WO2025181027A1 - Vorrichtung und verfahren zur fraktionierung und/oder reinigung eines materialstromes - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur fraktionierung und/oder reinigung eines materialstromes

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WO2025181027A1
WO2025181027A1 PCT/EP2025/054931 EP2025054931W WO2025181027A1 WO 2025181027 A1 WO2025181027 A1 WO 2025181027A1 EP 2025054931 W EP2025054931 W EP 2025054931W WO 2025181027 A1 WO2025181027 A1 WO 2025181027A1
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screen
sieve
transport direction
starting material
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PCT/EP2025/054931
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Jonas Réssy
Jochen KAMM
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Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
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Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
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Definitions

  • the invention relates to a device for fractionating and/or purifying a material stream according to claim 1.
  • the invention relates to corresponding methods according to claims 15 or 16.
  • the invention further relates to a device and a method for fractionating material streams, in particular pre-crushed mixed materials which may contain impurities.
  • Such devices are used industrially to classify solids into different fractions according to defined criteria, such as density, inertia, and size. Typically, in addition to similar materials, mixtures are also classified, for example, in recycling, to obtain pure fractions.
  • defined criteria such as density, inertia, and size.
  • mixtures are also classified, for example, in recycling, to obtain pure fractions.
  • the implementation of classification processes and the corresponding devices are demanding and maintenance-intensive systems in 24/7 operation or in large-scale industrial applications.
  • Such systems are available in a wide variety of designs and are generally familiar in the recycling industry. For example, plastics and metals are separated from returned broken bottles in the recycling cycle, the fragments are sorted by glass type and color, if necessary, and then remelted.
  • a riser classifier is typically used for material to be recycled. This system involves an airflow passing through a substantially vertical shaft against the force of gravity. Heavier material is not carried upwards by the airflow and falls downwards, whereas lighter material is discharged at the top of the shaft. The material to be classified is generally fed in from the side of the airflow.
  • a zigzag air classifier is typically used in the technological field of air classification for lignocellulosic materials, resulting in improved separation efficiency.
  • This air classifier features channels that guide the airflow in a zigzag pattern and can ensure repeated redirection of the airflow and the materials to be classified.
  • WO 2023 046 989 A2 and WO 2023 046 990 A2 describe ways in which material streams can be divided and optimized for recycling. Two material streams consisting of solid wood and already compressed wood are created from a shredded material stream of waste wood.
  • the object of the present invention is to provide a device and a method which enable optimal classification and/or cleaning of mixed materials in the smallest possible space, in particular with regard to the possibility of recycling waste wood.
  • the solution is achieved by constructing a device for fractionating and/or cleaning a material stream in a housing or a vertical arrangement,
  • a contaminant separator in a first region in or after the inlet a contaminant separator is arranged for separating a first fraction, preferably ferrous metal;
  • a second sieve is arranged below the first sieve in a third region for separating at least a third fraction from the sieve passage of the first sieve;
  • a transfer device for at least partially transporting the sieve passage from the first sieve against the transport direction of the first sieve or sieves is arranged between the two sieves and/or the second and third region.
  • the device and the corresponding method advantageously make it possible to clean a mixed fraction that has been pre-crushed before it enters a secondary shredder for recycling.
  • Secondary shredding has the disadvantage that materials with the existing target grain size are further shredded. This ties up shredding capacity and, on the other hand, reduces the quality of the mixed fraction for further recycling.
  • the mixed fraction typically contains fine and very fine particles, as well as contaminants from other materials, which further increase wear during secondary shredding.
  • the present method and device are therefore preferably used when a mixed fraction has been pre-crushed and needs to be crushed again to a suitable grain size for further use in industrial processes.
  • the preparation of the starting material for the device and the process is carried out as follows:
  • the fine material is sent for its own recycling or discharged, as it usually contains tiny foreign matter or mineral dust,
  • the enriched material with a grain size between fines and the target grain size of further purification or screening, for example a stone separator, because it is enriched with foreign or interfering substances.
  • the enriched material can be more easily purified and freed from foreign or impurities.
  • the finally purified fraction is then usually added to the material of the desired target grain size.
  • target grain size refers to the result of the process and the device and a material that is suitable for further use, for example in the production of material panels or other utilization, and particularly preferably is sufficiently (pre-)cleaned.
  • fractions can be formed.
  • another fraction may already correspond to a specified grain size, which no longer requires grinding and/or is directly usable. This can be fed via a bypass for direct recycling, i.e., a material stream of the crushed target grain size from the first screen.
  • the solution for the device also succeeds in requiring only a small amount of space by forming a functional unit (magnetic drum, disc screen, roller-Z-roller screen and preferably stone separator), which Investment costs for the building/land are significantly reduced.
  • a functional unit magnetic drum, disc screen, roller-Z-roller screen and preferably stone separator
  • the use of gravity material falls directly from the first screen onto the second screen generally eliminates the need for conveyor technology between the screens, which can significantly reduce investment costs for machinery.
  • a material stream typically consists of loose or free-flowing material and exhibits the characteristics of a mixed fraction.
  • the mixed fractions can be essentially divided into fractions, oversize material separated, dedusted, and/or sorted.
  • Oversize material (screen residue according to DIN 66160) is generally a grain size that does not pass through the screen mesh size and can be separated as a separate fraction.
  • additional force introductions and the specified mesh size are crucial for the screening effect.
  • roller or roll screens can also be used, which are characterized by a large number of parallel rollers/rollers.
  • the mesh size results from the constant or variable openings between the rollers or their structures, such as discs, elevations, knobs, or the like.
  • roller-shaped screening devices also use flattened pyramids on their surfaces.
  • spiky or angular elements can be mounted on the circumference of the rollers, for example polygonal plates or star-shaped elements instead of round discs.
  • the mesh size is determined by the interaction with the structures or elevations of the adjacent rollers.
  • a classifying stratification of the segregated material flow can occur on the roller bed, for example, heavy at the bottom, light at the top, which allows a concentrated fraction adjacent to the rollers (contaminants with similar good material) to be discharged through a predetermined larger gap.
  • a concentrated fraction can be selectively cleaned using adapted methods, thus achieving better separation accuracy, to separate the good material.
  • the direction of fall essentially corresponds to the force of gravity, but can also contain vectorial horizontal components, for example in the case of a throw or an inclined sieve arrangement or through baffles.
  • Inlets and outlets are not necessarily limited to the housing; even within the housing, compartments such as screens can be separated from each other. Thus, this term essentially describes the separate supply and discharge of one material from another.
  • the device or method may contain or use control and/or regulation devices that properly control or regulate the device or method.
  • the device or method can be operated by means of AI (artificial intelligence) or as part of a machine-learned behavior.
  • AI artificial intelligence
  • Possible input variables are, for example, the quantity or properties of the starting material, as well as the quantity or properties of the various fractions.
  • suitable sensors weight, photographic particle size distribution, throughput per unit time, etc.
  • such a machine learning system is only implemented using appropriate algorithms. and will only be able to deliver corresponding results after a training phase. It is common practice to generate parameters or other comparative values that can be used for control or regulation.
  • Machine learning is particularly preferred for the enriched fraction of the second sieve.
  • this control or regulation can also have an effect on the upstream or downstream areas, for example on the subsequent cleaning, screening, transport or shredding devices, right up to the control or regulation of the subsequent recycling.
  • the implementation of the method does not necessarily have to be carried out using the device described and, in particular, does not necessarily have to be carried out using a transfer device between the two screens.
  • a screening device to at least one fraction outlet for separating another fraction and/or for cleaning the fraction.
  • These screening or cleaning devices can preferably be magnetic drums, magnetic cascades for ferrous metals, eddy current separators for non-ferrous metals, heavy-material separators (stones, glass, metals), or light-material separators (films, lint, fibers, textiles).
  • These cleaning devices can also be used in the first area of the process or device.
  • a vibrating screen, a disc screen, a roller or cylinder screen, an air sifter, and/or a throw sifter can be arranged as the first screen and/or second screen.
  • screens that can distinguish measurable physical properties of the starting material or the previous screening pass are also suitable.
