Dienstag, 18. November 2008

Grundlagen der Aufbereitung fester Abfallstoffe und Recyclingtechnologien - Vorlesung 5 - 18.11.2008

Grundlagen der Aufbereitung fester Abfallstoffe und Recyclingtechnologien

Vorlesung

18.11.2008

Zerkleinerung

Notizen + Stichpunkte:


Einwellenzerkleinerer
  • Schneidbeanspruchung: schneiden + reißen
  • wenn Messer zerschlissen => um 180° drehen
  • Benutzungszyklen wg. hoher Beanspruchung an der Schnittkante => Verschleißelemente
  • Draht und Metalle sind gut schneidfähig
  • s. Hammermühle => Störstoff Papier => ein frischer + ein verschlissener Hammer => Spalt wird größer => fließender Übergang zwischen Schneiden und Reißen => Lärm erhöht sich
  • Produkt anschauen => Schnitt- oder Risskante ?
  • alles muss in die Schnittkante passen
  • abrasiv: Verschleiß der Schnittkante
  • großer Trichter gewährleistet dikontinuierliche Beschneidung
Maschinendaten
  • relativ langsam
  • Durchsatz hängt von Reparatur- und Wartungszeiten ab
  • oft sind mehrere zwei oder mehrere Maschinen in Betrieb => Rendundanz => 2. Einheit beibehalten => Stand by
  • Vorhalt: 100-150% => um Ausfälle auszugleichen
Materialaustrag
  • mit Luft angesaugt => bewirkt zusätzliche Kühlung um entstehende Reibwärme zu kompensieren
Messerbauarten
  • wirkungspezifisch patentierte Messer
  • beid- und einseitig
  • es gehen verschiedene Messer durch die Reihen => sehr schweres und massives würfelähnliches Vollmaterial
  • Gleitschnitt ( s. Schere) => eine Schneide wandert über ein festes Messer
  • Phänomen: "Zahnausfall" Messerbänke mit ausgebrochenen Schneidwerkzeugen
  • Verschleiß: alle Messer rund
  • Welle + Messe
Buiseness as usual
  • im Ersatzbrennstoffsektor herrschen knallharte Vorgehensweisen
  • wenn durch mangelnde Kontrolle aus Versehen mal ein Schaden an einer Messerleiste in der Maschine übersehen wurde und der Betreiber die Förderfähigkeit nicht sicherstellen konnte, dann gibt es einen kurzen Anruf vom Abnehmer: "Sie brauchen die nächsten drei Monate erst mal nicht mehr erscheinen"
  • das nennt man auch "Auslistung" per Anruf
  • (erinnert mich an den vorgestrigen Fernsehabend mit Chef & Co, wo der Sicherheits-Chef oben auf dem Dach des Berliner Olympiastadions irgendeinen zu spät kommenden Lieferanten per Telefon mitteilen ließ: Pech gehabt, heute kommen sie nicht mehr rein, nächstes mal !)
  • einfacher Messersatz läuft 7*24h = 1 Woche Lebensdauer
  • Cave: bei Betriebsausfall + Wartungen + Reparaturen laufen Betriebskosten weiter !
  • Verfügbarkeit laut Datenblättern immer mit der Realität vergleichen
  • in der Energie- und Produktionswirtschaft sind die Auslastungsquoten höher als im Zerkleinerungssektor (nur ca. 60%)
  • manchmal fährt man Überlast => das nennt man "außergewöhnlichen Betriebszustand
  • Austragungssiebe mit Schädigungen: Risse, Verschmutzungen durch ausgehärtete Ölrückstände => gehärtete Elemente
  • Einwellenzerkleinerer sind Standardzerkleinerer wenn das zu verarbeitende Material weich oder duktil ist
Schneidmühlen
  • Rotorschere: ohne Austragungssieb
  • Einwellenzerkleinerer: mit Austragungssieb
  • durch die Reihen geht auch eine ausklappbare Messlehre für Spaltbreiten von 0.05 bis 1mm)
  • läuft eine Maschine mit 14m/s so wird sie schon sehr laut
  • der Schneidvorgang ist nie ein Parallelschnitt => zu große Momente
  • es wird ein Gleitschnitt wie bei einer Papierschere realisiert
  • Prinzipskizze
  • bei Zerkleinerung < 1mm =""> Material ist z.B. für Labor-Analyse-Zwecke bestimmt
  • Messeranordnung für Gleitschnitt: schräg gleitender Schnittpunkt
  • Doppelschräganschnitt durch Pfeilanordnung
  • Messer nachjustieren + Auswechseln kann Stunden dauern !
  • sollen lange halten
Schneidmühlenrotor
  • Sonderbauformen Schneidmühlen: Aktenvernichter
  • Stufen 1-3 (12, 6 und 2 mm)
  • Stufen 4 (Breite 2mm /Länge 15mm)
  • Stufe 5 = höchste Sicherheitsstufe (0,8/13mm)
  • Rotorschere ermöglicht lange Streifen
Gebindeöffner => reißend
