit einer unterschiedlichen mittleren Größe der Ersatzbrennstoffpartikel erzeugt werden kann, wobei bei gleicher Bauhöhe der Rotormühle ein höherer Zerkleinerungsgrad und eine bessere Trocknung des Materialgemischs erreicht werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
  • Es wird eine Vorrichtung zum Aufbereiten eines aus Ersatzbrennstoff und Störstoff bestehenden Materialgemischs offenbart, aufweisend eine vertikal ausgerichtete zentrale Zuführung, eine unterhalb der zentralen Zuführung angeordnete Trenneinrichtung, eine Rotormühle, wobei die Rotormühle oberhalb der Trenneinrichtung angeordnet ist und die zentrale Zuführung umgibt, und eine Strömungseinrichtung zur Erzeugung eines nach oben gerichteten Gasstroms, wobei das Materialgemisch in die Zuführung einführbar ist und nach der Einführung in die Zuführung zu der Trenneinrichtung absinkt, wobei der Störstoff in der Trenneinrichtung zumindest teilweise als eine Störstofffraktion aus dem Materialgemisch abgeschieden wird und das von den abgeschiedenen Störstoffen getrennte Materialgemisch mit dem Gasstrom zu der Rotormühle aufsteigt, wobei das aufsteigende Materialgemisch in der Rotormühle zerkleinert wird. Es ist zudem vorgesehen, dass die Rotormühle mehrere vertikal und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Werkzeuge aufweist.
  • Das Materialgemisch kann beispielsweise über einen Trichter oder eine andere Aufgabevorrichtung in die Zuführung eingebracht werden, wobei die Zuführung vertikal ausgerichtet ist, so dass das in die Zuführung eingebrachte Materialgemisch in der Zuführung absinkt. Die Zuführung ist also innen hohl, so dass das Materialgemisch ungestört absinken kann. Beispielsweise kann die Zuführung durch ein Rohr (Hohlzylinder) ausgebildet sein.
  • Unterhalb der zentralen Zuführung ist eine Trenneinrichtung angeordnet, die beispielsweise einen drehbar antreibbaren Streuteller umfasst. Die Trenneinrichtung ist insbesondere so ausgebildet, dass zumindest ein großer Anteil des Störstoffes aus dem Materialgemisch abgetrennt (gesichtet) werden kann, wobei die abgetrennten Störstoffe auf geeignete Weise aus der Vorrichtung entfernt werden können.
  • Zur Trennung/Sichtung ist eine Strömungseinrichtung vorgesehen, mittels derer zumindest im Bereich der Trenneinrichtung, insbesondere im Bereich des Streutellers der Trenneinrichtung, und der Rotormühle ein nach oben aufsteigender Gasstrom erzeugt werden kann. Die Strömungseinrichtung weist hierzu insbesondere mindestens einen bevorzugt im unteren Bereich der Vorrichtung angeordneten Gaseinlass auf und mindestens einen Auslass im oberen Bereich der Rotormühle. Als Gas kann beispielsweise erwärmte Luft eingesetzt werden.
  • Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass das durch die zentrale Zuführung zugeführte Materialgemisch vom Streuteller in einen den Streuteller umgebenden Raum geschleudert wird, in dem der Gasstrom aufsteigt, wobei der aufsteigende Gasstrom möglichst nur den Ersatzbrennstoff mitnimmt, und ein Großteil des Störstoffes in dem den Streuteller umgebenden Raum absinkt. Mit dem Gasstrom erfolgt dann auch eine Trocknung des mitgenommenen Ersatzbrennstoffes.
  • Der von dem Gasstrom mitgenommene Ersatzbrennstoff (und gegebenenfalls nicht abgetrennter Störstoff) wird mit dem Gasstrom der Rotormühle zugeführt, die oberhalb der Trenneinrichtung (Streuteller) angeordnet ist. Der Ersatzbrennstoff wird in der Rotormühle durch Schlag-, Scher- und Prallkräfte zerkleinert. Die Rotormühle weist hierzu bevorzugt mindestens ein rotatorisch angetriebenes Werkzeug auf, das die Zerkleinerung des Ersatzbrennstoffes fördert.