  • a magnetic drum for metal separation a non-ferrous metal separator, an eddy current separator, an air classifier, a sensor-based separation device and/or a heavy material separator can be arranged as a contaminant separator for separating the first fraction.
  • the transfer device can be a conveyor belt, a linear conveyor, a pneumatic conveyor, or guide plates inclined to the direction of the screen passage.
  • the installation of a transfer device can significantly minimize the required installation space, because the required screens are not spread out over a large area but are arranged in tiers.
  • the optionally unidirectional transport direction of the screens is particularly advantageous, allowing for a favorable design of the outlet openings and simple further processing or forwarding of the individual fractions.
  • the first screen and the second screen can be arranged essentially directly below one another.
  • a horizontal overlap of more than 50%, most preferably more than 75%, is also conceivable. This overlap enables an optimal arrangement of the outlets or may be technically advantageous due to the design-related configuration of different screens.
  • At least the second sieve is suitable for discharging different fractions along the transport direction, which preferably assigned to different outlets.
  • the outlets do not have to discharge across the entire width, but can also bundle the fraction and discharge it laterally to optimize the installation space.
  • At least one movable control flap preferably perpendicular to the transport direction, can be arranged below the sieves.
  • This control flap is suitable for adjusting the ratios of the different fractions to each other or for adjusting the properties of the fractions.
  • the control flaps can also be arranged in a vibrating manner, if necessary, to prevent material from accumulating in inclined positions.
  • a disc screen, a roller screen, or a star screen is arranged as the first screen in the second area, and a roller screen is arranged as the second screen in the third area.
  • the first screen is particularly well suited for sorting large volumes of oversized material in the material flow and, if necessary or intended, simultaneously performing a classifying pre-screening along the transport direction.
  • the oversized material is generally fed again to the pre-shredding stage or a crusher so that it can be converted to the specified grain size for later processing.
  • a disc screen preferably consists of parallel rollers on which discs are arranged at axially spaced intervals.
  • the discs can be round or shaped, but square, serrated, or star-shaped discs are also conceivable. These are generally suitable for loosening the incoming material or transporting it in the direction of transport.
  • the discs of adjacent rollers mesh with each other.
  • Disc screens can be called star screens, disc screens with hexagonal discs, flip-flop screens or finger screens.
  • a roller screen can consist of rollers arranged parallel to one another, with raised surfaces. These raised surfaces preferably mesh with the adjacent rollers or are spaced at a predetermined distance. Particularly preferably, the raised surfaces consist of flattened pyramids.
  • the disc screen and/or the roller screen can form a sifting effect from fine to coarse along the transport direction. This can be achieved in a simple manner, for example, by adjusting the spacing of the discs in a disc screen or by adjusting the spacing of the rollers in a roller screen.
  • rollers with essentially equal spacing and/or elevations can be arranged in one or more regions of the roller screen for screening a fraction.
  • a larger spacing is provided between two of these regions to discharge a layer of the material resting on the rollers.
  • This layer can be a layer enriched in foreign matter or impurities.
  • this layer forms adjacent to the rollers and comprises similarly large and/or heavy particles enriched with further impurities.
  • the spacing between the regions is operatively connected to a dedicated outlet for discharging a dedicated fraction.
  • At least one outlet for discharging a fraction is operatively connected to a classifier or a heavy-material separator for producing a post-cleaned fraction.
  • a classifier or a heavy-material separator for producing a post-cleaned fraction.
  • This can be implemented directly in the housing or, preferably, in the adjacent vicinity.
  • at least one outlet for discharging a fraction preferably an outlet for oversize particles from a screen, can be operatively connected to a comminution device for further recycling.
  • This comminution device is typically used in process engineering to reduce the classified and, if necessary, cleaned material to a specified grain size for subsequent recycling. This is done, for example, to reduce wood chip sizes during the recycling of waste wood to particle or fiber sizes for use in the manufacture of composite panels (MDF, OSB, particle board, etc.) or in plastics production when recycling recycled plastic.
  • a starting material is fed into the housing via an upper inlet.
  • the material is successively passed through several regions for fractionation and/or cleaning in the direction of fall, wherein impurities are separated from the starting material as a first fraction in a first region and wherein the remaining starting material is fractionated by at least two sieves in the further regions arranged in the direction of fall, wherein each sieve separates at least one fraction from the starting material, wherein the material is transported on the sieves in the same transport direction and wherein the sieve passage between the first and second sieves or the second and third region moves at least partially counter to the transport direction.
  • the starting material pre-shredded waste wood or a comparable mixture with wood components
  • the oversize grain is discharged as a fraction via its own outlet, wherein in a third area below the second area in the same transport direction the screen passage of the first screen reaches a roller screen of the third area in the falling direction and is separated there into at least three fractions and fed to at least three separate outlets, wherein in the transport direction the first fraction of the third area has a finer screen passage than the other fractions of the third area, the second fraction of the third area has wood chips enriched with impurities and/or foreign substances and the third fraction of the third area has wood chips that can already be further utilized.
  • At least the second fraction containing the impurities and foreign matter can be passed through a screening device and/or a cyclone to remove the impurities and/or foreign matter.
  • This cleaned fraction can then be added to the material flow of the third fraction for further utilization, preferably further comminution.
  • an optimal fraction with a maximum chip size for further utilization or comminution was created here. The smaller chips were separated into a separate fraction with similarly sized impurities and advantageously freed from dust or other smaller mineral foreign matter.
  • the cleaning of the second fraction of the third zone is reliable and simple to perform and can be easily removed, for example, using a heavy-duty and/or light-duty screen, which can remove stones, sand, lint, fibers, or foil.
  • This second fraction can then either be utilized directly, depending on its grain size, or sent for comminution together with the oversize particles from the second screen or the corresponding adjacent third fraction.
  • Such comminution can also be a thermal-mechanical digestion, for example in a digester and/or a refiner.
  • the oversize grain of the first sieve is fed to a (post-)comminution, wherein preferably the crushed oversize grain is fed again to the method and/or the device or the crushed oversize grain is fed to the third fraction of the third region.
  • Particularly preferred starting material is shredded or broken recycled wood with a grain size of up to 300 mm for a first edge length, up to 400 mm for a second edge length, and up to 500 mm for a third edge length.
  • Such starting material is usually available when waste wood is pre-broken in a drum chipper or a similar device.
  • these pre-broken sizes can be 400 x 500 x 50 mm.
  • Proposed process features usually require technical equipment for implementation and are accordingly also suitable for the device; vice versa, this also applies to the process-technical implementation of device features.
  • the drawing shows a schematic side view of the device 1 with a housing 10 with areas B1, B2 and B3 arranged therein in the direction of fall G.
  • a first area B1 the starting material AM passing through the inlet is guided past a contaminant separator 2. This ensures that, for example, ferrous metal EM reaches an outlet 12 as a separate fraction, while the remaining material in the housing falls into the second area B2.
  • a first sieve 3 is arranged, which separates the remaining material in the transport direction 6 transported and sieved in the process.
  • first finer and then thicker material is preferably discharged as it passes through the sieve toward the third area B3.
  • the oversize material from sieve 3 reaches a separate outlet 16 as fraction F4.
  • the oversize material can either be subjected to coarse grinding and optional cleaning again and then returns to device 1 via inlet 11.
  • the screening passage of the first screen 3 reaches the second screen 5 in the third area B3
  • the screening passage is shifted against the transport direction 6 of the screens.
  • This ensures a compact design and at the same time optimizes the screening process on the second screen 5.
  • a transfer device 4 can be provided which actively or passively moves the material against the transport direction 6.
  • Baffles for example, which are optionally supported by vibration, are considered passive.
  • Conveying devices not shown, such as conveyor belts or linear transfer devices or throwing rollers that accelerate the material, are understood to be active.
  • the screening passage is shifted in sections as shown in the figure, in particular in the case of a classified screening passage along the transport direction 6, in order to avoid an accumulation of screening passages at the beginning of the second screen 5.
  • the screening passage is preferably divided into three fractions by the second screen 5 in the third area.
  • a first fine fraction F1 is separated.
  • a second fraction F2 preferably enriched with impurities.
