Ziel des Projektes war es unterschiedliche thermische Prozesse hinsichtlich ihre Eignung zur energetischen und rohstofflichen Verwertung verschiedener carbonfaserhaltiger Abfälle zu untersuchen. Dafür wurden sowohl Laboruntersuchungen als auch Messungen an großtechnischen Anlagen durchgeführt. Die Ergebnisse des Projekts zeigen, dass sowohl die gezielte Entsorgung von Carbonfasern als auch deren Eintrag mit anderen Abfällen in Siedlungs- und Sonderabfallverbrennungsanlagen zu vermeiden ist. Auch die Entsorgung in Zementofenanlagen sollte wenigstens solange unterbleiben, bis in Langzeitversuchen nachgewiesen wurde, dass ein relevanter Eintrag von Fasern in das Produkt Klinker ausgeschlossen werden kann. Die rohstoffliche Verwertung von carbonfaserhaltigen Materialien im Elektroniederschachtofen der Calciumcarbidherstellung ist prinzipiell möglich, erfordert allerdings eine aufwändige Aufbereitung der Einsatzmaterialien. Vorher sind zudem weitergehende Untersuchungen zur Optimierung der CFK-Zugabe in den Ofen durchzuführen, um den Faseraustrag mit dem Ofengas zu reduzieren. Als unmittelbare Maßnahme sollten geeignete separate Erfassungswege und Sortier- bzw. Aufbereitungstechniken für carbonfaserhaltige Rest- und Abfallströme etabliert werden. Dies ist die Voraussetzung für eine umweltverträgliche Entsorgung von carbonfaserhaltigen Abfällen. Veröffentlicht in Texte | 131/2021.
Im Rahmen des UFOPLAN-Vorhabens "Möglichkeiten und Grenzen der Entsorgung carbonfaserverstärker Kunststoffabfälle in thermischen Prozessen" wurden unterschiedliche thermische Prozesse im Hinblick auf ihre Eignung zur energetischen und rohstofflichen Verwertung verschiedener carbonfaserhaltiger Abfälle untersucht. Der Fokus der Messungen an den großtechnischen Anlagen lag auf der Ermittlung einer potenziellen Faserbelastung der prozessspezifischen Reststoffe bzw. Produkte. Zusätzlich wurden Laboruntersuchungen zum thermischen Faserabbau, sowie zur mechanischen und chemischen Faserrückgewinnung durchgeführt. Eine begleitend durchgeführte Recherche zum Stand des Wissens und der Technik zur Behandlung von carbonfaserhaltigen Abfällen zeigt, dass es Ansätze zum Recycling von Carbonfasern (CF) gibt. Auch für mit Kunststoff benetzte (CFK) Abfälle existiert mit der Pyrolyse ein Prozess zum werkstofflichen Recycling. Die dabei rezyklierten Carbonfasern (rCF) werden bereits in einzelnen Anwendungen eingesetzt. Eine breitere Marktakzeptanz fehlt derzeit noch. Die Laboruntersuchungen zu Methoden der Faserrückgewinnung mittels mechanischer Prozesse zeigten, dass verschiedene Abfallarten unterschiedliches Zerkleinerungsverhalten aufweisen. Kurzfasern können in bestimmten Prozessen durch mechanisch aufbereitete rezyklierte Materialien ersetzt werden. Durch den Zerkleinerungsschritt kommt es jedoch zum Downcycling. Bei den Untersuchungen zur chemischen Faserrückgewinnung mittels Solvolyse konnte im Labormaßstab, insbesondere mit überkritischem Wasser sowie angesäuertem Polyethylenglycol, das grundsätzliche Potenzial nachgewiesen werden. Im Fokus des Projekts standen die großtechnischen Untersuchungen zur energetischen Verwertung carbonfaserhaltiger Abfälle in einer Siedlungs- und einer Sonderabfallverbrennungsanlage sowie einer Zementofenanlage. Für eine rohstoffliche Verwertung als Kohlenstoffsubstitut wurden Untersuchungen