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DE102007056904A1 - Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von Abfallstoffen aus Verbundmaterialien, insbesondere Verbundkartons (Tetrapacks) - Google Patents

Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von Abfallstoffen aus Verbundmaterialien, insbesondere Verbundkartons (Tetrapacks) Download PDF

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DE102007056904A1
DE102007056904A1 DE102007056904A DE102007056904A DE102007056904A1 DE 102007056904 A1 DE102007056904 A1 DE 102007056904A1 DE 102007056904 A DE102007056904 A DE 102007056904A DE 102007056904 A DE102007056904 A DE 102007056904A DE 102007056904 A1 DE102007056904 A1 DE 102007056904A1
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DE
Germany
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reactor
substances
screw
temperature
plant according
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Withdrawn
Application number
DE102007056904A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Morschelt
Hans Prof. Dr.-Ing. habil. Lutze
Maximilian Bauknecht
Marco Dr. Klemm
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28Other processes
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    • C10B47/44Other processes in ovens with mechanical conveying means with conveyor-screws
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von Abfallstoffen aus metallhaltigen Verbundmaterialien, insbesondere Verbundkartons (Tetrapacks), bestehend
- aus einem Reaktor (1) mit einer Zuführung (Z) für die Abfallstoffe als Ausgangssubstanzen (SA) und einer Ableitung (A) für die Endsubstanzen (SE), wobei die Abfallstoffe in dem Reaktor (1) einer Temperatur aussetzbar sind, die ein Verschwelen/eine Pyrolyse der nichtmetallischen Bestandteile der Verbundmaterialien gewährleistet und
- aus einer Trenneinrichtung, in der das Metall von den verschwelten/pyrolisierten nichtmetallischen Bestandteilen trennbar ist.
Die Anlage kann für alle Anwendungsgebiete eingesetzt werden, in denen Verbundmaterialien in ihrem Volumen reduziert und/oder darin enthaltene Metalle wiedergewonnen werden sollen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von Abfallstoffen aus Verbundmaterialien, insbesondere Verbundkartons (Tetrapacks).
  • Die Anlage kann für alle Anwendungsgebiete eingesetzt werden, in denen Verbundmaterialien in ihrem Volumen reduziert und/oder darin enthaltene Metalle wiedergewonnen werden sollen.
  • DE 196 14 689 C2 beschreibt eine multivalent einsetzbare Anlage zur thermischen Behandlung von Ausgangssubstanzen, welche einen beheizbaren Reaktor aufweist, in welchem die Substanzen eine Vorschub- und Umwälzbewegung vollführen und einer Temperatur von 280 bis 400°C ausgesetzt werden. Die dabei entstehenden Gase und Dämpfe werden abgesaugt und kondensiert und können zur Beheizung der Anlage eingesetzt werden.
  • Nachteil dieser Anlage ist der zu niedrige Temperaturbereich, durch welchen die Behandlung einiger wichtiger Substanzen, z. B. Industrieabfälle aus der Papierindustrie nicht behandelt werden können sowie das noch große Volumen der behandelten Substanzen und die schwierige Beseitigung der Restgase, wodurch die Umwelt belastet wird. Aus DE 28 21 825 C3 ist ein Pyrolyse-Reaktor zur Umsetzung von Abfall bekannt, der im Wesentlichen aus einter über eine Brennkammer indirekt beheizten, rotierenden Retorte, der an einem Ende eine Abfalleingabe und am anderen Ende ein Austrag für pyrolisiertes Material und Pyrolysegas zugeordnet ist, besteht. Die Retorte wird über einen Zahnkranz in Rotation versetzt und ist mit einem Innengewinde versehen, dessen Steigung im Bereich des Austrages kleiner als im Bereich der Abfalleingabe ist. Weiterhin ist die Retorte als abgestumpfter Kegel ausgebildet, der sich in Durchflussrichtung des Materials durch die Retorte verjüngt. Die Retorte weist eine sehr nachteilige gemeinsame Austrittzone auf, in der das aufgrund der Pyrolyse-Reaktion erzeugte Gas von dem pyrolisierten Rückstand getrennt wird. Diese Austrittszone mündet in zwei Leitungen. Eine Leitung erstreckt sich abwärts und dient zur Entladung der pyrolisierten Rückstände aus der Retorte, die andere Leitung erstreckt sich aufwärts und dient der Entladung des Pyrolysegases. Von dieser Leitung aus führt eine Leitung zum Brennstoffeinlass des Brenners.
