Die Menge an Abfallstoffen aller Art wird durch die Zunahme der Bevölkerung
immer größer. Die Aufbereitung in Deponien führt zu großem Flächenbedarf. Die Lage
in der Nähe von Ortschaften verursacht Belästigungen durch Ammoniak-Dämpfe und Schädigung
der Gesundheit durch sich verbreitende Pilze und Sporen. Die Müllverbrennung zur
Beseitigung von Abfallstoffen in Verbrennungsanlagen verursacht CO2 als
Abgas und es entstehen Schlacken, die für sich deponiert werden müssen. Sofern Abfallstoffe
aus Kunststoffen verbrannt werden, entstehen dabei toxisch wirkende Gase und CO2,
welche die Atmosphäre belasten.
Sofern solche Abfallstoffe aussortiert und deponiert werden, bilden
diese Volumen eine Umweltbelastung oder diese sind instabil und werden langsam biologisch
zersetzt. Dies gilt besonders für Verpackungsmaterial aus Kunststoffen mit anhaftenden
Nahrungsmittelresten, wie auch Milchbecher.
Der Stand der Technik hat zahlreiche Versuche unternommen, Kunststoffe
als Stoffgemische zum Zwecke der Recyclierung zu trennen.
Die DE 28 27 335 A1
beschreibt beispielsweise eine trichterförmige Trennvorrichtung mit zentralem Rührwerk
und Trennung von bis zu 200°C erhitzten Kunststoffpartikeln. Probleme bei dieser
Vorrichtung scheinen darin zu liegen, daß das Rührwerk eine turbulente Strömung
gegen Absetzbleche im mittleren Teil des Trichters bewirkt und das Erhitzen des
Trennmediums zu einer Änderung des spezifischen Gewichtes führt. Insbesondere bei
mehrschichtigen Kunststoffgegenständen ist der erreichbare Trennungsgrad kaum ausreichend.
Die DD 256 049 A3 beschreibt
ein Verfahren zur Aufbereitung von "Plastmüll". Bei diesem Verfahren wird ebenfalls
eine trichterförmige Trennvorrichtung verwendet, welche im oberen Bereich der Aufgabe
des zu trennenden Materials Ablenkbleche aufweist. Auch bei diesem Verfahren ist
der Reinheitsgrad der getrennten Fraktionen kaum ausreichend.
Die FR 25 73 340 beschreibt
ein Verfahren zur Aufbereitung von Plastikmaterial nach Abtrennung von Papier mit
einem Intensivrührer. Es sollen Kunststoffpartikel in einem zylindrischen Rohr mit
einer Verengung unterhalb des Einleitungsrohres durch Erzeugung einer Zone mit reduzierter
Fließgeschwindigkeit in eine leichte, aufschwimmende und in eine schwere, absinkende
Fraktion getrennt werden. In einer anderen konstruktiven Ausbildung soll in, mit
den beiden Oberseiten aufeinanderstehenden Trichtern eine Trennung erfolgen. Diese
soll dadurch bewirkt werden, daß der Trennraum parallele, senkrechte Trennwände
aufweist, die ebenfalls röhrenförmige Trennflächen darstellen. Auf der kreisförmigen
Trennlinie der beiden Trichter soll sich ein kleines Volumen einer Beruhigungszone
ausbilden. Diese Zone wird jedoch in waagerechter Richtung von dem ein- und austretenden
Trennmedium durchströmt. Diese Vorrichtung gestattet nur die Trennung von Kunststoffen,
die aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung größere Differenzen ihrer spezifischen
Gewichte aufweisen. Es wird jedoch nur ein unzureichender Trennungsgrad und kein
sortenreines Produkt erreicht. Die erzielbare Sortenreinheit ist kaum ausreichend.
Auch die Durchsetzkapazität ist in dieser Vorrichtung gering.
Die Veröffentlichung Kunststoffe, 74/1984, Seite 189, rechte Spalte,
Zeilen 9-13 von unten, bestätigt, daß sich solche Trennungen nach dem Stand der
Technik im Schwimm- und Sink-Verfahren im praktischen Dauereinsatz als zu störanfällig
erwiesen haben.
Aus der DE 42 09 277 A1
ist ein Trennaggregat mit einem exzentrisch in einem zylinderischen Rohr angeordneten
Rührer bekannt. Durch eine Abschlußplatte mit kanalförmigen, zum Rohr senkrecht
gerichteten Austrittsöffnungen soll eine plötzliche Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit
bewirkt werden. Aber auch mit dieser im Schwimm- und Sink-Verfahren arbeitenden
Vorrichtung ist eine ausreichend sortenreine Trennung mit ausreichendem Durchsatz
kaum erzielbar.
