DE60104846T2

DE60104846T2 - Verfahren und anlage zur verarbeitung von abfall

Info

Publication number: DE60104846T2
Application number: DE2001604846
Authority: DE
Inventors: Jouko Hautala; Petri Ristola; Petteri Riivari; Kai SIPILÄ
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: DE60104846D1; WO2001089730A3; KR20030014239A; EP1289683A2; AU6238101A; WO2001089730A2; ATE273087T1; CA2409607A1; AU2001262381B2; FI121060B; EP1289683B1; JP2003534123A; FI20001219A; US20030178345A1; EP1289683B2; DE60104846T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von Abfallstoff, insbesondere für ein Nutzen von in dem Abfallstoff enthaltenem recyclingfähigen Material gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Abfallbehandlungsanlage insbesondere eine Anlage für ein Aufbereiten von Abfallstoffanteilen, die für ein Recycling von Material geeignet sind, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Anlage sind beispielsweise aus der Druckschrift GB-A-2 026 019 bekannt.
Im Stand der Technik waren die Wahlmöglichkeiten, die beim Deponieren und Behandeln bzw. Aufbereiten von Abfallstoff zu Verfügung standen, das Transportieren zu Deponien, die Verbrennung in Massenverbrennungsanlagen und – in einem begrenzten Maße – die Wiedergewinnung von recyclingfähigen Materialien. Die zuletzt erwähnte Wahlmöglichkeit macht im Allgemeinen ein Trennen von Abfallstoffen an der Quelle erforderlich, wobei recyclingfähige Abfallstoffanteile wie beispielsweise Bioabfallstoff, Papier und Karton, Glas und Metalle getrennt werden und getrennt gesammelt werden. Jedoch ist eine Quellentrennung stets unzulänglich, was bedeutet, dass die Menge an vermischtem Abfallstoff derzeit beträchtlich ist, was auch in der Zukunft der Fall sein wird.
Die Form von Energierückgewinnung, die unlängst populär geworden ist, ist eine Form, bei der REF-Brennstoff (REF = Recovered Fuel; Brennstoff aus getrenntem trockenem Abfall) und / oder RDF-Brennstoff (RDF = Refuse Derived Fuel; Brennstoff aus unsortiertem, festem Abfall), der von Abfallstoff aufbereitet worden ist, entweder in herkömmlichen Boilern zusammen mit anderem Brennstoff oder als der Hauptbrennstoff in Verbrennungsanlagen verbrannt wird, die speziell für REF-Brennstoff / RDF-Brennstoff gestaltet sind. Die Abfallstoffe, die am besten für die Energiewiedergewinnung geeignet sind, umfassen Verpackungsabfallstoffe, Papierabfallstoffe und Kunststoffabfallstoffe aus der Industrie und dem Handel und auch Bauabfallstoffe, die eine Größenordnung von 70–80% der Menge an Abfallstoff ausmachen können, der üblicherweise zu den Deponien transportiert wird. Trockener Haushaltsabfallstoff kann ebenfalls bei der Produktion von Energie unter der Vorraussetzung verwendet werden, dass unter anderem Metalle, Glas und Bioabfallstoff von diesem zunächst getrennt werden.
Am ökonomischsten wird REF-Brennstoff aus einem an der Quelle getrennten verbrennbaren Abfallstoffanteil hergestellt, d.h. dem sogenannten Energieanteil des Abfallstoffes. Die Aufbereitungsstufen von diesem REF-Brennstoff (Recovered Fuel) umfassen typischerweise das Entfernen von Stücken mit Übergröße, das Zerkleinern des Abfallstoffes, das Trennen von Metallen und auch das Entfernen von Sand und Steinen. Fertiger REF-Brennstoff enthält hauptsächlich Kunststoff, Holz, Papier und Karton. Der Anteil von Verunreinigungen in dem Brennstoff kann beispielsweise in der Größenordnung von 5% in Abhängigkeit von dem Sortierprozess sein. REF-Brennstoff kann außerdem aus unsortiertem vermischten Abfallstoff durch mechanische Handhabungsprozesse hergestellt werden, wobei in diesem Fall das Endprodukt RDF-Brennstoff (Refuse Derived Fuel) genannt wird. Ein Unterschied in Bezug auf die Handhabung des an der Quelle getrennten Abfallstoffes wird durch eine stärker vermischte Zusammensetzung des Abfallstoffrohmaterials gebildet, die sich hauptsächlich als ein höherer Bioabfallstoffgehalt zeigt. Folglich sind mehr Sortierstufen bei der Herstellung von RDF-Brennstoff als bei einer REF-Anlage erforderlich, beispielsweise gravimetrische Trennstufen, d.h. Sortierstufen auf der Basis der Größe und der Dichte von Partikeln, wodurch schwerer Stoff wie beispielsweise Nahrungsmittelreste, effizient von dem für die Verbrennung gedachten Anteil getrennt werden kann. Die Zusammensetzung von fertigem RDF-Brennstoff ist der Zusammensetzung von REF-Brennstoff sehr ähnlich, jedoch kann der Anteil von Verunreinigungen in ihm geringfügig höher sein, beispielsweise in der Größenordnung von 8%.
