DE4324073A1 - Verfahren zur Herstellung eines rohstofflich verwertbaren Produkts aus Altkunststoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines rohstofflich verwertbaren Produkts aus AltkunststoffenInfo
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Description
Die Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung eines rohstofflich verwertbaren
Produkts aus Altkunststoffen, die vorwiegend aus Kunststoffen der Gruppe
der Polyolefine oder aus Mischungen aus Kunststoffen der Gruppe Polyolefine
und Polystyrole bestehen und die durch ein Aufbereitungs- und Sortierverfahren
aus Hausmüll, Verpackungsmüll, Gewerbemüll, Elektronikschrott,
Autoschrott oder aus Kunststoffproduktionsabfällen gewonnen werden, gerichtet.
Bei der Verwertung von Altkunststoffen unterscheidet man nach
- einer Wiederverwendung als Sekundärwerkstoff, dem sogenannten
werkstofflichen Recycling,
- einer Rückführung der Polymere auf Produkte, durch die Erdöl bzw. petrochemische vor- oder Zwischenprodukte substituiert werden können, dem sogenannten rohstofflichen Recycling, und
- der Nutzung des Kunststoffheizwertes in einer Verbrennung.
- einer Rückführung der Polymere auf Produkte, durch die Erdöl bzw. petrochemische vor- oder Zwischenprodukte substituiert werden können, dem sogenannten rohstofflichen Recycling, und
- der Nutzung des Kunststoffheizwertes in einer Verbrennung.
Der Gesetzgeber fordert Prioritäten in der genannten Reihenfolge.
Im werkstofflichen Recycling sind, auch bei hohen Trennschärfen der angewendeten
Sortierverfahren, nur begrenzte Mengen unterzubringen, zumal die
gewonnenen Fraktionen häufig noch eine zu große Sortenvielfalt oder zu vielfältige
Beimengungen wie Farbpigmente, Weichmacher etc. aufweisen.
Für die Verfahren des rohstofflichen Recyclings wie beispielsweise Vergasung,
Hydrierung, Pyrolyse etc. stellen Kunststoffanteile mit Heteroatomen wie insbesondere
das chlorhaltige PVC mehr oder weniger entscheidende Nachteile
dar. Das Chlor muß beispielsweise chemisch gebunden werden und führt zu erheblichen
Mengen an schwer zu entsorgenden Reststoffen. Die Möglichkeit
einer teilweisen Rückgewinnung freiwerdender Salzsäure ist mit hohen Kosten
verbunden. Die größten auch genehmigungsrechtlichen Nachteile entstehen
durch eine nicht völlig auszuschließende Dioxinbildung.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Produkten
im Sinne eines rohstofflichen Recyclings zu schaffen, mit dem wesentliche
Mengen von Altkunststoffen unter Vermeidung der genannten Nachteile
sinnvoll verwertet werden können.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils
des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Mit Entwicklung der Sortierzentrifuge ist gegenüber herkömmlichen Verfahren
eine völlig neue, wesentlich trennschärfere Sortierqualität zu erreichen, so daß
sich neue Möglichkeiten zum rohstofflichen Recycling eröffnen.
Durch das Verfahren gemäß der Erfindung, als letzte Sortierstufe eine Sortierzentrifuge
einzusetzen, werden Altkunststoffe erhalten, die weitgehend frei von
Heteroatome enthaltenden Stoffen sind, also beispielsweise auch frei von
Kunststoffen aus PVC, und die weitgehend aus den Kunststoffen der Gruppe
der Polyolefine und/oder der Polystyrole bestehen.
Bei dieser letzten Sortierstufe wird zunächst ein ggf. bereits durch ein vorhergehendes
- hier nicht näher erläutertes - Aufbereitungs- und Sortierverfahren
vorangereichertes Altkunststoffgemisch in einer Sortierzentrifuge, die nach dem
Sink-Schwimm-Verfahren in einem Zentrifugalfeld das Altkunststoffgemisch
nach der Dichte trennt, in eine Leichtfraktion aus Altkunststoffen, die beispielsweise
zu über 99% aus Polyolefinen und/oder Polystyrolen besteht, sowie
in eine Schwerfraktion getrennt, die sich vorwiegend aus PVC, sonstigen
Altkunststoffen sowie aus Fremdstoffen, wie beispielsweise Glas, Steinen etc.
zusammensetzt.
