Influence of nano-sized catalysts on pyrolysis of plastic waste (PYROL) Tausta

Transkriptio

1 Influence of nano-sized catalysts on pyrolysis of plastic waste (PYROL) Tausta Polymeerien (muovijäte ym.) hajottaminen katalyyttisen pyrolyysin avulla oligomeereiksi pyrolyysituotteiden hyödyntäminen Pyrolyysissä materiaalia käsitellään kuumentamalla hapettomissa olosuhteissa Terminen ja katalyyttinen pyrolyysi Katalyyttien avulla pyrolyysi tapahtuu nopeammin ja alhaisemmassa lämpötilassa 1

2 Tulokset Hankevalmistelua tehtiin yhdessä KETEK:n, TTY:n ja KYC:n kanssa KYC:ssä selvitettiin pyrolyysiin soveltuvia katalyyttejä kirjallisuuden avulla Useita tutkimuksia on käsitelty polymeerien (erityisesti muovien) hajottamista molekyylimassaltaan pienikokoisiksi kaasumaisiksi tai nestemäisiksi fraktioiksi (esim. polttoaineet) Kirjallisuudessa ei juurikaan tietoa polymeerien hajottamisesta molekyylikooltaan suuriksi fraktioiksi Verkostoituminen ja yhteistyö Hankkeen puitteissa on tehty yhteistyöpalaveri Luulajan yliopistoon. Luulajan yliopisto (Ruotsi), Teknologiakeskus KETEK Oy, Norut Teknologi (Norja), TTY, KYC, OY Jatkotoimenpiteet Alustavia keskusteluja kansainvälisestä hankkeesta (Botnia- Atlantica -ohjelma) on käyty usean organisaation kanssa Sopivien rahoitushakujen kartoittaminen Potentiaalisia yhteistyökumppaneita: Norut Teknologi (Norja) Luulajan yliopisto, Grontmej (Ruotsi) Teknologiakeskus KETEK Oy Tampereen teknillinen yliopisto 2

3 Biomassan kaasutuksesta muodostuvan tuotekaasun katalyyttinen konvertointi uusiksi kemikaaleiksi (olefiinit) ja edelleen muoviksi Tausta Muoviteollisuuden lähtöaineiden valmistaminen biomassasta peräisin olevasta synteesikaasusta Erityisesti synteesikaasun katalyyttinen konvertoiminen hyödynnettäviksi kemikaaleiksi (kevyet olefiinit: eteeni, propeeni) 3

4 Tulokset Hankevalmistelu toteutettiin yhdessä TTY:n kanssa KYC:n osiossa selvitettiin mahdollisuuksia valmistaa kevyitä olefiineja (eteeni, propeeni) synteesikaasusta katalyyttisesti Kirjallinen esiselvitys julkaistu Kokkolan seudun OSKE:n sivuilla Verkostoituminen Muovialan yritykset alueella: Raniplast Oy, Teerijärvi Yliopistot ja erilaiset tutkimusorganisaatiot Suomessa ja Pohjoismaissa Syntyneet jatkohankkeet Suomen akatemia: Kansainvälisten yhteishankkeiden valmistelu JY, Prof. Jukka Konttinen, yhteishanke valmisteilla SA:n valmisteluhankkeen aikana yhteistyövierailut sekä Ruotsissa (KTH) että Norjassa (NTNU/SINTEF). Jatkotoimenpiteet Alustavia keskusteluja kansainvälisestä hankkeesta (EU:n FP7) on käyty usean organisaation kanssa Sopivien rahoitushakujen kartoittaminen Potentiaalisia yhteistyökumppaneita: NTNU ja SINTEF (Norja) KTH, Lundin yliopisto, Grontmej (Ruotsi) Jyväskylän yliopisto Tampereen teknillinen yliopisto 4

5 Merkitys alueelle, OSKE:lle Alueella on merkittävästi hyödynnettävää raakaainetta Alueella muoviteollisuutta Uusiutuva metsäteollisuus osaamisklusteri Biomassojen hyödyntäminen Nanoteknologian osaamisklusteri Katalyytit Uusiutuvat kuitumateriaalit akkukemian sovelluksissa (TexBatt) 5

6 Tausta Uusien akkukonseptien ja materiaalien kehittäminen energiaa vaativiin sovelluksiin Kevyitä, tehokkaita, helppoja valmistaa Selluloosapohjaiset materiaalit ja niiden hyödyntäminen, esim. tekstiilikuidut Tulokset Hankevalmistelua tehtiin yhdessä Boråsin yliopiston, TTY:n ja KYC:n kanssa Aiehakemus jätettiin Tekesin Toiminnalliset materiaalit ohjelmaan elokuussa 2010 Aiehanke ei valikoitunut jatkoon, varsinaista hanketta ei jätetty Verkostoituminen Boråsin yliopisto TTY Teknologiakeskus KETEK Oy OY KYC 6