Energiewiedergewinnung von Abfallstoff sollte nicht dem Selbstzweck dienen, sondern eher eine vernünftige makroökonomische Rückgewinnung von Abfallstoffen anstreben oder diese unschädlich zu gestalten. Bei sämtlicher Rückgewinnung von Abfallstoff sollte die Hauptaufgabe die Wiedergewinnung von Materialien sein, die in dem Abfallstoff enthalten sind, wenn dies ökonomisch profitabel ist, und lediglich sekundär die Nutzung des Abfallstoffes als Brennstoff. Deponien sollten die allerletzte Option sein.
Separat gesammeltes Abfallholz ist in einem gewissen Maße als Rohmaterial bei der Herstellung von Partikelkarton und Faserkarton verwendet worden. Die Herstellung von Paneelkartonerzeugnissen aus Abfallholz erfordert ein sorgfältiges Reinigen, Sieben und Sortieren des Rohmaterials. Andererseits ist bislang niemandem die originelle Idee des Wiedergewinnens von Abfallholz aus vermischtem Abfallstoff oder aus dem Energieanteil des Abfallstoffes gekommen.
Derzeit ist der Recyclinggrad von Papierfasern in vielen Bereichen sehr gering, aber zunehmender Druck lenkt zu verstärktem Recycling und Ersetzen von Primärfasermaterial durch recycelte Fasern in einem immer mehr zunehmenden Maße. Ein Teil der Faser mit guter Qualität (beispielsweise Verpackungsabfallstoff) endet häufig zwischen vermischtem Abfallstoff, wobei es schwierig ist, ihn da herauszusammeln und / oder wiederzugewinnen durch die gegenwärtigen Verfahren.
Die veröffentlichte WO-Anmeldung 98/18 607 beschreibt einen Prozess für eine Behandlung von Abfallstoff, der recycelbare Komponenten enthält, wobei bei dem Prozess Abfallstoff in Wasser unter Anwendung einer mechanischen Kraft gerührt wird, wodurch die Größe von Stücken in dem Abfallstoff verringert wird und Fasern in dem Wasser suspendiert werden. Der Metalle enthaltende schwere Anteil, der Kunststoff enthaltende leichte Anteil und der Fasern enthaltende Anteil werden von der Suspension in Stufen getrennt. Der Prozess ist für eine Behandlung von Verpackungsabfallstoff gedacht, der unterschiedliche Kunststoffe und vermischte Materialien enthält, insbesondere Karton, der mit Kunststoff und / oder Metallfolien ausgekleidet ist, und Metalldosen. Der Fasergehalt von dieser Art an Rohmaterial ist im Allgemeinen relativ niedrig, wobei daher die speziellen Probleme, die sich auf die Wiedergewinnung von Fasern und auf die Qualität des Halbstoffes beziehen, nicht in einem ausreichenden Maße bei dem Prozess berücksichtigt worden sind. Diese Veröffentlichung offenbart außerdem keinerlei Lösung für derartige wesentliche Probleme wie das Erfüllen von Energieanforderungen und die Zirkulation des Prozesswassers.
Die Wiedergewinnung von Fasern aus Abfallstoff wird außerdem unter anderem in dem Patent GB 1 364 474 und in der veröffentlichten Anmeldung GB 2 026 019 erörtert.
Die Druckschrift EP-A-0 838 532 offenbart ein Verfahren und eine Anlage für ein Aufbereiten von verwendeten Verpackungen der Art „Tetrabrick", bei der Papier, Aluminium und Polyethylen getrennt wiedergewonnen werden, wobei der Polyethylen-Anteil durch Pyrolyse wiedergewonnen wird.
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nutzung der im Abfallstoff enthaltenen recyclingfähigen Komponenten in einer effizienten und ökonomisch profitablen Weise zu ermöglichen. Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abfallstoffaufbereitungskonzept zu schaffen, das die Rückgewinnung von Materialien innerhalb von ökonomischen Grenzen maximal gestaltet und das außerdem in vorteilhafter Weise im Hinblick auf seinen Energieverbrauch unabhängig ist.
Im Hinblick auf die Lösung dieser Aufgaben schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß der Definition von Anspruch 1.
In ähnlicher Weise schafft die vorliegende Erfindung eine Abfallstoffaufbereitungsanlage gemäß der Definition in Anspruch 7.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Abfallstoff zunächst vorbehandelt, um jeglichen unerwünschten Stoff zu entfernen. Dafür ist es möglich, beispielsweise aus der Produktion von REF-Brennstoff / RDF-Brennstoff bekannte Techniken anzuwenden, bei denen Abfallstoff zerkleinert und sortiert wird und Metall, Steine, Bioabfallstoff und dergleichen von diesem entfernt werden. Danach wird der Faserabfallstoff von dem restlichen Abfallstoff getrennt und zu Rohmaterial für Papier oder Karton unter Verwendung von an sich bekannten Techniken aufbereitet. Kunststoff enthaltender Stoff wird von dem Abfallstoff getrennt und zu Kunststofföl durch chemische Wärmebehandlung d.h. durch Pyrolyse aufbereitet. Die Nebenprodukte von den Prozessen und der Restabfallstoffanteil von dem Aufbereiten des Abfallstoffs werden als Energiequelle verwendet, wenn Energie für den Bedarf der verschiedenen Prozessstufen produziert wird.
