Betonipari hulladékok hasznosítása recycling technológia fejlesztéssel, károsanyag kibocsátás nélkül

Projekt tartalma

A projekt célja egy olyan kemence-prototípus kifejlesztése, mely kapacitásában nem éri el egy nagyüzem feldolgozási és termelési paramétereit, de bizonyítja az általunk bevezetni kívánt újfajta betonipari melléktermékek, hulladékok hasznosítását, és ezáltal az inert lerakás környezetterhelő mivoltát szünteti meg. A betongyárak már bekevert, de fel nem használt, vagy rosszul bekevert készbeton keverékei a mai gyártási rutin szerint egy ideiglenes tárolóba, majd onnan inert lerakókba kerülnek. Ezek a beton elemek azonban recycling technológiában kalcinálhatóak, és anyagukban újra hasznosíthatóak betonként, ezzel csökkentve a betongyár költségeit mind hulladékkezelési, mind pedig alapanyag beszerzési oldalról.

Bemutató prezentáció:
GINOP-2.1.7-15-2016-01650 számú „Betonipari hulladékok hasznosítása recycling technológia fejlesztéssel, károsanyag kibocsátás nélkül”

Bemutató videó

Bemutató videó:

A tervezett prototípus berendezésünk egy olyan magas hőmérsékletű eljárást valósít meg, mely a kémiailag összetett, de homogén darált betonból állít elő újra bekeverhető, száraz készbetont. A prototípus berendezés lényege nagyon hasonlít a mészégető, vagy a cementégető berendezésekhez, de alacsonyabb energiaigénnyel rendelkezik, nagyobb alkalmazkodó képességgel a beadagolt anyaghoz, és olyan műszaki megoldásokat tartalmaz, mely megakadályozza, hogy a beton fizikai-kémiai tulajdonságait adó, egymástól jelentősen eltérő anyagok szétváljanak, és a hulladék betonból egy inhomogén, nehezen kezelhető keveréket kapjunk. Ennek a lépésnek a fontosságára legjellemzőbben úgy tudjuk felhívni a figyelmet, hogy például a kavics, homok és cement összetevők eltérnek egymástól szemcseméretükben, fajsúlyukban és a kötés, illetve a dehidratálás során a kémiai hajlandóságuk, aktivitásuk terén. Azért, hogy a cement, mint a kötést biztosító összetevő, a homogén eloszlásban minden kémiailag passzív adalékot, összetevőt egyenlő mértékben kössön, nem engedhetjük meg, hogy a dehidratációs folyamat során szétülepedés után, a cement szétváljon a kavicstól, mert akkor a berendezésből kikerülő termék egy része kevesebb kötőanyagot fog tartalmazni, mint más részei, így selejtet termelnénk. Ezért már a reaktorban, a dehidratáló prototípusunkban olyan keverő elemeket alkalmazunk, melyek ezt akadályozzák, de a fűtött fallal való hatékony érintkezést is biztosítják. A fűtött berendezésből kijövő anyag tehát egy zsákos bekevert száraz készbeton, melyet darált hulladék betonból állítunk elő, a tervezett prototípussal és a hozzá szorosan kapcsolódó technológiánkkal. Nagyon fontos lesz a tervezés szempontjából, hogy milyen formában adjuk az aprított hulladék beton dehidratációjához szükséges energiát. Amennyiben ezt gázégőkkel érjük el, a hőközlés minőségét is meg kell tudnunk határozni, kontakt, vagy direkt fűtést alkalmazunk. Amennyiben nem hagyományos fűtéstechnológiával, hanem sugárzó energiával kezdjük meg a termikus kezelést, melytől komoly eredményeket várunk, akkor egészen más szerkezetű reaktort kell építenünk. A mikrohullám ugyanis olyan molekulákat gerjeszt csak, melyek rendelkeznek dipólus momentummal, vagyis a vizet, és általában minden poláris anyagot, a sókat is. Ezért feltételezzük, hogy a betonban legnagyobb részben lévő karbonátos és szilikát kötéseket is nagy hatékonysággal fogja gerjeszteni, melynek hatása lesz a termikus bomlás. Ez tapasztalataink szerint meg is történik, de a prototípus berendezés megépítéséhez az energiaközlés mértékét és gépészeti megvalósítását még terveznünk kell.

A beton termikus aktiválásának alap paramétereinek meghatározására, mint hőmérséklet, nyomás, tartózkodási idő építjük a fejlesztési tevékenységünket. Az eljárás során kilépő gázok meghatározása mind kvantitatív, mind kvalitatív módon segít abban, hogy tervezni tudjuk a folyamat nyomásviszonyait, és a dehidratációs kemence működési paramétereit. A tevékenység fő eredménye a tervezéshez szükséges adatok meghatározása, melyhez kiindulási alapadatokként felhasználjuk a beton szerkezeti kialakulásának feltételeit, a kötéserősségek és kötések kialakulását, illetve a kialakult beton bomlása milyen hatással van az alapanyagok szerkezetére, mekkora energiát szükséges közölni az egyes meghatározott kötőanyaggal ahhoz, hogy nem termikusan el tudjuk bontani, a kialakuló termék reaktivált-e, vagy további aktiválásra van-e szükség.