WO2024094665A1 - VERFAHREN ZUR AUFBEREITUNG EINES SCHÜTTFÄHIGEN, FLIEßFÄHIGEN ODER PASTÖSEN AUSGANGSSUBSTRATS UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS - Google Patents

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Reinhard Schmidt
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S + R Pa Holding Gmbh
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    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
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Definitions

  • the present invention relates to a method for preparing a pourable, flowable or pasty starting substrate containing at least one solid and at least one high-boiling hydrocarbon.
  • the invention further relates to a device for carrying out the method.
  • Solids within the meaning of the present invention are all substances whose softening point at ambient pressure is above 500 ° C.
  • high-boiling hydrocarbons within the meaning of the present invention are all hydrocarbons whose boiling point at ambient pressure is above 300 ° C. All other hydrocarbons are considered to be low-boiling within the meaning of the present invention.
  • mixtures of substances are produced which contain at least one solid and at least one high-boiling hydrocarbon within the meaning of the present invention.
  • a typical example of this is metal chips and/or other metal particles which are contaminated with cutting oil and which accrue in metalworking, whereby the corresponding mixtures of substances have a pasty or sludge-like consistency in the case of fine metal particles, such as those which accrue in particular when grinding metal workpieces.
  • Contaminated soils, namely sands contaminated with crude oil can also serve as a typical example, since crude oil typically contains, among other things, high-boiling hydrocarbons within the meaning of the present invention.
  • a mixture of substances containing at least one solid and at least one high-boiling hydrocarbon within the meaning of the present invention are products containing mineral fibers and bitumen (e.g. in the form of a mineral fiber fleece impregnated with bitumen); such mixtures of substances, which are free-flowing within the meaning of the invention at least after appropriate (mechanical) comminution, arise in large quantities, either as production waste or at the end of the intended service life of the product in question.
  • a process for separating inorganic sludges containing low volatile hydrocarbons comprises the following steps:
  • the preheated sludge diluted with water is mixed with solvent in an extraction reactor in such a way that vortex flows are created in the oil phase, which roll the oil sludge to the interface with the solvent.
  • the completely solids-free solvent discharge is led in a first stage to a horizontal tube spray film evaporator with vapor compression and in a second stage to a Fluidized bed evaporator, which is preceded by a sedimenter.
  • the extracted oil sludge is preheated to remove solvent residues and then degassed.
  • the degassed sludge is dewatered using a sludge evaporator with vapor compression.
  • the residual oils in the distillate are removed using a skimmer.
  • the solids-free water is returned to the process and the solid sludge is deposited.
  • the oily sludge that accrues during the hot water process in bitumen production from tar sands and that has previously been deposited in settling ponds can be processed and separated into its main components.
  • US 2011/0094937 Al discloses a process and a system for processing bitumen or crude oil, for example, using a two-stage solvent extraction.
  • the starting substance is mixed with solvent in a mixer and then passes into a separator, which separates an asphaltene-free oil fraction from an asphaltene-containing mixture.
  • the solvent of the asphaltene-containing mixture is recovered in a stripper, the asphaltene-containing product is discharged and, if necessary, further treated.
  • a system for vacuum separation can be integrated into the system, whereby the solid fraction is subjected to vacuum evaporation.
  • the present invention is directed to providing a treatment of the substance mixtures mentioned which is improved in the above respects compared to the prior art.
  • the present object is achieved according to the present invention by a method for processing a pourable, flowable or pasty starting substrate containing at least one solid and at least one high-boiling hydrocarbon, comprising the following steps:
  • the pourable, flowable or pasty starting substrate containing at least one solid and at least one high-boiling hydrocarbon is mixed in a mixing stage with a liquid extraction agent in which the at least one high-boiling hydrocarbon contained in the starting substrate is soluble;
  • the starting substrate-extractant mixture is subjected to active mixing in a homogenisation stage;
  • the homogenised starting substrate-extractant mixture withdrawn from the homogenisation stage is subjected to mechanical solids separation, dividing it into a solids fraction containing predominantly solids and a liquid fraction containing predominantly liquid;
  • the extraction agent is isolated from the liquid fraction resulting from the mechanical solids separation in a thermal separation stage to form a hydrocarbon-containing residue in which the high-boiling hydrocarbons are enriched;
  • the extractant isolated in the thermal separation stage is mixed with the extractant obtained from the vacuum evaporation Vapor fraction is recovered and recycled for re-addition to starting substrate;
  • the hydrocarbon-containing residue resulting from the thermal separation stage and the solid residue resulting from the vacuum evaporation are discharged separately from the processing plant.
  • the high energy efficiency of the process according to the invention benefits, among other things, from the synergistic effects that can be achieved by the combination - applied to the starting substrate mixed with a liquid extractant - of the treatment of the solid fraction resulting from a mechanical solid separation by means of vacuum evaporation, the isolation of the extractant from the liquid fraction resulting from the mechanical solid separation in a thermal separation stage, and the recycling of the extractant isolated in the thermal separation stage together with the extractant resulting from the liquid fraction resulting from the vacuum evaporation.
  • the comparatively low temperatures in the various components of the processing plant designed to carry out the method according to the invention result in correspondingly low heat and therefore energy requirements.
  • the heat required - particularly for vacuum evaporation e.g. at an operating pressure of 0.05 bar at a temperature level of up to 350 °C
  • the advantages mentioned apply in particular to the separation of extractants under vacuum evaporation at very low temperatures, for example at only about 100 °C.
  • even renewable energy sources are well suited to heating the vacuum evaporation stage.
  • the material usability depends on the purity of the material streams discharged from the processing plant, namely the solid residue and the hydrocarbon-containing residue in which the high-boiling hydrocarbons are enriched, this influences the economic efficiency of the processing method according to the invention as does the material value of the at least one solid contained in the starting substrate and the at least one high-boiling hydrocarbon contained in the starting substrate.
  • the processing method according to the invention shows outstanding advantages, namely because the relevant parameters of the various treatment steps and stages can be excellently adapted to the respective starting substrate and its individual composition.
  • This also includes the fact that, for starting substrates which contain several different high-boiling hydrocarbons, a multi-stage thermal separation stage or a cascade of several thermal separation processes (individually tailored to the individual high-boiling hydrocarbons) can be provided in order to promote the recovery of hydrocarbons which are as pure as possible.
  • Which extraction agent is used - circulated in the process according to the invention depends on the type of high-boiling hydrocarbon.
  • Organic solvents e.g. toluene
  • organic acids e.g. citric acid
  • extraction agent mixtures specifically adapted to these can also prove to be very suitable.
  • the present invention provides, as will be shown in the following explanations, a complete and closed solution for the separation of high-boiling hydrocarbons from mineral or metallic solids.
  • the main, decisive advantages are that no additional, not further defined processing steps are required and that there is a clear distinction from processing methods based on pyrolysis technology.
  • the present invention is therefore also suitable for hazardous waste - unlike pyrolysis-based processing technologies.
  • pyrolysis technology can only be justified or used for non-hazardous, defined waste streams - at least in countries or regions with high safety standards such as Europe.
  • Hazardous waste with typically considerable physical and/or chemical fluctuations in its composition can lead to the formation of unknown pyrolysis gases in pyrolysis reactors, which may have fatal consequences.
  • the starting substrate is subjected to comminution before the addition of the extraction agent.
  • the residence or treatment times in the various subsequent treatment stages can be kept comparatively short, which contributes to high efficiency.
  • Another preferred development of the method according to the invention is characterized in that the addition of the liquid extractant to the starting substrate and the active mixing of the starting substrate-extractant mixture take place in a uniform mixing reactor that combines the mixing stage and the homogenization stage. In this way, the structural complexity of the processing plant can be reduced compared to plants with structurally separate mixing and homogenization stages.
  • the homogenized Starting substrate-extraction agent mixture in a storage container before the mechanical separation of solids in a storage container before the mechanical separation of solids.
  • the homogenized starting substrate-extraction agent mixture in a storage container before the mechanical separation of solids.
  • allowing the homogenized starting substrate-extraction agent mixture to remain in a container prepared for this purpose (intermediate storage) also has a positive effect due to the buffer effect. This is particularly true in view of the fact that in the process according to the invention one of the subsequent treatments, namely vacuum evaporation, takes place in batch operation.
  • mechanical solids separation As far as mechanical solids separation is concerned, various suitable methods and system components are available for this purpose within the scope of the present invention. For various typical applications of the present invention, mechanical solids separation using a filter press or a screw press produces very good results. Another very suitable system component for mechanical solids separation is a decanter. Particularly good results can be achieved with multi-stage mechanical solids separation, whereby two different technologies for mechanical solids separation can also be combined with one another if necessary.
  • Yet another preferred development of the invention is characterized in that the isolation of the extraction agent in order to be able to recycle it takes place in a multi-stage thermal separation stage.
  • the advantages of such a multi-stage thermal separation stage are particularly evident when the liquid fraction resulting from the mechanical solid separation is not only contains two components, namely the extraction agent and the high-boiling hydrocarbon extracted with it, but at least three components, for example also water.