Die Abfallaufbereitungsanlage oder Abfallstoffaufbereitungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung hat:

– Vorrichtungen zum Entfernen von unerwünschtem Stoff aus dem Abfallstoff,
– Vorrichtungen für ein Trennen eines Faseranteils von dem restlichen Abfallstoff und Vorrichtungen für ein Aufbereiten von diesem zu einem Rohmaterial für Papier oder Karton,
– Vorrichtungen für ein Trennen eines Kunststoffanteils von dem restlichen Abfallstoff und Vorrichtungen für ein Verarbeiten von diesem zu Kunststofföl als eine thermische Wärmebehandlung bei einer Pyrolysevorrichtung und
– Vorrichtungen für ein Erzeugen der Energie, die bei den verschiedenen Prozessen der Abfallstoffaufbereitungsanlage benötigt wird, wobei die Vorrichtungen so eingerichtet sind, dass sie als Brennstoff die Nebenprodukte, die bei den verschiedenen Prozessstufen produziert worden sind, und den Abfallstoffanteil verwenden, der von dem Aufbereiten verbleibt.

Energie und insbesondere Wärmeenergie werden beispielsweise bei den folgenden Prozessstufen benötigt: Auflösen von Abfallstoff, das bei einer erhöhten Temperatur ausgeführt wird; Pressen und / oder Trocknen von Halbstoff, Papier oder Karton; Trocknen von zerkleinertem Holz, das als Rohmaterial für Partikelkarton gedacht ist; Trocknen von Kunststoffanteilen vor einer Pyrolysevorrichtung; Trocknen von Abfallstoffauflösungen vor der Verbrennung, etc. Unter anderem kann ein Fluidisierbettboiler oder ein Vergasungsreaktor, der in Verbindung mit einem Boiler angeordnet ist, als Einrichtung bei der Energieproduktion verwendet werden, die Abfallstoffmaterialien verwendet.
Die Behandlung von Abfallstoff kann auch eine Stufe umfassen, bei der Holz von dem restlichen Abfallstoff getrennt wird und zu einem Rohmaterial für Partikelkarton oder dergleichen aufbereitet wird. In diesem Zusammenhang kann die Behandlung eine Trennung von einem Holzanteil, der unerwünschte Materialien enthält, von dem restlichen Holzanteil umfassen. Mit dieser Art an Trennung ist die chemische oder physikalische Trennung von Holzanteilen, die organische Chlorkomponenten oder Schwermetalle oder flüchtige organische Komponenten (VOC) enthalten, gemeint. Das von den Trenneinrichtungen erhaltene Abfallholz tritt beispielsweise zu einem Fluidisierbettboiler, der mit einer Einrichtung zum Reinigen von Abgasen versehen ist, wie dies durch die EU-Abfallstoffverbrennungsrichtlinien erforderlich ist.
In vorteilhafter Weise werden PVC-Kunststoffe von dem Kunststoffanteil des Abfallstoffes chemisch oder durch eine chemische Klassifiziereinrichtung wie beispielsweise eine NIR-Klassifiziereinrichtung (annähernd-Infrarot-Klassifiziereinrichtung), bei einem sogenannten PVC-Seperator getrennt, bevor Kunststoffe zu Kunststofföl aufbereitet werden. Anders als beispielsweise Polyethylen wird Brennstofföl in guter Qualität, wie dies bekannt ist, nicht aus PVC bei einer Wärmebehandlung erhalten, sondern sein Vorhandensein in dem Kunststoffanteil würde wesentlich den Ertrag und die Qualität des Erzeugnisöls verringern. PVC-Kunststoffe können als Mischbrennstoff bei der Energieerzeugung verwendet werden, wobei in diesem Zusammenhang Chloremissionen mittels Reinigungsvorrichtungen, die nach dem Boiler vorgesehen sind, verhindert werden.
Eine Unmenge an Wasser ist bei den verschiedenen Prozessen der Abfallstoffaufbereitungsanlage und insbesondere bei der Wiedergewinnung und der Weiterbehandlung von Fasern erforderlich. Um den Verbrauch an Frischwasser zu verringern, wird das von der Abfallstoffbereitungsanlage verwendete Wasser wiedergewonnen, behandelt und kehrt dieses zu der Zirkulation zurück. Bei der Behandlung von Frischwasser ist es ebenfalls möglich, eine Verdampfungstechnik anzuwenden, die kostengünstige Wärmeenergie von dem Fluidisierbettboiler nimmt.
