DE10227916A1

DE10227916A1 - Verfahren zur Minimierung von Chlorfrachten bei der Aufbereitung von Ersatzbrennstoffen

Info

Publication number: DE10227916A1
Application number: DE2002127916
Authority: DE
Inventors: Johannes Steinhauer; Michael Greuel
Original assignee: PMT GmbH
Current assignee: PMT GmbH
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von vorzerkleinerten und vorsortierten Kunststoffabfällen zu Ersatzbrennstoffen, wobei die Kunststoffabfälle mit Infrarotlicht zur Bestimmung deren Chlorgehalts bestrahlt werden, wobei die Kunststoffe mit einem detektierbaren Chlorgehalt aussortiert bzw. abgetrennt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Halogen Chlor kommt am häufigsten in der natürlichen Verbindung Natriumchlorid (NaCl) vor. Des weiteren ist Chlor heute ein viel verwendeter Rohstoff in Wirtschaft und Technik. Chlor hat besondere Bedeutung in der Kunststoffindustrie, beim Bleichen von Papier und Zellulose und bei der Desinfizierung von Nutzwasser. Viele Arzneimittel, Kühl- und Isolierflüssigkeiten oder Treibgase werden auf Basis von Chlorverbindungen hergestellt. PVC ist nach Polyethylen der zweitwichtigste Kunststoff in Deutschland. Der größte Absatz von PVC-Produkten liegt mit etwa 60% im Baubereich. So werden ca. 45% der Fensterprofile aus PVC hergestellt. PVC-Rohre finden unter anderem für Entwässerung, Trink- und Abwasserleitungen, Dachabdeckungen, Kabelkanäle und Elektroinstallation Anwendung. Eine zuverlässige Abschätzung des PVC-Abfallaufkommens gestaltet sich aufgrund der Langlebigkeit der Produkte sehr schwierig. Es wird geschätzt, dass derzeit etwa 20 Mio. PVC in der Bundesrepublik Deutschland im Umlauf sind. Die Abfallmenge dürfte demnach bei etwa 370.000 t pro Jahr liegen, wobei ca. 127.000 t der Müllverbrennung zugeführt werden. Das Chlor von PVC und chlorhaltigen Kunststoffen wird beim Verbrennen freigesetzt und führt nachteilig zur Korrosion der Verbrennungsanlagen.
Das Abtrennen von PVC aus Kunststoffabfällen ist z.B. aus der wertstofflichen Aufbereitung von Kunststoffgemischen bekannt. So sind Sortieranlagen bekannt, die Kunststoffabfälle mit elektromagnetischen Wellen unterschiedlichen Spektrums bestrahlen und aufgrund des reflektierten Lichtspektrums erkennen um welchen Kunststoff es sich handelt und die Kunststoffabfälle entsprechend sortieren. Hierbei werden verschiedene Detektoren für das automatische Klauben von unterschiedlichen Kunststoffen eingesetzt. Diese unterscheiden sich durch die verwendeten Detektorarten. So ist zur Identifizierung verschiedener Kunststoffe z. B. der nahe Infrarot-Detektor (NIR) bekannt, bei dem die Kunststoffmoleküle durch Strahlung im nahen Infrarotbereich zum Schwingen angeregt werden und die Schwingungsspektren analysiert werden. Hierdurch lassen sich bekannte Polymere leicht identifizieren. Ferner wird der Röntgenfluoreszenzanalysator (RFA) zur PVC-Separierung eingesetzt, bei dem mittels Röntgenstrahlung die Atome der Kunststoffe angeregt werden und anschlie ßend die Energie der emittierten Fluoreszenzstrahlung analysiert wird. Ferner sind optoelektronische Systeme bekannt, mittels denen eine Farbsortierung z. B. von Gläsern möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Chlorfracht von Ersatz- oder Sekundärbrennstoffen, welche aus Abfallstoffen gewonnen werden, zu minimieren. Diese Aufgabe wird vorteilhaft mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die bekannten Verfahren zum Sortieren von Kunststoffen wurden bislang noch nicht für die Aufbereitung von Ersatzbrennstoffen eingesetzt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann nunmehr die Chlorfracht von Ersatzbrennstoffen minimiert werden, wodurch die Chlor-Korrosionsbildung deutlich vermindert werden kann. Hierdurch wird vorteilhaft die Korrosion durch das beim Verbrennen freigesetzte Chlor oder Chlorverbindungen drastisch reduziert bzw. gänzlich vermieden.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht vorteilhaft aus mehreren Verfahrensschritten, wobei zuerst das Ausgangsmaterial zerkleinert wird und in einem zweiten Verfahrensschritt eine Dichtetrennung des zuvor zerkleinerten Materials in Schwer- und Leichtgut, z. B. mittels Windsichtern oder ballistischen Sichtern erfolgt, wobei anschließend das Leichtgut mittels eines Infrarotdetektors und einer Sortieranlage von PVC- und chlorhaltigen Stoffen befreit wird. Hierbei wird das Leichtgut mittels elektromagnetischen Wellen im nahen Infrarotspektrum bestrahlt, wobei bei Vorliegen und/oder Fehlen bestimmter Spektrallinien der bestrahlten Kunststoffe eine Auswerteelektronik in Abhängigkeit der ermittelten Reflekti onsspektren bzw. -wellen die nachgeschaltete Trennungsanlage ansteuert. Hierbei kann vorteilhaft eine positiv oder negativ arbeitende Blasanlage verwendet werden. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Korngröße der vorher zerkleinerten Kunststoffabfälle zwischen 30 bis 250 mm liegt, wodurch ein schnelles und präzises Klauben erfolgen kann. In einem abschließenden Verfahrensschritt werden die von PVC und chlorhaltigen Stoffen befreiten Ersatzbrennstoffe nochmals zerkleinert, um eine bessere Brennbarkeit der Ersatzbrennstoffe zu erzielen.
Nachfolgend wird anhand einer Beispielzeichnung das automatische Klauben näher erläutert.
Wie in der Figur dargestellt, wird über einen Abfallzubringer 7 einem Förderband 1 der Abfall zugeführt, wobei das Förderband 1 den Abfall A zur Detektoreinheit 2, 3 befördert. Der Abfall wird mittels Halogenlichtquellen 3 bestrahlt. Ein Sensormodul 2 ermittelt die reflektierten Spektren, wobei das Sensorsignal des Sensormoduls 2 einer Auswerteelektronik 4 zugeführt wird, die eine pneumatische Düse 6 in Abhängigkeit der gemessenen Spektrallinien ansteuert. Sofern ein chlorhaltiger Kunststoff oder PVC mittels der Auswerteelektronik 4 ermittelt wird, wird die Düse 6 angesteuert, so dass der von der Düse erzeugte Luftstrahl die Flugbahn des vom Förderband 1 heruntergefallenen chlorhaltigen Kunststoffabfalls 10 derart verändert, dass er hinter einer Trennwand 8 in einen Abfallbehälter oder dergleichen gelangt. Die Flugbahn von nicht chlorhaltigen Kunststoffabfällen 9 wird nicht mittels der Düse beeinflusst, so dass diese zwischen Förderband 1 und Trennwand 8 in einen entsprechenden Auffangbehälter oder auf ein Förderband fallen.
Voraussetzung für den Einsatz der automatischen Klaubung bei der großtechnischen Werkstoffrückgewinnung ist eine sehr gute Vereinzelung des Materials und der Detektorsysteme mit hohen Identifizierungsraten. Da Identifikation und Trennung räumlich und zeitlich getrennt sind, erfordert dies eine genaue zeitliche Steuerung der Abtrenneinheit. Um mit Hilfe der nahen Infrarotseparierung den PVC-Anteil möglichst optimal aus dem Stoffstrom abzutrennen, ist es erforderlich, dass das Material noch möglichst stückig ist, damit die Teile entsprechend mit einem Druckluftstoß herausgestoßen werden können. Aus diesem Grund sollte die Abtrennung möglichst vor der Nachzerkleinerung erfolgen. Als Einbauort kommen damit in der vorhandenen Anlagentechnik z.B. die beiden Austragsförderer der Windsichter in Frage. Hier ist die Fördertechnik bei bekannten Systemen entsprechend anzupassen, da für die Abtrenneinheit mittels Nahinfrator-Erkennung eine waagerechte Beschleunigungsstrecke erforderlich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann prinzipiell in alle bereits bestehende Anlagen zur Aufbereitung von Ersatzbrennstoffen integriert werden, sofern genügend Platz für die Nahinfrarot-Erkennung vorhanden ist.

