PVC-Recycling-Technologien - VinylPlus
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PVC-Recycling- Technologien
2
Inhalt Einleitung 4 PVC: Etabliert, nachhaltig, wiederverwertbar 6 Warum recyceln? 10 Rechtliche Fragen 16 Recovinyl: Sammeln und zertifizieren 20 PVC-Recyclingmethoden 22 Weitergehende Informationen 44 Glossar 45 Zukunftsweisende Recyclingtechnologien in der Übersicht 46
Einleitung
4
VinylPlus ist die freiwillige Selbstverpflichtung der europäischen PVC-Branche für eine ver-
stärkte nachhaltige Produktion und Anwendung des Kunststoffs PVC bis 2020. Eines von fünf
wichtigen Zielen ist das Kreislaufmanagement über den gesamten Lebenszyklus von PVC –
von der Herstellung bis zur Verwertung.
Im Bereich des Kreislaufmanagements ist die Ent- Diese Broschüre beschreibt die aktuelle Situation
wicklung und Förderung von innovativen Recyc- und die Möglichkeiten des PVC-Recyclings in Eu-
ling-Technologien eines der wichtigsten Elemente ropa sowie die Herausforderungen und Lösungs-
zur Verbesserung des PVC-Recyclings in Europa. ansätze, die mit einer Steigerung des Recyclings
verbunden sind.
Auf Grundlage von langjährigen Erfahrungen im
PVC-Recycling, auch aus der vorherigen Selbst- Im Fokus stehen vor allem zukunftsweisende
verpflichtung Vinyl 2010, werden Technologien PVC-Recycling-Technologien, die sich zur Lö-
stetig weiterentwickelt, um die Nachhaltigkeit von sung der Probleme von besonders schwer zu
PVC in der gesamten europäischen PVC-Branche verwertenden Abfallströmen anbieten.
weiter zu verbessern.
VinylPlus hat sich das ehrgeizige Ziel gesteckt,
bis 2020 jährlich 800.000 Tonnen recycelte PVC-
Abfälle zu registrieren. Bestandteil dieser Zielvor-
gabe ist ein Anteil von 100.000 Tonnen besonders
IN FÜR NACHHA
S TSE LT schwer zu recycelnder PVC-Abfälle. Der Einsatz
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K E von einer oder mehrerer der hier beschriebenen
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Technologien wird für das Erreichen dieses ehr-
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geizigen Ziels entscheidend sein.
Kreislauf- Chlororganische
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Management Emissionen
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http://www.vinylplus.eu/documents/35/59/Progress-Report-2015
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Verwendung von Energie- und
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Zusatzstoffen Klimastabilität
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VinylPlus auf den Punkt gebracht
5
PVC: Etabliert,
nachhaltig,
wiederverwertbar
6
PVC (Polyvinylchlorid) ist einer der weltweit am häufigsten eingesetzten Kunststoffe.
Er war eines der ersten Polymere im modernen Kunststoffzeitalter, das entdeckt wurde. Die
wirtschaftliche Nutzung des Polymers, das bereits im neunzehnten Jahrhundert erstmals
synthetisiert wurde, begann in den zwanziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts und
nahm in den 1950er Jahren einen rapiden Aufschwung.
Heute werden weltweit etwa 37 Millionen Tonnen PVC produziert, 5,5 Millionen davon in
Europa. Damit nimmt PVC in Europa den dritten Platz unter allen Kunststoffen ein.
Die europäische PVC-Industrie, von den Rohstoffherstellern bis zu Herstellern von Fertig-
produkten, beschäftigt etwa eine halbe Million Menschen in rund 21.000 Unternehmen,
vom großen Konzern bis hin zu kleinen Familienbetrieben.
Großes Anwendungsspektrum
Aufgrund seiner Vielseitigkeit wird PVC für sehr Andere Pasten-
unterschiedliche Anwendungen in der Industrie Beschichtete Gewebe: 3 %
Produkte: 2 % Andere Weich-PVC-Produkte
ohne Pasten: 5 %
und Technik sowie im täglichen Leben genutzt. In Bodenbeläge: 6 % Hart-PVC-Folien: 9 %
Europa werden gut zwei Drittel des produzierten
PVC im Bausektor verwendet, etwa für Kunst- Kabel: 7 % Hart-PVC-Platten: 2 %
stofffenster, Bauprofile sowie für Rohre und
Schläuche und
Bodenbeläge bis hin zu Kabelummantelungen, Weich-PVC-Profile: 3 %
Dach- und Dichtungsfolien und beschichtete
Weich-PVC-Folien: 5 %
Gewebe.
PVC (Polyvinylchlorid) ist einer der weltweit Andere Hart-PVC-Produkte
am häufigsten eingesetzten Kunststoffe. und Flaschen: 8 %
Rohre und Fittinge: 23 %
Weitere wichtige Anwendungsfelder sind: der
Verpackungsbereich mit Folien und Blistern, die
Automobilindustrie mit Außenprofilen, Kabeln und Hart-PVC-Profile: 27 %
Innenverkleidungen sowie Anwendungen in der
Möbelindustrie, für Freizeit- und Regenbekleidung
und Medizinprodukte.
PVC-Anwendungen
VinylPlus, 2011
7
Ein nachhaltiger Kunststoff
Nachhaltigkeit ist bereits in den Eigenschaften von Eine 2011 im Auftrag der Generaldirektion Um-
PVC angelegt. Es besteht aus Steinsalz (57 %), welt der Europäischen Kommission erstellte
das auf der Erde praktisch unbegrenzt vorhanden Studie kam zu dem Ergebnis, dass sich das Ab-
ist, und aus Öl oder Gas gewonnenen Kohlenwas- fallaufkommen aus Bau- und Abbrucharbeiten im
serstoffen (43 %). Damit ist es weit weniger vom Öl Jahr 2005 auf etwa 460 Millionen Tonnen belief.
abhängig mit entsprechend besserer CO2-Bilanz Kunststoffabfälle machten hier weniger als 2 %
als viele andere Kunststoffe. PVC wird für be- aus. Da sich der im Jahr 2008 verfügbare PVC-
sonders langlebige Anwendungen verwendet und Anteil in Europa auf weniger als 2,6 Millionen Ton-
trägt auch dadurch zur Schonung von Ressour- nen belief, stand dieser für weniger als 0,4 % des
cen und Energie bei. gesamten Abfalls aus Bau und Abbruch.
Nachhaltigkeit ist bereits in den In einer anderen Studie, die im Jahr 2000 von
Eigenschaften von PVC angelegt. Prognos veröffentlicht wurde, wird der PVC-Anteil
am gesamten Hausmüll auf unter 1 % geschätzt.
Und nicht zuletzt ist PVC wiederverwertbar. Die
europäische PVC-Branche hat sich mit Nach-
druck darum bemüht, das Sammeln von PVC-Ab-
fällen voranzutreiben und Recyclingtechnologien
zu optimieren. Mit dem Ziel, sowohl den Abfall als
auch den Energieverbrauch zu verringern und den
Recycling-Anteil in neuen Produkten zu erhöhen.
8
… mit nachhaltigen
Einsatzmöglichkeiten
PVC ist äußerst vielseitig. Im Vergleich zu anderen zur Erfüllung dieser grundlegenden Bedürfnisse
Werkstoffen können PVC-Rezepturen in Bezug beiträgt. Zudem weist es im Vergleich zu densel-
auf die Sicherheit und Effizienz von Endprodukten ben Produkten aus Glas und Metall eine deutlich
optimiert werden, ohne dabei die technische Leis- bessere CO2-Bilanz auf.
tungsfähigkeit zu beeinträchtigen.
Durch die guten Isoliereigenschaften tragen
Die gute Möglichkeit der PVC-Rezeptierung er- PVC-Produkte erheblich zur Verbesserung der
weist sich auch für das Recycling als besonders Energieeffizienz bei.
nützlich, da auch hier Recyclat-Eigenschaften und
Recycling-Prozesse beeinflusst werden können. Durch die guten Isoliereigenschaften tragen PVC-
Recycling erhöht die Nachhaltigkeit eines PVC- Produkte erheblich zur Verbesserung der Ener-
Produktes signifikant durch geringeren Energie- gieeffizienz bei. PVC-Fensterprofile erfüllen heute
verbrauch und niedrigere Emissionen. den Passivhaus-Standard und tragen so während
der Nutzung erheblich zur Energieeffizienz sowie
PVC trägt zur Sicherung und zum Komfort unseres zum Komfort in Wohn- und Gewerbegebäuden bei.