in einem Elektroniederschachtofen der Calciumcarbidherstellung durchgeführt. Die großtechnischen Untersuchungen zeigten, dass Siedlungs- und Sonderabfallverbrennungsanlagen für eine energetische Verwertung von Carbonfasern nicht geeignet sind, da ein Großteil der Carbonfasern unter den Prozessbedingungen nicht ausreichend umgesetzt und zu einem erheblichen Anteil mit der Rostasche bzw. Schlacke ausgetragen wurde. Weiterhin wurden insbesondere in der Siedlungsabfallverbrennungsanlage, die mit einer Rostfeuerung ausgestattet ist, Carbonfasern mit dem Abgasstrom aus dem Feuerraum ausgetragen. Fasern wurden in der Kesselasche und den Rückständen der Abgasreinigung festgestellt. Auch in der Sonderabfallverbrennungsanlage wurden Carbonfasern in der Kesselasche gefunden, jedoch in geringerer Menge als bei den Messungen an der Rostfeuerung. Ein Austrag von Fasern über den Kamin erfolgte in keiner der Anlagen. Ein Teil der Fasern lag in Geometrien vor, die der WHO-Definition für lungengängige Fasern entsprechen (WHO-Fasern). Die Untersuchungen in der Zementofenanlage erforderten zunächst orientierende Experimente zur Art der Aufgabe der carbonfaserhaltigen Stoffströme. Im Rahmen der Mitverbrennung wurde die aufbereitete CF-Fraktion mit dem Ersatzbrennstoff (Fluff) über den Ofenbrenner dosiert. Bei den Analysen der Produkte wurden im Klinker in einzelnen Proben Carbonfasern in moderater Anzahl nachgewiesen, deren Menge sich aber nicht signifikant von der Referenzmessung, (ohne CF-Mitverbrennung) unterschied. Da im Rahmen dieses Projekts die Zugabe der carbonfaserhaltigen Abfälle nur in einem sehr begrenzten Zeitintervall erfolgen konnte, lassen die vorlie-genden Ergebnisse keine abschließende Bewertung des Verwertungsweges Zementofenanlage zu. Zur Klärung sind Langzeitversuche unter CFK-Mitverbrennung (zumindest über mehrere Tage, besser Wochen) mit begleitendem Produkt-Monitoring erforderlich. In einem Elektroniederschachtofen zur Calciumcarbidherstellung wurden die großtechnischen Untersuchungen zur rohstofflichen Verwertung von carbonfaserhaltigen Abfällen durchgeführt. Für den Einsatz im Carbidofen war eine spezielle Vorbereitung der carbonfaserhaltigen Abfälle notwendig. Unter Zusatz von Altkunststoff wurden vorzerkleinerte CFK-Abfälle eigens für die Messkampagne pelletiert. Im Carbidofen wurde ein weitgehender Umsatz der carbonfaserhaltigen Einsatzstoffe erzielt. Um als Verwertungsoption in Frage zu kommen, müssten allerdings die vorgelagerten Verfahren zur Aufbereitung des carbonfaserhaltigen Aufgabeguts optimiert werden. Des Weiteren ist zu beachten, dass ein Teil der zugeführten Carbonfasern mit dem Ofengas ausgetragen wird und diese gemeinsam mit den Rohstoffstäuben abgeschieden, granuliert und extern verwertet werden. Der Carbonfasergehalt in dieser Fraktion lag bei den Messungen zwischen 0,2 und 0,6 Ma.