Molecular Sorting - Ressourceneffiziente Technologien für Übermorgen

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1 Molecular Sorting - Ressourceneffiziente Technologien für Übermorgen Andreas Stolzenberg (Cypol GmbH, Duisburg) Prof. Dr. Jörg Woidasky (Fraunhofer ICT, Pfinztal und Hochschule Pforzheim) Ressourceneffizienzkongress Baden-Württemberg, ZKM Karlsruhe Forum F1

2 Herausforderungen»Märkte von Übermorgen«Gesundheit und Ernährung Bezahlbare Gesundheit Schutz und Sicherheit Erkennen und Beherrschen von Katastrophen Mobilität und Verkehr Emissionsarme, zuverlässige Mobilität in urbanen Räumen Fotos Fraunhofer Information und Kommunikation Energie und Wohnen Verlustarme Erzeugung, Verteilung und Nutzung elektrischer Energie Produktion und Umwelt Produzieren in Kreisläufen

3 Molecular Divergierende Sorting Technologieentwicklungen The motivation Steigende Anforderungen an Werkstoffe der industriellen Produktion (Technologie, Recht) Zunehmende Vermischung und Verunreinigung noch verfügbarer Abfallströme zur Verwertung Handlungsbedarf F&E- Bedarf Picture referecne:

4 MOLECULAR Märkte von SORTING Übermorgen Beyond Heutige Tomorrow Bulk sorting -Technologien Project Definition Erze, Rohstoffe # Bulk Sorting Gewinnung Werkstoffherstellung Produktion Nutzung Recycling Verluste: Systemverluste (z. B. wegen unvollständiger Sammlung) Dispersverluste (z. B. Korrosion, Vermischung) Deponie (inert)

5 MOLECULAR SORTING Beyond Definition Tomorrow und Projektansatz Project Definition Molecular Sorting Erze, Rohstoffe Trennung auf kleinster erforderlicher Ebene, um eine öko-effiziente Wiederverwertung zu ermöglichen ( Primärqualität aus Sekundärmaterialien ) # Gewinnung Werkstoffherstellung Produktion Nutzung Recycling Trenntechniken Sensoren und Identifikationsverfahren Nachhaltigkeitsbewertung 6 Demonstratoren (zur Verifikation der Technologien und Methoden) fest flüssig gasförmig

6 Molecular Sorting Demonstratoren Hybridmaterialien Design for recycling Faser- u. Metallrecycling Flammschutzmittelrec. Altholz Holzverwertung (stoffl.) Kaskade Metall-Rückgewinnung Hochtransparentes Glas Sortieren in der Schmelze Pigment-Maskierung MVA-Schlacke Mineralien-Verwertung Zement, Baustoff Metall-Rückgewinnung Niedrig konzentrierte Metall-Lösungen Bioleaching, Adsorption Elektrophorese Heißgasprozesse Sensoren, Filter Metall-Rückgewinnung Mineral-Rückgewinnung

7 MOLECULAR SORTING Anwendungsbeispiel: Elektroaltgeräte Demonstratoren Hybridmaterialien AP6 / ICT Design for Recycling Kunststoff-Verwertung Flammschutzmittel-Entfernung Altholz- Kaskade AP1 / WKI Hochtrans. Glas AP2 / ISC MVA- Schlacke AP5 / IBP Metall- Lösungen AP3 / IGB Heißgasprozesse AP4 / IKTS fest flüssig gasförmig Zerkleinerung Sortierung Leaching Trennung Adsorption Quelle: Di Chirico, V.: Müllverbrennungsanlagen. Herausgeber: Schweizerische Rückversicherungs-Gesellschaft, Zürich, 1996

8 MOLECULAR SORTING Bromentfernung durch Membranprozesse Demonstratoren Hybridmaterialien AP6 / ICT Altholz- Kaskade AP1 / WKI Hochtrans. Glas AP2 / ISC MVA- Schlacke AP5 / IBP Metall- Lösungen AP3 / IGB Heißgasprozesse AP4 / IKTS fest flüssig gasförmig Brom [ppm] Versuch fehlgeschlagen Grenzwert Ausgangsgehalt Regranulat überkritisches CO2 Lösemittelversuch mit Aceton Lösemittelversuch mit Aceton+Aktivkohle Soxhlet-Extraktion einstufige Fällungsreaktion mit n-heptan zweistufige Fällungsreaktion mit n-heptan Membranfiltration (nach 5 Umläufen) Zentrifugationsversuche

9 MOLECULAR SORTING Werkstoffeigenschaften der ABS-Rezyklate Werkstoffkennwert-Niveau der ABS-Rezyklat-Compounds 180,0% 160,0% 140,0% Referenz Lustan ABS M205FC ABS IM TEZ90EL ABS IQ TEZ90EL 120,0% 100,0% 80,0% 60,0% 40,0% 20,0% 0,0% Kerbschlagzähigkeit Schlagzähigkeit E-Modul MVR

10 MOLECULAR SORTING Vollständige ABS-Neuwaresubstitution Produkte sind RoHS konform und Hochtrans. MVA- Metall- Heißgasprozesse Glas Schlacke Lösungen somit ohne Einschränkung wie AP2 / ISC AP5 / IBP AP3 / IGB AP4 / IKTS Neuware einsetzbar. Demonstratoren Result Hybridmaterialien AP6 / ICT Altholz- Kaskade AP1 / WKI fest flüssig gasförmig SAMPLE LOCATION Br Sb Cd Pb Hg Cr Units Zugstab ICT Stab Pass < LOD < LOD < LOD < LOD ppm Zugstab ICT Stab Pass < LOD < LOD < LOD < LOD ppm

11 MOLECULAR SORTING Zusammenfassung Vom Bulk sorting zum Molecular Sorting! Trennprozesse bis hinunter auf molekulare Ebene zur Trennung auf kleinster erforderlicher (!) Ebene Sechs Demonstratoren zur Entwicklung und Validierung von Technologien und ihrer Verbindung Flammschutzmittel-Entfernung aus ABS erfolgreicher Anwendungsbereich Methodischer Fokus: Übertragbarkeit durch Entwicklung generischer Technologien Foresight Prozess zur Bewertung der Zukunftsfähigkeit der Technologien

12 Dank Wir danken der Fraunhofer-Gesellschaft für die Förderung der Arbeiten im Programm Märkte für Übermorgen, der Deutschen Bundesstiftung Umwelt und dem gesamten Molecluar Sorting Team: Braunschweig Dresden Karlsruhe Pfinztal Stuttgart Würzburg Holzkirchen

13 Molecular Sorting Projektleitung Prof. Dr.-Ing. Joerg Woidasky Fraunhofer-Institut für chemische Technologie ICT D Pfinztal (Berghausen) Tel Fax

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