Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Aufbereitung eines schütt fähigen, fließ fähigen oder pastösen, mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f enthaltenden Ausgangssubstrats . Weiterhin betri f ft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .

Feststof f im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle Substanzen, deren Erweichungstemperatur bei Umgebungsdruck oberhalb von 500 ° C liegt . Und als hochsiedende Kohlenwasserstof fe werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle Kohlenwasserstof fe angesehen, deren Siedepunkt bei Umgebungsdruck oberhalb von 300 ° C liegt . Alle anderen Kohlenwasserstof fe gelten im Sinne der vorliegenden Erfindung als niedrigsiedend .

Bei diversen industriellen Prozessen fallen Stof f gemische an, welche mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten . Als ein typisches Beispiel hierfür können in der Metallbearbeitung anfallende , mit Schneidöl behaftete Metallspäne und/oder sonstige Metallpartikel genannt werden, wobei entsprechende Stof f gemische bei feinen Metallpartikeln, wie sie insbesondere beim Schlei fen von metallischen Werkstücken anfallen, eine pastöse bzw . schlammartige Konsistenz aufweisen . Auch kontaminierte Böden, namentlich mit Rohöl verseuchte Sande , können, nachdem Rohöl typischerweise u . a . hochsiedende Kohlenwasserstof fe im Sinne der vorliegenden Erfindung enthält , als typisches Beispiel für ein mindestens einen Feststoff und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung enthaltendes Stoffgemisch gelten. Ein wiederum anderes typisches Beispiel für ein mindestens einen Feststoff und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung enthaltendes Stoffgemisch sind Mineralfasern und Bitumen enthaltende Produkte (z. B. in Form eines mit Bitumen getränkten Mineralfaservlieses) ; solche Stof f gemische, die jedenfalls nach entsprechender (mechanischer) Zerkleinerung schüttfähig im Sinne der Erfindung sind, fallen in großen Mengen an, sei es als Produktionsabfall, sei es am Ende der bestimmungsgemäßen Lebensdauer des betreffenden Produkts.

Gibt es, was vielfach der Fall ist, für die hier in Rede stehenden Stof f gemische keine unmittelbare Verwendung, so werden sie bisher überwiegend entweder deponiert oder aber in einer Abfallverbrennungsanlage entsorgt. Beides lässt sich in mehrfacher Hinsicht nicht mit den zunehmend strengeren Anforderungen bzw. Zielsetzungen im Hinblick auf Nachhaltigkeit, Klimaneutralität, Energieeffizienz, Kreislaufwirtschaft etc. vereinbaren.

Aus der DE 42 33 584 Al ist ein Verfahren zur Auftrennung von anorganischen Schlämmen, die schwerf lüchtige Kohlenwasserstoffe enthalten, bekannt, welches die folgenden Schritte umfasst: Der vorgewärmte und mit Wasser verdünnte Schlamm wird in einem Extraktionsreaktor mit Lösungsmittel derart vermischt, dass Wirbelströmungen in der Ölphase entstehen, die den Ölschlamm an die Grenzfläche zum Lösungsmittel wälzen. Der vollständig feststoff freie Lösungsmittelabzug wird in einer ersten Stufe zu einem Horizontalrohrsprühfilmverdampfer mit Brüdenkompression geführt und in einer zweiten Stufe einem Wirbelschichtverdampfer, dem ein Sedimenter vorgeschaltet ist , zugeführt . Der extrahierte Ölschlamm wird über eine Vorwärmung zur Austreibung von Lösungsmittelresten zur Entgasung geführt . Der entgaste Schlamm wird über einen Schlammverdampfer mit Brüdenkompression entwässert . Die Restöle des Destillats werden über einen Skimmer entfernt . Das feststof f freie Wasser wird dem Prozess zurückgeführt , und der stichfeste Schlamm wird deponiert . In Anwendung dieses Verfahrens sollen die bei der Bitumenproduktion aus Teersand nach dem Heißwasser-Prozess anfallenden ölhaltigen Schlämme , die bis dahin in Absetzteichen abgelagert wurden, auf gearbeitet und in ihre Hauptbestandteile zerlegt werden können .

Die US 2011 / 0094937 Al of fenbart ein Verfahren sowie eine Anlage zur Aufbereitung von beispielsweise Bitumen oder Rohöl mittels einer zweistufigen Lösemittel-Extraktion . Die Ausgangssubstanz wird zusammen mit Lösemittel in einem Mischer vermengt und gelangt anschließend in einen Separator, der eine asphalten- f reie Öl fraktion von einer asphaltenhaltigen Mischung trennt . Das Lösemittel der asphaltenahltigen Mischung wird in einem Stripper wiedergewonnen, das asphaltenhaltige Produkt ausgeschleust und ggf . weiterbehandelt . In die Anlage kann dabei ein System zur Vakuumtrennung integriert werden, wodurch die Feststof f fraktion einer Vakuumverdampfung unterzogen wird .

Vor dem dargelegten Hintergrund ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet , eine in vorstehender Hinsicht gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Behandlung der genannten Stof f gemische bereitzustellen .