Lebensstils bei. Dabei verbessern PVC-Produkte
unser tägliches Leben, schützen natürliche Res- Die PVC-Branche ist sich des Nachhaltigkeits-
sourcen und tragen zu einer besseren Versorgung potentials ihres Werkstoffs bewusst und arbeitet
mit Trinkwasser und Lebensmitteln bei. Darüber systematisch daran, sicherzustellen, dass der
hinaus verbessern sie den Wohnkomfort, sichern Kunststoff auch in Zukunft seinen Stellenwert für
die Energieversorgung und bieten wichtige Un- eine nachhaltige Entwicklung behält und einen er-
terstützung im Gesundheitswesen. PVC ist ein heblichen Beitrag zu einer funktionierenden Kreis-
unverzichtbarer und langlebiger Werkstoff, der laufwirtschaft leistet.
9
Warum recyceln?
10Die Beteiligten der europäischen PVC-Wertschöpfungskette nehmen ihre Unterneh-
mensverantwortung sehr ernst und setzen sich seit Mitte der 1990er Jahre intensiv mit
dem Thema Nachhaltigkeit auseinander.
Das Recycling von PVC hat folgende Vorteile: Erfolgreiches Recycling
• PVC-Recycling ist etabliert – von allen Kunst- Die europäische PVC-Branche unterstützt das
stoffen hat es die längste Recycling-Historie; Recycling bereits seit vielen Jahren – sowohl in
der ersten Selbstverpflichtung Vinyl 2010 als auch
• Für PVC existiert ein gut entwickeltes werkstoff-
in der aktuellen VinylPlus-Initiative mit konkreten
liches Recycling;
Recyclingzielen. Dadurch wurden die Recycling-
• Wiederverwertbares PVC ist in großen Mengen Mengen schon erheblich gesteigert.
verfügbar;
• Die Verwendung von PVC-Recyclat trägt zur Das wesentliche Ziel von Vinyl 2010 bestand in
Umsetzung einer gesteigerten Ressourcen- der Erhöhung des Recyclings von nichtregulierten
effizienz bei und erlaubt die Einsparung von post-consumer PVC-Abfallströmen (bereits regu-
Rohstoffen; liert: Verpackungsabfälle, Elektro- und Elektronik-
schrott und Altautos). Daher stammte der Großteil
• Der Einsatz von PVC-Recyclat reduziert Emis- zu verwertender Abfälle aus Bau und Abbruch.
sionen bei der Herstellung von neuen Produk-
ten und vermindert die Deponierung. Vinyl 2010 war überaus erfolgreich und hat seine
Bei der Herstellung von PVC-Fensterprofilen mit eigene Zielvorgabe, bis 2010 jährlich 200.000 Ton-
einem Recyclinganteil von 70 % lassen sich im Ver- nen post-consumer PVC-Recycling zu registrieren,
gleich zur Herstellung von Fensterprofilen ohne Re- deutlich übertroffen.
cyclat – bis zu 50 % Energie, über 60 % Emissionen
in Luft und Wasser einsparen. 1
Da PVC ein thermoplastischer Kunststoff ist, lässt
er sich viele Male recyceln, ohne seine technischen
Eigenschaften zu verlieren.
Fensterprofilabfälle > Mehrfaches Recycling
Abhängig vom Produkt lässt sich PVC
bis zu acht Mal wiederverwerten, da
der Recyclingprozess keine mess-
baren Auswirkungen auf die Länge
der PVC-Molekülketten hat. Das
haben Laborversuche unter anderem
mit PVC-Rohren bewiesen.
1 11
www.pvcinfo.be/bestanden/Hermes%20Study%20-%20
PVC%20windows-English.pdfWoher stammt das
PVC-Recyclat?
VinylPlus hat sich eine neue Zielvorgabe ge- vereinbarten einheitlichen Definition für recyceltes
setzt: Bis zum Jahr 2020 soll eine Steigerung der PVC bereits bei 444.468 Tonnen. Die unten ab-
Menge auf 800.000 Tonnen pro Jahr registrier- gebildete Grafik zeigt die Ursprungsprodukte, die
tem PVC-Recycling realisiert werden. 2013 lag recycelt werden. Dies sind hauptsächlich Fenster-
die europaweit recycelte Menge gemäß einer neu und ähnliche Bauprofile.
Im Rahmen der Initiativen Vinyl 2010
und VinylPlus recyceltes PVC
450.000
400.000
350.000
300.000
Tonnen
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Kabel Weich-PVC-Anwendungen
(z. B. Dachbahnen und Gesamtmenge
Dichtungsfolien, Bodenbeläge 2013
und beschichtete Gewebe)
444.468
Hart-PVC-Folien
Rohre und Fittinge Fensterprofile
recycelte Tonnen
und ähnliche Produkte
12Auch Rohre und Fittinge, Kabel und Weich-PVC-
Anwendungen, wie etwa Dachbahnen, Dichtungs-
Rohrleitungsabfälle
folien, Bodenbeläge und beschichtete Gewebe,
tragen zu einem Großteil der Recycling-Menge bei.
Hart-PVC-Folienverbunde aus der Industrie (post
industrial) trugen mit 5.620 Tonnen in 2012 zum
Gesamtergebnis bei.
Schätzungen gehen davon aus, dass in 2020
erhebliche PVC-Abfallmengen vorhanden sein
werden. Davon werden 2,9 Millionen Tonnen als
verfügbare Abfälle definiert (siehe Seite 15), wobei
der Anteil der verfügbaren Abfälle aus dem Be-
reich Bauanwendungen auf über 1,1 Millionen
Tonnen beziffert wird.
Das Recycling-Ziel von 800.000 Tonnen für 2020
ist eine echte Herausforderung. Teil des Gesamt-
ziels ist die Technologie-Entwicklung und die Ver-
wertung von jährlich 100.000 Tonnen schwer zu
recycelnder PVC-Produkte wie zum Beispiel Ver-
bunde und Materialien aus vermischten Abfällen.
> Immer mehr
Die verfügbare Gesamtmenge an PVC- Recyclinganlagen
Abfällen aus dem Bausektor beläuft sich auf Es gibt heute in Europa über 100
1,1 Millionen Tonnen. Anlagen, in denen PVC-Rohre,
Fensterprofile, Bodenbeläge,
beschichtete Gewebe und Dich-
Es wird immer wichtiger, schwer zu erfassende
tungsfolien recycelt werden.
Abfallströme zu erschließen, da leicht erfassbare
Die europäische PVC-Branche
Abfallströme zukünftig durch etabliertes werk-
fördert die Entwicklung.
stoffliches Recycling bereits ausgeschöpft sein
werden. Ein Großteil der Abfälle in diesen Ab-
fallströmen sind komplexe Produkte, für die ver-
besserte Recycling-Technologien zur Herstellung
neuer Produkte entwickelt werden müssen.
Gemischtes Hart-PVC-Recyclat
13Entsorgungswege
Für die Entsorgung von PVC stehen gegenwärtig
folgende Möglichkeiten zur Verfügung:
• Deponierung – PVC-Produkte, die auf Depo-
nien entsorgt werden, stellen auch langfristig
keine Gefahr für die menschliche Gesundheit
oder die Umwelt dar. Allerdings ist die Depo-
nierung aus Sicht einer nachhaltigen Entwick-
lung inakzeptabel, da wertvolle Ressourcen
verloren gehen. Viele Länder haben bereits
die Deponierung von unbehandelten Abfällen
verboten (z. B. Deutschland) oder planen ein
solches Verbot.
• Energetische Verwertung – PVC hat einen
Heizwert von etwa 19 Megajoule pro Kilo-
gramm (MJ / kg). Dies entspricht dem Heiz-
wert von Braunkohle und liegt erheblich über
dem Durchschnittswert für Hausmüll (11 MJ /
kg), der zur Stromerzeugung genutzt wird.
