Kinetische Modellierung einer Kunststoff Pyrolyse
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Das ReOil Verfahren der OMV Refining & Marketing GmbH ist ein vielversprechender Weg, die Recycling Ziele von Kunststoffverpackungen der Europäischen Kommission zu erreichen. In diesem Pyrolyse Prozess werden gemischte Kunststoffabfälle chemisch recycelt und die daraus gewonnen Kohlenwasserstoffe werden wieder zu petrochemischen Grundstoffen oder Treibstoffen weiterverarbeitet. Da die Rentabilität eines solchen Prozesses stark von der verarbeitenden Menge abhängt, muss eine wesentliche Vergrößerung des Maßstabs erfolgen. Zu diesem Zweck wird ein Modell benötigt, welches aus der Zusammensetzung des Einsatzstroms die Ausbeuten vorhersagen kann und damit die Möglichkeit bietet optimale Prozessbedingungen einzustellen. Darum wurde ein Reaktormodell für die im ReOil Verfahren verwendeten Rohrreaktoren aufgebaut, welches sich der Methode des sogenannten „Lumped Kinetic Modeling“ bedient, um die Vielzahl an auftretenden Kohlenwasserstoffspezies erfassen zu können. Mit Hilfe einer Pilotanlage werden Reaktionsdaten für die Kunststoffpyrolyse gesammelt und so das Modell stetig weiterentwickelt.
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Das ReOil Verfahren der OMV Refining & Marketing GmbH ist ein vielversprechender Weg, die Recycling Ziele von Kunststoffverpackungen der Europäischen Kommission zu erreichen. In diesem Pyrolyse Prozess werden gemischte Kunststoffabfälle chemisch recycelt und die daraus gewonnen Kohlenwasserstoffe werden wieder zu petrochemischen Grundstoffen oder Treibstoffen weiterverarbeitet. Da die Rentabilität eines solchen Prozesses stark von der verarbeitenden Menge abhängt, muss eine wesentliche Vergrößerung des Maßstabs erfolgen. Zu diesem Zweck wird ein Modell benötigt, welches aus der Zusammensetzung des Einsatzstroms die Ausbeuten vorhersagen kann und damit die Möglichkeit bietet optimale Prozessbedingungen einzustellen. Darum wurde ein Reaktormodell für die im ReOil Verfahren verwendeten Rohrreaktoren aufgebaut, welches sich der Methode des sogenannten „Lumped Kinetic Modeling“ bedient, um die Vielzahl an auftretenden Kohlenwasserstoffspezies erfassen zu können. Mit Hilfe einer Pilotanlage werden Reaktionsdaten für die Kunststoffpyrolyse gesammelt und so das Modell stetig weiterentwickelt.
Aggregierte Kennzahlen zur Bewertung von Ressourceneffizienz
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Messgrößen für Technologien und Maßnahmen, die zu einer Steigerung ressourceneffizienten Handelns führen, können ebenso mannigfaltig sein, wie die Wege zu einer Steigerung der Ressourceneffizienz selbst. Um Empfehlungen für unternehmerische und politische Entscheidungsprozesse aussprechen zu können ist jedoch eine Vergleichbarkeit solcher Messgrößen relevant. Vor diesem Hintergrund wurde eine für Ökobilanzen nutzbare Methodik entwickelt, die den abiotischen Ressourcenverbrauch ganzheitlich messbar macht.
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Messgrößen für Technologien und Maßnahmen, die zu einer Steigerung ressourceneffizienten Handelns führen, können ebenso mannigfaltig sein, wie die Wege zu einer Steigerung der Ressourceneffizienz selbst. Um Empfehlungen für unternehmerische und politische Entscheidungsprozesse aussprechen zu können ist jedoch eine Vergleichbarkeit solcher Messgrößen relevant. Vor diesem Hintergrund wurde eine für Ökobilanzen nutzbare Methodik entwickelt, die den abiotischen Ressourcenverbrauch ganzheitlich messbar macht.
90 %-Erfassung von Kunststoff-Getränkeverpackungen
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Die EU-Richtlinie zur Verringerung von Einwegplastik (Single-Use-Plastic- oder SUP-Richtlinie) sieht vor, dass Kunststoffgetränkeflaschen bis zum Jahr 2029 zu zumindest 90 % zum Zwecke des Recyclings getrennt gesammelt werden. Dies erscheint nur mit einem Anreiz in Form eines Pfandes realistisch. Eine hohe Sammelquote an Getränkeflaschen liefert einen signifikanten Beitrag zur Erreichung von Recyclingzielen für Kunststoff-Verpackungen. Neben Getränkeflaschen sind zum Erreichen der Recyclingziele alle Kunststoff-Verpackungen entsprechend recycling-gerecht zu gestalten.
