--- Lexikon - Kryo- Recycling

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Hier ist die Diskussion des Themas möglich: http://www.oekologisch-demokratische-partei.de/dcforum/DCForumID38/241.html

Benutzer: Felix Staratschek/ Kryo- Recycling

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Inhaltsverzeichnis

    • 2 Das Kühlverfahren
    • 3 Die Mahltechnik
    • 4 Die Trenn- und Sortiertechnik
    • 5 Umweltverträglichkeit des Kryo- Recycling
    • 6 Kritik und Widerstände
    • 7 Siehe auch:
    • 8 Quellen
    • 9 Literatur
    • 10 Links

Das Kryo- Recycling ist ein unter der Leitung von Prof. Dr.Harry Rosin entwickeltes Recyclingkonzept für Kunststoffe und kunststoffhaltige Mischabfälle, darunter Elektronikschrott[1]. In einem Verbund mit anderen Recyclingverfahren soll Kryo- Recycling mit Hilfe technisch erzeugter Tiefstkälte die mit Schadstoff- und Treibhausgasemmissionen verbundene thermische Kunststoff- und Abfallverwertung in Müllverbrennungsanlagen[2] ersetzen und die Qualität der stofflichen Wiederverwertbarkeit der Recyclate erhöhen.

Kryo- Recycling ist keine neue Technologie, sondern eine Kombination und Verfeinerung bekannter technischer Verfahren. Die Versprödung von Kunststoffen mittels flüssigen Stickstoff[3] ist ein Verfahren, das wegen seiner höheren Kosten bislang nicht so oft zur Anwendung kommt, wie es vom technischen Stand her möglich ist. Der flüssige Stickstoff verdampft im offenen System, und muss ständig neu verflüssigt werden, was zu hohen Kosten führt. Beim Kryo- Recycling wird eine Mischung aus drei Kohlenwasserstoffgasen in einem geschlossenen Kreislauf mit einer Kompressionskältemaschine genutzt, um damit die niedrigen Temperaturen mit einem geringeren Energie- und damit Kostenaufwand zu erzeugen.

Das Kryo- Recycling wurde im Hygieneinstitut der Stadt Dortmund im Labormaßstab durchgeführt. Da viele Kunststoffe unter normalen Temperaturen sich nicht für die Zerkleinerung in einem Mahlwerk eignen[4], fand Prof. Rosin die Problemlösung darin, die Kunststoffe durch Abkühlung mit Hilfe der Synergie von drei Kältemitteln in einen spröden, tiefkalten Zustand zu versetzen. Die Polymerfasern nähern sich durch Kälteschrumpfung so einander an, das die Massenkräfte sie in eine starre Ordnung bringen und das Material spröde wird. Anschließend lassen sich die Kunststoffe und Abfälle aus Verbundmaterialien leichter in eine feine Korngröße zerkleinern. Im Gegensatz zu groberen Häckseln erlaubt eine Pulverisierung der Kunststoffe eine sortenreine Trennung der Materialien, so dass die Sekundärrohstoffe, die so gewonnen werden, hochwertiger und in ihrer stofflichen Wiederverwendung vielfältiger einsetzbar sind, als bei bisherigen Verfahren. Da Kunststoffe nur eine sehr geringe Wärmekapazität aufweisen, lässt sich der Energieverbrauch durch die Kühlung der Kunststoffe gering halten.

Das Kühlverfahren

Die Kältetechnik des Kryo- Recycling ist eine Weiterentwicklung des Verfahrens, das für den ersten FCKW- freien Kühlschrank Greenfreeze[5] angewandt wurde. Mit einer Mischung der Kohlenwasserstoff- Gase Propan, Methan und Ethan in nur einem geschlossenen System (statt drei hintereinander geschalteten Kühlmittelkreisläufen mit nur je einem Kältemittel) können die Temperaturen mit einem niedrigeren Energieaufwand bis minus 160 Grad Celsius abgesenkt werden. Der Hauptkompressor muß einen Druck von 15 bar erzeugen, der zur Verflüssigung des Propan führt. Die weitere kaskadenartige Temperaturabsenkung erfolgt ohne zusätzliche Energieaufnahme durch fraktionierte Verdampfung und Verflüssigung des Ethan und dann des Methan jeweils im Nebenschluß.