Daher kann es einen sinnvollen Beitrag zur
Stromerzeugung durch energetische Verwer-
tung von Abfällen bieten.
• Werkstoffliches Recycling – Diese Art
des Recyclings wird bereits seit Jahrzehnten
in der PVC-Herstellung und -Verarbeitung ge-
nutzt. Ein Großteil dieser unvermischten Abfälle
werden in der Produktion direkt wieder einge-
setzt (industrial und post-industrial). Darüber
hinaus hat die PVC-Branche verschiedene
Initiativen ins Leben gerufen, in denen post-
consumer PVC-Abfälle werkstofflich recycelt
werden und am Markt etabliert sind.
> Definition von recyceltem PVC
Es gab bisher Abweichungen in der Verwendung des Begriffs „recyceltes PVC“ durch die verschie-
denen Bereiche der Branche. Im Rahmen von VinylPlus wurde eine aktualisierte Definition vereinbart,
die wie folgt lautet: „Recyceltes PVC bezeichnet weggeworfene PVC-Produkte oder -Halbzeuge im
Abfallstrom, die diesem zur Nutzung für eine Neuproduktion entnommen werden. Hierzu gehören auch
Verarbeitungsabfälle, die nicht weiter verwendet werden können.“
14> Weitere Definitionen
• Abfall-Gesamtmenge bezeichnet die PVC- • Erfassbarer Abfall bezeichnet PVC-Abfälle,
Abfälle aller Branchen, deren Nutzungsdauer die zum Recycling zurückgenommen, sortiert
abgelaufen ist. Hierzu gehören auch Indus- und transportiert werden können. Bestimmte
trieabfälle (industrial, post-industrial, post-con- Abfälle, deren Rücknahme oder Recycling aus
sumer). wirtschaftlichen oder technischen Gründen
unmöglich ist, gehören nicht dazu. Es handelt
• Verfügbarer Abfall bezeichnet PVC-Abfälle, sich hierbei um einen variablen Anteil, dessen
die theoretisch aus dem Abfallstrom entnom- Größe vom eingesetzten Recyclingsystem ab-
men werden könnten. „Nicht verfügbare“ Ab- hängig ist.
fälle, wie zum Beispiel Rohrleitungen, die in
der Erde verbleiben und so nicht in den Abfall-
strom gelangen, gehören nicht dazu.
Nicht verfügbar = in den Abfallströmen nicht enthalten
(z. B. Rohrleitungen, die im Boden verbleiben)
Nicht erfassbar (abhängig vom eingesetzten
Recyclingsystem) plus Machbarkeitsbedingung
Verfügbarer Abfall
Abfall-Gesamtmenge
(PVC)
Erfassbarer Abfall
15Rechtliche Fragen
16Zum Schutz der Umwelt hat die Europäische Komission in einem Grünbuch die Forderung
formuliert, die Verbrennung und Deponierung von Kunststoffabfällen zu beschränken. Das
Recycling wird als bevorzugte Option beschrieben. Fragen zu früher verwendeten Zusatz-
stoffen in langlebigen Anwendungen müssen noch geklärt werden.
Rechtlicher Rahmen
Die Abfallrahmenrichtlinie (2008/98/EG) war aus Vermeidung
rechtlicher Sicht der wichtigste Schritt zur Ver-
zur
besserung der Nachhaltigkeit in der EU. Weitere Vorbereitung dung
Wiederve rw en
europäische Richtlinien wie etwa zu Altfahrzeu-
gen (ELV) und Elektro- und Elektronikaltgeräten
(WEEE) betreffen nur bestimmte Branchen und die Recycling
von ihnen verwendeten „regulierten“ Wertstoffe.
Andere
Verwertung
Außerdem schränken viele Mitgliedstaaten der Eu-
ropäischen Union die Deponierung von Kunststoff- Deponierung
abfällen über die nationale Gesetzgebung ein.
Abfallhierarchie gemäß
der Abfallrichtlinie
Früher verwendete
Zusatzstoffe
Früher verwendete Zusatzstoffe sind Substanzen, mischem Abbau sowie Pigmente zur Farbgebung.
deren Verwendung in PVC-Produkten eingestellt Die PVC-Branche verzichtet bereits vollständig auf
wird oder wurde, die jedoch in recyceltem PVC den Einsatz von Kadmium bei der Herstellung von
aus langlebigen Anwendungen enthalten sind neuen PVC-Produkten aus Neuware. Sie arbeitet
und unter damaligem Rechtsrahmen verwendet daran, bis Ende 2015 für bleihaltige Stabilisatoren
wurden. Darunter fallen einige Stabilisatoren und genau so zu verfahren.
Weichmacher, die heute rechtlichen Beschränkun-
gen unterliegen. Zu den alternativen Stabilisatoren gehören vor
allem Rezepturen auf Kalziumbasis. PVC-Com-
In der Vergangenheit wurden bei der PVC-Ver- pounds, die diese Stabilisatoren enthalten, ma-
arbeitung auch geringe Mengen an schwer- chen bereits weit über die Hälfte des europäischen
metallhaltigen Zusatzstoffen (Blei und Kadmium) Marktvolumens aus.
eingesetzt: Stabilisatoren zum Schutz vor ther-
17Zu den Weichmachern gehören auch niedermole- behörden an einer Lösung dieses Problems. Die
kulare Phthalate, die einer REACH-Beschränkung Industrie ersetzt die betroffenen Phthalate und an-
unterliegen. VinylPlus arbeitet gemeinsam mit dere Phthalate, deren Einsatz in Babyartikeln und
der gesamten Branche und den Regulierungs- Kleinkindspielzeug beschränkt ist.
> Können früher verwendete Zusatzstoffe
aus PVC-Produkten migrieren?
Unabhängige Studien haben gezeigt, dass aus Produkten wie etwa Rohren und Profilen, die im Rah-
men der Bestrebungen der Industrie nach Nachhaltigkeit unter Verwendung von Recyklaten hergestellt
werden, keine früher verwendeten Zusatzstoffe austreten. Diese Zusatzstoffe sind fest in die PVC-
Polymerstruktur eingebettet.
18
18Probleme des Recyclings
PVC-Abfälle und Recyclate können Kadmium ent- erfolgen. Um die PVC-Recyclingbetriebe bei
halten. Die Vermarktung von kadmiumhaltigen der Einhaltung der Vorgaben der europäischen
Kunststoffen wird durch einen Zusatz (Verordnung REACH-Verordnung zu unterstützen, wurde eine
494/2011 vom 20. Mai 2011) zu Anhang XVII der Online-Datenbank entwickelt, in der alle Kunst-
REACH-Verordnung beschränkt. Dieser Zusatz stoffe und ihre zulässigen Anwendungen aufge-
erlaubt für feste Bauprodukte einen erhöhten Kad- führt sind.
miumgehalt, wenn dieses Kadmium aus Recyclat
stammt. Dieses Werkzeug bietet Recyclingbetrieben die
Möglichkeit, die erforderlichen „Sicherheitsdaten-
Die Branche arbeitet gemeinsam mit den Regu- blätter für Recyclingbetriebe“ (www.sdsrtool.com)
lierungsbehörden an Lösungen, die sicherstel- abzurufen und weitere publizierte Leitfäden zu
len sollen, dass Recycling-Aktivitäten nachhaltig Rate zu ziehen.
und unter Einhaltung der rechtlichen Vorgaben
> Wie zuverlässig sind
PVC-Recyklate?
Die Industrie sorgt dafür, dass Produkte
aus Recyklat in Hinsicht auf ihre Qualität
und Beständigkeit gleichwertig sind mit
Produkten aus PVC-Neuware. Rohrleitun-
gen und Profile aus Recyklat lassen sich
mehr als acht Mal recyceln. Damit ist PVC
ein sehr nachhaltiger Werkstoff mit einer
Lebensdauer von hunderten von Jahren.
