Technologie recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Technologie recyklace odpadních nemrznoucích směsí Jan Kinčl, Tomáš Kotala, Maxim Kryžanovský MemBrain s.r.o., MEGA a.s. Odpadové fórum, 19.3.2015

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí O firmě MemBrain s.r.o. česká VaV a inženýrská firma (dotační programy, smluvní výzkum, návrh technologií, prodej menších technologií) membránové procesy (elektro, tlakové, separace plynů) včetně okolních předúprav nástřiku a úprav produktů cca 55 zaměstnanců, rozpočet 80 mil. Kč MEGA a.s. český výrobce a dodavatel elektromembránových technologií (ED, EDI) cca 220 zaměstnanců, tržby 800 mil. Kč sídlo v ČR, pobočky v RF, IN, UA, BY, AL cca 200 aplikací (automotive, potravinářství, průmyslové odpadní vody)

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Situace Surovina Nemrznoucí chladící směsi ze spalovacích motorů vozidel (osobní, nákladní, autobusy) „fridexy“ Teplonosné roztoky v otopných systémech budov V ČR odevzdávají odpad k ekologické likvidaci jen velcí producenti, velká většina odpadů se ztrácí Odhadem v ČR vzniká asi 3000 t odpadních roztoků glykolů jen z vozidel (+ další zdroje), ve státních statistikách evidováno jen 550 t ročně těchto odpadů.

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Situace Povinná evidence a likvidace odevzdaných odpadů V ČR spalování, energeticky negativní (70% voda), doplácí se 3 až 10 Kč/kg V severní Evropě, Kanadě a části západní Evropy recyklace Recyklační technologie: destilace, membránové technologie 2000/53/ES: Leden 2015 zvýšení %hm. vozů zpracování na 95% („reuse and recovery“), při 85% použití produktů zpět („reuse and recycling“).

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Návrh řešení Odstranit vše co není voda a glykol za použití membránových procesů Do vodného roztoku glykolu doplnit 100% glykol na požadovanou koncentraci a znovu přidat aditiva (antikorozní, pufrační apod.) Výhody technologie: netřeba destilace (vysoký OPEX i CAPEX), splnění normy na recyklované glykoly ASTM D6471-10 marketing: možnost získání označení Ekologicky šetrný výrobek obchod: snížení nákupu suroviny a tím i závislosti na fluktuaci trhu, využití recyklačního poplatku na snížení doby návratnosti technologie Nevýhody obchodní: výroba pouze předpřipravených směsí = omezený trh

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Surovina otopný systém auto autobus

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Surovina, separační úkol NECHAT voda 50-80%, zajišťuje vysokou tepelnou kapacitu nemrznoucí směsi glykoly (etylenglykol, dietylenglykol, propylen glykol, glycerol) 15-45%, zajišťují snížení bodu tuhnutí ODSTRANIT antikorozní, pufrační a další aditiva (křemičitany, boritany, molybdenany, dusičnany, dusitany, tolyltriazol, benzotriazol, organické kyseliny: např. sebaková) okolo 1%, zajišťují dlouhodobou stabilitu roztoku i teplosměnného systému rozkladné produkty glykolů (kyseliny, aldehydy), do 0,1% ionty zavlečené ředící vodou či jako protiionty aditiv (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Ba2+, Sr2+, SO42-, F-, HPO42-) okolo 0,5% kovy a těžké kovy uvolněné z motorů (Fe, Mn, Pb, Cu, Zn, Cr, Sn, Al), do 0,2% nečistoty vzniklé při náhodných chybách či při sběru vzorku (oleje, hrubé NL), do 7%

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Návrh technologie Hrubá filtrace a sedimentace – odstranění větších NL a olejů Koagulace – odstranění železa a dalších koloidů Adsorpce na aktivním uhlí – odstranění barviv a olejů Jemná filtrace – filtrace aktivního uhlí Elektrodialýza – odstranění anorganických i organických solí