  • Bevorzugt sind die Trenneinrichtung (und insbesondere deren Streuteller) und die Werkzeuge der Rotormühle gemeinsam um eine vertikal ausgerichtete Achse drehend (rotatorisch) antreibbar. Besonders bevorzugt ist gleichzeitig auch die Zuführung drehend antreibbar. Hierbei kann der Streuteller drehfest mit dem die Zuführung begrenzenden Element (beispielsweise Rohr) drehfest verbunden sein, wobei bevorzugt das zumindest eine Werkzeug der Rotormühle an einer Außenseite des in seinem Inneren die zentrale Zuführung ausbildenden Elements angebracht ist. Somit muss nur ein Antrieb zur Erzeugung der Drehbewegung vorgesehen sein. Der Antrieb ist insbesondere im unteren Bereich der Vorrichtung angeordnet und kann beispielsweise eine Drehbewegung mit 500 bis 1000, bevorzugt mit 700 bis 900 Umdrehungen/min erzeugen.
  • Die Erfindung sieht zudem vor, dass die Rotormühle (und insbesondere auch jede Stufe der Rotormühle) mehrere, insbesondere mehr als 10, bevorzugt mehr als 20 vertikal und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Werkzeuge aufweist. Durch diese sowohl in Umfangsrichtung als auch in vertikaler Richtung versetzte Anordnung der Werkzeuge wird eine höhere Verweilzeit des Materialgemischs und damit eine effektivere Zerkleinerung des Materialgemischs erreicht, sodass ein höherer Zerkleinerungsgrad erzielbar ist beziehungsweise die Rotormühle mit einer geringeren Höhe realisiert werden kann. Durch die höhere Verweilzeit wird aber auch eine bessere Trocknung des Materialgemischs erreicht.
  • In diesem Zusammenhang ist bevorzugt, wenn die Rotormühle einen zentral angeordneten und rotatorisch angetriebenen Hohlzylinder (der bevorzugt auch die zentrale Zuführung ausbildet) aufweist, an dessen Außenseite die Werkzeuge angebracht sind, wobei sich die Werkzeuge von der Außenseite des Hohlzylinders jeweils einzeln radial nach außen erstrecken. Die Werkzeuge sind also insbesondere länglich ausgebildete Elemente, die sich von dem Hohlzylinder nach außen erstrecken. Somit kann also insbesondere der gesamte Bereich zwischen der Außenseite des Hohlzylinders und einer dazu radial beabstandeten Begrenzung der Rotormühle von dem aufsteigenden Materialgemisch durchströmt werden, wobei in dem gesamten Bereich eine Wechselwirkung mit den Werkzeugen stattfinden kann.
  • Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Gruppe von Werkzeugen und/oder die meisten Werkzeuge flache Flügelelemente umfassen, die sich radial nach außen erstrecken. Die Flügelelemente sind mittelbar oder unmittelbar an der Außenseite des Hohlzylinders angebracht und sind in radialer Richtung wesentlich länger (mindestens dreimal, bevorzugt mindestens fünfmal) so lang wie ihre Breite. Zudem weisen die Flügelelemente eine Höhe auf, die geringer ist als ihre Breite, wobei die Flügelelemente mindestens doppelt, bevorzugt viermal so breit sind wie hoch. Es hat sich herausgestellt, dass mit solchen flügelartigen Elementen eine besonders effiziente Zerkleinerung des Materialgemischs möglich ist.
  • Eine weitere Verbesserung der Zerkleinerung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Flügelelemente mit einem Winkel zu einer horizontalen Ebene angestellt sind. Bevorzugt beträgt der Anstellwinkel 3° bis 45°, besonders bevorzugt 5° bis 20° zu der horizontalen Ebene.
