FI77995B - Foerfarande foer framstaellning av fiber- samt granulatmaterial och anordning foer genomfoerande av foerfarandet. - Google Patents

Description

77995

Menetelmä kuitu- ja granulaattiaineksen valmistamiseksi ja laite menetelmän toteuttamiseksi - Förfarande för framställ-ning av fiber- samt granulatmaterial och anordning för genom-förande av förfarandet

Keksinnön kohteena on menetelmä kuitu- ja granulaattiaineksen valmistamiseksi kotitalous-, maatalous-, metsätalousjätteistä sekä orgaanisia ja epäorgaanisia osia sisältävistä teollisuuden ja/tai elinkeinonharjoituksen jätteistä, jossa menetelmässä käsiteltävä jätemateriaali saatetaan esipienennys-, magneetti-erotus-, seulonta- sekä kuivauskäsittelyn alaiseksi.

Erilaisia menetelmiä on jo tunnettu kuitumaisen ja/tai granu-laattimaisen aineksen valmistamiseksi talous-, maatalous- ja metsätalousjätteistä sekä orgaanisista teollisuus- ja/tai elinkeinonhar joi tus jätteistä, jolloin kuitenkin kaikissa menetelmissä on se epäkohta, että noin 30 paino-% teoreettisesta vielä käyttökelpoisesta lähtöaineksesta hylätään käsittelyn kuluessa käyttökelvottomana jätteenä, mikä toisaalta merkitsee käyttökelpoisen aineksen hukkaa ja toisaalta aiheuttaa lisäksi huomattavia kustannuksia tämän jätteenä hylätyn aineksen hävittämiseksi .

Tämän keksinnön tehtävänä on aikaansaada menetelmä, jossa ei esiinny mainittuja epäkohtia, ts. siinä ei synny mitään jätettä.

Tämä tehtävä ratkaistaan alussa esitettyä laatua olevassa menetelmässä keksinen mukaan siten, että magneettierotuksen yhteydessä suoritetussa seulonnassa erottuva kevyt jae saatetaan leikkaavaan jälkipienennykseen ja erottuva raskasjae saatetaan etupäässä granuloivaan jälkipienennykseen, jonka jälkeen molemmat pienennystuotteet johdetaan jälleen yhteen, kuivataan ja jaetaan kuitutuotteiksi ja granulaateiksi.

2 77995

Jotta poistokaasunerotinta käytettäessä läpikulkevan aineksen aiheuttamaa mekaanista kulumista voitaisiin vähentää, on keksinnön mukaisesti tarkoituksenmukaista järjestää siten, että jälkipienennetyn tuotteen kuivauksen yhteydessä tuote jaetaan kevyt- ja raskasjakeiksi, jonka jälkeen kevyt jae johdetaan kuivausprosessista peräisin olevan kostean kaasun poistamiseksi pakokaasuerottimeen, ja tämän jälkeen kevyt fraktio yhdistetään uudelleen raskaaseen jakeeseen ja yhdessä tämän kanssa jaetaan kuituainekseksi ja granulaatiksi.

Edulliseksi on osoittautunut, että yli 100°C lämpötilassa kuivattu ja tällä tavoin steriloitu materiaali jaetaan kolmeksi jakeeksi, joista ensimmäiset osaset läpäisevät alle 3 mm2 olevan seulan silmäpinnan, toiset osaset läpäisevät välillä 3-6 mm2 olevan seulan silmäpinnan ja kolmannet osaset läpäisevät yli 6 mm2 olevan seulan silmäpinnan.

Lisäksi tämän keksinnön kohteena on laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa on esipienennys-, magneettierotus-, seulonta-, kuivaus- sekä fraktiointiyksikkö, ja joka laite tunnetaan siitä, että seulontayksikössä on vähintään yksi täry- tai värähtelyseula hienon jakeen erottamiseksi, täry- tai värähtelyseulan yläpintaa imevä imuyksikkö kevyen jakeen erottamiseksi, ja vastaanottolaite täry- tai värähtely-seulan päällä olevan materiaalin vastaanottamiseksi, raskaan jakeen erottamiseksi, joka materiaali ei kokonsa ja/tai painonsa takia kulkeudu seulan läpi tai imeydy imun mukana

Keksinnön mukaisessa laitteessa, jossa esipienennysyksikön ja seulontayksikön väliin on järjestetty kuljetushihnasta tai tärykuljetuskanavasta muodostettu kuljetuslaite ja välittömästi viimeksimainitun yläpuolelle magneettinauha, on lisäksi edullisesti järjestetty siten, että metalliosien erottamiseksi kuljetettavan, esipienennetyn materiaalin alapinnalta on kulje- 77995 tuslaitteen päähän järjestetty rumpumagneetti, jonka yli esi-pienennetty materiaali johdetaan.