Gelöst wird die vorliegende Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur Aufbereitung eines schütt fähigen, fließ fähigen oder pastösen, mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f enthaltenden Ausgangssubstrats mit den folgenden Schritten :

- das schüttf ähige , fließ fähige oder pastöse , mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f enthaltende Ausgangssubstrat wird in einer Mischstufe mit einem flüssigen Extraktionsmittel versetzt , in welchem der mindestens eine in dem Ausgangssubstrat enthaltene hochsiedende Kohlenwasserstof f lösbar ist ;

- das Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch wird in einer Homogenisierungsstufe einer aktiven Durchmischung unterzogen;

- aus der Homogenisierungsstufe abgezogenes homogenisiertes Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel- Gemisch wird einer mechanischen Feststof fabscheidung unterzogen unter Aufteilung in eine überwiegend Feststof fe enthaltende Feststof f fraktion und eine überwiegend Flüssigkeit enthaltende Flüssigkeits fraktion;

- die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Feststof f fraktion wird chargenweise einer Vakuumverdampfung unterzogen unter Aufteilung in einen Feststof f-Rückstand und eine Dampf fraktion;

- aus der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Flüssigkeits fraktion wird in einer thermischen Trennstufe das Extraktionsmittel isoliert unter Bildung eines kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands , in welchem die hochsiedenden Kohlenwasserstof fe angereichert sind;

- das in der thermischen Trennstufe isolierte Extraktionsmittel wird zusammen mit Extraktionsmittel , welches aus der aus der Vakuumverdampfung hervorgehenden Dampf fraktion zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat rückgeführt ;

- der aus der thermischen Trennstufe hervorgehende kohlenwasserstof fhaltige Rückstand und der aus der Vakuumverdampfung hervorgehende Feststof f-Rückstand werden getrennt voneinander aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust .

Durch das synergistische Ineinandergrei fen der verschiedenen, in definierter Abfolge nacheinander bzw . parallel zueinander ablaufenden, aufeinander bezogenen Behandlungsschritte gelingt auf überraschend einfache Weise , das das Ausgangssubstrat bildende Stof fgemisch in Fraktionen von j eweils vergleichsweise hoher Reinheit zu zerlegen, so dass eine stof fliche Verwertung nicht nur möglich, sondern - j e nach den im Ausgangssubstrat enthaltenen Substanzen - sogar wirtschaftlich profitabel ist , einmal ganz zu schweigen von den sich unter dem Gesichtspunkt der Abfallvermeidung bzw . Inertisierung von Problemstof fen ergebenden ökologischen Vorteilen . Die hohe energetische Ef fi zienz des erfindungsgemäßen Verfahrens profitiert dabei unter anderem von den synergistischen Ef fekten, welche sich erzielen lassen durch die - auf das mit einem flüssigen Extraktionsmittel versetzte Ausgangssubstrat angewandte - Kombination aus der Behandlung der aus einer mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Feststof f fraktion mittels Vakuumverdampfung, der I solierung des Extraktionsmittels aus der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Flüssigkeits fraktion in einer thermischen Trennstufe , und der Rückführung des in der thermischen Trennstufe isolierten Extraktionsmittels zusammen mit Extraktionsmittel , welches aus der aus der Vakuumverdampfung hervorgehenden

Dampf fraktion zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat . In diesem funktionalen Zusammenwirken kommen die besonderen Qualitäten der Vakuumverdampfung, nämlich die Verdampfung flüchtiger Bestandteile bei gegenüber Umgebungsdruck substantiell reduzierten Temperaturen, hervorragend zum Tragen .

Die vergleichsweise geringen Temperaturen in den verschiedenen Komponenten der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichteten Aufbereitungsanlage führen zu dementsprechend geringem Wärme- und somit Energiebedarf . Zudem lässt sich die - insbesondere für die Vakuumverdampfung ( z . B . bei einem Betriebsdruck von 0 , 05bar auf einem Temperaturniveau von bis zu 350 ° C ) - benötigte Wärme auf energetisch attraktive Weise bereitstellen und übertragen, z . B . durch indirekte Behei zung des mit Extraktionsmittel versetzten Ausgangssubstrats in der Stufe der Vakuumverdampfung mittels eines elektrisch erwärmten Thermalöls . Die genannten Vorteile gelten in ganz besonderer Weise bei der Abtrennung von Extraktionsmitteln unter Vakuumverdampfung bei sehr niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei nur etwa 100 ° C . Hier sind für die Behei zung der Vakuumverdampfungs-Stufe sogar regenerative Energiequellen gut geeignet .

