| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Affaldssortering baseret på online detektion af grundstoffer

Sammenfatning og konklusioner

Ny hurtig, berøringsfri sensor finder NiCd-batterier og PVC

FORCE Technology har i projekt "Affaldssortering baseret på genkendelse af grundstoffer" demonstreret, at sorteringsanlæg med den patenterede sensor kan sortere giftige NiCd-batterier fra affald af brugte batterier. Den samme type sorteringsanlæg kan også sortere PVC-plastik fra blandet plastaffald eller elektriske kondensatorer med det kræftfremkaldende stof PCB fra andre kondensatorer. Sensoren kan detektere flere grundstoffer samtidigt - uanset, hvilken kemisk form de optræder på. Sensoren har ingen bevægelige dele, er ikke-destruktiv og måler i dybden på affaldet. Projektets undersøgelser viser, at sorteringsanlæg med denne sensor både vil være til gavn for miljøet og have en stor økonomisk værdi for oparbejdere af affald.

Baggrund og formål

Projektet er en fortsættelse af FORCEs arbejde med udvikling af sensorer til sortering af affald. Projektet, der har fået økonomisk støtte fra Miljøstyrelsen, bygger på de sensorer, FORCE udviklede i projektet, "Sensor til detektion af imprægneret affaldstræ" baseret på princippet Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA).

Formålet med projektet har været

1. At optimere PGNAA-sensorer

2. At afdække muligheder for miljøfremmende anvendelser af PGNAA-sensorer

3. At demonstrere og dokumentere sorteringen af én affaldsstrøm på et mindre forsøgsanlæg

Undersøgelsen

Projektets hovedaktiviteter har været at:

  1. opstille det teoretiske og teknologimæssige grundlag for design, optimering og konstruktion af PGNAA-sensorer til et givet formål,
  2. optimere sensoren selv gennem et teoretisk design studie, som også skal afklare de teknologiske muligheder og krav til forskellige anvendelser
  3. undersøge behovet med udgangspunkt i problematiske affaldsstrømme med store behandlingsomkostninger,
  4. planlægge, designe og opbygge et sorteringsanlæg, der kunne demonstrere sortering af én udvalgt affaldsstrøm,
  5. gennemføre sorteringsforsøg, optimere sensoren og afprøve andre affaldsstrømme/emner, formidle projektets resultater på en international konference.

FORCE Technology har opbygget et velfungerende demonstrationsanlæg i virksomhedens forsøgsfaciliteter i Brøndby.

Hovedkonklusioner

Behov og muligheder for sortering af specielle affaldsfraktioner

Projektets behovsundersøgelse og teoretiske designstudie viste, at der vil være store miljømæssige og økonomiske fordele ved at sortere flere specielle affaldsfraktioner ved hjælp af PGNAA-sensorer.

PVC

Hvis et sorteringsanlæg sorterer PVC fra blandede affaldsplastfraktioner, vil en mindre mængde PVC ende i affaldsforbrændingsanlæg med de mange fordele, det har for miljøet. Et sorteringsanlægget vil desuden gøre de muligt at udnytte "PVC-tynde" affaldsfraktioner og dermed udvide "oplandet" for PVC-behandlingsanlæg.

Sorteringsprisen vil være ca. 26 DKK/t udsorteret PVC. Kendte sorteringsmekanismer vil sammen med PGNAA's store følsomhed give stor sandsynlighed for succes.

PCB-holdige kondensatorer

Et eller ganske få centrale sorteringsanlæg vil kunne behandle alle PCB-kondensatorer i Europa – både miljømæssigt og økonomisk forsvarligt ved hjælp af PGNAA-sensorer.

Batteriaffald

Vi anslår, at der i de 15 gamle EU lande i nær fremtid vil være et behov for 40-50 batterisorteringsanlæg med en kapacitet mellem 3.000-7.000 tons/år/anlæg. Anlæggenes størrelse og placering afhænger dels af det kommende EU-direktiv, og dels af hvordan aktørerne vil organisere sig. PGNAA-sensorer vil med stor økonomisk fordel kunne frasortere NiCd-batterier. Andre sensorer (fx X-ray) vil kunne udsortere de øvrige batterityper (ZnC, alkaline, NiMH, etc.).

