DE102020128587A1

DE102020128587A1 - Reaktoranordnung sowie Verfahren zur Zerlegung von aus kunststoffbasierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekten

Info

Publication number: DE102020128587A1
Application number: DE102020128587.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Drewes; Karl Heinz Thiel
Original assignee: Hanseatic Rohr GmbH
Current assignee: Hanseatic Rohr GmbH
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-05-05
Also published as: EP4237479A1; JP2023547937A; CN116669922A; US20230399484A1; WO2022090079A1; CA3199980A1

Abstract

Beschrieben werden eine Reaktoranordnung sowie ein Verfahren zur Zerlegung von aus kunststoffbasierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekten in ihre Einzelbestandteil im Wege einer Solvolyse mit wenigsten einer Reaktorkammer, in der die Objekte einem Lösungsmittel im überkritischen Zustand aussetzbar sind.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens drei in Serie angeordnete Druckkammern, eine erste Schleusenkammer, eine an diese anschließende Reaktorkammer und eine an diese anschließende zweite Schleusenkammer, vorgesehen sind, die jeweils über ein betätigbares Trennmittel miteinander verbunden sind, das jeweils aus einer geöffneten Stellung, in der jeweils zwei der aneinandergrenzenden Druckkammern miteinander verbunden sind, in eine geschlossene Stellung überführbar ist, in der jeweils zwei der aneinandergrenzenden Druckkammern fluidisch, thermisch und Druck-spezifisch voneinander isoliert sind. Die Reaktorkammer ist mit einer Heizung thermisch gekoppelt ist und über wenigstens eine erste Leitung fluidisch mittel- oder unmittelbar mit der ersten Schleusenkammer in Fluidverbindung bringbar und mit einer ersten Druck-beaufschlagbaren Zuleitung (Z1) verbindbar, über die Lösungsmittel in die Reaktorkammer speisbar ist. Die zweite Schleusenkammer verfügt über eine zweite Leitung, die mittel- oder unmittelbar mit der ersten Schleusenkammer verbindbar ist. Ferner ist ein Mittel vorgesehen, das kraftunterstützt die Objekte oder einen die Objekte fassenden Träger, bei einem in die geöffnete Stellung überführten Trennmittel, von einer Druckkammer in die benachbarte Druckkammer überzuführen vermag.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Reaktoranordnung sowie ein Verfahren zur Zerlegung von aus kunststoffbasierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekten in ihre Einzelbestandteil im Wege einer Solvolyse mit wenigsten einer Reaktorkammer, in der die Objekte einem Lösungsmittel im überkritischen Zustand aussetzbar sind.
Erhitzt man Flüssigkeiten, wie bspw. Wasser, unter Druck, so geraten sie schließlich oberhalb ihrer jeweiligen kritischen Temperatur und ihres kritischen Drucks in den so genannten überkritischen Zustand, der sich gegenüber echten Flüssigkeiten durch eine geringere Dichte, eine viel niedrigere Viskosität und viel höhere Diffusionskoeffizienten auszeichnet. Wasser im überkritischen Zustand besitzt zudem ein hervorragendes Lösungsvermögen. Um Wasser in den überkritischen Zustand zu überführen, muss das Wasser eine Temperatur von mindestens 374,12 °C besitzen und einem Druck von mindestens 22,1 MPa (221 bar) ausgesetzt sein. Neben den besonderen Lösungsmitteleigenschaften von Wasser im überkritischen Zustand kommt vor allem jenem Aspekt eine technische interessante Bedeutung zu, dass das Lösungsmittel durch Reduzieren des Drucks einfach entfernt werden kann.
Diese besonderen Lösungsmitteleigenschaften von überkritischem Wasser werden bereits erfolgreich zur Trennung, Aufbereitung und Wiederverwertung bspw. von hybriden Werkstoffen oder Bauteilen, insbesondere auf technischen Kunststoffen basierende Faserverbundmaterialien, eingesetzt.
Stand der Technik
Die Druckschrift DE 2016 105 966 B4 beschreibt ein Verfahren sowie eine Anlage zum Recycling Carbonfaser-verstärkter Polymere unter Nutzung von Wasser als Lösungsmittel im überkritischen Zustand zum Zwecke der Abtrennung von Carbonfasern bzw. Carbonfasermatten von der diese umgebenden Polymermatrix. Zur Durchführung des Recyclingverfahrens finden zwei gleichartig ausgebildete Reaktoren Einsatz, deren Betrieb wechselweise aufeinander in der folgenden Form aufeinander abgestimmt ist: Während in einem ersten Reaktor, der bereits mit Recyclinggut beladen und mit flüssigem Lösungsmittel befüllt ist, das Lösungsmittel nach entsprechender Aufheizung auf eine zwischen 374,12°C und 450°C herrschende Prozesstemperatur sowie unter Prozessdrücken zwischen 221,2 bar und 300 bar den überkritischen Zustand eingenommen hat, in dem das Lösungsmittel im Wege chemischer Reaktion die Polymermatrix aufzulösen in der Lage ist und den Faserbestandteil zu separieren vermag, wird der zweite Reaktor mit Recyclinggut beladen und mit Lösungsmittel befüllt. Beide Reaktoren sind thermisch über ein Wärmerückgewinnungssystem gekoppelt, das die Wärmemenge des ersten Reaktors, in dem der Recyclingprozess abgeschlossen und den es vor der Entnahme des aufgereinigten Materials abzukühlen gilt, zur Aufheizung des zweiten Reaktors nutzt. Während der erste Reaktor abgekühlt und entleert worden ist und so mit neuem Recyclinggut beladen und mit frischem Lösungsmittel befüllt werden kann, findet im zweiten Reaktor nach entsprechender weiterer Aufheizung sowie Druckerhöhung zum Erreichen des überkritischen Zustandes des Lösungsmittels der aufreinigende Reaktionsprozess statt.
Die Abfolge der vorstehend erläuterten, seriell aufeinander abgestimmten Betriebsweise beider Reaktoren kann kontinuierlich fortgesetzt werden.