Recyclat aus
Schwimmbadfolien
19Recovinyl: Sammeln
und zertifizieren
20Recovinyl wurde 2013 auf Initiative der europäischen PVC-Branche gegründet, mit dem
Ziel, das Sammeln und das Recycling von PVC-Abfällen im Rahmen der freiwilligen Selbst-
verpflichtung – ursprünglich Vinyl 2010 und jetzt VinylPlus – zu fördern.
Im Laufe der Jahre hat die Organisation Recovi- Nachdem heute bereits signifikante Mengen an
nyl alle ihre Ziele verwirklicht, ein Erfolg, der sich PVC recycelt werden, befasst sich Recovinyl in
insbesondere in der enormen Zunahme des Recy- seiner neuen Strategie mit der Konsolidierung
clings in ganz Europa ausdrückt. 2011 passte die und Steigerung von Recyclat-Strömen aus post-
PVC-Branche die Rolle von Recovinyl im Rahmen industrial und post-consumer Abfällen durch Stei-
des neuen VinylPlus-Programms an. gerung der Nachfrage nach Recyclaten von Seiten
der Verarbeiter. Diese Strategie ist unter dem
Recovinyl befasst sich heute nicht mehr nur mit Namen „Pull-Marketing-Konzept“ bekannt.
einer jährlichen Steigerung des PVC-Recyclings.
Der Auftrag von Recovinyl ist heute auch die Recovinyl kooperiert partnerschaftlich mit Ver-
Steigerung der Ressourceneffizienz in der PVC- brauchern, dem Handel, mit Gemeinden, Abfall-
Branche auf Basis einer vertrauensvollen Zusam- entsorgungsunternehmen, Recycling- und Verar-
menarbeit von PVC-Recyclern und Verarbeitern beitungsunternehmen wie auch der Europäischen
durch die Schaffung eines Zertifizierungssystems Kommission und nationalen und lokalen Behörden.
für PVC-Recyclate. Ziel ist die Zertifizierung von Unternehmen, die
PVC-Abfälle recyceln und von zugelassenen Ver-
Recovinyl engagiert sich jetzt auch für eine arbeitungsunternehmen, die Recyclate kaufen, aus
Optimierung der Ressourceneffizienz in der denen sich neue Produkte und Anwendungen her-
PVC-Branche durch Vernetzung von Recycling- stellen lassen.
und Verarbeitungsunternehmen.
Von den in 2012 erfassten 362.076 Tonnen an
Ziel von Recovinyl ist es, durch Zertifizierung und PVC-Recyclat, wurde der weitaus größte Teil
Förderung den Einsatz von 800.000 Tonnen PVC- (354.173 Tonnen) von Recovinyl unter Nutzung
Recyclat bis 2020 zu erreichen – ein wesentliches eines neuen Buchhaltungssystems registriert und
Ziel der freiwilligen Selbstverpflichtung VinylPlus. zertifiziert.
Umwandlung
Rückgewinnung
PVC-Abfälle > Sammlung > Sortierung > und Aufbereitung
> Recycling > zu neuen PVC-
Anwendungen
ABFALLSTROM RECYCLINGVERFAHREN PRODUKTION
Das Recovinyl-Verfahren
21PVC-Recycling-
methoden
22Zusammenfassung
Für das Recycling von Kunststoffabfällen stehen wirtschaftlichen oder ökologischen Gründen nicht
zur Zeit zwei verschiedene Optionen zur Auswahl: für ein werkstoffliches und rohstoffliches Recycling
Werkstoffliches und rohstoffliches Recycling. eignen, können energetisch verwertet werden.
Das werkstoffliche Recycling wird vorzugsweise
für sortenreine oder vorsortierte PVC-Abfälle an- Eine Reihe verschiedener Recyclingmethoden sind
gewandt und die Polymer-Struktur bleibt un- in Europa bereits etabliert, während sich andere
verändert. Beim rohstofflichen Recycling werden noch in der Entwicklungsphase befinden.
hauptsächlich verschmutzte Mischkunststoffe
oder Verbundwerkstoffe, die nicht werkstofflich zu
verwerten sind, thermisch aufbereitet. Werkstoffliches Recycling
Das werkstoffliche Recycling lässt sich unter an-
Das werkstoffliche Recycling wird in Europa be-
derem auf vier verschiedene Weisen optimieren.
reits seit Jahrzehnten angewendet. Dabei handelt
es sich sowohl um etablierte Standard-Verfahren • Durch verbesserte Trennverfahren, erprobt
als auch um spezielle Verfahren. Bei den Stan- durch NeidHardt Recycling (S. 28) (Aluminium-
dard-Technologien werden die verschiedenen Be- PVC-Verbundstoffe), R-Inversatech (S. 30)
standteile des Abfallstroms unmittelbar sortiert und (Hochgeschwindigkeits-Schlagtechnik), Jutta
zerkleinert, während bei den speziellen Technolo- Hoser (S. 30) (Produktion von Gewächshaus-
gien diesen Schritten eine Vorbehandlung voraus- Matten aus Folien und beschichteten Gewe-
geht, die sicherstellen soll, dass alle Fremdstoffe ben), Caretta (S. 31) (Zerkleinerung und
aus komplexen oder verunreinigten Abfallströmen Granu-lierung) und Texyloop® (S. 31), ein
entfernt werden. In beiden Fällen gewährleisten die Verfahren zur Trennung von Verunreinigungen
hervorragenden Polymereigenschaften von PVC sowie der Trennung von Polyesterfasern im
wiederholtes Recycling ohne Reduzierung seiner Lösemittelverfahren.
technische Leistungsfähigkeit.
• Durch eine verbesserte Behandlung von ge-
Beim rohstofflichen Recycling wird der in den PVC- mischten PVC-Abfällen (etabliertes werkstoff-
Abfällen enthaltene Kohlenstoff entzogen. Diese liches Recycling mit besonderen Merkmalen).
Methode kommt vor allem bei Abfällen zum Ein- Zu den untersuchten Verfahren gehören die
satz, die für ein werkstoffliches Recycling zu kom- kryogene Vermahlung in der Recyclinganlage
plex sind (z. B. Verbundwerkstoffe). Der Kohlenstoff der AgPR (S. 32) in Deutschland und die der
wird anschließend als Rohstoff zur Produktion von Rubber Research Elastomerics, bei der
Chemikalien verwendet. Bei diesen Prozessen fällt PVC-Abfälle mit zerkleinerten Altreifen vermis-
auch Salzsäure an, die manchmal wiederverwen- cht werden (S. 32).
det oder zu Kalziumchlorid umgewandelt wird. Das • Die Kombination von PVC-Recyclaten mit an-
rohstoffliche Recycling umfasst drei Prozessarten: deren Materialien wie Leichtbeton (S. 33) und
Vergasung, Pyrolyse und Dehydrochlorierung. Holz-PVC-Verbundwerkstoffen (S. 33).
Durch die zunehmende Komplexität der Abfall- • Das verbesserte Recycling von komplexen Ab-
ströme müssen beide Methoden stets innovativ fallströmen, wozu das Verfahren VinyLoop von
sein, um sich den ändernden Anforderungen der Solvay (S. 34) gehört (Auflösen, filtern und ab-
Nachhaltigkeit anzupassen. Abfälle, die sich aus scheiden von Verunreinigungen).
23Rohstoffliches Energetische Verwertung mit
Recycling rohstofflichem Recycling
Zwei der drei wichtigsten rohstofflichen Recycling- Bei der Verbrennung werden Chlorwasserstoffe
verfahren werden unter Berücksichtigung neuer und Salze aus Teilen des Abfallstroms gewonnen.