  • the multi-stage design of the thermal separation stage allows it to be adapted very specifically to the individually different composition of the liquid fraction resulting from the mechanical solid separation.
  • this method contributes to a high degree of selectivity of the thermal separation stage in the sense of a high degree of purity of the material streams withdrawn from the processing plant, which in turn has a very positive effect on the economic efficiency of the process according to the invention or the inventive processing of the starting substrate in question here for the material utilization of its components.
  • this method allows the extraction agent intended for reuse to be recovered with a very high degree of purity, which not only benefits the quality of the treatment of the starting substrate but also - due to the low "losses" of extraction agent - the economic efficiency of the process.
  • the multi-stage thermal separation stage can be realized by a combination of a thin-film evaporator and a condenser column, wherein by means of the thin-film evaporation the extractant and other low-boiling substances (e.g. water) are first separated as vapor from the high-boiling hydrocarbon, before the vapor mixture of extractant and other low-boiling substances (e.g. water) is then separated in the condenser column into individual condensate streams (e.g. extractant condensate and water condensate).
  • the extractant and other low-boiling substances e.g. water
  • the thermal separation stage in which the extraction agent is isolated from the liquid fraction resulting from the mechanical solid separation to form a hydrocarbon-containing residue in which the high-boiling hydrocarbons are enriched, operates according to yet another preferred embodiment of the invention under an inert or inertized atmosphere (in particular under a nitrogen atmosphere). This prevents oxidation of the high-boiling hydrocarbons enriched in the hydrocarbon-containing residue, which is beneficial to their quality and thus their usability as a material. This in turn can significantly benefit economic efficiency.
  • the liquid fraction resulting from the mechanical solid separation contains only two substances, namely the extraction agent and the high-boiling hydrocarbon extracted with it, a very good result can be achieved with a single-stage thermal separation stage (e.g. in the form of a thin-film evaporator), although here too the extraction agent must be liquefied in a condenser before it can be used again.
  • a single-stage thermal separation stage e.g. in the form of a thin-film evaporator
  • a hydrocarbon-containing residue formed in the multi-stage thermal separation stage by removal of the extraction agent - with a corresponding composition - can be thermally separated into an aqueous fraction containing predominantly water on the one hand and an oily mixture containing predominantly hydrocarbons
  • This separation which is downstream of the separation of the extractant in terms of process technology, can in turn be carried out by means of thin-film evaporation, if the liquid fraction resulting from the mechanical solids separation has a suitable composition, possibly even in the same unit as the separation of the extractant.
  • the thermal separation stage operates under an inert or inertized atmosphere, preferably under a nitrogen atmosphere.
  • the extractant isolated and re-condensed in the thermal separation stage is temporarily stored before being used again, and in the container in which the temporary storage takes place, additional treatment of the returned extractant (e.g. by settling the suspended matter contained therein) can also be carried out if required.
  • Yet another preferred development of the invention is characterized in that the vapor fraction resulting from the vacuum evaporation is subjected to a multi-stage condensation to separate an aqueous condensate (and/or optionally an oily condensate) from the extractant contained in the vapor fraction.
  • This embodiment takes into account that the circulated extractant does not reach the vacuum evaporation at all because it is already separated upstream of the vacuum evaporation - namely in the mechanical solids separation upstream of the vacuum evaporation - from the solids fraction fed to the vacuum evaporation, but that a certain, more or less A less subordinate portion of the extractant actually reaches the vacuum evaporation as part of the solid fraction.
  • this portion of extractant is also fed to (internal) reuse - through circulation operation - so that the loss of extractant is minimized.
  • the starting substrate is the residue from an upstream pretreatment stage in which a raw substrate is subjected to a pretreatment carried out as vacuum evaporation in such a way that at least one low-boiling hydrocarbon and/or any water contained therein is separated from the raw substrate.
  • the water or the low-boiling hydrocarbons are separated out early in the pretreatment stage, they do not pass through the downstream area of the processing plant explained above and therefore do not burden it; this downstream area can therefore be specifically designed and dimensioned for the separation of the at least one high-boiling hydrocarbon from the starting substrate.
  • this downstream area can therefore be specifically designed and dimensioned for the separation of the at least one high-boiling hydrocarbon from the starting substrate.
  • a treatment stage which "only" precedes the inventive process explained above in time, but which is at least partially carried out in the identical facilities that are used (with a time delay) for the inventive process (in its basic form), can also be considered as an "upstream" pretreatment stage in the above sense.
  • the pretreatment carried out as vacuum evaporation can, if necessary, be carried out in the same vacuum evaporator in which - in the inventive process in its basic form - the solid fraction resulting from the mechanical solid separation is also (with a time delay) subjected to vacuum evaporation in batches, dividing it into a solid residue and a vapor fraction. This is particularly useful when the quantities to be prepared are comparatively small and the vacuum evaporator is only sporadically required to carry out the inventive process in its basic form.
  • Treatment plants which are specifically designed to provide a spatially/ functionally independent
  • Carrying out the above-described pretreatment of a Raw substrates are prepared by means of vacuum evaporation so that the pretreatment takes place in a separate area of the system, and particularly preferably have a bypass to the said pretreatment stage, so that the substrate to be prepared (as the starting substrate) can be fed directly to the mixing stage, if necessary after prior comminution, bypassing the pretreatment stage.
  • a material switch is provided here, via which the raw substrate is optionally fed either to the pretreatment stage or - as the starting substrate for the treatment according to the invention - directly to the mixing stage.
  • the method according to the invention is suitable for the processing of a wide variety of starting substrates for which satisfactory, practical recycling processes do not exist to date.
  • starting substrates which contain at least one metallic solid.
  • An economically particularly relevant example of this are starting substrates which arise in the metalworking industry and which contain a mixture of metal particles and cutting oil.
  • Another very important preferred application of the invention relates to the processing of starting substrates which contain at least one mineral solid.
  • An economically extremely relevant example of this is - in the decontamination contaminated soils - starting substrates which contain a mixture of sand and crude oil.
  • Yet another, economically very important application of the present invention relates to the processing of starting substrates which contain fibrous solids, in particular metal, glass or mineral fibers. Economically particularly relevant examples of this are starting substrates - arising in the building materials industry - in which the high-boiling hydrocarbon contains bitumen.
  • a corresponding processing plant therefore has at least the following components - coupled and interconnected as intended for carrying out the method according to the invention: material inlet for the starting material, mixing stage for adding the extraction agent to the starting material, homogenization stage, separation unit for the mechanical solid separation for dividing the starting substrate-extraction agent mixture into a solid fraction and a liquid fraction, vacuum evaporator for batch-wise division of the solid fraction into a solid residue and a vapor fraction, thermal separation stage for isolating the extraction agent from the liquid fraction to form a hydrocarbon-containing residue, recirculation device for returning the extraction agent recovered in the thermal separation stage by isolation together with extraction agent which is recovered from the vapor fraction of the vacuum evaporation for renewed addition to the starting substrate, separate Expenditure on hydrocarbon residue and solid residue.
  • the present invention is explained in more detail below using a preferred embodiment illustrated in the drawing.
  • the drawing shows the relevant components and units of a processing plant suitable for carrying out the process according to the invention and the material flows characteristic of the process according to the invention; for the sake of better clarity, the material flows (paths) and the respective flowing materials are designated with the same reference numerals.
  • the system illustrated in the drawing for the inventive processing of a pourable, flowable or pasty starting substrate, which contains at least one solid and at least one high-boiling hydrocarbon, has a material inlet 1, at which raw substrate is introduced.
  • the material inlet 1 is followed by a material switch 2, by means of which it is possible to switch between processing the raw substrate with pretreatment or processing the raw substrate without pretreatment.
  • the raw substrate - without pretreatment - passes as starting substrate (path A) from the material inlet 1 via the switch 2 directly into a mixing stage 3, where it is mixed with a liquid extraction agent (path B), in which the at least one high-boiling hydrocarbon contained in the starting substrate is soluble.
  • the starting substrate-extractant mixture is then subjected to active mixing in a homogenization stage 4.
  • a homogenization stage 4 and the mixing stage 3 form a structural unit in which both process stages take place, i.e. a uniform mixing reactor 5 that combines the mixing stage and the homogenization stage.
  • the homogenized starting substrate-extraction agent mixture (path C) withdrawn from the homogenization stage 4 is fed to a buffer tank 6 for intermediate storage, from which it is then fed (path D) to a separation unit 8 used for mechanical solids separation, illustrated here as a decanter 7 by way of example.
  • a separation unit 8 used for mechanical solids separation illustrated here as a decanter 7 by way of example.
  • the starting substrate-extraction agent mixture is subjected to mechanical solids separation, dividing it into a solids fraction containing predominantly solids (path E) and a liquid fraction containing predominantly liquid (path F).
  • the optional multi-stage design of the mechanical solids separation was explained in detail above, as was the use of a different separation unit 8 (e.g. a filter press).
