DE9321650U1 - Vorrichtung zur Zerkleinerung von zu entsorgenden Geräten, die Hartschaum- oder Hartkunststoffe aufweisen - Google Patents

Description

MeWa Recycling Maschinen und Anlagenbau GmbH, Im Sohlengrund 2, 75395 Osteisheim

Vorrichtung zur Zerkleinerung von zu entsorgenden Geräten, die Hartschaum- oder Hartkunststoffe aufweisen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von zu entsorgenden Geräten, die Hartschaum- oder Hartkunststoffe aufweisen, insbesondere zur emissionsfreien Rückgewinnung von Fluorkohlenwasserstoff aus Polyurethanschaumisolierungen und anderen Bestandteilen, insbesondere von Kühlgeräten und Kühlschränken, wobei der Hartschaum- oder die Hartkunststoffe zusammen mit den übrigen Geräteteilen in einer Zerkleinerungseinrichtung zerkleinert werden und wobei die Zerkleinerung in einem gegenüber der Umgebung abgeschlossenen Raum erfolgt.

In der DE-OS 39 33 81 ist ein derartiges Verfahren

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und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Aus Umweltschutzgründen wird bei diesem vorbekannten Stand der Technik das entweichende Fluorkohlenwasserstoffgas, kurz FCKW genannt, aufgefangen, in einer Kondensierungseinrichtung verflüssigt und auf diese Weise umweltfreundlich zurückgewonnen. Das darin beschriebene Verfahren und die Anlage hierzu ist jedoch noch relativ aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf umweltfreundliche und rationelle Weise, eine Zerkleinerung des zu entsorgenden Gesamtproduktes für eine nachfolgende Trennung bzw. Sortierung zu erreichen.

Außerdem soll bei Vorhandensein von Polyurethan oder anderen Kunststoffen auch eine saubere Rückgewinnung der dabei entstehenden Gase, insbesondere von Fluorkohlenwasserstoff, möglich sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Zerkleinerungseinrichtung nach dem Mühlensystem arbeitet, wobei die Zerkleinerung unter anderem durch eine Bewegung des Mahlgutes untereinander erfolgt, und wobei im wesentlichen die folgenden Schritte vorgenommen werden:

a) Befüllen der Zerkleinerungseinrichtung mit dem zu zermahlenden Gut;

b) Im allgemeinen - Inertisieren des Innenraumes der Zerkleinerungseinrichtung;

c) Vermählen des zu zerkleinernden Gutes;

d) Evakuieren des Inertgases und von bei der Vermahlung entstehenden Gasen;

e) Austragen des zerkleinerten Mahlgutes.

Dadurch erfolgt eine rationelle und sehr umweltschonende, emissionsfreie Zerkleinerung des zu entsorgenden Gesamtgutes.

Im Unterschied zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen, bei denen die Zerkleinerung von zu entsorgenden Geräten durch Schneideeinrichtungen und durch eine Siebung erfolgt, wird nunmehr unter anderem eine Zerkleinerung durch eine Bewegung des Mahlgutes untereinander und eine daraus resultierende Reibung vorgenommen.

Neben einer Zerkleinerung von Hartschaumkunststoffen, wie insbesondere Polyurethanhartschaum', kann die Vorrichtung auch zum Granulieren von Hartkunststoffabfällen, z.B. Joghurtbechern, Blumentöpfen, Computergehäusen, Polystyrol oder anderen Hartkunststoffformteilen genutzt werden, welche z.B. mit Metall im Verbund sind und nicht mit bekannten Zerkleinerungseinrichtungen zerkleinert werden können.

Versuche in der Praxis haben gezeigt, dass mit dem in der Vorrichtung ablaufenden Zerkleinerungsverfahren durch die auftretenden unterschiedlichen Bruchcharakteristiken des Mahlgutes unterschiedliche Bruchstücke mit den verschiedensten Größen entstehen, wodurch z.B. eine nachfolgende Sortierung durch Siebung und/oder Windsichtung möglich wird. So hat sich z.B. herausgestellt, dass Polyurethane auf Korngrößen von weniger als 0,2 mm vermählen werden können, auch wenn sie durch Fremdstoffe, wie z.B. Metalle, Steine, Schmutz oder dergleichen verunreinigt sind, wobei

dies in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen kann.

Die Vermahlung erfolgt durch Schlagwerkzeuge und die Bewegung des Mahlgutes untereinander, wobei gleichzeitig auch eine Zentrifugalbewegung ausgenutzt wird.