Technologien diskutiert. Dow / BSL (S. 41) setzt seit 1999 einen Dreh-
rohrofen zur Gewinnung von Chlorwasserstoffen
• Sumitomo Metals (S. 36), Ecoloop (S. 37) und Energie aus PVC-Abfällen, verunreinigten
und das Ebara-Verfahren (S. 38) setzen Ölen, Klärschlämmen und festen Sonderabfällen,
jeweils auf die Vergasung, eine Hochtempera- die chlorierte Substanzen enthalten, ein.
turreaktion unter reduzierter Zuführung von
Luft, Sauerstoff und Dampf, bei der PVC zu Die MVR (S. 42) in Hamburg ist zur Abscheidung
Synthesegasen und Kohlendioxid umgewan- von Chlorwasserstoffen aus jährlich 320.000 Ton-
delt wird. Mit diesem Ziel setzt Sumitomo Tech- nen Abfall in Form einer 30-prozentigen Salzsäure
nologien aus der Eisen- und Stahlproduktion ausgelegt, die in ihrer Reinheit den Anforderungen
zur Erzeugung von hochenergetischen Synthe- der Chemieindustrie entspricht.
segasströmen ein. Die deutsche Ecoloop setzt
Synthesegase zur Kalkproduktion ein, und im HALOSEP® (S. 42) und SOLVAir® (S. 42) er-
Ebara-Verfahren werden feste Reststoffe in eine möglichen dagegen die Rückgewinnung von
stabile Granulatschlacke umgewandelt, die sich Salzen. Im ersten Verfahren lassen sich Kalzium-
weiter verwerten lässt. Chlorid-Lösungen gewinnen, durch deren Extrak-
tion die zu deponierende Abfallmenge reduziert
• Die Dehydrochlorierung kann in Wasser (Redop, wird, während im zweiten Verfahren Natriumhy-
Alzchem) oder in ionischen Flüssigkeiten (KU drogencarbonat aus den Neutralisationsgasen der
Leuven) erfolgen. Im Redop-Prozess (S. 39) Verbrennung extrahiert und wiederverwertet wird
wird das hierbei erzeugte Produkt gemeinsam und dadurch eine Reduzierung der Rückstände
mit Kohle in einen Hochofen injiziert, in dem ermöglicht.
aus Erz Roheisen produziert wird. Auf Dehy-
drochlorierung in Wasser setzt auch Alzchem
Die folgenden Seiten beschreiben die hier aufge-
(S. 40) mit einer Technik, die darauf abzielt,
führten Technologien im Detail und erklären deren
mit einem vorgeschalteten Extruder den Kunst-
Funktionsweise und Stärken sowie mögliche
stoffabfällen möglichst viel Chlor zu entziehen,
Schwächen.
bevor diese in das Reaktionsgefäß eingebracht
werden. In einem von der belgischen Univer-
sität KU Leuven (S. 40) untersuchten Pro-
zess erfolgt die Dehydrochlorierung dagegen
in einer ionischen Flüssigkeit. Hierdurch lassen
sich Chlorwasserstoffe extrahieren und die Bil-
dung von Salzen vermeiden.
24
24PVC-Recycling: Welche Verfahren
stehen zur Auswahl?
Unter einem zunehmenden regulierungsrechtlichen Druck zur deutlichen Reduzierung von
Kunststoffabfällen auf Deponien und dem offensichtlichen Interesse der Industrie an der
Umsetzung von Nachhaltigkeitsstrategien nimmt die Bedeutung verbesserter PVC-Recyc-
ling-Technologien zu. Für das Recycling von PVC-Abfällen stehen zwei maßgebliche Ver-
fahren zur Auswahl: Werkstoffliches Recycling und rohstoffliches Recycling.
Werkstoffliches Recycling
Zum werkstofflichen Recycling gehören Verfahren, trennt werden. Dabei entsteht ein PVC-Recylat in
bei denen die Polymerketten nicht aufgebrochen Form von Mahlgut oder Granulat, das zur Herstel-
werden. Diese Methode eignet sich für vorsortierte lung neuer Produkte genutzt werden kann.
und homogene Abfallströme. Die werkstofflichen
Recyclingverfahren werden wiederum in zwei Un- Zu den speziellen Technologien gehören Pro-
terkategorien aufgeteilt: Konventionelle und spe- zesse, bei denen in vielen Fällen weitere Aufbe-
zielle Technologien. reitungsschritte der Abfallströme erfolgen, um PVC
aus schwierig zu behandelnden oder komplexen
Bei den konventionellen Technologien handelt Abfallströmen abzutrennen. Dazu zählt auch der
es sich um seit langem etablierte Verfahren, bei Einsatz von Lösemitteln. Ein Beispiel hierfür ist der
denen die Bestandteile der Abfallströme üblich- VinyLoop®-Prozess (ausführlichere Informationen
erweise sortiert, zerkleinert und voneinander ge- hierzu auf den Seiten 33–34).
1 2 3
Anlieferung und Verwiegung Zerkleinerung Metallabscheidung
6 5 4
PVC, Glas, Metall Granulierung Trennung von Glas,
und Gummi Metall, Gummi und PVC
Recycling von PVC-Fenstern
25> Vorteile des werkstofflichen Recyclings
Für Abfallströme, die ausschließlich aus einer Abfallart oder einem PVC-Produktsegment
bestehen, ist das werkstoffliche Recycling die einfachste und sinnvollste Lösung. Diese Me-
thode besteht im Wesentlichen aus dem Zerkleinern von Abfallstoffen zu einem Mahlgut oder Granu-
lat, das im Anschluss zur Herstellung von neuen PVC-Produkten genutzt werden kann.
Dank der thermoplastischen Eigenschaften von PVC lässt sich der Werkstoff wiederholt aufschmel-
zen und zu neuen Produkten formen, ohne dabei seine technische Leistungsfähigkeit zu verlieren. Je
nach der Art des ursprünglichen Abfalls kann eine Vor- oder Nachbehandlung erforderlich sein, um
Verunreinigungen zu entfernen.
> Zunehmend komplexere Abfallströme
Auch komplexere Abfallströme, die sich aus unterschiedlichen Materialien zusammensetzen, sollen für
das Recycling genutzt werden. Hierzu müssen Aufbereitungsprozesse und Recycling-Technologien
weiter entwickelt werden.
VinylPlus untersucht zur Zeit eine Reihe von Entwicklungen, mit denen sich das konventionelle werk-
stoffliche Recycling auf die genannten Abfallströme ausweiten lässt. Hierzu gehören:
• Neuartige oder verbesserte Methoden zur Abfallerfassung und -trennung, wie etwa:
– Schwimm-/Sink-Verfahren, nutzen die unterschiedlichen Dichten von Materialien und Trenn-
flüssigkeiten zur Separation;
– Vergleichbare Verfahren, bei denen Kräfte in Zentrifugen und Hydrozyklonen zur Trennung genutzt
werden;
– Schaum-Flotations-Verfahren, hierbei findet die Trennung von Stoffen über Schaum und Flüssig-
keit statt;
– Elektrostatische Trennung nach Koronaaufladung oder reibungselektrischer Aufladung;
– Optische Identifizierung durch mittleres Infrarot, nahes Infrarot, Fourier-Transformations-Infrarot,
Ultraviolett oder verschiedene Laser- und Röntgenidentifikationsverfahren, die vor einer mecha-
nischen oder pneumatischen Trennung zum Einsatz kommen.
• Konventionelles werkstoffliches Recycling mit besonderen Merkmalen.
• Kombination von verwertetem PVC mit anderen Materialien.
Kurzbeschreibungen einiger vielversprechender Technologien finden Sie in dieser Broschüre ab S. 28.
PVC-Fenster
Recycling
PVC-Fensterprofile sind
vollständig wiederverwertbar.
Die Recyclate sind dabei
Bestandteil des Kreislaufs.
26Rohstoffliches Recycling
Das rohstoffliche Recycling bietet sich eher für Der Kohlenwasserstoffanteil des PVC lässt sich
unsortierte Kunststoffmischungen und Abfall- zur Erzeugung von Synthesegas (einer Mischung
ströme mit Verbundstoffen an. Bei diesen Ver- aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid) einsetzen,
fahren wird der PVC-Abfallstrom üblicherweise welches als Rohstoff in der chemischen Industrie
thermisch behandelt, um Chlorwasserstoff zu ge- verwendet wird.
winnen, der dann wiederum zur PVC-Herstellung
oder in anderen Prozessen genutzt werden kann.
