DE2506795B2

DE2506795B2 - Verfahren zur umwandlung von organischen abfaellen in granulat

Info

Publication number: DE2506795B2
Application number: DE19752506795
Authority: DE
Inventors: Beantragt Nichtnennung
Original assignee: SAF Societe Agricole et Fonciere SA
Current assignee: SAF Societe Agricole et Fonciere SA
Priority date: 1974-07-03
Filing date: 1975-02-18
Publication date: 1977-06-23
Also published as: IT1038578B; DE2506795A1; IE41891L; DK140830B; DK299275A; FR2276869B1; LU72583A1; NL7507900A; FR2276869A1; IE41891B1; JPS5129381A; DK140830C; GB1495772A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von organischen Abfällen in Granulat, wobei die homogenisierten und zerkleinerten Abfälle mit einem Feuchtigkeixsgehalt von 45 — 60% aus einer Strangpresse ausgepreßt und mittels heißer Gase getrocknet werden.

Zur Vermeidung aufwendiger Transporte und von Schwierigkeiten der Handhabung, Lagerung, Gerüche und Arbeitskräfte bei der Bodenkultivierung mittels organischer Abfälle, die pflanzlichen Ursprungs sein können, wie pflanzliche Überreste, Destillationsrückstände, Schalen von Zitrusfriichten usw., oder tierischer Herkunft, wie Ausscheidungen von Rindern, Pferden, Schafen, Geflügel usw., gemischt mit Pflanzenteilen, wie Stroh, Heu usw., hat man schon versucht, diese organischen Abfälle physikalischen, mechanischen oder thermischen Behandlungen auszusetzen, um derartige Materialien, welche in einer bestimmten Region anfallen, von ihrem feuchten, schmutzigen und oft schlecht riechenden Rohzustand in einen wasserfreien, getrockneten, geruchlosen, leicht zu handhabenden, lagerfähigen, wirtschaftlich transportierbaren und leicht anzuwendenden Gebrauchszustand zu überführen. Nachteilig war hierbei jedoch vor allem ein erheblicher Staubanfall, das Auftreten von Gerüchen während der Entwässerung bei hohen Temperaturen, welche die Bildung von Mercaptanen begünstigen, die ungleichmäßige Erhitzung des Produktes in seiner Masse, die Entstehung kompakter Granulate mit einer wasserdichten Außenfläche, welche nur nach einer langen Zeitdauer vom Boden aufgenommen werden, und die Verwendung von Strangpressen mit hohen Dnickleistungen zur Verarbeitung einer trockenen und rauhen Masse.

Eine andere bekannte Verfahrensweise (FR-PS 21 92 081) sieht die feuchte Mahlung von Dung vor, um eine homogene Pulpe mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 60 und 70% zu erhalten, wobei ein Walzenbrecher mit gerillten Walzen verwendet wird. Die Bildung zylindrischer Stäbchen aus der feuchten Pulpe erfolgt mittels einer Strangpresse mit einer Schneideinrichtung und die darauf folgende Granulierung dieser Stäbchen in einer Granuliermaschine, um etwa kugelförmige Granulate zu erhalten. Diese Granulate werden darauf getrocknet in üblichen Geräten mit Fließbett. Die Verwendung einer Strangpresse mit einer Schneideinrichtung ist schon bei einem Feuchtigkeitsgehalt unter 60% mit erheblichen technischen Schwierigkeiten verbunden, bei einem noch höheren Feuchtigkeitsgehalt praktisch nicht mehr möglich, weil dabei ein Zusammenklumpen der Teilchen durch einfache Berührung untereinander erfolgt, was durch die mechanische Einwirkung noch gefördert wird. Nach einem anderen bekannten Verfahren (GB-PS 8 35 216) bringt man organische Abfälle auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 45 — 55%, indem man die feuchte Masse und verhältnismäßig trockene Masse mischt und diese Mischung dann in einer Granuliermaschine granuliert, worauf diese Granulate in einem Fließbett getrocknet werden. Durch die Verwendung einer Granuliermaschine wird aber ein Druck auf die Granulate ausgeübt, was eine homogene Trocknung äußerst schwierig macht Die Endstruktur der Granulate ist auch nur sehr wenig porös, so daß ihre Aufnahme durch den Boden schwierig und langdauernd ist

Ohne eine mechanische Schneid- oder Abtrenneinrichtung arbeitet ein bekanntes Granulierverfahren (DT-PS 11 32 896), wobei eine homogene Paste mit 28-30% Feuchtigkeit aus einer Düse herausgedrückt und der austretende Strang von einem kontinuierlichen Luftstrom in Stücke zerbrochen wird. Abgesehen davon, daß diese Verfahrensweise eine zusätzliche Druckluftquelle erheblicher Leistung erfordert, ist sie für heterogenes Material mit fasrigen Bestandteilen, wie Stroh od. dgl., wegen der Gefahr einer Verstopfung der Düse nicht anwendbar und würde auch wegen der Unregelmäßigkeit des Widerstandes beim Abtrennen des austretenden Stranges sehr große Unterschiede in der Bruchlänge der erhaltenen Teilchen ergeben. Außerdem würde eine Masse mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt beim Austritt aus der Düse unter der Wirkung des Druckluftstromes auseinanderplatzen statt in einzelne Bruchstücke zu zerfallen.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Möglichkeit, organische Abfälle ohne mechanische Einwirkung von Schneid- oder Abtrenneinrichtungen und ohne Anwendung einer Granuliermaschine in Granulate von einer solchen Konsistenz und Struktur umzuwandeln, daß sie leicht und angenehm zu handhaben und zu transportieren sind und auch vom Boden schnell aufgenommen werden.