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Koagulace Dle typu suroviny otopné systémy: bez koagulace auta: směsný organický koagulant s přídavkem PAX autobusy: pouze organický koagulant (železa a dalších kovů je dostatek)

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Adsorpce Dle typu suroviny otopné systémy: bez adsorpce auta i autobusy: práškové aktivní uhlí v míchané nádrži, specializovaný typ na glykoly Kontrola pomocí adsorbance zelené či modré s dvěma píky OK Pokud nepomůže aktivní uhlí, odbarví roztok následná elektrodialýza (např. fluorescein)

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Princip elektrodialýzy

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Zařízení elektrodialýzy (ED) Laboratorní zařízení ED jednotka P EDR-Z/10-0,8, A=0,064m2 iontovýměnné membrány Ralex® od MEGA a.s. Pilotní zařízení ED jednotka P1 EDR-Y/50-0,8, A=2m2

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Ověření řešení Laboratorní návrh testováno 10 surovin (auta, autobusy, otopné systémy) návrh předúpravy (koagulační činidla, dávky, typ aktivního uhlí apod.) ověření v laboratorním měřítku: výkon, kvalita produktu, odpady, chemikálie, energie Pilotní ověření 3x 1m3 reálného vzorku (auta, autobusy, otopné systémy) několik týdnů čistého provozu

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Požadavky na surovinu a kvalita produktu Požadavky na surovinu glykoly 5 – 35 °Brix oleje < 5 % chloridy < 500 mg/l amoniak < 50 mg/l pH 6 – 10 zákal < 500 NTU absorbance Až na 1 výjimku všechny suroviny splňovaly, lze zpracovávat veškeré odpady v EU (stejné normy) Kvalita produktu Dle ASTM D6471-10 RAS < 2,5 % chloridy < 33 ppm sírany < 140 ppm Produkt vždy splňoval, obvykle s řádovou rezervou

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Automatizace návrhu technologie Na základě typu a množství odpadu SW na stanovení velikosti technologie složení produktů a odpadů spotřeb chemikálií, vody a energie ekonomiky provozu

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Ekonomický přínos technologie Jednotka P2 2xEDR-X/100-0,8, A=18,88m2 Poloautomat pro menší vsádkové provozy Ceny: 850 EUR/t MEG, 0 Kč recyklační poplatek, doprava odpadů na zpracování, standardní ceny energie, vody, chemikálií, odpadů a náhradních dílů Zpracování 2200 t/rok Návratnost 17 měsíců Bez optimalizací z velkých dodávek

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Souhrn Pro nabyvatele výsledků (MEGA a.s.) za 1 rok Navržena technologie na recyklaci odpadních teplonosných nemrznoucích směsí Technologie pilotně ověřena Vyvinut SW na rychlý výběr z portfolia Doba návratnosti technologie vychází do 2 let Zatím bohužel bez instalace, nabyvatel jedná s několika zákazníky (ČR, Německo)

Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Membránové inovační centrum Recyklace odpadních nemrznoucích směsí Další směry vývoje Hotovo MEG z výroby kondenzátorů (ICCT 2014) glykoly z otopných systémů (Odpadové fórum 2015) glykoly z chladících okruhů vozidel (Odpadové fórum 2015) Nyní děláme na glycerol z výroby bionafty – plán 2015 (s UPce, první zkoušky OK, ICCT 2015) DEG a TEG ze sušení zemního plynu – plán 2015 (s ruskými partnery, první zkoušky OK)

Membránové inovační centrum Pod Vinicí 87 471 27 Stráž pod Ralskem Tel,fax: +420 487 888 653, 102 Web: http://www.membrain.cz E-mail: info@membrain.cz Poděkování: Výsledky byly získány v rámci č. CZ.1.05/2.1.00/03.0084 “Membránové inovační centrum ” programu VaVpI Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy. ISO 9001:2009, ČSN EN ISO 14001:2005 a OHSAS 18001:2007