|
Affaldssortering baseret på online detektion af grundstoffer 9 Forslag til fremtidige arbejder
9.1 PGNAA's muligheder i PVC-behandlingsprocesserFlere forsøg på demonstrationsanlægget med udsortering af både blød og hård PVC fra en blandet affaldsplastfraktion viste, at det er teknisk muligt at udsortere PVC-stykker ned til ca. 20 g med den sorteringssikkerhed og hastighed, som et industrielt anlæg kræver. I de gængse affalds-PVC-behandlingsprocesser - fx RGS 90's to teknologier – bliver PVC-affaldet neddelt til ca. 2-3 mm (svarende til en masse på under 1 g) inden den kemiske/termiske behandling. Både teoretisk og praktisk har vi vist, at den nødvendige tid at detektere så små PVC-stykker vil være helt urealistisk lang (~ sekunder), og at det ikke vil være økonomisk realistisk at implementere et PGNAA-system på et forsorteringsanlæg. Hvis neddelingen af affaldsplasten derimod kan ske i to trin, hvor størrelsen af PVC-stykkerne fra det første trin svarer til ca. 20 g, vil et PGNAA-baseret sorteringssystem have stor miljømæssig effekt og være meget rentabelt. En skitse af delprocesserne i et anlæg bygget efter dette princip er vist i Figur 2 på side 22. Vi skønner, at meromkostningerne til at indføre den ekstra neddelingsproces vil være marginale sammenlignet med de fordele, som systemet have både økonomisk og for miljøet. FORCE vil gøre leverandørerne af PVC-behandlingsanlæg opmærksom på denne fordel. 9.2 Cadmium i PVCVores forsøg har vist, at PGNAA med stor sikkerhed og hastighed kan detektere cadmium (Cd) i meget små mængder. Da Cd ofte benyttes som stabilisator i PVC vil det være en oplagt idé at udvide en udsortering af PVC fra en blandet plastfraktion til udsortering i to PVC-fraktioner – én med og én uden Cd. PGNAA-sensoren kan detektere klor i PVC og Cd samtidig, så den ekstra mulighed giver både store miljømæssige og økonomiske fordele, idet PVC-behandlingsprocesserne for den Cd-frie PVC-fraktion vil kunne spare procestrin til udfældning af Cd. 9.3 Multisensorbaseret sortering af batterierPGNAA-sensoren er effektiv til detektion af Cd, men hastigheden er mere moderat, når sensoren skal detektere mangan (Mn) og nikkel (Ni) i, som er meget almindelige stoffer i batterier. FORCE har derfor udtænkt et nyt sorteringskoncept. I kombination med røntgenbillede-analyse vil PGNAA være et både miljørigtigt og konkurrencedygtigt alternativ til håndsortering eller eksisterende automatiske sorteringssystemer. FORCE markedsfører et batterisorteringssystem baseret på disse to sensorer under navnet SmartRAY. Systemet er vist på Figur 26. PGNAA vil i det kombinerede anlæg detektere NiCd-batterier, mens X-ray-billedbehandlingen vil detektere Mn-, NiMH- og Li-batterier (se Figur 26). Systemet vil således kunne sortere batterier i de fraktioner, som den videre oparbejdning kræver.
Figur 26. FORCE Technologys SmartRAY-system til batterisortering. SmartRAY - er meget omkostningseffektiv til sortering af tusindvis af ton pr. år, - måler i dybden, - detekterer flere grundstoffer samtidigt, - er ikke-destruktiv, - berøringsfri, - sorterer meget præcist og minimerer indflydelsen af menneskelige faktorer, - detekterer grundstoffer uanset om batterierne er tærede, deformerede eller har ødelagt overflade, - har automatisk indbygget dokumentation af sorteringen, - Er driftsikker, fordi den - ikke har bevægelige dele - ikke har fremstående dele i analyseområdet, - sikrer et godt arbejdsmiljø, - er fleksibel – muligt at skifte mellem forskellige driftstilstande, - er uafhængig af eksisterende og fremtidig kodning af batterier. FORCE vil søge at skaffe finansiering til et demonstrationsanlæg. 9.4 Bestemmelse af spormængder af kviksølv i batterierIfølge teorien vil PGNAA-sensorer også kunne detektere kviksølv i relativt små mængder, men det vil kræve, at sensoren har specielle og kølede detektorer, som demonstrationsanlægget ikke er udstyret med. Med FORCEs neutron transport simuleringsværktøj, der er udviklet i projektet, og vores erfaring inden for andre sensorteknologier vil FORCE kunne designe og fremstille denne specielle type PGNAA-sensor. Selv om kviksølv i stort omfang udfases i produktionen af fx batterier, kontakter mm., viser undersøgelser, at man må forvente, at der stadig mange år i endnu vil komme fx brugte batterier med væsentlige kviksølvmængder til sorteringsanlæg- og behandlingsanlæggene. Det vil derfor være en oplagt idé at gennemføre et designstudium og en efterfølgende udvikling af en PGNAA-sensor til kviksølv. Hvis der viser sig en efterspørgsel efter denne sensor, vil FORCE søge at skaffe finansiering til et demonstrationsanlæg. 9.5 Karakterisering/sortering af brændselspillerForbruget af træpiller til energiproduktion er steget voldsomt de sidste par år og vil fortsætte med at stige i de nærmeste år. Som eksempel kan nævnes, at Avedøreværkets blok 2 kommer til at bruge ca. 200.000 t træpiller pr. år. Efterspørgslen på brændselspiller baseret på biomasse er så stor, at mange nye leverandører - både danske og internationale - er trådt ind på det danske marked med piller af meget varierende kvalitet og oprindelse. Der er et udtalt behov for en hurtig analysemetode til både laboratorie-check og til online kontrol af brændselspiller, så energiproducenterne kan sikre, at bl.a. tungmetaller utilsigtet emitteres til luften eller ender i aske eller slagge. Biomassefyrede anlæg må kun brænde rent træ med mindre end 1 % limrester. PGNAA vil sandsynligvis kunne detektere nitrogen, som er et vigtigt grundstof, der indgår i lim i spånplader, limtræ, mm. 9.6 Systematisk optimering af PGNAA-sensorerGennem arbejdet i det teoretiske designstudium har FORCE lagt grunden til en implementering af et systematisk design-optimeringsværktøj. Hvis efterspørgslen på PGNAA-baserede sorteringsapparater vokser som forventet til f.eks. sortering af batterier og kondensatorer, vil det være en naturlig opgave, at optimere selve designfasen ved at automatisere designværktøjet.
|