  • Es kann zudem vorgesehen sein, dass wenigstens ein Werkzeug oder eine Vielzahl von Werkzeugen, bevorzugt ein größter Teil der Werkzeuge ein plattenförmiges Prallelement umfasst, das an einem radialen Ende des Werkzeugs angeordnet ist, wobei das plattenförmige Prallelement insbesondere vertikal ausgerichtet ist. Mit einem solchen plattenförmigen Prallelement kann die Zerkleinerungseffizienz weiter erhöht werden.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Werkzeug ein Kratzelement umfasst, das radial außen an dem Werkzeug angeordnet ist und in Anlage mit einer den Mahlraum außen begrenzenden Wandung der Rotormühle bzw. der Stufe der Rotormühle ist, wobei die Wandung beispielsweise durch eine Gitteranordnung gebildet sein kann, die den Mahlraum von einem Ringraum trennt. Mit dem Kratzelement kann also eine Anlagerung von Partikeln des Materialgemischs an der Innenseite der Wandung verhindert bzw. gelöst werden.
  • Das plattenförmige Prallelement oder das Kratzelement können beispielsweise an einem radialen Ende des zuvor beschriebenen Flügelelements des Werkzeuges angebracht sein.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens ein Werkzeug aus einem Draht gebildet ist, welcher an der Außenseite des Hohlzylinders angebracht ist. Als Draht wird insbesondere ein solches Element verstanden, welches sich von dem Hohlzylinder länglich nach außen erstreckt und dessen Breite und Höhe in etwa gleich ist. Der Draht hat bevorzugt eine kreisrunde Querschnittsgestaltung.
  • Bevorzugt ist in einem unteren Bereich der Rotormühle oder in einem unteren Bereich einer Stufe der Rotormühle eine Vielzahl (insbesondere mehr als 8, bevorzugt mehr als 16) von Werkzeugen angeordnet, die jeweils ein Flügelelement umfassen, während in einem oberen Bereich der Rotormühle oder in einem oberen Bereich einer Stufe der Rotormühle mehrere einen Draht umfassende Werkzeuge angeordnet sind.
  • Für eine besonders effiziente Zerkleinerung des Materialgemischs hat sich herausgestellt, dass eine Gruppe (mehr als 4) von Werkzeugen helixförmig (also auf einer Schraubenlinie) versetzt zueinander angeordnet sein können, wobei mehrere Gruppen von Werkzeugen in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sein können.
  • In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Rotormühle mehrstufig ausgebildet ist, also mindestens und bevorzugt genau zwei oder drei Stufen, gegebenenfalls vier Stufen aufweist, wobei zwischen den Stufen der Rotormühle jeweils mindestens eine Trennvorrichtung (beispielsweise ein Sieb) angeordnet ist, wobei von der Trennvorrichtung nicht zurückgehaltenes Materialgemisch in der folgenden Stufe weiter zerkleinert wird, wobei insbesondere Partikel des hauptsächlich Ersatzbrennstoff enthaltenen Materialgemischs mit einer über der von der Trennvorrichtung vorgegebenen Partikelgröße in der vorhergehenden Stufe zurückgehalten werden, während Partikel des Materialgemischs mit einer kleineren Größe in die folgende Stufe gelangen können. In der folgenden Stufe der Rotormühle erfolgt dann eine weitere Zerkleinerung des Materialgemischs. Durch die Mehrstufigkeit der Rotormühle kann also mit einer Vorrichtung Ersatzbrennstoff mit unterschiedlicher mittlerer Partikelgröße bereitgestellt werden. Die aus der ersten Stufe abgezogene Fraktion des Materialgemischs kann beispielsweise eine mittlere Partikelgröße zwischen 60 und 200 mm aufweisen, während die aus der zweiten Stufe abgezogene Fraktion des Materialgemischs eine mittlere Partikelgröße von beispielsweise 10 bis 60 mm aufweisen kann.
  • In diesem Zusammenhang ist bevorzugt, wenn jeder Stufe der Rotormühle mindestens ein Auslass zugeordnet ist, über den das entsprechend zerkleinerte Materialgemisch, welches hauptsächlich oder bestenfalls ausschließlich Ersatzbrennstoff enthält, abgezogen werden kann.