Die grundsätzliche Anwendbarkeit von überkritischem Wasser zur Aufreinigung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit jeweils einer Kunststoffpolymermatrix geht aus den japanischen Druckschriften JP 3134095 B2 sowie JPH 1087872 A hervor.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reaktoranordnung sowie auch ein Verfahren zum Zerlegen von aus Kunststoff-basierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekten in ihre Einzelbestandteile im Wege einer Solvolyse, bei der die Objekte einem Lösungsmittel im überkritischen Zustand aussetzbar sind, derart weiterzubilden, so dass der sehr Energie-intensive Prozess im industriellen Maßstab mit signifikant reduzierterem Energieaufwand realisierbar sein soll, als es bislang möglich ist. Insbesondere gilt es, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der große Mengen an aufzureinigenden Objekten, wie sie beispielsweise beim Abbau von veralteten Windkraftanlagen in Form von Rotorflügel-Teilstücken bzw. daraus angefertigten Bruchstücken, bspw. in Form von Schüttgut, auftreten, bewältigt werden können.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Ein lösungsgemäßes Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 14.
Den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf die illustrierten Ausführungsbeispiele, zu entnehmen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der größte energetische Aufwand in der Herstellung der für den kritischen Zustand des Lösungsmittels erforderlichen Prozessparameter in Bezug auf Temperatur und Druck innerhalb einer Reaktorkammer liegt. Somit gilt es, die für den chemischen Reaktionsprozess erforderliche Energiemenge, die insbesondere als thermische Energie in Erscheinung tritt, auf möglichst ökonomische Weise zu nutzen, um auftretende thermische Energieverluste, die prozessbedingt beim Befüllen der Reaktorkammer, beim Durchführen des Reaktionsprozesses sowie auch beim Entleeren der Reaktorkammer auftreten, möglichst zu reduzieren. Dies gilt in besonderer Weise für das Recyceln großer Mengen von Recycelgut, die es gilt, im industriellen Maßstab, d.h. in einer möglichst kurzen Zeit mit hoher Separationsqualität zu verarbeiten.
Die lösungsgemäße Reaktoranordnung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 sieht wenigstens drei in Serie angeordnete und jeweils über ein betätigbares Trennmittel miteinander verbundene bzw. verbindbare Druckkammern vor. Die Trennmittel sind einzeln aus einer geöffneten Stellung, in der jeweils zwei aneinander grenzende Druckkammern miteinander verbunden sind, d.h. offen miteinander fluidisch kommunizieren können, in eine geschlossene Stellung überführbar, in der die jeweils zwei aneinander grenzenden Druckkammern fluidisch, thermisch sowie auch druckspezifisch voneinander getrennt sind.
Die in der seriellen Abfolge jeweils äußeren Druckkammern dienen als Schleusenkammern, werden nachfolgend auch als solche bezeichnet und weisen jeweils endseitig einen zu öffnenden Reaktordeckel auf, der die Schleusenkammern fluiddicht, thermisch isolieren sowie auch druckbelastbar abzuschließen vermag. Die zwischen beiden Schleusenkammern über jeweils ein Trennmittel angeordnete Druckkammer dient als Reaktorkammer und ist mit einer Heizung thermisch gekoppelt.
Die wenigstens drei in serieller Abfolge angeordneten Druckkammern werden nachfolgend als erste Schleusenkammer, Reaktorkammer und zweite Schleusenkammer bezeichnet. So werden die chemisch zu behandelnden aus Kunststoff-basierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekten vermittels eines Trägers bei geöffnetem Reaktordeckel zunächst in die erste Schleusenkammer eingebracht, in der sie nach Verschließen des Reaktordeckels eine thermische Vorbehandlung erfahren. Anschließend wird der die Objekte fassenden Träger aus der ersten Schleusenkammer bei geöffnetem Trennmittel in die Reaktorkammer überbracht, in der die Objekte dem eigentlichen chemischen Reaktionsprozess ausgesetzt werden. Nachfolgend gelangen die chemisch prozessierten Objekte in die zweite Schleusenkammer, in der sie abkühlen bevor sie am Prozessende aus der zweiten Schleusenkammer in Extrakten bzw. als Restbestandteile ausgeschleust werden.
Optional können ein- oder beidseitig zur Reaktorkammer wenigstens eine weitere Schleusenkammer jeweils in serieller Anordnung vorgesehen sein, die weitere Beschreibung konzentriert sich jedoch auf die vorstehend erläuterte Reaktoranordnung umfassend jeweils drei Druckkammern.
Die Reaktorkammer, die mit Ausnahme der thermischen Kopplung an eine Heizung ansonsten in vorteilhafter Weise identisch in Bezug auf Form und Größe zu den ebenso in vorteilhafter Weise identisch ausgebildeten ersten und zweiten Schleusenkammer ausgebildet ist, ist über wenigstens eine erste Leitung mittel- oder unmittelbar mit der ersten Schleusenkammer fluidisch verbindbar. Ferner mündet eine erste druckbeaufschlagbare Zuleitung in die Reaktorkammer, über die bedarfsweise Lösungsmittel in die Reaktorkammer einspeisbar ist.
Ferner ist die zweite Schleusenkammer über eine zweite Leitung mittel- oder unmittelbar mit der ersten Schleusenkammer fluidisch verbindbar.
Schließlich ist ein Mittel vorgesehen, das kraftunterstützt den die Objekte fassenden Träger, bei in der geöffneten Stellung überführten Trennmittel von einer Druckkammer in die benachbarte Druckkammer überzuführen in der Lage ist. Gleichwohl im Weiteren davon ausgegangen wird, dass die chemisch zu zerlegenden Objekte vorzugsweise in einem Träger für einen kontrollierten Transport durch die Reaktoranordnung angeordnet sind, ist es ebenso denkbar auf den Träger zu verzichten und die Objekte bspw. in Form von portioniertem Schüttgut in den einzelnen Druckkammern anzuordnen.
Die erste Schleusenkammer ist sowohl mit der Reaktorkammer, über die erste Leitung, sowie mit der zweiten Schleusenkammer über die zweite Leitung fluidisch verbindbar, so dass ein beträchtlicher Wärmemengenanteil durch kontrollierte und bedarfsgerechte Ableitung von Lösungsmittel aus der beheizbaren Reaktorkammer sowie auch aus der zweiten Schleusenkammer, aus der es gilt Wärme zu Kühlzwecken abzuführen, in die erste Schleusenkammer zur Vorwärmung der mit den chemisch aufzutrennenden Objekten sowie des darin enthaltenen Lösungsmittel dient. Durch die in der ersten Schleusenkammer erfolgende Vorwärmung der chemisch aufzutrennenden Objekte samt Träger sowie des die Objekte und Träger umspülenden Lösungsmittels im Wesentlichen auf Basis von Abwärme aus der zweiten Schleusenkammer sowie der Reaktorkammer ist der Energieeintrag in die Reaktorkammer der zur Herstellung des überkritischen Zustandes des Lösungsmittels innerhalb der Reaktorkammer erforderlich ist, gegenüber bisher bekannten vergleichbaren Reaktortechniken signifikant geringer.