Dies wird erreicht durch ein Verfahren, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abfälle aus einer Strangpresse ohne Schneideinrichtung horizontal unter Bildung von Strangabschnitten ausgepreßt werden, wonach die Strangabschnitte in ein Verdampfungsbett mit einem virbrierenden, durchlöcherten und geneigten Boden überführt werden, durch welchen man die heißen Gase leitet.

Man braucht auf diese Weise keine Schneideinrichtung und keine Granuliermaschine mehr, sondern die Granulate bilden sich von selbst durch Bruch der Stränge, welche aus der Strangpresse austreten, und zwar vor allem unter der Einwirkung ihres eigenen Gewichtes und ihres freien Falles und nötigenfalls durch Vibrationen und Stoßeinwirkungen. Unter der Einwirkung ihres Gewichtes bilden sich schon Spuren von Rissen in den Strängen am Ausgang der Strangpresse.

Die Granulate bilden sich auf diese Weise von selbst ohne Druck, und zwar dank einem Feuchtigkeitsgehalt, welcher sorgfältig für die Rohmasse ausgewählt ist.

Die feuchten Granulate sind wenig zusammengepreßt und ihre natürliche oder künstliche Trocknung zur Erzielung eines Feuchtigkeitsgrades von 10—14% erfolgt regelmäßig auf den kleinen Stücken der Masse und unter gleichmäßigen Bedingungen. Die Endstruktur der Granulate ist porös und aufnahmefähig für Wasser,

was ihre Aufnahme durch den Boden erleichtert

Damit es möglich ist, die Bildung von Granulaten ohne Anwendung von Schneideinrichtungen zu erzielen, muB die Mischung einen Wassergehalt zwischen 45 und 60% aufweisen. Bei einem Feuchtigkeitsgehalt Ober 60% können sich die Stränge der Masse untereinander verkleben und zusammenballen. Liegt der Feuchtigkeitsgehalt dagegen unter 60%, sind die Massestränge brüchig und zerbrechen in Stücke, deren Länge zwischen ein- bis zweimal der Abmessung ihres Durchmessers entspricht. Bei Strängen mit zylindrischer Form entspricht daher deren Länge ein- bis zweimal derjenigen des Durchmessers. Die Brüche der Stränge erfolgen während des Fallens der Stränge auf die Transportbänder, durch die Vibrationen der Verdampfungsgeräte usw. Bei Feuchtigkeitsgehalten unter 45% besteht die Möglichkeit, daß die Materialstränge sich nicht gut ausbilden, vor allem wenn die auf das Material ausgeübten Drücke nicht sehr hoch sind. Andererseits werden die Reibungskoeffizienten der Masse an den öffnungen des Strangbildungsgitters erhöht und die Abnutzung wird erheblich gefördert

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend beispielsweise in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, dabei zeigt

F i g. 1 schematisch eine Anlage zur Vorbearbeitung einer Mischung organischer Abfälle bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 50 — 55%,

F i g. 2 schematisch in Seitenansicht die Zerkleinerung und die Walzung in der Einrichtung nach F i g. 1, .

Fig.3 schematisch die wesentlichen Teile der Einrichtung zur Erzielung des Endproduktes und

Fig.4 schematisch zusätzliche Einrichtungsteile für eine Einrichtung nach F i g. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung besitzt eine Lagerfläche 1 zur Lagerung von Dung und feuchten, organischen Massen, einen Ablaufgraben 2 für Jauche und sonstige Flüssigkeiten aus der Lagerung des Produktes auf der Fläche 1, ferner eine Lagerfläche 3 für trockene organische Massen und eine Mischfläche 4 zum Mischen von feuchten organischen und trockenen organischen Massen. Eine weitere Mischfläche 5 dient zum Mischen trockener organischer Massen und Jauche durch Befeuchtung .zwecks Bewirkung einer Gärung. Weiterhin sind ein Vortrockenofen 6 und eine Entgasungskammer 7 vorgesehen zur Entfernung aller Abgase aus der Produktionsstätte sowie derjenigen aus dem Vortrockenofen 6 und der Verdampfungseinrichtung, wie sie in F i g. 3 schematisch dargestellt ist. Die Anlage besitzt ferner einen Abzug 8 zum Austritt von Wasserdampfund abgekühlten Gasen in die Atmosphäre. Ferner ist vorgesehen ein Detektor 9 für Metallstücke, ein Klumpenbrecher 10, ein Walzenbrecher 12, um die harten Stoffe auf eine Größe unter 3 mm zu bringen, ein Förderband 11 zwischen dem Klumpenbrecher 10 und dem Walzenbrecher 12 und ein Abtransportband 13 zum Abtransport der Massen aus dem Walzenbrecher sowie eine Lagerfläche 14 für das auf diese Weise erhaltene Zwischenprodukt mit einem Wassergehalt von 50 - 55%. _bQ

Auf der Mischfläche 4 verwendet man vorzugsweise eine Eimerraupenketteneinrichtyng, welche eine gute Wirksamkeit zur Dosierung der Massen und aligemein eine gute Mischwirkung aufweist und die pflanzlichen Fasern vorzerkleinert. Diese Fläche 4 gestattet ein h₅ erstes Aussortieren von sichtbaren Fremdkörpern.

