DE4218521C2 - Verfahren zur Verwertung von Kunststoffolienabfällen und Verbundwerkstoffen mit Folienanteilen - Google Patents

Description

Kunststoffolien werden vielfältig im Haushalt, im Handel, im Gewerbe und in der Industrie verwertet. Insbesondere als Verpackungsmaterial genutzt fallen die Kunststoffolien kurz­ fristig wieder als Abfall an. Im Abfall liegen Folien entweder im Gemisch oder verschmutzt vor. Eine sortenreine Sortierung ist selten mit geringem Aufwand möglich.

Ein Großteil der erzeugten Kunststoffolien liegt als Verbundwerkstoff mit verschiedenen Kunststoffarten, Papier, Textilien oder Metallen vor und können so nicht einem einfachen Recycling zugeführt werden.

Ein hoher Anteil von Kunststoffolienabfällen wird gegenwärtig gemeinsam mit Hausmüll deponiert oder in Müllverbrennungsanlagen verbrannt.

Da Kunststoffolien biologisch nur schwer abbaubar sind, werden sie in Deponien zu Altlasten und begünstigen Deponiebrände.

Die Umsetzung in Müllverbrennungsanlagen führt auf Grund des geringen Wirkungsgra­ des zur Erhöhung der CO₂-Emission.

In DE 40 29 880 wird vorgeschlagen, Kunststoffe bei erhöhter Temperatur durch Abbau der Polymere zu verflüssigen und in Brennräume von Vergasungsreaktoren einzudüsen. Dieses Verfahren ist jedoch lediglich für sortenreine Kunststoffabfälle, die nicht verunreinigt sind und nicht mit Verbundwerkstoffen verarbeitet sind, anwendbar. Diese Einschränkungen stehen einer großtechnischen Anwendung entgegen.

In einem Vorschlag nach DE 40 28 999 wird eine Rückgewinnung von Metallen aus Verbundwerkstoffen durch Ablösung der Nichtmetallbestandteile mit definierten Lösungsmitteln bei definierten Verfahrensbedingungen angestrebt. Dieses Verfahren ist technisch sehr aufwendig und bedarf mehrerer Verfahrensstufen für eine sortenreine Gewinnung der Einzelbestandteile. Inwieweit eine großtechnische Anwendung zu wirtschaftlich und technisch verwendbaren Produkten führt ist noch offen.

Im vorgeschlagenen Verfahren nach DE 40 29 879 soll nur ein Teil der Kunststoffabfälle mit Sauerstoff verbrannt werden und ein anderer Teil wird vergast oder verflüssigt und danach in den Rauchgasstrom des Verbrennungsanteiles eingedüst. Dieses Verfahren ist deshalb von Nachteil, weil mehrere Verfahrensstufen gleichzeitig mit sehr definierten Verfahrensparametern betrieben werden müssen, um ein brauchbares Synthesegas zu erhalten.

Eine effektive Verwertung von feinkörnigen und pastösen Abfallstoffen, wie beispielsweise von Feinstäuben oder Lackkoagulaten ist zur Zeit problematisch. Auch hier überwiegt die Deponierung sowie die Verbrennung dieser Abfälle.

Ziel und Aufgabe der Erfindung besteht darin, Kunststoffolienabfälle und kunststoff­ folienhaltige Verbundwerkstoffe stofflich zu verwerten und gleichzeitig eine technisch einfache und sinnvolle Verwertung bzw. Dekontaminierung von feinkörnigen und pastösen Abfallstoffen in der Kombination zu bewirken.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem Kunststoffolienabfälle und Verbundwerkstoffe mit Folienanteilen direkt als Abfall oder durch geeignete Verfahren wie beispielsweise durch Windsichtung oder Dichtetrennung von Abfallgemischen oder Hausmüll abgetrennt und mittels bekannter Verfahren auf < 200 mm × 200 mm zerkleinert werden. Die zerkleinerte Fraktion wird auf < 100°C vorzugsweise auf < 200°C über den Schmelzpunkt der Kunststoffolienanteile erhitzt und über bekannte Vorrichtungen in kompakte Körper mit einer Kantenlänge von < 3 mm und < 80 mm gebracht und in einem Anteil von 1-80% im Vergasungsstoffgemisch im Festbettdruckvergaser zu Rohgas umgesetzt.

Im Vergasungsstoffgemisch werden 20-99% als kohlenstoffhaltige Brenn- und/oder Abfallstoffe wie beispielsweise Braunkohlenbriketts, Holz und Altgummi eingesetzt.

Zur Verwertung zusätzlicher Kunststoffabfälle können den kunststoffolienhaltigen Materialien von der Erwärmungsstufe andere zerkleinerte Kunststoffabfälle wie beispielsweise zerkleinerte Behälter aus Polyäthylen, Polypropylen oder Polystyrol zugemischt werden.