  • Auch in DE 30 18 572 A1 wird ein Pyrolyseofen für die Pyrolyse von Abfallstoffen beschrieben, mit einem länglichen Pyrolyseraum, der als Drehrohr ausgebildet ist, einer Beschickungseinrichtung an einem Ende des Pyrolyseraumes, einer Austragseinrichtung am anderen Ende des Pyrolyseraumes, einer den Mantel des Pyrolyseraumes umfassenden Heizeinrichtung, die mehrere Heizkammern mit unterschiedlicher Wärmeabgabe an zugeordnete Bereiche des Pyrolyseraumes aufweist, einer Abzugseinrichtung für die in der Heizeinrichtung entstehenden Abgase und einem Auslass für die bei der Pyrolyse der Abfallstoffe entstehenden Pyrolysegase, die zur Verbrennung der Heizeinrichtung zugeführt werden. Die Beschickung erfolgt dabei über einen Beschickungsstößel und der Austrag über eine Schnecke. Das abgesaugte Pyrolysegas gelangt entweder direkt oder über die Kombination eines Wärmetauschers und einer Nachbrennkammer zum Brenner.
  • Die EP 0 626 988 B1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Beheizen einer Schweltrommel, wobei mit dem Heizgas stets eine ausreichende Wärmemenge in die Schweltrommel eingebracht werden soll. Zur Einstellung der Temperatur des Heizgases, das durch Verbrennung eines Teilstroms des Schwelgases erzeugt wird, wird ein steuerbarer Teilstrom des aus der Schweltrommel abströmenden und somit abgekühlten Heizgases in einem geschlossenen Teilkreis zur Schweltrommel zurückgeführt und dabei dem heißen Heizgas wieder zugemischt. Um dem Heizgas die fehlende Wärmemenge zuzuführen, wird das aus der Schweltrommel abströmende abgekühlte Heizgas zunächst vorgewärmt. Anschließend wird das vorgewärmte Heizgas zusammen mit dem verbrannten Teilstrom des Schwelgases der Schweltrommel wieder zugeführt. Ein Teilstrom des aus der Schweltrommel abströmenden Heizgases wird vor oder nach der Vorwärmung aus dem Heizgaskreis abgezweigt. Die dafür eingesetzte Einrichtung zum Beheizen der Schweltrommel weist eine Brennkammer zum Erzeugen des Heizgases auf, wobei der Brennkammer ein Teilstrom des in der Schweltrommel erzeugten Schwelgases zuführbar ist. Der Schweltrommel wird der Abfall über eine schneckenartige Zuführeinrichtung zugeführt. Der Abfall wird in der Schweltrommel durch die von heißem Rauchgas oder Heizgas beheizten Rohre pyrolisiert oder verschwelt. Das dabei entstehende Schwelgas und der ausgegaste Reststoff werden in der Austragskammer voneinander getrennt. Der Reststoff wird über eine Austragsöffnung einer Weiterverarbeitung zugeführt. Er kann z. B. in der Brennkammer verbrannt werden.
  • Die vorgenannten Lösungen weisen den Nachteil auf, dass sich im Gas befindliche Feuchtigkeit mit in den Brenner gelangt. Weiterhin ist von entscheidendem Nachteil, dass bei der Zuführung des Abfalls Umgebungsluft in den Reaktor gelangen kann, wodurch die Gefahr besteht, dass sich im Reaktor ein explosives Gasgemisch bildet. Um die Rotation des gesamten Reaktors ( DE 28 21 825 C3 , DE 30 18 572 A1 , EP 0 626 988 B1 ) zu gewährleisten, ist ein relativ hoher Energieaufwand und eine teure Lagerung des Reaktors erforderlich. Drehrohröfen verursachen allgemein hohe Investitions- und Betriebskosten.