Aus Ullmanns Enzyklopädie der Technik, 4. Auflage, Band 2, Verfahrenstechnik
I, 1972, Seite 77 ist ein Aufstromklassierer bekannt, welcher mit einem beweglichen
Schwanenhals zur Veränderung der Betthöhe ausgerüstet ist. Der Klassierer ist so
ausgebildet, daß der freie Zulauf über einen umgestülpten Trichter ausströmt und
beim Ausströmen über diesen oben geschlossenen Behälter die Strömungsrichtung nach
oben und nach unten ändert. Der Klassierer dient der Abtrennung von Schlamm aus
Kaolin. Es soll hiermit eine Feinfraktion von einer Grobfraktion getrennt werden,
nicht jedoch Fraktionen unterschiedlicher Dichte. Nur die Betthöhe,
nicht aber die Austrittsmenge wird durch den Schwanenhals gesteuert.
Aus der EP 0 557 816 A2,
nach der die Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche gebildet wurden, ist
eine Anlage zur Trennung von Stoffgemischen unterschiedlicher Dichte mittels eines
flüssigen Trennmediums durch Aufsteigen leichter und Absinken schwerer Fraktionen
bekannt, welche folgendes umfaßt: einen Einrührbehälter zur Herstellung einer Mischung
des Stoffgemisches und des Trennmediums; wenigstens einen Trennbehälter; ein im
mittleren Bereich des Trennbehälters angeordnetes Trennaggregat, durch das die Mischung
in den Trennbehälter eingeleitet wird, wobei das Trennaggregat aus zwei sich gegenüberstehenden
Kegeln, nämlich einem oberem und einem unteren Kegel aufgebaut ist, wobei die Mischung
zentrisch durch einen der Kegel eintritt; Austrittsleitungen oben und unten am Trennbehälter;
und wenigstens eine Einrichtung zum Befreien der auf diese Weise getrennten Fraktionen
von dem Trennmedium. Dieser Vorschlag ist im technischen Maßstab nicht über ein
Versuchsstadium herausgekommen. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß sich hiermit
keine ausreichende Stofftrennung bei akzeptablem Durchsatz erzielen läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Anlagen und Verfahren zur
Trennung von Stoffgemischen unterschiedlicher Dichte bereitzustellen, durch die
mit geringem Aufwand Verbesserungen hinsichtlich Sortenreinheit und Durchsatz erzielt
werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anlage gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Trennbehälter ein erstes
und ein zweites Leitblech vorgesehen sind, welche horizontal angeordnet sind, die
Kegel zwischen sich aufnehmen und einen seitlich nach außen gerichteten Strömungsraum
für die austretende Mischung bilden, und daß zwischen den horizontalen Leitblechen
mehrere senkrechte Beruhigungsbleche angeordnet sind. Überraschenderweise hat sich
gezeigt, daß die kennzeichnende Maßnahme eine erhebliche Verbesserung hinsichtlich
der Sortenreinheit der Trennung erzielen läßt.
Vorzugsweise ist eine Einrichtung zur Steuerung der durch die untere
Austrittsleitung entnommene Menge vorgesehen (Anspruch 2). Vorzugsweise erfolgt
die Steuerung der durch die untere Austrittsleitung entnommenen Menge ohne Querschnittsverkleinerung
der Austrittsleitung (Anspruch 3). Insbesondere kann die untere Austrittsleitung
als flexibler Schlauch ausgebildet sein, der zur Steuerung der Austrittsmenge heb-
und senkbar angeordnet ist (Anspruch 4).
Am oberen Ende des Trennbehälters ist vorteilhaft eine Überlaufeinrichtung
angeordnet, an welche die obere Austrittsleistung anschließt (Anspruch 5). Durch
die selektive Steuerung der unten entnommenen Menge wird die Höhe des Flüssigkeitsspiegels
im Trennbehälter – und damit indirekt die oben über die Überlaufeinrichtung
überlaufende Menge – gesteuert.
Vorzugsweise mündet eine Leitung zur Überführung der im Einrührbehälter
hergestellten Mischung in den Trennbehälter seitlich in den Einrührbehälter (Anspruch
6).