Die als Schwimmgut erhaltenen Altkunststoffe, die aus der Sortierzentrifuge
mit einer Korngröße von beispielsweise <20 mm ausgetragen werden, sind
aufgrund ihrer Reinheit vielfach als Sekundärrohstoff für eine Wiederverwertung
als Werkstoff geeignet. Falls dies aber aus unterschiedlichen Gründen,
beispielsweise wegen zu großer Mengen, einer immer noch gegebenen zur großen
Sortenvielfalt oder zu vielfältigen Beimengungen wie Farbpigmenten etc.
nicht möglich ist, können diese Altkunststoffe durch eine Nachbehandlung und
gegebenenfalls nach Zumischen eines Kohlenstoffträgers erfindungsgemäß mit
Vorteil in ein solches Produkt umgewandelt werden, durch das Erdöl bzw. petrochemische
Vor- oder Zwischenprodukte substituiert werden können.
So kann gemäß der Erfindung die Nachbehandlung eine Erhitzung und nachfolgende
Brikettierung umfassen, bei der die Altkunststoffe soweit erhitzt werden,
daß beginnende Erweichungs- und Schmelzvorgänge für die Brikettierung ausreichende
Haftbedingungen im Brikett herbeiführen und so hohe Brikettfestigkeiten
erreicht werden (Druckfestigkeit und Sturzfestigkeit), daß eine weitere
Verwendung, beispielsweise eine Umwandlung der Altkunststoffbriketts in ein
Synthesegas (bei reiner Sauerstoffatmosphäre) oder in ein Heizgas (bei Luftatmosphäre)
in einem an sich bekannten Vergasungsreaktor, beispielsweise einem
für die Kohlevergasung geeigneten Schachtofen, möglich ist.
Insbesondere für eine akzeptierte Synthesegasqualität mit vernachlässigbaren
HCl-Gehalten ist eine weitestgehende PVC-Abscheidung aus der zu verwendenden
Kunststofffraktion von entscheidender Bedeutung, was durch den Einsatz
der vorgeschalteten Sortierzentrifuge sichergestellt ist.
Eine weitere Möglichkeit der rohstofflichen Verwertung der mit Hilfe der Sortierzentrifuge
erhaltenen, weitgehend PVC-freien Altkunststofffraktion durch
Umwandlung in ein Synthesegas ist gemäß der Erfindung die Vergasung der
Altkunststoffe in einem an sich bekannten Schwerölvergaser, wobei den Altkunststoffen,
gegebenenfalls nach vorhergehender weiterer Zerkleinerung, vor
der Vergasung Heizöl zugemischt wird. Das erforderliche Mischungsverhältnis
von Altkunststoff zu Heizöl beträgt hierbei je nach gewünschter Zusammensetzung
des Synthesegases 1 : 1 bis 1 : 20, bevorzugt 1 : 4 bis 1 : 10.
In vorteilhafter Weise läßt sich aus den Altkunststoffen gemäß der Erfindung
auch ein Brenn- oder Kraftstoff herstellen, wobei es im Hinblick auf die einhaltung
der Abgasvorschriften von entscheidender Bedeutung ist, daß die resultierenden
Brenn- oder Kraftstoffe praktisch chlor- und stickstofffrei sind. Gefordert
werden beispielsweise, insbesondere zur Vermeidung von Dioxinemissionen,
Cl-Gehalte unter 200 ppm, ein Grenzwert, der mit der vorgeschalteten
Sortierzentrifuge noch unterschritten wird.
Zur Herstellung eines Brenn- oder Kraftstoffes aus der weitgehend PVC-freien
Altkunststofffraktion können erfindungsgemäß zwei unterschiedliche Verfahren
angewendet werden.
In der ersten Variante wird die Altkunststofffraktion in einer Mahltrocknung von
restlicher Trennflüssigkeit befreit sowie vorzugsweise auf eine Partikelgröße
<1 mm zerkleinert und anschließend in einem Rührbehälter intensiv mit
Heizöl oder vorzugsweise Dieselöl vermischt, wobei ein Mischungsverhältnis
von 1 : 10 bis 1 : 40, bevorzugt 1 : 15 bis 1 : 20, eingestellt wird. Die resultierende
Suspension, die unter anderem wegen der sehr nahe beieinanderliegenden
Dichten der Altkunststoffe (ρ Polyethylen = 0,93 g/cm³, ρ Polypropylen =
0,90 g/cm³) und von Dieselöl (ρ = 0,84 g/cm³) bei sehr geringer Rührintensität
im gleichmäßigen Mischzustand verbleibt, kann in Dieselmotoren als alternativer
Kraftstoff oder beispielsweise in Ölheizungen als alternativer Brennstoff
eingesetzt werden.