Überdies ermöglicht die lösungsgemäße Reaktoranordnung eine getaktete, unidirektionale Durchführung der mit den zu zerlegenden Objekten bestückten Träger von der ersten Schleusenkammer in die Reaktorkammer und von der Reaktorkammer in die zweite Schleusenkammer, aus der die chemisch in flüssige und feste Einzelbestandteile zerlegte Objektkomponenten samt Träger entnommen werden können. Die aus der Reaktoranordnung resultierende seriell getaktete Prozessführung ermöglicht die Aufreinigung bzw. chemische Zerlegung von Faserverstärkten Kunststoffteilen, vornehmlich in Form von flächigen Bauteilen oder Bauteilsegmenten bis hin zu Schüttgut, in großen Mengen sowie mit einem hohen Mengendurchsatz pro Zeit und zeichnet sich lösungsgemäß durch die folgenden Verfahrensschritte aus:

Für den initialen Start des Verfahrens gilt es durch die jeweils geöffnete erste Schleusenkammer und die mit ihr offen verbundene Reaktorkammer einen ersten Träger mit chemisch zu behandelnden Objekten einzuführen. Im Anschluss daran wird ein zweiter Träger, der gleichfalls mit chemisch zu behandelnden Objekten bestückt ist, in die erste Schleusenkammer verbracht. Nach Schließen des zwischen der ersten Schleusenkammer und der Reaktorkammer vorgesehenen Trennmittels sowie nach Schließen der ersten Schleusenkammer vermittels des Reaktordeckels wird in die Reaktorkammer Lösungsmittel eingespeist, das in der Reaktorkammer auf eine vorgebbare Temperatur T1 von maximal 320° beheizt wird. Der sich im Wege einer druckbeaufschlagten Lösungsmitteleinspeisung sowie der erfolgenden Aufheizung innerhalb der Reaktorkammer ausbildende Druck wird durch kontrolliertes, Überdruck-geregeltes Ablassen von erhitztem Lösungsmittel aus der Reaktorkammer auf einen ersten Druckwert p1, der maximal 250 bar, vorzugsweise 150 bar, beträgt, begrenzt, wobei sich das erhitzte Lösungsmittel bei der Temperatur T1 und dem Druck p1 in einem unterkritischen Zustand befindet.

Als Lösungsmittel wird vorzugsweise Wasser verwendet.
Das aus der Reaktorkammer kontrolliert, Überdruck-geregelt abgelassene, unterkritische Lösungsmittel wird nachfolgend in die erste Schleusenkammer eingespeist, wodurch die im zweiten Träger gefassten Objekte innerhalb der Schleusenkammer vorgewärmt werden. Optional wird zudem zusätzliches Lösungsmittel druckbeaufschlagt in die erste Schleusenkammer eingespeist.
Innerhalb der Reaktorkammer wird der Aufheizprozess fortgesetzt bis eine Temperatur T2 von wenigstens 374 °C und maximal 500 °C und ein Druck p2 von wenigstens 230 bar und maximal 250 bar erreicht werden, bei dem das Lösungsmittel Wasser einen überkritischen Zustand einnimmt. Dieser Zustand wird für eine vorgegebene Prozesszeit t aufrechterhalten, innerhalb der das sich im überkritischen Zustand befindliche Lösungsmittel die aus Kunststoff-basierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekte in ihre Bestandteile aufzulösen vermag. Hierbei gehen die polymeren Kunststoffanteile der Objekte in Lösung mit dem Lösungsmittel auf, wohingegen die unlösbaren Feststoffanteile in den Objekten, bspw. Faseranteile, als Reststoffe im Träger zurückbleiben.
Währenddessen etabliert sich innerhalb der ersten Schleusenkammer durch optional separat zufließendes Lösungsmittel sowie durch aus der Reaktorkammer stammendes Lösungsmittel eine Temperatur T1 von maximal 320° und ein Schleusenkammerinnendruck von p1 von maximal 250 bar. Auf diese Weise erfahren die in der ersten Schleusenkammer befindlichen Objekte eine Einwirkung des Lösungsmittels bei der Prozesstemperatur T1 und dem Prozessdruck p1 im unterkritischen Zustand, während die in der Reaktorkammer befindlichen Objekte einer chemischen Zersetzung durch das sich im überkritischen Zustand befindliche Lösungsmittel unterliegen, d.h. die Vorwärmung der Objekte in der ersten Schleusenkammer und die chemische Zersetzung der Objekte in der Reaktorkammer erfolgen zeitgleich.
Nach der vorgegebenen Prozesszeit t, die sich danach richtet wie lange es dauert, bis die in der Reaktorkammer befindlichen Objekte vollständig chemisch aufgetrennt bzw. in Einzelkomponenten zerlegt sind, wird das sich im überkritischen Zustand befindliche Lösungsmittel aus der Reaktorkammer über eine Leitung kontrolliert in die zweite Schleusenkammer überführt. Anschließend wird das die Reaktorkammer von der zweiten Schleusenkammer trennende zweite Trennmittel geöffnet und mit Hilfe eines Mittels wird der Träger samt der feststofflichen Restbestandteile der Objekte kraftunterstützt aus der Reaktorkammer in die zweite Schleusenkammer überführt. Nach Schließen des zwischen der Reaktorkammer und der zweiten Schleusenkammer angeordneten zweiten Trennmittels wird das innerhalb der ersten Schleusenkammer vorgeheizte Lösungsmittel über eine Leitung kontrolliert in die Reaktionskammer überführt. Im Anschluss daran oder in zeitlicher Überlappung wird das zwischen der ersten Schleusenkammer und der Reaktorkammer angeordnete erste Trennmittel geöffnet, wodurch der zweite Träger mit den vorgewärmten Objekten in die Reaktorkammer überführt wird. Nach Schließen des zwischen der ersten Schleusenkammer und der Reaktorkammer angeordneten ersten Trennmittels wird das vorgewärmte Lösungsmittel durch Heizen in den überkritischen Zustand überführt, gleichsam wie im vorangegangenen Prozessschritt innerhalb der Reaktorkammer. Nach der Entleerung der ersten Schleusenkammer wird der die erste Schleusenkammer abschließende Reaktordeckel geöffnet und mit einem weiteren Träger mit aufzutrennenden Objekten bestückt. Nach Bestückung und Schließen der ersten Schleusenkammer startet die Befüllung und Vorwärmung in der ersten Schleusenkammer, wie vorstehend erläutert.