Die Vortrocknung in dem Ofen 6 erfolgt durch heißes Gas bei einer Temperatur von 120 bis 15O⁰C etwa, um die von der Fläche 4 kommende Mischung mit einem Wassergehalt von 70% auf einen Wassergehalt unter 60%, vorzugsweise nahe 50% zu bringen. In die Entgasungskammer 7 bringt man bestimmte Mengen feuchten organischer Massen, um sie dort abzulagern. Sie nehmen die Kalorien der heißen Gase und die trockenen Staubteilchen auf, welche zum Abzug mitgerissen und in der Entgasungskammer abgelagert werden. Diese Lagerung feuchter organischer Massen kann in dieser Entgasungskammer entweder statisch vorgenommen werden oder dynamisch mittels eines Bandes mit kontinuierlich funktionierendem Antrieb.

Die Herkunft der Rohmaterialien für die Lagerfläche 1 kann Stalldung sein und organische Abfälle, deren Feuchtigkeit zwischen 60 und 85% liegt Für die Lagerfläche 3 kommt getrockneter Stalldung in Frage, wie er bei bestimmten Geflügelhaltungen anfällt, sowie trockene organische Massen, beispielsweise Destillationsrückstände, sowie gesiebte Fabrikationsprodukte außerhalb vorgegebener Korngröße und Staub nach der Verdampfung und vor der Lagerung der granulierten Endprodukte während des Abfüllens in Säcke. Diese Materialien besitzen einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 10 und 30% Wasser je nach Herkunft. Diesen trockenen Ausgangsmassen wird Jauche und Abwasser von der Lagerfläche 1 und aus dem Graben 2 hinzugefügt.

Die verschiedenen möglichen Kreisläufe zwischen den Stellen 1 bis 7 sind durch Pfeile angedeutet. Mehrere Kreisläufe der feuchten Masse sind dabei vorgesehen, um den Prozentsatz der Feuchtigkeit zu senken und auf einen Wert unterhalb 60%, vorzugsweise nahe 50 — 55% Wasser zu senken, damit die Masse den Anforderungen zur Bildung von Granulaten aus kontinuierlichen Strängen ohne Schneideinrichtungen entspricht.

Eine bestimmte Menge organischer, feuchter Masse lagen in der Entgasungskammer 7, wo sie eine teilweise Verdampfung durch Aufnahme von Kalorien erfährt, welche von den Abgasen abgegeben werden, und wo sie sich an trockenen Staubteilchen anreichert, die von diesen Gasen mitgeführt werden. Die heterogene Masse aus der Entgasungskammer 7 wird auf die Mischfläche 4 gefördert. Nach einer ersten Homogenisierung, beispielsweise mittels eines Raupenschleppers, werden dieser Masse feuchte organische Massen von der Lagerfläche 1 zugemischt wenn sie zu trocken ist, oder trockene organische Massen von der Lagerfläche 3, wenn sie zu feucht ist. Dieses erhaltene erste Zwischenprodukt wird dann zu dem Detektor 9 für mechanische Fremdkörper gefördert, wie es mit dem Pfeil II angedeutet ist.

Bestimmte Mengen an feuchter organischer Masse der Lagerfläche 1 werden mit trockenen organischen Massen von der Fläche 3 gemischt und zu den Mischungen gefördert deren Feuchtigkeit in einem Wertbereich zwischen 45 und 60% liegt. Dieses erhaltene Zwischenprodukt wird ebenfalls wie das vorhergehend erwähnte zu dem Detektor 9 gefördert.

Die Jauche aus dem Graben 2 dient zur Bildung künstlichen Dunges auf der Fläche 5, indem die trockenen organischen Massen der Fläche 3 damit berieselt und gären gelassen werden. Auch das hierbei erhaltene Zwischenprodukt wird zu dem Detektor 9 geleitet, wie es mit dem Pfeil III angedeutet ist.

Bestimmte Mengen der feuchten organischen Massen der Fläche 1, homogenisiert auf der Fläche 4 und g gebenenfalls gemischt mit trockenen ornanischen

Massen von der Fläche 3, erreichen einen Feuchtigkeitsgrad von 70% und werden nach dem Eintritt des Vortrockenofens 6 geleitet, welchen sie mit einem Feuchtigkeitsgrad von 50 — 55% verlassen. Das hierbei erhaltene Zwischenprodukt wird ebenfalls wieder nach dem Detektor 9 gefördert, wie es mit dem Pfeil I angedeutet ist.

