Projekt 11087/02

Entwicklung eines neuen, umweltentlastenden Verfahrens zur Rückgewinnung wertvollen Faser- und Kunststoffmaterials aus Abfällen der Papierindustrie

Projektdurchführung

Repa Boltersdorf GmbH
Brohltalstr. 11
56656 Brohl-Lützing

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Zielsetzung ist es durch intensive Entwicklungsarbeit und Versuche mit dem Funktionsmodell aus dem Projekt 11087/01 sowie der Demonstrationsanlage im Rahmen der Technologieeinführung die technologische, technische und wirtschaftliche Umsetzung der zum Patent angemeldeten Innovation zur Erreichung eines hohen Spuckstoffdurchsatzes bei gleichzeitig höherer Wertschöpfung zu realisieren.
Hierzu zählen Innovationen im Bereich der Trockenfraktionierung, der Strömungstrennung und der Formtrennung sowohl bei den Spuckstoffen als auch den Mischkunststoffen, den Brenn- und Faserstoffen.
Das Vorhaben soll die Voraussetzung schaffen um im Rahmen von Folgeprojekten den Transferprozess auf vergleichbare Spuckstoffverarbeitungen werkstofflicher und somit umweltfreundlicher Art zu ermöglichen um somit einen umfassenden Beitrag zum Klimaschutz durch Verringerung der CO2-Emission zu leisten.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAusgehend von den Ergebnissen der Vorversuche sind folgende F & E-Schritte geplant:
· Schritt 1: Ausgestaltung des Funktionsmodells zur Durchführung grundlegender Versuche zur Be-stimmung von Auslegungsdaten für die Demonstrationsanlage
· Schritt 2: Erarbeitung einer grundlegenden Analytik sowohl im Spuckstoffbereich als auch im Produktbereich und Durchführung grundlegender Versuchsgestaltungen mit dem Funktionsmodell für die Großanlage
· Schritt 3: Erforschung und Entwicklung grundlegender Ergänzungen der Hauptkomponenten und Schnittstellen der Großanlage durch Versuche mit der Demonstrationsanlage
· Schritt 4: Fortentwicklung der Trockenfraktionierung als Vorschaltanlage sowie der Nassfraktionierung im Sinkstoffbereich (Strömungstrennung + Schwerkrafttrennung mit Salzwasser)
· Schritt 5: Wertanalyse, technische Dokumentation und Schlussbericht.