  • the solid fraction resulting from the mechanical solid separation (path E) is fed to a vacuum evaporator 9 (e.g. VacuDry ® of the applicant), in which it is subjected to vacuum evaporation in batches, dividing it into a solid residue (cleaned of organic impurities) (path G) and a - the Vacuum evaporator 9 via a filter 10 leaving -
  • a vacuum evaporator 9 e.g. VacuDry ® of the applicant
  • Vapor fraction (path H). In the solid residue, the solids contained in the starting substrate are concentrated.
  • the liquid fraction resulting from the mechanical solids separation (path F) is fed to a thermal separation stage 11, which is shown here as an example in two stages, namely as a combination of thin-film evaporator 12 and downstream condenser column 13.
  • the extraction agent and a possible water content (as steam) are withdrawn from the liquid fraction (path I), namely with the formation of a hydrocarbon-containing residue (path K) that is fed in from the processing plant - just like the solids residue (path G).
  • path K hydrocarbon-containing residue
  • the high-boiling hydrocarbons contained in the starting substrate are concentrated in this residue.
  • the extractant condensate is temporarily stored in a buffer tank 14 before it is added again to the starting substrate in the mixing stage 4 (path B).
  • the water condensate (path M) is discharged from the treatment plant. If the raw substrate to be prepared contains not only at least one high-boiling hydrocarbon, but also to a significant extent at least one low-boiling hydrocarbon, then - with the corresponding switching position of the material switch 2 - the raw substrate is pretreated in a pretreatment stage 15 which serves to separate out the low-boiling hydrocarbons. For this purpose, the raw substrate passes via a dosing and feeding unit 16 into a vacuum evaporator 17.
  • the vapor fraction (path N) leaving the vacuum evaporator via a filter 18 and containing the vaporous low-boiling hydrocarbon is liquefied in a condenser 19 so that it can be discharged from the processing plant in liquid form.
  • this condenser 19 is designed as a condenser column 20 against the background that, if required, moist, i.e. Water-containing raw substrate can be treated.
  • a hydrocarbon-water-steam mixture which also contains water vapor, leaves the vacuum evaporator 17 via the filter 18, which is separated in the condenser column 20 by multi-stage liquefaction into a hydrocarbon condensate (path 0) on the one hand and a water condensate (path P) on the other.
  • the water condensate from the pretreatment stage 15 and the water condensate from the thermal separation stage 11 are discharged together (cf. water outlet 21).
  • the low-boiling hydrocarbons (path 0) and the high-boiling hydrocarbons (path K) can be discharged together from the Treatment plant (see KW outlet 22).
  • the starting substrate (path A') for the processing explained in detail above is formed from the residue of the vacuum evaporation in the vacuum evaporator 17.
  • the plant shown in the drawing is suitable, for example, for the treatment of soil contaminated with crude oil.
  • the operating parameters used are in the ranges given below:
  • Operating data of the vacuum evaporator 17 of the pretreatment stage 15 Internal pressure in the evaporator approx. 50mbar abs; heating temperature up to approx. 400°C or
  • the fraction leaving the vacuum evaporator 17 of the pretreatment stage 15 on path N contains water as evaporated components and hydrocarbons with a chain length of up to approx. C 30.
  • Mixing ratio of extractant to solid in mixing stage 3 approx. 2:1 or higher.
  • Average residence time in buffer tank 6 approx. 60 minutes.
  • Operating data of the vacuum evaporator 9 Internal pressure in the evaporator approx. 50 mbar abs; heating temperature up to approx. 150°C or material temperature up to approx. 50°C; average residence time approx. 60 minutes.
  • the fraction leaving the vacuum evaporator 9 on path H consists of the extraction agent toluene.
  • the main fractions leaving the plant are a solids and solvent-free crude oil fraction (path 22), which is prepared for material recycling in a refinery, a mineral fraction purified from crude oil with a feasible hydrocarbon target value of less than 0.1 wt.% (path G) and a water fraction (path 21).

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbereitung eines mindestens einen Feststoff und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff enthaltenden Ausgangssubstrats umfasst die Schritte: Versetzen des Ausgangssubstrats (A, A') in einer Mischstufe (3) mit einem flüssigen Extraktionsmittel (B); Homogenisieren des Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisches in einer Homogenisierungsstufe (5); Aufteilung des aus der Homogenisierungsstufe (5) abgezogenen Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisches (C) in einer Feststoffabscheidung (8) in eine überwiegend Feststoffe enthaltende Feststofffraktion (E) und eine überwiegend Flüssigkeit enthaltende Flüssigkeitsfraktion (F); chargenweise Aufteilung der Feststofffraktion (E) mittels Vakuumverdampfung (9) in einen Feststoff-Rückstand (G) und eine Dampffraktion (H); Isolieren des Extraktionsmittels aus der Flüssigkeitsfraktion (F) in einer thermischen Trennstufe (11) unter Bildung eines kohlenwasserstoffhaltigen Rückstands (K); Rückführen des in der thermischen Trennstufe (11) isolierten Extraktionsmittels zusammen mit Extraktionsmittel, welches aus der aus der Vakuumverdampfung (9) hervorgehenden Dampffraktion (H) zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat (A, A'); voneinander getrenntes Ausschleusen des kohlenwasserstoffhaltigen Rückstands (K) und des Feststoff-Rückstands (G) aus der Aufbereitungsanlage.

Description

Verfahren zur Aufbereitung eines schüttfähigen , fließfähigen oder pastösen Ausgangssubstrats und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Aufbereitung eines schütt fähigen, fließ fähigen oder pastösen, mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f enthaltenden Ausgangssubstrats . Weiterhin betri f ft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .
Feststof f im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle Substanzen, deren Erweichungstemperatur bei Umgebungsdruck oberhalb von 500 ° C liegt . Und als hochsiedende Kohlenwasserstof fe werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle Kohlenwasserstof fe angesehen, deren Siedepunkt bei Umgebungsdruck oberhalb von 300 ° C liegt . Alle anderen Kohlenwasserstof fe gelten im Sinne der vorliegenden Erfindung als niedrigsiedend .
Bei diversen industriellen Prozessen fallen Stof f gemische an, welche mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten . Als ein typisches Beispiel hierfür können in der Metallbearbeitung anfallende , mit Schneidöl behaftete Metallspäne und/oder sonstige Metallpartikel genannt werden, wobei entsprechende Stof f gemische bei feinen Metallpartikeln, wie sie insbesondere beim Schlei fen von metallischen Werkstücken anfallen, eine pastöse bzw . schlammartige Konsistenz aufweisen . Auch kontaminierte Böden, namentlich mit Rohöl verseuchte Sande , können, nachdem Rohöl typischerweise u . a . hochsiedende Kohlenwasserstof fe im Sinne der vorliegenden Erfindung enthält , als typisches Beispiel für ein mindestens einen Feststoff und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung enthaltendes Stoffgemisch gelten. Ein wiederum anderes typisches Beispiel für ein mindestens einen Feststoff und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung enthaltendes Stoffgemisch sind Mineralfasern und Bitumen enthaltende Produkte (z. B. in Form eines mit Bitumen getränkten Mineralfaservlieses) ; solche Stof f gemische, die jedenfalls nach entsprechender (mechanischer) Zerkleinerung schüttfähig im Sinne der Erfindung sind, fallen in großen Mengen an, sei es als Produktionsabfall, sei es am Ende der bestimmungsgemäßen Lebensdauer des betreffenden Produkts.
Gibt es, was vielfach der Fall ist, für die hier in Rede stehenden Stof f gemische keine unmittelbare Verwendung, so werden sie bisher überwiegend entweder deponiert oder aber in einer Abfallverbrennungsanlage entsorgt. Beides lässt sich in mehrfacher Hinsicht nicht mit den zunehmend strengeren Anforderungen bzw. Zielsetzungen im Hinblick auf Nachhaltigkeit, Klimaneutralität, Energieeffizienz, Kreislaufwirtschaft etc. vereinbaren.
Aus der DE 42 33 584 Al ist ein Verfahren zur Auftrennung von anorganischen Schlämmen, die schwerf lüchtige Kohlenwasserstoffe enthalten, bekannt, welches die folgenden Schritte umfasst: Der vorgewärmte und mit Wasser verdünnte Schlamm wird in einem Extraktionsreaktor mit Lösungsmittel derart vermischt, dass Wirbelströmungen in der Ölphase entstehen, die den Ölschlamm an die Grenzfläche zum Lösungsmittel wälzen. Der vollständig feststoff freie Lösungsmittelabzug wird in einer ersten Stufe zu einem Horizontalrohrsprühfilmverdampfer mit Brüdenkompression geführt und in einer zweiten Stufe einem Wirbelschichtverdampfer, dem ein Sedimenter vorgeschaltet ist , zugeführt . Der extrahierte Ölschlamm wird über eine Vorwärmung zur Austreibung von Lösungsmittelresten zur Entgasung geführt . Der entgaste Schlamm wird über einen Schlammverdampfer mit Brüdenkompression entwässert . Die Restöle des Destillats werden über einen Skimmer entfernt . Das feststof f freie Wasser wird dem Prozess zurückgeführt , und der stichfeste Schlamm wird deponiert . In Anwendung dieses Verfahrens sollen die bei der Bitumenproduktion aus Teersand nach dem Heißwasser-Prozess anfallenden ölhaltigen Schlämme , die bis dahin in Absetzteichen abgelagert wurden, auf gearbeitet und in ihre Hauptbestandteile zerlegt werden können .