Auf den Mischflächen 4 und 5 kann man die sichtbaren Fremdkörper entfernen, wie Steine, Metallstücke, Holz, Gewebe, Kunststoff usw. Die Metalle, welche der visuellen Kontrolle entgangen sind, werden dann von dem Detektor 9 erfaßt. Das Zwischenprodukt wird dann gebrochen und gemischt in einem Klumpenbrecher 10 und hierauf gewalzt zwischen zwei Walzen 12, um dann bei 14 abgelagert zu werden. Der Klumpenbrecher 10 ist von bekannter Bauart, er enthält zwei sich gegeneinander drehende Walzen mit schraubenförmigen Schaufeln.

Der Vortrockenofen 6 kann beispielsweise mit Schweröl No. 2 betrieben werden und erzeugt Verbrennungsgase, gemischt mit Luft.

Diese gasförmige Mischung hat eine Temperatur in der Größenordnung von 120-150⁰C. Ein Vortrockenofen mit einer Kapazität von beispielsweise 9 Tonnen/Stunde Ausgangsmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 70% kann 6 Tonnen/Stunde Zwischenprodukt mit 55% Wasser produzieren. Das bedeutet eine Verdampfungsmöglichkeit von 3 Tonnen/Stunde Wasser.

Die Entgasungskammer 7 kann mit einem Transportband ausgestattet werden, welches mit geringer Fortbewegungsgeschwindigkeit läuft, damit sich die feuchten organischen Stoffe ausreichend lange innerhalb dieser Kammer befinden. Diese ist zur Aufnahme des trockenen Staubes aus den Abgasen und der noch vorhandenen Kalorien bestimmt. Im Falle einer Endproduktion von beispielsweise 4 Tonnen/Stunde Granulat mit 10-14% Wasser kann man 100-150 kg/ Stunde Staub erhalten und einen Teil der Kalorien von 300 000 m³/Stunde Gas aufnehmen, dessen Temperatur bei 60⁰C liegt Es ist auf diese Weise möglich. 20 Tonnen/Tag Material mit 55% Wasser zu erhalten, welches mit 75 - 80% Wasser verarbeitet wurde.

Die Abmessungen der einzelnen Maschinen der Anlage hängen von der gewünschten Stundenproduktion der Fabrikationseinheit ab. Für eine Produktionseinheit für die Herstellung von 4 Tonnen/Stunde eines Granulates mit 12% Restwasser und die Herstellung eines Zwischenproduktes mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 50—55% können beispielsweise Geräte mit folgenden Stundenleistungen verwendet werden:

Vortrockenofen: 6 Tonnen/Stunde. Entgasungskammer: 1 Tonne/Stunde. Mischer für feuchte organische und trockene

organische Massen: 1 Tonne/Stunde.

Mischer für trockene organische und flüssige Massen: 0,5 Tonne/Stunde.

Zusammenfassend bildet die erste Phase des Verfahrens, wie sie vorstehend beschrieben ist, die folgenden Vorteile: die Phase der Herstellung des Zwischenproiuktes ist unabhängig von der eigentlichen Herstellungsphase, was dem Ganzen eine große Flexibilität gibt Man führt diese Phase ans bis zur Erlangung eines Zwischenproduktes, welches keine harten Fremdkörper nit pflanzlichen, teilweise zerkleinerten Fasern enthält ind eine Feuchtigkeit in der Größenordnung von 50-55% Wasser aufweist. Diese Feuchtigkeit gestatte die Herstellung des Endproduktes durch kontinuierli ches Strangpressen ohne eine Schneideinrichtung unc ohne eine Granuliermaschine. Durch Anwendung geeigneter Mischverhältnisse vermindert man den Prozentgehalt an Feuchtigkeit, wodurch wiederum die Zuführung zusätzlicher Kalorien vermieden wird. Man nutzt die Aufnahme restlicher Kalorien und von Staub aus, welche in den Abgasen mitgeführt werden. Auf

ίο diese Weise erzielt man eine Wirtschaftlichkeit unter gleichzeitiger Lösung eines wesentlichen Problems der atmosphärischen Verschmutzung. Man verteilt dadurch die Anwendung der für das Endprodukt notwendigen Kalorien. Man spart zweifellos an der Gesamtsumme der notwendigen Kalorien für eine bestimmte Produktion, man wendet davon aber auch einen Teil für diese Vorbereitungsphase an und löst dadurch das Problem der Granulierung, was die Einsparung entsprechender Maschinen gestattet. Indem man sich an die Verwendung eines Zwischenproduktes mit bestimmter Feuchtigkeit hält, kann man endlich auch die Ausbeuten, die Funktionsweisen, die Ausstöße, die Arbeitsweisen und die Einstellungen der verschiedenen Maschinen der Endproduktion beherrschen.