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Die EU-Richtlinie zur Verringerung von Einwegplastik (Single-Use-Plastic- oder SUP-Richtlinie) sieht vor, dass Kunststoffgetränkeflaschen bis zum Jahr 2029 zu zumindest 90 % zum Zwecke des Recyclings getrennt gesammelt werden. Dies erscheint nur mit einem Anreiz in Form eines Pfandes realistisch. Eine hohe Sammelquote an Getränkeflaschen liefert einen signifikanten Beitrag zur Erreichung von Recyclingzielen für Kunststoff-Verpackungen. Neben Getränkeflaschen sind zum Erreichen der Recyclingziele alle Kunststoff-Verpackungen entsprechend recycling-gerecht zu gestalten.
Kreislaufwirtschaft in der Steiermark – zukunftsweisende Ansätze auf Landesebene
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Das Land Steiermark hat sich mit dem Landes-Abfallwirtschaftsplan Steiermark 2019 (Winter 2019) dem Weg zur ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft verschrieben. Er definiert als übergeordnete Vision den Wandel zur Kreislaufwirtschaft bis zum Jahr 2050 und legt in diesem Sinne konkrete Strategien und Ziele für die nächsten Jahre fest. Dieser Weg erfordert eine Entkopplung des Wirtschaftswachstums vom Ressourcenverbrauch. Anstelle der bisher in vielen Bereichen noch immer vorherrschenden linearen Produktions- und Nutzungsketten Primärrohstoffentnahme, Produktion, Nut-zung, Entsorgung) muss eine möglichst lange und werterhaltende Nutzung von Produkten und Rohstoffen im Mittelpunkt stehen. Die gesetzlichen Grundlagen dafür wurden bereits mit der Einführung der fünfstufigen Abfallhierarchie in der europäischen Abfallrahmenrichtlinie 2008 geschaffen.
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Das Land Steiermark hat sich mit dem Landes-Abfallwirtschaftsplan Steiermark 2019 (Winter 2019) dem Weg zur ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft verschrieben. Er definiert als übergeordnete Vision den Wandel zur Kreislaufwirtschaft bis zum Jahr 2050 und legt in diesem Sinne konkrete Strategien und Ziele für die nächsten Jahre fest. Dieser Weg erfordert eine Entkopplung des Wirtschaftswachstums vom Ressourcenverbrauch. Anstelle der bisher in vielen Bereichen noch immer vorherrschenden linearen Produktions- und Nutzungsketten Primärrohstoffentnahme, Produktion, Nut-zung, Entsorgung) muss eine möglichst lange und werterhaltende Nutzung von Produkten und Rohstoffen im Mittelpunkt stehen. Die gesetzlichen Grundlagen dafür wurden bereits mit der Einführung der fünfstufigen Abfallhierarchie in der europäischen Abfallrahmenrichtlinie 2008 geschaffen.
Erstellung einer Datenbank zur Echtzeitanalytik von Abfällen
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Eines der Themen im Bereich Maschinen und Abfallbehandlungsanlagen beschäftigt sich mit der Echtzeitanalytik von Abfällen, insbesondere im Bereich der Qualitäts-sicherung von Ersatzbrennstoffen. Die große Herausforderung besteht dabei in der Heterogenität der Abfälle. Während Bauteile der industriellen Produktion eindeutig definiert sind, schwanken die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Abfällen, z.B. Schüttdichte, Korngröße, Materialzusammensetzung, Brennstoffparameter oder Schadstoffgehalte, maßgeblich. Dies betrifft insbesondere auch gemischte Gewerbeabfälle, die neben gemischten Siedlungsabfällen im Fokus des ReWaste4.0-Projektes stehen. (Weißenbach et al. 2019)
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Eines der Themen im Bereich Maschinen und Abfallbehandlungsanlagen beschäftigt sich mit der Echtzeitanalytik von Abfällen, insbesondere im Bereich der Qualitäts-sicherung von Ersatzbrennstoffen. Die große Herausforderung besteht dabei in der Heterogenität der Abfälle. Während Bauteile der industriellen Produktion eindeutig definiert sind, schwanken die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Abfällen, z.B. Schüttdichte, Korngröße, Materialzusammensetzung, Brennstoffparameter oder Schadstoffgehalte, maßgeblich. Dies betrifft insbesondere auch gemischte Gewerbeabfälle, die neben gemischten Siedlungsabfällen im Fokus des ReWaste4.0-Projektes stehen. (Weißenbach et al. 2019)
Was kann moderne Abfall-Aufbereitungstechnik leisten?