  • Getränkekartons/Verbundkartons sind Einwegverpackungen, die zu 75-80% aus Zellstoff bestehen und ca. 4% Aluminium aufweisen. Diese haben bei der Handhabung gegenüber Glasflaschen einige Vorteile: Sie sind leicht, bruchsicher, lichtundurchlässig und Platz sparend. Nach dem Verbrauch des Inhalts braucht man sie nicht zum Händler zurückzugeben, sondern sie landen im Gelben Sack, d.h. sie werden dem Recycling zugeführt. Die Verbundkartons kommen dabei zusammen mit anderen Stoffen, z. B. Kartons, Weißblech oder Kunststoffe bei einer Müllumladestation an. Dort werden die Gelben Säcke geöffnet und Metalle mit einem Magnet zuerst entnommen. Dann werden Verbundkartons, Weißblech, Kunststoffe und anderes voneinander getrennt.
  • Es wird entweder von Hand oder maschinell aussortiert.
  • Bisher werden dann die Verbundkartons nach dem Zerkleinern in eine Spülflüssigkeit gegeben ( DE 600 15 326 T2 ). Dabei quellen die Kartonfasern auf und lösen sich von der verwendeten Metall- und Kunststofffolie. Der Faserbrei wird abgetrennt und der Papierproduktion erneut zugeführt. Die Aluminium- und Kunststoffreste werden in einen Fluidbettvergaser geleitet und der darin enthaltene Kunststoff vergast um Hydrocarbon-Produktgas zu erzeugen. Dann erfolgt das Abtrennen des Metallmaterials aus dem Hydrocarbon-Produktgas.
  • DE195 03 694 A1 beschreibt eine Verwertungsmethode für Tetrapacks, bei welcher die Verbundverpackungen in einer Biogasanlage vergärt werden. Dies erfolgt z. B. mit Klärschlamm. Nach der Gärung soll das Polyäthylen auf der Oberfläche schwimmen und das Metall sich am Boden absetzen.
  • Die vorgenannten Methoden sind dabei für eine effektive Rückgewinnung von in den Verbundkartons (Tetrapacks) enthaltenen Metallen nicht geeignet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von Abfallstoffen aus Verbundmaterialien, insbesondere Verbundkartons (Tetrapacks) zu entwickeln, die einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist, eine erhebliche Volumenreduzierung der Abfallstoffe gewährleistet und eine effektive Rückgewinnung von in Verbundmaterialien/Kartons enthaltenen Metallen gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des 1. Patentanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von Abfallstoffen aus Verbundmaterialien, insbesondere Verbundkartons (Tetrapacks) besteht aus einem Reaktor mit einer Zuführung für die Verbundmaterialien als Ausgangssubstanzen (SA) und einer Abführung für die thermisch behandelten aus den Verbundmaterialien gebildeten Endsubstanzen und weist eine Heizeinheit zur Beheizung des Reaktors sowie eine Absaugung für die aus den Verbundmaterialien durch den Temperatureinfluss abgeschiedenen Gase/Dämpfe auf. Die aus den Verbundmaterialien durch die thermische Behandlung gebildeten feststofflichen Endsubstanzen bestehen aus feinkörnigen bzw. feinteiligen Materialien wie Asche und Staub und aus größeren Metallabscheidungen. Dem Reaktor ist eine Trenneinrichtung nachgeschaltet, in welcher in den Endsubstanzen enthaltene feinkörnige bzw. feinteilige Materialien wie Asche, Staub und dergleichen von den Metallabscheidungen getrennt werden.
  • Die Trenneinrichtung ist bevorzugt in Form einer Austragsschnecke ausgebildet, die in einem zumindest an seiner Unterseite siebartig perforierten Schneckenmantelrohr angeordnet ist.
  • Unter dem Schneckenmantelrohr ist ein Auffangbehälter für die abgesiebten Feststoffanteile vorhanden. Die Metallabscheidungen werden durch die Austragsschnecke in einen Auffangbehälter geleitet. Alternativ können die Metallabscheidungen einer Pelettiereinheit zugeführt werden und dort pelletiert werden, wodurch eine Verdichtung/Volumenreduzierung der Metallabscheidungen erfolgt. Weiterhin kann durch die Pelettierung die weitere Handhabung der Metallabscheidungen erleichtert bzw. verbessert werden.