Die Vermahlung selbst erfolgt in einem geschlossenen Raum, wobei z.B. durch einen erwärmten, gasförmigen Säckstoff eine Inertisierung des Innenraumes der Zerkleinerungseinrichtung erfolgt Die Vermahlung selbst kann unter erhöhten Temperaturen, z.B.' zwischen 50 bis 80° C vorgenommen werden, wodurch eine bessere Ausgasung erreicht wird. Andererseits sind diese Temperaturen noch zu niedrig, als dass die Gefahr eines Auftretens von schädlichen Zersetzungsprodukten besteht

In vorteilhafter Weise wird man eine Vermahlung der Polyurethanbestandteile auf weniger als 2 mm, noch mehr bevorzugt auf Korngrößen von kleiner als 0,5 mm vornehmen. Beste Werte haben sich bei einer Korngröße von unter 0,2 mm ergeben.

Grundsätzlich ist eine Vermahlung der Kunststoffe auf eine Größe, die kleiner oder gleich der Zellgröße der KunststoffStruktur ist, am vorteilhaftesten, denn dabei lässt sich eine Ausgasung, z.B. bei Polyurethan, am besten durchführen.

Bei einer derartigen Vermahlung lässt sich auch hinterher eine einfache und rationelle Trennung des Polyurethangranulates von den übrigen Mahlgut, z.B. durch einen Windsichter, vornehmen.

Eine dazu geeignete Vorrichtung besteht darin, dass

hierfür eine Mühle als Zerkleinerungseinrichtung mit Schlagwerkzeugen vorgesehen ist, wobei die Mühle gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossen ist, mit einer Beschickungsöffnung für das Mahlgut, einem Austragsschacht für das vermahlene Gut und mit einer Absaugleitung für Inertgas und gasförmiges Mahlgut, insbesondere von Fluorkohlenwasserstoff.

Es ist vorgesehen, dass die Schlagwerkzeuge aus einer Vielzahl von biegsam oder gelenkig miteinander verbundenen Einzelschlaggliedern bestehen.

Als Schlagglieder sind z.B. Ketten geeignet, die mit einem Ende im Bereich einer zentralen rotierenden Nabe angeordnet sind.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, dass im Inneren der Mühle eine Membrane angeordnet ist, die den Platz der abzusaugenden Inertluft einnimmt. Die Membrane dient dazu, einen zu hohen Unterdruck sowie eine Verdünnung der Abluft durch Spülgas bzw. nachströmende Luft auszuschließen. Hierzu wird aus einer gesonderten Kammer eine Membrane eingesaugt, welche den Platz der abzusaugenden Inertluft einnimmt.

Um einen sauberen Austrag des zerkleinerten Mahlgutes zu erhalten, ohne die Gefahr eines Herausschleuderns von Material, kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass sich an die Austragsöffnung eine Prallwand anschließt. Die Prallwand fängt die Stoppenergie ab und sorgt dafür, dass das Mahlgut seine Geschwindigkeit verliert und dann - gegebenenfalls nach einer entsprechenden Umleitung - nach unten ausgetragen werden kann.

Im allgemeinen wird man an die Zerkleinerungseinrichtung einer Sortiereinrichtung anschließen, wobei man diese mehrstufig ausbilden wird, um eine saubere und möglichst sortierte Trennung der unterschiedlichen Materialien zu erreichen.

Der Betrieb kann zyklisch bzw. chargenweise erfolgen.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Zerkleinerungseinrichtung, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 eine weitere Seitenansicht der Zerkleinerungseinrichtung nach der Fig. 1 aus anderer Richtung.

Die Zerkleinerungseinrichtung ist nach Art einer Mühle als doppelwandiger Behälter 1 aufgebaut, der durch einen Deckel 2 druckdicht verschlossen werden kann. Zur Schallisolierung kann der Behälter 1 mit einer Schallisolierungsauflage 3 versehen sein. Der Behälter 1 besitzt eine zylinderförmige Gestalt mit einer vertikalen Längsachse, wobei der Deckel 2 sich auf der Oberseite befindet.

Von der Unterseite her ist eine Antriebswelle 4 in den Behälter eingeführt, wobei an dessen Ende ein Aufnahmekopf 5 in Form einer Nabe koaxial zur Längsachse des Behälters 1 angeordnet ist.

Die Antriebswelle 4 ist über einen Keilriemenantrieb 6 mit einem Antriebsmotor 7 verbunden, der an einer Motor-

aufhängung 8 befestigt ist.

Der Behälter 1 ist mit Standbeinen 9 versehen, wobei zur Vibrationsdämpfung Schwingmetalle 10 zwischen den Standbeinen 9 und dem Boden vorgesehen sind.