Undersøgelsen har også vist, at sortering andre affaldstyper også vil have store miljøfordele. Studiet har haft fokus på:

- Erhvervsaffald

- Printkort

- Brændselspiller – kvalitetskontrol

- Slagge fra affaldsforbrændingsanlæg

- Affaldstræ

- Kontrol/oplæring på kommunale genbrugsstationer

Men det vil kræve mere tilbundsgående undersøgelser at afklare de økonomiske fordele ved at sortere disse fraktioner med PGNAA-sensorers.

Konklusion på forsøgene på sorteringsanlægget

- PVC. Sortering af en blandet plastfraktion i PVC/ikke-PVC er mulig og enkel. Karakteriseringen er tilstrækkelig robust og karakteriseringshastigheden er tilstrækkelig høj til industriel brug.

- PCB-kondensatorer. Det er muligt at sortere kondensatorer i PCB- og ikke-PCB-holdige. Karakteriseringshastigheden er rigelig høj til industriel sortering.

- NiCd-batterier. Sortering i NiCd/ikke-NiCd er mulig med PGNAA. Karakteriseringen er tilstrækkelig robust til sortering. Karakteriseringshastigheden er tilstrækkelig til industrielt sortering.

Projektresultater

Behovsundersøgelse

Baseret på projektets detaljerede undersøgelser og beregninger af det miljømæssige og økonomiske potentiale prioriterede følgegruppen projektets fokus på disse affaldsfraktioner således:

1. PVC

2. Erhvervsaffald

3. Printkort: Ædelmetaller, PCB-kondensatorer, mm.

4. Kontrol/oplæring på kommunale genbrugsstationer

5. Brændselspiller

6. Slagge fra affaldsforbrændingsanlæg

7. Affaldstræ

idet behandlingen af printkort med ædelmetaller og PCB-kondensatorer typisk sker i de samme virksomheder og derfor betragtes under et.

FORCE har uden for dette projekt desuden undersøgt muligheden for at sorterer batterier på basis af detektion af grundstoffer med PGNAA.

Teknisk designstudium

I det teoretiske designstudium er der indsamlet og systematiseret viden om mulige måder at bygge PGNAA-sensorer på, ligesom der er gjort en række overvejelser om sammenhængen mellem designvariable og sensorens ydeevne.

Herudover er der udviklet metoder og programmel til simulering af neutrontransport i relevante materialer samt interaktioner mellem neutroner og disse materialer. I denne sammenhæng er opstillet en skalerbar simuleringsmodel for en klasse af PGNAA-sensorer, der bl.a. rummer sensoren i det opbyggede demonstrationsanlæg.

Endelig er der opstillet et teoriapparat til analyse af måledata, udarbejdelse af sensorkalibreringer og planlægning og vurdering af den mulige sorteringskvalitet for et givet sorteringsproblem.

Prøveopstilling

Figur 1. Sensorens målekanal. Det forreste batteri er i centrum af målevoluminet

Figur 1. Sensorens målekanal. Det forreste batteri er i centrum af målevoluminet.

Demonstrationsanlægget er bygget efter konfigurationen "fællesmoderator, to kilder, to detektorer", som beskrevet i det tekniske forstudium. Anlægget blev konstrueret, så det også kunne karakterisere og/eller sortere andre typer affald.

Målekanalen er dimensioneret "så lille som muligt" (da det giver den højeste følsomhed), men så rimelige materialeprøver kan passere. Dette er gjort primært med henblik på PVC, hvor størrelsen på de enkelte affaldsstykker ikke var kendt, da vi designede anlægget. Prøvekanalen er således gjort så stor, at PVC-stykker med en størrelse, der medfører en fornuftig kapacitet i en industriel sammenhæng, kan passere.

Forsøg

Der er gennemført to typer forsøg:

- Stationære forsøg, hvor et antal prøveemner er målt i et tidsrum, mens de befandt sig i målevoluminet.

- Gennemløbsforsøg, hvor prøveemner sendes igennem målevoluminet ved hjælp af transportbåndet, mens sensorens signal registreres.

Dele af de stationære forsøgsresultater er blevet brugt til at udarbejde kalibreringer med.

 

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |



Version 1.0 December 2005, © Miljøstyrelsen.