  • Die abgesaugten Gase/Dämpfe können zur Beheizung der Anlage verwendet werden.
  • Insgesamt wird mit der Anlage eine äußerst effiziente Wiedergewinnung von in den Verbundmaterialien enthaltenen Metallen möglich.
  • Vorteilhafter Weise ist in die Anlage ein der Heizeinheit zugeordneter Combustor zur thermischen Nachverbrennung von abgesaugten Gasen/Restgasen integriert.
  • Die Restgase sind direkt oder über einen Kondensator mittels der Absaugung dem Combustor und der Heizeinheit zuführbar. Durch die Zuführung der abgesaugten Gase bzw. der Restgase zum Combustor und zur Heizeinheit ist es möglich, das Volumen des Brenngases, welches als Anschubenergie für den Brenner der Heizeinheit erforderlich ist, ggf. soweit zu reduzieren, dass von dem Brenner nur noch eine Stützflamme vorhanden ist. Die gesamte Heizenergie für den Reaktor wird dann durch die Verbrennung der Restgase zur Verfügung gestellt.
  • Alternativ können die Restgase einer Energieerzeugungseinrichtung zugeleitet werden. Ebenfalls ist es möglich, einen ersten Teil der Restgase dem Combustor und der Heizeinheit und einen zweiten Teil der Restgase der Energieerzeugungseinrichtung zuzuführen. Da bei dem thermischen Behandlungsprozess erfahrungsgemäß das Volumen des erzeugten Restgases um ein Vielfaches höher ist als das Volumen des Restgases, welches für die Beheizung des Reaktors erforderlich ist, stellt die Weiterleitung von Restgasen an die Energieerzeugungseinrichtung eine effiziente Ausnutzung des Restgases dar.
  • Die Energieerzeugungseinrichtung kann z. B. ein Dampfkessel und ein Dampfmotor und/oder ein Blockheizkraftwerk sein.
  • Das Volumen der behandelten Verbundmaterialien wird im Verhältnis zum Volumen der Ausgangssubstanzen bis zu 90% reduziert, wodurch nur noch geringe Deponiekosten zu verzeichnen sind.
  • Dem Kondensator kann ein Ölabscheider nachgeschaltet sein, aus welchem lipophiles Kondensat und wässriges Kondensat separat abgeleitet werden. Zwischen dem Ölabscheider und dem Kondensator ist zur Erzeugung eines Kühlkreislaufes ein Rückkühlwerk angeordnet. Weiterhin kann dem Reaktor ein Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung und/oder zur Vorkühlung von Brennerluft der Heizeinheit zugeordnet sein.
  • Die Ausgangssubstanzen durchlaufen bei einer Umwälzbewegung und einer Temperatur von 250 bis 800°C den Reaktor. Die Durchlaufzeit, die Drehzahl der im Reaktor befindlichen Schnecke und die Verweilzeit richten sich nach dem Feuchtigkeitsgehalt der Ausgangssubstanzen.
  • Die Endsubstanzen in Form von Asche und Staub sind deponierfähig. Durch die großen Volumen und Masseverluste treten dabei nur noch geringe Deponiekosten auf. Es ist auch möglich, diese Abfallstoffe in den Wirtschaftskreislauf zurückzuführen und z. B. als Zuschlagstoffe einzusetzen (z. B. für die Baustoffindustrie, insbesondere die Zementherstellung).
  • Als Ausgangssubstanzen können DSD-Sortierreste (DSD = Duales System Deutschland), die zu einem großen Teil Tetrapacks mit Aluminium enthalten, eingesetzt werden. Es kann dann fast reines Aluminium äußerst effizient wiedergewonnen werden.
  • Werden als Ausgangssubstanz diese DSD-Sortierreste behandelt, entsteht als Endsubstanz (SE) Asche mit Metallabscheidungen. Bestehen die DSD-Sortierreste beispielsweise aus Kunststoff-/Papier-/Abfällen mit Aluminiumanhaftungen (wie z. B. Verbundkarton/Tetrapacks), so befinden sich in der Asche größere Metallabscheidungen aus fast reinem Aluminium. Das bei der thermischen Behandlung der DSD-Sortierreste gebildete Gas/Restgas kann als Brenngas eingesetzt werden.