  • a third fraction F3 can be formed, as shown in the drawing, as oversize particles from the second screen 5 or (not shown) as a third screening passage.
  • the number of fractions is not limited; in particular, screen types other than perforated screens are capable of to form a variety of different fractions, for example actively driven roller or cylinder screens.
  • Fractions F1, F2, and F3 are fed to or guided through separate outlets 13, 14, and 15, respectively.
  • the outlets do not necessarily have to discharge the fraction from the housing 10, but should be understood as conveying or guiding these fractions to the screen 5 as independent material streams that cannot be mixed with other fractions.
  • control valves 9 can be arranged, which can adjust the screen passage in the boundary areas between the individual fractions F1, F2, F3. These can be adjusted manually or via adjusting means and corresponding control or regulating devices (not shown).
  • the drives, adjusting means, control or regulating devices not shown will be independently recognizable and implemented by a person skilled in the art, provided they are necessary for the operation of the device and for carrying out the process.
  • the first or finer fraction F1 of the second sieve 5 is subjected to thermal recycling, since dust, fine dust or mineral fractions cannot generally be recycled or fed into a recycling system.
  • the second fraction comprising coarser materials and usually also other foreign or impure substances
  • a further cleaning or screening device 7 in which the foreign and impure substances can be separated.
  • This separation is preferably carried out within the housing or at least directly adjacent thereto.
  • a cyclone 8 can be connected downstream.
  • the cleaned fraction F2' can finally be sent for its own recycling 17 or, as shown, preferably be fed to the next larger fraction F3 in order to feed them together to the planned recycling, preferably in a recycling system.
  • An exemplary recycling 17 in waste wood recycling would be that pre-crushed starting material AM is fractionated and/or cleaned by the method or device, and, in accordance with the requirements for the production of material boards, such as chipboard or fiberboard, is crushed to a predetermined grain size in the recycling 17, glued in a subsequent gluing device, and pressed in a pressing device under pressure and temperature.
  • the simple pre-cleaning or its fractionation enables a correspondingly effective utilization of the utilization 17 or the possibly necessary comminution 1644.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und eine Verfahren zum Klassieren und/oder Reinigen eines Materials in einem Gehäuse oder einer vertikalen Anordnung, wobei ein Ausgangsmaterial (AM) über einen obere Einlass (11) einem Gehäuse (10) zugeführt wird und in Fallrichtung (G) mehrere Bereiche (B1, B2, B3) zur Fraktionierung und/oder Reinigung sukzessive durchläuft, wobei in einem ersten Bereich (B1) Störstoffe als eine erste Fraktion (F0) von dem Ausgangsmaterial (AM) abgeschieden werden und dass verbleibende Ausgangsmaterial (AM) durch zumindest zwei Siebe (3, 5) der in Fallrichtung (G) angeordneten Bereiche (B2, B3) durchläuft, wobei jeder Sieb (3, 5) von dem Ausgangsmaterial zumindest eine Fraktion (F1, F2, F3, F4) abscheidet, wobei das Material auf den Sieben (3, 5) in der gleichen Transportrichtung (6) transportiert wird und wobei sich der Siebdurchgang zwischen dem ersten und dem zweiten Sieb (3, 5) respektive dem zweiten und dem dritten Bereich (B2, B3) zumindest teilweise entgegen der Transportrichtung (6) bewegt. Neben einer allgemeinen Vorrichtung und einem allgemeinen Verfahren soll insbesondere durch eine bevorzugte Ausgestaltung eine optimale Fraktionierung oder Vorreinigung von vorgebrochenem Altholz im Zuge der Verwertung von Altholz (1644) ermöglicht werden.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR FRAKTIONIERUNG
UND/ODER REINIGUNG EINES MATERIALSTROMES
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fraktionierung und/oder Reinigung eines Materialstromes nach dem Patentanspruch 1 . Die Erfindung betrifft entsprechende Verfahren nach den Patentansprüchen 15 oder 16.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fraktionierung von Materialströmen, insbesondere vorgebrochenen Mischmateralien, die Verunreinigungen aufweisen können.
Derartige Vorrichtungen werden industriell verwendet, um Feststoffe nach definierten Kriterien, wie Dichte, Trägheit, Größe, in verschiedene Fraktionen zu klassieren. In der Regel werden neben gleichartigen Materialien auch Gemische klassiert, beispielsweise im Recycling, um sortenreine Fraktionen zu erhalten. Die Durchführung von Verfahren zur Klassierung und entsprechende Vorrichtungen sind im 24/7-Betrieb bzw. in der großindustriellen Anwendung anspruchsvolle und wartungsintensive Anlagen.
Derartige Anlagen sind in der Recyclingindustrie in verschiedensten Ausführungen und in der Regel bekannt. Beispielsweise werden Kunststoffe und Metalle im Verwertungskreislauf aus zurückgegebenen Bruchflaschen abgetrennt, die Bruchstücke ggfs. nach Art und Farbe des Glases sortiert und wieder eingeschmolzen.
In der Herstellung von Werkstoffplatten basierend auf lignozellulose enthaltenden Materialien finden sich meist Fremdstoffe wie Silikate, Sand, Staub, aber gerade auch im Altholzrecycling Metalle, Kunststoffe und andere Fremdstoffe, die es abzuscheiden gilt, bevor das gereinigte Material in großindustriellen Anlagen zur Herstellung von Werkstoffplatten, Kunststoffplatten oder Mischplatten wieder Verwendung finden kann. Hierbei gelangt üblicherweise ein Steigrohrsichter für zu recycelndes Material zur Anwendung, in welchem in einem im wesentlichen vertikalen Schacht ein Luftstrom entgegen der Schwerkraft durchgeleitet wird. Schwereres Material wird nicht durch den Luftstrom nach oben getragen und fällt nach unten weg, wohingegen leichteres Material im oberen Bereich des Schachtes ausgetragen wird. Die Zufuhr des zu sichtenden Materials erfolgt in der Regel seitlich zum Luftstrom. Neben dem physikalischen Grundprinzip wird im technologischen Bereich der Windsichtung für lignozellulose haltige Materialien üblicherweise ein Zickzack-Windsichter verwendet, bei dem sich eine verbesserte Trennschärfe ergibt. In diesem Windsichter finden sich die Luftströmung im Zickzack leitende Kanäle, die für eine wiederholte Umlenkung der Luftströmung und der zu sichtenden Materialien sorgen können.
In einem speziellen Reinigungsverfahren werden in WO 2023 046 989 A2 oder WO 2023 046 990 A2 Möglichkeiten beschrieben, wie Stoffströme in der Wiederverwertung aufgeteilt und für die Wiederverwertung optimiert werden können. Hierbei werden aus einem zerkleinerten Materialstrom aus Altholz zwei Materialströme aus Massivholz und bereits verpresstem Holz hergestellt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen auf geringstem Bauraum eine optimale Klassierung und/oder Reinigung von Mischmaterialien ermöglicht wird, insbesondere in Bezug auf die Möglichkeit der Altholzwiederverwertung.
In einer Erweiterung der Aufgabe soll dabei eine Störstoffentfrachtung realisierbar sein, mit der das Volumen bzw. die Menge an in Luftsichtern zu reinigende Material deutlich verringert werden kann, mithin auch die notwendige Luftzirkulation, welche teurer Gestehungskosten für den Aufbau und den Betrieb mit sich bringt. In vorteilhafter Weise soll auch die Verwertung von Materialströmen erleichtert werden, in dem ein Ausgangsmaterial derart klassiert oder fraktioniert wird, dass die weitere Verwertung optimal auf die fraktionierten Materialströme abgestimmt werden kann, insbesondere in Bezug auf nachfolgende Zerkleinerungsvorrichtungen zum Erhalt vorgegebener Korngrößen.
Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung besteht in der Merkmalskombination nach Anspruch 1 .