Zur einfachen Dekontaminierung oder Verwertung von feinkörnigen Abfallstoffen wie beispielsweise von kontaminierten Filterstäuben, beladenen Aktivkohlen, Aktivkoksen oder Pyrolyserückständen oder zur Verwertung von pastösen Abfallstoffen wie beispielsweise von Farb- und Lackresten oder von Klärschlämmen werden diese in einem Anteil von < 50% den kunststoffolienhaltigen Materialien zugemischt.

Durch das vorgeschlagene Verfahren gelingt es, kunststoffolienhaltige Materialien durch Umwandlung in ein stückiges Gut und chemische Umwandlung dieser Materialien im Prozeß der Festbettdruckvergasung zu Rohgas umzuwandeln.

Die kunststoffhaltigen Materialien können dabei selbst verunreinigt sein bzw. mit Verbundwerkstoffen verarbeitet sein. Organische Verunreinigungen werden zu Rohgas umgesetzt und anorganische Verunreinigungen werden nicht eluierbar in die ent­ stehende Schlacke eingebunden. Durch die Umwandlung in ein problemlos transportfähiges, stückiges Gut sind die Kunststoffolienabfälle mit geringem Transportaufwand von Anfallstellen zu Vergasungsanlagen zu transportieren und in diese einzutragen.

Die im Vergasungsprozeß im Festbettdruckvergaser entstehenden gasförmigen Kohlenwasserstoffe werden aus dem Rohgas kondensiert und können in einer 2. Vergasungsstufe im Flugstromvergaser zu Rohgas umgewandelt werden. Ein zusätzlicher Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist die Möglichkeit der Einbindung von feinkörnigen und/oder pastösen Abfallstoffen, die auf die vorgeschlagene Weise problemlos in den Festbettdruckvergaser eingebracht und auf analoge Weise dekontaminiert bzw. zu Rohgas umgesetzt werden.

Das entstehende Rohgas kann nach einer Aufbereitung als Synthesegas zur Erzeugung von neuen sauberen Chemierohstoffen verwendet werden. Die entstehende Schlacke kann Verwendung in der Bauindustrie finden.

In einem Ausführungsbeispiel wird das vorgeschlagene Verfahren nachfolgend näher beschrieben.

In einer Haus- und Gewerbemüllaufbereitungsanlage werden stündlich 4 t Kunststoffolien und Verbundwerkstoffe mit Kunststoffolienanteilen gewonnen. In einem geeigneten Shredder wird diese Menge auf eine Körnung von 5 × 5 mm zerkleinert. Diesem Produkt werden zusätzlich 1 t/h Granulat aus verschmutztem Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol zugemischt.

Zusätzlich werden dem erzeugten Mischprodukt 0,5 t/h auf < 20% Wassergehalt abgetrocknete feinkörnige Farbrückstände zugesetzt.

Das erzeugte Mischprodukt in einer Gesamtmenge von 5,5 t/h wird mit üblichen Verfahren für Thermoplasten unter Druck bei Temperaturen von 200-300°C in transportstabile Formen mit Kantenlängen von 60 mm gebracht.

Diese Abfallstücke werden in einen Festbettdruckvergaser gemeinsam mit 10 t Braunkohlenbriketts/h und 5 t Abfallholz/h eingebracht und zu 23000 m³ i. N. Rohgas trocken umgesetzt.

Das aufbereitete Rohgas kann gespeichert oder zu anderen Verbrauchern transportiert werden. Die bei der thermischen Behandlung der Kunststoffanteile entstehenden Koh­ lenwasserstoffe fallen bei der Aufbereitung des Rohgases in der Kondensataufbereitung als Leicht- und Mittelöl an und können im Flugstromvergaser zu Rohgas umgewandelt oder direkt chemisch weiterverarbeitet werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Verwertung von Kunststoffolienabfällen und Verbundwerkstoffen mit Folienanteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolienabfälle und Verbundwerkstoffe mit Folienanteilen auf < 200 mm × 200 mm zerkleinert, auf den Schmelzbereich der Kunststoffolienabfälle erhitzt, über geeignete Aggregate in kompakte Körper mit einer Kantenlänge von < 3 mm und < 80 mm gebracht und in einem Anteil von 1-80% im Vergasungsstoffgemisch im Festbettdruck­ vergaser zu Rohgas umgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zerkleinerte, feste Kunststoffabfälle vor der Erwärmung den kunststoffhaltigen Materialien zu­ gemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche zer­ kleinerte und/oder feinkörnige und/oder pastöse Abfallstoffe vor der Erwär­ mung den kunststoffhaltigen Materialien zugemischt werden.