TY - CONF

T1 - Prozesskette zum stofflichen Recycling von Kunststoffabfällen

AU - Lehner, Markus

AU - Bauer, Markus

PY - 2016/1/28

Y1 - 2016/1/28

N2 - Der effiziente Umgang mit beschränkten Energie- und Rohstoffressourcen räumt der stofflichen Verwertung von Abfällen in modernen Abfallwirtschaften einen hohen Stellenwert ein. Auch in Ländern wie Österreich, die über hoch entwickelte und funktionierende abfallwirtschaftliche Systeme verfügen, in denen eine direkte Deponierung von Kunststoff-abfällen verboten ist, ist insbesondere bei der stofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen noch großes Potenzial vorhanden. Derzeit werden allein im Verpackungs-bereich rund 2/3 der eingesetzten Kunststoffe, beispielsweise als Ersatzbrennstoffe, verbrannt und nur 1/3 stofflich verwertet. Im Sinne einer verbesserten Ressourceneffizienz ist eine stoffliche Verwertung dieser Abfälle vorzuziehen, die jedoch meist daran scheitert, dass die Abfälle nicht sortenrein und für ein werkstoffliches Recycling auch nicht sauber genug anfallen.Die Entwicklung und industrielle Implementierung von stofflichen Verwertungsverfahren wird dagegen wegen der hohen Preise primärer Rohstoffe zunehmend wirtschaftlich attraktiv. Für Kunststoffabfälle kommen als Verwertungsverfahren thermische oder thermochemische Prozesse in Frage, wie beispielsweise die Pyrolyse oder thermisches bzw. katalytisches Cracken. Voraussetzung für einen stabilen Betrieb und die Erzeugung nutzbarer Produkte (petrochemische Intermediates) ist aber bei allen diesen Verfahren ein möglichst homogener, störstoffarmer Aufgabestrom, der aber im Gegensatz zum werkstofflichen Recycling weder sortenrein noch störstofffrei sein muss.In der Abfallwirtschaft haben sich in den letzten Jahren trockene, mechanische Aufbereitungsverfahren etabliert, mit denen es gelingt, aus Haushalts- sowie gewerblichen Abfällen bestimmte Wertstoffströme, z.B. Fe- und NE-Metalle oder hochkalorische Fraktionen, aus zu schleusen. Mit diesen Verfahren lassen sich aber Produkte, die für ein (werk-)stoffliches Recycling geeignet sind, nur dann erzeugen, wenn die Materialien (Abfälle) schon entsprechend sortenrein und sauber anfallen. Die Verfügbarkeit derartig gearteter Inputmaterialien ist aber vergleichsweise gering. Als Aufbereitungsverfahren für kunststoffreiche Abfälle bieten sich nasse mechanische Prozesse an, die bisher im Bereich der Kohle- und Erzaufbereitung eingesetzt werden. Das Trennprinzip beruht auf einer Dichtescheidung in einem strömungsinduzierten Zentrifugalfeld. Diese Apparate zeichnen sich durch eine sehr robuste Bauart und hohen Durchsatzmengen aus. Darüber hinaus gestattet die nasse Aufbereitung auch die Behandlung solcher kunststoffreicher Abfallströme, bei denen trockene Verfahren ungeeignet sind, wie z.B. den Rejects aus der Papierindustrie. Auf diese Weise gelingt es, die Basis potentiell verwertbarer sekundärer Rohstoffe zu verbreitern.In dem Beitrag werden experimentelle Untersuchungen zur nassen mechanischen Aufbereitung von unterschiedlichen, kunststoffreichen Abfallfraktionen vorgestellt, die als Ziel die Erzeugung einer Polyolefin-reichen Fraktion (PO-Flake) haben. Dieses PO-Flake ist das Aufgabegut für ein nachfolgendes thermisches Konversionsverfahren, in dem mittels eines lösemittelbasierten, thermischen Crackens die Polyolefine in unterschiedliche petro-chemische Zwischenprodukte zerlegt werden. Diese Intermediates können dann an geeigneter Stelle einer konventionellen Raffinerie zugeführt werden. Damit wird nicht nur erreicht, dass die Produkte aus dem Konversionsprozess vollständig verwertet werden können, sondern es wird durch die Kopplung an eine bestehende Raffinerie vermieden, dass die aufwändige Weiterverarbeitung der entstandenen Zwischenprodukte in dezentralen Anlagen zu einem unwirtschaftlichen Betrieb der Konversionsanlage führt. In der Raffinerie werden die Intermediates unter anderem wieder zu Grundstoffen für die Kunststoffsynthese (z.B. Ethylen, Propylen) aufbereitet und substituieren damit den primären Rohstoff Rohöl. Im Vortrag wird neben der nassen mechanischen Aufbereitung auch die Grundkonzeption der thermischen Konversion des PO-Flakes vorgestellt und erste Ergebnisse, die an einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab gewonnen wurden, präsentiert und so die gesamte Prozesskette von der Aufbereitung bis zur Konversion betrachtet.