In der zweiten Variante werden Altkunststoffe bei erhöhten Temperaturen und
gegebenenfalls unter Scherbeanspruchung geschmolzen und dabei einer thermischen
Degradation, beispielsweise einer extrusiven thermischen Degradation,
ausgesetzt. Dabei werden die Makromoleküle der Kunststoffe soweit zu kürzeren
Molekülketten abgebaut, daß eine ölartige Flüssigkeit resultiert, die sich
mit Heizöl oder Dieselöl in einem Mischungsverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 40,
bevorzugt 1 : 4 bis 1 : 20 in beispielsweise einen Intensivrührer zu einer stabilen
homogenen Flüssigkeit mischen läßt. Diese kann ebenfalls in Dieselmotoren
als alternativer Kraftstoff oder beispielsweise in Ölheizungen als alternativer
Brennstoff eingesetzt werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines rohstofflich verwertbaren Produkts aus
Altkunststoffen, die vorwiegend aus Kunststoffen der Gruppe der Polyolefine
oder aus Mischungen aus Kunststoffen der Gruppe Polyolefine und
Polystyrole bestehen und die durch ein Aufbereitungs- und Sortierverfahren
aus Hausmüll, Verpackungsmüll, Gewerbemüll, Elektronikschrott, Autoschrott
oder aus Kunststoffproduktionsabfällen gewonnen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß als letzte Sortierstufe des Sortierverfahrens eine Sortierzentrifuge
verwendet wird, in der aus einem Altkunststoffgemisch die
schwereren Heteroatome enthaltenden Kunststoffe, insbesondere das chlorenthaltende
PVC, und andere Verunreinigungen abgetrennt werden, wonach
das verbleibende aus Polyolefinen oder Mischungen von Polyolefinen
und Polystyrolen bestehende weitgehend heteroatomfreie Altkunststoffgemisch
durch eine Nachbehandlung zu einem verwertbaren Produkt umgewandelt
wird, im Sinne einer Verwertung, bei der Erdöl bzw. petrochemische
Vor- oder Zwischenprodukte durch Altkunststoffe substituiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung
eine Brikettierung umfaßt, bei der die Altkunststoffe soweit erhitzt
werden, daß beginnende Schmelzvorgänge für die Brikettierung ausreichende
Haftbedingungen im Brikett herbeiführen und so hohe Brikettfestigkeiten
erreicht werden, daß eine Umwandlung der Altkunststoffbriketts bei
reiner Sauerstoffatmosphäre in ein Synthesegas und bei Luftatmosphäre in
ein Heizgas in einem an sich bekannten, für die Kohlevergasung geeigneten
Schachtofen möglich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Altkunststoff
ein Kohlenstoffträger, vorzugsweise ein Produkt der Petrochemie, zugemischt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung
eine Vergasung umfaßt, bei der die Altkunststoffe nach Zumischung
von Heizöl, das in einem Mischverhältnis von Altkunststoff zu Heizöl von
1 : 1 bis 1 : 20, vorzugsweise 1 : 4 bis 1 : 10, zugemischt wird, in einem
an sich bekannten Schwerölvergaser zu einem Synthesegas umgewandelt
werden.
5. Verfahren zur Herstellung eines Brenn- oder Kraftstoffes, insbesondere
nach dem Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nachbehandlung eine Mahltrocknung umfaßt, bei der die Altkunststoffe
vorzugsweise auf kleiner 1 mm zerkleinert und diese anschließend in einem
Rührbehälter mit Heizöl oder Dieselöl intensiv vermischt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte
Heizöl- bzw. Dieselölmenge einem Mischungsverhältnis von Altkunststoff
zu Öl von 1 : 10 bis 1 : 40, vorzugsweise 1 : 15 bis 1 : 20, entspricht.
7. Verfahren zur Herstellung eines Brenn- oder Kraftstoffes insbesondere nach
dem Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachbehandlung
die Altkunststoffe bei erhöhter Temperatur geschmolzen und
dabei einer thermischen Degradation unterzogen werden, wobei die Makromoleküle
der Kunststoffe soweit zu kürzeren Molekülketten abgebaut
werden, daß eine ölartige Flüssigkeit resultiert, die dann in einem Rührbehälter
mit Heizöl oder Dieselöl intensiv gemischt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte
Heizöl- bzw. Dieselölmenge einem Mischungsverhältnis von Altkunststoff
zu Öl von 1 : 1 bis 1 : 40, vorzugsweise 1 : 4 bis 1 : 20, entspricht.
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DE19934324073 DE4324073A1 (de) | 1993-07-17 | 1993-07-17 | Verfahren zur Herstellung eines rohstofflich verwertbaren Produkts aus Altkunststoffen |
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DE19934324073 DE4324073A1 (de) | 1993-07-17 | 1993-07-17 | Verfahren zur Herstellung eines rohstofflich verwertbaren Produkts aus Altkunststoffen |
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