DE2638387A1

DE2638387A1 - Verfahren zur verwertung von verbrauchten fahrzeuggummireifen

Info

Publication number: DE2638387A1
Application number: DE19762638387
Authority: DE
Inventors: Ludwig Fresenius; Remigius Dr Fresenius; Wilhelm Prof Dr Fresenius; Wilhelm Dr Schneider
Original assignee: Institut Fresenius Chemische und Biologische Laboratorien GmbH
Current assignee: Institut Fresenius GmbH
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1978-03-02

Description

Verfahren zur Verwertung von verbrauchten
Fahrzeuggummireifen Ein ernsthaftes Gegenwartsproblem ist die Ansammlung unzersetzlicher und unverwertbarer Abfallstoffe, besonders dann, wenn sie in großen Mengen anfallen. Hierzu gehören in erster Linie gebrauchte Fahrzeugreifen, für die eine Verwertung heute nur in sehr geringer Menge möglich ist, nicht zuletzt deswegen, weil ihre Zerkleinerung nicht oder nur äußerst schwierig und mit aufwendigen Schnitzelungsapparaturen möglich ist.
Auf diese Weise wird das Zerkleinerungsverfahren so kostspielig und langwierig, daß eine Verwertung verbrauchter Fahrzeugreifen in großen Massen nicht denkbar ist. Aus diesem Grund werden heute verbrauchte Fahrzeugreifen auf großen Arealen gestapelt, ohne daß man bereits irgendeine Möglichkeit einer künftigen Verwertung sieht. Ein Versatz derartiger Reifenhalden mit zersetzlichem Hausmll oder Erdreich ist nicht möglich, da die Reifen bei der Landverfüllung ein starres Gerüst mit zahlreichen Hohlräumen ergehen, die auf lange Zeit unerwünschte und gefährliche Setzerscheinungen mit sich hringen, ohne daß die Aufschüttung sich insgesamt verdichten kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, ein neues Verfahren zur Verwertung von verbrauchten Fahrzeuggummireifen zu bekommen, wobei das Kernstück dieses Verfahrens in einer vereinfachten und verbilligten Methode zur Zerkleinerung der Gummireifen bestehen muß.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwertung von verbrauchten Fahrzeuggummireifen ist dadurch gekennseichnet, daß man Kohlendioxid aus dieses enthaltenden industriellen Abgasen in an sich bekannter Weise durch Druckan wendung verflüssigt oder zu Trokkeneis verfestigt, die Gummireifen durch AbkUhung mit Hilfe des verflüssigten oder verfestigten Kohlendioxids versprödet und sie sodann in versprödetem Zustand zerkleinert.
Kohlendioxid enthaltende Abgase entstehen in zahlreichen industriellen Anlagen, wie Zementfabriken, Heizkraftwerken, Hochöfen oder anderen Anlagen, die Wärmeenergie durch Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe erzeugen. Außer durch die Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, wie von Kohle, Brennölen oder Kohlenwasserstoffgasen, entsteht Kohlendioxid auch vielfach als gasförmiges Abfallprodukt in chemischen Umsetzungen, wie bei der Zementherstellung oder bei der Herstellung von Branntkalk aus Kalkstein oder Dolomit durch Brennen, wobei als Reaktionsprodukt aus den Carbonaten Kohlendioxid freigesetzt wird.Auch beim Rösten carbonathaltiger Mineralien der verschiedensten Provenienz können Kohlendioxid enthaltende Abgase entstehen.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist im Regelfall keine Hochreinigung des Kohlendioxids der industriellen Abgase vor der Verflüssigung oder Verfestigung erforderlich, doch ist es gewöhnlich erforderlich, das C02 aus den Abgasen, wie Rauchgasen auszuwaschen und anschließend durch Strippen auf einen C02-Gehalt von wenigstens etwa 95, vorzugsweise wenigstens etwa 98 Vol.-% zu bringen. Das Auswaschen erfolgt beispielsweise bekanntermaßen mit Monoäthanolamin. Da es bei der erfindungsgemäßen Weiterverwendung der verflüssigten oder verfestigten Kohlensäure lediglich auf deren Kühlwirkung und nicht auf ihre Zusammensetzung oder Reinheit ankommt, kann das so konzentrierte C02 ohne weitere Reinigung direkt verflüssigt oder verfestigt werden.