Der Behälter 1 ist weiterhin mit einem Anschlussstutzen 11 zur Einführung von gasförmigem Stickstoff, einem Torrmeter 12 mit einem Sicherheitsventil zur Behälterdrucküberwachung, mit einer Absaugleitung 13 zur Evakuierung des Inertgases und mit einem Austragsschacht 14 versehen. Über eine hermetisch verriegelbare Beschickungsöffnung 15 erfolgt die Beschickung des Behälters mit den zu zerkleinerten Geräten, z.B. einem Kühlschrank.

Über eine Andruckeinrichtung 16 mit einem Hebelgestänge lässt sich der Deckel 2 druckdicht verschließen. Über das Gestänge der Andruckvorrichtung 16 lässt sich der Deckel im Bedarfsfalle auch wieder öffnen, wozu zur Erleichterung auch eine Deckelführung 17 vorgesehen sein kann.

An dem Aufnahmekopf 5 sind als Schlagwerkzeuge wenigstens zwei sich gegenüberliegende Ketten 17 jeweils mit ihrem inneren Ende befestigt.

An dem Deckel ist ein Anschlussstutzen 19 angeordnet, an dem eine Membrane 18 mit ihren vorderen offenen Enden befestigt ist. Die Membrane 19 ist an ihrem hinteren Ende mit einem Seil 20 oder dergleichen verbunden. Über Umlenkrollen 21 ist das Seil zu einem Gegengewicht 22 geführt, womit die Membrane 18 gespannt ist.

Die erfindungsgemäße Zerkleinerungseinrichtung funk-

tioniert auf folgende Weise:

Zur Zerkleinerung und zum Zurückgewinnen von Fluorkohlenwasserstoff und für ein nachfolgendes sortiertes Trennen der Bestandteile des zu zerkleinernden Gutes wird dieses in den Behälter 1 von oben her eingebracht. Anschließend wird über den Anschlussstutzen 11 gasförmiger Stickstoff zur Inertisierung des Behälterinneren eingeblasen. Nach dieser Inertisierung wird der Motor 7 aktiviert und durch die Ketten 17 wird in Verbindung mit der zentrifugischen Bewegung das eingebrachte Mahlgut zerkleinert Aufgrund der Wirkung der elastischen Ketten und einer Eigenbewegung und Reibung des Mahlgutes untereinander, erfolgt eine sehr weitgehende Zerkleinerung. Insbesondere wird eine Vermahlung von Polyurethan-Bestandteilen auf eine Korngröße von unter 0,2 mm erreicht. Die Zerkleinerung des Mahlgutes erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen zwischen und 80° C, wodurch eine bessere Ausgasung erreicht wird.

Nach Beendigung des Mahlvorganges bleibt die Mühle bzw. der Behälter noch geschlossen. Über die Absaugleitung 13 wird die Inertluft mit den freigewordenen Gasen aus der Mühle abgesaugt und zu einer nicht dargestellten Kondensationseinrichtung weitergeleitet um eine Trennung und Sammlung der gasförmigen Bestandteile zu erreichen.

Um einen zu hohen Unterdruck sowie eine Verdünnung der Abluft durch Spülgas bzw. nachströmende Luft auszuschließen, wird über den im Deckel 2 angebrachten Anschlussstutzen 19, an dem die Membrane 18 befestigt ist die Membrane 18 in das Innere des Behälters 1 eingesaugt Die Membrane 18 ist derart ausgestaltet bzw. derart elastisch, dass sie sich praktisch nahezu vollständig an die Innenwände des Behälters 1 anlegt und damit den Platz der abzusau-

genden Inertluft einnimmt.

Wenn das Behälterinnere auf diese Weise evakuiert ist, schaltet ein nicht dargestelltes Pumpenaggregat die Absaugung ab und das zerkleinerte Mahlgut kann über den Austragsschacht 3 nach Öffnung eines entsprechenden Absperrdeckels aufgetragen werden. Eine nicht dargestellte Prallwand kann dabei für ein geordnetes Austragen sorgen. In einer nicht dargestellten nachgeschalteten Sortiereinrichtung erfolgt dann die Sortierung des zerkleinerten Mahlgutes durch Siebung und Windsichtung. Durch die unterschiedliche Bruchcharakteristik des Mahlgutes, zerkleinern sich die einzelnen Materialien zu jeweils unterschiedlichen Korngrößen.

So ist eine Sortierung durch Siebung und Windsichtung möglich. Während des Austragvorganges bleibt die Mühle noch geschlossen. Lediglich der Absperrdeckel vor dem Austragsschacht ist geöffnet. Anschließend wird der Motor 7 der Zerkleinerungseinrichtung nochmals eingeschaltet wobei durch die Anordnung des Austragsschachtes 14 im unteren Bereich der ümfangswand in Folge der Zentrifugalkraft durch die Ketten 17 das zerkleinerte Material ausgetragen wird. Nach Sortieren des Rein-PUR-Pulvers aus dem Gemisch, kann dieses nochmals in einer geschlossenen Kammer auf ca. 140 bis 17O⁰C erhitzt werden (Verweildauer ca. 1 bis 10 min.) und die dabei freiwerdenden Rest-FCKW-Gase aus der Matrix (ca. 1,5 Gew.%) abgesaugt und dem Kondensator zugeführt werden.