Aus dem Gesichtspunkt der Abfallstoffverbrennungskapazität und der Materialrecyclingziele ist es vorteilhaft, die Faser-, Kunststoff- und möglicherweise auch Holzanteile wiederzugewinnen, die in dem REF-Brennstoff enthalten sind und die für ein Recycling geeignet sind. Bei der vorliegenden Erfindung wird dies verwirklicht, indem bestimmte Stufen, die zu dem Prozess zum Herstellen von Abfallstoff bei einer Papierfabrik gehören, zu dem Prozess zum Pyrolysieren von Kunststofföl und möglicherweise auch zu dem Prozess zum Herstellen von Partikelkarton mit einer herkömmlichen Abfallstoffaufbereitungsanlage, die REF-Brennstoff / RDF-Brennstoff erzeugt, integriert werden. Aufgrund der Erfindung kann ein größerer Anteil an Abfallstoffmaterial als zuvor anstelle der Verbrennung recycelt werden, und die durch die Herstellprozesse erforderliche Energie wird durch ein Verbrennen von Abfallstoff erzeugt. Wenn dies kostengünstig ist, können die Herstellprozesse auf gekaufte Energie beispielsweise im Hinblick auf die Elektrizität ebenfalls teilweise gestützt sein.
Das erfindungsgemäße Konzept ist für ein Aufbereiten von an der Quelle getrenntem trockenen Abfallstoff sehr geeignet, der aus dem Handel, der Industrie und einer Kommune kommt, jedoch kann es durch ein Erhöhen der Anzahl an Vorbehandlungsstufen auch bei der Behandlung von unsortiertem gemischten Abfallstoff angewendet werden. Das Verfahren ermöglicht ein Recycling von neuen Abfallstoffanteilen, die ansonsten entweder zu der Energiewiedergewinnung oder zu der Deponie gelangen würden.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht durch ihre Ausführungsbeispiele eng beschränkt sein soll.
1 zeigt das Prinzip eines Abfallstoffbehandlungsprozesses, bei dem recyclingfähige Anteile von dem Abfallstoffmaterial für ein Weiterverarbeiten getrennt werden.
2 zeigt Wiedergewinnung von Faser aus Abfallstoff in einem größeren Detail.
Bei der ersten Stufe 1 des Abfallstoffbehandlungsprozesses tritt Abfallstoff zu den Behandlungsstufen, die aus Anlagen für die Herstellung von RDF-Brennstoff bekannt sind, wobei bei den Stufen der Abfallstoff zerkleinert wird und Metalle aus diesem mittels magnetischen Trenneinrichtungen und Wirbelstromtrenneinrichtungen entfernt werden. Der Zerkleinerungsstufe kann ein Entfernen von Stücken mit Übergröße und / oder ein optisches Sortieren vorangehen. Glas, Steine, Bioabfallstoff und andere ähnliche Verunreinigungen werden mittels geeigneter mechanischer und gravimetrischer Klassifizierer soweit wie möglich als getrennte Anteile getrennt, wodurch auch sie bei dem Recycling der Materialien umfasst sein können. Die Behandlung von gemischtem Abfallstoff kann eine höhere Anzahl an und effizientere Sortier- und Reinigungsstufen als die Behandlung des an der Quelle getrennten Energieabfallstoffs erforderlich machen, aber durch die bekannte Technologie ist es ebenfalls möglich, Mischabfallstoff zu RDF-Brennstoff zu verarbeiten.
Nach der Vorbehandlung tritt der Abfallstoff bei dem Beispiel von 1 zu einer Holztrennung 2, von der das getrennte Holzmaterial zu einem Prozess 6 für ein weiteres Aufbereiten des Abfallholzes tritt. Der Abfallanteil, der reich an Kunststoffen und Papier ist, tritt weiter zu einer Stofflöserstation 3, bei der das in dem Abfallstoff enthaltene Fasermaterial in Wasser suspendiert wird und es so getrennt wird, dass es zu Papierfaserprozessstufen 7 tritt. Die Wiedergewinnung von Fasern ist detaillierter in Verbindung mit 2 beschrieben. Nach dem Trennen der Fasern tritt der Abfallstoffstrom zu einer Kunststofftrennung 4, von der zumindest einige der Kunststoffe zu einer Pyrolysebehandlung 8 treten, bei der Pyrolyseöl aus den Abfallstoffkunststoffen erzeugt wird. Nach dem Trennen der wiedergewinnbaren Anteile werden der verbleibende Abfallstoffstromanteil und auch die Spuckstoffe, die als Nebenprodukte bei den verschiedenen Prozessstufen produziert werden, als Brennstoff bei der Energieproduktion der Anlage verwendet. Wenn die RDF-Brennstoffart des verbrennbaren Endproduktes in einer Menge erzeugt wird, die den Bedarf der Anlage überschreitet, kann dieses auch zu externen Verbrauchern geliefert werden. Alternativ kann die Anlage zusätzliche Energie verkaufen.
Bei einer Energieerzeugungseinheit 5, die in Verbindung mit der Abfallstoffaufbereitungsanlage angeordnet ist, werden Staub, Schlamm, Spuckstoff, und dergleichen, die als Nebenprodukte bei den verschiedenen Prozessen erzeugt werden, verbrannt, und Energie wird für den Bedarf der verschiedenen Prozessstufen erzeugt. Die möglichen Anwendungsorte der Wärmeenergie umfassen unter anderem das Auflösen, das Trocknen von Halbstoff, Papier oder Karton, das Trocknen von Holzspänen und das Trocknen von Kunststoffabfall vor der Pyrolysevorrichtung.