  • Das Gas/Restgas wird, wie vorgenannt beschrieben, als Brenngas entweder dem Combustor und der Heizeinheit oder einer Energieerzeugungseinrichtung zur Verfügung gestellt.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1: Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Anlage in Form eines Blockschaltbildes,
  • 2: Prinzipdarstellung eines Längsschnittes durch ein Schneckenmantelrohr, in welchem eine Schnecke mit unterschiedlichen Steigungen angeordnet ist, ohne Zellradschläusen,
  • 3: Prinzipdarstellung eines Längsschnittes durch das Schneckenmantelrohr, in welchem eine Schnecke mit unterschiedlichen Steigungen angeordnet ist, mit einer Zellradschläuse am Ausgang,
  • 4: Querschnitt eines Schneckenmantels mit darin befindlicher Schnecke,
  • 5: Darstellung einer Aluminiumfraktion, die aus entsprechend behandeltem Verbundkarton gewonnen wurde.
  • Der Reaktor 1 besitzt gem. 1 eine erste Zellradschleuse (Z1) für die Zuführung der Ausgangssubstanzen SA und eine zweite Zellradschleuse (Z2) für die Abführung der behandelten Substanzen SE. Die behandelten Substanzen SE werden an eine Trenneinrichtung T weitergeleitet, in welcher die metallischen Bestandteile von den anderen Bestandteilen wie Asche, Staub und dgl. getrennt werden. Die Zellradschleusen Z1, Z2 gewährleisten eine nahezu vollständige Abdichtung gegenüber der umgebenden Atmosphäre, so dass über die Umgebungsluft kein Sauerstoff in den Reaktor 1 eindringen kann, wodurch eine Explosionsgefahr ausgeschlossen wird. Die Ausgangssubstanz SA durchläuft unter einer Umwälzbewegung den Reaktor 1 durch eine in einem drehfesten Schneckenmantelrohr 1.1 rotierende Schnecke 1.2 (s. 2 bis 4) bei einer Temperatur, die die Pyrolyse der metallhaltigen Verbundmaterialien gewährleistet, bevorzugt bei 250 bis 800°C. Dazu sind dem Reaktor eine Heizeinheit 2 sowie ein Combustor 5 zugeordnet. Die bei der thermischen Behandlung entstehenden Gase/-Dämpfe D (Pyrolysegase) werden mittels eines Sauggebläses 3 aus dem Reaktor 1 abgesaugt. Das durch die Heizeinheit 2 erzeugte Rauchgas Grauch wird durch den Schornstein abgeführt. Die Gase/Dämpfe D werden über einen Combustor 5, der zur thermischen Nachverbrennung des Restgases dient, in einem ersten Teilstrom T1 der Heizeinheit 2 zugeführt und in einem zweiten Teilstrom T2 an eine Energieerzeugungsanlage 9 geleitet. Dazu ist das Sauggebläse 3 vorgesehen, durch welches auch die Absaugung der Gase/Dämpfe D aus dem Reaktor 1 über dessen Schneckenmantelrohr 1.1 erfolgt.
  • Es ist möglich, den ersten Teilstrom T1 oder den zweiten Teilstrom T2 zu unterbrechen, so dass die Gase/Dämpfe D nur der Heizeinheit 2 oder nur der Energieerzeugungseinrichtung 9 zur Verbrennung zugeführt werden.
  • Stattdessen kann für den Teilstrom T1 ein Staubrad/Sauggebläse sowie ein Filter (z. B. ein Zyklonfilter/eine Multizyklonbatterie) – nicht dargestellt-eingesetzt werden. Der zweite Teilstrom T2 kann nach einem nicht dargestellten Filter/Zyklon einer energetische Nutzung (9) zugeführt werden, die z. B. Heißdampf erzeugt und einer Turbine die Stromgewinnung ermöglicht.
  • Restliche Nebenprodukte wie Pyrolyseöl, Pyrolysewasser und Pyrolysekoks werden aus dem Prozess entfernt und ggf. weiter behandelt oder entsorgt.