Nach Ablassen des Lösungsmittels aus der zweiten Schleusenkammer, das mit gelösten Polymeren aus Kunststoffanteilen der Objekte versetzt ist, kann der die ungelösten Restbestandteile fassende erste Träger aus der zweiten Schleusenkammer entnommen werden.
Nach dem Ablassen des Lösungsmittels aus der zweiten Schleusenkammer und vor Öffnen des Reaktordeckels wird der erste Trägers samt der Objektrestbestandteile mit frischem Lösungsmittel gespült, wodurch das Lösungsmittel aufgrund der in der zweiten Schleusenkammer vorhandenen Restwärme vorgewärmt wird und zur weiteren Einspeisung in die erste Schleusenkammer zur Verfügung gestellt wird.
Das lösungsgemäße Verfahren umfasst somit nach initialer Bestückung einer leeren Reaktoranordnung im Normalbetrieb die Durchführung von drei gleichzeitig ablaufenden Prozessschritten, nämlich die thermische Vorbehandlung der reaktiv zu behandelnden Objekte in Gegenwart eines Lösungsmittels im unterkritischen Zustand, die chemisch reaktive Auflösung bzw. Zerlegung der Objekte in Gegenwart des sich im überkritischen Zustand befindlichen Lösungsmittels innerhalb der Reaktorkammer sowie die Abkühlung und Spülung der Objektrestbestandteile sowie Abführung von verbrauchtem Lösungsmittel aus der zweiten Schleusenkammer.
Der dem lösungsgemäßen Verfahren sowie der lösungsgemäßen Reaktoranordnung zugrunde liegende energetische Vorteil liegt in der Nutzung der thermischen Abwärme, insbesondere aus der Reaktorkammer aus der Restwärme der zweiten Schleusenkammer zum Zwecke der Aufheizung der ersten Schleusenkammer nach entsprechender Bestückung mit Objekten durch Befüllen mit Lösungsmittel, das sich auf einer Prozesstemperatur von T1 und einem Prozessdruck von p1 im unterkritischen Zustand befindet.
Die Prozesszeiten bzw. Verweildauern der Objekte innerhalb der ersten und zweiten Schleusenkammer richten sich nach der Zeitdauer des chemisch reaktiven Zerlegungs- bzw. Auflösungsprozesses innerhalb der Reaktorkammer. Bei geeignet abgestimmter Wahl einer stets gleichen Objektmenge pro Träger und dem Prozessvolumen innerhalb der Reaktorkammer beträgt die Prozesszeit t für eine vollständige Auflösung der Kunststoffanteile der Objekte typischerweise 2 Stunden, d.h. alle zwei Stunden werden die in der Reaktoranordnung befindlichen Träger samt der Objekte um eine Druckkammer weitergefördert.
Durch die vorstehend erläuterte Betriebsweise der lösungsgemäßen Reaktoranordnung pendelt das Temperaturniveau innerhalb der Reaktorkammer lediglich zwischen der Prozesstemperatur T1, die sich bei der Aufheizphase innerhalb der ersten Schleusenkammer als Prozessendtemperatur einstellt, sowie der Prozesstemperatur T2, bei der sich das Lösungsmittel im kritischen Zustand befindet. Je nach Wahl der oberen Prozesstemperatur T2, die zwischen 374°C und 500°C betragen kann, gilt es, die Temperatur innerhalb der Reaktorkammer ausgehend von der unteren Prozesstemperatur von 320° lediglich in einem Bereich von wenigsten 54°C bzw. maximal 180°C zusätzlich zu erwärmen. Der hierfür erforderlich Energieeintrag, den es gilt für jeden einzelnen Zerlegungs- bzw. Auflösungsprozess bereitzustellen, ist somit signifikant kleiner als bei allen bisher bekannten, gattungsgemäßen Verfahren. Die lösungsgemäße Anordnung sowie auch das damit realisierbare lösungsgemäße Verfahren werden im Weiteren unter Bezugnahme illustrierter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

1 p/T-Diagramm zur Erläuterung eines Kreisprozesses für die Solvolyse,
2 Ausführungsbeispiel einer lösungsgemäß ausgebildeten Reaktoranordnung,
3 Träger mit angeordneten, reaktiv zu behandelnden Objekten,
4 Übersichtsschema,
5a-d Darstellung der einzelnen Prozessschritte.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
1 zeigt ein thermodynamisches Druck-Temperatur-Diagramm, in dem die Phasenübergänge von Wasser in Abhängigkeit von Druck und Temperatur dargestellt sind. Neben den an sich bekannten Phasenübergängen ist der kritische Punkt für Wasser hervorzuheben. Ab einer Temperatur von 374,12°C und einem Druck von 221,2 bar existiert für Wasser kein definierter Aggregatszustand mehr, zumal sich die Dichten von flüssiger und Gasphase angleichen. Eben diesen kritischen Punkt gilt es zu erreichen und zu überschreiten, um den wunschgemäßen Effekt der Auflösung von Kunststoff-basierten Faserverbundwerkstoffen zu erreichen.
Die lösungsgemäße Reaktoranordnung ist so konfektioniert, so dass der in 1 dargestellte thermodynamische Kreisprozess K in der Abfolge der dargestellten Kreislaufphasen K1, K2, K3, K4 und K5 mit einem Minimum an Energieeinsatz realisiert werden kann. Auf die in 1 dargestellten Kreislaufphasen K1 bis K5 wird im Weiteren in Verbindung mit der Erläuterung der nachstehend illustrierten Verfahrensschritte Bezug genommen.
