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用于材料回收的高电压解决方案

在瑞士,目前有29座垃圾发电厂(WTE),它们以环保的方式焚烧所有不可回收的废物。

但是,并非所有东西都起火:每人每年产生约100千克的含有未燃烧成分的炉渣。炉渣通常是填埋的,但它仍然含有有价值的材料。“废物变价值” 专家Selfrag AG正在解决这个问题:该公司在阿尔高州的Full-Reuenthal建造了一座试点工厂,该工厂采用特殊工艺从炉渣中回收金属(例如铁、铝或铜)和矿物等资源。“勺子、两法郎硬币、螺丝——几乎没有什么不落入垃圾桶的。我们的使命是从炉渣中回收尽可能多的有价值的材料。” Selfrag的电气工程师于尔根·卡尔克解释说。

精致的特殊待遇

在Full-Reuenthal,Selfrag目前每年处理来自图尔吉、卢塞恩和布克斯的垃圾发电厂的35,000吨炉渣。所谓的原渣被倾倒到物料仓中,然后由起重机运送到 “灰熊”,这是一个相当大的筛分筛,最大的碎片存放在那里。从那里,它通过输送机系统进入模块化的 “废物变价值” 工厂。使用磁性分离器去除轻金属部件,然后对炉渣进行筛分,直到残留下不大于 40 mm 的成分的目标部分。其余部分由手工分类,露出未燃烧的材料,这些材料被送回垃圾发电厂。卡尔克解释说:“我们的目标是回收占交付原渣50%的金属和陶瓷材料。”

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由于其自主开发的高压分解,Selfrag可以从炉渣中回收的有价值的材料比其他工厂多出约20%。

然后,目标分数会穿过几个干式和湿式屏幕,并按大小和密度进行分类。其中一部分进入了工厂的心脏:两台重达3.5吨的发电机由Selfrag开发并获得专利,它们使用闪电般的高压脉冲进一步分离了材料。使用电容器系统,它们可达到 200 kV 的电压,每秒放电高达 20 次。这些排放发生在水中,并产生非常高的电流。在冲击波的帮助下,电流沿着材料的晶界流动,有选择地将它们分开。卡尔克强调说:“高压分裂使我们的加工独一无二,使我们能够比其他工厂多回收约20%的材料。”

Siemens 长期以来一直为我们提供支持。通常,电子元件未经认证可在高压环境中使用,因此我们自己对这些零件进行了严格的测试——西门子产品在这种环境下表现非常出色。
约瑟夫·穆利斯, 电气工程师, SF 电气工程

在充满挑战的环境中循序渐进的方法

回收有价值的材料既复杂又要求很高,因此,整个工厂配备了900多个现场设备,例如电机、阀门和传感器也就不足为奇了。“Siemens 支持我们已有很长时间了。通常,电子元件未经认证可在高压环境中使用,因此我们自己对零件进行了这些严格的测试——西门子产品在这种环境下表现非常出色。”

该工厂的工程由自动化公司SF Elektro-Engineering AG负责。SF Elektro-Engineering电气工程师约瑟夫·穆利斯在描述这个雄心勃勃的项目时总结道:“从电气规划和材料采购,到控制器、驱动器和 WinCC 的软件编程,以及外部系统的接口,一直到调试,我们都做好了所有工作。”工厂如期完工要归功于弗卢姆斯西门子解决方案合作伙伴的远见:“在疫情期间和之后,我们在仓库里储备了最重要的组件,这使我们能够及时向Selfrag供应产品,” 穆利斯回忆道。Kalke证实,这种积极的计划是一项主要优势。该工厂的模块化设计也被证明是有效的:“虽然电工仍在一个区域进行布线,但我们已经能够测试其他设备模块。事实证明,这种循序渐进的方法在三个月的调试期内也是一个很大的优势。挑战之一是大厅的恶劣环境条件:必须使用适当的保护措施使空气中的灰尘、湿气和酸性烟雾远离开关设备。”

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生产工厂由安全 CPU 1512F 和 S7-1517 控制。其他西门子控制器安装在三个模块和工厂内的压滤机中。