CaviFlow® Kavitationstechnologie
Chemisches Recycling

Chemisches Recycling mit Kavitation

Mit der zunehmenden Komplexität moderner Recyclingströme steigt der Bedarf an neuartigen Verfahren, die Prozesse effizienter, anpassungsfähiger und umweltverträglicher machen. Eine vielversprechende Lösung im Bereich des chemischen Recyclings bietet die hydrodynamische Kavitation.

Energieeffizienz und ökologische Vorteile
Hydrodynamische Kavitation etabliert sich immer stärker als ressourcenschonende und umweltverträgliche Verfahrenstechnologie. Zu ihren wesentlichen Stärken zählen:

Geringere Abfallmengen
Weniger sekundäre Umweltbelastungen
Bessere ökologische Bewertung von Recyclingprozessen

Die hydrodynamischen CaviFlow® Inline-Module sind als Plug & Play Systeme ausgelegt und übernehmen zugleich die Funktion eines hochwirksamen Mischers sowie eines variabel einstellbaren Reaktors. Dadurch können sie chemische Recyclingprozesse über verschiedene Materialien, Prozessphasen und Flüssig-Feststoff-Gas-Systeme hinweg gezielt optimieren. Darüber hinaus trägt eine höhere Energieeffizienz dazu bei, Anforderungen der Kreislaufwirtschaft sowie der industriellen Dekarbonisierung zu erfüllen.

Anwendung Recycling mit CaviFlow® Inline-Modul

Chemisches Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Pyrolyseöl Aufbereitung

Biokraftstoff-Herstellung aus Abfallstoffen

Künstliches Bitumen aus Altreifen

Industrieverarbeitung und Materialhomogenisierung

CaviFlow® Implementierung in Recyclingprozesse

Zum CaviFlow® Modul

Mit Kavitation chemische Recyclingpotenziale erschließen

Setzen Sie auf hydrodynamische Kavitation mit CaviFlow® Inline-Modulen, um komplexe Recyclingströme mit höherer Energieeffizienz, geringeren Umweltbelastungen und optimierten Prozessbedingungen zu verarbeiten.

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Synergieeffekte

Chemisches Recycling von Kunststoffen

Ein besonders aussichtsreiches Einsatzfeld der hydrodynamischen Kavitation mit dem CaviFlow® Inline-Modul ist das chemische Kunststoffrecycling. Vor allem in Kombination mit Depolymerisations- und Solvolyseverfahren eröffnet sie beachtliche Synergieeffekte.

Wechselwirkung und Reaktionsgeschwindigkeit
Die durch Kavitation erzeugte intensive Mikrodurchmischung verbessert die Wechselwirkung zwischen Polymermaterial und Lösungsmittel, während lokal auftretende energiereiche Zonen die Reaktionsgeschwindigkeit der Depolymerisation erhöhen.
Optimierte Prozesse
Dadurch lassen sich Prozesse bei geringeren Temperaturen und Drücken durchführen und zugleich zeitlich verkürzen.
Erhöhte Selektivität
Zusätzlich steigt die Selektivität, was eine sauberere Rückgewinnung von Monomeren begünstigt und die Bildung unerwünschter Nebenprodukte wie Koksrückstände oder Oligomere reduziert.

Homogenität und Kaltfließverhalten

Aufbereitung von Kunststoff-Pyrolyseöl

Hydrodynamische Kavitation - wie mit dem CaviFlow® Inline-Modul - findet immer häufiger Anwendung bei der industriellen Aufbereitung von Kunststoffpyrolyseöl (PPO). Zwar hat sich die Pyrolyse als bewährte Methode etabliert, um gemischte Kunststoffabfälle in flüssige Kohlenwasserstoffe umzuwandeln, doch die entstehenden Öle zeigen häufig Defizite in ihrer Homogenität und im Kaltfließverhalten. Ursache dafür sind unter anderem Wachse, schwere Bestandteile und Phasenseparationen, die Lagerung, Transport und weitere Nutzung erschweren können.