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Moderne Abfall-Aufbereitungstechnik bietet für die mechanische Separation von Wertstoffen aus Siedlungsabfällen sehr gute Möglichkeiten. Die Technologie findet jedoch Grenzen, die in den stofflichen Bedingungen von Aufbereitungsgut begründet sind. Von besonderer Bedeutung sind die Abfallerzeuger, die durch ihre Trennaktivität die Zusammensetzung und Qualität von Abfallgemischen maßgeblich bestimmen.
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Moderne Abfall-Aufbereitungstechnik bietet für die mechanische Separation von Wertstoffen aus Siedlungsabfällen sehr gute Möglichkeiten. Die Technologie findet jedoch Grenzen, die in den stofflichen Bedingungen von Aufbereitungsgut begründet sind. Von besonderer Bedeutung sind die Abfallerzeuger, die durch ihre Trennaktivität die Zusammensetzung und Qualität von Abfallgemischen maßgeblich bestimmen.
Möglichkeiten und Grenzen der Verwertung von CFK
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Der Einsatz von carbonfaserverstärkten Kunststoffen hat in den letzten Jahren stetig zugenommen, neue Einsatzgebiete wurden und werden erschlossen. Durch den steigenden Einsatz nimmt auch der Anfall nicht rezyklierbarer carbonfaserhaltiger Abfälle zu. Für diese Abfälle gibt es aktuell keinen Behandlungsweg. Im Rahmen eines Projekts für das deutsche Umweltbundesamt wurden vier großtechnische Versuchskampagnen zur Untersuchung der potenziellen Verwertung von carbonfaserhaltigen Abfällen in Hochtemperaturprozessen durchgeführt.
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Der Einsatz von carbonfaserverstärkten Kunststoffen hat in den letzten Jahren stetig zugenommen, neue Einsatzgebiete wurden und werden erschlossen. Durch den steigenden Einsatz nimmt auch der Anfall nicht rezyklierbarer carbonfaserhaltiger Abfälle zu. Für diese Abfälle gibt es aktuell keinen Behandlungsweg. Im Rahmen eines Projekts für das deutsche Umweltbundesamt wurden vier großtechnische Versuchskampagnen zur Untersuchung der potenziellen Verwertung von carbonfaserhaltigen Abfällen in Hochtemperaturprozessen durchgeführt.
Überführung eines nass-mechanischen Aufbereitungsverfahrens für Altkunststoffe in den Pilotmaßstab
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Im gegenständlichen Beitrag wird ein Bogen über mehr als zehn Jahre Forschung der Lehrstühle für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes (VTIU), Aufbereitung und Veredlung (AuV) sowie Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft (AVAW) und industriellen Partnern im Bereich des chemischen Recyclings von Altkunststoffen gespannt.
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Im gegenständlichen Beitrag wird ein Bogen über mehr als zehn Jahre Forschung der Lehrstühle für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes (VTIU), Aufbereitung und Veredlung (AuV) sowie Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft (AVAW) und industriellen Partnern im Bereich des chemischen Recyclings von Altkunststoffen gespannt.
Über theoretische und reale Recyclingfähigkeit
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Zukünftig sollten die Recyclingfähigkeit neu definieret werden. Erkennbarkeit und Sortierfähigkeit, aber auch die Eignung der Sammelsysteme sind un-bedingt zu berücksichtigen.
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Zukünftig sollten die Recyclingfähigkeit neu definieret werden. Erkennbarkeit und Sortierfähigkeit, aber auch die Eignung der Sammelsysteme sind un-bedingt zu berücksichtigen.
Entwicklungen in Richtung Anlage der Zukunft
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Anlage der Zukunft ist stark von den zu erreichenden Zielen aus dem Kreislaufwirtschaftspaket abhängig, da die Abfallwirtschaft auch ein stark rechtlich getriebenes Thema ist.
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Anlage der Zukunft ist stark von den zu erreichenden Zielen aus dem Kreislaufwirtschaftspaket abhängig, da die Abfallwirtschaft auch ein stark rechtlich getriebenes Thema ist.