-%. Auch in dieser Fraktion konnten in geringer Menge (< 0,2 ppm) Fasern mit WHO-Charakteristik nachgewiesen werden. Aus den Ergebnissen des Projekts kann abgeleitet werden, dass sowohl die gezielte Entsorgung von Carbonfasern als auch deren Eintrag mit anderen Abfällen in Siedlungs- und Sonderabfallverbrennungsanlagen zu vermeiden ist. Auch die Entsorgung in Zementofenanlagen sollte zumindest solange unterbleiben, bis in Langzeitversuchen nachgewiesen wurde, dass ein relevanter Eintrag von Fasern in das Produkt Klinker ausgeschlossen werden kann. Die rohstoffliche Verwertung von carbonfaserhaltigen Materialien im Elektroniederschachtofen der Calciumcarbidherstellung ist prinzipiell möglich, erfordert allerdings eine aufwändige Aufbereitung der Einsatzmaterialen. Vorher sind zudem weitergehende Untersuchungen zur Optimierung der CFK-Zugabe in den Ofen durchzuführen, um den Faseraustrag mit dem Ofengas zu reduzieren. Als unmittelbare Maßnahme sollten geeignete separate Erfassungswege und Sortier- bzw. Aufbereitungstechniken für carbonfaserhaltige Rest- und Abfallströme etabliert werden. Dies ist die Voraussetzung für eine gezielte Bewirtschaftung und in deren Folge eine umweltverträgliche Entsorgung von CFK. Darüber hinaus sind weitere Forschungsarbeiten zur Verwertung in bestehenden oder neu zu entwickelnden Hochtemperaturprozessen erforderlich. Quelle: Forschungsbericht
Die Firma AlzChem Trostberg GmbH beabsichtigt, auf ihrem Werksgelände am Standort Hart in 84579 Unterneukirchen, Fabrikstraße 2, in der Anlage zur Herstellung von Calciumcarbid Entstaubungsanlagen zusammen zu legen und diverse Komponenten zu erneuern. Die Kapazität von 200.000 t/a Calciumcarbid wird durch die geplante Maßnahme nicht berührt. Für das Vorhaben wurde beim Landratsamt Altötting eine immissionsschutzrechtliche Genehmigung nach § 16 Abs. 1 und 2 BImSchG i. V. m. §§ 1 Abs. 1, 2 Abs. 1 der 4. BImSchV und Nr. 4.1.16 des Anhangs 1 zur 4. BImSchV beantragt. Im Rahmen des Genehmigungsverfahrens wurde gemäß §§ 7, 9 UVPG i. V. m. Nr. 4.2 der Anlage 1 zum UVPG eine allgemeine Vorprüfung des Einzelfalls vorgenommen.
Das Projekt "Innenhochdruckumformen von Magnesiumrohren bei Erwärmung der Ausgangsteile über das Wirkmedium" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung durchgeführt. Angesichts knapper werdender Ressourcen und strengerer gesetzlicher Auflagen bezüglich der Schadstoffemission ist der Leichtbau vor allem im Automobilbau einer der wichtigsten Schwerpunkte der Produktentwicklung. Das Innenhochdruckumformen von Magnesiumhohlprofilen bietet in dieser Hinsicht durch die enge Verknüpfung von Strategien des Form- und Stoffleichtbaus bedeutsame Potentiale. Der Werkstoff Magnesium weist jedoch bei Raumtemperatur ein sehr geringes Umformvermögen auf. Untersuchungen zum Warmumformen von Magnesiumblechen haben gezeigt, dass sich das Umformvermögen von Magnesium bei höheren Temperaturen (250 Grad C) deutlich verbessert. Für die Anwendung des Innenhochdruckumformens von Rohren bei höheren Temperaturen zur Herstellung von Integralhohlformteilen aus Magnesiumlegierungen fehlen bislang die wissenschaftlich-technischen Grundlagen. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojektes soll eine Variante des Warm-Innenhochdruckumformens mit Erwärmung über das Wirkmedium, ergänzt durch eine Werkzeugerwärmung, in Wechselwirkung mit dem Werkstoff Magnesium grundlegend untersucht und darauf aufbauend für den Anwender aufbereitet werden. Mit dem Forschungsprojekt Innenhochdruckumformen von Magnesiumrohren bei Erwärmung der Ausgangsteile über das Wirkmedium sollen wesentliche Voraussetzungen für die industrielle Nutzung des Warm-Innenhochdruckumformens von Magnesiumrohren zur Herstellung extrem leichter Integralhohlformteile für den Automobilbau geschaffen werden.
