Solutions за високо напрежение за рециклиране на материали

В Швейцария понастоящем има 29 инсталации за отпадъци в енергия (WTE), които изгарят всички нерециклируеми отпадъци по екологичен начин.

Не всичко обаче завършва в пламъци: около 100 кг шлака, съдържаща неизгорени компоненти, се генерират на човек годишно. Шлаката обикновено се депонира, но все още съдържа ценни материали. Специалистът „Waste-to-Value“ Selfrag AG се занимава с този проблем: компанията е построила пилотен завод във Full-Reuenthal, Ааргау, където се използва специален процес за възстановяване на ресурси като метали - например желязо, алуминий или мед - и минерали от шлаката. „Лъжици, монети от два франка, винтове — едва ли има нещо, което да не се озове в боклука. Направихме си мисия да възстановим възможно най-много ценни материали от шлаката „, обяснява Юрген Калке, електроинженер в Selfrag.

Усъвършенствано специално лечение

В Full-Reuenthal, Selfrag понастоящем обработва 35 000 тона шлака годишно от инсталациите за отпадъци в енергия в Турги, Ренергия Луцерн и Бухс. Така наречената сурова шлака се изхвърля в бункера на материала и се транспортира с кран в „Гризли“, голямо сито за скрининг, където се задържат най-големите парчета. Оттам той се премества чрез конвейерни системи в модулния завод „Отпадък до стойност“. Леките метални части се отстраняват с помощта на магнитни сепаратори и шлаката се пресява, докато остане целевата фракция с компоненти не по-големи от 40 mm. Останалото се сортира на ръка, разкривайки неизгорен материал, който се изпраща обратно в инсталацията за отпадъци в енергия. „Нашата цел е да възстановим метали и керамични материали в размер на 50% от доставената сурова шлака“, обяснява Калке.

Благодарение на саморазработената си високоволтова фрагментация, Selfrag може да възстанови около 20% по-ценни материали от шлаката, отколкото други инсталации.

След това целевата фракция преминава през няколко сухи и мокри екрана и се класифицира по размер и плътност. Една фракция навлиза в сърцето на централата: два 3,5-тонни генератора, разработени и патентовани от Selfrag, допълнително разделят материала с помощта на светкавични високоволтови импулси. С кондензаторна система те достигат напрежение от 200 kV и се разреждат до 20 пъти в секунда. Тези изхвърляния се появяват във вода и генерират много висок токов поток. Токът пътува по зърнените граници на материалите, избирателно ги разделяйки, подпомогнато от ударната вълна. „Фрагментацията с високо напрежение прави нашата обработка уникална и ни позволява да възстановим около 20% повече материал от другите растения“, подчертава Калке.

Siemens ни подкрепя от дълго време. Обикновено електронните компоненти не са сертифицирани за използване в среда с високо напрежение, така че сами подлагаме частите на тези строги тестове - продуктите на Siemens се представят много добре в този контекст.

Йозеф Мулис, Електротехник, СФ Електроинженерство

Подход стъпка по стъпка в предизвикателна среда

Възстановяването на ценни материали е сложно и изискващо, така че едва ли е изненадващо, че целият завод е оборудван с над 900 полеви устройства, като двигатели, клапани и сензори. „Siemens ни подкрепя от дълго време. Обикновено електронните компоненти не са сертифицирани за използване в среда с високо напрежение, така че сами подлагаме частите на тези строги тестове - продуктите на Siemens се представят много добре в този контекст.

Инженерингът на завода се извършва от компанията за автоматизация SF Elektro-Engineering AG. „Ние се погрижихме за всичко - от електрическо планиране и доставка на материали до програмиране на софтуера за контролерите, задвижванията и WinCC, както и интерфейсите до външните системи, чак до въвеждането в експлоатация“, обобщава Йозеф Мюлис, електроинженер в SF Elektro-Engineering, описвайки амбициозния проект. Това, че заводът е завършен по график, е благодарение на предвидливостта на партньора за решения на Siemens от Flums: „По време и след пандемията запасихме склада си с най-важните компоненти, което ни позволи да доставяме Selfrag своевременно“, спомня си Мулис. Калке потвърждава, че това проактивно планиране е голямо предимство. Модулният дизайн на централата също се оказа ефективен: „Докато електротехниците все още работеха по окабеляване в една област, вече успяхме да тестваме други модули на завода. Този подход стъпка по стъпка също се оказа голямо предимство през тримесечния период на въвеждане в експлоатация. Едно от предизвикателствата бяха суровите условия на околната среда в голямата зала: прахът, влагата и киселинните изпарения във въздуха трябваше да се държат далеч от разпределителното устройство, като се използват подходящи защитни мерки.

Производственият завод се контролира от безопасен CPU 1512F и S7-1517. Допълнителни контролери на Siemens са инсталирани в три модула и филтърните преси в централата.