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der lösungsgemäßen Reaktoranordnung, die drei in Serie miteinander verbundene Druckkammern in Form einer ersten Schleusenkammer 1, einer Reaktorkammer 2 sowie einer zweiten Schleusenkammer 3 ausgebildet ist. Alle drei Druckkammern 1, 2, 3 sind als Hohlrohre mit jeweils gleichen Innendurchmesser ausgebildet, deren Rohrlängen vorzugsweise gleich lang gewählt sind. Zwischen der ersten Schleusenkammer 1 und der Reaktorkammer 2 ist ein erstes Trennmittel 4' sowie zwischen der Reaktorkammer 2 und der zweiten Schleusenkammer 3 ist ein zweites Trennmittel 4" eingebracht, das jeweils einen Absperrschieber aufweist, der in einem geöffneten Zustand einen freien Durchgang zwischen den beiden aneinander grenzenden Druckkammern gewährleistet sowie in einem geschlossenen Zustand die aneinander grenzenden Druckkammern fluiddicht, thermisch- und Druck-stabil voneinander trennt und dies bei Temperaturen bis maximal 650° und Drücken bzw. Druckdifferenzen bis zu 400 bar. Jeweils endseitig sind die erste und zweite Schleusenkammer 1, 3 mit einem Reaktordeckel 5', 5" abschließbar, durch den die erste bzw. zweite Schleusenkammer 1, 3 fluiddicht gegenüber der Umgebung verschließbar sind.
Die Reaktorkammer 2 ist zudem mit einer Heizung H ausgestattet, mit der es möglich ist, die Reaktorkammer 2 auf Prozesstemperatur von bis zu 500°C zu erwärmen.
Entsprechend an den Innendurchmesser der ansonsten gleich dimensionierten Druckkammern 1, 2, 3 angepasst ist ein Träger 6 vorgesehen, siehe 3, der zur Aufnahme von chemisch aufzulösenden Objekten 7, vorzugsweise faserverstärkte Verbundwerkstoffe in Form von Bruchstücken oder Segmenten geeignet ausgebildet ist. Hierzu weist der Träger vorzugsweise gitterförmig ausgebildete Halterungen 8 auf, die eine möglichst allumseitige Umströmung und Temperaturverteilung innerhalb des Trägers 6 um die Objekte 7 ermöglichen. An der Außenseite des Trägers 6 angebrachte Gleitelemente 9 ermöglichen ein leichtes Durchgleiten bzw. Durchschieben des Trägers 6 durch die rohrförmige Innenkontur der einzelnen Druckkammern 1, 2, 3, die jeweils über eine identische Querschnittsform und Größe sowie über Druckkammerlängsachsen verfügen, die koaxial zueinander orientiert sind. Dies stellt sicher, dass ein über die erste Schleusenkammer 1 in die Reaktorkammer 2 eingebrachter Träger 6 problemlos in die Reaktorkammer 2 und von dort in die zweite Schleusenkammer 3 gelangen kann, von der aus der Träger 6 wieder aus der Reaktoranordnung entnehmbar ist.
4 stellt eine schematische Übersicht sämtlicher für den Betrieb der lösungsgemäßen Reaktoranordnung erforderlichen Komponenten dar. Die erste Schleusenkammer 1 ist über ein erstes Trennmittel 4' mit der Reaktorkammer 2 abschließbar offen verbunden. Die Reaktorkammer 2 ist wiederum mit einer zweiten, ansonsten baugleich zum ersten ausgebildeten Trennmittel 4" abschließbar offen mit der zweiten Schleusenkammer 3 verbunden. Die erste und zweite Schleusenkammer 1, 3 sind jeweils endseitig fluiddicht mit einem Reaktordeckel 5', 5" verschließbar. Die Reaktorkammer 2 ist thermisch mit einer Heizung H gekoppelt, die als einzige Wärmequelle innerhalb der gesamten lösungsgemäßen Reaktoranordnung vorgesehen ist. In die erste Schleusenkammer 1 mündet eine Zuführleitung Z1, über die mittels einer Förderpumpe F vorzugsweise druckgeregelt Lösungsmittel, vorzugsweise in Form von Wasser, kontrolliert und bedarfsweise in die erste Schleusenkammer 1 einspeisbar ist.
In gleicher Weise münden in die Reaktorkammer 2 sowie die zweite Schleusenkammer 3 jeweils eine Zuführleitung Z2, Z3, über die jeweils vermittels einer Förderpumpe F, vorzugsweise druckgeregelt Lösungsmittel in Form von Wasser bedarfsweise in die Reaktorkammer 2 bzw. zweite Schleusenkammer 3 einspeisbar ist.
Zudem tritt aus der Reaktorkammer 2 eine erste Leitung A1 aus, längs der ein regelbares Sperrventil SP angebracht ist. Die erste Leitung A1 mündet in einen Zwischenspeicher ZW, der vorzugsweise thermisch isoliert ist, um heißes, aus der Reaktorkammer 2 kontrolliert vermittels des Sperrventils SP abgelassenes Lösungsmittel für eine weitere Nutzung zwischenzuspeichern ohne dass das abgeführte Lösungsmittel eine signifikante Abkühlung erfährt. Der Zwischenspeicher ZW ist über eine Zuführungsleitung Z4, längs der ebenfalls ein Sperrventil SP angeordnet ist, mit der ersten Schleusenkammer 1 verbunden. Zudem mündet in den Zwischenspeicher ZW eine mit der zweiten Schleusenkammer 3 verbundene zweite Leitung A2, längs der ebenfalls ein regelbares Sperrventil SP eingebracht ist.
Zudem ist die Reaktorkammer 2 über eine dritte Leitung A3 fluidisch mit der ersten Schleusenkammer 1 verbunden, wobei längs der dritten Leitung A3 ebenfalls ein regelbares Sperrventil SP angeordnet ist. Über die dritte Leitung A3 gelangt bedarfsweise entweder Lösungsmittel aus der Reaktorkammer 2 direkt in die erste Schleusenkammer 1, um auf diese Weise einen sich in der Reaktorkammer 2 aufbauenden Überdruck verzögerungsfrei zu begrenzen und/oder die Vorwärmung des Lösungsmittels in der ersten Schleusenkammer zu unterstützen. Zudem ermöglicht die dritte Leitung A3 eine kontrollierte Überführung des in der ersten Schleusenkammer 1 vorgewärmten Lösungsmittels in die entleerte Reaktorkammer 2, wie dies im Weiteren näher erläutert wird.
In gleicher Weise ist zwischen der Reaktorkammer 2 und der zweiten Schleusenkammer 3 eine vierte Leitung A4 angebracht, längs der ebenfalls ein regelbares Sperrventil SP angeordnet ist. Die vierte Leitung A4 dient zur kontrollierten Überführung des überkritischen Lösungsmittels aus der Reaktorkammer in die zweite Schleusenkammer 2, wie dies ebenfalls im Weiteren näher erläutert wird.
