Philipp Giemza, Markus Giemza
#wettbewerb #2018
Justus-Liebig-Universität Gießen

Die Problematik der Abfallverwertung gehört zu den größten Herausforderungen der modernen Gesellschaft. Von den weltweit anfallenden Kunststoffabfällen landen 79% auf Deponien, oder schlimmer, in der Umwelt. Selbst in Deutschland liegt die Recyclingrate bei nur 43%. Der Hauptanteil von 55% wird derzeit verbrannt, wodurch ein Großteil der integrierten Ressourcen endgültig verloren geht.

Unsere Idee ist, ein innovatives System zu entwickeln, das zur Lösung diese Problematik beitragen kann. Das System basiert auf einer mikrowellenunterstützten Vergasung mit simultaner Rückgewinnung der Wertstoffe aus den Vergasungsrückständen.

Dadurch wird eine stoffliche Abfallverwertung und eine dezentrale Produktion von Strom und Wärme ermöglicht, die zudem, im Vergleich zu herkömmlichen Marktlösungen, weniger Kosten verursacht.
In unserem Verfahren wird die Mikrowellenverwendung automatisiert zugeschaltet, sobald die Prozesstemperatur unter einen voreingestellten Schwellenwert sinkt, wodurch die Verfahrenskosten erheblich reduziert werden. Die notwendige Wärmeenergie für den Prozess wird - ganz im Sinne der Kreislaufwirtschaft - der Abfall selbst liefern. Zu diesem Zweck wird eine kontrollierte Teiloxidierung (Teilverbrennung) der bei der Vergasung produzierten Gase eingesetzt.

Der Mikrowellenreaktor funktioniert nach dem Durchlauf-Prinzip und besteht bereits zu Testzwecken. Die Reaktorkammer besteht aus einer Trommel aus hitzebeständiger Spezialkeramik, die für Mikrowellen durchlässig ist. Im Metallgehäuse des Reaktors sind Mikrowellensender eingebaut, die durch die Reaktorwand direkt das Material bestrahlen. Die großen Vorteile dieser Technologie sind die kompakten Maße und ein relativ geringes Gewicht der Anlage, die eine hohe Flexibilität sowohl in der Anwendung als auch in der Logistik ermöglichen.

Die Technologie soll möglichst abfallfrei sein. Aus diesem Grund ist die Weiterverwendung der festen Vergasungsrückstände geplant.