Beispielsweise kann eine Massenverbrennungsanlage, ein Fluidisierbettboiler, eine Vergasungseinrichtung in Kombination mit einem Pulverisierbrennstoffboiler, oder ein Zementofen, der gleichzeitig die Asche, die in Verbindung mit der Abfallverbrennung erzeugt wird, als Rohmaterial für Zement nutzen kann, als Energieerzeugungseinheit arbeiten. Eine weitere Alternative, die es wert ist, sie zu berücksichtigen, ist die Wiedergewinnung und Verwendung der Asche, die bei der Abfallverbrennung erzeugt wird, als ein Füllstoff bei der Herstellung von Papier. Das Reinigen von Abgas wird in Übereinstimmung mit der EU-Abfallverbrennungsrichtlinie verwirklicht, wie dies bekannt ist, beispielsweise mittels Beutelfiltern und Wäschern unter Verwendung von zusätzlichen Chemikalien.
Obwohl bei dem Beispiel von 1 Holz, Faser und Kunststoffe bei aufeinanderfolgenden Prozessstufen von dem Anteil getrennt werden, der zu der Verbrennung tritt, sind nicht sämtliche dieser Stufen erforderlich, sondern das Verfahren kann auch derart ausgeführt werden, dass lediglich eine oder zwei der vorstehend erwähnten recyclingfähigen Anteile von dem Abfallstoff getrennt wird / werden und sämtlicher restlicher Abfallstoff als Brennstoff bei der Erzeugung von Energie verwendet wird. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abfallstoffes kann es beispielsweise vorteilhaft sein, dass die Holztrennstufe als Bypass geschieht und das Holz zu einer Verbrennung zusammen mit den Spuckstoffen treten kann, die bei dem Prozess erzeugt werden. Vom Gesichtspunkt der Optimierung des Pyrolyseprozesses ist es vorteilhaft, zu vermeiden, dass Holzmaterial derart passiert, dass es mit dem zu pyrolisierenden Material vermischt wird. Die Reihenfolge der Trennung der wiedergewinnbaren Anteile kann sich außerdem von der in 1 dargestellten Reihenfolge beispielsweise derart unterscheiden, dass Kunststoffmaterialien bereits teilweise vor dem Trennen des Fasermaterials getrennt werden.
2 zeigt eine Faserwiedergewinnungslinie, die zum Verwirklichen der Vorgänge der Stofflöserstation 3 und der Papierfaserverarbeitungslinie 7, die in 1 gezeigt ist, verwendet werden kann. Die Stofflöserstation wird mit vorbehandeltem Abfallstoff beliefert. Der Abfallstoff wird in einem Stofflöser 10 mit hoher Dichte und fortlaufendem Betrieb vorteilhafter Weise bei einer Temperatur von ungefähr 60°C aufgelöst. Ein Materialstrom P₁, der in Wasser suspendierte Fasern enthält, und ein Materialstrom R₁, der nicht zerfaserungsfähigen Abfallstoff enthält, werden im Wesentlichen kontinuierlich von dem Stofflöser 10 abgegeben. Ein Schraubenförderer 22 bewegt den Spuckstoffanteil R₁ von dem Stofflöser 10 zu einer kombinierten Wasch – und Trocknungstrommel 24 für den Spuckstoff. Der Spuckstoff wird mittels Zirkulationswasser W₀ sowohl an dem Schraubenförderer 22 als auch in der Waschtrommel 24 gewaschen, um die Ausstoßrate der Fasern zu verbessern, wobei die Waschwässer F zurückkehren, um mit dem Hauptstrom P₁ des Faserhalbstoffes vermischt zu werden.
Die aus dem Stofflöser 10 durch eine Siebplatte herausgenommene Fasersuspension P₁ tritt zu einem Grobsieben 12, bei dem grobe Verunreinigungen R₂ und Sand S₂, die noch darin verbleiben, aus ihr entfernt werden. Der Durchmesser der Löcher in der Siebplatte des Stofflösers 10 beträgt 8 bis 12 mm und in höchst vorteilhafter Weise ungefähr 10 mm. Bei dem Grobsieben 12 des Halbstoffes werden Siebplatten verwendet, bei denen der Durchmesser der Löcher 2 bis 4 mm und in höchst vorteilhafter Weise ungefähr 3 mm beträgt. Eine richtig gewählte Lochgröße ist von Bedeutung, damit einerseits das Sieb nicht eine übermäßige Menge an Fasern zurückbehält und andererseits eine Zentrifugalreinigung 14, die nach dem Grobsieben 12 vorgesehen ist, ausreichend gut funktionieren soll.