Nach einem Austrag des Mahlgutes kann das Innere des Behälters belüftet werden, wobei die Membrane 18 durch das Gegengewicht 22 wieder aus dem Inneren des Behälters 1 herausgezogen wird und in die in der Fig. 1 dargestellte Po-

sition zurückgebracht wird.

Mit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungseinrichtung können die verschiedenartigsten Stoffe verarbeitet werden. Grundsätzlich ist sprödes Material selbstverständlich am besten geeignet, wobei sich herausgestellt hat, das Verunreinigungen metallischer Art nicht besonders hinderlich sind. Derartige metallische Verunreinigungen werden im allgemeinen in größerer Form ausgeschieden, so dass sie leicht aussortiert werden können.

Neben einer Verwendungsmöglichkeit zur Entsorgung von Kühlgeräten, kann die Zerkleinerungsvorrichtung auch zur Entsorgung von anderen Teilen dienen, die Polyurethan aufweisen. Ein zunehmend wichtig werdendes Einsatzgebiet ist hierbei das Recyceln von Kfz-Teilen, wie z.B. polyurethan-geschäumte Hohlkörper mit Hartkunststoffhüllen, wie z.B. Armaturenbretter. Derartige Teile können ohne Vorbehandlung der darin enthaltenen metallischen Teilen verarbeitet werden, wobei gleichzeitig die Fluorkohlenwasserstoffe zurückgewonnen werden können.

Wenn statt Polyurethan andere Hartschäume oder Hartkunststoffe zu entsorgen sind, kann — je nach Art der zu entsorgenden Kunststoffe — eine nachgeschaltete Kondensierungseinrichtung für die dabei entstehenden Gase entfallen. Eine Inertisierung des Inneren der Mühle wird man jedoch im allgemeinen vornehmen, um Staubexplosionen vorzubeugen. Selbstverständlich können jedoch auch im Bedarfsfalle andere bei der Vermahlung entstehende gasförmigen Bestandteile zurückgewonnen oder entsorgt werden, wenn diese zusammen mit dem Inertgas aus dem Inneren der Mühle abgesaugt werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Zerkleinerung von zu entsorgenden Geräten,
mit einem bezüglich einer Längsachse zylinderförmigen Behälter (1) mit vertikaler Längsachse, der einen gegenüber der Umgebung abgeschlossenen zylindrischen Raum für das Mahlgut und eine Beschickungsöffnung (15) aufweist, wobei im unteren Bereich der Umfangswand des Behälters (1) ein Austragschacht (14) für das vermahlene Gut angeordnet ist,
mit einer Antriebswelle (4), die von der Unterseite her in den Behälter (1) eingeführt ist und an deren Ende ein Aufnahmekopf (5) in Form einer Nabe koaxial zur Längsachse des Behälters (1) angeordnet ist,
mit einem Antriebsmotor (7), der mit der Antriebswelle (4) verbunden ist, und
mit Schlagwerkzeugen (17), die mit dem Aufnahmekopf (5) verbunden sind und die aus einer Vielzahl von biegsam oder gelenkig miteinander verbundenen Einzelschlaggliedern bestehen und die auf Höhe des unteren Bereichs der Umfangswand angeordnet sind,
wobei eine Zerkleinerung durch eine Bewegung des Mahlgutes untereinander und eine daraus resultierende Reibung vorgenommen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge aus wenigstens zwei Ketten (17) bestehen, die sich gegenüberliegend mit ihrem jeweils inneren Ende an dem Aufnahmekopf (5) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (7) mit der Antriebswelle (4) über einen Keilriementrieb (6) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) an seiner Oberseite einen Deckel (2) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Austragschacht (14) eine Prallwand anschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit einer Absaugleitung (13) für Inertgas und gasförmiges Mahlgut verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das Innere der Mühle eine Membrane (18) einbringbar ist, die den Platz abzusaugender Inertluft einnimmt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an die Mühle eine Sortiereinrichtung angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortiereinrichtung mehrere Sortierstufen zur Sortierung von Grobmaterial, Metall, Kunststoffen, Polystyrol und Polyurethan getrennt in Fraktionen, Feinmetall und dergleichen aufgeteilt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Absaugleitung (13) eine Kondensierungseinrichtung für freigewordenes Fluorkohlenwasserstoff/Luftgemisch anschließt.