Pyrolyse

Die Errichtungeiner Pyrolyseanlage im Rahmendes Projektes :metabolon IIb ist ein Baustein bei der Findung innovativer Technologien in einem ganzheitlichen Verwertungskonzept für Siedlungs- und Gewerbeabfälle sowie Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft.

Die Pyrolyse beschreibt die thermochemische Behandlung von Stoffen unter Luft- bzw. Sauerstoffabschluss. Dabei wird (teil-)organischem Material Wärme zugeführt, was zu einem Aufschluss der Organik sowie zum  Austreiben von flüchtigen (gasförmigen) Bestandteilen führt.  Zur Bereitstellung  von Prozesswärme werden diese Bestandteile zumeist unmittelbar nach der Entstehung verbrannt. Der Prozess eignet sich für  

  1. die stoffliche Nutzbarmachung abfallstämmiger Verbundstoffe sowie für
  2. die Aufbereitung von Restbiomassen für die stoffliche und energetische Nutzung.

Die Pyrolyse abfallstämmiger Verbundstoffe zielt auf einen Aufschluss mineralisch- organischer bzw. metall-organischer Verbunde wie z.B. Elektroschrott, Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) oder Kohlefaserverbundstoffe. Bei der Pyrolyse werden die organischen Anteile der Verbunde thermisch zersetzt und verspröden somit. In einer nachfolgenden, schonenden Zerkleinerung wird die Organik (Pyrolysekoks) fein aufgemahlen. Harte bzw. duktile Verbundbestandteile durchlaufen die Zerkleinerung als grobkörniges Material, welches anschließend mittels Siebung von der organischen Fraktion getrennt werden kann. Metalle können auf diese Weise als Wertstoffe zurückgewonnen werden. Der Pyrolysekoks steht nach dem Prozess als Ersatzbrennstoff zur Verfügung.

Nutzungsproblematik

DiePyrolyseabfallstämmigerVerbundstoffe zieltaufeinenAufschlussmineralisch-organischer bzw. metall-organischer Verbunde wie z.B.Elektroschrott, Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) oder Kohlefaserverbundstoffe.

Entsprechende Untersuchungen wurden in der Vergangenheit durchgeführt, wobei der Fokus sehr unterschiedlich ausgeprägt ist (beispielsweise die Wiedergewinnung  von Brom aus Flammhemmern in Elektroschrott [1] oder die Behandlung aufwändig vorbehandelter Abfälle wie Leiterplatinen [2]). Eine effektive mechanische Aufbereitung derartiger Materialien hat sich in der Vergangenheit oftmals als schwierig erwiesen, da zur Auftrennung der Metall-Störstoff- Verbunde eine erhebliche Reduzierung der Korngröße vorgenommen werden muss [3].

Ziele und Vorteile

Die pyrolytische Aufbereitung von Restbiomassen hat die Erzeugung qualitativ hochwertiger Karbonisate (Biokoks) zum Ziel. Mit fortschreitender Verweilzeit im Prozess und
steigender Temperatur nähern sich die Eigenschaften der Biomasse denen von Kohle an[4,5]. Der Fokus des Prozesses liegt dabei auf Restbiomassen (Althölzer, Ernterückstände, Nebenprodukte) für die aus technischen und ökonomischen Gründen keine Nutzungskonkurrenzen vorliegen. Auf diese Weise erfolgt die Substitution fossiler Kohlenstoffträger. Potenzielle Einsatzgebiete für die produzierten Biomassekarbonisate sind z.B.  die stoffliche Nutzung als Aktivkohle und als Kohlenstoffträger in metallurgischen Prozessen (Koksersatz) sowie die Mitverbrennung in Kraftwerken (Co-Firing).

Die Innovation des Teilprojekts Pyrolyse liegt in der erstmaligen, wissenschaftlichen Anwendung dieses Verfahrens zur Entsorgung dieses künftig akut relevanten Abfallstroms. Auf diese Weise besteht in dem Projekt :metabolon IIb die Möglichkeit, innovative Entsorgungstechniken zur technischen Reife zu führen und somit frühzeitig Wege für eine sichere Entsorgung der Abfälle aufzuzeigen. Aufgrund der infrastrukturellen Einbindung des Vorhabens in den Standort des BAV werden diesbezüglich optimale Rahmenbedingungen bereitgestellt.

 Durch die Aufbereitung regional anfallender Restbiomassen zu Biokoks ergibt sich insbesondere für das Land Nordrhein-Westfalen als industrielles Kernland Europas die Möglichkeit, die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern zu verringern.