Gleichmäßigkeit und Qualitätsspezifikation
Eine industrielle Praxisanwendung mit dem zeigt, dass hydrodynamische Kavitation gezielt als Konditionierungsschritt eingesetzt werden kann, um sowohl die Gleichmäßigkeit als auch die Qualitätsspezifikation von PPO zu verbessern.
Einheitlichere Flüssigphase
Durch die intensive Mikrodurchmischung sowie die Zerteilung und Verteilung schwerer Fraktionen und wachsartiger Agglomerate entsteht eine stabilere und einheitlichere Flüssigphase.

Verfahrenskombination ohne Chemikalien
Darüber hinaus lässt sich hydrodynamische Kavitation gut mit thermischen und katalytischen Recyclingverfahren kombinieren, ohne dass zusätzliche Chemikalien notwendig sind. Auf diese Weise wird die Einbindung von Pyrolyseölen in bestehende Kraftstoff- und Raffinerieprozesse erleichtert.

Prozesstechnologie zur Vorbehandlung

Herstellung von Biokraftstoffen aus Abfallstoffen

Bei der Erzeugung von Biokraftstoffen aus Abfallströmen etabliert sich hydrodynamische Kavitation zunehmend als leistungsfähige Prozesstechnologie - wie das CaviFlow® Inline-Modul. Besonders häufig wird sie als Vorbehandlung eingesetzt, um nachgelagerte Umwandlungsprozesse effizienter zu gestalten.

Homogenisierung und Entschwefelung

Dabei verbessert sie die Homogenisierung der eingesetzten Rohstoffe, unterstützt Entschwefelungsprozesse in Kombination mit oxidativen oder extraktiven Verfahren.

Förderung von Reaktionen

Hydrodynamische Kavitation fördert sowohl chemische als auch enzymatische Reaktionen durch einen intensiveren Stoffaustausch und schnellere Reaktionsabläufe.

Weniger Bedarf an Katalysatoren

In zahlreichen Anwendungen lässt sich dadurch der Bedarf an Katalysatoren und weiteren Chemikalien senken, während zugleich auch anspruchsvolle Einsatzstoffe wie Abfallfraktionen oder Pyrolyseöle besser verarbeitet werden können.

Physikalische Intensivierung

Künstliches Bitumen aus Altreifen

Eine weitere neue Anwendung mit dem CaviFlow® Inline-Modul ist die Herstellung von künstlichem Bitumen aus Altreifen. Hydrodynamische Kavitation fördert den Abbau und die gleichmäßige Verteilung von Reifenbestandteilen und Additiven und verbessert so die Vermischung, Erweichung und Integration in Bitumenformulierungen. Diese physikalische Intensivierung reduziert die Verarbeitungszeit, verbessert die Produktkonsistenz und ermöglicht die Verwertung von Altreifen zu Bau- und Pflastermaterialien.

Hochviskose oder mehrphasige Systeme

Industrielle Verarbeitung und Materialhomogenisierung

Neben spezifischen Recyclingverfahren verbessert die hydrodynamische Kavitation durch das CaviFlow® Inline-Modul die Reaktivität, Homogenisierung und Dispersion in hochviskosen oder mehrphasigen Systemen.

Verbundwerkstoffe und Sekundärrohstoffe

Sie erleichtert die effiziente Emulgierung und Aufschlämmungsverarbeitung, was für Verbundwerkstoffe und die Aufbereitung von Sekundärrohstoffen wichtig ist.

Metall- und Mineralrecycling

Im Metall- und Mineralrecycling verbessern kavitationsunterstützte Auslaugung und Waschung die Extraktionseffizienz und Oberflächenreinigung.

Organische und abwasserbezogene Prozesse

In organischen und abwasserbezogenen Prozessen beschleunigt hydrodynamische Kavitation die Partikelzerlegung, verbessert die biologische Abbaubarkeit und beschleunigt die nachfolgende Behandlungsstufe.