Am Ende der ersten Phase hat man ein Zwischenprodukt, welches in losem Zustand ein pastenartiges, jedoch nicht kompaktes Aussehen besitzt und organische Massen mit einer Korngröße unter 0,5 mm enthält sowie harte, gewalzte Feststoffe, deren Korngröße dem Abstand der Walzzylinder 12 entspricht und etwa 3 bis 4 mm beträgt, ferner weiche oder faserige Elemente, die teilweise durch die Ketten des Raupenschleppers und durch den Klumpenbrecher zerkleinert sind und die aus Elementen geringer Stärke bestehen, deren Länge jedoch mehrere Zentimeter erreichen kann. Die mittlere Feuchtigkeit dieser Masse beträgt zwischen 50 und 55% Wasser.

In der in F i g. 3 dargestellten Anlage, weiche ganz allgemein eine Produktionsfabrik sein kann, wird dieses Zwischenprodukt zunächst durch Zerhacken homogenisiert, worauf man kontinuierliche Stränge durch Strangpressen bildet. Man läßt anschließend die Granulate sich ausbilden durch Bruch der Stränge vor und während der Verdampfung der Granulate und der Stränge, was mit heißen Gasen auf einem vibrierenden Boden oder durch Fluidisierung oder durch beide Maßnahmen erfolgt. Man siebt hierauf die Granulate, um die Teilchen außerhalb der gewählten Korngröße und den Staub zurückzuführen, worauf das Einsacken der Granulate durchgeführt wird.

Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Anlage besitzt einen Zuführungstrichter 15, durch welchen das Zwischenprodukt auf ein Förderband 17 gelangt, über welchem ein Zuführungsregler 16 angeordnet ist Dieser Zuführungsregler 16 ist an sich bekannt und besitzt Schaufeln, welche entgegen der Laufrichtung des Förderbandes 17 in Umdrehung versetzt werden. Die Fördermenge des Zwischenproduktes kann dadurch eingestellt werden, daß man auf die Laufgeschwindig keit des Förderbandes einwirkt oder den Abstand zwischen dem Regler 16 und dem Förderband 17 verändert

Die Anlage besitzt ferner wenigstens eine, im allgemeinen zwei Hackeinrichtungen 18, von denen die

f'5 eine zur Vorbereitung und die andere zur Endbearbeitung dient, weiterhin eine Strangpresse 20, ein Förderband 21 zwischen der Strangpresse und einem Verdampfungsbett 22 und einem vibrierenden Boden Ύ\

welcher geneigt angeordnet und durchlöchert ist zum Durchgang heißer Gase 24, die von einer nicht dargestellten Heißgasquelle kommen. Die Anlage enthält auch noch einen Elevator, welcher die aus dem Bett 22 kommenden Granulate in einen Ruhebehälter fördert, sowie ein Sieb und ein Staubsieb, ein Verdampfungsbett, um die Verdampfung gegebenenfalls zu beenden, eine Kühleinrichtung mittels kalter Luft für die Granulate, einen Lagersilo, eine Einrichtung zur Rückgewinnung des Staubes, welcher durch die Handhabung und die Erschütterungen in der Lagerung anfällt, und eine Absackeinrichtung mit Entstaubungsanlage. Alle diese Einrichtungen sind an sich bekannt und nicht dargestellt. Die verarbeitete Masse geht von einer Maschine in die andere, wie es durch die Pfeile in ,₅ der Schemazeichnung angegeben ist.

Sobald das Zwischenprodukt dauernd sehr faserig ist, wie es bei Mist mit außerordentlich viel Stroh der Fall ist, kann es zweckmäßig sein, zwei Hackeinrichtungen vorzusehen, wovon die erste der Vorbereitung und die zweite der Endbehandlung dient. Die erste Einrichtung ist daher so ausgebildet, daß sie die Fasern in Längen von einigen Zentimetern schneidet, während die zweite Einrichtung diese Fasern in Längen von einigen Millimetern schneidet. Im allgemeinen begnügt man sich jedoch mit der Verwendung nur einer einzigen Hackeinrichtung.

Diese Hackeinrichtung 18 besitzt eine Schneckenschraube 25, welche innerhalb eines Zylinders 26 mit horizontaler Achse drehbar gelagert ist. Das Produkt wird durch diese Schneckenschraube durch den Zylinder gefördert und gelangt zu einem Gitter 27, welches mit Löchern versehen ist. Das Ende der Schneckenschraube 25 ist in Berührung mit dem Gitter 27, und zwar in der Weise, daß der Winkel, welchen das Gewinde der Schneckenschraube und das Gitter bilden, bis auf Null abnimmt, um eine Scherwirkung zu erzielen. Es sind ferner nicht dargestellte Messer vorgesehen, welche durch die Schraubendrehung angetrieben werden und ebenfalls in Berührung mit dem Gitter stehen, um die Fasern abzutrennen, die sich zwangsläufig in Höhe der Eintrittsöffnungen des Gitters 27 ansammeln. Diese Maßnahme verhindert eine Verstopfung vor dem Gitter, wie es der Fall ist bei Hackeinrichtungen, die mit einfachem, axialem Druck der Masse gegen das Gitter arbeiten.

Eine sich drehende, äußere Schneideinrichtung 28 wird koaxial angetrieben mit einer gegenüber der Schneckenschraube 25 unterschiedlichen Geschwindigkeit Sie hat die Aufgabe, die Masse am Ausgang der öffnungen des Gitters 27 abzutrennen.

