Mechanical processing of post-consumer plastics for chemical recycling

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Autoren

Abstract

Anreize für das chemische Recycling von Altkunststoffen (Kunststoffabfällen) bestehen vor allem durch das erhöhte Aufkommen, strikte Gesetzgebung, Verknappung von Kohlenwasserstoffressourcen sowie mangelnder Verfügbarkeit an stofflichen Recyclingalternativen zur Erfüllung der vorgeschriebenen Recyclingquoten und einer schonenden Ressourcenbewirtschaftung. Das Kunststoffrecycling in thermisch- chemischen Konversionsanlagen, gekoppelt an eine Raffinerie, erfordert einen adäquat aufbereiteten Einsatzstoff bestimmter Qualität. Dieser soll über eine angepasste mechanische Aufbereitung bereitgestellt werden. Um diese Problemstellung zu lösen setzt sich diese Arbeit zum Ziel, das österreichische Abfallwirtschaftssystem mit Ausblick auf Europa und den Fokus auf Altkunststoffen zu charakterisieren, den Stand der Technik im Bereich der mechanische Aufbereitung zu ermitteln, die Eignung ausgewählter Verfahren zur Abtrennung von Polyolefinen (PO- Flake), die den bevorzugten Einsatzstoff für das chemische Recycling darstellen, zu untersuchen und angepasste Konzepte für die Aufbereitung und Bereitstellung von PO- Flakes zu entwickeln. Basierend auf Daten aus der Literatur und Statistiken, die durch Erkenntnisse aus Anlagenbesuchen und Gesprächen mit Anlagenbetreibern ergänzt werden, wird das Abfallwirtschaftssystem analysiert und in Form eines Flussdiagramms, welches durch eine Massenbilanz der behandelten Ströme vervollständigt wird, dargestellt. Abgeleitet von der Erhebung des Stands der Technik im Bereich der mechanischen Aufbereitung von Altkunststoffen werden bestimmte Verfahren ausgewählt, die mittels praktischer Versuche an Anlagen im Technikumsmaßstab einer detaillierten Untersuchung hinsichtlich Abtrennverhalten und Trennschärfe von PO- Flakes unterzogen werden. Basierend auf den Resultaten und Erkenntnissen aus diesen Versuchen werden die Konzepte für die PO- Flake-Aufbereitung erarbeitet und anschließend einer wirtschaftlichen Betrachtung unterzogen. Das entwickelte Flussdiagramm zeigt, dass die bevorzugten Punkte zur Abschöpfung der PO- Flake- Konzentrate im Bereich der Ersatzbrennstoffaufbereitung und Abfallsplitting, zur Vorbereitung auf die nachfolgende Verbrennung, liegen. Mehr als 70 % des gesamten Altkunststoffstromes, derzeit 550 000 t in Österreich, gehen in die Verbrennung und nur knapp mehr als 20 % werden stofflich recycelt. Die beiden, alternativ entwickelten Prozesskonzepte zur Bereitstellung des PO- Flakes für das chemisches Recycling beinhalten eine übliche trocken mechanische Aufbereitung mit einer Kaskade aus nah infrarot sensorbasierten Sortiereinheiten und eine nasse mechanische Aufbereitung mit einem Zentrifugalkraftscheider als Kernapparat. In der wirtschaftlichen Betrachtung weisen beide nahezu identische Aufbereitungskosten auf, mit leichten Vorteilen für das nasse Konzept. Die Sensitivitätsanalyse ermittelt die beiden Faktoren „Einsatzstoffkosten“ und „Entsorgungskosten von Reststoffen“ als Haupteinfluss.

Details

Titel in ÜbersetzungMechanische Aufbereitung von Altkunststoffen für das chemische Recycling
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2014