Hinsichtlich der Verfahrensansprüche (Ansprüche 7-12) wird auf die
obigen Ausführungen zu den verschiedenen Ausgestaltungen der Anlage verwiesen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen sowie der
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Trennbehälter im Querschnitt;
2 eine Seitenansicht des Trennbehälters
von 1 mit einem flexiblen Schlauch zur Steuerung der
unten entnommenen Menge;
3 einen Einrührbehälter im Querschnitt;
4 eine schematische Darstellung einer
Anlage zur Trennung von Stoffgemischen.
Die Ausführungsbeispiele verwenden den technischen Effekt der Erzeugung
einer laminaren Fließströmung durch die konstruktive Ausbildung eines "Trennaggregates".
Dieses weist zwei parallele, waagerechte Trennbleche auf, zwischen
denen die flüssige Phase vorzugsweise von unten durch eine breite Rohrleitung einströmt.
Auf diesen Trennblechen sind zwei sich gegenüberstehende Spitzkegel, mit engem Abstand,
wie etwa 4 cm, angeordnet, die sich nicht mit den Spitzen berühren. Die Einleitung
der flüssigen Phase erfolgt von unten durch ein breites Einleitungsrohr. Die zur
Trennung erforderliche laminare Strömung wird durch ein oberes und ein unteres,
paralleles Leitblech in Kombination mit mehreren Beruhigungsblechen (29)
eingestellt. Diese Bleche bilden einen definierten geometrischen Raum. Erst nach
dem Verlassen dieses Raumes am Ende der beiden Trennbleche tritt der technische
Effekt des praktisch scharfen Trennschnittes durch das Aufsteigen der spezifisch
leichteren und ein Absinken der spezifisch schwereren Fraktionen ein.
Der durch die beiden Trennbleche gebildeten definierte geometrische
Raum führt zu einer laminaren Fließströmung nach den Seiten. Die Trennung der Stoffpartikel
erfolgt nach dem Austreten aus dem geometrischen Raum, durch mehrere symmetrische,
senkrechte, zwischen den Leitblechen (4) und (5) angebrachte Beruhigungsbleche
(29), durch Aufsteigen der leichten Fraktion und durch Absinken der schwereren
Fraktionen.
Sofern der Raum zwischen den Leitblechen (4) und (5)
zu klein wäre, würde keine ausreichende Führung der flüssigen Phase erfolgen in
einer laminaren Strömung. Wenn der Raum zu groß wäre, dann könnte sich eine turbulente
Strömung entwickeln.
Ein zu geringer Durchmesser des Einleitungsrohres (2) führt
zu einer höheren Fließgeschwindigkeit, wodurch die Ausbildung der laminaren Strömung
der Partikel in der flüssigen Phase ungünstig beeinflußt wird.
Der Durchmesser des Einleitungsrohres (2) und die Durchmesser
der oberen (15) und unteren (14) Austrittsleitungen sind gleich,
wodurch der Durchfluß gleichmäßig ist. Ein enger Spaltes ist zwischen den sich gegenüberstehenden
Spitzkegeln ausgebildet. Ohne Spalt oder bei zu geringem Spalt wird die laminare
Strömung der homogenen Mischung in der flüssigen Phase negativ beeinflußt und dadurch
der Trenneffekt verschlechtert.
Ein flexibler Schlauch (12) gestattet nach dem Prinzip der
kommunizierenden Röhren das Heben und Senken des Flüssigkeitsspiegels der flüssigen
Phase im Trennbehälter (1). Sofern der Anteil der Leichtfraktion wesentlich
höher ist, wird über den oberen Ablauf durch vermehrte Höhenverstellung des flexiblen
Schlauches (12) mehr Material ausgebracht als durch den Unterlauf. Wird
dagegen der flexible Schlauch (12) abgesenkt, so wird mehr spezifisch schwereres
Material durch das Trennmedium ausgeführt. Der Austrag ist also auch über die konstruktive
Ausbildung des Trennbehälters (1) bei unterschiedlichen Gehalten an Fraktionen
durch den flexiblen Schlauch als Konstruktionselement steuerbar.
Es werden unter den Begriffen verstanden:
flüssiges Trennmedium oder flüssige Phase: die Flüssigkeit, deren spezifisches Gewicht
zwischen den spezifischen Gewichten der zu trennenden Stoffe liegt.
Fraktion: Diese bezeichnet die abgetrennten Stoffe mit verschiedenem
spezifischem Gewicht.
Reinfraktion: bezeichnet abgetrennte Stoffe gleicher chemischer Zusammensetzung.
Partikel: bezeichnet Stoffteile als Granulat oder als Mahlgut.