Die Lösung ergibt sich durch den Aufbau einer Vorrichtung zur Fraktionierung und/oder Reinigung eines Materialstromes in einem Gehäuse oder einer vertikalen Anordnung,
- wobei nach einem oberen Einlass für das Ausgangsmaterial in Fallrichtung sukzessive mehrere Bereiche zur Abtrennung von verschiedenen Fraktionen aus dem Ausgangsmaterial angeordnet sind;
- wobei in einem ersten Bereich im oder nach dem Einlass ein Störstoffabscheider zur Abtrennung einer ersten Fraktion, bevorzugt Eisenmetall, angeordnet ist;
- wobei im zweiten Bereich ein erstes Sieb zur Abscheidung einer zweiten Fraktion aus Überkorn angeordnet ist;
- wobei unter dem ersten Sieb in einem dritten Bereich ein zweites Sieb zur Abscheidung zumindest einer dritten Fraktion aus dem Siebdurchgang des ersten Siebes angeordnet ist;
- wobei die beiden übereinanderliegenden Siebe eine gleichgerichtete Transportrichtung für das Material auf den Sieben aufweisen und
- wobei zwischen den beiden Sieben und/oder dem zweiten und dritten Bereich eine Transfereinrichtung zum zumindest teilweisen Transport des Siebdurchganges aus dem ersten Sieb entgegen der Transportrichtung des ersten Siebes oder der Siebe angeordnet ist. In vorteilhafter Weise ist es mit der Vorrichtung und auch dem entsprechenden Verfahren möglich eine Mischfraktion, welche vorgebrochen wurde, zu reinigen, bevor diese im Zuge der Verwertung in einen Nachzerkleinerer gelangt. Die Nachzerkleinerung hat den Nachteil, dass Materialien mit vorhandener Ziel- Korngröße weiter zerkleinert werden. Dies bindet zum einen Zerkleinerungskapazitäten und zum anderen vermindert es die Qualität der Mischfraktion für die weitere Verwertung. Daneben sind in der Mischfraktion in der Regel feine und feinste Partikel zu finden, dazu noch Störstoffe aus anderen Materialien, die den Verschleiß in der Nachzerkleinerung nochmals erhöhen.
Das vorliegende Verfahren und die Vorrichtung kommen also bevorzugt zur Anwendung, wenn eine Mischfraktion vorgebrochen ist und nochmals auf eine abgestimmte Korngröße für die weitere Verwertung in industriellen Prozessen zerkleinert werden muss.
In einer für die Lösung optimierten Variante, bevorzugt für Altholz, wird für die Vorrichtung und das Verfahren die Aufbereitung des Ausgangsmaterials wie folgt durchgeführt:
- mittels einer Magnettrommel wird Eisenmetall abgeschieden,
- mittels eines Scheibensiebs werden Übergrößen abgeschieden,
- mittels eines Walzensiebs werden drei Fraktionen aus dem Siebdurchgang des Scheibensiebs hergestellt, wobei
- das Feingut einer eigenen Verwertung zugeführt oder ausgeschleust wird, da es in der Regel kleinste Fremdstoffe oder mineralischen Staub enthält,
- das Material mit der gewünschten Zielkorngröße der geplanten Verwertung für den Recycling-Kreislauf zugeführt wird und
- das angereicherte Material mit einer Korngröße zwischen Feingut und der Zielkorngröße einer weiteren Reinigung oder Sichtung, beispielsweise einem Steinabscheider, zugeführt wird, da es mit Fremd- oder Störstoffen angereichert ist.
In Vorteilhafter Weise kann das angereicherte Material einfacher gereinigt und von Fremd- oder Störstoffen befreit werden. Die abschließend gereinigte Fraktion wird dann in der Regel dem Material der gewünschten Zielkorngröße zugeführt.
In manchen Kreisläufen der Wiederverwertung kann es notwendig sein die erstellte Zielkorngröße nochmals zu zerkleinern oder mechanisch-thermisch aufzuschließen. In vorteilhafter Weise ist die Mischfraktion vor dieser Zerkleinerung oder dem Aufschluss von Feinstmaterial, Staub, mineralischen Bestandteilen oder dergleichen befreit, was die Standzeiten der nachfolgenden Maschinen deutlich erhöht.
Der Begriff Zielkorngröße bezieht sich dabei auf das Ergebnis des Verfahrens und der Vorrichtung und ein Material, welches zur weiteren Verwendung, beispielsweise bei der Herstellung von Werkstoffplatten oder einer anderen Verwertung, geeignet und besonders bevorzugt ausreichend (vor-)gereinigt ist.
Im Zuge der Aufteilung im dritten Bereich, z.B. des Walzensiebs, können auch vier oder mehr Fraktionen gebildet werden. Beispielsweise kann eine weitere Fraktion bereits einer vorgegebenen Korngröße entsprechen, welche nicht mehr zerkleinert werden muss und/oder direkt verwendbar ist. Diese kann über einen Bypass der direkten Verwertung zugeführt werden, also einem Stoffstrom der zerkleinerten Zielkorngröße aus dem ersten Sieb.
Neben dem Anwendungsbeispiel für das Wiederverwerten gelingt es der Lösung für die Vorrichtung durch die Bildung einer Funktionseinheit (Magnettrommel, Scheibensieb, Walzen-ZRollensieb und bevorzugt Steinabscheider) auch nur einen geringen Flächenbedarf zu benötigen, was die Investitionskosten für Gebäude/Grundstück deutlich verringert. Zudem wird durch die Nutzung der Gravitation (Material fällt vom ersten Sieb direkt auf das zweite Sieb) in der Regel keine Fördertechnik zwischen den Sieben benötigt, was die Investitionskosten für Maschinentechnik deutlich senken kann.
Schlussendlich ist es nun möglich die bisher notwendigen Zerkleinerungskapazitäten anzupassen. Der Verschleiß ist deutlich geringer und es wird nur Material zerkleinert, welches für die Wiederverwertung zerkleinert werden muss. Der regelmäßige Wartungsaufwand und damit Stillstandszeiten wird ebenfalls deutlich reduziert.
Die Erfindung versteht und definiert die verwendeten Begriffe im Wesentlichen aber nicht ausschließlich oder abschließend wie folgt:
Ein Materialstrom besteht in der Regel aus schütt- oder rieselfähigem Material und weist die Merkmale einer Mischfraktion auf. Die Mischfraktionen können dabei im Wesentlichen in Fraktionen aufgeteilt, Überkorn abgetrennt, entstaubt und/oder sortiert werden. Überkorn (Siebrückstand nach DIN 66160) ist in der Regel eine Korngröße, die nicht als Siebdurchgang durch die Maschenweite des Siebes hindurchgeht und als eigene Fraktion abgeschieden werden kann. Neben der Gewichtskraft sind optionale zusätzliche Krafteinleitungen sowie die vorgegebene Maschenweite für die Siebwirkung entscheidend. Neben statischen Siebflächen können auch Walzen- oder Rollensiebe zur Anwendung kommen, welche sich durch eine Vielzahl an parallel angeordneten Walzen/Rollen auszeichnen. Die Maschenweite ergibt sich durch die gleichbleibenden oder veränderlichen Durchtrittsöffnungen zwischen den Walzen oder deren Aufbauten, wie Scheiben, Erhöhungen, Noppen oder dergleichen. Bekannte Klassiervorrichtungen in Walzenform benutzen auch abgeflachte Pyramiden an ihren Oberflächen. Zur Auflockerung des zu siebenden Materials, meist im Zuge einer Stauförderung, können stachelige oder kantige Elemente am Umfang der Rollen montiert sein, beispielsweise anstelle von runden Scheiben mehreckige Platten oder sternförmige Elemente. Die Maschenweite ergibt sich im Zusammenspiel mit den Aufbauten oder Erhöhungen der benachbarten Walzen. Gerade im Zuge einer Stauförderung kann es auf dem Walzenbett zu einer klassierenden Schichtung des entmischten Materialstromes kommen, beispielsweise schwer unten, leicht oben, mit dem gezielt eine angereicherte Fraktion benachbart zu den Walzen (Störstoffe mit ähnlichem Gutmaterial) über einen vorgegebenen größeren Spalt ausgetragen werden kann. In Vorteilhafterweise kann eine solche angereicherte Fraktion gezielt, mit angepassten Methoden und somit mit einer besseren Trennschärfe gereinigt werden, um das Gutmaterial abzutrennen.
