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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fraktionierung und/oder Reinigung eines Materialstromes nach dem Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft entsprechende Verfahren nach den Patentansprüchen 15 oder 16.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fraktionierung von Materialströmen, insbesondere vorgebrochenen Mischmateralien, die Verunreinigungen aufweisen können.
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Derartige Vorrichtungen werden industriell verwendet, um Feststoffe nach definierten Kriterien, wie Dichte, Trägheit, Größe, in verschiedene Fraktionen zu klassieren. In der Regel werden neben gleichartigen Materialien auch Gemische klassiert, beispielsweise im Recycling, um sortenreine Fraktionen zu erhalten. Die Durchführung von Verfahren zur Klassierung und entsprechende Vorrichtungen sind im 24/7-Betrieb bzw. in der großindustriellen Anwendung anspruchsvolle und wartungsintensive Anlagen, vgl.
US 5 749 471 A.
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Derartige Anlagen sind in der Recyclingindustrie in verschiedensten Ausführungen und in der Regel bekannt. Beispielsweise werden Kunststoffe und Metalle im Verwertungskreislauf aus zurückgegebenen Bruchflaschen abgetrennt, die Bruchstücke ggfs. nach Art und Farbe des Glases sortiert und wieder eingeschmolzen.
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In der Herstellung von Werkstoffplatten basierend auf lignozellulose enthaltenden Materialien finden sich meist Fremdstoffe wie Silikate, Sand, Staub, aber gerade auch im Altholzrecycling Metalle, Kunststoffe und andere Fremdstoffe, die es abzuscheiden gilt, bevor das gereinigte Material in großindustriellen Anlagen zur Herstellung von Werkstoffplatten, Kunststoffplatten oder Mischplatten Verwendung finden kann.
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Hierbei gelangt üblicherweise ein Steigrohrsichter für zu recycelndes Material zur Anwendung, in welchem in einem im wesentlichen vertikalen Schacht ein Luftstrom entgegen der Schwerkraft durchgeleitet wird. Schwereres Material wird nicht durch den Luftstrom getragen und fällt nach unten weg, wohingegen leichteres Material im oberen Bereich des Schachtes ausgetragen wird. Die Zufuhr des zu sichtenden Materials erfolgt in der Regel seitlich zum Luftstrom. Neben dem physikalischen Grundprinzip wird im technologischen Bereich der Windsichtung für lignozellulose haltige Materialien üblicherweise ein Zickzack-Windsichter verwendet, bei dem sich eine verbesserte Trennschärfe ergibt. In diesem Windsichter finden sich die Luftströmung im Zickzack leitende Kanäle, die für eine wiederholte Umlenkung der Luftströmung und der zu sichtenden Materialien sorgen können.
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In einem speziellen Reinigungsverfahren werden in
WO 2023 046 989 A2 oder
WO 2023 046 990 A2 Möglichkeiten beschrieben, wie Stoffströme in der Wiederverwertung aufgeteilt und für die Wiederverwertung optimiert werden können, hierbei werden aus einem zerkleinerten Materialstrom aus Altholz zwei Materialströme aus Massivholz und bereits verpresstem Holz hergestellt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen auf geringstem Bauraum eine optimale Klassierung und/oder Reinigung von Mischmaterialien ermöglicht wird, insbesondere in Bezug auf die Möglichkeit der Altholzwiederverwertung. In einer Erweiterung der Aufgabe soll dabei eine Störstoffentfrachtung realisierbar sein, mit der das Volumen bzw. die Menge an in Luftsichtern zu reinigende Material deutlich verringert werden kann, mithin auch die notwendige Luftzirkulation, welche teurer Gestehungskosten für den Aufbau und den Betrieb mit sich bringt.
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In vorteilhafter Weise soll auch die Verwertung von Materialströmen erleichtert werden, in dem ein Ausgangsmaterial derart klassiert oder fraktioniert wird, dass die weitere Verwertung optimal auf die fraktionierten Materialströme abgestimmt werden kann, insbesondere in Bezug auf nachfolgende Zerkleinerungsvorrichtungen zum Erhalt vorgegebener Korngrößen.
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Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung besteht in der Merkmalskombination nach Anspruch 1.