Die US 2011 / 0094937 Al of fenbart ein Verfahren sowie eine Anlage zur Aufbereitung von beispielsweise Bitumen oder Rohöl mittels einer zweistufigen Lösemittel-Extraktion . Die Ausgangssubstanz wird zusammen mit Lösemittel in einem Mischer vermengt und gelangt anschließend in einen Separator, der eine asphalten- f reie Öl fraktion von einer asphaltenhaltigen Mischung trennt . Das Lösemittel der asphaltenahltigen Mischung wird in einem Stripper wiedergewonnen, das asphaltenhaltige Produkt ausgeschleust und ggf . weiterbehandelt . In die Anlage kann dabei ein System zur Vakuumtrennung integriert werden, wodurch die Feststof f fraktion einer Vakuumverdampfung unterzogen wird .
Vor dem dargelegten Hintergrund ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet , eine in vorstehender Hinsicht gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Behandlung der genannten Stof f gemische bereitzustellen .
Gelöst wird die vorliegende Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur Aufbereitung eines schütt fähigen, fließ fähigen oder pastösen, mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f enthaltenden Ausgangssubstrats mit den folgenden Schritten :
- das schüttf ähige , fließ fähige oder pastöse , mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f enthaltende Ausgangssubstrat wird in einer Mischstufe mit einem flüssigen Extraktionsmittel versetzt , in welchem der mindestens eine in dem Ausgangssubstrat enthaltene hochsiedende Kohlenwasserstof f lösbar ist ;
- das Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch wird in einer Homogenisierungsstufe einer aktiven Durchmischung unterzogen;
- aus der Homogenisierungsstufe abgezogenes homogenisiertes Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel- Gemisch wird einer mechanischen Feststof fabscheidung unterzogen unter Aufteilung in eine überwiegend Feststof fe enthaltende Feststof f fraktion und eine überwiegend Flüssigkeit enthaltende Flüssigkeits fraktion;
- die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Feststof f fraktion wird chargenweise einer Vakuumverdampfung unterzogen unter Aufteilung in einen Feststof f-Rückstand und eine Dampf fraktion;
- aus der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Flüssigkeits fraktion wird in einer thermischen Trennstufe das Extraktionsmittel isoliert unter Bildung eines kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands , in welchem die hochsiedenden Kohlenwasserstof fe angereichert sind;
- das in der thermischen Trennstufe isolierte Extraktionsmittel wird zusammen mit Extraktionsmittel , welches aus der aus der Vakuumverdampfung hervorgehenden Dampf fraktion zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat rückgeführt ;
- der aus der thermischen Trennstufe hervorgehende kohlenwasserstof fhaltige Rückstand und der aus der Vakuumverdampfung hervorgehende Feststof f-Rückstand werden getrennt voneinander aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust .
Durch das synergistische Ineinandergrei fen der verschiedenen, in definierter Abfolge nacheinander bzw . parallel zueinander ablaufenden, aufeinander bezogenen Behandlungsschritte gelingt auf überraschend einfache Weise , das das Ausgangssubstrat bildende Stof fgemisch in Fraktionen von j eweils vergleichsweise hoher Reinheit zu zerlegen, so dass eine stof fliche Verwertung nicht nur möglich, sondern - j e nach den im Ausgangssubstrat enthaltenen Substanzen - sogar wirtschaftlich profitabel ist , einmal ganz zu schweigen von den sich unter dem Gesichtspunkt der Abfallvermeidung bzw . Inertisierung von Problemstof fen ergebenden ökologischen Vorteilen . Die hohe energetische Ef fi zienz des erfindungsgemäßen Verfahrens profitiert dabei unter anderem von den synergistischen Ef fekten, welche sich erzielen lassen durch die - auf das mit einem flüssigen Extraktionsmittel versetzte Ausgangssubstrat angewandte - Kombination aus der Behandlung der aus einer mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Feststof f fraktion mittels Vakuumverdampfung, der I solierung des Extraktionsmittels aus der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Flüssigkeits fraktion in einer thermischen Trennstufe , und der Rückführung des in der thermischen Trennstufe isolierten Extraktionsmittels zusammen mit Extraktionsmittel , welches aus der aus der Vakuumverdampfung hervorgehenden
Dampf fraktion zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat . In diesem funktionalen Zusammenwirken kommen die besonderen Qualitäten der Vakuumverdampfung, nämlich die Verdampfung flüchtiger Bestandteile bei gegenüber Umgebungsdruck substantiell reduzierten Temperaturen, hervorragend zum Tragen .
Die vergleichsweise geringen Temperaturen in den verschiedenen Komponenten der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichteten Aufbereitungsanlage führen zu dementsprechend geringem Wärme- und somit Energiebedarf . Zudem lässt sich die - insbesondere für die Vakuumverdampfung ( z . B . bei einem Betriebsdruck von 0 , 05bar auf einem Temperaturniveau von bis zu 350 ° C ) - benötigte Wärme auf energetisch attraktive Weise bereitstellen und übertragen, z . B . durch indirekte Behei zung des mit Extraktionsmittel versetzten Ausgangssubstrats in der Stufe der Vakuumverdampfung mittels eines elektrisch erwärmten Thermalöls . Die genannten Vorteile gelten in ganz besonderer Weise bei der Abtrennung von Extraktionsmitteln unter Vakuumverdampfung bei sehr niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei nur etwa 100 ° C . Hier sind für die Behei zung der Vakuumverdampfungs-Stufe sogar regenerative Energiequellen gut geeignet .
Da die stof fliche Verwertbarkeit ( samt der dabei erzielbaren Verwertungserlöse ) von der Sortenreinheit der aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleusten Stof fströme , namentlich des Feststof f-Rückstands und des kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands , in welchem die hochsiedenden Kohlenwasserstof fe angereichert sind, abhängt , fließt diese in die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens ebenso ein wie der Materialwert des mindestens einen in dem Ausgangssubstrat enthaltenen Feststof fs und des mindestens einen in dem Ausgangssubstrat enthaltenen hochsiedenden Kohlenwasserstof fs . Und gerade im Hinblick auf die Reinheit der aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleusten Stof fströme zeigt das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren überragende Vorteile , und zwar namentlich deshalb, weil sich die relevanten Parameter der verschiedenen Behandlungsschritte und -stufen hervorragend an das j eweilige Ausgangssubstrat und dessen individuelle Zusammensetzung anpassen lassen . Dazu zählt auch, dass bei Ausgangssubstraten, welche mehrere unterschiedliche hochsiedende Kohlenwasserstof fe enthalten, eine mehrstufige thermische Trennstufe bzw . eine Kaskade mehrerer ( individuell auf die einzelnen hochsiedenden Kohlenwasserstof fe abgestimmter ) thermischer Trennprozesse vorgesehen sein kann, um eine Rückgewinnung möglichst sortenreiner Kohlenwasserstof fe zu begünstigen .
Welches - bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Kreislauf geführtes - Extraktionsmittel zum Einsatz kommt , richtet sich nach der Art des hochsiedenden Kohlenwasserstof fs . Für diverse hochsiedende Kohlenwasserstof fe sind organische Lösungsmittel ( z . B . Toluol ) sehr geeignet . Aber auch organische Säuren ( z . B . Zitronensäure ) können im Einzel fall zu sehr guten, ggf . sogar gegenüber organischen Lösungsmitteln besseren Ergebnissen führen . Enthält das Ausgangssubstrat mehrere unterschiedliche hochsiedende Kohlenwasserstof fe , so können sich auch hieran spezi fisch angepasste Extraktionsmittelgemische als sehr geeignet erweisen .
Die vorliegende Erfindung stellt , wie auch in den nachstehenden Erläuterungen zum Ausdruck kommt , eine vollständige und geschlossene Komplettlösung für das Abscheiden von hochsiedenden Kohlenwasserstof fen aus mineralischen oder metallischen Feststof fen bereit . Wesentliche , entscheidend Vorteile sind, dass keine zusätzlichen, nicht weiter definierten Aufbereitungsschritte erforderlich sind und dass eine klare Abgrenzung gegenüber auf Pyrolyse-Technik basierenden Aufbereitungsverfahren besteht . So eignet sich die vorliegende Erfindung - anders als dies für pyrolyse-basierte Aufbereitungstechnologien gilt - auch für gefährliche Abfälle . Aus Sicherheitsgründen lässt sich Pyrolysetechnologie nämlich - j edenfalls in Ländern bzw . Regionen mit hohen Sicherheitsstandards wie beispielsweise Europa - nur noch bei ungefährlichen, definierten Abfallströmen verantworten bzw . einsetzen; gefährliche Abfälle mit typischerweise erheblichen physikalischen und/oder chemischen Schwankungen in deren Zusammensetzung können in Pyrolyse-Reaktoren zur Entstehung unbekannter, ggf . fatale Folgen verursachenden Pyrolyse-Gase führen .