Die Verf lÜssigungsbehandlung erfolgt durch Anwendung von Druck in bekannter Weise. Kohlendioxid läßt sich bei 20 OC bereits durch einen Druck von 56,5 at zu einer farblosen, leicht bejeglichen Flüssigkeit verflüssigen. Die Methode zur Verflüssigung von Kohlendioxid gehört zum Stand der Technik und ist für sich nicht Gegenstand der Erfindung. Beispielsweise ist die Kohlendioxidverflüssigung in Ullmann's Encyklopadie der Technischen Chemie (1957), Band 9, Seiten 767 bis 769 beschriehen.
Das verflüssigte Kohlendioxid, das gegebenenfalls durch andere Bestandteile des industriellen Abgases, wie Wasser, Staub oder dergleichen, verunreinigt sein kann, läßt man nun zweckmäßig in eine Zone expandieren, die die zu verwertenden Gummireifen enthält. Zweckmäßig handelt es sich bei dieser Zone um eine geschlossene Kammer mit einer Öffnung für das Einströmen des flüssigen Kohlendioxids mit einer Druckausgleichseinrichtung. Bei dem Expandieren des Kohlendioxids vergast ein Teil desselben so rasch, daß sich genügend Verdunstungskälte bildet, um den Rest auf etwa -80 OC zu kühlen. Dahei kann sich fester Kohlensäureschnee bilden.
Erfindungswesentlich ist aber insbesondere, daß sich auch die in der Expansionskammer befindlichen Gummireifen auf eine Temperatur in der angegebenen Größenordnung abkühlen und dabei ihren gummielastischen Zustand verlieren und verspröden. Stattdessen kann man zum Verspröden der Gummireifen auch Trockeneis verwenden, das in bekannter Weise durch Abkühlung und Druckanwendung gewonnen wurde.
Die Gummireifen mAssen dann zerkleinert werden, solange sie sich noch in versprödetem Zustand befinden. Diese Zerkleinerung kann mit herkömmlichen Einrichtungen erfolgen, mit Hilfe derer feste spröde Gegenstände zerkleinerbar sind Hierfür kommen übliche Mahleinrichtungen, Hammermühlen oder andere Zerkleinerungseinrichtungen in Betracht, mit denen die versprödeten Gummireifen zu Granulat oder Pulver zerkleinert werden, je nach der beabsichtigten Endverwendung.
Das erfindungsgemäße Verfahren eigent sich insbesondere zur Verwendung kohlendioxidreicher industrieller Abgase, etwa solcher, die bei der Zementhersdllung oder bei der Herstellung von Branntkalk entstehen.
Bei der Zementherstellung wird das Brenngut gewöhnlich durch Verbrennung kohlenstoffhaltiger Materialien, wie Koks, Kohle, Öl oder Gas, mit Hilfe der dahei entstehenden Verbrennungsgase aufgeheizt, und dabei lauien in dem Brenngut Reaktionen ab, in deren Verlauf Wasser und Kohlendioxid entstehen, und an das Gas abgegeben werden. Die den Zementofen verlassenden Rauchgase enthiten somit Kohlendioxid aus der Verbrennung kohlenstoffhaltigerHeizstoffe wie auch aus den chemischen Umsetzungen des zementbildenden Brenngutes, so daß diese Rauchgase besonders kohlendioxidreich sind. Das erfindungsgemäß Verfahren eignet sich daher besonders für die Verwendung solcher aus der Zementherstellung stammender Rauchgase, aber auch zur Verwendung anderer kohlendioxidreicher industrieller Abgase.
Das zerkleinerte Gummireifenmaterial in der Form von Granalien oder Pulvern, das nach dem Zerkleinern oder Mahlen erhalten wurde, kann auf unterschiedlichen technischen Gebieten weiter verwendet werden. Beispielsweise kann das zerkleinerte Material als Füllstoff etwa für Straßenbeläge bituminöser Zusammensetzung, als Schüttung für Sportplätze, wie Reitplätze oder dergleichen, oder auch zur Landauffüllung zusammen mit anderen Abfallmaterialien verwendet werden, da es für diese Anwendungen schnell und leicht in genügend feinteiligem Zustand zerkleinert werden kann. Dieser feinteilige Zustand spielt bei SchUttungen und Landverfüllungen eine besondere Rolle, um unerwunschte spätere Setzerscheinungen zu vermeiden.