Bei der Zentrifugalreinigungsstufe 14 werden hauptsächlich Sand und andere schwere Materialien S₃ von dem grob gesiebten Halbstoff P₂ getrennt. Nach dem Zentrifugalreinigen 14 tritt der Halbstoff P₃ zu einer Feinsieb – und / oder Fraktionierstufe 16, von der der Gutstoff P₄ zu Halbstoffwasch – und / oder Halbstoffverdickungsstufen 18 tritt. Bei der letzten Aufbereitungsstufe 20 wird gewaschener Halbstoff P₅ bis zu einem Trockengehalt von ungefähr 50% komprimiert und in Transportbehältern für einen Transport zu einem Verbraucher verpackt. Alternativ kann die letzte Stufe 20 der Wiedergewinnungslinie das Trocknen von Halbstoff bis zu einem Trockengehalt von ungefähr 90% oder seine Übertragung im nassen Zustand zu einer benachbarten Papiermaschine oder Kartonmaschine umfassen.
Auflösspuckstoff R₁₂, der mittels des Schraubenförderers 22 und der Spuckstofftrommel 24 gewaschen wird, tritt zu einem Entwässern 26, das beispielsweise mittels einer Schraubenpresse verwirklicht werden kann. Der Spuckstoff R₂ von dem Grobsieben 12 wird zusammen mit dem von dem Auflösungsprozess kommenden Spuckstoff R₁₂ behandelt. Nach dem mechanischen Entwässern können sämtliche Spuckstoffe R zu einer Verbrennung treten oder alternativ können die groben Spuckstoffe R₁₂, R₂ zu der Kunststofftrennung 4 treten, wie dies in 1 gezeigt ist, wobei in diesem Zusammenhang lediglich ein Spuckstoff R₃ von einem Feinsieben und ein Schlamm R₄ von einer Klärung des Abfallwassers direkt zu der Verbrennung treten.
Die bei dem Feinsieben und / oder Fraktionieren 16 erzeugten Spuckstoffe R₃ treten zu dem Entwässern 30, das beispielsweise mittels einer Drainagebandpresse verwirklicht werden kann, wobei danach die Spuckstoffe in höchst vorteilhafter Weise zu einer Verbrennung treten. Da eine Unmenge an kostengünstigem Faserrohmaterial vorhanden ist, das zur Verfügung steht, und da ein vernünftiger Anwendungsort für die Spuckstoffe bei der Wiedergewinnung von Fasern vorhanden ist, wird ein Maximieren der Ausstoßrate von Fasern nicht unbedingt angestrebt wie bei den herkömmlichen Recycelprozessen, sondern die Qualität der Fasern kann dabei optimiert werden. Somit kann das Feinsieben 16 des Halbstoffs verbessert werden und die Menge an Spuckstoff R₃ kann im Vergleich zu herkömmlichen Faserwiedergewinnungsprozessen erhöht werden. Das Beseitigen des erhöhten Spuckstoffvolumens bringt kein Problem mit sich, da der Spuckstoff R₃ in der Energieerzeugungseinheit 5 der Abfallstoffaufbereitungsanlage verbrannt werden kann.
Schweren Sand enthaltende Abfallstoffanteile S₁ – S₃ werden bei der Spuckstofftrommel 24, bei dem Grobsieben 12 und bei dem Zentrifugalreinigen 14 des Halbstoffs getrennt, und Wasser wird aus diesen Anteilen bei einer Prozessstufe 28 entfernt, nach der dieser Sand S zu einer Deponie transportiert werden kann oder als Erdverfüllung verwendet werden kann.
Die Abfallwässer von Wiedergewinnungslinie der Fasern, die einerseits Filtrate W₁ – W₃ getrennt von den Spuckstoffen R₁₁, R₂ und R₃ und Sand S₁, S₂, S₃ und andererseits Filtrate W₄ – W₅ abgeleitet von einem Halbstoffwaschen und / oder Verdicken 16 und einer Halbstoffkompression 20 sind, treten zu einer Klärstufe 32, von der der Schlamm R₄ zusammen mit dem Spuckstoff R₃ von dem Feinsieben zu dem Entwässern 30 und weiter zu der Verbrennung tritt. Geklärtes Abfallstoffwasser W₆ tritt zu einer biologischen Behandlungsstufe 34, nach der das gereinigte Wasser zu dem Beginn des Prozesses für eine Verwendung als Waschwasser oder Verdünnungswasser in dem Stofflöser 10, bei dem Grobsieben 12, an dem Schraubförderer 22 und / oder bei der Spuckstofftrommel 24 zirkulieren kann. Alternativ kann ein Teil des biologisch behandelten Abfallwassers zu zusätzlichen Behandlungsstufen 36 treten, die beispielsweise Ultrafiltration oder Nanofiltration sein können. Dass für das Wassergleichgewicht des Prozesses erforderliche Reinwasser tritt zu den Halbstoffwasch- und -verdickungsstufen 18.
