Kurz gesagt, Gummipyrolyse ist ein thermochemischer Prozess, der Altkautschuk, wie zum Beispiel Altreifen, in drei Hauptprodukte zerlegt: ein flüssiges Heizöl, einen festen Kohlenstoffkoks und ein nicht kondensierbares Synthesegas. Bei der Verarbeitung von Reifen wird ein viertes Produkt, hochfester Stahldraht, ebenfalls zurückgewonnen.
Pyrolyse ist im Grunde ein Prozess der Ressourcenrückgewinnung, nicht nur eine Methode zur Abfallentsorgung. Im Gegensatz zur Verbrennung, die Material zur Wärmegewinnung zerstört, zerlegt die Pyrolyse Gummi in seine chemischen Bausteine, die als Brennstoffe, Industriekohlen und recycelte Metalle wiederverwendet werden können.
Wie Pyrolyse Gummi umwandelt
Pyrolyse funktioniert, indem Materialien in einer sauerstofffreien Umgebung auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Die Abwesenheit von Sauerstoff ist entscheidend; sie verhindert, dass der Gummi verbrennt (verbrennt) und zwingt stattdessen seine komplexen langkettigen Polymermoleküle, sich in kleinere, wertvollere Substanzen zu zersetzen.
Die flüssige Phase: Pyrolyseöl
Das mengenmäßig bedeutendste Produkt ist oft das flüssige Öl, manchmal auch als Reifen-Derivat-Heizöl (TDFO) bezeichnet. Diese Substanz ist eine Art synthetisches Rohöl.
Es kann direkt als Schweröl in Industrieöfen, Kesseln und Kraftwerken verwendet werden. Durch weitere Raffination kann es zu wertvolleren Kraftstoffen wie Diesel aufbereitet werden.
Die feste Phase: Wiedergewonnener Ruß (rCB)
Nachdem die flüchtigen Bestandteile verdampft sind, bleibt ein fester, kohlenstoffreicher Rückstand zurück. Dieser wird als wiedergewonnener Ruß (rCB) oder Koks bezeichnet.
Dieses Material hat einen Wert als fester Brennstoff, aber sein größtes Potenzial liegt in der teilweisen Substitution von neuem Ruß bei der Herstellung von neuen Reifen, Kunststoffen und anderen Gummiprodukten. Seine Qualität hängt direkt von den Pyrolysebedingungen und der Reinheit der eingehenden Reifen ab.
Die Gasphase: Synthesegas
Der Prozess erzeugt auch einen Strom von nicht kondensierbaren Gasen, die zusammen als Synthesegas bezeichnet werden. Dies ist eine Mischung aus brennbaren Gasen wie Wasserstoff (H2), Methan (CH4) und Kohlenmonoxid (CO) sowie inerten Gasen wie Kohlendioxid (CO2).
In den meisten modernen Pyrolyseanlagen wird dieses Synthesegas nicht verschwendet. Es wird aufgefangen und in das System zurückgeführt, um die Energie bereitzustellen, die zum Erhitzen des Pyrolyse-Reaktors benötigt wird, wodurch der Prozess autarker und energieeffizienter wird.
Das wiedergewonnene Metall: Stahldraht
Wenn das Ausgangsmaterial Fahrzeugreifen sind, bleiben die eingebetteten Stahlgürtel und Wulstkerne mit dem festen Koks zurück.
Dieser hochwertige Stahldraht lässt sich mit Magneten leicht vom Koks trennen. Er wird dann gereinigt und als hochwertiger Schrott zum Recycling in Stahlwerken verkauft.
Die wichtigsten Variablen und Kompromisse verstehen
Die genaue Ausbeute und Zusammensetzung dieser Produkte ist nicht festgelegt. Sie wird von mehreren Faktoren beeinflusst, was zu einer Reihe von betrieblichen Kompromissen führt.
Der Einfluss der Prozessbedingungen
Die Pyrolysetemperatur und die Heizrate sind die kritischsten Variablen. Niedrigere Temperaturen maximieren tendenziell die Ausbeute an flüssigem Öl, während sehr hohe Temperaturen die Produktion von Synthesegas begünstigen. Die Kontrolle dieser Bedingungen ist entscheidend, um den Output für ein bestimmtes wirtschaftliches Ziel zu optimieren.
Pyrolyse vs. Verbrennung
Es ist entscheidend, Pyrolyse von Verbrennung zu unterscheiden. Verbrennung ist einfach das Verbrennen von Abfall zur Wärmeerzeugung, die zur Dampferzeugung für Elektrizität genutzt werden kann. Es ist ein Prozess der vollständigen Zerstörung, der Asche hinterlässt.
Pyrolyse hingegen ist ein Prozess der Zersetzung und Wertstoffrückgewinnung. Sie zerlegt Abfälle in neue Rohmaterialien, die zur Herstellung anderer Produkte verwendet werden können, und verkörpert ein Kernprinzip der Kreislaufwirtschaft.
Reinheit des Ausgangsmaterials und Produktqualität
Die Qualität der Endprodukte, insbesondere des wiedergewonnenen Rußes, hängt stark von der Sauberkeit des Eingangsmaterials ab. Verunreinigungen wie Schmutz, Feuchtigkeit und andere Nicht-Gummi-Materialien können im Koks landen und dessen Reinheit und Wert mindern.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Das "beste" Ergebnis der Pyrolyse hängt ausschließlich vom primären Ziel des Betriebs ab.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Energieerzeugung liegt: Das Pyrolyseöl und das Synthesegas sind Ihre wertvollsten Produkte, die als direkte Brennstoffquellen für industrielle Prozesse oder die Stromerzeugung dienen.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Kreislaufwirtschaft und Materialrückgewinnung liegt: Der wiedergewonnene Ruß (rCB) und Stahl sind die Schlüsselprodukte, da sie in die Fertigungslieferketten wieder eingeführt werden können, wodurch der Bedarf an Neumaterialien reduziert wird.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Abfallwirtschaft liegt: Der Hauptvorteil ist die massive Reduzierung des Deponievolumens, wodurch ein problematischer Abfallstrom in eine Reihe von handhabbaren, wertvollen Gütern umgewandelt wird.
Letztendlich bietet die Gummipyrolyse einen leistungsstarken technologischen Weg, um eine Belastung in ein Portfolio von Vermögenswerten umzuwandeln.
Zusammenfassungstabelle:
| Produkt | Beschreibung | Primäre Verwendungszwecke |
|---|---|---|
| Pyrolyseöl (TDFO) | Ein synthetisches Rohöl, das wichtigste flüssige Produkt. | Industrieller Brennstoff; kann zu Diesel raffiniert werden. |
| Wiedergewonnener Ruß (rCB) | Ein kohlenstoffreicher fester Rückstand. | Brennstoff; teilweiser Ersatz für neuen Ruß in neuen Reifen/Kunststoffen. |
| Synthesegas | Eine Mischung aus brennbaren, nicht kondensierbaren Gasen. | Wird zur Beheizung des Pyrolyse-Reaktors für Energieeffizienz recycelt. |
| Stahldraht | Aus Reifen-Ausgangsmaterial wiedergewonnen. | Hochwertiger Schrott zum Recycling in Stahlwerken. |
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