Da die stof fliche Verwertbarkeit ( samt der dabei erzielbaren Verwertungserlöse ) von der Sortenreinheit der aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleusten Stof fströme , namentlich des Feststof f-Rückstands und des kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands , in welchem die hochsiedenden Kohlenwasserstof fe angereichert sind, abhängt , fließt diese in die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens ebenso ein wie der Materialwert des mindestens einen in dem Ausgangssubstrat enthaltenen Feststof fs und des mindestens einen in dem Ausgangssubstrat enthaltenen hochsiedenden Kohlenwasserstof fs . Und gerade im Hinblick auf die Reinheit der aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleusten Stof fströme zeigt das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren überragende Vorteile , und zwar namentlich deshalb, weil sich die relevanten Parameter der verschiedenen Behandlungsschritte und -stufen hervorragend an das j eweilige Ausgangssubstrat und dessen individuelle Zusammensetzung anpassen lassen . Dazu zählt auch, dass bei Ausgangssubstraten, welche mehrere unterschiedliche hochsiedende Kohlenwasserstof fe enthalten, eine mehrstufige thermische Trennstufe bzw . eine Kaskade mehrerer ( individuell auf die einzelnen hochsiedenden Kohlenwasserstof fe abgestimmter ) thermischer Trennprozesse vorgesehen sein kann, um eine Rückgewinnung möglichst sortenreiner Kohlenwasserstof fe zu begünstigen .

Welches - bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Kreislauf geführtes - Extraktionsmittel zum Einsatz kommt , richtet sich nach der Art des hochsiedenden Kohlenwasserstof fs . Für diverse hochsiedende Kohlenwasserstof fe sind organische Lösungsmittel ( z . B . Toluol ) sehr geeignet . Aber auch organische Säuren ( z . B . Zitronensäure ) können im Einzel fall zu sehr guten, ggf . sogar gegenüber organischen Lösungsmitteln besseren Ergebnissen führen . Enthält das Ausgangssubstrat mehrere unterschiedliche hochsiedende Kohlenwasserstof fe , so können sich auch hieran spezi fisch angepasste Extraktionsmittelgemische als sehr geeignet erweisen .

Die vorliegende Erfindung stellt , wie auch in den nachstehenden Erläuterungen zum Ausdruck kommt , eine vollständige und geschlossene Komplettlösung für das Abscheiden von hochsiedenden Kohlenwasserstof fen aus mineralischen oder metallischen Feststof fen bereit . Wesentliche , entscheidend Vorteile sind, dass keine zusätzlichen, nicht weiter definierten Aufbereitungsschritte erforderlich sind und dass eine klare Abgrenzung gegenüber auf Pyrolyse-Technik basierenden Aufbereitungsverfahren besteht . So eignet sich die vorliegende Erfindung - anders als dies für pyrolyse-basierte Aufbereitungstechnologien gilt - auch für gefährliche Abfälle . Aus Sicherheitsgründen lässt sich Pyrolysetechnologie nämlich - j edenfalls in Ländern bzw . Regionen mit hohen Sicherheitsstandards wie beispielsweise Europa - nur noch bei ungefährlichen, definierten Abfallströmen verantworten bzw . einsetzen; gefährliche Abfälle mit typischerweise erheblichen physikalischen und/oder chemischen Schwankungen in deren Zusammensetzung können in Pyrolyse-Reaktoren zur Entstehung unbekannter, ggf . fatale Folgen verursachenden Pyrolyse-Gase führen .

Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Ausgangssubstrat vor der Zugabe des Extraktionsmittels einer Zerkleinerung unterzogen . So lassen sich die Verweil- bzw . Behandlungsdauern in den verschiedenen nachgeschalteten Behandlungsstufen vergleichsweise kurz halten, was einer hohen Ef fi zienz entgegenkommt .

Eine andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus , dass die Zugabe des flüssigen Extraktionsmittels zu dem Ausgangssubstrat und die aktive Durchmischung des Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel- Gemisches in einem die Mischstufe sowie die Homogenisierungsstufe in sich vereinigenden einheitlichen Mischreaktor erfolgen . So lässt sich der bauliche Aufwand der Aufbereitungsanlage reduzieren, verglichen mit Anlagen mit baulich getrennten Misch- und Homogenisierungsstufen .

Gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens verweilt das homogenisierte Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch vor der mechanischen Feststof fabscheidung in einem Speicherbehälter . Auf diese Weise lassen sich nicht nur besonders gute Ergebnisse bei dem nachgeschalteten Entzug von hochsiedenden Kohlenwasserstof fen aus dem Ausgangssubstrat- Extraktionsmittel-Gemisch erzielen . Vielmehr wirkt sich ein Verweilen des homogenisierten Ausgangssubstrat- Extraktionsmittel-Gemisches in einem hierfür hergerichteten Behälter ( Zwischenspeicher ) auch durch die Puf ferwirkung positiv aus . Dies gilt namentlich in Anbetracht dessen, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine der nachgeschalteten Behandlungen, nämlich die Vakuumverdampfung, im Chargenbetrieb abläuft .

Was die mechanische Feststof fabscheidung angeht , so stehen hierfür im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene geeignete Methoden bzw . Anlagenkomponenten zur Verfügung . Für diverse typische Anwendungen der vorliegenden Erfindung liefert die mechanische Feststof fabscheidung mittels einer Filterpresse oder einer Schneckenpresse sehr gute Ergebnisse . Eine andere sehr geeignete Anlagenkomponente zur mechanischen Feststof fabscheidung ist ein Dekanter . Ganz besonders gute Ergebnisse lassen sich bei einer mehrstufigen mechanischen Feststof fabscheidung erzielen, wobei insoweit ggf . auch zwei unterschiedliche Technologien der mechanischen Feststof fabscheidung miteinander kombiniert werden können .