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von vorzerkleinerten und vorsortierten Kunststoffabfällen zu Ersatzbrennstoffen, wobei die Kunststoffabfälle mit Infrarotlicht zur Bestimmung deren Chlorgehalts bestrahlt werden, wobei die Kunststoffe mit einem detektierbaren Chlorgehalt aussortiert bzw. abgetrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial in einem ersten Verfahrensschritt zerkleinert wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt eine Dichtetrennung des zuvor zerkleinerten Materials in Schwer- und Leichtgut, insbesondere mittels Windsichter oder ballistischem Sichter erfolgt, wobei anschließend der Chlorgehalt des Leichtguts ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Infrarot-Detektor das Spektrum der reflektierten Infrarot-Lichtwellen ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen und/oder Fehlen bestimmter Spektrallinien der bestrahlte Kunststoff aussortiert wird, wobei eine Auswerteelektronik in Abhängigkeit der ermittelten Reflekti onsspektren bzw. Wellen eine Trennungsanlage ansteuert.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung eine positiv oder negativ arbeitende pneumatische Blasanlage verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Erkennung von PVC und/oder PVC-haltigen Kunststoffen eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der vorzerkleinerten Kunststoffabfälle zwischen 30 bis 250 mm liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Abtrennung der Kunststoffe mit hohem Chlorgehalt eine Nachzerkleinerung mit evtl. anschließender Metallabscheidung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chlorfracht des Ersatzbrennstoffs minimiert wird.
Verwendung eines Infrarotdetektors zur Minimierung der Chlorfracht in Ersatzbrennstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Infrarotdetektors und einer Sortiervorrichtung, insbesondere mittels automatischen Klaubens, die chlorhaltigen Stoffe, insbesondere PVC, aus dem Ersatzbrennstoff aussortiert wird.