Trennaggregat: Trennvorrichtung (3) mit konstruktiver Ausbildung
zur Erzeugung der laminaren Strömung.
In den Figuren sind die verschiedenen Elemente mit folgenden Bezugszeichen
gekennzeichnet:
1Trennbehälter2Rohrleitung3Trennaggregat4Oberes Blech, Leitblech5Unteres Blech, Leitblech6Oberer Kegel7Unterer Kegel8Kegelwinkel9Zylindrische Teilvorrichtung10Obere konische Teilvorrichtung11Untere konische Teilvorrichtung12Flexible Schlauchverbindung13Heb- und Senkvorrichtung14Ventil15Ableitungsrohr16Überlaufkasten17Konischer Einrührbehälter18Rührwerk19Einrührer20Austritts-Verbindungsleitung zur Trennstufe21Einleitungsrohr22Austrittsschieber für Fremdgut23Siebentwässerung Oberlauf24Filter25Pufferbecken26Siebentwässerung Unterlauf27Filter28Rückführleitung Trennmedium29Beruhigungsbleche30Rückführleitung31Zentrifuge32Rohrleitung
Vorteilhaft weist die Länge der Trennbleche (4) und (5)
zum Durchmesser des zylindrischen Teiles (9) des Trennbehälters (1)
ein Verhältnis von 0,4–0,6, vorzugsweise von 0,47–0,50, auf, wie bei
einer Länge der Trennbleche von 900 mm zum Durchmesser des zylindrischen Teiles
(9) von 1,900 mm.
Vorteilhaft ist der Durchmesser des oberen und des unteren Austrittes
des flüssigen Trennmediums dem Durchmesser der Eintrittsrohrleitung (2)
gleich, vorzugsweise 100 mm.
Bei den im folgenden erläuterten Ausführungsformen des Verfahrens
besteht ein funktionelles Zusammenwirken der konstruktiven Ausbildung der Trennvorrichtung
als Trennaggregat mit den parallelen Leitflächen mit mehreren, senkrecht angebrachten
Beruhigungsblechen (29) mit der laminaren Strömung der flüssigen Phase
des Trennmediums zum Bewirken des Trennschnittes der Partikel und der Steuerung
der unteren Austrittsmenge, z. B. durch die konstruktive Anordnung des flexiblen
Schlauches zum Heben und Senken des Spiegels der flüssigen Phase zum Bewirken der
Änderung der Mengen (Volumen), des Austrittes der flüssigen Phase. Das Verfahren
arbeitet ohne Verwendung von Ventilen, welche beim Schließen automatisch Querschnittsverkleinerung
des Durchflusses bewirken würden, wodurch Materialanhäufungen vor dem Ventil entstehen,
die zu Verstopfungen führen.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zur Trennung von Stoffgemischen
unterschiedlicher spezifischer Gewichte der Komponenten mittels eines Trennmediums
in flüssiger Phase kann mit folgenden Verfahrensstufen durchgeführt werden:
1. Einführen des zu trennenden, zerkleinerten Stoffgemisches, insbesondere aus
Kunststoffgemischen, über das Einleitungsrohr (32) in das durch das Einleitungsrohr
(21) getrennt eingeleitete flüssige Trennmedium in einen unten konischen,
bereits gefluteten Einrührbehälter (17) in konstanter Menge einer Konzentration
von 10–20, vorzugsweise von 10–15 Gewichtsprozent, auf die flüssige
Phase gerechnet, Vermischen zu einer homogenen Mischung mittels eines Rührwerkes
(18) mit einer Rührwelle mit ein oder mehreren Einrührern (19),
wie Rührpropeller mit verstellbaren Rührblättern, wobei die Rührgeschwindigkeit
so eingestellt wird, daß Verunreinigungen, wie aus Metallteilen und Fremdstoffen,
in den konischen, unteren Teil absinken und die homogene Mischung in laminarer Strömung
kontinuierlich seitlich, etwa in der Mitte durch die Austrittsverbindungsleitung
(20) einfließt und Verunreinigungen durch einen Austrittsschieber (22)
periodisch abgezogen werden,
2. Eintreten des homogenen Stoffgemisches in einen Trennbehälter (1),
der aus einem zylindrischen Teil (9) und einem oberen (10) und
einem unteren (11) konischen Teil gebildet ist, durch eine Rohrleitung
(2) dicht oberhalb des unteren konischen Teiles (10), die in der
Mitte des zylindrischen Teiles (9) senkrecht nach unten gebogen ausgebildet
ist, aus dieser frei austretend in ein Trennaggregat (3) eintritt, das
