Innowacyjna metoda recyklingu surowcowego

Od kilku lat w hucie firmy Voestalpine w austriackim Linzu odbywa się innowacyjny na skalę europejską proces recyklingu surowcowego.

Zdaniem ekspertów ze stowarzyszenia PlasticsEurope stosowana tu technologa spalania odpadów z tworzyw sztucznych w piecach hutniczych modelowo wręcz wpisuje się w strategię oszczędzania surowców naturalnych w przyszłości.

Opisana technologia uruchomiona został jako projekt pilotażowy w 2003 r. Prowadzona w hucie produkcja żelaza odbywa się w piecu hutniczym o objętości 4000 m3. Tlenki żelaza podawane są od góry. W dolnej części pieca podawane są paletyzowane odpady z tworzyw sztucznych, a temperatura w tej części sięga nawet 2300 st. C. W tych warunkach materiał organiczny ulega gazyfikacji z wytworzeniem gazu syntezowego, zawierającego m.in. tlenek węgla. Gaz ten redukuje tlenki podczas ich wędrówki w dół pieca. Temperatura gazu syntezowego wynosi 900 - 1200 st. C, więc tym samym powstające żelazo jest w postaci stopionej. Ciekła surówka gromadzi się na dole pieca, skąd jest okresowo odbierana. Wydajność pieca hutniczego to 10 tys. ton dziennie.

Odpady z tworzyw sztucznych są w tej technologii w absolutnym centrum zainteresowania. Jeden z reaktorów procesu wielkopiecowego został zbudowany, aby możliwe było utylizowanie odpadów z tworzyw sztucznych przy jednoczesnej produkcji surówki żelaza, co umożliwiło jednocześnie oszczędności rzędu 150 tys. ton ropy naftowej rocznie. Zazwyczaj tlenek węgla jako czynnik redukujący otrzymywany jest zazwyczaj z ropy naftowej, węgla i koksu. Tymczasem te paliwa kopalne można zastąpić zużytymi tworzywami sztucznymi, efektywnie oszczędzając surowce naturalne.

W ramach technologii czynnik redukujący otrzymywany jest z odpadów z tworzyw sztucznych, pozyskiwanych ze zbieranych selektywnie odpadów opakowaniowych z gospodarstw domowych oraz z odpadów przemysłowych, a także z pozostałości po strzępieniu pojazdów wycofanych z eksploatacji lub ze zużytego sprzętu elektronicznego. Po wstępnej obróbce odpady są mieszane, a następnie odpowiednio aglomerowane i peletyzowane. Czynnik redukujący w formie pelet jest transportowany rurociągami do przesyłu na duże odległości i podawany do pieca hutniczego bezpośrednio poniżej strefy redukcji.

Huta Voestalpine dysponuje możliwością przerabiania rocznie 220 tys. ton odpadów z tworzyw sztucznych, co przyczynia się do oszczędzania zużycia ropy naftowej. Pierwsze próby, przeprowadzone dla ilości 30 tys. ton odpadów w formie pelet granulatu lub aglomeratu, okazały się zadowalające i projekt został rozszerzony do obecnego potencjału 220 tys. ton odpadów rocznie.

Do wyprodukowania 1 tys. ton surówki należy użyć ok. 370 ton koksu oraz 90 ton ropy naftowej, w zależności od składu rudy i rodzaju procesu technologicznego. Te 90 ton ropy naftowej można częściowo zastąpić poprzez wykorzystanie do 70 ton zużytych tworzyw sztucznych. Dla producenta stali oszczędności wynoszą obecnie ok. 150 tys. ton ropy naftowej rocznie.

Unieszkodliwianie tworzyw sztucznych poprzez ich zastosowanie jako czynnika redukującego w piecach hutniczych jest jedną z tych możliwości recyklingu, które w sposób efektywny oszczędzają zasoby ropy naftowej.

W tym przypadku główną korzyścią nie jest generowanie ciepła, jak to ma miejsce w przypadku bezpośredniego spalania, ale wytwarzanie surowców, jak tlenek węgla potrzebnych do przekształcania rudy żelaza w czysty metal. Dzięki temu technologa spalania odpadów z tworzyw sztucznych w piecach hutniczych wpisuje się w strategię oszczędzania surowców naturalnych w przyszłości.

Obecnie w wielu krajach europejskich odpady z tworzyw sztucznych ciągle jeszcze kierowane są na składowiska. Od kilku lat np. w Austrii czy w Niemczech, jest to już jednak zabronione na drodze legislacyjnej. Rozważane jest także wprowadzenie na terenie Unii Europejskiej zakazu składowania wysokokalorycznych odpadów, które powinny być wykorzystane jako surowiec wtórny lub energetyczny.

Opisana technologia daje asumpt do zadania pytania o to, która z różnych możliwości odzysku zużytych tworzyw sztucznych jest najbardziej właściwa.

Zdaniem ekspertów PlasticsEurope, recykling mechaniczny oznacza przetapianie i przekształcanie zużytych tworzyw sztucznych w regranulat i uważany jest często za najlepszą metodę. W rzeczywistości jednak jedynie 22 proc. odpadów pokonsumenckich kwalifikuje się do tego typu przetwarzania. Są to zatem odpady, które są dostępne w postaci czystych i wyselekcjonowanych strumieni, jak np. butelki PET po napojach czy duże folie.

Odzysk energii jest z kolei znacznie mniej doceniany, choć nie znajduje to faktycznego uzasadnienia. Jak argumentują przedstawiciele PlasticsEurope, w procesie tym odpady z tworzyw sztucznych utylizowane są w celu wytworzenia ciepła, pary wodnej lub elektryczności. Jeden kilogram odpadów z tworzyw sztucznych przedstawia taką samą wartość opałową jak litr paliwa. Dlatego odzysk energii to przede wszystkim korzystna opcja przetwarzania odpadów zmieszanych i zanieczyszczonych, do zastosowania wówczas, gdy sortowanie i czyszczenie jest zbyt kosztowne i energochłonne.

Recykling surowcowy, taki właśnie jak zaprezentowana tu gazyfikacja z wytworzeniem gazu syntezowego jako czynnika redukującego wykorzystywanego w piecu hutniczym, dobrze natomiast uzupełnia pozostałe możliwości recyklingu.