Seuraavassa keksintöä selitetään esimerkkinä viitaten oheisen piirustukseen.

Kuten piirustuksesta käy selville, jätteet kaadetaan kokooma-punkkeriin 1. Sopivimmin käytetään jätteitä, joilla ei ole takanaan mitään käymisaikaa tai on ainoastaan lyhyt käymisaika ja joita myöskään vielä ei ole saatettu kokoamista lukuunottamatta minkään käsittelyn, kuten esipilkkomisen, esilajittelun, tiivistyksen tai kemiallista laatua olevan käsittelyn alaiseksi. Tuoreiden orgaanisten jätteiden käytöllä on se etu, että kuitulähtöraaka-aineelle voidaan antaa haluttu rakenne ja että tärkeitä aineosia, kuten selluloosa ja ligniiniä ei poisteta tai tuhota.

Näin punkkeroidut jätteet siirretään mekaanisella kuljetuslaitteella 2 jatkuvasti tai jaksottaisesti pienennyslaitteeseen 3. Tämän tehtävänä on toisaalta muokata laadultaan erilainen lähtöaines vapaiksi aineosikseen ja toisaalta pienentää kooltaan ja koostumukseltaan hyvin suuresti vaihtelevat jätteet leikkaamalla, pieniksi paloiksi hakkaamalla ja/tai repimällä edelleen käsittelyä varten hyväksyttävään kokoon. Tässä työvaiheessa voidaan käyttää veitsirouhimia tai iskumyllyjä sekä hakkureita tai repimislaitteita. Häiriöttömän käsittelyn takaamiseksi ja lopputuotteen halutun rakenteen, hienouden ja puhtauden saavuttamiseksi käytetään sopivimmin hitaasti pyöriviä veitsirouhimia, joita on kaupan erilaisina rakenteina. Tarkoituksenmukaisesti erästä sovellutusmuotoa käytetään rinnakkaisten ja vastakkain pyörivien moniteräakseleiden kanssa. Lisäksi moniteräakseleiden täytyy toimia pienellä kierrosluvulla ja eri akseleiden erilaisilla kierrosluvuilla. Lisäksi kaikkien akseleiden täytyy olla pyörimissuunnaltaan vaihdettavia varmuu- 4 77995 den, tehokkuuden ja itsepuhdistuksen takaamiseksi. Eräs tällainen kone on saatavissa kaupan tavaramerkillä "SHREDDER". Samantapaisia koneista samalla merkillä käytetään myös vanhojen autojen ja muiden peltitavaroiden pienentämiseen.

Näin hienonnuslaitteella 3 hajotettu ja seulan silmäkokoa 20 x 30 cm vastaavaan kokoon pilkottu raaka-aine kulkee vapaasti pudoten värähtelevän kuljestuskanavan 4 muodostamaan kuljetuslaitteeseen.

Jäljessä seuraavissa laitteissa häiriöttömän toiminnan takaamiseksi on tärkeää erottaa täydellisesti pois jätteessä mahdollisesti olevat rautakappaleet. Tämän saavuttamiseksi kuljetus-laite 4 kuljettaa lähtöraaka-aineen tasaiseksi tehtynä, verraten ohuena juoksukerroksena kuljetuslaitteen 4 yläpuolelle sovitetun magneettinauhan 5 ohi ja heittää lähtöaineen kuljetuslaitteen pyörivän rumpumagneetin 6 päälle. Koska pienennys-laitteesta ulostulevat jätemäärät vaihtelevat, kuljetuslaite 4 ennen magneettinauhaa 5 on varustettu esittämättä jätetyllä tasoituslaitteella.

Magneettinauhan 5 tehtävänä on erottaa pois juoksukerroksen ylemmässä puoliskossa olevat rautakappaleet. Pyörivän rumpu-magneetin 6 tehtävänä on poistaa jätejuoksukerroksen alapuolisessa olevat rautakappaleet.

Magneettiyksiköt 5 ja 6 on yhdistetty kuljetuslaitteella 7 kokoomapunkkerin 8 kanssa. Tästä kokoomapunkkerista 8 erotettu metalli kulkee puristimeen 9, joka puristaa erotetut metalli-kappaleet paketeiksi, jotka sen jälkeen voidaan kuljettaa romu-metallivalimoon .