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Ausgangssubstrat vor der Zugabe des Extraktionsmittels einer Zerkleinerung unterzogen . So lassen sich die Verweil- bzw . Behandlungsdauern in den verschiedenen nachgeschalteten Behandlungsstufen vergleichsweise kurz halten, was einer hohen Ef fi zienz entgegenkommt .
Eine andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus , dass die Zugabe des flüssigen Extraktionsmittels zu dem Ausgangssubstrat und die aktive Durchmischung des Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel- Gemisches in einem die Mischstufe sowie die Homogenisierungsstufe in sich vereinigenden einheitlichen Mischreaktor erfolgen . So lässt sich der bauliche Aufwand der Aufbereitungsanlage reduzieren, verglichen mit Anlagen mit baulich getrennten Misch- und Homogenisierungsstufen .
Gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens verweilt das homogenisierte Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch vor der mechanischen Feststof fabscheidung in einem Speicherbehälter . Auf diese Weise lassen sich nicht nur besonders gute Ergebnisse bei dem nachgeschalteten Entzug von hochsiedenden Kohlenwasserstof fen aus dem Ausgangssubstrat- Extraktionsmittel-Gemisch erzielen . Vielmehr wirkt sich ein Verweilen des homogenisierten Ausgangssubstrat- Extraktionsmittel-Gemisches in einem hierfür hergerichteten Behälter ( Zwischenspeicher ) auch durch die Puf ferwirkung positiv aus . Dies gilt namentlich in Anbetracht dessen, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine der nachgeschalteten Behandlungen, nämlich die Vakuumverdampfung, im Chargenbetrieb abläuft .
Was die mechanische Feststof fabscheidung angeht , so stehen hierfür im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene geeignete Methoden bzw . Anlagenkomponenten zur Verfügung . Für diverse typische Anwendungen der vorliegenden Erfindung liefert die mechanische Feststof fabscheidung mittels einer Filterpresse oder einer Schneckenpresse sehr gute Ergebnisse . Eine andere sehr geeignete Anlagenkomponente zur mechanischen Feststof fabscheidung ist ein Dekanter . Ganz besonders gute Ergebnisse lassen sich bei einer mehrstufigen mechanischen Feststof fabscheidung erzielen, wobei insoweit ggf . auch zwei unterschiedliche Technologien der mechanischen Feststof fabscheidung miteinander kombiniert werden können .
Eine abermals andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus , dass die I solierung des Extraktionsmittels , um dieses rückführen zu können, in einer mehrstufigen thermischen Trennstufe erfolgt . Die Vorteile einer solchen mehrstufigen thermischen Trennstufe kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Flüssigkeits fraktion nicht nur zwei Komponenten enthält , nämlich das Extraktionsmittel und den hiermit extrahierten hochsiedenden Kohlenwasserstof f , sondern mindestens drei Komponenten, beispielsweise zusätzlich auch noch Wasser . Durch die mehrstufige Aus führung der thermischen Trennstufe lässt sich diese sehr spezi fisch an die j eweils individuell unterschiedliche Zusammensetzung der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Flüssigkeits fraktion adaptieren . Dies kommt einer hohen Trennschärfe der thermischen Trennstufe im Sinne eines hohen Reinheitsgrades der aus der Aufbereitungsanlage abgezogenen Stof fströme entgegen, was sich wiederum sehr positiv auf die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Verfahrens führung bzw . der erfindungsgemäßen Aufbereitung des hier in Rede stehenden Ausgangssubstrats zur stof flichen Verwertung seiner Bestandteile auswirkt . Insbesondere lässt sich auf diese Weise das zu seiner Wiederverwendung vorgesehene Extraktionsmittel mit einem sehr hohen Reinheitsgrad zurückgewinnen, wovon nicht nur die Qualität der Behandlung des Ausgangssubstrats profitiert , sondern auch - wegen der geringen „Verluste" an Extraktionsmittel - die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens .
In ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung dieser Weiterbildung kann die mehrstufige thermische Trennstufe durch eine Kombination aus einem Dünnschichtverdampfer und einer Kondensatorkolonne realisiert sein, wobei mittels der Dünnschichtverdampfung zunächst das Extraktionsmittel und weitere niedrigsiedende Substanzen ( z . B . Wasser ) als Dampf von dem hochsiedenden Kohlenwasserstof f abgeschieden werden, bevor das Dampfgemisch aus Extraktionsmittel und weiteren niedrigsiedenden Substanzen ( z . B . Wasser ) anschließend in der Kondensatorkolonne in einzelne Kondensatströme ( z . B . Extraktionsmittel-Kondensat und Wasser-Kondensat ) getrennt wird . Die thermische Trennstufe , in der aus der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Flüssigkeits fraktion das Extraktionsmittel unter Bildung eines kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands , in welchem die hochsiedenden Kohlenwasserstof fe angereichert sind, isoliert wird, arbeitet gemäß einer abermals anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung unter einer inerten bzw . inertisierten Atmosphäre ( insbesondere unter einer Stickstof f-Atmosphäre ) . Hierdurch wird eine Oxidation der in dem kohlenwasserstof fhaltigen Rückstand angereicherten hochsiedenden Kohlenwasserstof fe unterbunden, was deren Qualität und somit deren stof flicher Verwertbarkeit entgegenkommt . Hiervon kann wiederum die Wirtschaftlichkeit maßgeblich profitieren .
Enthält - infolge der Zusammensetzung des Ausgangssubstrats - die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Flüssigkeits fraktion indessen nur zwei Substanzen, nämlich das Extraktionsmittel und den hiermit extrahierten hochsiedenden Kohlenwasserstof f , so lässt sich bereits mit einer einstufigen thermischen Trennstufe ( z . B . in Form eines Dünnschichtverdampfers ) ein sehr gutes Ergebnis erzielen, wobei freilich auch hier das Extraktionsmittel - vor seiner erneuten Verwendung - in einem Kondensator zu verflüssigen ist .
Bei einer zu der vorstehend erläuterten Weiterbildung abgewandelten, alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein in der mehrstufigen thermischen Trennstufe durch Entzug des Extraktionsmittels gebildeter kohlenwasserstof fhaltiger Rückstand - bei einer entsprechenden Zusammensetzung - thermisch in eine überwiegend Wasser enthaltende wässrige Fraktion einerseits und eine überwiegend Kohlenwasserstof fe enthaltende ölige
Fraktion andererseits getrennt werden . Diese prozesstechnisch der Abscheidung des Extraktionsmittels nachgeschaltete Trennung kann ihrerseits mittels einer Dünnschichtverdampfung erfolgen, bei einer hierzu geeigneten Zusammensetzung der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Flüssigkeits fraktion ggf . sogar in dem selben Aggregat wie die Abscheidung des Extraktionsmittels .
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung arbeitet die thermische Trennstufe unter einer inerten oder inertisierten Atmosphäre , bevorzugt unter einer Stickstof f-Atmosphäre . Weiterhin wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung das in der thermischen Trennstufe isolierte und rück-kondensierte Extraktionsmittel vor seiner erneuten Verwendung zwischengespeichert , wobei in dem Behälter, in dem die Zwischenspeicherung erfolgt , bedarfsweise auch eine ergänzende Behandlung des rückgeführten Extraktionsmittels ( z . B . durch Absetzen enthaltener Schwebstof fe ) erfolgen kann .
Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus , dass die aus der Vakuumverdampfung hervorgehende Dampf fraktion einer mehrstufigen Kondensation zur Abtrennung eines wässrigen Kondensats (und/oder gegebenenfalls eines öligen Kondensats ) von dem in der Dampf fraktion enthaltenen Extraktionsmittel unterzogen wird . Diese Ausgestaltung berücksichtigt , dass das im Kreislauf geführte Extraktionsmittel zwar ganz überwiegend gar nicht zu der Vakuumverdampfung gelangt , weil es bereits stromaufwärts von dieser - nämlich in der der Vakuumverdampfung vorgeschalteten mechanischen Feststof fabscheidung - von dem der Vakuumverdampfung zugeführten Feststof f fraktion abgetrennt wird, dass allerdings ein gewisser, mehr oder weniger untergeordneter Anteil des Extraktionsmittels eben doch als Teil der Feststof f fraktion zu der Vakuumverdampfung gelangt . Dieser Anteil an Extraktionsmittel wird in Umsetzung dieser Weiterbildung der Erfindung ebenfalls - durch Kreislaufbetrieb - der ( internen) Wiederverwendung zugeführt , so dass der Extraktionsmittel-Verlust minimiert wird .