Ergebnisse und Diskussion

Im Rahmen von Vorversuchen mit dem Funktionsmodell wurde die grundsätzliche Machbarkeit des Vorhabens verifiziert.
Dazu folgend die wesentlichen Problemstellungen und die bisher für die Realisierung der großtechnischen Anlagen im F & E-Bereich ermittelten Lösungsansätze:
1.: Verbesserung der Spuckstoffanalytik insbesondere bezüglich aller Begleitstoffkomponenten;
Einführung einer Kunststoff- und Brennstoffanalytik;
Ergänzungen im Bereich der Faserstoff- und Papierstoffanalytik
Es wurden verschiedene Laborgerätschaften entwickelt.
Ziel ist es, die Einflüsse der Spuckstoffanlieferungszustandes und der Spuckstoffinhaltsstoffe auf die Qualität der Produkte und die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems zu untersuchen.
2.: Fortentwicklung der Trockenfraktionierung zu einer Spuckstoffvorbehandlungsanlage
Mit einfachen Laborgeräten wurden die Haupteinflussgrößen bestimmt zur optimalen Trennung der Spuckstoffteile in große, mittlere und kleine Teile.
Ziel ist es, bei den zusammenhängenden Teilen Freiflächen zu schaffen und die Freifaserbestandteile abzutrennen.
Es sollen möglichst keine Verdröselungen mehr vorhanden sein.
3.: Verbesserung der Pulperarbeit hinsichtlich der Funktionen Durchsatzleistung bei gleichzeitig schonender Vereinzelung und Trennleistung bei geringst möglichem spezifischem LeistungsbedarfIm Handbetrieb wurden die Potentiale erkannt.
Es wurden darüber hinaus die verschiedenen erfindungsgemäßen Funktionen simuliert.
Ziel ist es, durch Variation folgender Einflussgrößen die Gesamtstoffdichte auf über 20 % und bei einer Freifaserstoffdichte im Gutstoff von unter 1 % einen spezifischen Spuckstoffdurchsatz von mehr als 5 t/hxm3 Pulperinhalt zu erreichen.
4.: Ausbau des Sediflotsystems einerseits zu einem Schwerteilfang mit Gegenstromwäsche und andererseits zu einer anpassungsfähigen Abzugseinheit für störende Schwimmstoffe aller Art
Beim Funktionsmodell wurden die Funktionen Sedimentation und Flotation nach starker Verdünnung beobachtet.
Ziel ist es, alle störenden Begleitstoffe wie Metall, Glas, Sand usw. sowie Schwimmholz, Styropor und Hohlkörper schon zu Beginn aus dem System zu entfernen und in einen recyclierbaren Zustand zu bringen.
5.: Ausgestaltung des Systems SuspensionsverteilerBeim Funktionsmodell wurden grundlegende Verfahrenstechniken realisiert.
Ziel ist es, durch Variation folgender Einflussgrößen zu einer optimalen Fasertrennung einerseits und einer maximalen Nutzung der Trennfläche des Siebungssystems andererseits zu kommen.
6.: Erforschung und Entwicklung optimaler Siebungsmaschen; außerdem Waschsysteme nach dem Adhäsionsprinzip
7.: Optimierung des ÜbergabesystemsBeim Funktionsmodell wurde die Gliederbandwäsche als relativ unproblematisch erkannt.
Ziel ist es, durch Kombination eines geeigneten Reinigungssystems und Transportbands die vollständige Übergabe des Oberkorns an das Sink-Schwimm-System zu gewährleisten.
8.: Das erfindungsgemäße Schwerkrafttrennsystem ist grundlegend zu gestalten und den Erfordernissen anzupassen
Im Handbetrieb zeigt sich das System funktionsfähig.
Ziel ist es, eine spezif. Trennleistung für das jeweilige Oberkorn der Siebungssysteme bezüglich Schwimm- und verschieden schwerer Sinkstoffe von mehr als 50 kg/m2xh bei den kleinen und bis zu 120 kg/m2xh bei den großen Teilen zu erreichen unter Variation verschiedener Einflussgrößen.
9.: Die Entfernung von Mikrostickies durch Faserfraktionierung und der Latenten Stickies durch Faserstoffwäsche soll erforscht werden
Die beiden Prinzipien wurden im Labor für gut befunden.
Ziel ist es insbesondere bei dem Freifaserstoff eine Reinigungsleistung bei einem gegebenen Durchsatz zu erhalten, die zu einem deutlich geringeren Mikrostickygehalt als 10 Mikros/g führt, bzw. beim Stippenstoff unter der Hälfte liegt.
10.: Eine Anreicherung des Wasserkreislaufs mit störenden Begleitstoffen muss vermieden werden
11.: Die Entwicklung des Faserstoffs für den Einsatz beim Kunden muss gewährleistet sein
12.: Optimierung bekannter Maschinen zur Kunststoffaufbereitung
13.: Die Aufbereitung aller nicht werkstofflich, aber thermisch verwertbarer Inhaltsstoffe zu Brennstoff


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Stattgefunden haben zwischenzeitlich viele Inhouse-Präsentationen, 2 Teilnahmen an Messen, ein Vortrag an der Papiertechnischen Stiftung München sowie 2 Vorträge in verschiedenen Fachunterausschüssen des Vereins Zellcheming. Im Fachunterausschuss Abfall der Zellcheming wird in regelmäßigen Abständen berichtet. Vorgetragen wurde dem Land RLP und dem Umweltbundesamt; am 20.Nov. d. J. wird das Vorhaben dem BMU vorgestellt.


Fazit

Bisher wurden die im Antrag formulierten Vorgaben zum größten Teil erfüllt, teilweise wurden die Ziele weit übererfüllt, durch die sich ständig verändernden Rahmenbedingungen erfolgen laufend neue Aufgabenstellungen.