Recycling von PVC-Dachbahnen
Anlieferung von
ausgedienten
Dachbahnen an eine
Sammelstelle
Spedition
Lagerung in der Transport Recycling
Sammelstelle
27Recyclingmethoden und -technologien
Gegenwärtig stehen verschiedene PVC-Recyclingmethoden und -technologien zur Verfü-
gung, während sich andere noch in der Entwicklung befinden. VinylPlus konzentriert sich
auf jene Methoden, die über das Potential verfügen, gemischte und schwer zu verwertende
PVC-Abfälle auf wirtschaftliche und nachhaltige Weise zu nutzen.
Werkstoffliches Recycling
Das vorrangige Ziel von VinylPlus ist die Förderung folgenden Zielen:
des werkstofflichen Recyclings unter Berücksich- • Bessere Sortierung der Abfälle;
tigung der Qualität des gesammelten Abfalls und • Bessere Behandlung von gemischten
der Anforderungen der Verarbeitungsverfahren Kunststoffabfällen;
sowie der Endprodukte. Unter dieser Maßgabe • Bessere Behandlung von Verbundwerkstoffen;
werden in ganz Europa neue Verfahren ent- • Verbessertes Recycling von komplexen
wickelt und bestehende Verfahren optimiert, mit Abfallströmen.
Neuartige oder verbesserte
Abfallsortierung
Durch diese verbesserten Trennverfahren lassen
sich gemischte oder schwer zu verwertende Ab-
fallströme so aufteilen, dass sie für das konven-
tionelle werkstoffliche Recycling genutzt werden
können.
> Neidhardt Recycling GmbH
Das Ausgangsmaterial ist hier eine PVC-Alumi- Kugeln, während die PVC-Folien flach bleiben. Die
nium-Verbundfolie, die für Blisterverpackungen getrennten Materialien werden anschließend über
genutzt wird. Die reine Verbundfolie wird in Stücke vier verschiedene Siebe geführt und in folgende
von 20 mm zerkleinert. Dieses Shredder-Material Fraktionen getrennt: < 0,5 mm, 0,5 – 0,7 mm und
wird anschließend über ein Förderband in eine 0,7 – 1,0 mm. Aluminium und PVC werden an-
Zentrifuge dosiert, wo es in einem Luftstrom schließend elektrostatisch voneinander getrennt.
zwischen Rotor und Stator durch die hohe Rota- Die PVC-Fraktion wird bei der Herstellung von
tionsgeschwindigkeit zur Trennung (Delamination) Rohren und Abstandsprofilen wieder eingesetzt,
von Alumnium und PVC kommt. Während dieses während das Aluminium u. a. als Rohstoff in
Prozesses verformen sich die Aluminiumfolien zu Gießereien verwendet wird.
28RESULT Aufbereitungsverfahren
Eingangsmaterial STAUBABSAUGUNG
Schredder Materialfluss
Gefilterte
GRANULATOR reine Luft
Materialfluss
Trichter Trichter
Staubluft
Staub
Schneidgerät Reine Luft
Schwingförderer
Schwergutfalle | Außenluft
Schwere Teile
Desintegration
Gefilterte
reine Luft
Beschleuniger
Abscheidung | Schneidgerät
Staub
ZYKLONABSCHEIDER Gefilterte
reine Luft
Kreislauffilter
Staub
Gefilterte
reine Luft
Separiertisch
Staub
Elektrostatischer
Abscheider AUSGABEFRAKTION
RESULT Trennverfahren
29Kühlwasser-
mantel Schlagwerk
Schlagwerk Innenrotor
Gittersieb
> R-Inversatech
Bei diesem Verfahren aus Japan werden
Einlauf
PVC-Abfälle wie beschichtete Gewebe-
planen mit Hilfe einer Hochgeschwin-
Außen-
gehäuse Schlauchfilter digkeitsschlagmühle in Weich-PVC- und
Kühlwasser- Gebläse Faser-Fraktionen getrennt. Die Fasern
zufluss
können als Dämmstoffe wiederverwen-
Innenrotor Abgasventil Absaugung durch
Siebmaschen det werden. Das PVC-Recyclat kann zur
Herstellung unterschiedlicher Weich-PVC-
Produkte eingesetzt werden.
Recyceltes PVC Recycelte Fasern PVC Fasern
Elektronenmikroskopaufnahmen
R-Inversatech-
Hochgeschwindigkeits-
Schlagmühle
> Jutta Hoser
Jutta Hoser stellt aus recycelten PVC-Verbund- werden, sodass eine saubere Arbeitsfläche
folien, Weich-PVC-Folien und beschichteten zurückbleibt. Durch ihre dämmende Wirkung
Geweben Gewächshaus-Matten her. Die Matten werden die Pflanzen bis zu einem gewissen Grad
verfügen über Drainagelöcher, sodass die Pflan- vor Frost geschützt. Die Bodenmatten können von
zen von unten bewässert werden können. Im kleineren Arbeitsgeräten befahren werden und las-
Anschluss kann das Wasser wieder abgelassen sen sich leicht reinigen.
30
30> Caretta
Hemawe / Caretta ist ein Recyclingunternehmen,
das in Erfurt eine selbstentwickelte Recycling-
anlage betreibt. Mit dem Verfahren lassen sich
Gewebe und Stoffe aus Weich-PVC-Folien sepa-
rieren. Wertstoffe, die mit Vlies, Stofffasern oder
Textilien beschichtet sind, werden in einen Schred-
der geführt und in Abschnitte von etwa 4 – 6 cm
Länge zerkleinert. Die Schredderstücke werden
anschließend granuliert und durch ein Sieb geführt,
das die Fasern trennt. Das PVC wird zur Herstel-
lung von Mauersperrbahnen, Schallschutzfolien
und Dämmmatten zur Isolierung von Rohrleitungen
verwendet.
> Texyloop®
Dieses Verfahren ist eine Ergänzung zur VinyLoop- aufgelöst und so von den Fasern getrennt. Die
Anlage (siehe unten). In diesem Anlagenteil werden gewonnene PVC-Fraktion wird in der VinyLoop-
die Polyesterfasern aus PVC-Verbunden zurück- Anlage zu Recyclatcompounds verarbeitet. Das
gewonnen und in der Texyloop-Anlage wiederver- Texyloop-Werk in Ferrara in Italien hat eine Jahres-
wertet. Dazu wird in der VinyLoop-Anlage das PVC kapazität von 2.000 Tonnen.
Ressourcengewinnung Produktion
des Rohstoffs
Produktion neuer Rohstoffe
Verbrennung
RECYCLING
Produktion von Weich- Andere
PVC-Verbundstoffen Produktionsstätten
Deponie
Entsorgung Aufbereitung
und Installation
Texyloop-Verfahren
31Konventionelles werkstoffliches Recycling mit speziellen Merkmalen
Kennzeichnend hierfür sind werkstoffliche Recyc-
lingverfahren (d. h. die PVC-Molekülketten werden
nicht aufgebrochen) mit ergänzenden Merkmalen.
Produktion von massiven Produkten aus gemisch-
ten Kunststoffabfällen: Gemischte Kunststoffab-
fälle werden über konventionelle Verfahren wie
Extrusions- oder Spritzgussverfahren in dickwan-
dige Produkte umgewandelt. Typische Produkte
sind u. a. Parkbänke, Straßenschwellen oder
Bakenfüße.
> AgPR-Bodenbelagsrecyclingverfahren
Die kryogene Mahl- und Recyclinganlage der AgPR nahm 1994 die Produktion auf. Ihre Produktions-
in Troisdorf (Deutschland) wurde 1993 erbaut und kapazität beläuft sich auf 4.000 Tonnen pro Jahr.
Metallabscheider
Schredder
Siebmaschine
Handsortierung
Hammermühle
Zwischenlagerungssilo
Metallabscheider
Kontrollsiebung
Silo 2 Silo 1
Feinsiebung Dosierung
Trichter
Kühlförderband Siebung
Waagen
Feinmühle
Ausschusssiebung
Das AgPR-Verfahren
> Rubber Research Elastomerics
Dieses US-amerikanische Unternehmen nutzt ein eines speziellen Verträglichkeitsmachers (compati-
patentiertes Verfahren zum Mischen von PVC- biliser). Bei einer Mischung im Verhältnis von 50/50
Abfällen wie Planen und Kabelummantelungen mit werden Produkte gewonnen, die in bestimm-
geschredderten Gummireifen unter Verwendung ten Bauanwendungen Holz ersetzen können.