Eine abermals andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus , dass die I solierung des Extraktionsmittels , um dieses rückführen zu können, in einer mehrstufigen thermischen Trennstufe erfolgt . Die Vorteile einer solchen mehrstufigen thermischen Trennstufe kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Flüssigkeits fraktion nicht nur zwei Komponenten enthält , nämlich das Extraktionsmittel und den hiermit extrahierten hochsiedenden Kohlenwasserstof f , sondern mindestens drei Komponenten, beispielsweise zusätzlich auch noch Wasser . Durch die mehrstufige Aus führung der thermischen Trennstufe lässt sich diese sehr spezi fisch an die j eweils individuell unterschiedliche Zusammensetzung der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Flüssigkeits fraktion adaptieren . Dies kommt einer hohen Trennschärfe der thermischen Trennstufe im Sinne eines hohen Reinheitsgrades der aus der Aufbereitungsanlage abgezogenen Stof fströme entgegen, was sich wiederum sehr positiv auf die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Verfahrens führung bzw . der erfindungsgemäßen Aufbereitung des hier in Rede stehenden Ausgangssubstrats zur stof flichen Verwertung seiner Bestandteile auswirkt . Insbesondere lässt sich auf diese Weise das zu seiner Wiederverwendung vorgesehene Extraktionsmittel mit einem sehr hohen Reinheitsgrad zurückgewinnen, wovon nicht nur die Qualität der Behandlung des Ausgangssubstrats profitiert , sondern auch - wegen der geringen „Verluste" an Extraktionsmittel - die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens .

In ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung dieser Weiterbildung kann die mehrstufige thermische Trennstufe durch eine Kombination aus einem Dünnschichtverdampfer und einer Kondensatorkolonne realisiert sein, wobei mittels der Dünnschichtverdampfung zunächst das Extraktionsmittel und weitere niedrigsiedende Substanzen ( z . B . Wasser ) als Dampf von dem hochsiedenden Kohlenwasserstof f abgeschieden werden, bevor das Dampfgemisch aus Extraktionsmittel und weiteren niedrigsiedenden Substanzen ( z . B . Wasser ) anschließend in der Kondensatorkolonne in einzelne Kondensatströme ( z . B . Extraktionsmittel-Kondensat und Wasser-Kondensat ) getrennt wird . Die thermische Trennstufe , in der aus der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Flüssigkeits fraktion das Extraktionsmittel unter Bildung eines kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands , in welchem die hochsiedenden Kohlenwasserstof fe angereichert sind, isoliert wird, arbeitet gemäß einer abermals anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung unter einer inerten bzw . inertisierten Atmosphäre ( insbesondere unter einer Stickstof f-Atmosphäre ) . Hierdurch wird eine Oxidation der in dem kohlenwasserstof fhaltigen Rückstand angereicherten hochsiedenden Kohlenwasserstof fe unterbunden, was deren Qualität und somit deren stof flicher Verwertbarkeit entgegenkommt . Hiervon kann wiederum die Wirtschaftlichkeit maßgeblich profitieren .

Enthält - infolge der Zusammensetzung des Ausgangssubstrats - die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Flüssigkeits fraktion indessen nur zwei Substanzen, nämlich das Extraktionsmittel und den hiermit extrahierten hochsiedenden Kohlenwasserstof f , so lässt sich bereits mit einer einstufigen thermischen Trennstufe ( z . B . in Form eines Dünnschichtverdampfers ) ein sehr gutes Ergebnis erzielen, wobei freilich auch hier das Extraktionsmittel - vor seiner erneuten Verwendung - in einem Kondensator zu verflüssigen ist .

Bei einer zu der vorstehend erläuterten Weiterbildung abgewandelten, alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein in der mehrstufigen thermischen Trennstufe durch Entzug des Extraktionsmittels gebildeter kohlenwasserstof fhaltiger Rückstand - bei einer entsprechenden Zusammensetzung - thermisch in eine überwiegend Wasser enthaltende wässrige Fraktion einerseits und eine überwiegend Kohlenwasserstof fe enthaltende ölige

Fraktion andererseits getrennt werden . Diese prozesstechnisch der Abscheidung des Extraktionsmittels nachgeschaltete Trennung kann ihrerseits mittels einer Dünnschichtverdampfung erfolgen, bei einer hierzu geeigneten Zusammensetzung der aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehenden Flüssigkeits fraktion ggf . sogar in dem selben Aggregat wie die Abscheidung des Extraktionsmittels .

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung arbeitet die thermische Trennstufe unter einer inerten oder inertisierten Atmosphäre , bevorzugt unter einer Stickstof f-Atmosphäre . Weiterhin wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung das in der thermischen Trennstufe isolierte und rück-kondensierte Extraktionsmittel vor seiner erneuten Verwendung zwischengespeichert , wobei in dem Behälter, in dem die Zwischenspeicherung erfolgt , bedarfsweise auch eine ergänzende Behandlung des rückgeführten Extraktionsmittels ( z . B . durch Absetzen enthaltener Schwebstof fe ) erfolgen kann .

Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus , dass die aus der Vakuumverdampfung hervorgehende Dampf fraktion einer mehrstufigen Kondensation zur Abtrennung eines wässrigen Kondensats (und/oder gegebenenfalls eines öligen Kondensats ) von dem in der Dampf fraktion enthaltenen Extraktionsmittel unterzogen wird . Diese Ausgestaltung berücksichtigt , dass das im Kreislauf geführte Extraktionsmittel zwar ganz überwiegend gar nicht zu der Vakuumverdampfung gelangt , weil es bereits stromaufwärts von dieser - nämlich in der der Vakuumverdampfung vorgeschalteten mechanischen Feststof fabscheidung - von dem der Vakuumverdampfung zugeführten Feststof f fraktion abgetrennt wird, dass allerdings ein gewisser, mehr oder weniger untergeordneter Anteil des Extraktionsmittels eben doch als Teil der Feststof f fraktion zu der Vakuumverdampfung gelangt . Dieser Anteil an Extraktionsmittel wird in Umsetzung dieser Weiterbildung der Erfindung ebenfalls - durch Kreislaufbetrieb - der ( internen) Wiederverwendung zugeführt , so dass der Extraktionsmittel-Verlust minimiert wird .

Bei einer wiederum anderen, ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem Ausgangssubstrat um den Rückstand aus einer vorgeschalteten Vorbehandlungsstufe , in welcher ein Rohsubstrat einer als Vakuumverdampfung ausgeführten Vorbehandlung unterzogen wird dergestalt , dass aus dem Rohsubstrat mindestens ein niedrigsiedender Kohlenwasserstof f und/oder ggf . enthaltenes Wasser abgeschieden wird . Diese Weiterbildung erweist sich als ganz besonders vorteilhaft bei der Aufbereitung eines Ausgangsmaterials (Rohsubstrats ) , welches Wasser und/oder verschiedene , sich hinsichtlich der Siedetemperatur nicht nur unwesentlich unterscheidende Kohlenwasserstof fe enthält . Denn durch die frühzeitige Abscheidung des Wassers bzw . der niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fe in der Vorbehandlungsstufe durchlaufen diese nicht den weiter oben erläuterten nachgeschalteten Bereich der Aufbereitungsanlage und belasten diesen somit nicht ; dieser nachgeschaltete Bereich kann demgemäß gezielt auf die Abtrennung des mindestens einen hochsiedenden Kohlewasserstof fs aus dem Ausgangssubstrat ausgelegt und hierfür dimensioniert werden . Indem niedrigsiedende Kohlenwasserstof fe und/oder Wasser dem Rohsubstrat stromaufwärts des Extraktionsmittel-Kreislaufs entzogen werden, wird einer Verunreinigung des Extraktionsmittels mit Wasser und niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fen entgegengewirkt . Dies ist ein sehr bedeutsamer Aspekt für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ; denn das Extraktionsmittel steht auf diese Weise im größtmöglichen Ausmaß für den Entzug hochsiedender Kohlenwasserstof fe aus dem Ausgangssubstrat zur Verfügung . Die frühzeitige Abscheidung von Wasser bzw . niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fen aus dem Rohsubstrat in der Vorbehandlungsstufe vereinfacht zudem die Rückgewinnung auch niedrigsiedender Kohlenwasserstof fe mit einem vergleichsweise hohen Reinheitsgrad, was die stof fliche Verwertung begünstigt .

Zur Vermeidung von Fehlvorstellungen ist vorsorglich darauf hinzuweisen, dass als „vorgeschaltete" Vorbehandlungsstufe im vorstehenden Sinne auch eine solche Behandlungsstufe in Betracht kommt , welche dem weiter oben erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren „nur" zeitlich vorausgeht , sich aber zumindest teilweise in den identischen Einrichtungen voll zieht , die ( zeitversetzt auch) für das erfindungsgemäße Verfahren ( in seiner Grundform) genutzt werden . Insbesondere kann in diesem Sinne die als Vakuumverdampfung ausgeführte Vorbehandlung gegebenenfalls in demselben Vakuumverdampfer durchgeführt werden, in dem - in dem erfindungsgemäßen Verfahren in seiner Grundform - auch ( zeitversetzt ) die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Feststof f fraktion - unter Aufteilung in einen Feststof f- Rückstand und eine Dampf fraktion - chargenweise einer Vakuumverdampfung unterzogen wird . Dergleichen ist insbesondere dann sinnvoll , wenn die auf zubereitenden Mengen vergleichsweise klein sind und der Vakuumverdampfer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in seiner Grundform nur sporadisch benötigt wird .