Für einen Ausstoß in der Größenordnung von 9 Tonnen/Stunde einer Masse mit 50—55% Wasser kann man beispielsweise eine Hackeinrichtung verwenden, deren Schneckenschraube einen Durchmesser von 600 mm und eine Steigung von 250—300 mm aufweist und die mit einer Geschwindigkeit von 20 Umdrehungen/Minute umläuft und mit zwei inneren Messern ausgestattet ist, welche fest an der Schraube sitzen und über das Gitter streichen. Man verwendet ein Gitter mit einer Stärke von 20 mm, durchbohrt mit Löchern von 30 mm Durchmesser in gleichmäßigem Abstand von 40 mm. Die Achse der Schneckenschraube ist vorzugsweise in einem Kugellager an dem Gitter gelagert

Die äußeren Messer 28, welche über das Gitter <-_? streichen, werden vorzugsweise angetrieben mit einer Geschwindigkeit von 100—200 Umdrehungen/Minute. Wichtig ist, daß die Masse niemals zusammengedrückt wird, sondern mechanisch kontinuierlich weitergefördert wird, bis sie durch die Löcher des Gitters hindurchgetreten ist.

Die Strangpresse 20 ist eine gleiche Maschine wie die Hackeinrichtung mit dem Unterschied, daß diese Maschine ein Gitter 29 besitzt, deren Austrittsöffnungen eine kleinere Abmessung aufweisen, und daß keine Schneideinrichtung für die gebildeten Stränge 30 vorgesehen ist. Es können Ablagerungen kleiner Faserteilchen an den Eintrittsöffnungen des Gitters 29 auftreten, welche dieses schnell verstopfen könnten. Zur Vermeidung dieses Nachteiles kann man Rakelmesser vorsehen, deren Umdrehung mit derjenigen der Schraube gekuppelt ist, wie es bei der Hackeinrichtung beschrieben wurde.

Für einen Strangausstoß von 9 Tonnen/Stunde, was einem Volumen in der Größenordnung von 8 m³/Stunde entspricht, verwendet man beispielsweise ebenfalls eine Schraube mit einem Durchmesser von 600 mm und einer Steigung von 250 bis 300 mm. die mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 20 Umdrehungen/Minute angetrieben wird, sowie ein Gitter in einer Stärke von 15 mm, durchbohrt mit Löchern mit einem Durchmesser von 10 mm in gleichmäßigem Abstand von 13 mm. Nach der Verdampfung besitzen die erhaltenen Granulate einen Durchmesser, dessen Wert um etwa 10% unterhalb desjenigen des feuchten Stranges mit 50 — 55% Wasser liegt. Die Längen der Grannulate sind etwa gleich dem einfachen oder doppelten Durchmesser.

In dem Verdampfungsbett 22 bilden die feuchten Granulate mit einem Wassergehalt von 50 — 55% auf dem perforierten Boden 23 eine Schicht welche von einer Mischung aus Gas und heißer Luft 24 mit einer Temperatur von 120— 150°C durchströmt wird. Diese Gase entstehen durch die Verbrennung von schwerem Oe! in einer Brennkammer, welche so ausgebildet ist, daß Luft zu der Endmischung zugemischt werden kann und sich erhitzt, worauf das Temperaturgleichgewicht sich einstellt. Die Schicht ist in Bewegung durch die üblicherweise auftretende Fluidisierung, wobei die einzelnen Teilchen gegenseitig bewegt werden. Darüber hinaus ist der Boden 23 um einige Grad gegen die Horizontale geneigt und kann zu vertikalen Vibrationen angeregt werden, so daß sich die ganze Schicht allmählich von dem Eintritt 31 nach dem Austritt 32 bewegt. Die Abgase werden in einem Abzug 33 gesammelt um in die Entgasungskammer 7 (Fig. 1) geleitet zu werden.

Die Stränge 30 mit entsprechendem Feuchtigkeitsgehalt weisen am Ausgang der Strangpresse 20 Bruchrisse auf. Am horizontalen Ausgang des Gitters 29 sind sie der Schwerkraft ausgesetzt, was ihren Bruch begünstigt Die Stränge fallen dann auf das Band 21, wo sie zerbrechen, und dann nochmals in das Bett 22, was weitere neue Brüche bewirkt Die heißen Gase, die Bewegungen der Granulate gegeneinander und die Vibrationen rufen weitere Brüche der Stränge in ihrer Länge hervor, welche dann etwa dem ein- bis zweifachen Durchmesser entspricht Die Granulierung wird auf diese Weise einzig und aliein erhalten durch physikalische Einwirkungen, ohne Schneiden, ohne Druck und ohne Granuliermaschine.