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Die Lösung ergibt sich durch den Aufbau einer Vorrichtung zur Fraktionierung und/oder Reinigung eines Materialstromes in einem Gehäuse oder einer vertikalen Anordnung,
- - wobei nach einem oberen Einlass für das Ausgangsmaterial in Fallrichtung sukzessive mehrere Bereiche zur Abtrennung von verschiedenen Fraktionen aus dem Ausgangsmaterial angeordnet sind;
- - wobei in einem ersten Bereich im oder nach dem Einlass ein Störstoffabscheider zur Abtrennung einer ersten Fraktion, bevorzugt Eisenmetall, angeordnet ist;
- - wobei im zweiten Bereich ein erstes Sieb zur Abscheidung einer zweiten Fraktion aus Überkorn angeordnet ist;
- - wobei unter dem ersten Sieb in einem dritten Bereich ein zweites Sieb zur Abscheidung zumindest einer dritten Fraktion aus dem Siebdurchgang des ersten Siebes angeordnet ist;
- - wobei die beiden übereinanderliegenden Siebe eine gleichgerichtete Transportrichtung für das Material auf den Sieben aufweisen und
- - wobei zwischen den beiden Sieben und/oder dem zweiten und dritten Bereich eine Transfereinrichtung zum zumindest teilweisen Transport des Siebdurchganges aus dem ersten Sieb entgegen der Transportrichtung des ersten Siebes oder der Siebe angeordnet ist.
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In vorteilhafter Weise ist es mit der Vorrichtung und auch dem entsprechenden Verfahren möglich eine Mischfraktion, welche vorgebrochen wurde, zu reinigen, bevor diese im Zuge der Verwertung in einen Nachzerkleinerer gelangt. Die Nachzerkleinerung hat den Nachteil, dass Materialien mit vorhandener ZielKorngröße weiter zerkleinert werden. Dies bindet zum einen Zerkleinerungskapazitäten und zum anderen vermindert es die Qualität der Mischfraktion für die weitere Verwertung. Daneben sind in der Mischfraktion in der Regel feine und feinste Partikel zu finden, dazu noch Störstoffe aus anderen Materialien, die den Verschleiß in der Nachzerkleinerung nochmals erhöhen.
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Das vorliegende Verfahren und die Vorrichtung kommen also in der Regel zur Anwendung, wenn eine Mischfraktion vorgebrochen ist und nochmals auf eine abgestimmte Korngröße für die weitere Verwertung in industriellen Prozessen zerkleinert werden muss.
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In einer für die Lösung optimierten Variante, bevorzugt für Altholz, wird für die Vorrichtung und das Verfahren die Aufbereitung des Ausgangsmaterials wie folgt durchgeführt:
- - mittels einer Magnettrommel wird Eisenmetall abgeschieden,
- - mittels eines Scheibensiebs werden Übergrößen abgeschieden,
- - mittels eines Walzensiebs werden drei Fraktionen aus dem Siebdurchgang des Scheibensiebs hergestellt, wobei
- - das Feingut einer eigenen Verwertung zugeführt oder ausgeschleust wird, da es in der Regel kleinste Fremdstoffe oder mineralischen Staub enthält,
- - das Material mit der gewünschten Zielkorngröße der geplanten Verwertung für den Recycling-Kreislauf zugeführt wird und
- - das angereicherte Material mit einer Korngröße zwischen Feingut und der Zielkorngröße einer weiteren Reinigung oder Sichtung, beispielsweise einem Steinabscheider, zugeführt wird, da es mit Fremd- oder Störstoffen angereichert ist.
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In Vorteilhafter Weise kann das angereicherte Material einfacher gereinigt und von Fremd- oder Störstoffen befreit werden. Die abschließend gereinigte Fraktion wird dann in der Regel dem Material der gewünschten Zielkorngröße zugeführt.
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In manchen Kreisläufen der Wiederverwertung kann es notwendig sein die erstellte Zielkorngröße nochmals zu zerkleinert oder mechanisch-thermisch aufzuschließen. In vorteilhafter Weise ist die Mischfraktion vor dieser Zerkleinerung oder dem Aufschluss von Feinstmaterial, Staub, mineralischen Bestandteilen oder dergleichen befreit, was die Standzeiten der nachfolgenden Maschinen deutlich erhöht.
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Der Begriff Zielkorngröße bezieht sich dabei auf das Ergebnis des Verfahrens und der Vorrichtung und ein Material, welches zur weiteren Verwendung geeignet und besonders bevorzugt ausreichend (vor-)gereinigt ist.
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Im Zuge der Aufteilung im dritten Bereich, des Walzensiebs, können auch vier oder mehr Fraktionen gebildet werden. Beispielsweise kann eine weitere Fraktion bereits einer vorgegebenen Korngröße entsprechen, welche nicht mehr zerkleinert werden muss und/oder direkt verwendbar ist. Diese kann über einen Bypass der direkten Verwertung zugeführt werden, also einem Stoffstrom der zerkleinerten Zielkorngröße aus dem ersten Sieb.