einen geometrischen Raum bildet und aus einem oberen (4)
und einem unteren (5) runden oder kreisförmigen Trennblech gebildet ist,
auf denen obere (6) und untere (7) Kegel mit einem Abstand angeordnet
sind, mit einem Kegelwinkel (8) von 100–130°, vorzugsweise von
120°, und die Kegel mit den Spitzen eng aufeinanderstehen zum Bewirken turbulenzfreier
Führung des homogenen Gemisches im flüssigen Trennmedium, und dadurch das in den
gefluteten Trennbehälter (1) ohne Verwirbelung in Kombination mit mehreren
senkrechten Beruhigungsblechen (2) eintretende, homogene Stoffgemisch mit
einer laminaren Fließgeschwindigkeit einen Trennschnitt der Komponenten mit unterschiedlichem
spezifischem Gewicht (g/cm3) bewirkt und erst am Ende der Trennbleche
(4) und (5) die Stoffpartikel einer zerkleinerten Korngröße von 10–50,
vorzugsweise 20–30 mm, aufsteigen oder absinken in die konischen Teile (10)
und (11) des Trennbehälters (1) und dadurch eine Stofftrennung
in eine leichte und eine oder mehrere schwere Fraktionen bewirkt wird, und eine
Regelung der flüssigen Phase mit den getrennten Fraktionen mittels eines flexiblen
Schlauches (12) durch das geöffnete Ventil (14) erfolgen kann,
der durch einen Flaschenzug (13) oder einen Spindelantrieb höhenverstellbar
ist, derart, daß die obere Krümmung des Schlauches (12) als kommunizierende
Röhre die gleiche Höhe mit dem Flüssigkeitsspiegel in dem Trennbehälter (1)
einstellt und die leichte Fraktion am oberen konischen Teil (10) durch
das Ableitungsrohr (15) mit dem darin angeordneten Überlaufkasten (16)
austritt und die schwere Fraktion oder Fraktionen im unteren konischen Teil (11)
des Trennbehälters (1) austritt und die getrennten Fraktionen durch Siebentwässerung
(23) und (26) und über Filter (24) und (27)
von der flüssigen Phase abgetrennt werden und diese in ein Pufferbecken (25)
fließt und aus diesem das flüssige Trennmedium über eine Rückführleitung (28)
in den Einrührbehälter (17) recycliert wird, und die getrennten Fraktionen
zentrifugiert oder über Hydrocyclone von einer Restmenge an flüssiger Phase und
gegebenenfalls durch eine Nachtrocknung befreit werden und danach den Silos zur
weiteren Verwendung zugeführt werden und beim Stillstand der Anlage das untere Ventil
(14) geschlossen wird und dadurch der Trennbehälter (1) gefüllt
bleibt bis zum Wiederanfahren des Durchsatzes an Stoffgemisch.
Vorteilhaft wird die Abflußrichtung und die Menge des flüssigen Trennmediums
am oberen Ablauf (15) und/oder am unteren Austritt (14) durch
Einstellung einer variablen Höhe des flexiblen Schlauches (12) durch Änderung
der Höhe des kommunizierenden Flüssigkeitsspiegels im Trennbehälter (1)
bewirkt.
Als Trennmedium werden vorteilhaft Wasser oder in Wasser gelöste anorganische
Salze, wie NaCl, KCl, MgSO4 mit einer Einstellung unterschiedlicher spezifischer
Gewichte (g/cm3) zwischen 1,1–1,4 oder aus Wasser und mit Wasser
mischbaren, organischen Flüssigkeiten, wie Isopropylalkohol mit 0,80–0,98
(g/cm3) verwendet, und das eingestellte spezifische Gewicht des flüssigen
Trennmediums wird zwischen dem spezifischen Gewicht der leichten und der schweren
Fraktion eingestellt.
Nach Abtrennung der leichten Fraktion werden vorteilhaft in weiteren
Trennbehältern in gleicher Weise eine oder mehrere schwere Fraktionen von der jeweils
leichteren Fraktion abgetrennt, in gleicher Weise weiter behandelt und ausgeführt.
Die Zerkleinerung des Stoffgemisches erfolgt vorteilhaft durch Extrusion
zum Granulat oder durch Mahlen zum Mahlgut.
Getrennt werden z.B. zerkleinerte Stoffgemische wie Erze, Kohle von
Gangart oder Metalle, wie Aluminium von Eisen, oder nicht mischbare Flüssigkeiten
mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht, wie Wasser und Öle.