Schließlich tritt aus der zweiten Schleusenkammer 3 eine fünfte Leitung A5 aus, die mit einem Auffangbehälter AB verbunden ist und längs der ein Sperrventil SP angeordnet ist.
Die vorstehenden erläuterten Komponenten wirken zur Realisierung eines Zerlegungsprozesses von aus Kunststoff-basierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekten in der folgenden Weise zusammen: Ausgehend von einer vollstehend leeren Reaktoranordnung wird in die Reaktorkammer 2 über die durch geöffneten Reaktordeckel 5' offene erste Schleusenkammer 1 sowie das in der offenen Stellung überführte Trennmittel 4' zwischen erster Schleusenkammer 1 und Reaktorkammer 2 ein erster, mit reaktiv zu behandelnden Objekten bestückter Träger 61 in die Reaktorkammer 2 verbracht. Nachfolgend wird das Trennmittel 4' zwischen erster Schleusenkammer 1 und Reaktorkammer 2 geschlossen. Ein zweiter mit entsprechenden Objekten versehener Träger 62 wird bei geöffnetem Reaktordeckel 5' in die erste Schleusenkammer 1 eingebracht und anschließend der Reaktordeckel 5' fluiddicht mit der ersten Schleusenkammer 1 verbunden. Diese Situation ist in 5a illustriert.
Über die in 4 dargestellte Zuführleitung Z2 gelangt Wasser als Lösungsmittel in die Reaktorkammer 2, wobei die längs der Zuführleitung Z2 vorgesehene Förderpumpe F einen Wasserdruck von ca. 150 bar innerhalb der Reaktorkammer 2 zu realisieren vermag. Parallel mit der Einspeisung des Lösungsmittels Wasser in die Reaktorkammer 2 beginnt der Heizprozess mittels der Heizung H, wodurch die Temperatur innerhalb der Reaktorkammer auf ca. 300°C ansteigt.
Der Innendruck innerhalb der Reaktorkammer 2 wird durch Reduzierung der Wassermenge über die erste Leitung A1 sowie längs der ersten Leitung A1 vorgesehene regelbare Sperrventil SP, bspw. Druck-geregelt, auf maximal 250 bar begrenzt. Das über die erste Leitung A1 aus der Reaktorkammer 2 abfließende erhitzte Lösungsmittel wird in einem Zwischenbehälter ZW aufgefangen und als erhitztes Lösungsmittel zwischengespeichert. Durch weiteres Aufheizen und Druckregulieren innerhalb der Reaktorkammer 2 wird das Lösungsmittel in den überkritischen Zustand überführt, d.h. innerhalb der Reaktorkammer 2 herrschen Temperaturen von 380°C bis 400°C sowie Prozessdrücke zwischen 230 und 250 bar. In diesem Zustand werden die Objekte im Rahmen einer Solvolyse in ihre Bestandteile zerlegt. Bezugnehmend auf den thermodynamischen Kreisprozess gemäß 1 entspricht dieser Prozessabschnitt der Kreislaufphase K3, die solange andauert, bis sich sämtliche Faserbestandteile aus der diese umfassenden Kunststoff-basierten Matrix ausgelöst sind. Die Kreislaufphase K3 der Solvolyse beträgt typischerweise ca. zwei Stunden.
Parallel dazu wird aus dem Zwischenspeicher ZW das thermisch vorgewärmte und zwischengespeicherte Lösungsmittel in die erste Schleusenkammer 1 eingelassen. Die erste Schleusenkammer 1 wird zudem mittels der Fördereinheit F mit Lösungsmittel aufgefüllt, um einen Druck von ca. 150 bar zu erreichen. Die Temperatur innerhalb der ersten Schleusenkammer wird durch das im Zwischenspeicher ZW zwischengespeicherte Lösungsmittel sowie optional über die dritte Leitung A3 mit dem aus der Reaktorkammer 2 stammenden Lösungsmittel auf eine Temperatur von 300°C und einen Innendruck von maximal 250 bar vorgeheizt. Somit werden innerhalb der ersten Schleusenkammer 1 die Kreislaufphasen K1 und K2 realisiert, während in der Reaktorkammer 2 die Kreislaufphase K3 andauert, in der die aufzureinigenden Objekte in ihre Bestandteile zerlegt werden. Siehe 5b.
Nach Beendigung des in der Reaktorkammer 2 erfolgenden chemischen Zerlegungsprozesses wird das sich im überkritischen Zustand befindliche Lösungsmittel, in dem die gelösten Polymeranteile enthalten sind, über die vierte Leitung A4 in die zweite Schleusenkammer 3 kontrolliert abgelassen. Hierzu wird das Sperrventil SP längs der vierten Leitung A4 kontrolliert geöffnet. Durch die bei Übertritt des überkritischen Lösungsmittels in die zweite Schleusenkammer 3 stattfindende Entspannung und Drucksenkung nimmt das Lösungsmittel sogleich einen unterkritischen Zustand ein. Im Anschluss daran wird das zweite Trennmittel 4" zur zweiten Schleusenkammer 3 geöffnet und der mit den chemisch behandelten Objektresten bestückte erste Träger 61 in die zweite Schleusenkammer 3 überführt.
Zum Zwecke der Überführung des Trägers 61 von der Reaktorkammer 2 in die zweite Schleusenkammer 3 ist ein Mittel vorgesehen, das kraftunterstützt den Träger 61 von der Reaktorkammer 2 in die zweite Schleusenkammer 3 überzuführen vermag. Das hierfür vorgesehene Mittel kann entweder einen elektromotorischen, hydraulischen, pneumatischen oder Magnetkraft-unterstützten Fördermechanismus umfassen, der den Träger 61 in Längsrichtung der offen miteinander verbundenen Reaktorkammer 2 und zweiten Schleusenkammer 3 fördert.