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Neben dem Anwendungsbeispiel für das Wiederverwerten gelingt es der Lösung durch die Bildung einer Funktionseinheit (Magnettrommel, Scheibensieb, Rollensieb und bevorzugt Steinabscheider) auch nur einen geringen Flächenbedarf zu benötigen, was die Investitionskosten für Gebäude/Grundstück deutlich verringert. Zudem wird durch die Nutzung der Gravitation (Material fällt vom ersten Sieb direkt auf das zweite Sieb) in der Regel keine Fördertechnik zwischen den Sieben benötigt, was die Investitionskosten für Maschinentechnik deutlich senken kann.
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Schlussendlich ist es nun möglich die bisher notwendigen Zerkleinerungskapazitäten anzupassen. Der Verschleiß ist deutlich geringer und es wird nur Material zerkleinert, welches für die Wiederverwertung zerkleinert werden muss. Der regelmäßige Wartungsaufwand und damit Stillstandszeiten wird ebenfalls deutlich reduziert.
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Die Erfindung versteht und definiert die verwendeten Begriffe im Wesentlichen aber nicht ausschließlich oder abschließend wie folgt:
- Ein Materialstrom besteht in der Regel aus schütt- oder rieselfähigem Material und weist die Merkmale einer Mischfraktion auf. Die Mischfraktionen können dabei im Wesentlichen in Fraktionen aufgeteilt, Überkorn abgetrennt, entstaubt und/oder sortiert werden. Überkorn (Siebrückstand nach DIN 66160) ist in der Regel eine Korngröße, die nicht als Siebdurchgang durch die Maschenweite des Siebes hindurchgeht und als eigene Fraktion abgeschieden werden kann. Neben der Gewichtskraft sind optionale zusätzliche Krafteinleitungen sowie die vorgegebene Maschenweite für die Siebwirkung entscheidend. Neben statischen Siebflächen können auch Walzen- oder Rollensiebe zur Anwendung kommen, welche sich durch eine Vielzahl an parallel angeordneten Walzen/Rollen auszeichnen. Die Maschenweite ergibt sich durch die gleichbleibenden oder veränderlichen Durchtrittsöffnungen zwischen den Walzen oder deren Aufbauten, wie Scheiben, Erhöhungen, Noppen oder dergleichen. Bekannte Klassiervorrichtungen in Walzenform benutzen auch abgeflachte Pyramiden an ihren Oberflächen. Zur Auflockerung des zu siebenden Materials, meist im Zuge einer Stauförderung, können stachelige oder kantige Elemente am Umfang der Rollen montiert sein, beispielsweise anstelle von runden Scheiben mehreckige Platten oder sternförmige Elemente. Die Maschenweite ergibt sich im Zusammenspiel mit den Aufbauten oder Erhöhungen der benachbarten Walzen. Gerade im Zuge einer Stauförderung kommt es auf dem Walzenbett zu einer klassierenden Schichtung des entmischten Materialstromes, beispielsweise schwer unten, leicht oben, mit dem gezielt eine angereicherte Fraktion benachbart zu den Walzen (Störstoffe mit ähnlichem Gutmaterial) über einen vorgegebenen größeren Spalt ausgetragen werden kann. In Vorteilhafterweise kann eine solche angereicherte Fraktion gezielt, mit angepassten Methoden und somit mit einer besseren Trennschärfe gereinigt werden, um das Gutmaterial abzutrennen.
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Die Fallrichtung entspricht im Wesentlichen der Gewichtskraft, kann aber auch vektoriell horizontale Anteile enthalten, beispielsweise bei einem Wurf oder einer schrägen Siebanordnung bzw. durch Leitbleche.
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Einlässe oder Auslässe sind nicht zwingend auf das Gehäuse beschränkt, auch innerhalb des Gehäuses können Räume, beispielsweise Siebe voneinander getrennt sein. Somit beschreibt diese Wortwahl im Wesentlichen die getrennte Zu- und Abführung von Material gegenüber anderen Materialien.
