High-Voltage Solutions for materialgjenvinning

I Sveits er det for tiden 29 avfall-til-energianlegg (WTE), som forbrenner alt ikke-resirkulerbart avfall på en miljøvennlig måte.

Imidlertid havner ikke alt i flammer: rundt 100 kg slagg som inneholder uforbrente komponenter genereres per person per år. Slaggen blir vanligvis deponert, men den inneholder fortsatt verdifulle materialer. Spesialisten på avfall til verdi Selfrag AG tar opp dette problemet: Selskapet har bygget et pilotanlegg i Full-Reuenthal, Aargau, hvor en spesiell prosess brukes til å gjenvinne ressurser som metaller — for eksempel jern, aluminium eller kobber — og mineraler fra slaggen. «Skjeer, to-franc-mynter, skruer - det er knapt noe som ikke havner i søpla. Vi har gjort det til vårt oppdrag å gjenvinne så mange verdifulle materialer som mulig fra slaggen, forklarer Jürgen Kalke, elektroingeniør i Selfrag.

En sofistikert spesialbehandling

I Full-Reuenthal behandler Selfrag for tiden 35 000 tonn slagg årlig fra avfalls-til-energi-anleggene i Turgi, Renergia Luzern og Buchs. Den såkalte råslaggen dumpes i materialbunkeren og transporteres med kran inn i «Grizzly», en betydelig siktesil, der de største bitene beholdes. Derfra beveger den seg via transportsystemer inn i det modulære «Waste-to-Value» -anlegget. Lettmetalldeler fjernes ved hjelp av magnetiske separatorer, og slaggen siktes inntil målfraksjonen, med komponenter som ikke er større enn 40 mm, forblir. Resten sorteres for hånd, og avslører uforbrent materiale, som sendes tilbake til avfallsenergianlegget. «Vårt mål er å gjenvinne metaller og keramiske materialer som utgjør 50% av den leverte råslaggen,» forklarer Kalke.

Takket være den egenutviklede høyspenningsfragmenteringen kan Selfrag gjenvinne rundt 20% mer verdifulle materialer fra slaggen enn andre planter.

Målfraksjonen passerer deretter gjennom flere tørre og våte siler og klassifiseres etter størrelse og tetthet. En fraksjon kommer inn i hjertet av anlegget: to 3,5 tonns generatorer, utviklet og patentert av Selfrag, skiller materialet ytterligere ved hjelp av lynlignende høyspenningspulser. Med et kondensatorsystem når de en spenning på 200 kV og utlades opptil 20 ganger per sekund. Disse utslippene skjer i vann og genererer en veldig høy strømstrøm. Strømmen beveger seg langs korngrensene til materialene, og skiller dem selektivt, hjulpet av sjokkbølgen. «Høyspenningsfragmenteringen gjør behandlingen vår unik og lar oss gjenvinne omtrent 20% mer materiale enn andre planter,» understreker Kalke.

Siemens har støttet oss i lang tid. Vanligvis er elektroniske komponenter ikke sertifisert for bruk i høyspenningsmiljøer, så vi utsetter delene selv for disse strenge testene - Siemens-produktene fungerer veldig bra i denne sammenhengen.

Josef Mullis, Elektroingeniør, SF Elektroteknikk

Trinnvis tilnærming i et utfordrende miljø

Gjenvinning av verdifulle materialer er komplisert og krevende — så det er neppe overraskende at hele anlegget er utstyrt med over 900 feltenheter, for eksempel motorer, ventiler og sensorer. «Siemens har støttet oss i lang tid. Vanligvis er elektroniske komponenter ikke sertifisert for bruk i høyspenningsmiljøer, så vi utsetter delene selv for disse strenge testene - Siemens-produktene fungerer veldig bra i denne sammenhengen.»

Konstruksjonen av anlegget ble håndtert av automatiseringsselskapet SF Elektro-engineering AG. «Vi tok oss av alt — fra elektrisk planlegging og materialanskaffelse til programmering av programvaren for kontrollerne, stasjonene og WinCC, samt grensesnittene til eksterne systemer, helt til igangkjøring,» oppsummerer Josef Mullis, elektroingeniør ved SF Elektro-Engineering, og beskriver det ambisiøse prosjektet. At anlegget ble fullført etter planen er takket være fremsynet til Siemens Solution Partner fra Flums: «Under og etter pandemien fylte vi lageret vårt med de viktigste komponentene, noe som gjorde at vi kunne levere Selfrag raskt,» minnes Mullis. Kalke bekrefter at denne proaktive planleggingen var en stor fordel. Den modulære utformingen av anlegget viste seg også å være effektiv: «Mens elektrikerne fremdeles jobbet med ledninger i ett område, var vi allerede i stand til å teste andre anleggsmoduler. Denne trinnvise tilnærmingen viste seg også å være en stor fordel i løpet av den tre måneders igangkjøringsperioden. En utfordring var de tøffe miljøforholdene i den store hallen: støv, fuktighet og sure røyk i luften måtte holdes borte fra bryterutstyret ved hjelp av passende beskyttelsestiltak.»

Produksjonsanlegget styres av en Safety CPU 1512F og en S7-1517. Ytterligere Siemens-kontrollere er installert i tre moduler og filterpressene i anlegget.