Sitten näin rautakappaleista vapautettu jäteraaka-aine johdetaan fraktiontilaitteeseen 10. Siinä on täryseula 11 hienon 5 77995 jakeen saamiseksi, jolloin tämän seulan silmän laajuus on noin 6 mm2. Lisäksi on järjestetty täryseulan 11 yläsivua imevä imulaite 12 mekaanisesti helposti käsiteltävän karkean jakeen aikaansaamiseksi ja kaltevasti sovitetun täryseulan 11 päällä vielä olevan, kokonsa ja painonsta johdosta täryseulan läpi pääsemättömän ja pois imemättömän tavaran vastaanottamiseksi vaikeasti käsiteltävän jakeen aikaansaamista varten.

Tällainen jako kolmeen jakeeseen tuottaa sen edun, että seu-raavia rouhimalaitteita 14 ja 15 eivät kuormita ne hienot osat, jotka eivät ylitä loppukokoa. Näiden hienojen osien osuus on tavallisesti noin 15 paino-*, ts. seuraavassa rouhimisessa säästetään noin 15 % energiaa.

Näin poislajiteltu hieno aines lisätään ohitusjohdon 16 kautta, molemmat rouhimislaitteet 14 ja 15 ohitettuaan, jälleen viimeksi rouhittuun jätteeseen.

Jako molempiin edellä mainittuihin karkeisiin jakeisiin mahdollistaa sen, että voidaan erottaa toisistaan kaksi laadultaan hyvin erilaista jätekomponenttia tai saattaa niitä varten optimaalisilla rouhimislaitteilla haluttuun loppukokoon ja siten molemmille jätekomponenteille lisäksi voidaan antaa myös haluttu ainesrakenne. Tämä mahdollistaa sen, että tämän menetelmän viimeisessä vaiheesssa, jossa aines jaetaan ensin koon mukaan ja sen jälkeen pääasiallisesti erityiseen kevyeeseen kuitu-jakeeseen, aikaasnaadaan eri jakeiden hyvin suuri erottelun tarkkuus ja puhtaus.

Imulaitteena 12 voi olla kaupan oleva laite, jota käytetään lastulevy- ja rehuteollisuudessa. Imulaitteesta 12 imukanavien 12a, 12b ja 12c kautta jätevirrasta pois imetyn keveän aineksen muodostaa pääasiallisesti paperi, kartoksi, kalvot, tekstiilit ja puulastut, ts. orgaaniset osat ja se johdetaan heinohakku- 6 77995 riksi muodostettuun rouhumalaitteeseen viimeistä rakennusmuu-tosta ja rouhimista varten. Tällaisia rouhimalaitteita on kaupan nimitettynä hienohakkureiksi, lastuamislaitteiksi ja raffinööreiksi. Tällöin on osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi käyttää roottorirouhimia, joissa teräroottorit toimivat terä-staattoreita vasten tai teräroottorit teräroottoreita vasten ja jotka on varustettu läpäisevällä esteellä loppuaineksen aikaansaamiseksi .

Toisaalta täryseulan 11 ja imulaitteen avulla hienoista osasista ja toisaalta, käytännössä pääasiallisesti epäorgaanisten osien muodostama karkea jae saatetaan rouhimalaitteessa 14 rou-hinnan alaiseksi. Rouhimalaitteen 14 tehtävänä on saattaa siinä alas putoavat erilaiset jäteosat haluttuun ja täydelliseen jälleen hyödyksikäyttöön vaadittuun, seulan silmälaajuutta 6 mm^ vastaavaan loppukokoon. Tällaisia rouhimalaitteita 14 on kaupan nimitettynä vasara- tai iskumyllyiksi tasi desinte-graattoreiksi ja niitä voidaan käyttää, kun niihin on asennettu tietyssä määrässä läpäisevä este.

Rouhimalaitteista 14 ja 15 sekä ohitusjhdosta tulevat jakeet johdetaan yhdessä kokoomasäiliöön 17. Siitä varastoitu aines johdetaan kuivaus- ja sterilointilaitteeseen 18. Tämän laitteen 18 tehtävänä on kuivata putoava aines tiettyyn, samana pysymään jäännöskosteuteen ja hävittää aineksessa olevat terveydelle haitalliset aineet, kuten tautia aiheuttavat bakteerit. Tätä tarkoitusta varten kuivausyksikössä 18 on saavutettavissa lämpötilat yli 100°C, ja aineksen oloaika kuivauslaitteessa 18 on myös säädettävissä. Kuuman kuivausilman syöttö lämmityslait-teesta 34 ja kierrätysjohdon 19 kautta sekä kostean ilman poiskuljetus tapahtuu jatkuvasti ja on myöskin säädettävissä niin, että tällä tavalla kuvauslaitteesta 18 ulostulevan aineksen jäännöskosteus voidaan säätää haluttuun arvoon.