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Die Vorrichtung oder das Verfahren können Steuer- und/oder Regelungsvorrichtungen enthalten, die die Vorrichtung bzw. das Verfahren ordnungsgemäß steuern oder regeln. Bevorzugt kann die Vorrichtung oder das Verfahren mittels einer KI (künstlicher Intelligenz) oder im Zuge eines maschinell angelernten Verhaltens betrieben werden. Als Eingangsgrößen, nicht abschließend, sind beispielsweise die Menge oder die Eigenschaften des Ausgangsmaterials denkbar, sowie die Menge oder die Eigenschaften der verschiedenen Fraktionen. Insbesondere kann es durch geeignete Sensorik (Gewicht, fotographische Korngrößenverteilung, Durchsatz pro Zeit, u.a.) möglich sein die einzelnen Siebe und/oder die Leitklappen zur Einstellung der Fraktionen zu betreiben. In vorteilhafter Weise wird ein solches System des maschinellen Lernens erst durch entsprechende Algorithmen ermöglicht und wird auch erst nach einer Phase des Anlernens entsprechende Ergebnisse liefern können. Hierbei ist es üblich, dass Kenngrößen oder andere Vergleichswerte gebildet werden, die zur Steuerung oder Regelung verwendet werden können.
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Besonders bevorzugt wird das Maschinelle Lernen für die angereicherte Fraktion des zweiten Siebes verwendet.
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In vorteilhafter Weise kann diese Steuerung- oder Regelung sich auch auf die vorgeschalteten oder nachfolgenden Bereiche auswirken, beispielsweise auf die nachfolgenden Reinigungs-, Sicht- Transport- oder Zerkleinerungsvorrichtungen, bis hin zur Steuerung oder Regelung der späteren Verwertung.
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Im Übrigen sei darauf verwiesen, dass die Umsetzung des Verfahrens nicht zwingend mit der beschriebenen Vorrichtung und insbesondere nicht zwingend mit einer Transfervorrichtung zwischen den beiden Sieben durchgeführt werden muss.
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Die nachstehenden Merkmale können für sich oder in Kombination weitere vorteilhafte Maßnahmen in Zusammenhang mit der Vorrichtung oder dem Verfahren ausbilden:
- Es besteht die Möglichkeit zumindest einem Auslass der Fraktionen eine Sichtvorrichtung zur Abscheidung einer weiteren Fraktion und/oder zu Reinigung der Fraktion zuzuordnen. Bevorzugt können diese Sicht- oder Reinigungsvorrichtungen Magnettrommeln, Magnetkaskaden, für Eisenmetalle, Wirbelstromabscheide für Nicht-Eisenmetalle, Schwergutabscheider (Steine, Glas, Metalle) bzw. Leichtgutabscheider (Folien, Flusen, Fasern, Textilien) sein. Diese Reinigungsvorrichtungen können ebenfalls im ersten Bereich des Verfahrens oder der Vorrichtung Anwendung finden.
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Alternativ oder kumulativ kann als erster Sieb und/oder zweiter Sieb ein Schwingsieb, ein Scheibensieb, ein Rollensieb, ein Luftsichter und/oder ein Wurfsichter angeordnet sein. Neben diesen Sieben sind Siebe ebenfalls geeignet, welche messbare physikalische Eigenschaften des Ausgangsmaterials respektive des vorherigen Siebdurchganges unterscheiden können.
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Bevorzugt kann zur Abtrennung der ersten Fraktion als Störstoffabscheider eine Magnettrommel zur Metallabscheidung, ein Nicht-Eisenmetallabscheider, ein Wirbelstromabscheider, ein Luftsichter, eine sensorbasierte Abscheidevorrichtung und/oder ein Schwergutabscheider angeordnet sein.
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Bezüglich der Transfereinrichtung kann ein Förderband, ein Linearförderer, ein pneumatischer Förderer, oder zur Fallrichtung des Siebdurchgangs geneigte Leitbleche angeordnet sein. In vorteilhafter Weise kann durch die Anordnung einer Transfervorrichtung der notwendige Bauraum in der Fläche deutlich minimiert werden, weil sich die notwendigen Siebe nicht in der Fläche erstrecken sondern etagenweise aufgebaut sind. Besonders vorteilhafte ist die optionale gleichgerichtete Transportrichtung der Siebe, was einen vorteilhaften Aufbau der Auslassöffnungen und eine einfache Weiterbehandlung bzw. Weiterleitung der einzelnen Fraktionen bedingt.