  • 2 und 3 zeigen die Prinzipdarstellung eines Längsschnittes durch den Schneckenmantel 1.1 eines Reaktors 1, in welchem eine Schnecke 1.2 mit unterschiedlichen Steigungen a, b, c angeordnet ist. In dem Zwischenraum zwischen der Wandung W des Reaktors 1 und dem Schneckenmantelrohr 1.1 wird Heizmedium H zugeführt, welches mit dem hier nicht dargestellten Brenner/Combustorsystem (1) erzeugt und als Rauchgas Grauch abgeleitet wurde. Nach der Zuführung für die Ausgangssubstanzen SA besitzt die Schnecke 1.2 eine so geringe erste Steigung a, dass die Ausgangssubstanzen SA verdichtet werden und somit selbst oder zusätzlich gegen die Umgebung abdichten. Darauf folgt ein Bereich mit einer größeren zweiten Steigung b, in welchem die Dichte der zu behandelnden Substanzen wieder verringert wird, so dass deren thermische Behandlung erfolgen kann, wobei das Volumen der Ausgangssubstanzen erheblich reduziert wird. In diesem Bereich befindet sich auch die Absaugung 1.3 für die aus den Ausgangssubstanzen durch die Temperatureinwirkung des Heizmediums entstandenen Gase/Dämpfe D.
  • Es schließt sich gem. 2 ein Bereich der Schnecke 1.2 mit einer geringeren dritten Steigung c an. Die Steigung c wird dabei so gewählt, dass die behandelten Substanzen SE verdichtet werden und somit selbst oder zusätzlich gegen die Umgebung abdichten. Die dritte Steigung c ist dabei in Abhängigkeit von der Volumenreduzierung gegenüber der Steigung a verkleinert.
  • Der Bereich des Schneckenmantels 1.1 weist in den Bereichen der Schnecke 1.2 mit der ersten und der dritten Steigung a, c, in denen eine Abdichtung erfolgen soll, einen Durchmesser D1.1 auf, der dem Durchmesser D1.2 der Schnecke 1.2 angepasst ist. In dem dazwischen liegenden Bereich mit der zweiten Steigung b, in der keine Abdichtung gewünscht ist und die thermische Behandlung erfolgt, vergrößert sich die Höhe des Schneckenmantels 1.1 auf eine Höhe H1.1, die größer ist als der Durchmesser der Schnecke D1.2. Die Breite kann dabei dem Durchmesser D entsprechen oder sich nach oben verjüngen (s. 4). An die Ableitung der Endsubstanzen schließt sich eine nicht dargestellte Trenneinrichtung an, in welcher Metallabscheidungen von anderen Bestandteilen getrennt werden.
  • Alternativ ist es möglich, die Ableitung der behandelten Substanzen SE bei gleich bleibender oder gem. 3 sich verringernder Steigung der Schnecke 1.2 über eine Zellradschläuse Z2 vorzunehmen. Dabei erfolgt die Zuführung der Ausgangssubstanzen wie in 2 bei verringerter Steigung a der Schnecke 1.2, so dass diese selbst abdichten. Dann erhöht sich die Steigung der Schnecke 1.2 auf den Wert b, so dass das Volumen der zu behandelnden Substanzen pro Steigung verringert wird. Da sich nun das Volumen der Substanzen durch die thermische Behandlung stark reduziert, kann die Steigung der Schnecke 2.2 auf den Wert ballmählich verringert werden, ohne dass hier eine Abdichtung innerhalb der Schnecke 1.2 erfolgt. Die Abdichtung gegenüber der Umgebung erfolgt durch die Zellradschleuse Z2 als Abführung der behandelten Substanzen SE.
  • Das Schneckenmantelrohr 1.1 ist gem. 2 und 3 gestellfest ausgebildet und die Schnecke 1.2 rotiert in dem Schneckenmantelrohr 1.1.
  • In 3 ist nach der zweiten Zellradschleuse Z2 eine Trenneinrichtung T in Form einer in einem Schneckenmantelrohr 11 rotierenden Austragsschnecke 10 angeordnet.