Die Fallrichtung entspricht im Wesentlichen der Gewichtskraft, kann aber auch vektoriell horizontale Anteile enthalten, beispielsweise bei einem Wurf oder einer schrägen Siebanordnung bzw. durch Leitbleche.
Einlässe oder Auslässe sind nicht zwingend auf das Gehäuse beschränkt, auch innerhalb des Gehäuses können Räume, beispielsweise Siebe voneinander getrennt sein. Somit beschreibt diese Wortwahl im Wesentlichen die getrennte Zu- und Abführung von Material gegenüber anderen Materialien.
Die Vorrichtung oder das Verfahren können Steuer- und/oder Regelungsvorrichtungen enthalten respektive benutzen, die die Vorrichtung bzw. das Verfahren ordnungsgemäß steuern oder regeln. Bevorzugt kann die Vorrichtung oder das Verfahren mittels einer Kl (künstlicher Intelligenz) oder im Zuge eines maschinell angelernten Verhaltens betrieben werden. Als Eingangsgrößen, nicht abschließend, sind beispielsweise die Menge oder die Eigenschaften des Ausgangsmaterials denkbar, sowie die Menge oder die Eigenschaften der verschiedenen Fraktionen. Insbesondere kann es durch geeignete Sensorik (Gewicht, fotographische Korngrößenverteilung, Durchsatz pro Zeit, u.a.) möglich sein die einzelnen Siebe und/oder die Leitklappen zur Einstellung der Fraktionen zu betreiben. In vorteilhafter Weise wird ein solches System des maschinellen Lernens erst durch entsprechende Algorithmen ermöglicht und wird auch erst nach einer Phase des Anlernens entsprechende Ergebnisse liefern können. Hierbei ist es üblich, dass Kenngrößen oder andere Vergleichswerte gebildet werden, die zur Steuerung oder Regelung verwendet werden können.
Besonders bevorzugt wird das Maschinelle Lernen für die angereicherte Fraktion des zweiten Siebes verwendet.
In vorteilhafter Weise kann diese Steuerung- oder Regelung sich auch auf die vorgeschalteten oder nachfolgenden Bereiche auswirken, beispielsweise auf die nachfolgenden Reinigungs-, Sicht- Transport- oder Zerkleinerungsvorrichtungen, bis hin zur Steuerung oder Regelung der späteren Verwertung.
Im Übrigen sei darauf verwiesen, dass die Umsetzung des Verfahrens nicht zwingend mit der beschriebenen Vorrichtung und insbesondere nicht zwingend mit einer Transfervorrichtung zwischen den beiden Sieben durchgeführt werden muss.
Die nachstehenden Merkmale können für sich oder in Kombination weitere vorteilhafte Maßnahmen in Zusammenhang mit der Vorrichtung oder dem Verfahren ausbilden:
Es besteht die Möglichkeit zumindest einem Auslass der Fraktionen eine Sichtvorrichtung zur Abscheidung einer weiteren Fraktion und/oder zu Reinigung der Fraktion zuzuordnen. Bevorzugt können diese Sicht- oder Reinigungsvorrichtungen Magnettrommeln, Magnetkaskaden, für Eisenmetalle, Wirbelstromabscheide für Nicht-Eisenmetalle, Schwergutabscheider (Steine, Glas, Metalle) bzw. Leichtgutabscheider (Folien, Flusen, Fasern, Textilien) sein. Diese Reinigungsvorrichtungen können ebenfalls im ersten Bereich des Verfahrens oder der Vorrichtung Anwendung finden. Alternativ oder kumulativ kann als erster Sieb und/oder zweiter Sieb ein Schwingsieb, ein Scheibensieb, ein Walzen- oder Rollensieb, ein Luftsichter und/oder ein Wurfsichter angeordnet sein. Neben diesen Sieben sind Siebe ebenfalls geeignet, welche messbare physikalische Eigenschaften des Ausgangsmatenals respektive des vorherigen Siebdurchganges unterscheiden können.
Bevorzugt kann zur Abtrennung der ersten Fraktion als Störstoffabscheider eine Magnettrommel zur Metallabscheidung, ein Nicht-Eisenmetallabscheider, ein Wirbelstromabscheider, ein Luftsichter, eine sensorbasierte Abscheidevorrichtung und/oder ein Schwergutabscheider angeordnet sein.
Bezüglich der Transfereinrichtung kann ein Förderband, ein Linearförderer, ein pneumatischer Förderer oder es können zur Fallrichtung des Siebdurchgangs geneigte Leitbleche angeordnet sein. In vorteilhafter Weise kann durch die Anordnung einer Transfervorrichtung der notwendige Bauraum in der Fläche deutlich minimiert werden, weil sich die notwendigen Siebe nicht in der Fläche erstrecken sondern etagenweise aufgebaut sind. Besonders vorteilhafte ist die optionale gleichgerichtete Transportrichtung der Siebe, was einen vorteilhaften Aufbau der Auslassöffnungen und eine einfache Weiterbehandlung bzw. Weiterleitung der einzelnen Fraktionen bedingt.
In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass das erste Sieb und das zweite Sieb im Wesentlichen direkt untereinander angeordnet sind. Je nach Ausführungsform sind auch mehr als 50%, höchst bevorzugt mehr als 75% horizontale Überdeckung denkbar. Die Überdeckung ermöglicht eine optimale Anordnung der Auslässe oder ist ggfs. durch die bauartbedinge Ausführungsform unterschiedlicher Siebe technisch von Vorteil.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest das zweite Sieb geeignet ist unterschiedliche Fraktionen entlang der Transportrichtung abzugeben, welche bevorzugt unterschiedlichen Auslässen zugeordnet sind. Die Auslässe müssen im Übrigen nicht über die volle Breite austragen, sondern können die Fraktion auch bündeln und seitlich austragen, um den Bauraum zu optimieren.
In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass unterhalb der Siebe zumindest eine bewegbare Stellklappe, bevorzugt senkrecht zur Transportrichtung angeordnet ist, welche zur Einstellung der Verhältnisse der unterschiedlichen Fraktionen zueinander oder zur Einstellung der Eigenschaften der Fraktionen geeignet sind. Dabei können die Stellklappen ggfs. auch vibrierend angeordnet sein, um bei ggfs. notwendigen Schräglagen ein Aufstauen von Material zu verhindern.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist im zweiten Bereich ein Scheibensieb, ein Walzensieb oder ein Sternsieb als das erste Sieb und im dritten Bereich ein Walzensieb als das zweite Sieb angeordnet. Das erste Sieb ist in dieser Ausgestaltung besonders gut geeignet um hohe Volumina des Materialstromes von Übergrößen zu sortieren und gleichzeitig, falls notwendig oder vorgesehen, eine klassierende Vorsiebung entlang der Transportrichtung durchzuführen. Das Überkorn wird in der Regel nochmal der Vorzerkleinerung oder einem Brecher zugeführt, damit es in die vorgegebene Korngröße für die spätere Verwertung überführt werden kann.
Ein Scheibensieb besteht vorzugsweise aus parallel zueinander angeordneten Walzen auf denen axial beabstandet Scheiben angeordnet sind. Die Scheiben können rund bzw. geformt sein, aber auch eckige, gezackte oder sternförmige Scheiben sind denkbar. Diese sind in der Regel geeignet um das ankommende Material aufzulockern oder in Transportrichtung zu transportieren. Bevorzugt werden die Scheiben der benachbarten Walzen miteinander kämmen.
Scheibensiebe können u.a. Sternsiebe, Scheibensiebe mit hexagonalen Scheiben, Spannwellensiebe oder Fingersiebe genannt werden. Daneben kann ein Walzensieb aus parallel zueinander angeordnet Walzen bestehen, bei denen auf den Oberflächen Erhöhungen angeordnet sind und bevorzugt diese Erhöhungen mit den benachbarten Walzen kämmen oder einen vorgegebenen Abstand aufweisen. Besonders bevorzugt bestehen die Erhebungen aus abgeflachten Pyramiden.