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In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass das erste Sieb und das zweite Sieb im Wesentlichen direkt untereinander angeordnet sind. Je nach Ausführungsform sind auch mehr als 50%, höchst bevorzugt mehr als 75% eine horizontalen Überdeckungen denkbar. Die Überdeckung ermöglicht eine optimale Anordnung der Auslässe oder ist ggfs. durch die bauartbedinge Ausführungsform unterschiedlicher Siebe technisch notwendig.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest das zweite Sieb geeignet ist unterschiedliche Fraktionen entlang der Transportrichtung abzugeben, welche bevorzugt unterschiedlichen Auslässen zugeordnet sind. Die Auslässe müssen im Übrigen nicht über die volle Breite austragen, sondern können die Fraktion auch bündeln und seitlich austragen, um den Bauraum zu optimieren.
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In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass unterhalb der Siebe zumindest eine bewegbare Stellklappe, bevorzugt senkrecht zur Transportrichtung angeordnet ist, welche zur Einstellung der Verhältnisse der unterschiedlichen Fraktionen zueinander oder zur Einstellung der Eigenschaften der Fraktionen geeignet sind. Dabei können die Stellklappen ggfs. auch vibrierend angeordnet sein, um bei ggfs. notwendigen Schräglagen ein Aufstauen von Material zu verhindern.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist im zweiten Bereich ein Scheibensieb, ein Walzensieb oder ein Sternsieb als das erste Sieb und im dritten Bereich ein Walzensieb als das zweite Sieb angeordnet. Das erste Sieb ist in dieser Ausgestaltung besonders gut geeignet um hohe Volumina des Materialstromes von Übergrößen zu sortieren und gleichzeitig, falls notwendig oder vorgesehen, eine klassierende Vorsiebung entlang der Transportrichtung durchzuführen. Das Überkorn wird in der Regel nochmal der Vorzerkleinerung oder einem Brecher zugeführt, damit es in die vorgegebene Korngröße für die spätere Verwertung überführt werden kann.
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Ein Scheibensieb besteht vorzugsweise aus parallel zueinander angeordneten Walzen auf denen axial beabstandet Scheiben angeordnet sind. Die Scheiben können rund bzw. geformt sein, aber auch eckige, gezackte oder sternförmige Scheiben sind denkbar. Diese sind in der Regel geeignet um das ankommende Material aufzulockern oder in Transportrichtung zu transportieren. Bevorzugt werden die Scheiben der benachbarten Walzen miteinander kämmen.
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Daneben kann ein Walzensieb aus parallel zueinander angeordnet Walzen bestehen, bei denen auf den Oberflächen Erhöhungen angeordnet sind und bevorzugt diese Erhöhungen mit den benachbarten Walzen kämmen oder einen vorgegebenen Abstand aufweisen. Besonders bevorzugt bestehen die Erhebungen aus abgeflachten Pyramiden.
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Bevorzugt kann das Scheibensieb und/oder das Walzensieb entlang der Transportrichtung eine sichtende Wirkung von fein nach grob ausbilden. Dies kann beispielsweise bei einem Scheibensieb durch den Abstand der Scheiben zueinander oder beim Walzensieb durch den Abstand der Walzen zueinander in einfacher Art und Weise realisiert werden.
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In einem speziellen Ausführungsbeispiel kann in einem oder in mehreren Bereichen des Walzensiebs zur Siebung einer Fraktion Walzen mit im Wesentlichen gleichen Abständen und/oder Erhöhungen angeordnet sein. Bevorzugt wäre vorgesehen, dass zwischen zweien dieser Bereiche ein größerer Abstand zur Ausschleusung einer Schicht des auf den Walzen aufliegenden Materials angeordnet ist. Dies kann eine an Fremdstoffen oder Störstoffen angereicherte Schicht sein. In der Regel bildet sich diese Schicht benachbarte Schicht zu den Walzen aus und weist vergleichbare große und/oder schwere Partikel auf, die mit weiteren Störstoffen angereichert ist und der Abstand zwischen den Bereichen mit einem eigenen Auslass zur Abführung einer eigenen Fraktion wirkverbunden ist.
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Bevorzugt ist zumindest ein Auslass zur Ausgabe einer Fraktion mit einem Sichter oder einem Schwergutabscheider zur Herstellung einer nachgereinigten Fraktion wirkverbunden ist. Dies kann direkt im Gehäuse oder bevorzugt im angrenzenden Nahbereich verwirklicht sein. In vorteilhafter Weise kann es möglich sein die nachgereinigte Fraktion mit einer in Bezug auf die Korngröße benachbarten Fraktion zusammenzuführen.