7 77995

Kuivauslaitteen 18 jälkeen näin käsitelty tavara jaetaan ero-tuslaitteella 20 kevyeeseen ja painavaan jakeeseen ja sen jälkeen kevyt jae johdetaan kosteudenpoistomenettelystä peräisin olevan kostean poistoilman poistamiseksi erotussyklonin muodostamaan poistoilmaerottimeen 21. Tällä tavalla voidaan pienentää huomattavasti poistoilmaerottimen 21 kulumista ja samanaikaisesti parantaa huomattavasti sen käyttövarmuutta. Sen jälkeen poistokaasunerottimesta 21 ulostuleva aines johdetaan yhdessä aikaisemmin erotetun kevyen jakeen kanssa otsonin käsittelylaitteen 22 kautta fraktiointilaitteeseen 23. Viimeksi mainitun tehtävänä on jakaa putoava, tiettyyn suurimpaan jäännöskosteus-pitoisuuteen kuivattu ja steriloitu aines osaskoon mukaan koneen jakeeseen, jolloin ensimmäisen jakeen osaskoko on alle 3 mm2, toisen jakeen osaskoko 3-6 mm2 ja kolmannen jakeen osaskoko yli 6 mm2. Fraktiointilaitteessa 23 voi olla heilahtavia tai värähteleviä työpintoja. Sopivimmin käytetään kevytrakenteiseksi valmistettua laitetta värähtelevine työpintoi-neen. Amplitudin suunnan ja värähtelyluvun täytyy olla muutettavissa, jotta intensiteettiä ja oloaikaa voitaisiin säätää aineksen käsittelyä silmälläpitäen.

Fraktiointilaitteesta 23 poistuvat kolme kokojaetta, joista jokaisen muodostavat yhdessä orgaaniset (pääasiallisesti kevyt) ja epäorgaaniset (pääasiallisesti painavat) osat, johdetaan eri teitä pitkin päätefraktiointiin. Päätefraktioinnin suorittavat ilmaerottimet 24, 25 ja 26, joiden tehtävänä on erottaa toisiinsa sekoittuneet raaka-aineet, kuten mineraalit, kirjo-metallit kovamuoviaineet jne. orgaanisista aineista. Tällaisia ilmaerottimia on kaupan erilaisina sovellutusmuotoina ja niitä käytetään myöskin elintarvike-, rehu- ja puuteollisuudessa.

Fraktiointilaitteesta 23 poistuvat hieno jae johdetaan pneumaattisesti päätefraktioimiseksi ilmaerottimeen 24, jossa aines johdetaan tiettyyn kohtaan vastailmavirtaan. Ilmavirran 8 77995 nopeus on valittu siten, että pääasiallisesti orgaaniset kevyet osaset poistetaan ilmavirralla ja pääasiallisesti epäorgaaniset, erityisesti painavat osaset putoavat alas ilmavirtaa vastaan.

Poistetut kevyet osaset johdetaan erotussykloniin 27, joka on sovitettu välittömästi raaka-ainesiilon 28 syöttölaitteeksi.

Ilmavirtaa vastaan putoavat, erityisesti painavat osat johdetaan granulaattisiiloon 29.

Praktiointilaitteesta 23 putoava välijae johdetaan päätefrakti-ointia varten ilmaerottimeen 25. Siinä erotetut kevyet osat voidaan johtaa valinnaisesti joko siilojen 28 ja 31 erottimeen 27 tai 30. Ilmaerottimessa 25 putoavat pääasiallisesti epäorgaaniset painavat granulaatit johdetaan myös granulaattisiiloon 29.

Ilmaerottimista 24, 25 ja 26 sekä erottimista 27 ja 30 laskeutua pölypitoinen poistoilma johdetaan suodatuslaitteeseen 32. Siinä erotettu pöly, jonka pääasiallisesti oraaniset hienot osaset muodostavat, voidaan johtaa pölysiiloon 33 tai valinnaisesti siiloon 28 ja/tai 31.

Kolmen litteäkuitujakeen ja pölyjakeen muodostaman lopputuotteen varastointi erillisissä siiloissa yksinkertaistaa ja laajentaa jatkokäyttömahdollisuuksia.

Luonnollisesti ilmaerottimista 24, 25 ja 26 putoavat, pääasiallisesti epäorgaaniset painavat granulaatit varastoidaan myös toisistaan erotettuna.