Recyclingfähiges Abfallholz kann von anderem Abfallstoff entweder bei der ersten Stufe des Trennprozesses, wenn der Abfallstoff trocken ist, oder nach dem Stofflösen, wenn der Abfallstoff nass ist, getrennt werden. Der Abfallstoff ist bereits in Verbindung mit der Vorbehandlung zu einer bestimmten Stückgröße zerkleinert worden und schädliche Materialien sind aus diesem entfernt worden. Um Rohmaterial herzustellen, das für die Herstellung von Partikelkarton geeignet ist, werden Stoffe in Übergröße, Feinstoffe, leichte Stoffe, wie Kunststoff und Papier und auch schwere Stoffe, wie beispielsweise Steine und Sand, von dem Abfallholz mittels verschiedener Reinigungs-, Trenn- und Sortiervorrichtungen entfernt. Die Größe der Stücke in dem Abfallholz wird weiter verringert durch ein Zerkleinern oder Zerspanen, wobei danach Metalle und andere ähnliche Verunreinigungen, die von dem Holzrohmaterial in Verbindung mit dem Behandeln freigegeben werden, weiter aus diesem entfernt werden. Die in dem Abfallholz enthaltenen Verunreinigungen und Chemikalien werden in großem Maße zu Feinstoff und Staub übertragen, die zur Verbrennung treten können. Die Handhabung des zerkleinerten Holzes umfasst auch üblicherweise eine Trocknungsstufe, die Wärmeenergie erforderlich macht. Das Holzrohmaterial kann zu einem Endprodukt in Verbindung mit der Abfallstoffaufbereitungsanlage aufbereitet werden oder alternativ kann das aus dem Holz vorbereitete zerkleinerte Holz, das für die Verwendung bereit ist, zu einem Paneelkartonhersteller transportiert werden.
Für ein Sieben und Reinigen des Holzrohmaterials bei den verschiedenen Stufen der Aufbereitung wird vorzugsweise das Rollensieb verwendet, das unter dem Markennamen ClassiScreen^TM bekannt ist und durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung auf den Markt gebracht worden ist, wobei dieses Sieb für ein Trennen von Fremdstoff, Sand und einem Anteil in Übergröße von einem sowohl trockenen als auch nassen Holzmaterial sehr geeignet ist. Das Aufbereiten des Holzrohmaterials kann durch ein Reinigungs- und Siebsystem unterstützt werden, das unter dem Markennamen ClassiCleaner^TM bekannt ist, das einen Vibrationstisch und eine Lufttrenneinrichtung zusätzlich zu einem Rollensieb ClassiScrean^TM aufweist. In diesem Zusammenhang wird außerdem auf die finnischen Patente 97 527, 98 605 und 98 710 verwiesen, die Vorrichtungen zum Entfernen von Verunreinigungen aus einem pulverartigen oder stückartigen Material, wie beispielsweise Rohmaterial von Partikelkarton, beschreiben.
In Verbindung mit der Abfallstoffaufbereitungsanlage können auch Vorrichtungen zum Trennen und möglichen Fraktionieren des in dem Abfallmaterial enthaltenen Kunststoffanteils vorhanden sein, wobei danach die Kunststoffe zu einem Kunststofföl unter Verwendung von beispielsweise einer Einrichtung, die unter dem Markennamen Pyrolysiereinrichtung ITP^TM bekannt geworden ist, pyrolisiert werden. Wenn organischer Stoff, der flüchtige chemische Verbindungen enthält, wie beispielsweise Abfallkunststoff, in einem von Sauerstoff freien Heissgasstrom eine sehr kurze Zeitspanne lang erwärmt wird, wird Pyrolysedampf aus dem organischen Stoff erzeugt, wobei dieser Dampf zu Pyrolyseöl kondensiert, wenn die Temperatur abnimmt. Typischerweise wird eine Pyrolyse bei einer Temperatur von 300 bis 800°C ausgeführt und die Reaktionszeit ist von zehntel Sekunden bis zu einigen hundert Sekunden. Ein Pyrolysereaktor und ein Kondensator sind vorteilhafterweise in Verbindung mit einem Boiler angeordnet, wobei in diesem Zusammenhang ein Teil der durch den Boiler erzeugten Wärmeenergie zu der Pyrolysevorrichtung tritt. Außerdem wird Wärmeenergie für ein Trocknen des Rohmaterials, das pyrolysiert wird, benötigt, was die Qualität des als das Endprodukt vorgesehenen Pyrolyseöls verbessert, indem sein Wassergehalt verringert wird. Aus Abfallkunststoff hergestelltes Pyrolyseöl ist als solches für eine Verwendung unter anderem als Brennstofföl geeignet und es kann weiter zu anderen Produkten auf Ölbasis verarbeitet werden. Der Kunststoff enthaltende Spuckstoff, der von dem Faserwiedergewinnungsprozess gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird, ist gemäß neuesten Untersuchungen sehr für den Pyrolyseprozess geeignet. Bei den ausgeführten Experimenten kann ein Pyrolyseölprodukt, das so gut wie Mineralöl ist und mit diesem vermischt werden kann, aus Polyethylenabfall in einer Menge von ungefähr 80 bis 90 Gewichtsprozent von dem Trockenzuführstrom in Abhängigkeit von der Temperatur und der Verzögerungszeit des Prozesses erhalten werden.