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Alternativ oder kumulativ kann zumindest ein Auslass zur Ausgabe einer Fraktion, bevorzugt mit einem Auslass für Überkorn eines Siebes, zur weiteren Verwertung mit einer Zerkleinerungsvorrichtung wirkverbunden sein. Diese Zerkleinerungsvorrichtung wird verfahrenstechnisch in der Regel dazu benutzt, das klassierte und ggfs. gereinigte Material für die spätere Verwertung auf eine vorgegebene Korngröße zu reduzieren. Dies geschieht beispielsweise zur Reduktion von Hackschnitzelgrößen bei der Wiederverwertung von Altholz auf Span- oder Fasergrößen zur Verwertung in der Herstellung von Werkstoffplatten (MDF, OSB, Span, ...) oder bei der Kunststoffherstellung bei der Wiederverwertung von recyceltem Kunststoff.
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Die Lösung der Aufgabe für ein Verfahren besteht in der Merkmalskombination nach Anspruch 15.
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In diesem Verfahren wird zum Klassieren und/oder Reinigen eines Materials in einem Gehäuse oder einer vertikalen Anordnung ein Ausgangsmaterial über einen oberen Einlass dem Gehäuse zugeführt. Das Material wird in Fallrichtung mehrere Bereiche zur Fraktionierung und/oder Reinigung sukzessive durchlaufen, wobei in einem ersten Bereich Störstoffe als eine erste Fraktion von dem Ausgangsmaterial abgeschieden werden und wobei das verbleibende Ausgangsmaterial durch zumindest zwei Siebe der in Fallrichtung angeordneten weiteren Bereiche fraktioniert wird, wobei jeder Sieb von dem Ausgangsmaterial zumindest eine Fraktion abscheidet, wobei das Material auf den Sieben in der gleichen Transportrichtung transportiert wird und wobei sich der Siebdurchgang zwischen dem ersten und dem zweiten Sieb respektive dem zweiten und dem dritten Bereich zumindest teilweise entgegen der Transportrichtung bewegt.
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Die Lösung der erweiterten Aufgabe besteht in der Merkmalskombination des Verfahrens nach Anspruch 16.
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In diesem Verfahren wird zur Aufbereitung von Altholz, wird das Ausgangsmaterial, vorzerkleinertes Altholz oder ein vergleichbares Gemisch mit Holzbestandteilen in dem ersten Bereich von Eisenmetallen gereinigt, im zweiten Bereich mit einem Scheibensieb, bevorzugt entlang der Transportrichtung klassierend, gesiebt und das Überkorn als Fraktion über einen eigenen Auslass ausgetragen wobei in einem dritten Bereich unterhalb des zweiten Bereiches in der gleichen Transportrichtung der Siebdurchgang des ersten Siebes in Fallrichtung auf ein Walzensieb des dritten Bereiches gelangt und dort in zumindest drei Fraktionen separiert und zumindest drei separaten Auslässen zugeführt wird, wobei in Transportrichtung die erste Fraktion des dritten Bereiches einen gegenüber den anderen Fraktionen des dritten Bereiches feineren Siebdurchgang aufweist, die zweite Fraktion des dritten Bereiches mit Stör- und/oder Fremdstoffen angereicherte Hackschnitzel aufweist und die dritte Fraktion des dritten Bereiches bereits weiter verwertbare Hackschnitzel aufweist.
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Bevorzugt kann in einem der obigen Verfahren zumindest die zweite Fraktion mit den Stör- und Fremdstoffen zur Reinigung von den Stör- und/oder Fremdstoffen, durch eine Sichtvorrichtung und/oder einen Zyklon geführt werden. Es kann dann vorgesehen sein diese gereinigte Fraktion dem Materialstrom der dritten Fraktion zur weiteren Verwertung, bevorzugt einer weiteren Zerkleinerung, zuzuführen. In Vorteilhafterweise wurde hier eine optimale Fraktion mit maximale Hackschnitzelgröße für die weitere Verwertung bzw. Zerkleinerung geschaffen. Die kleineren Hackschnitzel wurden mit ähnlich großen Störstoffen in eine eigene Fraktion abgeschieden und in vorteilhafter Weise von Staub oder anderen mineralischen kleineren Fremdkörpern befreit. Die Reinigung der zweiten Fraktion des dritten Bereiches ist verlässlich und einfach durchzuführen und kann beispielsweise einfach entfrachtet werden, wenn ein Schwer- und/oder ein Leichtsichter angewendet wird, in dem Steine, Sand bzw. Flusen, Fasern oder Folien entfernt werden können. Diese zweite Fraktion kann dann entweder direkt, abhängig von deren Korngröße, verwertet oder zusammen mit dem Überkorn des zweiten Siebes oder der entsprechenden benachbarten dritten Fraktion zur Zerkleinerung zugeführt.