AB - Der effiziente Umgang mit beschränkten Energie- und Rohstoffressourcen räumt der stofflichen Verwertung von Abfällen in modernen Abfallwirtschaften einen hohen Stellenwert ein. Auch in Ländern wie Österreich, die über hoch entwickelte und funktionierende abfallwirtschaftliche Systeme verfügen, in denen eine direkte Deponierung von Kunststoff-abfällen verboten ist, ist insbesondere bei der stofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen noch großes Potenzial vorhanden. Derzeit werden allein im Verpackungs-bereich rund 2/3 der eingesetzten Kunststoffe, beispielsweise als Ersatzbrennstoffe, verbrannt und nur 1/3 stofflich verwertet. Im Sinne einer verbesserten Ressourceneffizienz ist eine stoffliche Verwertung dieser Abfälle vorzuziehen, die jedoch meist daran scheitert, dass die Abfälle nicht sortenrein und für ein werkstoffliches Recycling auch nicht sauber genug anfallen.Die Entwicklung und industrielle Implementierung von stofflichen Verwertungsverfahren wird dagegen wegen der hohen Preise primärer Rohstoffe zunehmend wirtschaftlich attraktiv. Für Kunststoffabfälle kommen als Verwertungsverfahren thermische oder thermochemische Prozesse in Frage, wie beispielsweise die Pyrolyse oder thermisches bzw. katalytisches Cracken. Voraussetzung für einen stabilen Betrieb und die Erzeugung nutzbarer Produkte (petrochemische Intermediates) ist aber bei allen diesen Verfahren ein möglichst homogener, störstoffarmer Aufgabestrom, der aber im Gegensatz zum werkstofflichen Recycling weder sortenrein noch störstofffrei sein muss.In der Abfallwirtschaft haben sich in den letzten Jahren trockene, mechanische Aufbereitungsverfahren etabliert, mit denen es gelingt, aus Haushalts- sowie gewerblichen Abfällen bestimmte Wertstoffströme, z.B. Fe- und NE-Metalle oder hochkalorische Fraktionen, aus zu schleusen. Mit diesen Verfahren lassen sich aber Produkte, die für ein (werk-)stoffliches Recycling geeignet sind, nur dann erzeugen, wenn die Materialien (Abfälle) schon entsprechend sortenrein und sauber anfallen. Die Verfügbarkeit derartig gearteter Inputmaterialien ist aber vergleichsweise gering. Als Aufbereitungsverfahren für kunststoffreiche Abfälle bieten sich nasse mechanische Prozesse an, die bisher im Bereich der Kohle- und Erzaufbereitung eingesetzt werden. Das Trennprinzip beruht auf einer Dichtescheidung in einem strömungsinduzierten Zentrifugalfeld. Diese Apparate zeichnen sich durch eine sehr robuste Bauart und hohen Durchsatzmengen aus. Darüber hinaus gestattet die nasse Aufbereitung auch die Behandlung solcher kunststoffreicher Abfallströme, bei denen trockene Verfahren ungeeignet sind, wie z.B. den Rejects aus der Papierindustrie. Auf diese Weise gelingt es, die Basis potentiell verwertbarer sekundärer Rohstoffe zu verbreitern.In dem Beitrag werden experimentelle Untersuchungen zur nassen mechanischen Aufbereitung von unterschiedlichen, kunststoffreichen Abfallfraktionen vorgestellt, die als Ziel die Erzeugung einer Polyolefin-reichen Fraktion (PO-Flake) haben. Dieses PO-Flake ist das Aufgabegut für ein nachfolgendes thermisches Konversionsverfahren, in dem mittels eines lösemittelbasierten, thermischen Crackens die Polyolefine in unterschiedliche petro-chemische Zwischenprodukte zerlegt werden. Diese Intermediates können dann an geeigneter Stelle einer konventionellen Raffinerie zugeführt werden. Damit wird nicht nur erreicht, dass die Produkte aus dem Konversionsprozess vollständig verwertet werden können, sondern es wird durch die Kopplung an eine bestehende Raffinerie vermieden, dass die aufwändige Weiterverarbeitung der entstandenen Zwischenprodukte in dezentralen Anlagen zu einem unwirtschaftlichen Betrieb der Konversionsanlage führt. In der Raffinerie werden die Intermediates unter anderem wieder zu Grundstoffen für die Kunststoffsynthese (z.B. Ethylen, Propylen) aufbereitet und substituieren damit den primären Rohstoff Rohöl. Im Vortrag wird neben der nassen mechanischen Aufbereitung auch die Grundkonzeption der thermischen Konversion des PO-Flakes vorgestellt und erste Ergebnisse, die an einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab gewonnen wurden, präsentiert und so die gesamte Prozesskette von der Aufbereitung bis zur Konversion betrachtet.

M3 - Vortrag

T2 - Aufbereitungstechnisches Seminar 2016

Y2 - 28 January 2016 through 29 January 2016

ER -