Bei einer wiederum anderen, ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem Ausgangssubstrat um den Rückstand aus einer vorgeschalteten Vorbehandlungsstufe , in welcher ein Rohsubstrat einer als Vakuumverdampfung ausgeführten Vorbehandlung unterzogen wird dergestalt , dass aus dem Rohsubstrat mindestens ein niedrigsiedender Kohlenwasserstof f und/oder ggf . enthaltenes Wasser abgeschieden wird . Diese Weiterbildung erweist sich als ganz besonders vorteilhaft bei der Aufbereitung eines Ausgangsmaterials (Rohsubstrats ) , welches Wasser und/oder verschiedene , sich hinsichtlich der Siedetemperatur nicht nur unwesentlich unterscheidende Kohlenwasserstof fe enthält . Denn durch die frühzeitige Abscheidung des Wassers bzw . der niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fe in der Vorbehandlungsstufe durchlaufen diese nicht den weiter oben erläuterten nachgeschalteten Bereich der Aufbereitungsanlage und belasten diesen somit nicht ; dieser nachgeschaltete Bereich kann demgemäß gezielt auf die Abtrennung des mindestens einen hochsiedenden Kohlewasserstof fs aus dem Ausgangssubstrat ausgelegt und hierfür dimensioniert werden . Indem niedrigsiedende Kohlenwasserstof fe und/oder Wasser dem Rohsubstrat stromaufwärts des Extraktionsmittel-Kreislaufs entzogen werden, wird einer Verunreinigung des Extraktionsmittels mit Wasser und niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fen entgegengewirkt . Dies ist ein sehr bedeutsamer Aspekt für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ; denn das Extraktionsmittel steht auf diese Weise im größtmöglichen Ausmaß für den Entzug hochsiedender Kohlenwasserstof fe aus dem Ausgangssubstrat zur Verfügung . Die frühzeitige Abscheidung von Wasser bzw . niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fen aus dem Rohsubstrat in der Vorbehandlungsstufe vereinfacht zudem die Rückgewinnung auch niedrigsiedender Kohlenwasserstof fe mit einem vergleichsweise hohen Reinheitsgrad, was die stof fliche Verwertung begünstigt .
Zur Vermeidung von Fehlvorstellungen ist vorsorglich darauf hinzuweisen, dass als „vorgeschaltete" Vorbehandlungsstufe im vorstehenden Sinne auch eine solche Behandlungsstufe in Betracht kommt , welche dem weiter oben erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren „nur" zeitlich vorausgeht , sich aber zumindest teilweise in den identischen Einrichtungen voll zieht , die ( zeitversetzt auch) für das erfindungsgemäße Verfahren ( in seiner Grundform) genutzt werden . Insbesondere kann in diesem Sinne die als Vakuumverdampfung ausgeführte Vorbehandlung gegebenenfalls in demselben Vakuumverdampfer durchgeführt werden, in dem - in dem erfindungsgemäßen Verfahren in seiner Grundform - auch ( zeitversetzt ) die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Feststof f fraktion - unter Aufteilung in einen Feststof f- Rückstand und eine Dampf fraktion - chargenweise einer Vakuumverdampfung unterzogen wird . Dergleichen ist insbesondere dann sinnvoll , wenn die auf zubereitenden Mengen vergleichsweise klein sind und der Vakuumverdampfer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in seiner Grundform nur sporadisch benötigt wird .
Aufbereitungsanlagen, welche speziell durch Implementierung zusätzlicher, eine räumlich/ funktional gänzlich eigenständige
Vorbehandlungsstufe bildender Komponenten dergestalt für die
Durchführung der vorstehend dargelegten Vorbehandlung eines Rohsubstrats mittels Vakuumverdampfung hergerichtet sind, dass die Vorbehandlung sich in einem gesonderten Bereich der Anlage voll zieht , weisen besonders bevorzugt einen Bypass zu der besagten Vorbehandlungsstufe auf , so dass eine - die Vorbehandlungsstufe umgehende - Direktaufgabe des auf zubereitenden Substrats ( als Ausgangssubstrat ) auf die Mischstufe , ggf . nach einer vorausgehenden Zerkleinerung, möglich ist . Mit anderen Worten : Es ist hier eine Materialweiche vorgesehen, über die das Rohsubstrat wahlweise entweder der Vorbehandlungsstufe oder aber - als Ausgangssubstrat der erfindungsgemäßen Behandlung - direkt der Mischstufe zugeführt wird . So ergibt sich eine Aufbereitungsanlage , welche hinsichtlich der Prozess führung problemlos flexibel an das j eweilige auf zubereitende Substrat anpassbar ist . Das ist ein bedeutender Vorteil namentlich für mobile Aufbereitungsanlagen, welche nacheinander an unterschiedlichen Einsatzorten zur Aufbereitung unterschiedlichster Substrate Verwendung finden .
Das erfindungsgemäße Verfahren, namentlich in seinen vorstehend erläuterten bevorzugten Ausgestaltungen, eignet sich für die Aufbereitung verschiedenster Ausgangssubstrate , für die bisher zufriedenstellende praxistaugliche Recyclingverfahren nicht existieren . Hierzu zählen insbesondere Ausgangssubstrate , welche mindestens einen metallischen Feststof f enthalten . Ein wirtschaftlich besonders relevantes Beispiel hierfür sind - in der metallverarbeitenden Industrie anfallende - Ausgangssubstrate , welche ein Gemisch aus Metallpartikeln und Schneidöl enthalten . Eine andere sehr bedeutsame bevorzugte Anwendung der Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung von Ausgangssubstraten, welche mindestens einen mineralischen Feststof f enthalten . Ein wirtschaftlich ausgesprochen relevantes Beispiel hierfür sind - bei der Dekontamination verseuchter Böden anfallende - Ausgangssubstrate , welche ein Gemisch aus Sand und Rohöl enthalten . Eine nochmals andere , wirtschaftlich ebenfalls sehr bedeutsame Anwendung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung von Ausgangssubstraten, welche f aserf örmigen Feststof f , insbesondere Metall- , Glas- oder Mineral fasern enthalten . Wirtschaftlich besonders relevante Beispiele hierfür sind - in der Baustof f- Industrie anfallende - Ausgangssubstrate , bei denen der hochsiedende Kohlenwasserstof f Bitumen enthält .
Die vorstehenden Erläuterungen des erfindungsgemäßen Verfahrens geben einem Fachmann ohne Weiteres bauliche Merkmale einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten und hergerichteten Vorrichtung an . Namentlich verfügt demnach eine entsprechende Aufbereitungsanlage zumindest über die - zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmungsgemäß miteinander verkoppelten und verschalteten - Komponenten : Materialeingang für das Ausgangsmaterial , Mischstufe zur Beimengung des Extraktionsmittels zum Ausgangsmaterial , Homogenisierungsstufe , Abscheideaggregat für die mechanische Feststof fabscheidung zur Aufteilung des Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisches in eine Feststof f fraktion und eine Flüssigkeits fraktion, Vakuumverdampfer zur chargenweisen Aufteilung der Feststof f fraktion in einen Feststof f-Rückstand und eine Dampf fraktion, thermische Trennstufe zur I solierung des Extraktionsmittels aus der Flüssigkeits fraktion unter Bildung eines kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands , Rezirkulationseinrichtung zur Rückführung des in der thermischen Trennstufe durch I solation wiedergewonnenen Extraktionsmittels zusammen mit Extraktionsmittel , welches aus der Dampf fraktion der Vakuumverdampfung zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat , getrennte Ausgaben für den kohlenwasserstof fhaltigen Rückstand und den Feststof f -Rückst and .
Vorteilhafte bauliche Weiterbildungen dieser Vorrichtung ergeben sich für einen Fachmann unmittelbar aus den vorstehenden Erläuterungen zu bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Aus führungsbeispiels näher erläutert . Die Zeichnung zeigt dabei die relevanten Komponenten und Aggregate einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Aufbereitungsanlage und die für die erfindungsgemäße Verfahrens führung charakteristischen Stof fströme ; der besseren Übersichtlichkeit halber werden die Stof fströme ( Pfade ) und die j eweiligen strömenden Stof fe dabei mit übereinstimmenden Bezugs zeichen bezeichnet .
Die in der Zeichnung veranschaulichte Anlage zur erfindungsgemäßen Aufbereitung eines schütt fähigen, fließ fähigen oder pastösen Ausgangssubstrats , welches mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f enthält , weist einen Materialeingang 1 auf , an dem Rohsubstrat eingeschleust wird . Dem Materialeingang 1 ist eine Materialweiche 2 nachgeschaltet , mittels derer zwischen einer Aufbereitung des Rohsubstrats mit Vorbehandlung oder aber einer Aufbereitung des Rohsubstrats ohne Vorbehandlung umgestellt werden kann . Bei der - nachstehend zunächst erläuterten - Grundkonzeption gelangt das Rohsubstrat - ohne Vorbehandlung - als Ausgangssubstrat ( Pfad A) von dem Materialeingang 1 über die Weiche 2 direkt in eine Mischstufe 3 , wo es mit einem flüssigen Extraktionsmittel ( Pfad B ) versetzt wird, in welchem der mindestens eine in dem Ausgangssubstrat enthaltene hochsiedende Kohlenwasserstoff lösbar ist.