  • es hat 10 Jahre gedauert, bis sich diese Technik stabilisiert hat
  • reißende Beanspruchung
  • 1. Welle mit gerader Anzahl an Messern
  • 2. Welle mit ungerader Anzahl an Messern
  • gegenläufig => diskontinuierlicher Betrieb
  • hier soll nur geöffnet werden, nicht zerkleinert
  • an einem Ende ist die Schnecke nicht fixiert, sie hängt frei in der Luft
Kartonagenzerkleinerer => Scherung
  • kein hoher technischer Anspruch
Styroporzerkleinerer => Druck + Scherung
  • Styropor = 5kg /m³
  • => yipie, schon wieder von allen am besten geschätzt, seit dem ersten Semester war keiner besser als ich, wenn es um Abschätzungen geht (liegt wohl am besten Rat meines Elektronikausbilders: ein guter Ingenieur und auch Geselle muss lernen, gut zu schätzen: pi mal Daumen ... seitdem aber wander ich durch die Welt und schätze in Gedanken fast alles, was ich sehe und anfasse: Anzahl, Entfernung, Gewicht und Volumen, nur für Krafteinschätzungen habe ich kaum Vergleichsmaße ... Befestigungen aller Art interessieren mich am meisten
  • für die Zeit hat CT mir eine sehr guten Tipp gegeben: neben der üblichen Sekundenmessung: einundzwanzig misst man alternativ die Länge eines Liedes oder einer Liedsequenz bei moderatem Tempo und hat stets einen guten Zeitvergleich ... besonders gut geeignet wenn man einen Partner hat und mit ihr gewisse Zeitabstände vereinbart: "... warte hier solange an der Ecke, bis z.B. die erste Strophe von Hänschen Klein vorbei ist..."
  • oder während meiner Kurierfahrten bei der FA Reprografie/Plothaus habe ich so die Ampelphasen bestimmen können => Lieblingsmelodie war die Deutsche Nationanlhymne, so wusste ich, welche Ampel in Aachen am längsten Rotphase hatte
  • schnell laufendes Flügelrad => Zerlegung in kleine Körnchen => schlagende Beanspruchung
Pulper (Stofflöser) => Scherung
  • erster Schritt im Papierrecycling ist die Zerkleinerung
  • aus Zeitungen Fasern machen => möglichst die Faserlänge nicht reduzieren
  • in Deutschland werden ca. 9 Mio t Altpapier zu Papier verarbeitet, die Qualität wird durch Fasermenge/länge bestimmt (warum beteiligen sich denn dann deutsche Papierfirmen an der Abholzung von Sumatras Restwaldbeständen ???)
  • das macht 40-50% des weltweiten Altpapiers aus ?
  • hochwertiges Papier: Tetra-Packs => Verbundmaterial aus PE + Alu + längste Papierfasern, die es auf dem Markt gibt
  • aus dem Verbundmaterial werden bis 80% unzerkleinerte Fasern zurückgewonnen
  • PE von Fasern trennen => einmal in D + Belgien
  • Schere stabil wg. langer Fasern
  • Material => Flüssigkeit => Pulper (Bottich) gefüllt mit Wasser
  • Flüssigfestigkeit überwinden
  • unten befindet sich ein mechanischer Rotor wie bei einer Kaffeemühle
  • Rührwerk erzeugt Turbulenzen
  • Masse wird in Rotation versetzt
  • es entsteht ein Faserbrei = gelöste Fasern
  • Prallleisten am Rand
  • durch die Fliehkräfte trennt sich PE von den Fasern, obenauf in der Mitte schwimmt eine Aluminiumschicht (sollte zwar sinken, aber durch ihre fadenartige Form bleibt sie oben)
  • ein 60cm langer Zopf ?(aufgdrillte Drahtschlaufe/Stab) nimmt die Schwimmschicht auf
  • am Boden des Bottichs befinden sich Schwergutfallen
  • diskontinuierlicher = batch => Gewinn der Fasern
  • Siebblockboden => Füssigkeit + Fasern => für weitere Aufbereitung => nach Länge sortiert/gesiebt => für Produktion von frischem Material
  • durchgespült am Rand
***

Zusammenfassung der Zerkleinerung
  • das Thema Zerkleinerung ist beendet, ist folgt Siebung !
  • wir haben kennengelernt: Arten der Beanspruchung: Prall, Schlag, Scherung etc...
  • unterschiedliche Techniken
  • Stoffeigenschaften
Ziele:
  • öffnen
  • komplexe Trennung
  • Korngrößenveränderung
Lernen:
  • Einschränkung der Maschinengruppe => gegeneinander abwägen
  • Tabelle erstellen: positiv /negativ Punkte
  • Eigenschaft (Ziel) => welche Maschine erfüllt die Anforderungen
=> Stoff, Ziel, Maschinenauswahl, Beanspruchungsformen (prim.,sek., tert.)

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