Bevorzugt kann das Scheibensieb und/oder das Walzensieb entlang der Transportrichtung eine sichtende Wirkung von fein nach grob ausbilden. Dies kann beispielsweise bei einem Scheibensieb durch den Abstand der Scheiben zueinander oder beim Walzensieb durch den Abstand der Walzen zueinander in einfacher Art und Weise realisiert werden.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel kann in einem oder in mehreren Bereichen des Walzensiebs zur Siebung einer Fraktion Walzen mit im Wesentlichen gleichen Abständen und/oder Erhöhungen angeordnet sein. Bevorzugt wäre vorgesehen, dass zwischen zweien dieser Bereiche ein größerer Abstand zur Ausschleusung einer Schicht des auf den Walzen aufliegenden Materials angeordnet ist. Dies kann eine an Fremdstoffen oder Störstoffen angereicherte Schicht sein. In der Regel bildet sich diese Schicht benachbarte Schicht zu den Walzen aus und weist vergleichbare große und/oder schwere Partikel auf, die mit weiteren Störstoffen angereichert ist und der Abstand zwischen den Bereichen mit einem eigenen Auslass zur Abführung einer eigenen Fraktion wirkverbunden ist.
Bevorzugt ist zumindest ein Auslass zur Ausgabe einer Fraktion mit einem Sichter oder einem Schwergutabscheider zur Herstellung einer nachgereinigten Fraktion wirkverbunden. Dies kann direkt im Gehäuse oder bevorzugt im angrenzenden Nahbereich verwirklicht sein. In vorteilhafter Weise kann es möglich sein die nachgereinigte Fraktion mit einer in Bezug auf die Korngröße benachbarten Fraktion zusammenzuführen. Alternativ oder kumulativ kann zumindest ein Auslass zur Ausgabe einer Fraktion, bevorzugt mit einem Auslass für Überkorn eines Siebes, zur weiteren Verwertung mit einer Zerkleinerungsvorrichtung wirkverbunden sein. Diese Zerkleinerungsvorrichtung wird verfahrenstechnisch in der Regel dazu benutzt, das klassierte und ggfs. gereinigte Material für die spätere Verwertung auf eine vorgegebene Korngröße zu reduzieren. Dies geschieht beispielsweise zur Reduktion von Hackschnitzelgrößen bei der Wiederverwertung von Altholz auf Span- oder Fasergrößen zur Verwertung in der Herstellung von Werkstoffplatten (MDF, OSB, Span, ... ) oder bei der Kunststoffherstellung bei der Wiederverwertung von recyceltem Kunststoff.
Die Lösung der Aufgabe für ein Verfahren besteht in der Merkmalskombination nach Anspruch 15.
In diesem Verfahren wird zum Klassieren und/oder Reinigen eines Materials in einem Gehäuse oder einer vertikalen Anordnung ein Ausgangsmaterial über einen oberen Einlass dem Gehäuse zugeführt. Das Material wird in Fällrichtung mehrere Bereiche zur Fraktionierung und/oder Reinigung sukzessive durchlaufen, wobei in einem ersten Bereich Störstoffe als eine erste Fraktion von dem Ausgangsmaterial abgeschieden werden und wobei das verbleibende Ausgangsmaterial durch zumindest zwei Siebe der in Fallrichtung angeordneten weiteren Bereiche fraktioniert wird, wobei jeder Sieb von dem Ausgangsmaterial zumindest eine Fraktion abscheidet, wobei das Material auf den Sieben in der gleichen Transportrichtung transportiert wird und wobei sich der Siebdurchgang zwischen dem ersten und dem zweiten Sieb respektive dem zweiten und dem dritten Bereich zumindest teilweise entgegen der Transportrichtung bewegt.
Die Lösung der erweiterten Aufgabe besteht in der Merkmalskombination des Verfahrens nach Anspruch 16.
In diesem Verfahren wird zur Aufbereitung das Ausgangsmaterial, vorzerkleinertes Altholz oder ein vergleichbares Gemisch mit Holzbestandteilen in dem ersten Bereich von Eisenmetallen gereinigt, im zweiten Bereich mit einem Scheibensieb, bevorzugt entlang der Transportrichtung klassierend, gesiebt und das Überkorn als Fraktion über einen eigenen Auslass ausgetragen wobei in einem dritten Bereich unterhalb des zweiten Bereiches in der gleichen Transportrichtung der Siebdurchgang des ersten Siebes in Fällrichtung auf ein Walzensieb des dritten Bereiches gelangt und dort in zumindest drei Fraktionen separiert und zumindest drei separaten Auslässen zugeführt wird, wobei in Transportrichtung die erste Fraktion des dritten Bereiches einen gegenüber den anderen Fraktionen des dritten Bereiches feineren Siebdurchgang aufweist, die zweite Fraktion des dritten Bereiches mit Stör- und/oder Fremdstoffen angereicherte Hackschnitzel aufweist und die dritte Fraktion des dritten Bereiches bereits weiter verwertbare Hackschnitzel aufweist.
Bevorzugt kann in einem der obigen Verfahren zumindest die zweite Fraktion mit den Stör- und Fremdstoffen zur Reinigung von den Stör- und/oder Fremdstoffen, durch eine Sichtvorrichtung und/oder einen Zyklon geführt werden. Es kann dann vorgesehen sein diese gereinigte Fraktion dem Materialstrom der dritten Fraktion zur weiteren Verwertung, bevorzugt einer weiteren Zerkleinerung, zuzuführen. In Vorteilhafterweise wurde hier eine optimale Fraktion mit maximaler Hackschnitzelgröße für die weitere Verwertung bzw. Zerkleinerung geschaffen. Die kleineren Hackschnitzel wurden mit ähnlich großen Störstoffen in eine eigene Fraktion abgeschieden und in vorteilhafter Weise von Staub oder anderen mineralischen kleineren Fremdkörpern befreit. Die Reinigung der zweiten Fraktion des dritten Bereiches ist verlässlich und einfach durchzuführen und kann beispielsweise einfach entfrachtet werden, wenn ein Schwer- und/oder ein Leichtsichter angewendet wird, in dem Steine, Sand bzw. Flusen, Fasern oder Folien entfernt werden können. Diese zweite Fraktion kann dann entweder direkt, abhängig von deren Korngröße, verwertet oder zusammen mit dem Überkorn des zweiten Siebes oder der entsprechenden benachbarten dritten Fraktion zur Zerkleinerung geführt werden. Eine derartige Zerkleinerung kann auch ein thermisch mechanischer Aufschluss sein, beispielsweise in einem Kocher und/oder einem Refiner. In dem Verfahren ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Überkorn des ersten Siebes einer (Nach-)Zerkleinerung zugeführt wird, wobei bevorzugt das zerkleinerte Überkorn dem Verfahren und/oder der Vorrichtung nochmals zugeführt oder das zerkleinerte Überkorn der dritten Fraktion des dritten Bereiches zugeführt wird.
Besonders bevorzugt wird als Ausgangsmaterial zerkleinertes oder gebrochenes Recyclingholz mit einer Korngröße von bis zu 300 mm einer ersten Kantenlänge, bis zu 400 mm einer zweiten Kantenlänge und bis zu 500 mm der dritten Kantenlänge verwendet. Derartiges Ausgangsmaterial ist üblicherweise erhältlich, wenn Altholz in einem Trommelhacker oder einer vergleichbaren Vorrichtung vorgebrochen wird. Beispielsweise können diese Vorbruchgrößen 400x500x50 mm groß sein.