Das Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch wird anschließend in einer Homogenisierungsstufe 4 einer aktiven Durchmischung unterzogen. Bei der veranschaulichten bevorzugten Ausgestaltung bilden die Homogenisierungsstufe 4 und die Mischstufe 3 allerdings eine bauliche Einheit, in welcher beide Prozessstufen ablaufen, d. h. einem die Mischstufe und die Homogenisierungsstufe in sich vereinigenden einheitlichen Mischreaktor 5.
Aus der Homogenisierungsstufe 4 abgezogenes homogenisiertes Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch (Pfad C) wird - zu seiner Zwischenspeicherung - einem Puffertank 6 zugeführt, aus welchem es anschließend (Pfad D) einem der mechanischen Feststoffabscheidung dienenden, hier beispielhaft als Dekanter 7 veranschaulichten Abscheideaggregat 8 zugeführt wird. Dort wird das Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel- Gemisch einer mechanischen Feststoffabscheidung unterzogen unter Aufteilung in eine überwiegend Feststoffe enthaltende Feststoff fraktion (Pfad E) und eine überwiegend Flüssigkeit enthaltende Flüssigkeitsfraktion (Pfad F) . Die optionale mehrstufige Ausführung der mechanischen Feststoffabscheidung wurde weiter oben eingehend erläutert, ebenso die Anwendung eines anderen Abscheideaggregats 8 (z. B. einer Filterpresse) .
Die aus der mechanischen Feststoffabscheidung hervorgehende Feststoff fraktion (Pfad E) wird einem Vakuumverdampfer 9 (z. B. VacuDry ® der Anmelderin) zugeführt, in welchem es chargenweise einer Vakuumverdampfung unterzogen wird, unter Aufteilung in einen (von organischen Verunreinigungen gereinigten) Feststoff-Rückstand (Pfad G) und eine - den Vakuumverdampfer 9 über einen Filter 10 verlassende -
Dampf fraktion ( Pfad H) . In dem Feststof f-Rückstand sind die in dem Ausgangssubstrat enthaltenen Feststof fe auf konzentriert .
Die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Flüssigkeits fraktion ( Pfad F) wird einer thermischen Trennstufe 11 zugeführt , welche hier beispielhaft zweistufig, nämlich als eine Kombination aus Dünnschichtverdampfer 12 und nachgeschalteter Kondensatorkolonne 13 veranschaulicht ist . Hier wird aus der Flüssigkeits fraktion das Extraktionsmittel und ein möglicher Wasseranteil ( als Dampf ) abgezogen ( Pfad I ) , und zwar unter Bildung eines - ebenso wie der Feststof f- Rückstand ( Pfad G) - aus der Aufbereitungsanlage aus zuschleusenden kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands ( Pfad K) . In ihm sind die in dem Ausgangssubstrat enthaltenen hochsiedenden Kohlenwasserstof fe auf konzentriert .
Das aus der ersten Stufe der thermischen Trennstufe 11 , d . h . dem Dünnschichtverdampfer 12 abgeführte Extraktionsmittel- Wasser-Dampf gemisch ( Pfad I ) wird schließlich, zusammen mit der Dampf fraktion ( Pfad H) aus dem Vakuumverdampfer 9 , der die zweite Stufe der thermischen Trennstufe 11 bildenden Kondensatorkolonne 13 zugeführt , in welcher das Extraktionsmittel isoliert und vom Wasser getrennt wird, und zwar durch mehrstufige Verflüssigung des Extraktionsmittel- Wasser-Dampf gemisches zur trennenden Kondensation in ein Extraktionsmittel-Kondensat ( Pfad L ) einerseits und ein Wasser-Kondensat ( Pfad M) andererseits . Das Extraktionsmittel-Kondensat wird in einem Puf fertank 14 zwischengespeichert , bevor es in der Mischstufe 4 erneut dem Ausgangssubstrat zugegeben wird ( Pfad B ) . Das Wasser- Kondensat ( Pfad M) wird aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust . Enthält das auf zubereitende Rohsubstrat nicht nur mindestens einen Kohlenwasserstof f hochsiedender Art , sondern vielmehr im nennenswerten Umfang auch mindestens einen niedrigsiedenden Kohlenwasserstof f , so erfolgt - bei entsprechender Schaltstellung der Materialweiche 2 - eine Vorbehandlung des Rohsubstrats in einer der Abscheidung der niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fe dienenden Vorbehandlungsstufe 15 . Hierzu gelangt das Rohsubstrat - über ein Dosier- und Aufgabeaggregat 16 - in einen Vakuumverdampfer 17 . Die diesen - über einen Filter 18 - verlassende , dampf förmigen niedrigsiedenden Kohlenwasserstof f enthaltende Dampf faktion ( Pfad N) wird in einem Kondensator 19 verflüssigt , um in flüssiger Form aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust werden zu können . Dieser Kondensator 19 ist bei dem veranschaulichten Aus führungsbeispiel als Kondensatorkolonne 20 ausgebildet vor dem Hintergrund, dass in der Aufbereitungsanlage bedarfsweise auch feuchtes , d . h . Wasser enthaltendes Rohsubstrat behandelt werden kann . In diesem Falle verlässt den Vakuumverdampfer 17 - über den Filter 18 - ein auch Wasserdampf enthaltendes Kohlenwasserstof f-Wasser- Dampf gemisch, welches in der Kondensatorkolonne 20 durch mehrstufige Verflüssigung in ein Kohlenwasserstof f-Kondensat ( Pfad 0) einerseits und ein Wasser-Kondensat ( Pfad P ) andererseits getrennt wird . Das Wasser-Kondensat aus der Vorbehandlungsstufe 15 und das Wasser-Kondensat aus der thermischen Trennstufe 11 werden gemeinsam ausgeschleust (vgl . Wasser-Ausgang 21 ) . Ebenso können, sofern nicht im Hinblick auf eine getrennte Verwertung die Trennung beibehalten wird, wie gezeigt die niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fe ( Pfad 0) und die hochsiedenden Kohlenwasserstof fe ( Pfad K) gemeinsam aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust werden (vgl. KW-Ausgang 22) .
Erfolgt in der hier erläuterten Weise eine Vorbehandlung des Rohsubstrats in der beschriebenen Vorbehandlungsstufe 15, so wird das Ausgangssubstrat (Pfad A') für die weiter oben im Detail dargelegte Aufbereitung gebildet aus dem Rückstand der Vakuumverdampfung in dem Vakuumverdampfer 17.
Die in der Zeichnung gezeigte Anlage eignet sich beispielswiese für die Aufbereitung von mit Rohöl kontaminierten Böden. Für diese Anwendung liegen - bei der Verwendung von Toluol als Extraktionsmittel - die angewandten Betriebsparameter in den nachstehend angegebenen Bereichen:
Betriebsdaten des Vakuumverdampfers 17 der Vorbehandlungsstufe 15: Innendruck im Verdampfer ca. 50mbar abs; Beheizungstemperatur bis ca. 400°C bzw.
Materialtemperatur bis ca. 300°C; mittlere Verweilzeit ca. 240 Minuten. Die den Vakuumverdampfer 17 der Vorbehandlungsstufe 15 auf dem Pfad N verlassende Fraktion enthält als verdampfte Bestandteile Wasser sowie Kohlenwasserstoffe mit einer Kettenlänge bis ca. C 30.
Mischungsverhältnis von Extraktionsmittel zu Feststoff in der Mischstufe 3 ca. 2:1 oder höher. Mittlere Verweildauer in dem Pufferspeicher 6 ca. 60 Minuten.
Aus der in dem (beispielsweise als Dekanter ausgeführten) Abscheideaggregat 8 erfolgenden Feststoffabscheidung gehen einerseits - über den Pfad F - ein flüssiges Gemisch aus Extraktionsmittel und hochsiedenden Kohlenwasserstoffen mit einer Kettenlänge > C 30 und andererseits - über Pfad E - ein hoch-viskoses Gemisch in der Regel bestehend aus über 50 Gew.-% mineralischer Feststoffe und Extraktionsmittel hervor.
Betriebsdaten des Vakuumverdampfers 9: Innendruck im Verdampfer ca. 50mbar abs; Beheizungstemperatur bis ca. 150°C bzw. Materialtemperatur bis ca. 50°C; mittlere Verweilzeit ca. 60 Minuten. Die den Vakuumverdampfer 9 auf dem Pfad H verlassende Fraktion besteht aus dem Extraktionsmittel Toluol .
Somit ergeben sich nach vollständig erfolgter Behandlung als die Anlage verlassende Haupt-Fraktionen eine feststoff- und lösemittelfreie Rohöl-Fraktion (Pfad 22) , welche zum stofflichen Recycling in einer Raffinerie vorbereitet ist, eine vom Rohöl gereinigte, mineralische Fraktion mit einem realisierbaren Kohlenwasserstoff-Zielwert von unter 0,1 Gew.- % (Pfad G) und eine Wasser-Fraktion (Pfad 21) .