Aufbereitungsanlagen, welche speziell durch Implementierung zusätzlicher, eine räumlich/ funktional gänzlich eigenständige

Vorbehandlungsstufe bildender Komponenten dergestalt für die

Durchführung der vorstehend dargelegten Vorbehandlung eines Rohsubstrats mittels Vakuumverdampfung hergerichtet sind, dass die Vorbehandlung sich in einem gesonderten Bereich der Anlage voll zieht , weisen besonders bevorzugt einen Bypass zu der besagten Vorbehandlungsstufe auf , so dass eine - die Vorbehandlungsstufe umgehende - Direktaufgabe des auf zubereitenden Substrats ( als Ausgangssubstrat ) auf die Mischstufe , ggf . nach einer vorausgehenden Zerkleinerung, möglich ist . Mit anderen Worten : Es ist hier eine Materialweiche vorgesehen, über die das Rohsubstrat wahlweise entweder der Vorbehandlungsstufe oder aber - als Ausgangssubstrat der erfindungsgemäßen Behandlung - direkt der Mischstufe zugeführt wird . So ergibt sich eine Aufbereitungsanlage , welche hinsichtlich der Prozess führung problemlos flexibel an das j eweilige auf zubereitende Substrat anpassbar ist . Das ist ein bedeutender Vorteil namentlich für mobile Aufbereitungsanlagen, welche nacheinander an unterschiedlichen Einsatzorten zur Aufbereitung unterschiedlichster Substrate Verwendung finden .

Das erfindungsgemäße Verfahren, namentlich in seinen vorstehend erläuterten bevorzugten Ausgestaltungen, eignet sich für die Aufbereitung verschiedenster Ausgangssubstrate , für die bisher zufriedenstellende praxistaugliche Recyclingverfahren nicht existieren . Hierzu zählen insbesondere Ausgangssubstrate , welche mindestens einen metallischen Feststof f enthalten . Ein wirtschaftlich besonders relevantes Beispiel hierfür sind - in der metallverarbeitenden Industrie anfallende - Ausgangssubstrate , welche ein Gemisch aus Metallpartikeln und Schneidöl enthalten . Eine andere sehr bedeutsame bevorzugte Anwendung der Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung von Ausgangssubstraten, welche mindestens einen mineralischen Feststof f enthalten . Ein wirtschaftlich ausgesprochen relevantes Beispiel hierfür sind - bei der Dekontamination verseuchter Böden anfallende - Ausgangssubstrate , welche ein Gemisch aus Sand und Rohöl enthalten . Eine nochmals andere , wirtschaftlich ebenfalls sehr bedeutsame Anwendung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung von Ausgangssubstraten, welche f aserf örmigen Feststof f , insbesondere Metall- , Glas- oder Mineral fasern enthalten . Wirtschaftlich besonders relevante Beispiele hierfür sind - in der Baustof f- Industrie anfallende - Ausgangssubstrate , bei denen der hochsiedende Kohlenwasserstof f Bitumen enthält .

Die vorstehenden Erläuterungen des erfindungsgemäßen Verfahrens geben einem Fachmann ohne Weiteres bauliche Merkmale einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten und hergerichteten Vorrichtung an . Namentlich verfügt demnach eine entsprechende Aufbereitungsanlage zumindest über die - zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmungsgemäß miteinander verkoppelten und verschalteten - Komponenten : Materialeingang für das Ausgangsmaterial , Mischstufe zur Beimengung des Extraktionsmittels zum Ausgangsmaterial , Homogenisierungsstufe , Abscheideaggregat für die mechanische Feststof fabscheidung zur Aufteilung des Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisches in eine Feststof f fraktion und eine Flüssigkeits fraktion, Vakuumverdampfer zur chargenweisen Aufteilung der Feststof f fraktion in einen Feststof f-Rückstand und eine Dampf fraktion, thermische Trennstufe zur I solierung des Extraktionsmittels aus der Flüssigkeits fraktion unter Bildung eines kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands , Rezirkulationseinrichtung zur Rückführung des in der thermischen Trennstufe durch I solation wiedergewonnenen Extraktionsmittels zusammen mit Extraktionsmittel , welches aus der Dampf fraktion der Vakuumverdampfung zurückgewonnen wird, zur erneuten Zugabe zu Ausgangssubstrat , getrennte Ausgaben für den kohlenwasserstof fhaltigen Rückstand und den Feststof f -Rückst and .

Vorteilhafte bauliche Weiterbildungen dieser Vorrichtung ergeben sich für einen Fachmann unmittelbar aus den vorstehenden Erläuterungen zu bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens .

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Aus führungsbeispiels näher erläutert . Die Zeichnung zeigt dabei die relevanten Komponenten und Aggregate einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Aufbereitungsanlage und die für die erfindungsgemäße Verfahrens führung charakteristischen Stof fströme ; der besseren Übersichtlichkeit halber werden die Stof fströme ( Pfade ) und die j eweiligen strömenden Stof fe dabei mit übereinstimmenden Bezugs zeichen bezeichnet .