Organische Stoffgemische, etwa aus PE, PS, PVC, PET mit den spezifischen
Gewichten 0,96; 1,05; 1,30; 1,31 können in mehreren Stufen in Trennbehältern in
Reinfraktionen getrennt werden.
Beispielsweise kann in einer Anlage mit der Größe des Trennbehälters
(1) mit den Dimensionen: Gesamthöhe 4m; Durchmesser des zylindrischen Teiles
1,90 m; Höhe des zylindrischen Teiles mindestens 2 m mit einer Durchsatzkapazität
von 1–2 t/h eingeführter Kunststoffmischung eine Trennung in praktisch sortenreine
Fraktionen erfolgen.
Die Anlage umfaßt vorteilhaft einen konischen Einrührbehälter (17)
mit Einleitungsrohr (21) zum Einführen des Stoffgemisches mit Trennmedium
über das Eingangsrohr (32) und zerkleinertem Stoffgemisch, ein Rührwerk
(18) mit Rührwelle und mit Einrührern (19), wie mit Rührpropellern
mit verstellbaren Rührblättern zur Erzeugung einer homogenen Mischung und einer
Austrittsverbindungsleitung (20) zum Austritt der homogenen Mischung an
einer Seite des zylindrischen Teiles (22) und einem Austrittschieber (22)
am unteren Ende des konischen Teiles zum periodischen Abführen von Fremdstoffen
als Verunreinigungen und diese weiter aus einem Trennbehälter (1) aus dem
zylindrischen Teil (9) und einem oberen (10) und einem unteren
konischen Teil (11), in dem ein Trennaggregat (3)
angeordnet ist, das einen geometrischen Raum bildet, der durch die Leitbleche (4)
und (5) begrenzt ist und auf den Leitblechen Kegel als oberer (6)
und unterer (7) Kegel mit den Spitzen mit nur geringem Abstand, wie von
etwa 4–5 cm, sich gegenüberstehen. Am äußeren Rand der Leitbleche (4)
und (5) sind senkrechte Beruhigungsbleche (29) angeordnet, wobei
durch die gebogene Rohrleitung (2) von unten durch den unteren Kegel (7)
die homogene Mischung zentrisch eintritt und durch diese Bleche in laminarer Fließgeschwindigkeit
strömt und bei dem runden, vorzugsweise kreisförmigen Ende der Leitbleche (4)
und (5) der Trennschnitt eintritt und die spezifisch leichtere Fraktion
über das Ableitungsrohr (15) mit Überlaufkasten (16) austritt
und am unteren Ende die spezifisch schwereren Fraktionen oder Fraktion durch das
Ventil (14) und den heb- und senkbaren, flexiblen Schlauch (12)
austritt und das Trennaggregat (3) im zylindrischen Teil (9) konstruktiv
befestigt ist und die abgetrennten Fraktionen zur Abtrennung des flüssigen Trennmediums
mit der spezifisch leichteren Fraktion auf die Siebvorrichtung (23) und
mit der spezifisch schwereren Fraktion auf die Siebvorrichtung (26) und
danach über Filter (24) und (27) geleitet werden und das Trennmedium
in ein Pufferbecken (25) fließt und aus diesem über eine Rückführleitung
(28) in den Einrührbehälter (17) recycliert wird, und die getrennten
Fraktionen gegebenenfalls über Zentrifuge (31) und/oder durch Wärmevorrichtung
nachgetrocknet und danach Silos zugeführt werden und gegebenenfalls weiter zu trennende
schwere Fraktionen durch die Rohrleitung (32) in den zweiten Einrührbehälter
(17) eingeführt werden.
Auf dem kreisförmigen Rand der Leitbleche (4) und (5)
können insbesondere 12–15 Beruhigungsbleche (29) gleichmäßig radial
angeordnet und verschweißt sein, in paralleler, senkrechter Anordnung zwischen den
Leitblechen (4) und (5).
Die Anlage kann z.B. folgende Dimensionen aufweisen:
Durchmesser des zylindrischen Teiles (9) 1900 mm,
Durchmesser des Trennaggregates (3) 900 mm,
Durchmesser der Kegel (6) und (7) 500 mm,
Winkelspitzen der Kegel etwa 120°,
Abstand der Spitzen der Kegel 4–6, vorzugsweise 4 cm,
Höhe der parallelen Leitbleche (4) und (5) etwa 300 mm,
Durchmesser der Rohrleitung (2) etwa 110 mm,
Breite der Beruhigungsbleche (2) etwa 100 mm mit Randabstand von etwa 20
mm.