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Eine derartige Zerkleinerung kann auch eine thermisch mechanischer Aufschluss sein, beispielsweise in einem Kocher und/oder einem Refiner.
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In dem Verfahren ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Überkorn des ersten Siebes einer (Nach-)Zerkleinerung zugeführt wird, wobei bevorzugt das zerkleinerte Überkorn dem Verfahren und/oder der Vorrichtung nochmals zugeführt oder das zerkleinerte Überkorn der dritten Fraktion des dritten Bereiches zugeführt wird.
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Besonders bevorzugt wird als Ausgangsmaterial zerkleinertes oder gebrochenes Recyclingholz mit einer Korngröße von bis zu 300 mm einer ersten Kantenlänge, bis zu 400 mm einer zweiten Kantenlänge und bis zu 500 mm der dritten Kantenlänge verwendet. Derartiges Ausgangsmaterial ist üblicherweise erhältlich, wenn Altholz in einem Trommelhacker oder einer vergleichbaren Vorrichtung vorgebrochen wird.
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Vorgeschlagene Verfahrensmerkmale bedingen in der Regel technische Einrichtungen zur Umsetzung und sind entsprechend auch für die Vorrichtung geeignet, vice versa gilt dies auch für die verfahrenstechnische Umsetzung von Vorrichtungsmerkmalen.
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Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den untergeordneten Ansprüchen und der folgenden Beschreibung mit der schematischen Zeichnung hervor.
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Die Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung 1 mit einem Gehäuses 10 mit darin in Fallrichtung G angeordneten Bereichen B1, B2 und B3. In einem ersten Bereich B1 wird das durch den Einlass durchtretende Ausgangsmaterial AM an einem Störstoffabscheider 2 vorbeigeführt. Dieser sorgt dafür, dass beispielsweise Eisenmetall EM als eine eigene Fraktion zu einem Auslass 12 gelangt, währenddessen das verbleibende Material im Gehäuse in den zweiten Bereich B2 fällt. Im zweiten Bereich B2 ist ein erster Sieb 3 angeordnet, welcher das verbleibende Material in Transportrichtung 6 transportiert und dabei siebt. Bei einer optionalen klassierenden Siebung wird bevorzugt erst feineres dann stärkeres Material als Siebdurchgang in Richtung des dritten Bereiches B3 abgegeben. Das Überkorn von Sieb 3 gelangt als Fraktion F4 zu einem eigenen Auslass 16. Das Überkorn kann entweder nochmals einer Grobzerkleinerung und einer optionalen Reinigung zugeführt werden und gelangt wieder über den Einlass 11 in die Vorrichtung 1.
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Bevor der Siebdurchgang des ersten Siebes 3 auf den zweiten Sieb 5 im dritten Bereich B3 gelangt, wird der Siebdurchgang entgegen der Transportrichtung 6 der Siebe verschoben. Damit wird eine kompakte Bauweise gewährleistet und gleichzeitig der Siebvorgang auf dem zweiten Sieb 5 optimiert. Für das Verschieben entgegen der Transportrichtung 6 der Siebe kann eine Transfervorrichtung 4 vorgesehen sein, die aktiv oder passiv das Material entgegen der Transportrichtung 6 bewegt. Als passiv werden beispielsweise Leitbleche erachtet, die ggfs. durch Vibration unterstütz werden. Als aktiv werden nicht dargestellte Fördervorrichtungen, wie Förderbänder oder Lineartransfer-vorrichtungen oder das Material beschleunigende Wurfwalzen verstanden. Es ist aber besonders bevorzugt, wenn der Siebdurchgang abschnittsweise verschoben wird, insbesondere bei einem klassierten Siebdurchgang entlang der Transportrichtung 6, um eine Häufung des Siebdurchganges zu Beginn des zweiten Siebes 5 zu vermeiden.
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In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung wird durch den zweiten Sieb 5 im dritten Bereich der Siebdurchgang bevorzugt in drei Fraktionen aufgeteilt. Dabei wird zu Beginn des Siebes 5, in Transportrichtung 6, eine erste feine Fraktion F1 abgeschieden. Nachfolgend eine zweite, bevorzugt mit Störstoffen angereicherte, Fraktion F2. Eine dritte Fraktion F3 kann gemäß der Zeichnung als Überkorn des zweiten Siebes 5 oder (nicht dargestellt) als dritter Siebdurchgang entstehen. Die Menge an Fraktionen ist nicht begrenzt, insbesondere andere Siebarten als Lochsiebe sind in der Lage eine Vielzahl an unterschiedlichen Fraktionen zu bilden, beispielsweise aktiv angetriebene Rollen- oder Walzensiebe.
