High-Voltage Solutions för materialåtervinning

I Schweiz finns för närvarande 29 avfallsenergianläggningar (WTE) som förbränner allt icke-återvinningsbart avfall på ett miljövänligt sätt.

Men inte allt hamnar i lågor: cirka 100 kg slagg som innehåller oförbrända komponenter genereras per person och år. Slaggen deponeras vanligtvis, men den innehåller fortfarande värdefulla material. Specialisten på avfall till värde Selfrag AG tar itu med detta problem: företaget har byggt en pilotanläggning i Full-Reuenthal, Aargau, där en speciell process används för att återvinna resurser som metaller — t.ex. järn, aluminium eller koppar — och mineraler från slaggen. ” Skedar, tvåfrancmynt, skruvar - det finns knappast något som inte hamnar i papperskorgen. Vi har gjort det till vårt uppdrag att återvinna så många värdefulla material som möjligt från slaggen”, förklarar Jürgen Kalke, elektroingenjör på Selfrag.

En sofistikerad specialbehandling

I Full-Reuenthal bearbetar Selfrag för närvarande 35 000 ton slagg årligen från avfallsenergianläggningarna i Turgi, Renergia Luzern och Buchs. Den så kallade råslaggen dumpas i materialbunkeren och transporteras med kran in i ”Grizzly”, en betydande siktsikt, där de största bitarna behålls. Därifrån flyttar den via transportsystem till den modulära anläggningen ”Waste-to-Value”. Lättmetalldelar avlägsnas med hjälp av magnetiska separatorer och slaggen siktas tills målfraktionen, med komponenter som inte är större än 40 mm, kvarstår. Resten sorteras för hand och avslöjar oförbränt material som skickas tillbaka till avfallsenergianläggningen. — Vårt mål är att återvinna metaller och keramiska material som uppgår till 50% av den levererade råslaggen, förklarar Kalke.

Tack vare sin egenutvecklade högspänningsfragmentering kan Selfrag återvinna cirka 20% mer värdefulla material från slaggen än andra anläggningar.

Målfraktionen passerar sedan genom flera torra och våta skärmar och klassificeras efter storlek och densitet. En fraktion kommer in i hjärtat av anläggningen: två 3,5 ton generatorer, utvecklade och patenterade av Selfrag, separerar materialet ytterligare med blixtliknande högspänningspulser. Med ett kondensatorsystem når de en spänning på 200 kV och urladdas upp till 20 gånger per sekund. Dessa utsläpp sker i vatten och genererar ett mycket högt strömflöde. Strömmen färdas längs materialens korngränser och separerar dem selektivt, med hjälp av chockvågen. ”Högspänningsfragmenteringen gör vår bearbetning unik och gör att vi kan återvinna cirka 20% mer material än andra växter”, betonar Kalke.

Siemens har stöttat oss länge. Elektroniska komponenter är vanligtvis inte certifierade för användning i högspänningsmiljöer, så vi utsätter själva delarna för dessa rigorösa tester - Siemens produkter presterar mycket bra i detta sammanhang.

Josef Mullis, Elektroingenjör, SF Elektroteknik

Steg-för-steg-förhållningssätt i en utmanande miljö

Att återvinna värdefulla material är komplicerat och krävande — så det är knappast förvånande att hela anläggningen är utrustad med över 900 fältenheter, såsom motorer, ventiler och sensorer. ” Siemens har stöttat oss länge. Elektroniska komponenter är vanligtvis inte certifierade för användning i högspänningsmiljöer, så vi utsätter själva delarna för dessa rigorösa tester — Siemens produkter presterar mycket bra i detta sammanhang.”

Konstruktionen av anläggningen sköttes av automationsföretaget SF Elektro-engineering AG. ”Vi tog hand om allt — från elplanering och materialupphandling till programmering av programvara för styrenheter, drivenheter och WinCC, liksom gränssnitten till externa system, hela vägen till idrifttagning”, sammanfattar Josef Mullis, elektroingenjör på SF Elektro-Engineering, och beskriver det ambitiösa projektet. Att anläggningen slutfördes enligt schemat är tack vare framsynen från Siemens Solution Partner från Flums: ”Under och efter pandemin fyllde vi vårt lager med de viktigaste komponenterna, vilket gjorde det möjligt för oss att leverera Selfrag snabbt”, påminner Mullis. Kalke bekräftar att denna proaktiva planering var en stor fördel. Anläggningens modulära konstruktion visade sig också vara effektiv: ”Medan elektrikerna fortfarande arbetade med ledningar inom ett område kunde vi redan testa andra anläggningsmoduler. Denna steg-för-steg-strategi visade sig också vara en stor fördel under den tre månader långa idrifttagningsperioden. En utmaning var de hårda miljöförhållandena i den stora hallen: damm, fukt och sura ångor i luften måste hållas borta från ställverket med lämpliga skyddsåtgärder.”

Produktionsanläggningen styrs av en Safety CPU 1512F och en S7-1517. Ytterligare Siemens styrenheter installeras i tre moduler och filterpressarna i anläggningen.