Die Trennungen spezifisch leichterer Stoffe und spezifisch schwererer
Stoffe erfolgt im flüssigen Trennmedium in dem Trennaggregat (3); dieses
wird durch parallele, z.B. runde oder kreisförmige oder eckige Flächen (4)
und (5) in einem nach den Seiten offenen, definierten Raum gebildet; auf
den Flächen im Innenraum sind sich gegenüberstehende kegelförmige Körper (6)
und (7) angeordnet zur Einstellung der Fließrichtung der flüssigen Phase.
Zwischen den Flächen können mehrere senkrechte, radiale, symmetrisch angeordnete
Führungselemente befestigt sein zur Führung der laminaren Strömung. Beim Austritt
an den Enden der parallelen Flächen wird der Trennschnitt bewirkt, die spezifisch
leichtere Fraktion strömt auf und die spezifisch schwerere Fraktion oder Fraktionen
in dem Trennmedium sinken ab und treten an den oberen und unteren Austrittsöffnungen
aus. Das Trennmedium wird abgetrennt und recycliert, die Fraktionen werden von Restwasser
befreit und den Silos zugeführt. Das Trennaggregat (3) ist zentral in dem
Trennbehälter (1) angeordnet; dieser weist eine Rohrleitung (2)
für die Einleitung der homogenen Mischung, sowie Austrittsöffnungen für die getrennten
Fraktionen mit dem Trennmedium auf.
Beispiel:
In den Einrührbehälter (17) wird das auf etwa 10–30
mm zerkleinerte Kunststoffgemisch, Provenienz "Grüner Punkt", durch das Einleitungsrohr
(21) in einer Konzentration von etwa 10% (kg Kunststoff/kg Trennemedium)
eingeleitet und mit dem Einrührer (19) mit verstellbaren Rührblättern mit
Wasser als Trennmedium homogenisiert.
Die homogene Mischung wird kontinuierlich mit einem Durchsatz von
1–1,2 t/h über die gebogene Rohrleitung (2) in den bereits mit Trennmedium
gefluteten Trennbehälter (1) eingeleitet.
Es tritt in dem Trennaggregat (3) in laminarer Strömung durch
die Leitbleche (5) und (6) der Trenneffekt ein.
Beim Austreten aus dem gedachten geometrischen Raum erfolgt die Stofftrennung
in eine spezifisch leichtere, aufsteigende und in eine absinkende, spezifisch schwerere
Fraktion. Diese Fraktionen werden auf den Sieben (23) und (26)
und über die Filter (24) und (27) von dem Wasser als flüssige
Phase abgetrennt. Es erfolgt gegebenenfalls auch eine Entwässerung
mit einer Zentrifuge.
Das abfließende Wasser als Trennmedium wird in das Pufferbecken (25)
abgeleitet und aus diesem in den Trennbehälter (1) recycliert.
Es sind folgend Fraktionen getrennt worden:
Die Restfraktionen können in gleicher Weise mit einer MgSO4-Lösung
als Trennmedium getrennt werden.
Das Verfahren mit der Anlage zu seiner Durchführung bietet die folgenden
Vorteile:
Vermeidung der Beseitigung von Abfallstoffen durch Deponierung oder Verbrennung;
Erzeugung von Wertstoffen zur Wiederverwendung aus Stoffgemischen durch Auftrennung
der Komponenten in Fraktionen, wie Reinfraktionen, Aufarbeitung von organischen
Abfallstoffen aus Haushalten und aus industrieller Produktion zu Wertstoffen. Das
Verfahren hat durch die Rückgewinnung von Stoffen eine hohe Wirtschaftlichkeit bei
geringem Einsatz von Betriebsmitteln. Es führt zu keiner Umweltbelastung aus gasförmigen,
flüssigen oder festen Abfallstoffen, die nicht entstehen. Das Verfahren hat den
Vorteil, daß das flüssige Trennmedium im Kreislauf geführt wird. Sofern wäßrige
Lösungen daraus abzuführen wären, enthalten diese keine toxisch wirkenden Verbindungen,
sondern nur Salze, die Nährstoffe darstellen.