32Kombination mit anderen Materialien (Nicht-Kunststoffe)
> Leichtbeton
PVC-Abfall wird mit Beton vermischt, um die von Weich-PVC nicht alle
Dichte des Betons zu senken. Solche „Leichtbe- der strengen Auflagen
ton“- Mischungen werden derzeit üblicherweise mit der Migrationstests er-
Polystyrol hergestellt. Zu den Anwendungen ge- füllt wurden. Ein Vorteil
hören nicht-tragende Bauteile, die im Dachbereich dieser Vorgehensweise
oder als Dämmwände und Verkleidungsplatten ist, dass sie in vielen
eingesetzt werden. Erste Tests mit PVC-Abfällen kleinen Anlagen zum
verliefen vielversprechend, obwohl beim Einsatz Einsatz kommen kann.
> Holz-PVC-Verbunde
Verbunde aus Holz und Kunststoffen gewinnen für diese Anwendung
zunehmend einen Anteil am Markt für Terrassen- hauptsächlich Recyc-
Beläge. US-amerikanische Unternehmen erproben lat aus PE und PP
zurzeit weitere Anwendungen, wie etwa tragen- verwendet. PVC-Re-
des Bauholz oder Fassadenverkleidungen. Es gibt cyclat wurde für diese
zudem Aussagen, dass einige Terrassenbeläge Anwendung ebenfalls
aus 95 % Recyclinganteil (aus Altholz, Sägespänen getestet.
und Kunststoff) hergestellt wurden. Bisher wurde
Spezielles werkstoffliches Recycling
Im Vergleich zu den etablierten werkstofflichen jährlich 100.000 Tonnen dieser schwer zu verwer-
Recyclingverfahren sind die speziellen werkstoffli- tenden PVC-Produkte bis zum Jahr 2020.
chen Recyclingmethoden meist komplexer und für
PVC-Produkte geeignet, die besonders schwer zu Die in diesem Bereich vielversprechendste Tech-
verwerten sind. Es handelt sich hier überwiegend nologie ist zweifellos das bereits kommerziell ge-
um Verbunde oder Materialien, die für das kon- nutzte VinyLoop®-Verfahren (siehe folgende Seite).
ventionelle Recycling zu stark verunreinigt sind. Andere Technologien, wie etwa Poly-Tec, bei dem
Beispiele für solche Abfallströme sind PVC-Kabel, PVC vor der Abscheidung weich gemacht wird,
bei denen Verunreinigungen mit Kupfer auftreten, sind bisher noch in einem sehr frühen Entwick-
oder Planen, bei denen das PVC mit Polyester- lungsstadium.
fasern kombiniert wurde.
Bei diesen Verfahren handelt es sich im Prinzip
Um nachhaltige Lösungen für eine effiziente Res- immer noch um werkstoffliche Recyclingverfahren,
sourcennutzung dieser PVC-Verbund-Abfälle zu da die PVC-Moleküle nicht aufgebrochen werden.
finden, hat die Forschung in diesem Bereich für Vi- PVC wird hier durch ähnliche Prozesse getrennt,
nylPlus höchste Priorität. Sie ist die Voraussetzung wie sie in der chemischen Industrie angewandt
zur Erfüllung der Zielvorgabe für ein Recycling von werden.
33> VinyLoop®
Hierbei handelt es sich um ein patentiertes Ver-
fahren des Solvay-Konzerns. In diesem Löse-
mittelverfahren wird PVC aufgelöst, gefiltert und
so von Verunreinigungen und anderen Materialien
getrennt und danach wieder ausgefällt. Dabei wird
das Lösemittel im geschlossenen Kreislauf ver-
wendet. Auf diese Weise werden die PVC-Anteile
aus Verbundmaterialien gewonnen, ohne dass das
Lösemittel verloren geht. Die folgende Abbildung
soll dieses Verfahren verdeutlichen:
Rohstoffvorbereitung Rohstoffvorbereitung Lösemittelregeneration
nicht lösliche
Dekantiergerät
Sekundärstoffe
Ausfällung
Dampf
Trocknung und Siebung
Auflösung
Primärfilter
Fasern
Abwasseraufbereitung Verpackung von
ausgefälltem PVC
nicht lösliche
Primärstoffe
Der VinyLoop Prozess
34Das Verfahren besteht aus fünf Schritten: 4. Ausfällen des zurückgewonnenen PVC
1. Vorbehandeln Das gelöste PVC (PVC-Compound) wird in Ab-
setzbecken zurückgewonnen, in denen das Löse-
Kunststoffabfälle werden gereinigt, gemahlen und mittel durch einströmenden Dampf verdunstet und
gemischt. das PVC ausfällt.
2. Auflösen 5. Trocknen
Mithilfe eines bestimmten Lösemittels werden die Nachdem dem Wasser-PVC-Gemisch überschüs-
PVC-Anteile aufgelöst. Das Lösungsmittel wird im siges Wasser entzogen wurde, wird das feuchte
geschlossenen Kreislauf gefahren und kontinui- PVC in einen Trockner geführt.
erlich aufbereitet.
Das PVC fällt in Form von Mikrogranulaten aus.
3. Filtern und Dekantieren Mögliche Anwendungen dieses PVC-Recyclats
sind Beschichtungen für Dichtungsfolien, Teich-
Verunreinigungen werden nicht aufgelöst. Sie folien, Schuhsohlen, Schläuche, Tunnelfolien,
werden in einem ersten Filtervorgang getrennt und beschichtete Gewebe und PVC-Platten. Das seit
anschließend in einer Zentrifuge dekantiert. Nach Jahren betriebene Werk im italienischen Ferrara
dem Abscheiden werden die Sekundärstoffe mit verfügt über die Kapazität zur Aufbereitung von
reinem Lösemittel gewaschen, um noch verblie- jährlich 10.000 Tonnen PVC-Abfällen.
benes PVC ebenfalls aufzulösen.
Rohstoffliches Recycling
Bei rohstofflichen Recyclingverfahren wird dem stoff gewonnen wird, der leicht zu reinigen und zu
PVC der Kohlenstoff in niedermolekularer Form verwerten ist. Drei verschiedene Prozesse sind zu
(oder organischer Verbindungen mit einem niedri- unterscheiden, wobei allerdings auch Mischformen
gen Molekulargewicht) entzogen, um anschließend möglich sind:
als Ausgangsstoff für chemische Verfahren genutzt
zu werden. Bei einigen Verfahren werden auch • Vergasung
Chlorwasserstoff (HCl) oder neutralisierte Salze
gewonnen. • Pyrolyse
• Dehydrochlorierung
1. Vergasung
Vergasung ist eine Hochtemperaturreaktion unter In wirtschaftlichem Umfang wird die Vergasung
reduzierter Zuführung von Luft, Sauerstoff und bereits erfolgreich in großen Kohleverarbeitungs-
Dampf. Ein Teil der PVC-Abfälle wird dabei in betrieben (Sasol in Südafrika) oder mit gemischten
Kohlendioxid umgewandelt und der Rest in Syn- Kunststoffabfällen durch die Ebara Ube Industries
thesegas, das zur Herstellung von chemischen Processes (EUP) in Japan betrieben.
Ausgangsstoffen wie Methanol, Ammoniak, Oxo-
aldehyden oder von Kraftstoffen genutzt wird. Das Verfahren setzt hohe Drücke und Tempera-
turen voraus. Zudem sind erhebliche Investitionen
Einer der Vorteile dieses Verfahrens ist, dass Chlor und sehr große Kapazitäten erforderlich, um
hier fast ausschließlich in Form von Chlorwasser- wirtschaftlich arbeiten zu können.