Man erhält im allgemeinen eine oberflächliche Verdampfung des Granulates, während der mittlere Kern noch immer feucht ist Die Kalorien, welche durch die heißen Gase übertragen werden, bewirken eine Erhöhung der Temperatur der granulierten Masse,

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wobei jedoch das Wasser im mittleren Kern eingeschlossen bleibt. Es ist daher zweckmäßig, eine Ruheperiode in einem zylindrischen Silo mit vertikaler Achse vorzusehen, damit das Wasser, welches in dem mittleren Kern enthalten ist, nach außen gegen den Umfang des Granulates wandert. Der Ruhesilo oder -behälter wird über eine obere öffnung mittels eines Elevators, beispielsweise eines Becherelevators, beladen. Der Behälter wird deswegen aufrecht stehend gewählt, um seine Entladung durch Schwerkraft durchführen zu können. Er ist zylindrisch ausgebildet, um ein Anhaften von Teilchen entlang winkliger Wände zu vermeiden, was zu Brückenbildungen führen kann.

An den Innenflächen des Behälters werden zweckmäßigerweise längs einer oder mehrerer Mantellinien ,₅ kleine, vibrierende Apparate angeordnet. Die Granulate bleiben in dem Behälter während einer ausreichenden Zeit, enwa eine Stunde, damit eine gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit erfolgen kann.

Die Teilchen außerhalb der gewünschten Korngröße und der Staub, welche durch Absieben entfernt sind, werden auf die Lagerfläche 3 zurückgefördert.

Die Verdampfung in dem Bett 22 bringt den Feuchtigkeitsgehalt mit einem Wert von 50 — 55% auf einen Wert von 10—14% und kann in einem einzigen Schritt ausgeführt werden, wenn die heißen Gase 24 niedrige Temperaturen in der Größenordnung von etwa 60°C aufweisen und wenn der vibrierende Boden 23 eine ausreichende Abmessung und eine schwache Neigung hat, damit die Kontaktzeit zwischen den heißen Gasen und den Granulaten ausreichend lang ist, um eine allmählich kontinuierliche und regelmäßige Verdampfung zu bewirken. Zur Behandlung größerer Mengen an Material in einem modernen, industriellen Maßstab sind die notwendigen Dimensionen so gewählt, daß das Bett mit vibrierendem Boden sehr platzraubend und seine Konstruktion sehr kostspielig wird, je länger der vibrierende Boden ist, wozu außerdem noch die erhöhte Antriebskraft für seine Vibration kommt.

Es ist indessen möglich, die Abmessungen und die Anlagekosten zu senken und die Ausbeute zu erhöhen, insbesondere die thermische Ausbeute, und zwar mit folgenden Maßnahmen: In dem Bett mit vibrierendem Boden wird die Masse in Form von Granulate einer ersten Entwässerungsphase unterzogen, welche sie einfach in einen nicht mehr klebenden Zustand überführt, worauf sie in einen Ruhebehälter gefördert wird. Anschließend daran wird sie einer Fluidisierungs- und Entwässerungsbehandlung in wenigstens einem Verdampfungsbett mit festem, perforiertem Boden unterworfen, durch welchen man heiße Gase leitet

Die einzige Bedingung, die man von der Masse fordert, die das Bett mit vibrierendem Boden verläßt, ist die, daß sie nicht mehr klebend ist Dies genügt die Bildung von Granulaten zu gewährleisten, welche nicht die Tendenz haben, sich wieder zusammenzuballen, so daß die Abmessungen dieses Bettes und die Ruhezeit der Masse in annehmbaren und wirtschaftlich vernünftigen Grenzen gehalten werden können.

Die heißen Gase, welche die Granulatschicht in dem Bett mit vibrierendem Boden durchströmt haben, sind arm an Kalorien und reich an Feuchtigkeit Sie werden vorzugsweise nicht mehr in die Entgasungskammer geleitet, da ihr Wärmeaustausch schwach ist, sondern zu dem Haufen Rohmaterial auf den Lagerflächen, so daß der Staub und die feinen Teilchen, welche von den Gasen mitgerissen werden, durch einfache Ablagerung zurückgewonnen werden könnea Die heißen Gase, welche das Bett mit festem Boden durchströmt haben, sind viel reicher an Kalorien und trockener und werden in die Entgasungskammer geleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit der Gase am Eintritt des Bettes mit festem Boden ist vorzugsweise verhältnismäßig hoch in einer Größenordnung von 4 m/sec.

Die zusätzliche Einrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Sie besitzt ein Transportband 34 am Ausgang des Bettes mit vibrierendem Boden 22, einen Ruhebehälter 35, ein erstes Verdampfungsbett 36 mit festem, durchlöchertem Boden 37, durchströmt von einem Strom aus heißem Gas 38 mit einer Temperatur von ungefähr 100°C und einer verhältnismäßig hohen Strömungsgeschwindigkeit von 4 m/sec, weiterhin ein Transportband 39, einen zweiten Ruhebehälter 40 und ein zweites Verdampfungsbett 41 mit festem, perforiertem Boden 42, aufgeteilt in zwei Abschnitte, von denen sich der erste Abschnitt 42a über die beiden ersten Drittel der Länge des Bodens 42 erstreckt und der zweite Abschnitt 426 über das dritte Drittel des geneigten Bodens. Der Abschnitt 42a wird von unten nach oben durchströmt von einem Strom aus heißem Gas 43 mit einer Temperatur von etwa 100°C und einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit in der Größenordnnung von 4 m/sec. Diese Gase werden aufgefangen über dem Bett mittels eines Abzuges 44. Der zweite Abschnitt 42b wird durchströmt von einem Strom Umgebungsluft 45, welcher am Ausgang durch eine Leitung 46 abgeleitet wird. Die Entgasungskammer 7 in Form eines Tunnels wird durchlaufen von einem Transportband aus Lattenrost 48, welches die feuchte Masse in Richtung des Pfeiles Fl fördert. Die heißen und mit Staub beladenen Gase, welche über den Verdampfungsbetten 36 und 41 abgeleitet werden, werden in den unteren Teil der Entgasungskammer 7 bei 49 im Gegenstrom eingeleitet.