Der Siedepunkt von Methan liegt bei minus 161 Grad Celsius. Das verdampfende Methan kühlt den Mahltunnel, in dem der Handteller- groß vorzerkleinerte Kunststoffabfall, Altreifen oder Elektronikschrott über eine Schleuse eingebracht werden. Um die Verdampfungsenthalpie der drei Gase optimal auszunutzen, werden sie nach dem Gegenstromprinzip zur jeweiligen Vorstufe zurückgeführt. Als Gemisch erreichen sie über einen Rootsverdichter wieder den Hauptkompressor mit einer technisch günstigen, relativ hohen Sauggastemperatur. Damit der Mahltunnel sehr kompakt gebaut werden kann, wird die indirekte Kaskadenkühlung des Mahlguts innerhalb des Tunnels um eine direkte Kühlung nach dem Heat-Pipe-Prinzip ergänzt. Dies beschleunigt den Wärmeübergang und sorgt für eine direkte, kontinuierliche Abfuhr der Friktionswärme vom Mahlgut. Im Vergleich zum bisherigen Cryogen- Recycling wo der flüssige Stickstoff verdampft und laufend ersetzt werden muß, fallen beim Kryo- Recycling nur die Energieversorgungskosten der Anlage an, die laut Harry Rosin bei ca. 10% der Kosten liegen, die die Stickstoffkühlung benötigt.

Die Mahltechnik

Die Mahltechnik[6] soll ähnlich arbeiten, wie das in der Metallurgie und Zementindustrie bewährte Sendzimir- Gerüst. Die Mahlwalzen werden von Stützwalzen gehalten, die den Mahldruck verstärken. Die Walzenführung reagiert jedoch elastisch auf störende Brocken, die sich der Zerkleinerung widersetzen, um einen Materialstau zu vermeiden.

Die direkte Kühlung des Mahltunnels stellt auch einen Schutz gegen Staubexplosionen dar, die bei bestimmten Materialien möglich sind. Außerdem schützt die tiefe Temperatur vor der Oxidation der Bruchstellen der Polymerketten der Kunststoffe. Die Rieselfähigkeit des Pulvers wird durch eine spezielle Stiftmühle gewährleistet.

Die Trenn- und Sortiertechnik

Die Sortiertechnik hängt entscheidend davon ab, was für Materialien in der jeweiligen Kryo- Recycling- Anlage bearbeitet werden sollen. Die für das heutige Recycling bekannten Trennverfahren können für eine Vorsortierung eingesetzt werden.

Die Trennung des Mahlgutes kann bereits im Kältetunnel beginnen. So kann im Kältetunnel optimal die elektrostatische Trennung nach dem ESTA-Verfahren zur Anwendung kommen, da hier kein leitfähiges Wasser stört. ansonsten werden Trennverfahren nach dem Stand der Technik eingesetzt, wie sie z.B. bei dem Cryoclass- Verfahren der Firma Messer Griesheim[7] zur Anwendung kommen.

Die Feinmahlung ermöglicht es, die verbrauchten Kunststoffbestandteile von hochwertiger erhaltenen zu separieren. So sollen 60 bis 80% der Kunststoffmasse wieder als hochwertiger Sekundärrohstoff in die Produktion zurückgehen. Da die verbrauchten oder durch Nutzung veränderten Kunststoffanteile in Pulverform vorliegen, eröffnen sich auch hier neue Anwendungen, z.B. bei Pulverbeschichtungen.