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Die Fraktionen F1, F2, F3 werden eigenen Auslässen 13, 14, 15 zugeführt bzw. durch diese geleitet. Die Auslässe müssen dabei nicht zwingend die Fraktion aus dem Gehäuse 10 ausleiten, sondern sollen so verstanden werden, dass diese als eigenständige und nicht mit anderen Fraktionen vermischbare Stoffströme nach dem Sieb 5 geleitet oder geführt werden.
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Unterhalb des zweiten Siebes 5 bzw. zwischen den einzelnen Auslässen 13, 14, 15 können Stellklappen 9 angeordnet sein, welche den Siebdurchgang in den Grenzbereichen zwischen den einzelnen Fraktionen F1, F2, F3 einstellen können. Diese können manuell eingestellt oder über Stellmittel und entsprechende Steuerungs- oder Regelungsvorrichtungen (nicht dargestellt) einstellbar sein. Die nicht dargestellten Antriebe, Stellmittel, Steuer- oder Regelungsvorrichtungen wird der Fachmann, sofern für den Betrieb der Vorrichtung als auch zur Durchführung des Verfahrens eigenständig erkennen und umsetzen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die erste bzw. feinere Fraktion F1 des zweiten Siebes 5 einer thermischen Verwertung zugeführt wird, da Staub, Feinstaub oder anteilige Mineralien in der Regel nicht Recycling-Verfahren oder einem Kreislaufsystem zuführbar sind.
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Bevorzugt wird die zweite Fraktion, umfassend gröbere Materialien und in der Regel auch andere Fremd- oder Störstoffe, ab dem Auslass 14 einer weiteren Reinigung oder Sichtvorrichtung 7 zugeführt, in der die Fremdstoffe und Störstoffe abgeschieden werden können. Diese Abscheidung wird bevorzugt innerhalb des Gehäuses oder zumindest direkt benachbart hierzu durchgeführt. Bei einem Luftsichter als Sichtvorrichtung 7 kann ein Zyklon 8 nachgeschaltet sein. Die gereinigte Fraktion F2' kann schließlich einer eigenen Verwertung 17 oder bevorzugt der nächst größeren Fraktion F3 zugeführt werden, um diese zusammen der geplanten Verwertung, bevorzugt in einem recycelndem Kreislaufsystem zuzuführen.
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Eine bespielhafte Verwertung 17 wäre bei einem Altholzrecycling, dass vorgebrochenes Ausgangsmaterial AM durch das Verfahren oder die Vorrichtung fraktioniert und/oder gereinigt wird, und entsprechend den Anforderungen für die Herstellung von Werkstoffplatten, wie Spanplatten oder Faserplatten, in der Verwertung 17 auf eine vorgegebene Korngröße zerkleinert, in einer nachfolgenden Beleimvorrichtung beleimt, und in eine Pressvorrichtung unter Druck und Temperatur verpreßt werden.
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In vorteilhafter Weise ermöglicht die einfache Vorreinigung bzw. durch ihre Fraktionierung eine entsprechend wirksame Auslastung der Verwertung 17 bzw. der ggfs. notwendigen Zerkleinerung 1644 ermöglicht wird.
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Bezugszeichenliste: P1644DE
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Störstoffabscheider
- 3
- Sieb (erster)
- 4
- Transfereinrichtung
- 5
- Sieb (zweiter)
- 6
- Transportrichtung
- 7
- Sichtvorrichtung
- 8
- Zyklon
- 9
- Stellklappen
- 10
- Gehäuse
- 11
- Einlass
- 12
- Auslass (EM)
- 13
- Auslass (F1)
- 14
- Auslass (F2)
- 15
- Auslass (F3)
- 16
- Auslass (F4)
- 17
- Verwertung
- B1
- Bereich
- B2
- Bereich
- B3
- Bereich
- G
- Fallrichtung
- AM
- Ausgangsmaterial
- EM
- Eisenmetall
- F0
- Fraktion
- F1
- Fraktion
- F2
- Fraktion
- F2'
- Fraktion (nachgereinigt)
- F3
- Fraktion
- F4
- Fraktion (Überkorn)