7 Jatkotoimenpiteet Sopivien rahoitushakujen kartoittaminen Alkoholipolttoaineiden valmistus katalyyttisesti teollisista sivuvirroista 7

8 Tausta Teollisuuden sivutuotteiden hyödyntäminen alkoholien raaka-aineina Esim. perunankuoret (ym. elintarviketeollisuus), kuitu- ja kuoriliete (selluteollisuus), glyseroli (biodieseli) Alkoholi polttoaineena (etanoli, butanoli) Käyttö: 1) korvaamaan bensiini, 2) lisäaineena liikennepolttoaineissa, 3) polttokennot Butanoli butanoli vs. etanoli, omaisuudet! lupaava polttoaine Fermentointi (sokerit, synteesikaasu) Katalyyttinen konvertointi (MAS, FTS) Polttoaineiden fysikaalisia ominaisuuksia. Polttoaine Energiatiheys Vesiliukoisuus A/F-suhde* RON** MON*** (MJ/I) (%) Bensiini Merkityksetön Diesel Merkityksetön n-pentanoli Alhainen Alhainen 0 n-butanoli Etanoli Metanoli *) Ilma-polttoaine -suhde (engl. air-to-fuel ratio) **) RON = tutkimuksen oktaaniluku (engl. research octane number) ***) MON = moottorin oktaaniluku (engl. motor octane number) Tulokset Hankevalmistelun aikana selvitettiin eri mahdollisuuksia valmistaa alkoholeja teollisuuden sivutuotteista Kirjallinen esiselvitys julkaistu Kokkolan seudun OSKE:n sivuilla Verkostoituminen ja yhteistyö Yliopistot ja erilaiset tutkimusorganisaatiot Suomessa ja Pohjoismaissa Hankkeen puitteissa on tehty verkostoitumismatkoja: Metropolia ammattikorkeakoulu (Vantaa) + Aalto yliopisto ETC (Piteå), KTH (Ruotsi) Aalborgin yliopisto 8

9 Jatkotoimenpiteet Sopivien rahoitushakujen kartoittaminen Alustavia keskusteluja kansainvälisestä yhteishankkeesta (esim. EU:n 7. puiteohjelma) on käyty usean organisaation kanssa Potentiaalisia yhteistyökumppaneita: Oulun yliopisto Savoie yliopisto (Ranska) Aalborgin yliopisto (Tanska) Metropolia (Vantaa) ECN (Alankomaat) Hankevalmistelun merkitys Alueella on teollisuutta, jonka sivutuotevirtoja voidaan hyödyntää mm. elintarviketeollisuus, maatalous, metsäbiomassan saatavuus Uusiutuva metsäteollisuus osaamisklusteri Biomassojen hyödyntäminen Nanoteknologian osaamisklusteri Katalyyttiset materiaalit 9

10 Teollisuuden vesien käsittely Tausta Selvitettiin tältä osin keskeiset tarpeet, mm. rannan teollisuusalueelta Yliopistokeskuksen osuuteen muotoutui kaksi kokonaisuutta, joista toinen liittyi teollisten vesien (katalyyttiseen) märkähapetukseen ja toinen kadmiumin talteenottoon viherlipeäsakasta Näistä jälkimmäinen selvitystyö toteutettiin tämän Oske-hankkeen puitteissa yhteistyössä Ketekin kanssa (UPM, Stora Enso, Kemfine) 10

11 Tulokset Selvitystyö tehtiin Leena Saukkosen toimesta (jatkuu v. 2011) Raportti on kirjoitettu, mutta se ei ole vielä julkisesti saatavilla Osken sivuilla Verkostoituminen CLEEN OY, CEWIC vesiosaamisen keskittymä OY, KYC, Ketek Itä-Suomen yliopisto, LTY University of Poitiers, Ranska, Tsekin tiedeakatemia Prof. Pollack (University of Washington) Useita yrityksiä Jatkotoimenpiteet Vuonna 2011 kokonaisuuden toteutusta jatketaan Sopivien rahoitushakujen kartoittaminen, erityisesti 7PO ja kv-yhteishanke Tekesin kanssa keskustellaan myös mahdollisesta jatkoyhteistyöstä (VESI-ohjelma) 11