Umweltverträglichkeit des Kryo- Recycling

  • Kryo-Recycling verwandelt bisher nur schwer nutzbare Materialien in wertvollere Sekundärrohstoffe (vor allem Kunststoffe und Metalle aus Elektronikschrott). Das reduziert das Volumen der Kunststoffneusynthese.
  • Über die herkömmliche Kunststoffherstellung[8] überwiegend ausErdöl über die Raffinerie, Polymer- Synthese bis zur Formmasse werden je Kilogramm durchschnittlich 80.000 Kilojoule benötigt. Die Bearbeitung im Kryo- Recycling benötigt hingegen nur ca. 2000 kj/kg. In der Ökobilanzierung kann damit eine erhebliche Energieeinsparung[9] erreicht werden, die damit umweltverträglicher, klimaneutral und in der Effizienz weitaus größer ist, als die geringe Energiemenge, die durch einmaliges Verbrennen der Kunststoffe maximal gewonnen werden kann.[10]
  • Kryo- Recycling erzeugt keine Abgase, wie die Müllverbrennung. Es entstehen keine hochtoxischen und umweltbelasteten Filterstäube, keine Schlacken und es werden keine lungengängigen Feinststäube[11] in die Umwelt emittiert[12]. Es werden daher auch keine teuren Abgasreinigungstechniken benötigt, wie sie bei einer Müllverbrennungsanlage erforderlich sind.
  • Niedrige Betriebskosten und der Erlös aus dem Verkauf der Sekundärrohstoffe senken die Abfallgebühren für jeden Privathaushalt und Unternehmen.[13]
  • Der Einsatz von Kunststoffen wird wirtschaftlicher, weil diese hochwertig wiederverwendet werden können. Ferner öffnet das Kryo- Recycling dem Kunststoff neue Einsatzbereiche, wie etwa dem Bau leichter Fahrzeuge.
  • Kryo-Recyclingist eine Herausforderung an die Forschung, die Kunststoffe auf ihre Wiederverwendbarkeit hin zu optimieren.
  • Kryo-Recycling kann dezentral eingesetzt werden. Wenn für je 50.000 Einwohner eine Kryo-Recycling-Anlage gebaut würde, entstehen deutschlandweit 1200 Anlagen.
  • Kryo-Recycling- Anlagen können je nach Bedarf auf verschiedene zu bearbeitende Stoffgruppen (u.a. Kunststoffgruppen/ Metalle) eingestellt werden: Druck beim Mahlen, Walzenart, Tiefe der Temperatur, Arten der notwendigen Vor- und Nachsortierung.
  • Kryo-Recycling reduziert den Import von Rohstoffen, die in der Tendenz immer teurer werden.[14] Es verbessert so die Klima und die Außenhandelsbilanz.
  • Kryo-Recycling fördert die Gesundheit, indem es Umweltbelastungen [15] aus der Rohstoffgewinnung, der Stoffsynthese, der Energieerzeugung und der Abfallverbrennungsanlagen[16] vermeidet.
  • Kryo-Recycling ist ein Beitrag für mehr Wohlstand mit weniger Umweltbelastung, da einmal erzeugte oder gewonnene Substanzen mehrere stoffliche Lebenszyklen durchlaufen. So wird der Ressourcenverbrauch gesenkt. Es ist ein Eckpfeiler einer echtenKreislaufwirtschaft.[17]
  • Kryo- Recycling kann die Getrenntsammlung der Abfälle des Grünen Punktes ablösen. Voraussetzung ist, sofern keine Garten- Kompostierung erfolgt, die Einführung der Biotonne, damit die Abfälle nicht zusätzlich verschmutzt werden.

Kritik und Widerstände [Bearbeiten]

Trotz aller Argumente und Indizien (erfolgreiche Erprobung im Labormaßstab), die für das Kryo-Recycling sprechen, erfährt dieses Verfahren bislang keine Unterstützung aus Politik oder Wirtschaft. Dabei sind kryogene Recyclingverfahren mit einer anderen Kältetechnik (Kühlung durch verflüssigten Stickstoff oder verflüssigtes CO²) bereits erfolgreich in vielen Recyclingnischen im Einsatz (z.B. Altreifen bei Messer Griesheim). Kryo-Recycling berührt jedoch wegen seiner vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten auch die Interessen und lukrative Geschäftsfelder der Recyclingindustrie und der Verbrennungslobby.[18] Das Verfahren würde einen großen Anteil der Kunststoffsynthese ersetzen einschließlich des dafür benötigten Energiebedarfes. Es würde den Kunststoffanteil im Restmüll reduzieren, der bei der Planung und für die Feuerung der Müllverbrennungsanlagen vorgeshen war. Kommunen und Unternehmen, die viel Geld in die Müllverbrennung investiert haben [19] befürchten deshalb eine sinkende Auslastung ihrer Anlagen. Das Kryo-Recycling könnte viele ihrer Anlagen zu Investitionsruinen machen und neue Bauaufträge verhindern. Dr. Heinz Hug [20] bemängelt, ohne auf die Erzeugungsart einzugehen, das die "Kälte die teuerste Energie ist, die wir kennen". Er führt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik an, und meint, beim Recycling müsste mehr Energie eingesetzt werden, als zur Herstellung des Produktes. Damit werden alle Kältetechniken in einen Topf geworfen und keine sachbezogene Differenzierung des Kryo-Recycling vorgenommen. Das die Stoffeigenschaften, die in einer langen Produktionsgenese geschaffen wurden, weitgehend beim Kryo-Recycling erhalten bleiben und nicht unter Energieverbrauch neu geschaffen werden müssen, wird hingegen ignoriert. Genannt wird auch nicht das Kälteverfahren, dass den enormen Energieverbrauch verursachen soll. Kritisch wird das Kryo-Recycling auch unter Bezugnahme auf zu bearbeitenden Abfallarten angeführt, die für dieses Verfahren gar nicht vorgesehen sind (z.B. wasserhaltige, bzw. kompostfähige Abfälle).