  • Die zweite und auch gegebenenfalls jede weitere Stufe der Rotormühle sind insbesondere vertikal oberhalb der ersten bzw. vorhergehenden Stufe angeordnet, wobei bevorzugt die Werkzeuge jeder Stufe durch einen einzigen gemeinsamen Antrieb angetrieben werden.
  • Während es prinzipiell möglich ist, die Trennvorrichtung durch passende Trennverfahren zu realisieren, ist bevorzugt, wenn die Trennvorrichtung zwischen den Stufen der Rotormühle jeweils mindestens ein Sieb umfasst. Mit einem solchen Sieb ist eine einfache Trennvorrichtung gegeben.
  • In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Ringraum ausgebildet ist, der die erste Stufe der Rotormühle umgibt, wobei insbesondere eine als Sieb funktionierende Gitteranordnung zwischen dem äußeren Ringraum und den Werkzeugen der ersten Stufe der Rotormühle angeordnet ist. Das in der ersten Stufe der Rotormühle zerkleinerte Materialgemisch kann somit durch die Gitteranordnung in den Ringraum gelangen, aus welchem das zerkleinerte Materialgemisch durch den mindestens einen ersten Auslass abgezogen werden kann. Wenn eine Vielzahl (mehr als zwei) Stufen ausgebildet sind, kann auch jeder der ersten Stufe folgenden Stufe bis auf der letzten Stufe ein eigener Ringraum zugeordnet sein, der durch eine Gitteranordnung von den Werkzeugen der entsprechenden Stufe getrennt ist.
  • In diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, dass an einem radial äußeren Ende einiger Werkzeuge der (ersten Stufen der) Rotormühle Abstreifelemente, die auch als Kratzelemente bezeichnet werden können, ausgebildet sind, mit denen an der Gitteranordnung oder einer radialen Wandung der Rotormühle zurückgehaltene Partikel des Materialgemischs von der Gitteranordnung losgelöst werden können, sodass sie einer weiteren Zerkleinerung in der ersten oder der entsprechende Stufe zugeführt werden können.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass der Trennvorrichtung zwischen den Stufen der Rotormühle eine Säuberungseinrichtung zugeordnet ist, mit der das von der Trennvorrichtung zurückgehaltene Materialgemisch von der Trennvorrichtung gelöst werden kann. Somit kann das gelöste Materialgemisch einer weiteren Zerkleinerung in der vorhergehenden Stufe zugeführt werden, wozu beispielsweise auch eine Pulsation des Gasstromes möglich ist. Hierbei kann auch die Säuberungseinrichtung gemeinsam mit den Werkzeugen der vorhergehenden Stufe drehbar angetrieben werden, so dass eine fortlaufende Lösung des zurückgehaltenen Materialgemischs von der Trennvorrichtung möglich ist.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen schematisch
    • Figur 1:
    eine Vorrichtung zum Aufbereiten eines aus Ersatzbrennstoff und Störstoff bestehenden Materialgemischs,
    Figur 2:
    eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung und
    Figur 3:
    eine Detailansicht der Vorrichtung.
  • Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung zum Aufbereiten eines aus Ersatzbrennstoff und Störstoff bestehenden Materialgemischs weist eine vertikal ausgerichtete zentrale Zuführung 1 auf, die von einem Hohlzylinder 12 radial begrenzt ist. Oberhalb der Zuführung 1 ist ein Trichter ausgebildet, durch den das Materialgemisch in die Zuführung 1 eingegeben wird.
  • Unterhalb der zentralen Zuführung 1 ist eine Trenneinrichtung 2 ausgebildet, die einen Streuteller 14 umfasst. Der Streuteller 14 ist drehfest mit dem Hohlzylinder 12 verbunden, so dass der Streuteller 14 und der Hohlzylinder 12 gemeinsam drehend antreibbar sind.
  • An der Außenseite des Hohlzylinders 12 sind Werkzeuge in Form von Flügelelementen 8a und Drähten 8b angeordnet, sodass diese gemeinsam mit dem Hohlzylinder 12 um die Hohlzylinderlängsachse drehend angetrieben werden können. Die Werkzeuge 8a, 8b bilden eine oberhalb der Trenneinrichtung 2 angeordnete Rotormühle 3 aus.
