Neues Projekt im Bereich Abfall: EVCAZ
Am 1. Juli startete das neue AiF-Projekt „Verfahrenstechnische Untersuchung der energetisch-stofflichen Verwertung von carbonfaserhaltigen Abfällen im Zementwerk (EVCAZ). In Kooperation mit dem Projektpartner VDZ Technology gGmbH des Vereins Deutscher Zementwerke e.V. wird die energetisch-stoffliche Verwertung nicht-rezyklierbarer CF-haltiger Abfallstoffe als Ersatzbrennstoff im Drehrohrprozess untersucht.
Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften werden Carbonfasern zunehmend in Verbundwerkstoffen eingesetzt. Durch mechanisches und pyrolytisches Recycling können carbonfaserhaltige Kunststoffe jedoch lediglich zu minderwertigen Füllstoffen, Stapelfasergarnen und Wirrfaservliesen verarbeitet werden. Die prozessimmanente Faserverkürzung mit zunehmender Zyklenzahl führt zur Entstehung nicht-rezyklierbarer Reststoffe und zur Freisetzung gesundheitsschädlicher WHO-Fasern.
Für diese Abfälle besteht aktuell keine thermische Verwertungs- und Entsorgungsoption. Untersuchungen für das Umweltbundesamt (FKZ 3716 34 3180) haben gezeigt, dass konventionelle thermische Abfallbehandlungsanlagen aufgrund ihrer Prozessbedingungen nicht zur Umsetzung von Carbonfasern (CF) geeignet sind. Die hohen Temperaturen und Verweilzeiten im Zementdrehrohrprozess haben sich in Kurzzeitversuchen jedoch als vielversprechend zur vollständigen Umsetzung der Fasern erwiesen.
Ziel des Projekts EVCAZ ist die Entwicklung eines nachhaltigen energetisch-stofflichen Verwertungspfades für nicht-rezyklierbare CF-haltige Abfälle im Zementwerk. Auf Basis umfangreicher Laboruntersuchungen zum Abbrandverhalten werden drei mehrwöchige Versuchskampagnen an industriellen Zementdrehrohröfen durchgeführt. Diese beinhalten die Dosierung CF-haltiger Abfallfraktionen über unterschiedliche Aufgabepunkte (Hauptfeuerung, Steigschacht, Calcinator, etc.) und die anschließende Nachbeprobung zur Erfassung von Langzeitauswirkungen. Die Versuche werden durch umfassende Gasanalytik, Staub- und Feststoffprobenahme begleitet. Damit werden der Umsatz der CF bilanziert sowie etwaige Akkumulationseffekte und Emissionen lungengängiger WHO-Fasern messtechnisch erfasst.
Darüber hinaus wird ein Sicherheitskonzept zur Handhabung entsprechender Abfallfraktionen im Zementwerk entwickelt. Auf Basis der Ergebnisse wird eine Evaluation des Prozesserfolgs und der Einflüsse auf Verfahrenstechnik, Produktqualität, Arbeitsschutz und Emissionen vorgenommen. Die abschließende Technologiebewertung dient Betreibern von Zementwerken, Abfallaufbereitern, CF-verarbeitenden Betrieben und Genehmigungsbehörden als fundierte Entscheidungsgrundlage zur künftigen Verwertung CF-haltiger Abfälle.
Das Projekt wird für zweieinhalb Jahre vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über die Forschungsvereinigung Verein Deutscher Zementwerke Technology gGmbH im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen unter der Vorhaben-Nr. 23009 N gefördert. Betreut wird das Projekt von unserer wissenschaftlichen Mitarbeiterin Isabel Kaphahn.