Besonders zweckmäßig erscheint es aber, das zerkleinerte Reifenmaterial als Brennstoffe, etwa als Teil des schweren Heizöls, in industriellen Anlagen zu verwenden, vorzugsweise in jenen Anlagen, die das für die Versprödung verwendete kohlendioxidhaltige Abgas erzeugen. Auf diese Weise wird energiemäßig das Verfahren in sich geschlossen, d. h. ein Teil der für die Verflüssigung oder Verfestigung des Kohlendioxids erforderlichen Energie wird in der gleichen Gesamtanlage durch Erzeugung von Verbrennungswärme wieder für das gleiche Verfahren nutzbar gemacht, so daß die Nettoenergiekosten für das erfindungsgemäße Gesamtverfahren relativ niedrig gehalten sind. Es ist also eine zweckmßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn man Rauch gas aus der Zementherstellung als CO2-haltiges industrielles Abgas verwendet, wenigstens einen Teil des zerkleinerten Gummireifenmaterials in den Zementbrennöfen wieder als Brennstoff einzusetzen. Entsprechendes gilt für andere Anlgen, die das C02-haltige industrielle Abgas erzeugen, wie Brennöfen für die Herstellung von Branntkalk aus Kalkstein oder Dolomit.
Zweckmäßig ist es, daß das gesamte System der Kohlensäuregewinnung, der Gewinnung der Kälteenergie aus der Kohlensäure, der Zerkleinerung und der Rückverwendung der zerkleinerten Anteile als Brennstoff in nahe benachbarten Anlagen erfolgt und daß durch entsprechende Isolation ein Verlust an Kälteenergie möglichst vermieden wird. Die verwendeten Mahleinrichtungen sollten bei den entsprechenden Tieftemperaturen verwendbar sein.
Unabhängig von der Weiterverwendung des zerkleinerten Reifenmaterials ist auf jeden Fall davon auszugehen, daß die für das erfindungsgemäße Verfahren aufzuwendenden Nettoenergiekosten und Betriebskosten geringer sein werden als die für den Transport und die Ablagerung verbrauchter Fahrzeugreifen erforderlichen Kosten, wobei noch hinzukommt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein echter Verbrauch der Gummireifen erfolgt, sei es durch Verbrennung, durch Landverfüllung auf Dauer oder durch Verwendung als Füllstoffe, während die Lagerung unzerkleinerter Fahrzeugreifen auf Dauer keine Lösung des Problems mit sich bringt und eine ständig wachsende Umweltbelastung darstellt.
Ein zusätzlicher Vorteil des Verfahrens ist die Abgabe eines Abgases, das weniger reich an Kohlensäure ist. Die Kohlensäure im Abgas ist zwar nicht schädlich, ist aber einerseits ein Wertstoff, der durch geeignete Verfahren gewonnen werden und ohne Hochreinigung einer - wie vorgeschlagen - sinnvollen Verwendung unterzogen wird. Andererseits ist eine laufende zusätzliche CO2-Emission in die Atmosphäre auch nicht erwünscht, weil eine allmähliche Anreicherung von C02 stattfindet, das durch die Assimilierungsprzesse der Pflanzen nicht vollständig verbraucht wird.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Verwertung von verbrauchten Fahrzeuggummireifen, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlendioxid aus kohlendioxidhaltigen industriellen Abgasen in an sich bekannter Weise durch Druckanwendung verflüssigt oder zu Trockeneis verfestigt, die Gummireifen durch Abkühlung mit Hilfe des verflüssigten oder verfestigten Kohlendioxids versprödet und sie dann in versprödetem Zustand zerkleinert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das verflüssigte Kohlendioxid in eine die Gummireifen enthaltende Zone expandieren läßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als industrielle Abgase Rauchgase aus der Zementherstellung verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kohlendioxid vor der Verflüssigung oder Verfestigung bis zu einer Konzentration von wenigstens 95 Vol.-%, vorzugsweise von wenigstens 98 Vol.-% vorreinigt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dåß man die versprödeten Gummireifen zu Granulaten oder Pulvern zermahlt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die zerkleinerten Gummireifen als Brennstoff für die Erzeugung kohlendioxidhaltiger Abgase verwendet und das Kohlendioxid dieser Abgase nach seiner Verflüssigung zur Versprödung weiterer Reifen verwendet.