Laut Prof. Rosin [21]: wurden in Laboranlagen alle wesentlichen Teile durchprobiert, auch mit Fachingenieuren des Mannesmann - Konzern (Mannesmann - Anlagenbau).[22] Mit der Übernahme von Mannesmann durch Vodafone seien jedoch die Kontakte abgebrochen. Einem Mühlenhersteller, der seine Mühlen beim Kryo- Recycling einbringen wollte wurden plötzlich alle Aufträge aus der chemischen Industrie gestrichen, worauf dieser in Konkurs ging. Alle Personen, die an entscheidender Stelle mitgewirkt hätten, seien eingeschüchtert und ermahnt worden, sich nicht mehr mit dem Kryorecycling zu befassen.[23]

Siehe auch:

    • Kälte....
    • Kryoflüssigkeit
    • Kryogen (Technik)
    • Kryostat
    • Kryo....
    • Cryo....
    • Kühl....
    • Tieftemperaturphysik

Quellen

Die Quellen waren ursprünglich fast alle verlinkt. Im April 2011 habe ich die noch aktuellen Links sichtbar gemacht. Die anderen Links muss ich recherhieren, bleiben hier aber textlich als Dokument stehen.

    1. ↑ Kunststoffe aus Elektroschrott, Handelsblatt vom 16.10.2007
    2. ↑ Hygiene und Umwelt Forum Siegen 1997
    3. ↑ Bsp. für Versprödung von Kunststoff mit Stickstoff http://www.zeit.de/1996/33/Hammer_aus_der_Kaelte
    4. ↑ Kryogene Kälte zum Mahlen und Recyclen, Fachzeitschrift "Plasticker" vom 11.11.05 http://plasticker.de/news/printnews.php?nr=2070
    5. ↑ Bundesverdienstkreuz an Dr. Rosin für Durchsetzung der FCKW/FKW- freien Kältetechnik
    6. ↑ Kryogenzerkleinerung von Recyclingmaterial, Fachzeitschrift "Plasticker" vom 08.05.2006
    7. ↑ http://www.messergroup.com/de/Produkte_und_Loesungen/Know_how_Navigator/Kunststoffe.pdf
    8. ↑ siehe auch: ökologischer Rucksack http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%96kologischer_Rucksack
    9. ↑ Bundesverband Sekundärrohstoffe und Recycling zum werkstofflichen Kunststoffrecycling "werkstoffliches Recycling...energetischer Wirkungsgrad.... bis zu 80%"
    10. ↑ Der Beitrag der thermischen Abfallbehandlung zu Klimaschutz, Luftreinhaltung und Ressorcenschonung, Öko- Institut Darmstadt, 04.04.2002 http://www.itad.de/storage/med/docs/energie/12_beroekoin02.pdf?fCMS=5e09be671f8349f360203cbb21aa0e0
    11. ↑ Klaus Koch,Tod vom Allerfeinsten - Auswirkungen der lufthygienisch wichtigsten Schadstoffe auf die Gesundheit, 15.09.2005 http://www.oneworld.de/emedia/archiv/9526/todvomallerfeinsten.pdf
    12. ↑ Nano, 3sat, 14.09.2000: Müllverbrennung erhöht Krebsrisiko
    13. ↑ OpenPR, 21.10.2007: Kunststoffrecycling schlägt Müllverbrennung/ Recycling mit deutlichen Kostenvorteilen http://www.openpr.de/news/166244/Kunststoffrecycling-schlaegt-Muellverbrennung.html
    14. ↑ siehe z.B. http://www.peakoil.de/
    15. ↑ Müllverbrennung und Gesundheit - Aktueller Forschungsstand über den Einfluß der Müllverbrennungauf die Gesundheit des Menschen 10/2001
    16. ↑ Wissenschaft.de, 16.05.2001, Medizin/Müllverbrennung macht krank http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/153890.html
