Kraftstoffe aus Abfällen

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Viktoria Richter
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Hydrolythermal Upgrading Katalytische Depolymerisation Thermische Depolymerisation Solvolyse Thermisches Cracken Katalyt.

1 Kraftstoffe aus Abfällen Einführung und Überblick W. Kaminsky University Hamburg Verfahrensübersicht zur Direktverflüssigung Verfahren Direkte katalytische Druckverflüssigung Hydrolytische DV Hydrolytische DV Niedertemperatur -konvertierung Hydrolythermal Upgrading Katalytische Depolymerisation Thermische Depolymerisation Solvolyse Thermisches Cracken Katalyt. drucklose Verölung Kürzel PERC LBL BFH NTK HTU KS-Recycling R2R B/M Clyvia KDV LP-Dos Anbieter/ Verfahren Pittsburgh, USA Lawrence Berkeley Lab BFH-IWC Hamburg FH Friedberg- Gießen Shell (Amsterdam) Gossler Envitec. Ozmoener gy (AUS) Niederdruckverflüssigung B/M- Verfahren Clyvia Technology Alphakat HAW, Willner Einsatzstoffe Holzhackschni tzel Biomasse Holz, Biomasse Organi.Restst offe, Kunststoffe Biomassen Polyolefine Polystyrol (<20%) Kunststoffe Biomasse Kunststoffe, biologische u. mineral.stoffe Biomasse Produkt Öl Öl Öl Rohöl, iesel, Benzin Biocrude Rohöl Thermofuel Mueborit Diesel, Diesel Biorohöl T/ C < P/bar ,2-0,3 < H2 Kat.

2 Verfahrensübersicht zur Direktverflüssigung Fortsetzung Druckhydrierung Thermo-Physikalische- Transformation Katalytisch-thermische Depolymerisation mittels pulsierenden Mikrowellen Flash-Pyrolyse Verfahren Ablative Flash-Pyrolyse Flash-Pyrolyse HP-DoS TPT Bft-Microfuel MWDP Kürzel BtO Bioliq IBH und TWL MME, Bünde BFT Bionic Fuel Technologies AG Anbieter/ Verfahren PYTEC, Bülkau FZ Karlsruhe Biomasse Biostoffe, Stroh Biomasse, Abfallstoff e Einsatzstoff e Holz, Stoh Stroh, Holz Bioöl (aliphatisch) Synthetischer Diesel Kraftstoff Produkt Bioöl Bioslurry T/ C <350 P/bar 80 H2 Kat. 2

3 Produkte aus der Pyrolyse von Biomasse Other blends Other plastics PUR Other thermoplastics PET PVC PS/EPS PP PE-HD/MD PE-LD/LLD % Amounts of plastic waste in Germany (2003) 3

4 Selected processes for the pyrolysis of polyolefins and other plastics Reactor type Melting vessel Stirred tank Shaft, tube reactor Processes, companies, cities BASF (Germany), CSTR (USA), Hitachi-Zosen (Japan), Kubota, Niigata, Sapporo (Japan), Nano-Fuel-Koch (Germany), Royco-EZ-Oil (China), Smuda-Eko (Poland) Mazda, Mitsui R2 (Japan) Thermofuel (Japan) Rotary kiln, extruder Fuji (Japan) Moving bed Reentech (Korea) Fluidized bed Akzo Nobel (Netherlands), AMRA, Naples (Italy), BP, Leeds (UK), Hamburg (Germany) 4

