High-Voltage Solutions til materialegenbrug

I Schweiz er der i øjeblikket 29 affald-til-energianlæg (WTE), der forbrænder alt ikke-genanvendeligt affald på en miljøvenlig måde.

Imidlertid ender ikke alt i flammer: omkring 100 kg slagge indeholdende uforbrændte komponenter genereres pr. Person om året. Slaggen deponeres normalt, men den indeholder stadig værdifulde materialer. Selfrag AG, der er specialist på affald til værdi, løser dette problem: Virksomheden har bygget et pilotanlæg i Full-Reuenthal, Aargau, hvor en særlig proces bruges til at genvinde ressourcer som metaller — f.eks. jern, aluminium eller kobber — og mineraler fra slaggen. „Skeer, to-franc-mønter, skruer - der er næppe noget, der ikke ender i skraldespanden. Vi har gjort det til vores mission at genvinde så mange værdifulde materialer som muligt fra slaggen,“ forklarer Jürgen Kalke, elektroingeniør hos Selfrag.

En sofistikeret specialbehandling

I Full-Reuenthal behandler Selfrag i øjeblikket 35.000 tons slagge årligt fra affaldsenergianlæggene i Turgi, Renergia Luzern og Buchs. Den såkaldte råslagge dumpes i materialebunkeren og transporteres med kran ind i „Grizzly“, en betydelig screeningssigte, hvor de største stykker opbevares. Derfra bevæger den sig via transportsystemer ind i det modulære „Waste-to-Value“ -anlæg. Letmetaldele fjernes ved hjælp af magnetiske separatorer, og slaggen sigtes, indtil målfraktionen, med komponenter, der ikke er større end 40 mm, forbliver. Resten sorteres manuelt og afslører uforbrændt materiale, som sendes tilbage til affald-til-energi-anlægget. „Vores mål er at genvinde metaller og keramiske materialer svarende til 50% af den leverede råslagge,“ forklarer Kalke.

Takket være den egenudviklede højspændingsfragmentering kan Selfrag genvinde omkring 20% mere værdifulde materialer fra slaggen end andre planter.

Målfraktionen passerer derefter gennem flere tørre og våde skærme og klassificeres efter størrelse og densitet. En fraktion kommer ind i hjertet af anlægget: to 3,5 ton generatorer, udviklet og patenteret af Selfrag, adskiller materialet yderligere ved hjælp af lynlignende højspændingsimpulser. Med et kondensatorsystem når de en spænding på 200 kV og aflader op til 20 gange i sekundet. Disse udledninger forekommer i vand og genererer en meget høj strømstrøm. Strømmen bevæger sig langs materialernes korngrænser og adskiller dem selektivt, hjulpet af stødbølgen. „Højspændingsfragmenteringen gør vores forarbejdning unik og giver os mulighed for at genvinde omkring 20% mere materiale end andre planter,“ understreger Kalke.

Siemens har støttet os i lang tid. Typisk er elektroniske komponenter ikke certificeret til brug i højspændingsmiljøer, så vi udsætter selv delene for disse strenge tests - Siemens produkter klarer sig meget godt i denne sammenhæng.

Josef Mullis, Elektroingeniør, SF Elektroteknik

Trin-for-trin tilgang i et udfordrende miljø

Genvinding af værdifulde materialer er kompliceret og krævende — så det er næppe overraskende, at hele anlægget er udstyret med over 900 feltenheder, såsom motorer, ventiler og sensorer. „Siemens har støttet os i lang tid. Typisk er elektroniske komponenter ikke certificeret til brug i højspændingsmiljøer, så vi udsætter selv delene for disse strenge tests - Siemens produkter klarer sig meget godt i denne sammenhæng.“

Konstruktionen af anlægget blev håndteret af automatiseringsfirmaet SF Elektro-engineering AG. „Vi tog os af alt - fra elektrisk planlægning og materialeindkøb til programmering af softwaren til controllere, drev og WinCC samt grænsefladerne til eksterne systemer, hele vejen til idriftsættelse,“ opsummerer Josef Mullis, elektroingeniør hos SF Elektro-Engineering, og beskriver det ambitiøse projekt. At anlægget blev færdiggjort efter planen er takket være fremsynet fra Siemens Solution Partner fra Flums: „Under og efter pandemien fyldte vi vores lager med de vigtigste komponenter, hvilket gjorde det muligt for os at levere Selfrag hurtigt,“ minder Mullis. Kalke bekræfter, at denne proaktive planlægning var en stor fordel. Det modulære design af anlægget viste sig også at være effektivt: „Mens elektrikerne stadig arbejdede med ledninger på et område, var vi allerede i stand til at teste andre anlægsmoduler. Denne trinvise tilgang viste sig også at være en stor fordel i løbet af den tre måneders idriftsættelsesperiode. En udfordring var de barske miljøforhold i den store hal: støv, fugt og sure dampe i luften måtte holdes væk fra koblingsudstyret ved hjælp af passende beskyttelsesforanstaltninger.“

Produktionsanlægget styres af en Safety CPU 1512F og en S7-1517. Yderligere Siemens-controllere er installeret i tre moduler og filterpresserne i anlægget.