Vorgeschlagene Verfahrensmerkmale bedingen in der Regel technische Einrichtungen zur Umsetzung und sind entsprechend auch für die Vorrichtung geeignet, vice versa gilt dies auch für die verfahrenstechnische Umsetzung von Vorrichtungsmerkmalen.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den untergeordneten Ansprüchen und der folgenden Beschreibung mit der schematischen Zeichnung hervor.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung 1 mit einem Gehäuses 10 mit darin in Fallrichtung G angeordneten Bereichen B1 , B2 und B3. In einem ersten Bereich B1 wird das durch den Einlass durchtretende Ausgangsmaterial AM an einem Störstoffabscheider 2 vorbeigeführt. Dieser sorgt dafür, dass beispielsweise Eisenmetall EM als eine eigene Fraktion zu einem Auslass 12 gelangt, währenddessen das verbleibende Material im Gehäuse in den zweiten Bereich B2 fällt. Im zweiten Bereich B2 ist ein erster Sieb 3 angeordnet, welcher das verbleibende Material in Transportrichtung 6 transportiert und dabei siebt. Bei einer optionalen klassierenden Siebung wird bevorzugt erst feineres dann stärkeres Material als Siebdurchgang in Richtung des dritten Bereiches B3 abgegeben. Das Überkorn von Sieb 3 gelangt als Fraktion F4 zu einem eigenen Auslass 16. Das Überkorn kann entweder nochmals einer Grobzerkleinerung und einer optionalen Reinigung zugeführt werden und gelangt wieder über den Einlass 11 in die Vorrichtung 1.
Bevor der Siebdurchgang des ersten Siebes 3 auf den zweiten Sieb 5 im dritten Bereich B3 gelangt, wird der Siebdurchgang entgegen der Transportrichtung 6 der Siebe verschoben. Damit wird eine kompakte Bauweise gewährleistet und gleichzeitig der Siebvorgang auf dem zweiten Sieb 5 optimiert. Für das Verschieben entgegen der Transportrichtung 6 der Siebe kann eine Transfervorrichtung 4 vorgesehen sein, die aktiv oder passiv das Material entgegen der Transportrichtung 6 bewegt. Als passiv werden beispielsweise Leitbleche erachtet, die ggfs. durch Vibration unterstütz werden. Als aktiv werden nicht dargestellte Fördervorrichtungen, wie Förderbänder oder Lineartransfer-vorrichtungen oder das Material beschleunigende Wurfwalzen verstanden. Es ist aber besonders bevorzugt, wenn der Siebdurchgang wie in der Figur dargestellt abschnittsweise verschoben wird, insbesondere bei einem klassierten Siebdurchgang entlang der Transportrichtung 6, um eine Häufung des Siebdurchganges zu Beginn des zweiten Siebes 5 zu vermeiden.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung wird durch den zweiten Sieb 5 im dritten Bereich der Siebdurchgang bevorzugt in drei Fraktionen aufgeteilt. Dabei wird zu Beginn des Siebes 5, in Transportrichtung 6, eine erste feine Fraktion F1 abgeschieden. Nachfolgend eine zweite, bevorzugt mit Störstoffen angereicherte, Fraktion F2. Eine dritte Fraktion F3 kann gemäß der Zeichnung als Überkorn des zweiten Siebes 5 oder (nicht dargestellt) als dritter Siebdurchgang entstehen. Die Menge an Fraktionen ist nicht begrenzt, insbesondere andere Siebarten als Lochsiebe sind in der Lage eine Vielzahl an unterschiedlichen Fraktionen zu bilden, beispielsweise aktiv angetriebene Rollen- oder Walzensiebe.
Die Fraktionen F1 , F2, F3 werden eigenen Auslässen 13, 14, 15 zugeführt bzw. durch diese geleitet. Die Auslässe müssen dabei nicht zwingend die Fraktion aus dem Gehäuse 10 ausleiten, sondern sollen so verstanden werden, dass diese als eigenständige und nicht mit anderen Fraktionen vermischbare Stoffströme nach dem Sieb 5 geleitet oder geführt werden.
Unterhalb des zweiten Siebes 5 bzw. zwischen den einzelnen Auslässen 13, 14, 15 können Stellklappen 9 angeordnet sein, welche den Siebdurchgang in den Grenzbereichen zwischen den einzelnen Fraktionen F1 , F2, F3 einstellen können. Diese können manuell eingestellt oder über Stellmittel und entsprechende Steuerungs- oder Regelungsvorrichtungen (nicht dargestellt) einstellbar sein. Die nicht dargestellten Antriebe, Stellmittel, Steuer- oder Regelungsvorrichtungen wird der Fachmann, sofern für den Betrieb der Vorrichtung als auch zur Durchführung des Verfahrens eigenständig erkennen und umsetzen.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste bzw. feinere Fraktion F1 des zweiten Siebes 5 einer thermischen Verwertung zugeführt wird, da Staub, Feinstaub oder anteilige Mineralien in der Regel nicht Recycling-Verfahren oder einem Kreislaufsystem zuführbar sind.
Bevorzugt wird die zweite Fraktion, umfassend gröbere Materialien und in der Regel auch andere Fremd- oder Störstoffe, ab dem Auslass 14 einer weiteren Reinigung oder Sichtvorrichtung 7 zugeführt, in der die Fremdstoffe und Störstoffe abgeschieden werden können. Diese Abscheidung wird bevorzugt innerhalb des Gehäuses oder zumindest direkt benachbart hierzu durchgeführt. Bei einem Luftsichter als Sichtvorrichtung 7 kann ein Zyklon 8 nachgeschaltet sein. Die gereinigte Fraktion F2‘ kann schließlich einer eigenen Verwertung 17 oder wie dargestellt bevorzugt der nächst größeren Fraktion F3 zugeführt werden, um diese zusammen der geplanten Verwertung, bevorzugt in einem recycelndem Kreislaufsystem zuzuführen. Eine bespielhafte Verwertung 17 wäre bei einem Altholzrecycling, dass vorgebrochenes Ausgangsmaterial AM durch das Verfahren oder die Vorrichtung fraktioniert und/oder gereinigt wird, und entsprechend den Anforderungen für die Herstellung von Werkstoffplatten, wie Spanplatten oder Faserplatten, in der Verwertung 17 auf eine vorgegebene Korngröße zerkleinert, in einer nachfolgenden Beleimvorrichtung beleimt, und in eine Pressvorrichtung unter Druck und Temperatur verpreßt werden.
In vorteilhafter Weise ermöglicht die einfache Vorreinigung bzw. durch ihre Fraktionierung eine entsprechend wirksame Auslastung der Verwertung 17 bzw. der ggfs. notwendigen Zerkleinerung 1644 ermöglicht wird.
Bezugszeichenliste 1644:
1 Vorrichtung
2 Störstoffabscheider
3 Sieb (erster)
4 Transfereinrichtung
5 Sieb (zweiter)
6 Transportrichtung
7 Sichtvorrichtung
8 Zyklon
9 Stellklappen
10 Gehäuse
11 Einlass
12 Auslass (EM)
13 Auslass (F1)
14 Auslass (F2)
15 Auslass (F3)
16 Auslass (F4)
17 Verwertung
B1 Bereich
B2 Bereich
B3 Bereich
G Fallrichtung
AM Ausgangsmaterial
EM Eisenmetall
F0 Fraktion
F1 Fraktion
F2 Fraktion
F2‘ Fraktion (nachgereinigt)
F3 Fraktion
F4 Fraktion (Überkorn)

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Fraktionierung und/oder Reinigung eines Materialstromes in einem Gehäuse oder einer vertikalen Anordnung;
1.1 wobei nach einem oberen Einlass (11) für das Ausgangsmaterial (AM) in Fällrichtung (G) sukzessive mehrere Bereiche (B1 , B2, B3) zur Abtrennung von verschiedenen Fraktionen (FO, F1 , F2, F3, F4) aus dem Ausgangsmaterial (AM) angeordnet sind;
1.2 wobei in einem ersten Bereich (B1 ) im oder nach dem Einlass (11 ) ein Störstoffabscheider (2) zur Abtrennung einer ersten Fraktion (FO), bevorzugt Eisenmetall (EM), angeordnet ist;
1.3 wobei im zweiten Bereich (B2) ein erstes Sieb (3) zur Abscheidung einer zweiten Fraktion (F4) aus Überkorn angeordnet ist;
1.4 wobei unter dem ersten Sieb (3) in einem dritten Bereich (B3) ein zweites Sieb (5) zur Abscheidung zumindest einer dritten Fraktion (F1 , F2, F3) aus dem Siebdurchgang des ersten Siebes (3) angeordnet ist;
1.5 wobei die beiden übereinanderliegenden Siebe (3, 5) eine gleichgerichtete Transportrichtung (6) für das Material (M) auf den Sieben (3, 5) aufweisen und
1.6 wobei zwischen den beiden Sieben (3, 5) und/oder dem zweiten und dritten Bereich (B2, B3) eine Transfereinrichtung (4) zum zumindest teilweisen Transport des Siebdurchganges aus dem ersten Sieb (3) entgegen der Transportrichtung (6) der Siebe (3, 5) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem Auslass (13, 14, 15, 16) der Fraktionen (F1 , F2, F3, F4) eine Sichtvorrichtung (7) zur Abscheidung einer weiteren Fraktion und/oder zu Reinigung der Fraktion (F1 , F2, F3, F4) zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach einem zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Sieb (3) und/oder als zweiter Sieb (5) ein Schwingsieb, ein Scheibensieb, ein Walzen- oder Rollensieb, ein Luftsichter und/oder ein Wurfsichter angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abtrennung der ersten Fraktion (FO) als Störstoffabscheider (2) eine Magnettrommel zur Metallabscheidung, ein Nicht-Eisenmetallabscheider, ein Wirbelstromabscheider, ein Luftsichter, eine sensorbasierte Abscheidevorrichtung und/oder ein Schwergutabscheider angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Transfereinrichtung (4) ein Förderband, ein Linearförderer, ein pneumatischer Förderer, oder zur Fallrichtung (G) des Siebdurchgangs geneigte Leitbleche angeordnet sind.
