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7/8 | 2014

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SPECIAL Thermische

SPECIAL Thermische Verwertung/Abluftreinigung Wenn Autos leichter, Computer kleiner und Smartphones leistungsfähiger werden, dann sind meist neue Materialverbünde imSpiel. Sie effizient zu recyceln und auf diese Weise einen Beitrag zur Ressourcenschonung und zum Umweltschutz zu leisten, stellt eine technische Herausforderung dar. Der Chemiepark-Manager und -Betreiber Currenta löst diese Aufgabe mit seinen Drehrohröfen. ThermischeBehandlungvon Verbundwerkstoffen Hans Gennen Für seine ursprünglichfür die Entsorgung vonSonderabfällen konzipierten Drehrohröfen findet Currenta immer neue Einsatzbereiche. Hatte Currenta Umwelt die vier Drehrohr- Sonderabfall-Verbrennungsanlagen (DRO-SAV) inden Chemiepark-Standorten Leverkusen, Dormagen und Krefeld-Uerdingen schon vor wenigen Jahren für die Energie- und Metallgewinnung aus Elektronikschrott in Eigenregie eingesetzt, so formte sich vor gut zwei Jahren eine Recyclingpartnerschaft mit der Accurec GmbH aus Mülheim an der Ruhr.Hierbeikommen die spezifischen Vorteile der DRO-SAV voll zum Tragen, diesichdurch die Kombination derdrei Bereiche Drehrohr mit Nachbrennkammer, Abhitzekessel zur Dampferzeugung sowie mehrstufiger Rauchgasreinigung ergeben: Denn die von Accurec gesammelten Lithium-Ionenbatterien aus zum Beispiel Elektrofahrzeugen oder Laptops lassen sich aufgrund vonBrand-/Explosionsgefahr sowie enthaltener giftiger Chemikalien nicht einfach mechanischaufbereiten. Sichere Entsorgung umweltgefährlicher Elektrolyte Currenta erhitzt die ausgedienten Energiespeicher im Drehrohrofen, bis diese kontrolliert aufplatzen. Im geschlossenen System der DRO-SAV wird somit eine sichere Entsorgung der umweltgefährlichen Elektrolyte unter gleichzeitiger Nutzung derenthaltenen Energie garantiert.Currentaerzeugtaus Sonderabfällen jährlich etwa rund 1Million Tonnen Dampf für die Produktionsbetriebe im Chemiepark. Für den Batterierecycler ist bei der thermischen Vorbehandlung die Anreicherung der Wertmetalle im nicht brennbaren Verbrennungsrückstand entscheidend. So entwickelt sichdie bereits auf der Woche der Umwelt 2012 vorgestellte Partnerschaft sukzessive weiter: Im vergangenen Jahr erhöhte sich die verwertete Mengeum30Prozentauf aktuell rund 1300 Jahrestonnen. In diesem Jahr soll die 2000 Tonnen-Marke passiert werden. Damit wurde das Ziel von 1000 Jahrestonnen, das gemeinsaminder Kooperation Accurec formuliert wurde, bereits im ersten Jahr übertroffen. „Unser thermische Vorbehandlungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es sichfür alleamMarkt etablierten Lithium-Ionenbatterietypen eignet – von zum Beispiel Nickel-Kobalt-Aluminium über Lithium-Eisen-Phosphat bis hin zu Lithium-Mangan-Oxid“, stellt Currenta Umwelt-Geschäftsfeldleiter Hans Gennenfest. Verringerung der Kohlendioxidemissionen Eine von Bayer Technology Services durchgeführte Lebenszyklusanalyse hat nun gezeigt, dass sich mit diesem Prozess sowohl die Metalle effizient in den Stoffkreislauf zurückführen, als auch die Kohlendioxidemissionen verringernlassen.Diesgilt für dendirekten Vergleichmit derMetallgewinnung aus Erzen. Denn zum einen wird bei der thermischen Vorbehandlung die gebundene chemische Energie der Elek- 22 UmweltMagazin Juli -August2014

Schematischer Aufbau der von Currenta betriebenen Drehrohr-Sonderabfall-Verbrennungsanlagen (DRO-SAV) Die Currenta-Verbrennungsanlagen haben für das Recycling von Lithium-Ionenbatterien (rechts) einen großen Vorteil: Sie ermöglichen ein sicheres Öffnen der Batteriekörper. Erst nach der thermischen Vorbehandlung lassen sich die Metalle der Batterie (links) gefahrlos zurückgewinnen. trolytezur Dampferzeugung verwendet und zum anderen ist der Energieaufwand beimMetallrecycling deutlichgeringer als bei Gewinnung der Metalle aus den Erzen. Darüber hinaus stellen die Autoren der Studie fest, dass Currenta dank Drehrohrofen und Rauchgasreinigung neben der umweltschonenden Verwertung von Lithium- Ionenbatterien auch eine sichere Zerstörung der giftigen Inhaltsstoffe ermöglicht. Leckgeschlagene Batterien können sich bei Anwesenheit von Feuchtigkeit und Luftsauerstoff nicht nur selbst entzünden, sondernsogar explodieren. Zudem enthalten diese Energiespeicher Fluor-Wasserstoffverbindungen, die bei der händischen Demontage austreten und ohne sachgerechte Ausrüstung zu Verätzungen und sogar Blindheit führen könnten. Der Sicherheitsaspekt ist einbesondererVorteil der thermischen Vorbehandlung im direkten Vergleich zurmechanischen Aufbereitung. Nach der thermischen Behandlung durch Currentakann Accurec die Wertmetalle mechanisch aus den Verbrennungsrückständen, vor allem Aluminium und Kupfer sowie in kleineren Mengen Nickel, Kobalt und Mangan, zu 99 Prozent nahezukomplettund vorallemsicherzurückgewinnen. Stoffliches Recycling von Carbonfaserverbünden Bei Carbonfaser-Verbundstoffen, die aktuell in Leichtbauanwendungen, zum Beispiel im Automobil- und Flugzeugbau verstärkt zum Einsatz kommen, ermöglichendie Drehrohröfen sogar ein stoffliches Recycling. Denn die Verbrenner des Chemiepark-Managers und -BetreiberskennenihreAnlagen so genau, dass sie aus den meist intensiv verzahnten Stoffverbünden wieder direkt verwertbare Kohlenstofffasern zurückgewinnen können.Versuchefür einen Industriekunden haben diesbewiesen und wieder gezeigt, dass bei Bereitschaftzum Perspektivwechsel auchmit Entsorgungsanlagen mehr Wertschöpfung und Umweltschutz möglichsind. Carbonfasern nach der thermischen Behandlung von CFK-Verbundmaterialien Auch für die Bauwirtschaft eröffnen thermische Behandlungsverfahren ökologisch und ökonomisch sinnvolle Verwertungswege. Mineralwolle-Abfälle können durch die Hitze imDrehrohr in mineralische Schlacke umgewandelt werden. Damit werden die vormals lungengängigen Fasern zerstörtund in einMaterial verwandelt, das prinzipiell im Straßen- und Wegebau eingesetzt werdenkann. Für die über 100000 Tonnen Mineralwolle, die jährlich bei Hausrenovierungen in Deutschland als Abfall anfallen, wäre dies eine Alternative zur bisherigenDeponierung. Hans Gennen, Currenta GmbH &Co. OHG, Leverkusen, hans.gennen@currenta.de Bilder (4): Currenta UmweltMagazin Juli -August2014 23

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