  • Die Vorrichtung umfasst zudem eine Strömungseinrichtung 4 mit einem Einlass 15, einem ersten Auslass 7.1 und einem zweiten Auslass 7.2. Die Strömungseinrichtung 4 kann durch Einblasen eines gasförmigen Betriebsmediums am Einlass 15 oder durch Absaugen des gasförmigen Betriebsmediums an den Auslässen 7.1 und 7.2 betrieben werden. Die Vorrichtung ist dabei in ihrem Inneren so ausgebildet, dass das durch den Einlass 15 eintretende Betriebsmedium an der radial äußeren Kante des Streutellers 14 nach oben vorbei in die Rotormühle 3 strömt.
  • Die Rotormühle 3 weist eine erste Stufe 5.1 auf, der der erste Auslass 7.1 zugeordnet ist. Die Rotormühle 3 weist zudem eine zweite Stufe 5.2 auf, der der zweite Auslass 7.2 zugeordnet ist. Die Werkzeuge 8a und 8b der ersten Stufe 5.1 sind radial von einer Gitteranordnung 10 umgeben, die die Werkzeuge von einem Ringraum 9 trennt. Zwischen der ersten Stufe 5.1 und der zweiten Stufe 5.2 ist zudem eine Trennvorrichtung 6 in Form eines Siebes ausgebildet.
  • Die erste Stufe 5.1 und die zweite Stufe 5.2 der Rotormühle 3 umfassen jeweils eine Vielzahl von gruppenweise helixförmig an der Außenseite des Hohlzylinders 12 angebrachte Flügelelemente 8a, die sich von der Außenseite des Hohlzylinders radial nach außen erstrecken. Die Flügelelemente 8a sind mit einem Anstellwinkel zu einer horizontalen Ebene ausgerichtet. An den äußeren Enden der Flügelelemente 8a sind plattenförmige Prallelemente 13 angebracht. An einigen Flügelelementen 8a sind hingegen Kratzelemente 11 angebracht, mit denen von der Gitteranordnung 10 zurückgehaltene Bestandteile des Materialgemischs von der Gitteranordnung 10 losgelöst werden können. Im oberen Bereich der ersten Stufe 5.1 können zudem Kratzelemente als Säuberungseinrichtung mittelbar an dem Hohlzylinder 12 angebracht sein, mit denen von der Trennvorrichtung 6 zurückgehaltenes Material losgelöst werden kann. Im oberen Bereich weisen die erste Stufe 5.1 und die zweite Stufe 5.2 jeweils Drähte 8b als Werkzeuge auf, die an der Außenseite des Hohlzylinders 12 angebracht sind.
  • Im Betrieb wird ein Materialgemisch, welches aus Ersatzbrennstoff und Störstoff besteht, in die vertikal ausgerichtete zentrale Zuführung 1 eingebracht, in welcher das Materialgemisch nach unten zu der den Streuteller 14 umfassenden Trenneinrichtung 2 absinkt. Durch die gemeinsame Drehbewegung des Streutellers 14 und des die Zuführung 1 begrenzenden Hohlzylinders 12 wird das Materialgemisch spätestens beim Erreichen des Streutellers 14 radial nach außen beschleunigt. Das über die äußere radiale Kante des Streutellers 14 tretende Materialgemisch wird aufgrund des aufsteigenden Gasstromes gesichtet, sodass vor allem Störstoff in dem den Streuteller 14 umgebenden Raum nach unten absinkt, während das hauptsächlich Ersatzbrennstoff aufweisende übrige Materialgemisch mit dem Gasstrom in die erste Stufe 5.1 der Rotormühle 3 eintritt.
  • In der ersten Stufe 5.1 erfolgt eine Zerkleinerung des Materialgemischs durch Wechselwirkung mit den Werkzeugen 8a und 8b sowie untereinander. Aufgrund der vertikal und in Umfangsrichtung versetzten Anordnung der Werkzeuge 8a, 8b kann eine effektive Zerkleinerung erfolgen, wobei zerkleinertes Material durch die Gitteranordnung 10 in den Ringraum 9 hindurchtreten kann, wobei dieser Teil des Materialgemischs aus dem ersten Auslass 7.1 abgezogen wird.
