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