    17. ↑ siehe auch: Faktor 4 http://de.wikipedia.org/wiki/Faktor_4
    18. ↑ Deutliche Überkapazität bei MVA erwartet 21.06.2006, Ludger Rethmann von Remondis http://www.europaticker.de/ticker/news_druck.php3?nummer=6257
    19. ↑ Bestechung beim Bau von MVA http://www.lbu-niedersachsen.de/text/aktuelles/2002/10/a_muellskandal.htm
    20. ↑ Leserbrief mit Kritik am Kryo- Recycling in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung vom 24.07. 2003, der sich auf einen "pro"- Brief vom 09.07.2003 bezieht
    21. ↑ Interview in Radio Luxemburg, Ausstrahlung am 01.06.2005, 12.50 Uhr, Manuskript veröffentlicht als Anhang in der im September 2005 veröffentlichen Tagungsdokumentation "Kreislaufwirtschaft total - notwendig und möglich!" der Bürgerbewegung für Kryo- Recycling und Kreislaufwirtschaft, Schmalhorststr. 1c, 45.899 Gelsenkirchen
    22. ↑ Greenpeace- Magazin 1/1996, Das Kryo- Verfahren könnte Müllverbrennung überflüssig machen
    23. ↑ Ein Beispiel, wie Konzerne versuchen, ihnen unliebsame Dinge zu behindern http://www.vorort.bund.net/suedlicher-oberrhein/tricks-der-konzerne.html
    • Deutschlandfunk, 07.03.1996, in "Forschung aktuell", Bericht über Kryo- Recycling
    • Ruth Fischer, Goldene Schwalbe für Prof. Harry Rosin/ Mit Eiseskälte gegen die Müllverbrenner- Lobby, ÖkologiePolitik Nr. 77, Dez. 1996
    • Mindener Tagblatt, 10.11.1997: Müllverbrennung endgültig eine Absage erteilen/ Dr. Rosin erläutert Kryo- Recycling
    • Deutschlandfunk, Zwischentöne, Sonntag, den 17.06.2001, 13.30 - 15 Uhr, Musik und Interview mit Harry Rosin zum Thema
    • Harry Rosin, Vorträge vom 20.03.2004, 1.) Was ist Kryo- Recycling? Seine Geschichte und Bedeutung für die Kreislaufwirtschaft, 2.) Worin besteht der Durchbruch des neuartigen Kryo- Recycling? Dokumentiert in der Broschüre "Recyceln statt Verbrennen" der Bürgerbewegung für Kryo- Recycling und Kreislaufwirtschaft und auf deren Internetseite (siehe unten bei "Links")
  • Harry Rosin, Kryo- Recycling- Technologie, beidseitig bedruckte DIN A4 Kurzinformation mit Quellenangaben

Literatur

    • Hinrichs, H.-F., S. Haring, H. Schütz: Durchführung einer Vorstudie über das Tieftemperaturverfahren zur Verwertung von Altreifen. Eschenfelder KKU, Marl, Kommunale Technologieberatung KTB, Oberhausen, für VEW Dortmund (1994)
    • Albrecht, Markus: Grundlegende Berechnung einer Kältekaskade zur Tiefsttemperatur- Aufbereitung von kunststoffhaltigen Rückständen. Dipl.- Arbeit FH Düsseldorf (Prof. Dr. Nachtrodt), Mannesmann - Demag AG (Dr. Wolfgang Nowak), 1996, aufgeführt auch hier: http://www.antecx.de/d_publik/e_thesis
  • Harry Rosin: Der Schlüssel zur globalen Kreislaufwirtschaft - mit neuer Kältetechnik zum Recycling der Altkunststoffe, -Elektronik, -Reifen. Vortrag auf Einladung der Gesellschaft deutscher Chemiker (GDCh), VDE, VDI zu Göttingen, Georg-August-Universität Göttingen, 30.11.2000

Links