  • Das durch die Trennvorrichtung 6 hindurchtretende Materialgemisch wird in der zweiten Stufe 5.2 weiter zerkleinert, sodass das aus dem zweiten Auslass 7.2 austretende Materialgemisch eine kleinere mittlere Partikelgröße aufweist als das aus dem ersten Auslass 7.1 austretende Materialgemisch.
  • Mit der Vorrichtung kann also nicht nur eine besonders effiziente Zerkleinerung erfolgen, es kann vielmehr auch Materialgemisch mit unterschiedlicher Partikelgröße bereitgestellt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zuführung
    2
    Trenneinrichtung
    3
    Rotormühle
    4
    Strömungseinrichtung
    5.1
    erste Stufe
    5.2
    zweite Stufe
    6
    Trennvorrichtung
    7.1
    erster Auslass
    7.2
    zweiter Auslass
    8a
    Flügelelement
    8b
    Draht
    9
    Ringraum
    10
    Gitteranordnung
    11
    Kratzelement
    12
    Hohlzylinder
    13
    Prallelement
    14
    Streuteller
    15
    Einlass

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Aufbereiten eines aus Ersatzbrennstoff und Störstoff bestehenden Materialgemischs, aufweisend
    - eine vertikal ausgerichtete zentrale Zuführung (1),
    - eine unterhalb der zentralen Zuführung (1) angeordnete Trenneinrichtung (2),
    - eine Rotormühle (3), wobei die Rotormühle (3) oberhalb der Trenneinrichtung (2) angeordnet ist und die zentrale Zuführung (1) umgibt,
    - eine Strömungseinrichtung (4) zur Erzeugung eines nach oben gerichteten Gasstroms,
    wobei das Materialgemisch in die Zuführung (1) einführbar ist und nach der Einführung in der Zuführung (1) zu der Trenneinrichtung (4) absinkt, wobei der Störstoff in der Trenneinrichtung (4) zumindest teilweise als eine Störstofffraktion aus dem Materialgemisch abgeschieden wird und das von den abgeschiedenen Störstoffen getrennte Materialgemisch mit dem Gasstrom zu der Rotormühle (3) aufsteigt, wobei das aufsteigende Materialgemisch in der Rotormühle (3) zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotormühle (3) mehrere vertikal und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Werkzeuge (8a, 8b) aufweist, wobei die Werkzeuge (8a, 8b) flache Flügelelemente umfassen, die sich radial nach außen erstrecken und mit einem Winkel zu einer horizontalen Ebene angestellt sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rotormühle (3) einen zentral angeordneten und rotatorisch angetriebenen Hohlzylinder (12) aufweist, an dessen Außenseite die Werkzeuge (8a, 8b) angebracht sind, wobei sich die Werkzeuge (8a, 8b) von der Außenseite des Hohlzylinders (12) jeweils radial nach außen erstrecken.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Werkzeug (8a, 8b) ein plattenförmiges Prallelement (13) umfasst, das radial außen an dem Werkzeug (8a, 8b) angeordnet ist und insbesondere vertikal ausgerichtet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Werkzeug ein Kratzelement (11) umfasst, das radial außen an dem Werkzeug (8a, 8b) angeordnet ist und in Anlage mit einer den Mahlraum außen begrenzenden Wandung (10) ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Werkzeug aus einem Draht (8b) gebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Gruppe von Werkzeugen (8a, 8b) helixförmig angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zuführung (1), die Trenneinrichtung (2) und die Rotormühle (3) gemeinsam um eine vertikal ausgerichtete Achse drehend antreibbar sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trenneinrichtung (2) einen drehbar antreibbaren Streuteller (14) umfasst.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Materialgemisch vom Streuteller (14) in einen den Streuteller (14) umgebenden Raum geschleudert wird, in dem der Gasstrom aufsteigt.
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