  • Das Schneckenmantelrohr 11 weist an seiner Unterseite eine siebartige Perforation auf (nicht näher dargestellt), durch welche Staub, Asche und andere nichtmetallische Endsubstanzen, wie Metallabscheidungen durch die Austragsschnecke z. B. in einer Brikettierstation 13 zugeführt und in dieser brikettiert werden, wodurch deren Volumen weiter reduziert und/oder die weitere Handhabung verbessert wird.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es erstmalig möglich, z. B. aus DSD-Sortierresten, wie Verbundkarton-Verpackungen (Tetrapacks) für Getränke oder andere Lebensmittel, die Aluminium enthalten, schnell und äußerst energieeffizient Aluminium wiederzugewinnen. Die Ökobilanz für derartige Verpackungen kann damit wesentlich verbessert werden.
  • 4 zeigt mögliche Querschnitte einer Umhausung 1.1 mit darin befindlicher Schnecke 1.2. Die Umhausung 1.1 folgt in ihrem unteren Bereich der Krümmung der Schnecke 1.2 und weist in Bild a einen sich nach oben im Wesentlichen rechteckigen erstreckenden Querschnitt auf, dessen Höhe H1.1 größer ist als der Durchmesser D1.2 der Schnecke. In 4 Bild b weist der sich nach oben erstreckende Bereich eine im Wesentlichen trapezförmige Form auf und in Bild c sind die Seitenbereiche des sich nach oben über die Schnecke 1.2 hinaus erstreckenden Bereiches konvex gekrümmt, wodurch die Strömungsverhältnisse der abgesaugten Gase/Dämpfe D wesentlich verbessert werden. Die Absaugung 1.3 für die Gase/Dämpfe D ist jeweils im obersten Bereich der Umhausung 1.1 angebunden. Alternativ sind auch andere. z. B. dreieckige Formen möglich, dabei ist darauf zu achten, dass die Höhe H der Umhausung größer ist als der Durchmesser D1.2 der Schnecke 1.2, da dadurch die Absaugung 1.3 besser und zuverlässiger gewährleistet ist und nicht soviel feine Feststoffpartikel mit abgesaugt werden.
  • In 5 ist eine Aluminiumfraktion (fast reines Aluminium) dargestellt, welche mit der erfindungsgemäßen Einrichtung aus geschredderten Abfällen des Dualen Systems, die Verbundkarton mit Aluminium enthielten, gewonnen wurde. Die Abfälle des Dualen Systems (Verbundkarton und andere Kunststoffe) wurden dazu geschreddert und bei einer Temperatur von 350 bis 650 °C im Reaktor behandelt. Die Endsubstanz ist Asche mit fast reinem Aluminium. Das abgesaugte Gas kann zum Betrieb der Anlage oder anderweitig als Brennstoff eingesetzt werden.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit erstmalig möglich in nur einem Verfahrensschritt aus geschredderten Abfällen des Dualen Systems wieder fast reines Metall/Aluminium zurück zu gewinnen. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann weiterhin eine überraschend große Volumenreduzierung der unterschiedlichsten Ausgangssubstanzen aus Verbundmaterial erzielt werden. Darin enthaltene Wertstoffe, die sonst mit den Abfallstoffen auf die Deponie gelangt sind, z. B. Metallfraktionen, können aus den Endsubstanzen entnommen und dem Wirtschaftskreislauf wieder zugeführt werden.

Claims (26)

  1. Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von Abfallstoffen aus metallhaltigen Verbundmaterialien, insbesondere Verbundkartons (Tetrapacks), bestehend – aus einem Reaktor (1) mit einer Zuführung (Z) für die Abfallstoffe als Ausgangssubstanzen (SA) und einer Ableitung (A) für die Endsubstanzen (SE), wobei die Abfallstoffe in dem Reaktor (1) einer Temperatur aussetzbar sind, die ein Verschwelen/eine Pyrolyse der nichtmetallischen Bestandteile der Verbundmaterialien gewährleistet und – aus einer Trenneinrichtung, in der das Metall von den verschwelten/pyrolisierten nichtmetallischen Bestandteilen trennbar ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktor (1) eine die Pyrolyse der Ausgangssubstanzen gewährleistende Temperatur einstellbar ist.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktor (1) eine die Niedertemperaturpyrolyse gewährleistende Temperatur bis 500°C einstellbar ist.