Claims
Ansprüche Verfahren zur Aufbereitung eines schütt fähigen, fließfähigen oder pastösen, mindestens einen Feststoff und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff enthaltenden Ausgangssubstrats, mit den folgenden Schritten:
- das schüttf ähige, fließfähige oder pastöse, mindestens einen Feststoff und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff enthaltende Ausgangssubstrat (A, A') wird in einer Mischstufe
(3) mit einem flüssigen Extraktionsmittel (B) versetzt, in welchem der mindestens eine in dem Ausgangssubstrat (A, A') enthaltene hochsiedende Kohlenwasserstoff lösbar ist;
- das Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch wird in einer Homogenisierungsstufe (4) einer aktiven Durchmischung unterzogen;
- aus der Homogenisierungsstufe (4) abgezogenes homogenisiertes Ausgangssubstrat- Extraktionsmittel-Gemisch (C) wird einer mechanischen Feststoffabscheidung (8) unterzogen unter Aufteilung in eine überwiegend Feststoffe enthaltende Feststoff fraktion (E) und eine überwiegend Flüssigkeit enthaltende Flüssigkeitsfraktion (F) ;
- die aus der mechanischen Feststoffabscheidung hervorgehende Feststoff fraktion (E) wird chargenweise einer Vakuumverdampfung (9) unterzogen unter Aufteilung in einen Feststoff- Rückstand (G) und eine Dampf fraktion (H) ; - aus der aus der mechanischen Feststoffabscheidung (8) hervorgehenden Flüssigkeitsfraktion (F) wird in einer thermischen Trennstufe (11) das Extraktionsmittel isoliert unter Bildung eines kohlenwasserstoffhaltigen Rückstands (K) ;
- das in der thermischen Trennstufe (11) isolierte Extraktionsmittel wird zusammen mit Extraktionsmittel, welches aus der aus der Vakuumverdampfung (9) hervorgehenden
Dampf fraktion (H) zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat (A, A') rückgeführt ;
- der aus der thermischen Trennstufe (11) hervorgehende kohlenwasserstoffhaltige Rückstand (K) und der aus der Vakuumverdampfung (9) hervorgehende Feststoff-Rückstand (G) werden getrennt voneinander aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Trennstufe (11) unter einer inerten oder inertisierten Atmosphäre, bevorzugt unter einer Stickstoff-Atmosphäre arbeitet. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stufe der Vakuumverdampfung eine indirekte Beheizung des mit Extraktionsmittel versetzten Ausgangssubstrats mittels eines elektrisch erwärmten Thermalöls erfolgt . Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abtrennung von Extraktionsmitteln unter Vakuumverdampfung bei sehr niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei nur etwa 100°C, für die Beheizung der betreffenden Vakuumverdampfungs-Stufe regenerative Energiequellen zum Einsatz kommen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssubstrat (A, A') vor der Zugabe des flüssigen Extraktionsmittels (B) einer Zerkleinerung unterzogen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des flüssigen Extraktionsmittels (B) zu dem Ausgangssubstrat (A, A') und die aktive Durchmischung des Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisches in einem die Mischstufe (3) und die Homogenisierungsstufe (4) in sich vereinigenden einheitlichen Mischreaktor (5) erfolgen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das homogenisierte Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch (C) vor der mechanischen Feststoffabscheidung (8) in einem Speicherbehälter (6) verweilt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrstufige mechanische Feststoffabscheidung (8) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Feststoffabscheidung (8) zumindest teilweise in einer Filterpresse erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Feststoffabscheidung (8) zumindest teilweise in einem Dekanter (7) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der thermischen Trennstufe (11) eine mehrstufige Trennung erfolgt mit mindestens drei Ausgängen, nämlich einem Ausgang für Extraktionsmittel, einem Ausgang für eine überwiegend Wasser enthaltende wässrige Fraktion und einem Ausgang für eine überwiegend Kohlenwasserstoffe enthaltende ölige Fraktion. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einer ersten Stufe der thermischen Trennstufe (11) gebildetes Dampfgemisch in einer zweiten Stufe der thermischen Trennstufe zu einem Wasser-Kondensat (M) einerseits und einem Extraktionsmittel-Kondensat (L) andererseits kondensiert wird. Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der thermischen Trennstufe (11) die Trennung mittels einer Dünnschichtverdampfung (12) sowie einer dieser nachgeschalteten Kolonnen-Kondensation (13) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der thermischen Trennstufe (11) gebildeter kohlenwasserstoffhaltiger Rückstand thermisch in eine überwiegend Wasser enthaltende wässrige Fraktion und eine überwiegend Kohlenwasserstoffe enthaltende ölige Fraktion getrennt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das in der thermischen Trennstufe (11) isolierte Extraktionsmittel (L) nach seiner Rück-Verflüssigung und vor seiner erneuten Verwendung zwischengespeichert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Vakuumverdampfung (9) hervorgehende Dampf fraktion (H) einer mehrstufigen Kondensation zur Abtrennung eines wässrigen Kondensats und/oder eines öligen Kondensats von dem in der Dampf fraktion enthaltenen Extraktionsmittel unterzogen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ausgangssubstrat (A') um den Rückstand aus Vorbehandlungsstufe (15) handelt, in der mindestens ein niedrigsiedender Kohlenwasserstoff mittels einer Vakuumverdampfung (17) aus einem Rohsubstrat abgeschieden wird. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohsubstrat der Vorbehandlungsstufe (15) über eine Weiche (2) zugeführt wird, welche wahlweise auch die alternative Zuführung des Rohsubstrats als Ausgangssubstrat (A) direkt in die Mischstufe (3) erlaubt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssubstrat (A, A') mindestens einen metallischen Feststoff enthält. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssubstrat (A, A') ein Gemisch aus Metallpartikeln und Schneidöl oder anderen hochsiedenden Kohlenwasserstoffen enthält. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssubstrat (A, A') mindestens einen mineralischen Feststoff enthält. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssubstrat (A, A') ein Gemisch aus Sand und Rohöl enthält. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssubstrat (A, A') f aserf örmigen Feststoff, insbesondere Glas- oder Mineralfasern enthält. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der hochsiedende Kohlenwasserstoff Bitumen enthält. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssubstrat aus kohlenwasserstoffhaltigem Straßenaufbruch besteht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel ein organisches Lösungsmittel enthält, bevorzugt zumindest überwiegend aus einem organischen Lösungsmittel besteht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel eine organische Säure enthält, bevorzugt zumindest überwiegend aus einer organischen Säure besteht. Anlage zur Aufbereitung eines schütt fähigen, fließfähigen oder pastösen, mindestens einen Feststoff und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff enthaltenden Ausgangssubstrats, umfassend die nachstehenden, zur Durchführung des Aufbereitungsverfahrens nach Anspruch 1 miteinander verkoppelten und verschalteten Komponenten: Materialeingang (1) für das Ausgangsmaterial, Mischstufe (3) zur Beimengung des Extraktionsmittels zum Ausgangsmaterial, Homogenisierungsstufe (4) , Abscheideaggregat (8) für die mechanische Feststoffabscheidung zur Aufteilung des Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisches in eine Feststoff fraktion (E) und eine Flüssigkeitsfraktion (F) , Vakuumverdampfer (9) zur chargenweisen
Aufteilung der Feststoff fraktion (E) in einen Feststoff-Rückstand (G) und eine Dampf fraktion (H) , thermische Trennstufe (11) zur Isolierung des Extraktionsmittels aus der Flüssigkeitsfraktion (F) unter Bildung eines kohlenwasserstoffhaltigen Rückstands (K) , Rezirkulationseinrichtung zur Rückführung des in der thermischen Trennstufe (11) durch Isolation wiedergewonnenen Extraktionsmittels zusammen mit Extraktionsmittel, welches aus der Dampf fraktion (H) der Vakuumverdampfung zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat, getrennte Ausgaben für den kohlenwasserstoffhaltigen Rückstand (K) und den Feststoff-Rückstand (G) . Anlage nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine für eine mehrstufige Trennung eingerichtete thermische Trennstufe (11) mit mindestens drei Ausgängen, nämlich einem Ausgang für Extraktionsmittel, einem Ausgang für eine überwiegend Wasser enthaltende wässrige Fraktion und einem Ausgang für eine überwiegend Kohlenwasserstoffe enthaltende ölige Fraktion. Anlage nach Anspruch 28 oder Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine Vorbehandlungsstufe (15) , in der mindestens ein niedrigsiedender Kohlenwasserstoff mittels einer Vakuumverdampfung (17) aus einem Rohsubstrat abgeschieden wird, wobei vorzugsweise eine Weiche (2) vorgesehen ist zur Zuführung von Rohsubstrat wahlweise zu der Vorbehandlungsstufe (15) oder alternativ als Ausgangssubstrat (A) direkt in die Mischstufe (3) .
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