8 - Chemische Erzeugnisse 81 Chemische Grundstoffe (ausgenommen Aluminiumoxid und - hydroxid) Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 811 Schwefelsäure 8110 Schwefelsäure (Oleum), Abfallschwefelsäure X X S 812 Ätznatron 8120 Ätznatron (Natriumhydroxid, fest), Ätznatronlauge (Natriumhydroxid) in Lösung, Natronlauge, Sodalauge A 813 Natriumcarbonat 8130 Natriumcarbonat (kohlensaures Natrium), Natron, Soda A 814 Calciumcarbid 8140 Calciumcarbid (Vorsicht: Bei Kontakt mit Wasser Explosionsgefahr!) X X S 819 Sonstige chemische Grundstoffe (ausgenommen Aluminiumoxid und -hydroxid) 8191 Acrylnitril, Alaune, Aluminiumfluorid, Äthylenoxid, verflüssigt, Bariumcarbonat, Bariumchlorid (Chlorbarium), Bariumnitrat, Bariumnitrit, Bariumsulfat, Bariumsulfid, Benzolkohlenwasserstoffderivate ( z. B. Äthylbenzol), Bleiglätte, Bleioxid, Bleiweiß (Bleicarbonat), Calciumhypochlorit (Chlorkalk), Caprolactam, Chlor, verflüssigt (Chlorlauge), Chlorbenzol, Chloressigsäure, Chlorkohlenwasserstoffe, nicht spezifiziert, Chlormethylglykol, Chloroform (Trichlormethan), Chlorothene, Chlorparaffin, Chromalaun, Chromlauge, Chromsulfat, Cumol, Cyanide (Cyansalz), Dimethyläther (Methyläther), Dichloräthylen, EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure), ETBE (Ethyl-tertButylether), Flusssäure, Glykole, nicht spezifiziert, Hexachloräthan, Hexamethylendiamin, Kaliumchlorat, Kaliumhypochloritlauge (Kalibleichlauge), Kaliumsilikat (Wasserglas), Kalkstickstoff (Calciumcyanamid), Kohlensäure, verdichtet, verflüssigt, Kresol, Mangansulfat, Melamin, Methylchlorid (Chlormethyl), Methylenchlorid, Monochlorbenzol, MTBE (Methyl-tertButylether), Natriumchlorat, Natriumfluorid, Natriumnitrit (salpetrigsaures Natrium), Natriumnitritlauge, Natriumsilikat (Wasserglas), Natriumsulfid (Schwefelnatrium), Natriumsulfit (schwefligsaures Natrium), Natronbleichlauge, NTA (Nitrilotriessigsäure), Perchloräthylen, Phenol, Phosphorsäure, Phtalsäureanhydrid, Retortenkohle, Ruß, Salpetersäure, -abfallsäure, Salzsäure, -abfallsäure, Schwefel, gereinigt, Schwefeldioxid, schwefelige Säure, Schwefelkohlenstoff, Styrol, Surfynol ( TMDD = 2,4,7,9-Tetramethyldec-5-in-4,7-diol), Tallöl, Tallölerzeugnisse, Terpentinöl, Tetrachlorbenzol, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Trichlorbenzol, Triphenylphosphin, Vinylchlorid, Waschrohstoffe, Zinkoxid, Zinksulfat X X S 8192 Aceton, Adipinsäure, Alkohol, rein (Weingeist), Aluminiumacetat (essigsaure Tonerde), Aluminiumformiat (ameisensaure Tonerde), Aluminiumsulfat (schwefelsaure Tonerde), Ameisensäure, Ammoniakgas (Salmiakgeist), Ammoniumchlorid (Salmiak), Ammonsalpeter (Ammoniumnitrat, salpetersaures Ammoniak), Ammoniumphosphat, Ammoniumphosphatlösung, Äthylacetat, Ätzkali (Kaliumhydroxid, Kalilauge), Branntwein (Spiritus), vergällt, Butanol, Butylacetat, Calciumchlorid (Chlorcalcium), Calciumformiat (ameisensaurer Kalk), Calciumnitrat (Kalksalpeter), Calciumphosphat, Calciumsulfat (Anhydrit, synthetisch), Citronensäure, Eisenoxid, Eisensulfat, Essigsäure, Essigsäureanhydrid, Fettalkohole, Glykole (Äthylenglykol, Butylenglykol, Propylenglykol), Glyzerin, Glyzerinlaugen, Glyzerinwasser, Harnstoff, künstlich (Carbamid), Holzessig, Isopropylalkohol (Isopropanol), Kaliumcarbonat (Pottasche), Kaliumnitrat, Kaliumsulfatlauge, Magnesiumcarbonat, Magnesiumsulfat (Bittersalz), Methanol (Holzgeist, Methylalkohol), Methylacetat, Natriumacetat, (essigsaures Natrium), Natriumbicarbonat (doppelkohlensaures Natrium), Natriumbisulfat (doppelschwefelsaures Natrium), Natriumformiat, Natriumnitrat (Natronsalpeter), Natriumphosphat, Propylacetat, Titandioxid (z. B. künstliches Rutil) X A 8193 Graphit, Graphitwaren, Silicium, Siliciumcarbid (Carborundum) A 8199 Sonstige chemische Grundstoffe und Gemische, nicht spezifiziert X X S 82 Aluminiumoxid und -hydroxid Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 820 Aluminiumoxid und -hydroxid 8201 Aluminiumoxid A 8202 Aluminiumhydroxid (Tonerdehydrat) A 83 Benzol, Teere u. ä. Destillationserzeugnisse Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 831 Benzol 8310 Benzol X X S 839 Peche, Teere, Teeröle u. ä. Destillationserzeugnisse 8391 Nitrobenzol, Benzolerzeugnisse, nicht spezifiziert X X S 8392 Öle und andere Erzeugnisse von Steinkohlenteer, z. B. Anthracen, Anthracenschlamm, Decalin, Naphthalin, raffiniert, Tetralin, Xylenol, Solventnaphtha, Toluol, Xylol (Ortho-, Meta- und Paraxylol und Mischungen davon) X X S 8393 Pech und Teerpech aus Steinkohlen- und anderen Mineralteeren, z. B. Braunkohlenteerpech, Holzteerpech, Mineralteerpech, Petroleumpech, Steinkohlenteerpech, Teerpech, Torfpech, Torfteerpech, Kreosot X X S 8394 Pech- und Teerkoks aus Steinkohlen- und anderen Mineralteeren, z. B. Braunkohlenteerkoks, Steinkohlenpechkoks, Steinkohlenteerkoks, Teerkoks X X S 8395 Gasreinigungsmasse X X S 8396 Steinkohlen-, Braunkohlen- und Torfteer, Holzteer, Holzteeröl, z. B. Imprägnieröl, Karbolineum, Kreosotöl, Mineralteer, Naphthalin, roh X X S 8399 Sonstige Destillationserzeugnisse, z. B. Rückstände von Braunkohlen- und Steinkohlenteerschweröl X X S 84 Zellstoff und Altpapier Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 841 Holzschliff und Zellstoff 8410 Holzstoff (Holzschliff), Holzzellulose, Zellulose, -abfälle X A 842 Altpapier und Papierabfälle 8420 Altpapier, Altpappe X A 89 Sonstige chemische Erzeugnisse ( einschl. Stärke) Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 891 Kunststoffe 8910 Kunstharze, Kunstharzleim, Mischpolimerisat aus Acrylnitril, aus Butadien, aus Styrol, Polyester, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid X X S 8911 Kunststoffabfälle, Kunststoffrohstoffe, nicht spezifiziert X X S 892 Farbstoffe, Farben und Gerbstoffe 8921 Farbstoffe, Farben, Lacke, z. B. Eisenoxid zur Herstellung von Farben, Emailmasse, Erdfarben, zubereitet, Lithopone, Mennige, Zinkoxid X X S 8922 Kitte X X S 8923 Gerbstoffe, Gerbstoffauszüge, Gerbstoffextrakte X X S 893 Pharmazeutische Erzeugnisse, ätherische Öle, Reinigungs- und Körperpflegemittel 8930 Apothekerwaren (Arzneimittel), pharmazeutische Erzeugnisse X X S 8931 Kosmetische Erzeugnisse, Reinigungsmittel, Seife, Waschmittel, Waschpulver X A 894 Munition und Sprengstoffe 8940 Munition und Sprengstoffe X X S 896 Sonstige chemische Erzeugnisse 8961 Abfälle von Chemiefäden, -fasern, -garnen, von Kunststoffen, auch geschäumt, auch thermoplastisch, nicht spezifiziert, Abfallmischsäuren aus Schwefel- und Salpetersäure, Elektrodenkohlenabfälle, -reste, Kohlenstoffstampfmasse X X S 8962 Abfälle und Rückstände der chemischen Industrie, der Glasindustrie, eisenoxidhaltig, Sulfitablauge X X S 8963 Sonstige chemische Grundstoffe, Härtemittel für Eisen, für Stahl, Entkalkungsmittel für die Lederbereitung, Härtergemische für Kunststoffe, Kabelwachs, Leime, Lösungsmittel, Pflanzenschutzmittel, nicht spezifiziert, radioaktive Stoffe, nicht spezifiziert, Weichmachergemische für Kunststoffe X X S 8969 Chemikalien, chemische Erzeugnisse, nicht spezifiziert X X S Stand: 01. Januar 2018
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