5 5

6 6

7 Varieties of the Hamburg Pyrolysis Process 7

8 Products in wt% from the pyrolysis of PE in a fluidized bed under different conditions Temperature ( C) Fluidized gas N 2 steam circulated pyrolysis gas Products (wt%) wax olefins aromatics Hydrogene 0, 0,5,2 Methane 0,8,0 20,0 Ethene 2,0 3,0 9,0 Propene,8 4,0 4,3 Butene/Butadiene, 8,4,5 Other gases 0,7 8, 5,0 C 5 -C 20 Aliphatics 6,0 3,7 3,5 Benzene 0, 9,4 24,0 Toluene - 3,2 6,0 Styrene 0,,8,6 Other aromatics 0, 6,6 2,0 Waxy products 76,0 0, - Soot,2 2,2,9 Continuous pyrolysis of polyethylene and polypropylene in a fluidized bed process without catalyst (Products in wt %) PE PP Feed/Temperature (ºC) Hydrogen 0,6-0,7 - Methane 20,6 0,3 28,2 0,6 Ethene 3,3 0,6 3,9 0,5 Ethane 4,4 0,3 4 Propene 7, 0,7 3,7 3 Butene 2,4 0,3 0,4 0,7 Butadiene 0, 0,4 0,2 Other aliphatics (waxes) 2,5 97,6,7 94 Benzene 8, 0,02 8,2 0,0 Toluene 6,7-6,6 - Naphthaline 3,2-3,5 - Other aromatics 8,5 0,05 7 0,02 Carbon soot,6 -,7-8

9 Gaschromatographic separation of pyrolysis oil of PE Pyrolysis of Mixed Plastics 9

10 PCDD and PCDF concentration in the Pyrolysis oil Of mixed plastics with a PVC content of 3,7 % at a Temperature of 735 ºC. (values in ng/g) ) (nn( nn: : Not detectable) Pyrolysis of Polymethylmetacrylate in a fluidized bed (Products in wt. %) 0

11 Pyrolysis of Polystyrene % 00,00 90,00 80,00 PP not pyrolysed Gas Oil Waxes 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 0,00 0,00 400ºC % 500ºC % 400ºC 5% 500ºC 5% 400ºC % AlCl3 AlCl3 PR LWS5 Product fractions of the pyrolysis of PP with AlCl 3 catalyst

12 % 30,00 25,00 20,00 5,00 0,00 C C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C0 C C2 C3 5,00 0,00 400ºC 500ºC 400ºC 0,% 500ºC 0,% 300ºC % 300ºC 5% Without Product fractions with increasing carbon number of the pyrolysis of PP with different amounts of Z-N catalysts PR AlCl3 Single product components of the pyrolysis of PP with different Z-N catalysts components Components Hydrogene Methane Ethane Ethene Propane Propene -Butene,3-Butadiene 2-Methyl-Propene 2-Butene -Pentene 2-Methyl--Butene 2-Methyl-2-Butene 2Methyl--Pentene 2,3-Dimethyl-2-Butene 2-Methyl-2-Hexene 2,4-Dimethyl--Heptene 2,3,7-Trimethyl-2-Octene 3-Methyl-3-Undecene 7-Methyl--Undecene Other components <C3 Waxes Not pyrolysed PP PR Without TiCl3 TiCl4 AlCl3 TiCl4:AlCl3 : 400ºC 400ºC % 400ºC % 400ºC % 400ºC 5% 0,00 0,04 0,2 0,90 0, 0,20 0,7 0,48 0,92 0,28 0,56 0,38 0,54 0,33 0,26 0,05 0,06 0,05 0, 0,09 0,25 0,23 0,40 0,40 0,63 3,43,85 4,05 6,66,87 0,00 0,04 0,04,23 4,57 2,46 0,86 0,60 0,5 3,5 0,00 0,9 0,38,55,59 0,85 0,59 0,6 4,39 5,2 0,07 0,06 2,23 0,5 0,58 0,00 0,00 0,06 0,36,79 0,4 3,42 9,60 7,56 7,6 0,0 4,09,80 3,4 2,60 0,08,03 4,23 2,55 0,59 0,00 0,94 0,33 2,35 2,46 4,27 23,5 6,86 3,57,69 0,00 0,23,7 0,24 0,2 0,33 0,55,48 0,42 0,43 0,49 2,32,9 0,5 0,0 8,56 33,3 3,67 5,56 50,39 35,40 5,3 9,94 7,3 4,34 42,50,7,6 3,56 0,07 2

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