Intensivierungseinheit

Allgemeine Integration von CaviFlow® in Recyclingprozesse

Das CaviFlow® Inline-Modul, das auf hydrodynamischer Kavitation basiert, kann als Prozessintensivierungseinheit in alle Bereiche des Recyclingprozesses integriert werden. Einschließlich Vorbehandlung, Umwandlung und Nachbehandlung. Es fungiert sowohl als Hochleistungsmischer als auch als einstellbarer Reaktor für Flüssigkeits-Feststoff-Gas-Systeme.

Als Plug & Play System können die CaviFlow® Inline-Module zügig in vorhandene Recyclinganlagen eingebunden werden - ohne hohe Investitionen. Über Flansch- oder Gewindeanschlüsse ist eine direkte Integration und ein schneller Start des Betriebs möglich. Selbst bei belasteten Recyclingströmen arbeiten die Module zuverlässig und effizient. Ein wesentlicher Grund dafür ist das konstruktive Design ohne bewegliche Teile im Modulinneren.

Durch die kontrollierte Bildung und den Zusammenbruch von Kavitationsblasen erzeugt CaviFlow® kontrollierte, lokal begrenzte Hochenergiebedingungen (z. B. Mikrostrahlen, Scherkräfte und Turbulenzen), was zu folgenden Ergebnissen führt:

Verbesserter Stoff- und Wärmeaustausch

Eine verbesserte Durchmischung und Grenzflächenerneuerung erhöhen den Phasenkontakt und unterstützen die effiziente Verarbeitung heterogener und mehrphasiger Ströme.

Beschleunigung chemischer und physikalischer Reaktionen

Kavitationseffekte fördern die Reaktionskinetik und ermöglichen eine schnellere Umwandlung sowie potenziell mildere Betriebsbedingungen.

Reduzierung der Partikelgröße und von Agglomeraten

Durch die Kavitation erzeugte mechanische Kräfte ermöglichen den Aufbruch von Agglomeraten und die Verringerung der Partikelgröße, typischerweise von Millimetergröße bis hin zu feineren Dispersionen, abhängig von der Systemkonfiguration und den Prozessbedingungen.

Geringerer Bedarf an Additiven und Katalysatoren

Eine verbesserte Prozesseffizienz und intensivierte Reaktionsumgebungen können in vielen Anwendungen den Bedarf an chemischen Additiven und katalytischen Systemen senken.

Infolgedessen verbessert CaviFlow® die Gesamtprozesseffizienz, erleichtert die Handhabung komplexer oder verunreinigter Ausgangsmaterialien und lässt sich mit hoher Flexibilität in bestehende Anlagen integrieren, wodurch nachhaltigere Recyclingprozesse unterstützt werden.

Technische Skizze

CaviFlow® Implementierung

Physikalische Intensivierung

Recycling als wirtschaftliche und ökologische Notwendigkeit

Angesichts immer strengerer gesetzlicher Rahmenbedingungen und ehrgeizigerer Nachhaltigkeitsziele ist Recycling nicht mehr optional, sondern ein integraler Bestandteil der Industriestrategie. In allen Bereichen des Recyclings besteht ein offensichtlicher Bedarf an:

Verbessertem Stoffaustausch
Erhöhter Reaktionsleistung
Effektiver Handhabung gemischter oder kontaminierter Ströme
Geringeren Umweltauswirkungen.

Dies hat zu einem wachsenden Interesse an Technologien zur Prozessintensivierung geführt, mit denen bestehende Recyclingverfahren verbessert werden können, ohne dass ganze Anlagen grundlegend umgestaltet werden müssen. Eine Technologie ist dabei die hydrodynamische Kavitation mit dem CaviFlow® Inline-Modul.

Serviceleistungen

Implementierung & Projektbetreuung