Alternativ ist es möglich, die gesamte Reaktoranordnung um die Horizontale Ho zu neigen, wie dies im 5c illustriert ist, oder gar in die Vertikale überzuführen. Auf diese Weise rutscht der in der Reaktorkammer 2 befindliche Träger 61 bei geöffnetem zweiten Trennmittel 4" Schwerkraft-getrieben in die zweite Schleusenkammer 3. Unter Nutzung dieser Schwerkraft-getriebenen Fördertechnik könnten die Objekte auch ohne Träger innerhalb der Druckkammern eingebracht sein, bspw. in Form von losen Schüttgut. In diesem Fall fällt das Schüttgut regelrecht in die nachfolgende Druckkammer. Das Lösungsmittel strömt zuvor kontrolliert über die vierte, geöffnete Leitung A4 aus der Reaktorkammer 2 in die zweite Schleusenkammer 3 und entspannt sich dabei. Anschließend wird das die zweite Schleusenkammer 3 abschließende, zweite Trennmittel 4" in die geschlossene Stellung überführt und die Reaktorkammer 2 mit dem vorgewärmten Lösungsmittel aus der ersten Schleusenkammer 1 über die geöffnete dritte Leitung A3 kontrolliert befüllt. Danach wird das erste Trennmittel 4' zwischen der ersten Schleusenkammer 1 und der Reaktorkammer 2 geöffnet. Auf diese Weise gelangt der zweite, in der ersten Schleusenkammer befindliche zweite Träger 62 in die Reaktorkammer 2 in die erste Schleusenkammer 1. Nach entsprechendem Schließen des ersten Trennmittels 4' zwischen erster Schleusenkammer 1 und Reaktorkammer 2 wird die Reaktoranordnung wieder in die ursprüngliche Horizontallage Ho gebracht.
Durch das schnelle Verschieben des ersten Trägers 61 sowie des Lösungsmittels aus der Reaktorkammer 2 in die rechte Schleusenkammer 3 sowie durch ein Ablassen dieses Lösungsmittels über die fünfte Leitung A5 in den Auffangbehälter AB, siehe 4, erfolgt innerhalb der zweiten Schleusenkammer 3 ein schlagartiger Druck- und Temperaturabfall. Dies entspricht der Kreislaufphase K4 in dem in 1 illustrierten thermodynamischen Kreisprozess K. Im Weiteren erfolgt eine Abkühlung des in der zweiten Schleusenkammer 3 eingebrachten ersten Trägers 61 samt der faserigen Objektrestbestandteile durch eine Frischwasserspülung, die mit Hilfe der dritten Zuleitung Z3 in die zweite Schleusenkammer 3 realisiert wird. Diese Abkühlung entspricht der fünften Kreislaufphase K5. Das im Wege der Frischwasserspülung in die zweite Schleusenkammer 2 eingebrachte Lösungsmittel erfährt durch den thermischen Kontakt mit der zweiten Schleusenkammer 2 sowie dem ersten Träger 61 eine Vorwärmung, wodurch dieses Lösungsmittel über die zweite Leitung A2 in den Zwischenspeicher ZW zur Befüllung der ersten Schleusenkammer 1 überführt wird, die wieder erneut mit einem dritten Träger 63 mit chemisch zu behandelnden Objekten bestückt ist.
Nach entsprechendem Abkühlen und Spülen des in der zweiten Schleusenkammer 3 befindlichen ersten Trägers 61 kann dieser nach Öffnen des Reaktordeckels 5 aus der zweiten Schleusenkammer 3 entnommen werden. Auf diese Weise haben die im ersten Träger befindlichen nichtlösbaren Objektrückstände sämtliche Zyklen des in 1 dargestellten Solvolysezyklus durchlaufen. Gleichzeitig findet innerhalb der Reaktorkammer 2 bereits der nachfolgende Solvolyseprozess entsprechend der dritten Kreislaufphase K3 statt, dessen zeitliche Dauer von bis zu zwei Stunden den Zeitrahmen sowohl für die Verweildauer der Objekte innerhalb der ersten Schleusenkammer 1, in der die Kreislaufphasen K1 und K2 erfolgen, sowie der zweiten Schleusenkammer 3, in der jeweils die Kreislaufphasen K4 und K5 erfolgen, siehe 5d.
Somit vermag die lösungsgemäße Reaktoranordnung den in 1 illustrierten thermodynamischen Kreisprozess K zeitgleich jeweils verteilt auf die erste Schleusenkammer 1, die Reaktorkammer 2 sowie die zweite Schleusenkammer 3 durchzuführen. Im Volllastbetrieb wechseln die in den einzelnen Druckkammern stattfindenden Prozessphasen in einem 2-Stunden-Rhythmus.
Die lösungsgemäße Reaktoranordnung kann abweichend zu der illustrierten Dreikammer-Aufteilung, d.h. erste Schleusenkammer, Reaktorkammer, zweite Schleusenkammer auch durch weitere Schleusenkammern erweitert werden, um so die thermodynamischen Übergänge mit geringeren Temperatur- und Druckunterschieden realisieren zu können. Beispielsweise könnten zwei Schleusenkammern jeweils in serieller Abfolge vor der Reaktorkammer angeordnet sein. Alternativ oder in Kombination könnten auch seriell der Reaktorkammer zwei Schleusenkammern nachgeordnet werden.
Bezugszeichenliste

1: Erste Schleusenkammer
2: Reaktorkammer
3: Zweite Schleusenkammer
4': Erstes Trennmittel
4": Zweites Trennmittel
5', 5": Reaktordeckel
6, 61, 62: Träger
7: Objekte
8: Halterung
9: Gleitelement
H: Heizung
K: Thermodynamischer Kreisprozess
K1, K2, K3, K4, K5: Kreislaufphasen
A1,A2,A3,A4,A5: Leitung
F: Förderpumpe
SP: Sperrventil
AB: Auffangbehälter
Z1,Z2,Z3,Z4: Zuführleitung
Ho: Horizontale

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2016105966 B4 [0004]
JP 3134095 B2 [0006]
JP H1087872 A [0006]

Claims

Reaktoranordnung zur Zerlegung von aus kunststoffbasierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekten in ihre Einzelbestandteil im Wege einer Solvolyse mit wenigsten einer Reaktorkammer (R), in der die Objekte einem Lösungsmittel im überkritischen Zustand aussetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, - dass wenigstens drei in Serie angeordnete Druckkammern, eine erste Schleusenkammer (S1), eine an diese anschließende Reaktorkammer (R) und eine an diese anschließende zweite Schleusenkammer (S2), vorgesehen sind, die jeweils über ein betätigbares Trennmittel (T1, T2) miteinander verbunden sind, das jeweils aus einer geöffneten Stellung, in der jeweils zwei der aneinandergrenzenden Druckkammern (S1/R, R/S2) miteinander verbunden sind, in eine geschlossene Stellung überführbar ist, in der jeweils zwei der aneinandergrenzenden Druckkammern (S1/R, R/S2) fluidisch, thermisch und Druck-spezifisch voneinander isoliert sind, - dass die Reaktorkammer (R) mit einer Heizung (H) thermisch gekoppelt ist und über wenigstens eine erste Leitung (A1) fluidisch mittel- oder unmittelbar mit der ersten Schleusenkammer (S1) in Fluidverbindung bringbar ist und mit einer ersten Druck-beaufschlagbaren Zuleitung (Z1) verbindbar ist, über die Lösungsmittel in die Reaktorkammer (R) speisbar ist, - dass die zweite Schleusenkammer (S2) über eine zweite Leitung (A2) verfügt, die mittel- oder unmittelbar mit der ersten Schleusenkammer (S1) verbindbar ist, und - dass ein Mittel vorgesehen ist, das kraftunterstützt die Objekte oder einen die Objekte fassenden Träger, bei einem in die geöffnete Stellung überführten Trennmittel (T1, T2), von einer Druckkammer in die benachbarte Druckkammer überzuführen in der Lage ist.
Reaktoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammern jeweils rohrförmig ausgebildet sind, jeweils über eine identische Querschnittsform und -größe verfügen und jeweils über eine Druckkammerlängsachse verfügen, die koaxial zueinander angeordnet sind.
Reaktoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmittel jeweils einen Absperrschieber aufweisen.
Reaktoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass längs der ersten Leitung (A1) ein Sperrventil (SP) angeordnet ist.
Reaktoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (SP) in Form eines Überdruckventils ausgebildet ist.
Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass längs der erste Leitung (A1) ein Zwischenbehälter (ZW) angeordnet ist.
Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schleusenkammer (S1) mit einer zweiten Druck-beaufschlagbaren Zuleitung (Z2) verbindbar ist, über die Lösungsmittel in die erste Schleusenkamer (S1) speisbar ist,
Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die zweite Schleusenkammer (S2) eine dritte Zuleitung (Z3) zur Einspeisung von Lösungsmittel mündet.
Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass längs der ersten, zweiten und dritten Zuleitung (Z1, Z2, Z3) jeweils wenigstens eine steuerbare Förderpumpe (F) und/oder wenigstens ein Durchflussventil (D) angeordnet ist.
Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Schleusenkammer (S2) eine fünfte mit einem Auffangbehälter (AB) verbundene Leitung (A5) mündet, längs der ein Sperrventil (SP) angeordnet ist.
Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine Kippanordnung umfassst, die die wenigstens drei in Serie angeordneten Druckkammern aus einer horizontalen Lage in eine gegenüber der Horizontalen gekippten Lage überführt, in der der die Objekte fassende Träger Schwerkraft-getrieben aus einer Druckkammer in die benachbarte Druckkammer rutscht.
Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel einen elektromotorisch, hydraulisch, pneumatisch oder Magnetkraft unterstützen Fördermechanismus umfasst, der den Träger in Längsachse zu zwei offen miteinander verbundenen Druckkammern fördert
Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Schleusenkammer (S1, S2) jeweils endseitig mit einem öffenbaren Reaktordeckel (R1, R2) fluiddicht, temperatur- und druckbelastbar abschließbar sind.
Verfahren zur Zerlegung von aus kunststoffbasierten Verbundwerkstoffen bestehenden Objekten in ihre Einzelbestandteil unter Verwendung einer Reaktoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Bestücken der Reaktorkammer (R) mit einem ersten, die Objekte fassenden Träger und Schliessen der Reaktorkammer, b) Bestücken der ersten Schleusenkammer (S1) mit einem zweiten, die Objekte fassenden Träger und Schliessen der ersten Schleusenkammer, c) Einspeisen von Lösungsmittel in die Reaktorkammer (R) und Beheizen der Reaktorkammer (R) auf eine Temperatur T1, d) Begrenzen eines sich in der Reaktorkammer (R) einstellenden Druckes auf einen ersten Druckwert p1 durch Überdruck-geregeltes Ablassen von erhitztem Lösungsmittel aus der Reaktorkammer (R), wobei sich das Lösungsmittel bei der Temperatur T1 und dem Druck P1 in einem unterkritischen Zustand befindet, e) Einspeisen des aus der Reaktorkammer (R) abgelassenen unterkritischen Lösungsmittels in die erste Schleusenkammer (S1), f) Druck- und Temperaturerhöhung innerhalb der Reaktorkammer (R) auf eine Temperatur T2 und Druck P2, wobei das Lösungsmittel für eine vorgegebene Prozesszeit t einen überkritischen Zustand einnimmt, g) Überführen des ersten, die Objekte fassenden Trägers sowie des Lösungsmittels nach der Prozesszeit t aus der Reaktorkammer (R) in die zweite Schleusenkammer (S2) und Ablassen des Lösungsmittels aus der zweiten Schleusenkammer (S2), h) Überführen des zweiten, die Objekte fassenden Trägers aus der ersten Schleusenkammer (S1) in die Reaktorkammer (R), i) Bestücken des ersten Schleusenkammer (S1) mit einem weiteren, die Objekte fassenden Trägers, j) Entnahme des ersten, die Objekte fassenden Trägers aus der zweiten Schleusenkammer (S2) und k) Durchführen der Verfahrensschritte c) bis j) in Form eines kontinuierlich getakteten Prozesses, bei dem in allen Druckkammern jeweils weitere Objekte fassende Träger zum Zwecke der Solvolyse thermisch behandelt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Reaktorkammer (R) abgelassene unterkritische Lösungsmittel in einen Zwischenspeicherbehälter (ZW) zwischengespeichert wird, und dass das Einspeisen des aus der Reaktorkammer (R) abgelassenen, unterkritischen Lösungsmittels durch Entnahme aus dem Zwischenspeicherbehälter (ZW) in die erste Schleusenkammer (S1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich i.V.m. dem Verfahrensschritt e) Lösungsmittel druckbeaufschlagt in die erste Schleusenkammer (S1) eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablassen des Lösungsmittels aus der zweiten Schleusenkammer (S2) im Rahmen des Verfahrensschrittes g), die zweite Schleusenkammer (S2) samt des in der zweiten Schleusenkammer (S2) vorhandenen die Objekte fassenden Trägers mit frischem Lösungsmittel gespült werden, und dass nach Spülen der zweiten Schleusenkammer das frische, erwärmte Lösungsmittel in den Zwischenspeicher (ZW) überführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Wasser verwendet wird und für die folgenden Prozeßparameter folgendes gilt: T1 max. 320 °C, p1 max. 250 bar, vorzugsweise 150 bar T2 374 °C bis 500 °C p2 230 bar bis 250 bar