Kartongin kierrätysrejektin hyödyntäminen termokemiallisella konversiolla

Abstract

Kartonkipakkauksia on olemassa useita laatuja ja ne sisältävät usein erilaisia päällysteitä, kuten muoveja tai alumiinia. Kartongin kierrättäminen vähentää neitseellisen materiaalin valmistuksen tarvetta, ja säästää siten metsävaroja ja pienentää kartongin valmistuksessa syntyviä päästöjä. Kartongin kierrätysprosessissa puukuitu erotetaan kartonkipakkauksista useiden eri vaiheiden aikana. Prosessin tavoitteena on tuottaa uusiomassaa, joka hyödynnetään uuden kartongin valmistuksessa. Päällysteet sekä muut kierrätyskartongin sekaan päätyneet materiaalit, kuten metallit, muovit ja kivet, erotellaan uusiomassasta rejektijakeina ja hyödynnetään yleensä energiana tai uusioraaka-aineena. Rejektien käsittelyyn käytetään yleensä polttamista, mutta myös muita termokemiallisia konversiomenetelmiä, kuten pyrolyysia tai kaasutusta.

Työssä tutkittiin termokemiallisten konversiomenetelmien soveltuvuutta kierrätysprosessissa muodostuvien muovi-, alumiini-polyeteeni- ja kuiturejektien käsittelyyn. Lisäksi työssä tarkasteltiin menetelmien tuottamia päästöjä sekä niiden taloudelliseen kannattavuuteen vaikuttavia tekijöitä.

Kirjallisuustutkimus osoittaa, että jokaista työssä tarkasteltua menetelmää on mahdollista käyttää kierrätysprosessissa muodostuvien rejektien käsittelyyn. Tutkimuksessa havaitaan, että käsittelymenetelmien aiheuttamiin päästöihin vaikuttaa useampi tekijä, kuten rejektin koostumus sekä lämpöarvo. Menetelmistä pyrolyysi ja kaasutus ovat parempia vaihtoehtoja kiertotalouden kannalta, koska niiden reaktiotuotteita voi hyödyntää lämmön ja sähkön tuotannon lisäksi kemiallisena raaka-aineena esimerkiksi polttoaineiden tai muovien valmistuksessa. Polttaminen puolestaan tuottaa selvästi eniten päästöjä ja sitä on mahdollista käyttää ainoastaan lämmön ja sähkön tuotantoon.

Myös menetelmien taloudellinen kannattavuus on riippuvainen useasta eri tekijästä. Taloudelliseen kannattavuuteen vaikuttavat esimerkiksi raaka-aineen laatu, määrä ja käsittelykustannukset sekä käsittelylaitoksen kapasiteetti ja käyttökustannukset. Lisäksi kannattavuuteen vaikuttavat tuotteen mahdollinen jälkikäsittely sekä markkinahinta. Kirjallisuustutkimuksen perusteella erilaisia teollisuuden sivuvirtoja on mahdollista käsitellä tehokkaasti termokemiallisten menetelmien avulla. Vaikka pyrolyysi ja kaasutus ovat potentiaalisia ja jo käytössä olevia menetelmiä, tulee niitä vielä kehittää tulevaisuudessa. Tutkimuksen perusteella ympäristövaikutuksia ja taloudellista kannattavuutta tulee tarkastella tapauskohtaisesti sopivaa käsittelymenetelmää valittaessa.