Kleinschalig gedistribueerd chemisch recyclingsysteem op basis van microgolfwarmte

Yokogawa Solution Service Corporation werkt samen met Microwave Chemical aan de gezamenlijke ontwikkeling van een kleinschalig gedistribueerd chemisch recyclingsysteem dat gebruik maakt van microgolfwarmte. De PlaWave chemische recyclagetechnologie van Microwave Chemical maakt gebruik van microgolven om afgedankt plastic direct te verwarmen en zo het proces van afbreken en verwerken van deze materialen te versnellen.

Volgens de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling werd er in 2019 wereldwijd 353 miljoen ton plastic weggegooid. Dat is meer dan het dubbele van de 156 miljoen ton die in 2000 werd geproduceerd, en daarvan wordt slechts 9% gerecycled*2. Er zijn dus verdere initiatieven nodig om een circulaire economie tot stand te brengen.

Chemische recycling, waarbij gebruikte grondstoffen chemisch worden verwerkt en afgebroken op moleculair niveau om ze terug te brengen in de staat van een grondstof, is een uitstekende methode waarmee materialen herhaaldelijk kunnen worden gerecycleerd, zelfs als ze niet schoon zijn of onzuiverheden bevatten. Als het gaat om chemische recyclage van afgedankt plastic, zijn grootschalige gecentraliseerde verwerkingsfaciliteiten met een capaciteit van enkele duizenden tonnen tot tienduizenden tonnen het belangrijkste onderwerp van onderzoek door grote chemische fabrikanten en andere dergelijke bedrijven in Japan en overzee. Hoewel deze faciliteiten grote hoeveelheden afgedankt plastic efficiënt kunnen verwerken, is het transport van deze materialen vanaf afgelegen locaties onbetaalbaar en een bron van CO2-uitstoot vanwege hun laag soortelijk gewicht en slechte transportefficiëntie per gewichtseenheid.

Om dit probleem aan te pakken, hebben Yokogawa Solution Service en Microwave Chemical een overeenkomst gesloten voor de gezamenlijke ontwikkeling van een kleinschalig gedistribueerd chemisch recyclagesysteem om afgedankt plastic af te breken en te verwerken in de buurt van de plaats waar het is geproduceerd. Dit systeem heeft als basis een reactor die afgedankt plastic afbreekt met behulp van microgolfwarmte, en het wordt gebruikt in combinatie met het eerder genoemde energiebeheersysteem en elektriciteitstraceringssysteem om de CO2-uitstoot te verminderen.

De PlaWave chemische recyclagetechnologie van Microwave Chemical maakt gebruik van microgolven om afgedankt plastic direct te verwarmen en zo het proces van afbreken en verwerken van deze materialen te versnellen. Dit bespaart energie en is geschikt voor gebruik op kleine schaal. Met een focus op meting, controle en informatie levert Yokogawa Solution Service productiecontrolesystemen, instrumenten en andere oplossingen voor een zeer efficiënte en veilige bedrijfsvoering in allerlei soorten fabrieken. De oplossing voor deze toepassing is gericht op een energiebeheersysteem dat de activiteiten kan optimaliseren door de energiebehoefte te voorspellen.

Sinds augustus 2022 gebruiken de twee bedrijven een chemische recyclage testopstelling om te onderzoeken hoe ze de opbrengst, de werksnelheid en de energie-efficiëntie kunnen verbeteren van een proces waarbij microgolven worden gebruikt om polyethyleen (PE) en polypropyleen (PP) thermisch af te breken en om te zetten in olie. Ze hebben de haalbaarheid van dit proces en de methoden om het te implementeren geverifieerd. Op basis van de behaalde resultaten sloten de bedrijven in september een overeenkomst voor de gezamenlijke ontwikkeling van een kleinschalig gedistribueerd systeem voor chemische recycling.

Microwave Chemical zal de kernapparatuur ontwikkelen voor het kleinschalige gedistribueerde chemische recyclagesysteem, en dit zal ingebouwde continue thermische ontledingsfunctionaliteit hebben voor PE, PP en PS (polystyreen). Yokogawa Solution Service zal meetmethoden onderzoeken voor het monitoren van de staat van het thermische ontledingsproces en het uitvoeren van componentanalyse en -schatting in realtime. Door gebruik te maken van modelleringstechnologie die door andere bedrijven in de Yokogawa Group is ontwikkeld, zal Yokogawa Solution Service ernaar streven de continue controle van het thermische ontledingsproces in dit kernapparaat te automatiseren en zo dit proces te optimaliseren. Om de koolstofneutrale terugwinning van hulpbronnen mogelijk te maken door hernieuwbare energie te gebruiken als energiebron voor deze kernapparatuur, zal Yokogawa Solution Service een EMS en een elektriciteitstraceringssysteem ontwikkelen en leveren. Via de cloud worden gegevens van deze systemen over de bedrijfsstatus en toestand van dit kernapparaat continu verzameld en geanalyseerd om verbeteringen aan te brengen en de onderhoudskosten te verlagen.

Het plan voor FY2023 tot FY2024 is om prototypes te ontwikkelen met input over gebruikersbehoeften, en functies en specificaties vast te leggen. In FY2025 wordt een commercieel kleinschalig gedistribueerd chemisch recyclingsysteem ontwikkeld met als doel dit systeem het jaar daarop op de markt te brengen.

Nieuwsbericht van Yokogawa, 09/11/2023