Die vorgebrochenen Stränge, welche die Strangpresse 20 verlassen und deren Granulation in dem Bett 22 mit vibrierendem Boden 23 vollendet wird, bleiben in diesem Bett nur solange, wie es nötig ist, um einen nicht klebenden Zustand zu gewährleisten. Die Granulate werden dann in den Ruhebehälter 35 mittels des Transportbandes 34 gefördert und bleiben in diesem Ruhebehälter während einer Zeitlang, die notwendig ist, um eine gleichmäßige Verteilung des Feuchtigkeitsgehaltes in dem Granulat zu erhalten. Diese Ruhezeit erlaubt eine gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit der Granulate durch eine Selbstwiederbefeuchtung, welche vom Mittelpunkt nach dem Außenumfang vor sich geht Ein zweiter Kontakt mit heißen Gasen gestattet eine schnelle Verdampfung von Wasser am Außenumfang und in unteren Schichten, während die Verdampfung von Wasser in der Mitte eines bereits am Außenumfang und in unteren Schichten entwässerten Granulates einen zusätzlichen Kalorienaufwand und eine Erhitzung des Produktes erfordert, was dessen Qualitäten nachteilig beeinflussen kann.

Die Granulate werden dann in das Entwässerungsbett 36 mit festem Boden üblicher Bauart überführt, wo die Entwässerung unter der Einwirkung heißer Gase 38 vor sich geht Die Granulate, welche in dem Bett 36 ankommen, sind schon verhältnismäßig entwässert und warm. Darüber hinaus strömen die heißen Gase in dieses Bett mit festem Boden mit einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 4 m/sec ein und bewirken keinen sehr wesentlichen Wärmeaustausch, so daß die am Abzug 50 abgezogenen und in die Entgasungskammer 7 geleiteten Gase

verhältnismäßig trocken und heiß sind, so daß ein erhöhter Wärmeaustausch in der Entgasungskammer stattfindet.

Die Granulate werden dann in den zweiten Ruhebehälter 40 mittels des Transportbandes 39 überführt, wo eine neue gleichmäßige Verteilung ihres Feuchtigkeitsgehaltes stattfindet, woran anschließend sie iir das zweite Bett 41 gelangen. Im ersten Abschnitt 42a dieses Bettes wird die Entwässerung beendet und die am Abzug 44 abgezogenen Gase sind verhältnismäßig sehr heiß und trocken. In dem zweiten Abschnitt 42b werden die Granulate durch einen Luftstrom mit Umgebungstemperatur abgekühlt. Die am Abzug 46 abgezogene Luft besitzt eine Temperatur, welche die Umgebungstemperatur nur um einige Grade übersteigt und wird zu einem Haufen feuchter Masse auf einer Lagerfläche geleitet, wodurch der Staub und die feinen Teilchen durch einfache Ablagerung gewonnen werden. Die Granulate, welche das Bett 41 verlassen, können unmittelbar verwendet oder in Silos gelagert werden.

In der Entgasungskammer 7 durchströmen die heißen, /urückgeleiteten Gase 49 eine Schicht 51 aus feuchtem Rohmaterial, welches in einer Schichtdicke von etwa 250-300 mm mit herabgesetzter Geschwindigkeit bewegt wird, mit einer Strömungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 0,4 m/sec. Der Wärmeaustausch beim Durchströmen der Schicht aus feuchtern Rohmaterial bewirkt eine Verdampfung von Wasser,

ίο welche etwa achtmal größer ist als diejenige, die man durch einen oberflächlichen Wärmeaustausch erhält. Außerdem gewinnt man allen Staub und sonstige Teilchen zurück, welche von den Gasen mitgerissen weraen. Die Masse verläßt die Entgasungskammer 7 mit

i- dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt zwischen 50 und 55%. In einer abgewandelten Ausführungsform kann die Entspannungskammer auch mit einem festen Lattenrost ausgestattet sein.

Hierzu ? Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Umwandlung von organischen Abfällen in Granulat, wobei die homogenisierten und zerkleinerten Abfälle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 45—60% aus einer Strangpresse ausgepreßt und mittels heißer Gase getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle aus einer Strangpresse ohne Schneideinrichtung horizontal unter Bildung von Strangabschnitten ausgepreßt werden, wonach die Strangabschnitte in ein Verdampfungsbetl mit einem vibrierenden, durchlöcherten und geneigten Boden überführt werden, durch welchen man die heißen Gase leitet