Nach dem Trennen des Faseranteils und / oder des Holzanteils und / oder des Kunststoffanteils verbleibt noch eine gewisse Menge an verbrennbarem Abfallstoff von dem ursprünglichen Abfallstoff, wobei die Menge und die Qualität des verbleibenden Abfallstoffs von der Anzahl der Trennstufen der recyclingfähigen Anteile und von der Qualität des Abfallrohmaterials abhängig sind. Dieser Abfallstoff ist als solcher für eine Verwendung als Brennstoff bei der Energieproduktion geeignet.

Claims

Verfahren zum Aufbereiten von Abfallstoff insbesondere für ein Nutzen des recyclefähigen Materials, das im Abfallstoff enthalten ist, wobei der Abfallstoff für ein Entfernen von unerwünschtem Stoff vorverarbeitet wird, ein Faseranteil und ein Kunststoffanteil von dem restlichen Abfallstoff getrennt werden, der Faseranteil zu einem Rohmaterial für Papier oder Karton aufbereitet wird und die Nebenprodukte von den Prozessen und der Abfallstoffanteil, der von dem Aufbereiten zurückbleibt, als Energie für den Bedarf der Prozesse verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Stufen aufweist, bei denen der Abfallstoff bei einem Hochdichtestofflöser mit kontinuierlichem Betrieb zu einem Brei gestaltet wird, um in Wasser die in dem Abfallstoff enthaltenen Fasern zu suspendieren, ein Faseranteil und ein Kunststoffanteil von dem Stofflöser kontinuierlich abgegeben werden, der Kunststoffanteil bei einem oder mehreren Schritten gewaschen wird und der Kunststoffanteil zu Kunststofföl in einer Pyrolyse-Vorrichtung aufbereitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Stufe aufweist, bei der Holzabfallstoff von dem restlichen Abfallstoff getrennt wird und zu einem Rohmaterial für Partikel, Karton oder dergleichen aufbereitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Prozesswässer der Abfallstoffbehandlungsanlage aufbereitet wird und zu der Zirkulation zurückkehrt.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass PVC-Kunststoffe von dem Kunststoffanteil getrennt werden, bevor die Kunststoffe zu Kunststofföl aufbereitet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die PVC-Kunststoffe zu einer Energieproduktion treten.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidisierbettboiler bei der Energieproduktion verwendet wird, wobei der Boiler die Wärme erzeugt, die bei der Pyrolyse von Kunststoffen benötigt wird, und die festen Verbrennungsreststoffe nutzt, die bei der Pyrolyse erzeugt werden.
Abfallbehandlungsanlage insbesondere Anlage für ein Aufbereiten von Abfallstoffanteilen, die für ein Recyceln von Material geeignet sind, wobei die Anlage Folgendes aufweist: Vorrichtungen für ein Entfernen von unerwünschtem Stoff aus dem Abfallstoff, Vorrichtungen für ein Trennen eines Faseranteils und eines Kunststoffanteils von dem restlichen Abfallstoff, Vorrichtungen für ein Aufbereiten des Faseranteils zu einem Rohmaterial für Papier oder Karton und Vorrichtungen für ein Erzeugen der Energie, die bei den verschiedenen Prozessen der Abfallstoffbehandlungsanlage benötigt wird, wobei die Vorrichtungen so eingerichtet sind, dass sie als Brennstoff die Nebenprodukte, die bei den verschiedenen Prozessstufen erzeugt worden sind, und den Abfallstoffanteil, der bei dem Aufbereiten übrig bleibt, verwenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen Stofflöser für ein Trennen des Faseranteils und des Kunststoffanteils, Vorrichtungen für ein Waschen des Kunststoffanteils bei einer oder mehreren Stufen und eine Pyrolyse-Vorrichtung für ein Aufbereiten des Kunststoffanteils zu Kunststofföl als eine Wärmebehandlung aufweist.
Abfallstoffbehandlungsanlage gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Vorrichtungen für ein Trennen von Holzabfallstoff von dem restlichen Abfallstoff und Vorrichtungen für ein Aufbereiten von diesem zu einem Rohmaterial für Partikel, Karton oder dergleichen aufweist.
Abfallstoffbehandlungsanlage gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie Vorrichtungen für ein Behandeln und Zirkulieren von Prozesswässern aufweist.
Abfallstoffbehandlungsanlage gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Vorrichtungen für ein Trennen von PVC-Kunststoffen von den Abfallstoffkunststoffanteilen, bevor die Kunststoffe zu Kunststofföl aufbereitet werden, aufweist.
Abfallstoffbehandlungsanlage gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Fluidisierbettboiler aufweist, der so eingerichtet ist, dass er die Energie erzeugt, die bei den Prozessen benötigt wird, und die Reststoffe verbrennt, die erzeugt worden sind.
Abfallstoffbehandlungsanlage gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierbettboiler so eingerichtet ist, dass er die Wärme erzeugt, die bei der Pyrolyse von Kunststoffen benötigt wird, und die Feststoffverbrennungsreststoffe verwendet, die bei der Pyrolyse erzeugt werden.