Die in der Zeichnung veranschaulichte Anlage zur erfindungsgemäßen Aufbereitung eines schütt fähigen, fließ fähigen oder pastösen Ausgangssubstrats , welches mindestens einen Feststof f und mindestens einen hochsiedenden Kohlenwasserstof f enthält , weist einen Materialeingang 1 auf , an dem Rohsubstrat eingeschleust wird . Dem Materialeingang 1 ist eine Materialweiche 2 nachgeschaltet , mittels derer zwischen einer Aufbereitung des Rohsubstrats mit Vorbehandlung oder aber einer Aufbereitung des Rohsubstrats ohne Vorbehandlung umgestellt werden kann . Bei der - nachstehend zunächst erläuterten - Grundkonzeption gelangt das Rohsubstrat - ohne Vorbehandlung - als Ausgangssubstrat ( Pfad A) von dem Materialeingang 1 über die Weiche 2 direkt in eine Mischstufe 3 , wo es mit einem flüssigen Extraktionsmittel ( Pfad B ) versetzt wird, in welchem der mindestens eine in dem Ausgangssubstrat enthaltene hochsiedende Kohlenwasserstoff lösbar ist.

Das Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch wird anschließend in einer Homogenisierungsstufe 4 einer aktiven Durchmischung unterzogen. Bei der veranschaulichten bevorzugten Ausgestaltung bilden die Homogenisierungsstufe 4 und die Mischstufe 3 allerdings eine bauliche Einheit, in welcher beide Prozessstufen ablaufen, d. h. einem die Mischstufe und die Homogenisierungsstufe in sich vereinigenden einheitlichen Mischreaktor 5.

Aus der Homogenisierungsstufe 4 abgezogenes homogenisiertes Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel-Gemisch (Pfad C) wird - zu seiner Zwischenspeicherung - einem Puffertank 6 zugeführt, aus welchem es anschließend (Pfad D) einem der mechanischen Feststoffabscheidung dienenden, hier beispielhaft als Dekanter 7 veranschaulichten Abscheideaggregat 8 zugeführt wird. Dort wird das Ausgangssubstrat-Extraktionsmittel- Gemisch einer mechanischen Feststoffabscheidung unterzogen unter Aufteilung in eine überwiegend Feststoffe enthaltende Feststoff fraktion (Pfad E) und eine überwiegend Flüssigkeit enthaltende Flüssigkeitsfraktion (Pfad F) . Die optionale mehrstufige Ausführung der mechanischen Feststoffabscheidung wurde weiter oben eingehend erläutert, ebenso die Anwendung eines anderen Abscheideaggregats 8 (z. B. einer Filterpresse) .

Die aus der mechanischen Feststoffabscheidung hervorgehende Feststoff fraktion (Pfad E) wird einem Vakuumverdampfer 9 (z. B. VacuDry ® der Anmelderin) zugeführt, in welchem es chargenweise einer Vakuumverdampfung unterzogen wird, unter Aufteilung in einen (von organischen Verunreinigungen gereinigten) Feststoff-Rückstand (Pfad G) und eine - den Vakuumverdampfer 9 über einen Filter 10 verlassende -

Dampf fraktion ( Pfad H) . In dem Feststof f-Rückstand sind die in dem Ausgangssubstrat enthaltenen Feststof fe auf konzentriert .

Die aus der mechanischen Feststof fabscheidung hervorgehende Flüssigkeits fraktion ( Pfad F) wird einer thermischen Trennstufe 11 zugeführt , welche hier beispielhaft zweistufig, nämlich als eine Kombination aus Dünnschichtverdampfer 12 und nachgeschalteter Kondensatorkolonne 13 veranschaulicht ist . Hier wird aus der Flüssigkeits fraktion das Extraktionsmittel und ein möglicher Wasseranteil ( als Dampf ) abgezogen ( Pfad I ) , und zwar unter Bildung eines - ebenso wie der Feststof f- Rückstand ( Pfad G) - aus der Aufbereitungsanlage aus zuschleusenden kohlenwasserstof fhaltigen Rückstands ( Pfad K) . In ihm sind die in dem Ausgangssubstrat enthaltenen hochsiedenden Kohlenwasserstof fe auf konzentriert .