6. Vorrichtung zumindest nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sieb (3) und das zweite Sieb (5) im Wesentlichen direkt untereinander angeordnet sind und bevorzugt zu mehr als 50%, höchst bevorzugt zu mehr als 75% eine horizontale Überdeckung aufweisen.
7. Vorrichtung zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das zweite Sieb (5) geeignet ist unterschiedliche Fraktionen (F1 , F2, F3) entlang der Transportrichtung (6) abzugeben, welche bevorzugt unterschiedlichen Auslässen (13, 14, 15) zugeordnet sind.
8. Vorrichtung zumindest nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Siebe (3, 5) zumindest eine bewegbare Stellklappe (9), bevorzugt senkrecht zur Transportrichtung (6) angeordnet ist, welche zur Einstellung der Verhältnisse der unterschiedlichen Fraktionen (F1 , F2, F3) zueinander oder zur Einstellung der Eigenschaften der Fraktionen (F1 , F2, F3) geeignet sind.
9. Vorrichtung zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Bereich (B2) ein Scheibensieb, ein Walzensieb oder ein Sternsieb als das erste Sieb (3) und im dritten Bereich (B3) ein Walzensieb als das zweite Sieb(5) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Scheibensieb aus parallel zueinander angeordneten Walzen besteht, auf denen axial beabstandet Scheiben angeordnet sind und bevorzugt die Scheiben der benachbarten Walzen miteinander kämmen und/oder dass ein Walzensieb aus parallel zueinander angeordnet Walzen besteht, bei denen auf den Oberflächen Erhöhungen angeordnet sind und bevorzugt diese Erhöhungen mit den benachbarten Walzen kämmen oder einen vorgegebenen Abstand aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Scheibensieb und/oder dem Walzensieb entlang der Transportrichtung (6) eine sichtende Wirkung von fein nach grob angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in einem oder in mehreren Bereichen des Walzensiebs zur Siebung einer Fraktion Walzen mit im Wesentlichen gleichen Abständen und/oder Erhöhungen angeordnet sind, und dass bevorzugt zwischen zweien dieser Bereiche ein größerer Abstand zur Ausschleusung einer Schicht des auf den Walzen aufliegenden Materials angeordnet ist, wobei die zu den Walzen benachbarte Schicht mit großen und/oder schweren Partikeln sowie weiteren Störstoffen angereichert ist und der Abstand zwischen den Bereichen mit einem eigenen Auslass zur Abführung einer eigenen Fraktion wirkverbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Auslass zur Ausgabe einer Fraktion mit einem Sichter oder einem Schwergutabscheider zur Herstellung einer nachgereinigten Fraktion wirkverbunden ist und bevorzugt mit der, bezogen auf die Korngröße, benachbarten Fraktion zusammengeführt wird.
14. Vorrichtung nach einem zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Auslass zur Ausgabe einer Fraktion, bevorzugt mit einem Auslass für ein Überkorn eines Siebes, zur weiteren Verwertung mit einer Zerkleinerungsvorrichtung wirkverbunden ist.
15. Verfahren zum Klassieren und/oder Reinigen eines Materialstromes in einem Gehäuse oder einer vertikalen Anordnung, wobei ein Ausgangsmaterial (AM) über einen obere Einlass (11 ) einem Gehäuse (10) zugeführt wird und in Fallrichtung (G) mehrere Bereiche (B1 , B2, B3) zur Fraktionierung und/oder Reinigung sukzessive durchläuft, wobei in einem ersten Bereich (B1 ) Störstoffe als eine erste Fraktion (F0) von dem Ausgangsmaterial (AM) abgeschieden werden und das verbleibende Ausgangsmaterial (AM) durch zumindest zwei Siebe (3, 5) der in Fallrichtung (G) angeordneten Bereiche (B2, B3) durchläuft, wobei jeder Sieb (3, 5) von dem Ausgangsmaterial zumindest eine Fraktion (F1 , F2, F3, F4) abscheidet, wobei das Material auf den Sieben (3, 5) in der gleichen Transportrichtung (6) transportiert wird und wobei sich der Siebdurchgang zwischen dem ersten und dem zweiten Sieb (3, 5) respektive dem zweiten und dem dritten Bereich (B2, B3) zumindest teilweise entgegen der Transportrichtung (6) bewegt.
16. Verfahren zur Aufbereitung von vorzerkleinertem Altholz, bevorzugt nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch oder in einer Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial (AM) ein vorzerkleinertes Altholz oder ein vergleichbares Gemisch mit Holzbestandteilen in dem ersten Bereich (B1) von Eisenmetallen (EM) gereinigt wird, im zweiten Bereich (B2) mit einem Scheibensieb, bevorzugt entlang der Transportrichtung (6) klassierend, gesiebt und das Überkorn als Fraktion (F4) über einen eigenen Auslass (16) ausgetragen wird und in einem dritten Bereich (B3) unterhalb des zweiten Bereiches (B2) in der gleichen Transportrichtung (6) der Siebdurchgang in Fallrichtung auf ein Walzensieb des dritten Bereiches (B3) gelangt und dort in zumindest drei Fraktionen (F1 , F2, F3) separiert wird sowie zumindest drei separaten Auslässen (13, 14, 15) zugeführt wird, wobei in Transportrichtung (6) die erste Fraktion (F1 ) des dritten Bereiches (B3) einen gegenüber den anderen Fraktionen (F2, F3) des dritten Bereiches (B3) feineren Siebdurchgang aufweist, die zweite Fraktion (F2) des dritten Bereiches (B3) mit Stör- und/oder Fremdstoffen angereicherte Hackschnitzel aufweist und die dritte Fraktion (F3) des dritten Bereiches (B3) reine verwertbare Hackschnitzel aufweist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zweite Fraktion (F2) mit den Stör- und Fremdstoffen zur Reinigung von den Stör- und/oder Fremdstoffen, durch eine Sichtvorrichtung (7) und/oder einen Zyklon (8) geführt wird und bevorzugt die gereinigte Fraktion (F2‘) dem Materialstrom der dritten Fraktion (F3) zur weiteren Verwertung, bevorzugt einer weiteren Zerkleinerung, zugeführt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Überkorn des ersten Siebes (3) einer Zerkleinerung zugeführt wird, wobei bevorzugt das zerkleinerte Überkorn dem Verfahren und/oder der Vorrichtung nochmals zugeführt oder das zerkleinerte Überkorn der dritten Fraktion (F3) des dritten Bereiches (B3) zugeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial (AM) zerkleinertes oder gebrochenes Recyclingholz mit einer Korngröße von bis zu 300 mm einer ersten Kantenlänge, bis zu 400 mm einer zweiten Kantenlänge und bis zu 500 mm der dritten Kantenlänge verwendet wird.
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