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Verfahrenstechnik 3/2022

Verfahrenstechnik 3/2022

Mit Prozessleittechnik

Mit Prozessleittechnik von Siemens fährt Plastic Energy den chemischen Recyclingprozess in einem stabilen Zustand Lückenlose Überwachung Prozessleittechnik fürs chemische Recycling gemischter Kunststoffabfälle Plastic Energy ist spezialisiert auf das chemische Recycling von Kunststoffen. In Spanien betreibt das britische Unternehmen zwei Recyclinganlagen im Daue r­ betrieb. Für den reibungslosen Ablauf der Prozesse sorgt integrierte Prozessleittechnik von Siemens. Autoren: Martina Walzer, Managerin für Technologie & Konzepte, Siemens AG, Karlsruhe; Daniel De Sousa, Engineering Manager, Plastic Energy Limited, London, Großbritannien kel verunreinigen Wasserläufe, werden in großen Mengen an Küsten angespült und verschmutzen ganze Landstriche. Zwar können Kunststoffe am Ende ihrer Nutzungsdauer durch geeignete Prozesse wieder zu wertvollen Ressourcen werden, doch endet noch immer mehr als die Hälfte der gesammelten Kunststoffe auf Mülldeponien oder wird verbrannt. Denn für das inzwischen durchaus weit verbreitete mechanische Recycling müssen Fraktionen nach Sorten getrennt und jeweils separat behandelt werden, um geeignete Zwischenprodukte für neues Rohmaterial zu gewinnen. Gemischte Kunststoffabfälle chemisch recyclen Um auch gemischte Abfälle wiederverwerten zu können, rückt das chemische Recycling zunehmend in den Fokus. Der von Plastic Energy entwickelte und patentierte Recyclingprozess basiert auf einem thermischen anaeroben Umwandlungsprozess (Thermal Anaerobic Conversion, TAC). Dieser wandelt Plastikabfälle zu wertvollem Tacoil-Rohmaterial. Dafür wurde das Recyclingunternehmen unter anderem von Bloomberg NEF ausgezeichnet. „Tacoil kann in petrochemischen Crackern als Ersatz für fossiles Öl Kunststoffe sind vielseitig, langlebig, leicht und unglaublich flexibel einsetzbar. Diese Eigenschaften machen das Material so beliebt für Anwendungen aller Art. Es überrascht also nicht, dass die Kunststoffproduktion in den vergangenen Jahrzehnten sehr stark zugenommen hat. Doch Langlebigkeit wird zum Problem, wenn Kunststoffe achtlos in der Natur entsorgt werden. Ausgediente Kunststoffartizur Fertigung von Kunststoffen in Neuwarenqua lität verwendet werden“, erläutert Carlos Monreal, Geschäftsführer von Plastic Energy, das Prinzip der Kreislaufwirtschaft. Dafür werden Kunststoffe in einer sauerstofffreien Atmosphäre erhitzt, um Kohlenwasserstoffgase zu erzeugen. In einem speziellen Reaktor entstehen durch thermische Behandlung kurzkettige Gaskomponenten, aus denen wiederum nach der Destillation ein oder mehrere Produkte gemäß Spezifikation entstehen. In intensiver Zusammenarbeit mit Partnern aus der petrochemischen Industrie wie Ineos, Sabic und Total entwickelte und entwickelt Plastic Energy das Verfahren immer weiter. Regelalgorithmen reagieren auf prädiktive Analyse Doch auch beim chemischen Recycling kann eine zu große Anzahl und Durchmischung unterschiedlicher Kunststoffsorten zum Problem werden. Wenn zum Beispiel größere Mengen von Styrolen oder PVC in Verpackungsabfällen aus Polyethylen oder Polypropylen vorkommen, bleibt das nicht ohne Einfluss auf die Zusammensetzung der erzeugten Gase. Hier kommt Prozessleittechnik von Sie­ 26 VERFAHRENSTECHNIK 03/2022 www.verfahrenstechnik.de

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN mens ins Spiel. Plastics Engergy übergibt die Analyse an das Leitsystem Simatic PCS 7, für das spezifische Regelalgorithmen entwickelt und von Siemens implementiert wurden. So werden eventuell auftretende Schwierigkeiten erkannt und daraufhin gege benenfalls Prozessparameter wie Tem peratur, Druck oder Zeit korrigiert. Die Messwerte verschiedener Geräte wie Druckmessumformer, radargestützte Füllstandmessgeräte, Durchfluss- und Temperaturmessgeräte sowie kontinuierliche Gasanalysatoren und Gaschromatografen bilden die Eingangsparameter für die oben genannten Algorithmen, um die am besten geeigneten Regelparameter zu errechnen. Software wie Simatic PDM und Comos MRO für das intelligente Management der Geräte und für vorausschauende Wartungsprozeduren ermöglichen dabei, die Assets der Anlage lückenlos zu überwachen und deren Funktion sicherzustellen. Dank der Systemarchitektur von Simatic PCS 7 kann die Leittechnik optimal an die Anlagengröße angepasst werden. Künstliche Intelligenz senkt die Betriebskosten Ein digitaler Zwilling der realen Anlage eröffnet den Verantwortlichen fortwährend neue Perspektiven. So lassen sich im laufenden Betrieb Optimierungen realisieren – für das Produkt, für die Produktion sowie für die Performance der gesamten Anlage. Durch die Modellierung des Produktes beziehungsweise des Prozesses in einer virtuellen Umgebung können Verbesserungen viel schneller umgesetzt werden, als das ohne digitalen Zwilling der Fall wäre. Das nahtlose „Dank fortschrittlicher IT-Lösungen existieren die Anlagen nicht nur in der realen Welt, sondern auch als digitales Abbild.“ Miguel Fernandez, Leiter des Bereichs Chemie, Siemens AG Zusammenspiel zwischen der Fertigungsebene (OT) und der Informationsebene (IT) sorgt für einen kontinuierlichen Informationsfluss. Moderne Technologien wie Cloud und Edge Computing helfen dabei, Daten zu aussagekräftigen Informationen zu verdichten, die als Grundlage für fundierte Geschäftsentscheidungen dienen. Komplexe Datenanalytik hilft dabei, den Prozess besser zu verstehen und zu optimieren sowie Services einfach und rational zu gestalten. Ziel ist, den Recyclingprozess umfassend und ganzheitlich zu verfolgen, um die Gesamtbetriebskosten positiv zu beeinflussen. Fotos: Siemens, Plastic Energy www.siemens.de/chemie Coriolis-Massedurchflussmesser garantieren eichfähige Messungen Optimiert für alle Flüssigkeiten und komprimierten Gase. PTB-zertifizierte Massedurchflussmesser ermöglichen auch eichfähige Wasserstoff-Durchflussmessungen für mobile und stationäre Anwendungen + Schnelle und einfache Einrichtung + Optimal für Betriebsdrücke bis 1.379 bar + Ideal für Messbereiche von 1g/min bis 1800t/h + Perfekt für Temperaturbereiche von -196°C bis +400°C + Fertigung nach besonderem Torsionsschwinger-Prinzip + Zuverlässige digitale Datenerfassung und Selbstdiagnose Schwing Verfahrenstechnik GmbH • Oderstraße 7 • 47506 Neukirchen-Vluyn Tel. +49 2845 930-0 • mail@schwing-pmt.de • www.schwing-pmt.de www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 03/2022 27