  4. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktor (1) eine die Mitteltemperaturpyrolyse gewährleistende Temperatur von 500°C bis 800°C einstellbar ist.
  5. Anlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktor (1) eine die Hochtemperaturpyrolyse gewährleistende Temperatur über 800°C einstellbar ist.
  6. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Reaktor (1) 250°C bis 650°C beträgt.
  7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Ausgang des Reaktors (1) eine Trenneinrichtung in Form einer Austragsschnecke (10) anschließt.
  8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsschnecke (10) in einem zumindest an seiner Unterseite siebartig perforierten Schneckenmantelrohr (11) angeordnet ist.
  9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trenneinrichtung ein Auffangbehälter für die ausgesiebten Bestandteile/Endsubstanzen (SE) zugeordnet ist.
  10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Austragsschnecke aus pyrolisierten Ausgangssubstanzen in Form von metallhaltigen Verbundmaterialien die Metallabscheidungen von den anderen pyrolisierten Bestandteilen des Verbundmaterials trennbar sind.
  11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Trenneinrichtung eine zum Pelettieren der Metallabscheidungen geeignete Pelettieranlage (13) nachgeordnet ist.
  12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Reaktor (1) wenigstens einem Schneckenmantel (1.1) befindet, in welchem eine rotierende Schnecke (1.2) angeordnet ist, dass dem Reaktor eine Heizeinheit (2) zugeordnet ist und dass im Schneckenmantel (1.1) eine Absaugung (3) für die bei der thermischen Behandlung der Abfallstoffe aus diesen abgeschiedenen Gasen/Dämpfen (D) angeschlossen ist.
  13. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (1) und/oder der Schneckenmantel (1.1) gegenüber der Umgebung weitestgehend oder vollständig abgedichtet sind.
  14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung zum Reaktor (1) und/oder Abführung vom Reaktor (1) in Form einer die Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistenden Zellradschleuse (Z) ausgebildet ist.
  15. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung in den Schneckenmantel (1.1) und/oder Abführung aus dem Schneckenmantel (1.1) in Form einer die Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistenden Zellradschleuse (Z) ausgebildet ist.
  16. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der sich an die Zuführung anschließende Bereich der Schnecke (1.2) eine Steigung (a) aufweist, in welcher die Ausgangssubstanzen (SA) so verdichtet werden, dass eine Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistet ist.
  17. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der sich vor der Abführung befindliche Bereich der Schnecke (1.2) eine Steigung (c) aufweist, in welcher die Endsubstanzen (SE) so verdichtet werden, dass eine Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistet ist.
  18. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen der Heizeinheit (2) zugeordneten Combustor (5) zur thermischen Nachverbrennung der Gase/Dämpfe (D) aufweist.
  19. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase/Dämpfe (D) einer Energieversorgungseinrichtung (9) zuführbar sind.
  20. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil (T1) der Gase/Dämpfe (D) dem Combustor (5) und der Heizeinheit (2) und ein zweiter Teil (T2) der Gase/Dämpfe (D) der Energieversorgungseinrichtung (9) zuführbar sind.
  21. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der behandelten Substanzen (SE) im Verhältnis zum Volumen der Ausgangssubstanzen (SA) bis zu 90% reduziert ist.
  22. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssubstanzen DSD-Sortierreste sind.
  23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsatz von Ausgangssubstanzen (SA) in Form von DSD-Sortierresten die Endsubstanzen (SE) Asche mit Metallabscheidungen sind und die abgesaugten Gase/Dämpfe (D) als Brenngas einsetzbar sind.
  24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas zum Betreiben der Anlage einsetzbar ist.
  25. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (1) einen Schneckenmantel (1.1) aufweist, dessen Höhe (H 1.1) größer ist als der Durchmesser (D1.2) der sich im Schneckenmantel (1.1) befindlichen Schnecke (1.1).
  26. Anlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenmantel (1.1) sich im Querschnitt nach oben verjüngt.
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