Angesichts der dringenden Notwendigkeit einer Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft erweist sich die Pyrolyse als Schlüsseltechnologie für das chemische Recycling von gemischten Kunststoffabfällen. Unser vorrangiges Ziel ist es, Kunststoffabfälle effizient in wertvolle petrochemische Grundbausteine umzuwandeln und diese Ressourcen nahtlos in die Wertschöpfungsketten einer klimaneutralen Kunststoffindustrie zu integrieren. Am CCLab widmen wir uns der Verwirklichung dieser Vision, indem wir die Pyrolyse von gemischten Kunststoffen von der Grundlagenforschung bis zur praktischen industriellen Anwendung vorantreiben.
Die Pyrolyse ist ein thermochemisches Verfahren, bei dem Kunststoffabfälle durch Erhitzen auf Temperaturen von über 400 °C unter Ausschluss von Sauerstoff in ein Gemisch aus Gasen und Ölen umgewandelt werden. Bei diesem Verfahren werden komplexe Kunststoffpolymere in ihre chemischen Bausteine zerlegt und gleichzeitig unerwünschte Schadstoffe und Verunreinigungen zerstört oder abgetrennt.
Um eine effiziente und skalierbare Pyrolyse zu erreichen, nutzen wir die Wirbelschicht-Technologie. Diese Technologie verwendet einen Wirbelschichtreaktor, der ein körniges Material wie Sand enthält, das durch einen aufwärts gerichteten Gasstrom aufgewirbelt und gründlich vermischt wird. Diese Wirbelschicht wird präzise beheizt und zwischen 450 und 600 °C gehalten. In dieses heiße, dynamische Bett werden dann über ein Dosiersystems kontrolliert etwa 10 kg Kunststoffpartikel pro Stunde eingebracht. Der intensive Wärmeübergang und die kontinuierliche Durchmischung innerhalb der Wirbelschicht gewährleisten eine schnelle und gleichmäßige Pyrolyse des Kunststoffs.
Die resultierenden Pyrolyseprodukte werden mit dem Gasstrom zu einer Kondensationseinheit transportiert. Hier wird das Gemisch abgekühlt und das wertvolle flüssige Pyrolyseöl von den gasförmigen Produkten getrennt. Dieses flüssige Pyrolyseöl stellt ein vielseitiges Zwischenprodukt dar, das – beispielsweise durch Hydrierung – zu hochwertigen petrochemischen Ausgangsstoffen für die Herstellung neuer Kunststoffe und anderer chemischer Anwendungen weiterverarbeitet werden kann.
Die Wirbelschichttechnologie wurde gewählt, um sowohl die Maßstabsvergrößerung für den industriellen Einsatz als auch die umfassende Untersuchung und Optimierung der Pyrolyseprozesse zu ermöglichen. Sie ermöglicht auch die Validierung digitaler Prozessmodelle und beschleunigt so die Implementierung der Pyrolyse als Eckpfeiler einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft.