Näin saatua kuituainesta voidaan jatkokäsitellä esim. levyjen tai muiden rakennusmateriaalien valmistamiseksi tai muokata 9 77995 lämmitystarkoituksia varten briteteiksi tai palloiksi. Samanaikaisesti valmistettu granulaattiaines on käytettävissä myös lannoitteena ja maanparannusaineena sekä lisäaineena asbesti-, sementti- ja tiilituotteissa, tekokivissä, bitumipäällysteissä ja betonissa.

Kuten edellä esitetystä esimerkistä käy selville, tässä menetelmässä käytetään hyödyksi koko syötetty jätemäärä, mukaanluettuna magneettisesti erotettu metalli. Tuhkaksi palavien aineiden osuus erityisesti kevyen kuitujakeen kysymyksessä ollessa tässä menetelmässä on yhtä suuri tai pienempi kuin verrattavissa olevissa puulastujakeissa, joita tähän saakka on käytetty tavalliseen tapaan levyjä puristettaessa.

Kuivauslaitteen 18 lämmityslaitetta 34 käytetään tarkoituksenmukaisesti raaka-ainesiilosta 28 ja/tai 31 polttoaineeksi haaroitetulla aineksella.

Claims (6)

10 77995

1. Menetelmä kuitu- ja granulaattiaineksen valmistamiseksi kotitalous-, maatalous-, metsätalousjätteistä sekä orgaanisia ja epäorgaanisia osia sisältävistä teollisuuden ja/tai elin-keinonharjoituksen jätteistä, jossa menetelmässä käsiteltävä jätemateriaali saatetaan esipienennys-, magneettierotus-, seulonta- sekä kuivauskäsittelyn alaiseksi, tunnettu siitä, että magneettierotuksen yhteydessä suoritetussa seulonnassa erottuva kevyt jae saatetaan leikkaavaan jälkipienen-nykseen ja erottuva raskasjae saatetaan etupäässä granuloivaan jälkipienennykseen, jonka jälkeen molemmat pienennystuotteet johdetaan jälleen yhteen, kuivataan ja jaetaan kuitutuotteiksi ja granulaateiksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jälkipienennetyn tuotteen kuivauksen yhteydessä tuote jaetaan kevyt- ja raskasjakeiksi, jonka jälkeen kevyt jae johdetaan kuivausprosessista peräisin olevan kostean kaasun poistamiseksi pakokaasuerottimeen, ja tämän jälkeen kevyt fraktio yhdistetään uudelleen raskaaseen jakeeseen ja yhdessä tämän kanssa jaetaan kuituainekseksi ja granulaatiksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yli 100°C lämpötilassa kuivattu ja tällä tavoin steriloitu materiaali jaetaan kolmeksi jakeeksi, joista ensimmäiset osaset läpäisevät alle 3 mm2 olevan seulan silmä-pinnan, toiset osaset läpäisevät välillä 3-6 mm2 olevan seulan silmäpinnan ja kolmannet osaset läpäisevät yli 6 mm2 olevan seulan silmäpinnan.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jälkipienennetty ja kuivattu materiaali jaetaan sinänsä tunnetulla tavalla ainakin kahteen 77995 erilaiseen, toistensa suhteen limittymättömään osaskokoon, ja sen jälkeen toisistaan erillään jaetaan kuituaineeksi ja granulaatiksi.

5. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa on esipienennys-, magneettierotus-, seulonta-, kuivaus- sekä fraktiointiyksikkö, tunnettu siitä, että seulontayksikössä (10) on vähintään yksi täry- tai värähtelyseula (11) hienon jakeen erottamiseksi, täry- tai värähtelyseulan (11) yläpintaa imevä imuyksikkö (12) kevyen jakeen erottamiseksi, ja vastaanottolaite (13) täry- tai värähtelyseulan (11) päällä olevan materiaalin vastaanottamiseksi, raskaan jakeen erottamiseksi, joka materiaali ei kokonsa ja/tai painonsa takia kulkeudu seulan läpi tai imeydy imun mukana

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, jossa esipienennys-yksikön (3) ja seulontayksikön (12) väliin on järjestetty kuljetushihnasta tai tärykuljetuskanavasta muodostettu kuljetuslaite (4) ja välittömästi viimeksimainitun yläpuolelle magneettinauha (5), tunnettu siitä, että metalliosien erottamiseksi kuljetettavan, esipienennetyn materiaalin alapinnalta on kuljetuslaitteen (4) päähän järjestetty rumpu-magneetti (6), jonka yli esipienennetty materiaali johdetaan. 77995