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Reifenpyrolyse verstehen: Stoffströme prüfen statt Ausbeuten glauben

Prozessschema, beispielhafte Stoffbilanz für eine Tonne und konkrete Prüfungen für Öl, Gas, Pyrolysekoks und Stahl.

Reihen ausgedienter Reifen vor der industriellen Verarbeitung

Foto: Sergei Starostin / Pexels

Ein Prospekt kann behaupten, aus einer Tonne Reifen entstünden Öl, Carbon Black, Gas und Stahl. Das benennt mögliche Stoffströme, belegt aber kein Messergebnis einer Anlage. Aussagekräftiger sind drei Fragen: Welche Reifen wurden eingesetzt? Was verließ die Bilanzgrenze des Versuchs? Welche Fraktion erfüllt tatsächlich die Spezifikation eines Abnehmers?

Ein Reaktor, zwei Wege für die Stoffe

Altreifen werden sortiert und in einem dichten Reaktor erhitzt. Dämpfe werden gekühlt und ergeben Öl sowie nicht kondensierbares Gas; Feststoffe werden gekühlt und in kohlenstoffhaltigen Pyrolysekoks und Stahl getrennt.
Vereinfachtes Prozessschema. Je nach Technologie kann Stahl schon vor dem Reaktor entfernt werden. Auf schmalen Bildschirmen seitlich scrollen.

Reifen werden sortiert, gewogen und für die Beschickung vorbereitet. Im abgedichteten Reaktor wird der Gummi unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt. Die Dämpfe werden abgekühlt: Der kondensierbare Anteil wird zu Pyrolyseöl; das verbleibende Gas wird gemessen, aufbereitet und als Prozessbrennstoff genutzt oder anderweitig ordnungsgemäß behandelt. Die heißen Feststoffe müssen abkühlen, bevor Stahl und kohlenstoffhaltiger Pyrolysekoks getrennt werden. Im Reaktor findet keine Verbrennung statt; ein Brenner für das Prozessgas erzeugt trotzdem Abgas, das beherrscht werden muss.

Stelle im ProzessDiese Daten erfassenWarum das Ergebnis davon abhängt
ReifeneingangMasse, Reifenmix, Feuchte, Schmutz, Textilien und eine mögliche Stahlentfernung vor dem Reaktor.Eine Tonne ganzer Reifen ist nicht dieselbe Bezugsgröße wie eine Tonne sauberes Gummigranulat.
ReaktorBeschickungsrate, Temperatur, Verweilzeit, Ausschluss von Luft und Stillstände.Diese Bedingungen verändern die Verteilung auf Dampf, Gas und Feststoff; Stillstände verändern den Durchschnitt.
KondensationMasse des gesammelten Öls, abgetrenntes Wasser, Probenahmestelle und Kühlbedingungen.Ein hoher Ölwert nützt wenig, wenn das Öl die Spezifikation verfehlt oder Wasser enthält.
Feststoffe und GasMassen von Koks, Stahl und Ausschuss; Gasmenge und Zusammensetzung; Zusatzbrennstoff und Strom.Ungemessenes Gas oder vergessene Fremdenergie lassen Stoff- und Energiebilanz zu gut aussehen.

Mit einer Tonne die Rechnung prüfen

Fiktives Beispiel: 1.000 Kilogramm Reifen gehen ein, alle gemessenen Ausgangsströme ergeben zusammen 980 Kilogramm. Die Differenz von 20 Kilogramm ist zu klären; die Bilanz schließt zu 98 Prozent.
Rechenbeispiel, keine Ausbeuteprognose. Die 980 kg umfassen alle gemessenen Ströme, nicht nur verkäufliche Ware. Auf schmalen Bildschirmen seitlich scrollen.

Angenommen, am Eingang werden 1.000 kg Reifen gewogen und an Öl, Gas, Kohlenstoffmaterial, Stahl und Reststoffen insgesamt 980 kg erfasst. Der Bilanzschluss beträgt 980 ÷ 1.000 = 98 %. Die fehlenden 20 kg müssen untersucht werden; sie sind nicht automatisch eine Emission oder ein Verlust verkäuflicher Ware. Zu prüfen sind Waagenunsicherheit, Feuchte, in der Anlage verbliebenes Material, Kondensat, Staub und die Gasmessung. Die Bezugsgröße muss eindeutig sein: ganze Reifen, trockene Reifen oder von Stahl befreiter Gummi. Zusätzlich eingebrachte Stoffe sind getrennt zu erfassen. Ausbeutetabellen zweier Anbieter lassen sich nur bei gleicher Bilanzgrenze und Bezugsgröße vergleichen.

Vier Fraktionen, vier Fragen der Abnehmer

StromWas vor einer Produktzusage zu prüfen ist
PyrolyseölRepräsentative Laboranalyse und Grenzwerte des Abnehmers für Wasser, Schwefel, Viskosität, Siedebereich und Verunreinigungen anfordern. Rohes Pyrolyseöl ist nicht automatisch Straßen-Dieselkraftstoff.
Pyrolysekoks / recovered Carbon BlackRohkoks kann mineralische Asche und organische Rückstände enthalten. Reinigung, Mahlung oder Pelletierung benennen und erst das Endprodukt für die geplante Anwendung prüfen. ASTM D8632 klassifiziert rCB für Gummiprodukte; eine Koksmasse ist noch keine Verkaufsspezifikation.
Nicht kondensierbares GasMenge und Zusammensetzung messen; Reinigung, sichere Nutzung oder Behandlung, genutzte Wärme und Brenneremissionen dokumentieren. Energieautarkie erfordert eine gemessene Nettobilanz.
Zurückgewonnener StahlGetrennt wiegen und Gummi- oder Kohlenstoffanhaftungen, Handhabungskosten und Annahmekriterien des Schrotthändlers prüfen.

Der Unterschied zwischen Rohkoks und qualifiziertem recovered Carbon Black ist wirtschaftlich entscheidend. In einem Versuch mit einem Drehrohrofen veränderten die Prozessbedingungen sowohl das Öl als auch die Eigenschaften des zurückgewonnenen Kohlenstoffs. Die ASTM-Klassifikation bezieht sich auf den fertig aufbereiteten Füllstoff. Ein Laborwert für einen Reifenmix darf deshalb nicht ungeprüft als Verkaufserlös für einen anderen Mix angesetzt werden.

Was ein belastbarer Versuch liefern sollte

  • Ein datiertes Protokoll repräsentativer Reifen mit Reifentypen, Verunreinigungen und eindeutiger Massenbasis.
  • Einen zusammenhängenden Testlauf mit getrennten Angaben für Anfahren, stationären Betrieb, Stillstände und Abfahren.
  • Eine vollständige Stoffbilanz mit Messverfahren, Unsicherheiten und Verbleib von Ausschuss und Reststoffen.
  • Eine Energiebilanz mit zugekauftem Brennstoff, Strom, genutztem Prozessgas und über Kühlung abgeführter Wärme.
  • Unabhängige Analysen repräsentativer Proben, abgeglichen mit Anforderungen konkret benannter Abnehmer.
  • Einen standortbezogenen Plan für Luftemissionen, Wasser, Lagerung, Brandschutz und Genehmigungen.

MSR Environnement entwickelt ein Reifenpyrolyse-Projekt. Der nächste sinnvolle Schritt ist, Reifenaufkommen, Testprotokoll und Absatzwege festzulegen, bevor aus einer genannten Ausbeute ein Geschäftsmodell wird.

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