Anspruch[de]
Anlage zur Trennung von Stoffgemischen unterschiedlicher Dichte mittels
eines flüssigen Trennmediums durch Aufsteigen leichter und Absinken schwerer Fraktionen,
mit:
– einem Einrührbehälter (17) zur Herstellung einer Mischung des Stoffgemisches
und des Trennmediums,
– wenigstens einem Trennbehälter (1),
– einem im mittleren Bereich des Trennbehälters (1) angeordneten
Trennaggregat (3), durch das die Mischung in den Trennbehälter (1)
eingeleitet wird, wobei das Trennaggregat (3) aus zwei sich gegenüberstehenden
Kegeln, nämlich einem oberen und einem unteren Kegel (6, 7) aufgebaut
ist, wobei die Mischung zentrisch durch einen der Kegel (6, 7)
eintritt,
– Austrittsleitungen (14, 15) oben und unten am Trennbehälter
(1),
– wenigstens einer Einrichtung zum Befreien der auf diese Weise getrennten
Fraktionen von dem Trennmedium,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Trennbehälter (1) ein erstes und ein zweites Leitblech (4,
5) vorgesehen sind, welche horizontal angeordnet sind, die Kegel (6,
7) zwischen sich aufnehmen und einen seitlich nach außen gerichteten Strömungsraum
für die austretende Mischung bilden, und
zwischen den horizontalen Leitblechen (4, 5) mehrere senkrechte
Beruhigungsbleche (29) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 1, mit einer Einrichtung zur Steuerung der durch
die untere Austrittsleitung (14) entnommene Menge.
Anlage nach Anspruch 2, welche so ausgebildet ist, daß die Steuerung
der durch die untere Austrittsleitung (14) entnommene Menge ohne Querschnittsverkleinerung
der Austrittsleitung (14) erfolgt.
Anlage nach Anspruch 3, bei welcher die untere Austrittsleitung (14)
als flexibler Schlauch ausgebildet ist, der zur Steuerung der Austrittsmenge hebund
senkbar angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher am oberen Ende
des Trennbehälters (1) eine Überlaufeinrichtung (16) angeordnet
ist, an welche die obere Austrittsleitung (15) anschließt.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher eine Leitung zur
Überführung der im Einrührbehälter (17) hergestellten Mischung in den Trennbehälter
(1) seitlich in den Einrührbehälter (17) mündet.
Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen unterschiedlicher Dichte
mittels eines flüssigen Trennmediums durch Aufsteigen leichter und Absinken schwerer
Fraktionen, mit folgenden Schritten:
– Herstellen einer Mischung des Stoffgemisches und des Trennmediums durch
Einrühren des Stoffgemisches in das Trennmedium in einem Einrührbehälter (17),
– Einleiten der Mischung in einen Trennbehälter (1) über ein Trennaggregat
(3), welches aus zwei sich gegenüberstehenden Kegeln, nämlich einem oberen
und einem unteren Kegel (6, 7) aufgebaut ist, wobei die Mischung
zentrisch durch einen der Kegel (6, 7) eintritt,
– Entnehmen der leichteren Fraktionen des Stoffgemisches samt Trennmedium
oben am Trennbehälter (1) über eine obere Austrittsleitung (15)
und der schwereren Fraktionen unten am Trennbehälter (1) über eine untere
Austrittsleitung (14),
– Befreien der auf diese Weise getrennten Fraktionen von dem Trennmedium,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischung nach dem Einführen in den Trennbehälter (1) zwischen einem
ersten und einem zweiten horizontalen Leitblech, welche die Kegel (6,
7) zwischen sich aufnehmen, seitlich nach außen und durch zwischen den
horizontalen Leitblechen (4, 5) angeordnete senkrechte Beruhigungsbleche
(29) strömt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die unten am Trennbehälter (1)
entnommene Menge gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Steuerung der unten am Trennbehälter
(1) entnommenen Menge ohne Querschnittsverkleinerung der Austrittsleitung
(14) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem die Steuerung der unten
am Trennbehälter (1) entnommenen Menge durch Heben und Senken eines die
untere Austrittsleitung (14) bildenden, flexiblen Schlauchs erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welchem mit der Steuerung
der unten am Trennbehälter (1) entnommenen Menge auch der Flüssigkeitsspiegel
im Trennbehälter (1) eingestellt wird, so daß hierdurch auch die oben am
Trennbehälter (1) über eine dort angeordnete Überlaufeinrichtung (16)
ablaufende Menge beeinflußt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei welchem die Mischung
seitlich aus dem Einrührbehälter (17) entnommen wird, so daß im Einrührbehälter
(17) nach unten sinkende Teile nicht in den Trennbehälter (1)
überführt werden.