35> Sumitomo Metals, Japan
Beim Sumitomo-Verfahren werden Technologien Bei Kunststoffabfällen mit einem niedrigen Heiz-
aus der Eisen- und Stahlindustrie zur Vergasung wert ist für einen stabilen Betrieb der Anlage
von PVC-Abfällen und zur Schmelze von sekundär die Zugabe von Koks oder Holz als zusätzliche
anfallender Asche genutzt. Mit diesem Verfahren Kohlenstoffquelle erforderlich. Da PVC-Abfälle
lassen sich sowohl gemischte Kunststoffabfälle als über einen niedrigeren Heizwert verfügen, muss
auch reine PVC-Abfallströme verarbeiten. bei ihnen mehr Koks zugegeben werden als bei
anderen Kunststoffabfällen (7 – 10 % bei PVC).
Der Vergaser besteht aus einer Festbettstufe mit
einer Temperatur von 2.000 °C und einer Fließ- Das im Verfahren erzeugte Synthesegas wird für
bettstufe im oberen Bereich des Reaktors mit chemische Prozesse genutzt. Die im Reaktor er-
einer Temperatur von 800 – 1.100 °C. Der Reaktor zeugte Schlacke wird im Straßenbau eingesetzt,
wird knapp unter Normaldruck in einer reduzier- und das im PVC enthaltene Chlor wird als HCl oder
enden Atmosphäre betrieben, um die Erzeugung CaCl2 abgezogen. Die energetische Verwertung-
von Dioxinen und Furanen zu vermeiden. Die im srate beläuft sich auf > 70 %.
Vergaser verbliebenen Ascherückstände werden
anschließend in einem Schmelzofen geschmolzen
und aus dem Bodenbereich des Vergasers ent-
fernt. Der Ofen verfügt über seitlich und oben an-
gebrachte Sauerstofflanzen, die eine Temperatur
von über 2000 °C sicherstellen.
Werk von Sumitomo
Metals in Japan
O2 Wasser
Vergaser
Kunststoff- und
abfälle Synthesegas
Schmelzofen
Löschbehälter Filter Gasreinigung
800–1.100 °C
1 bar
Schlacke und Metalle HCl Schwermetalle Schwefel
Das Verfahren von Sumitomo Metals
36> Ecoloop, Deutschland
In dem Werk bei Goslar wird aus Abfällen Syn- Werk produzierte Synthesegas wird gegenwärtig
thesegas gewonnen. Die Kapazität der Anlage zur Erzeugung von Energie für die Produktion von
beläuft sich auf 40.000 Tonnen an Eingangsstof- Kalk und Kalziumchlorid genutzt, ließe sich aber
fen (Kunststoffe und Biomasse). In der Anlage las- auch zur Produktion von Chemikalien einsetzen.
sen sich auch chlorierte Abfälle verwerten. Das im Das Werk wurde 2012 in Betrieb genommen.
Füllgut:
Biomasse, Kunststoffe,
Fein- und Grobkalk
Staub-
filterung
Füllgutfluss 4
CH
2 CO
s–
–H
Rohga
Reines
as
Synthesegas
hg
Ro
Thermische/
Synthesegase: stoffliche
Methan, Kohlenmonoxid Verwertung
und Wasserstoff
Nutzung von Ausschuss
als Energiequelle
Thermisch-chemische
Konversionszone
An Kalzium
gebundenes Chlorid
Kalzium
Sauerstoff und Wasser
Kalk als Vergasungsmedien Staub
Pyrolysekoks –
eine Energiequelle
Energiequelle!
Brennerlanze Verbrennung
von Kalk
(z. B.)
Wasser
Abkühlzone
(Vergasungsmedium)
Luft
(Kühl- und
Vergasungs-
medium)
Drehteller für Ausfluss
Siebung
Asche,
Filterstaub, Das Ecoloop-Verfahren
Reststoffe
37> Ebara-Verfahren, Japan
Das Vergasungsverfahren von Ebara, das unter trieben. Das Verfahren wurde zur Behandlung von
dem Begriff doppelte intern umlaufende Wirbel- gemischten Kunststoffabfällen mit einem Chloranteil
schichtvergasung (Twin Internally revolving Flui- von bis zu 5 % entwickelt, könnte möglicherweise
dized bed Gasifier) bekannt ist, wird mit dem aber durch einige Ausführungsänderungen an
bewährten Meltox-Verfahren zur Ascheschmelze Abfälle mit einem höheren Chlorgehalt angepasst
kombiniert. Dieses Verfahren, das als EUP (Ebara- werden. Momentan lassen sich reine PVC-Abfälle
Ube-Prozess) bezeichnet wird, setzt eine Zyklon- mit diesem Verfahren noch nicht aufbereiten.
brennkammer zur Umwandlung der festen Rest-
stoffe in eine stabile granulierte Schlacke ein, die In Japan werden zwei kommerzielle Anlagen be-
recycelt werden kann. trieben. Das hergestellte Synthesegas kann auch
in anderen Bereichen eingesetzt werden, etwa
Die Niedertemperaturvergasung findet bei zur Produktion von Methanol, von Wasserstoff, in
600 – 800 °C statt, und die sekundäre Hochtem- Brennstoffzellen und zur Energieerzeugung. Das
peraturvergasung bei 1.350 °C. Beide Reaktoren Chlor wird als Ammoniumchlorid (NH4Cl) gewon-
werden unter einem Druck von etwa 10 bar be- nen, das als Düngemittel eingesetzt wird.
Wirbelschichtvergasungs- und
Ascheschmelzsystem TIGF
Dampf Turbine/ Elektrizität
Generator
Wärmenutzung
Abfälle
Abgasbe-
Abhitze-
kessel
handlungs- Schacht Abgas
ausrüstung
Flugasche
Luft
Geschmolzene
Schlacke
Eisenhaltige
Stoffe /
Aluminium /
nicht brennbare
Stoffe
Abfälle Luft / Abgase Nicht brennbare Stoffe / Dampf / Strom / Wärme
Schlacke / Asche
Das Ebara-Verfahren
382. Pyrolyse
Die Pyrolyse ist ein Hochtemperatur-Zerset- in Betracht. Chlorhaltige Abfälle stellen eine beson-
zungsverfahren, das normalerweise ohne Luft dere Herausforderung für das Verfahren dar.
und Sauerstoff stattfindet, dessen Endprodukte
Kohlenstoff und schwere Kohlenwasserstoffe sind. In Europa wird dieses Verfahren bisher nicht an-
Das Verfahren kommt für halogenfreie Kunststoffe gewendet.
3. Dehydrochlorierung
Zu diesen Methoden gehören Zersetzungsproz- hochsiedenden ionischen Flüssigkeiten oder in
esse, bei denen in einem ersten Schritt Chlor Trockenverfahren, wie etwa der Schmelze oder
abgeschieden wird und anschließend eine Ver- der Hydrierung, ablaufen.
gasung oder eine Pyrolyse stattfindet. Die De-
hydrochlorierung kann unter Druck in Wasser, in
3.1 Dehydrochlorierung in Wasser
> REDOP-Verfahren
Das REDOP-Verfahren wurde zur Behandlung von Von besonderem Interesse ist hier der Dechlorie-
gemischten Kunststofffraktionen aus Hausmüll rungsschritt, der über ein neu entwickeltes, patenti-
entwickelt, die üblicherweise 1 % Chlor enthalten ertes Verfahren des Chemiekonzerns DSM erfolgt.
– Schwankungen zwischen 0,5 und 5 % sind Gemischte Kunststoffabfälle werden chargenweise
möglich. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: in einem Rührkessel erhitzt. Noch vorhandene
Zersetzungsprodukte der Zellulose wirken als
• Nachträgliches Aussortieren von Kunststoffen Emulgatoren und stabilisieren das Wasser-Fest-
und Papier aus dem Hausmüll; stoffgemisch. Der abgegebene Chlorwasserstoff
wird durch die Zugabe einer Lauge neutralisiert.
• Trennung der gemischten Kunststofffraktion Die chlorfreie Kunststofffraktion schmilzt zu Trop-
von der Papierfraktion; fen, die im Abkühlungsprozess des Kessels zu
festen Granulaten werden und nur noch gefiltert,
• Dechlorierung der gemischten gewaschen und getrocknet werden müssen.
Kunststofffraktion;
• Kombinierte Zuführung (zusammen mit Kohle)
in einen Hochofen zur Schmelze von Roheisen.
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