Das aus der ersten Stufe der thermischen Trennstufe 11 , d . h . dem Dünnschichtverdampfer 12 abgeführte Extraktionsmittel- Wasser-Dampf gemisch ( Pfad I ) wird schließlich, zusammen mit der Dampf fraktion ( Pfad H) aus dem Vakuumverdampfer 9 , der die zweite Stufe der thermischen Trennstufe 11 bildenden Kondensatorkolonne 13 zugeführt , in welcher das Extraktionsmittel isoliert und vom Wasser getrennt wird, und zwar durch mehrstufige Verflüssigung des Extraktionsmittel- Wasser-Dampf gemisches zur trennenden Kondensation in ein Extraktionsmittel-Kondensat ( Pfad L ) einerseits und ein Wasser-Kondensat ( Pfad M) andererseits . Das Extraktionsmittel-Kondensat wird in einem Puf fertank 14 zwischengespeichert , bevor es in der Mischstufe 4 erneut dem Ausgangssubstrat zugegeben wird ( Pfad B ) . Das Wasser- Kondensat ( Pfad M) wird aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust . Enthält das auf zubereitende Rohsubstrat nicht nur mindestens einen Kohlenwasserstof f hochsiedender Art , sondern vielmehr im nennenswerten Umfang auch mindestens einen niedrigsiedenden Kohlenwasserstof f , so erfolgt - bei entsprechender Schaltstellung der Materialweiche 2 - eine Vorbehandlung des Rohsubstrats in einer der Abscheidung der niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fe dienenden Vorbehandlungsstufe 15 . Hierzu gelangt das Rohsubstrat - über ein Dosier- und Aufgabeaggregat 16 - in einen Vakuumverdampfer 17 . Die diesen - über einen Filter 18 - verlassende , dampf förmigen niedrigsiedenden Kohlenwasserstof f enthaltende Dampf faktion ( Pfad N) wird in einem Kondensator 19 verflüssigt , um in flüssiger Form aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust werden zu können . Dieser Kondensator 19 ist bei dem veranschaulichten Aus führungsbeispiel als Kondensatorkolonne 20 ausgebildet vor dem Hintergrund, dass in der Aufbereitungsanlage bedarfsweise auch feuchtes , d . h . Wasser enthaltendes Rohsubstrat behandelt werden kann . In diesem Falle verlässt den Vakuumverdampfer 17 - über den Filter 18 - ein auch Wasserdampf enthaltendes Kohlenwasserstof f-Wasser- Dampf gemisch, welches in der Kondensatorkolonne 20 durch mehrstufige Verflüssigung in ein Kohlenwasserstof f-Kondensat ( Pfad 0) einerseits und ein Wasser-Kondensat ( Pfad P ) andererseits getrennt wird . Das Wasser-Kondensat aus der Vorbehandlungsstufe 15 und das Wasser-Kondensat aus der thermischen Trennstufe 11 werden gemeinsam ausgeschleust (vgl . Wasser-Ausgang 21 ) . Ebenso können, sofern nicht im Hinblick auf eine getrennte Verwertung die Trennung beibehalten wird, wie gezeigt die niedrigsiedenden Kohlenwasserstof fe ( Pfad 0) und die hochsiedenden Kohlenwasserstof fe ( Pfad K) gemeinsam aus der Aufbereitungsanlage ausgeschleust werden (vgl. KW-Ausgang 22) .

Erfolgt in der hier erläuterten Weise eine Vorbehandlung des Rohsubstrats in der beschriebenen Vorbehandlungsstufe 15, so wird das Ausgangssubstrat (Pfad A') für die weiter oben im Detail dargelegte Aufbereitung gebildet aus dem Rückstand der Vakuumverdampfung in dem Vakuumverdampfer 17.

Die in der Zeichnung gezeigte Anlage eignet sich beispielswiese für die Aufbereitung von mit Rohöl kontaminierten Böden. Für diese Anwendung liegen - bei der Verwendung von Toluol als Extraktionsmittel - die angewandten Betriebsparameter in den nachstehend angegebenen Bereichen:

Betriebsdaten des Vakuumverdampfers 17 der Vorbehandlungsstufe 15: Innendruck im Verdampfer ca. 50mbar abs; Beheizungstemperatur bis ca. 400°C bzw.

Materialtemperatur bis ca. 300°C; mittlere Verweilzeit ca. 240 Minuten. Die den Vakuumverdampfer 17 der Vorbehandlungsstufe 15 auf dem Pfad N verlassende Fraktion enthält als verdampfte Bestandteile Wasser sowie Kohlenwasserstoffe mit einer Kettenlänge bis ca. C 30.

Mischungsverhältnis von Extraktionsmittel zu Feststoff in der Mischstufe 3 ca. 2:1 oder höher. Mittlere Verweildauer in dem Pufferspeicher 6 ca. 60 Minuten.

Aus der in dem (beispielsweise als Dekanter ausgeführten) Abscheideaggregat 8 erfolgenden Feststoffabscheidung gehen einerseits - über den Pfad F - ein flüssiges Gemisch aus Extraktionsmittel und hochsiedenden Kohlenwasserstoffen mit einer Kettenlänge > C 30 und andererseits - über Pfad E - ein hoch-viskoses Gemisch in der Regel bestehend aus über 50 Gew.-% mineralischer Feststoffe und Extraktionsmittel hervor.

Betriebsdaten des Vakuumverdampfers 9: Innendruck im Verdampfer ca. 50mbar abs; Beheizungstemperatur bis ca. 150°C bzw. Materialtemperatur bis ca. 50°C; mittlere Verweilzeit ca. 60 Minuten. Die den Vakuumverdampfer 9 auf dem Pfad H verlassende Fraktion besteht aus dem Extraktionsmittel Toluol .

Somit ergeben sich nach vollständig erfolgter Behandlung als die Anlage verlassende Haupt-Fraktionen eine feststoff- und lösemittelfreie Rohöl-Fraktion (Pfad 22) , welche zum stofflichen Recycling in einer Raffinerie vorbereitet ist, eine vom Rohöl gereinigte, mineralische Fraktion mit einem realisierbaren Kohlenwasserstoff-Zielwert von unter 0,1 Gew.- % (Pfad G) und eine Wasser-Fraktion (Pfad 21) .