R.E.News future Technology-Sustainable Plastic Recycling with Continuous Pyrolysis Technology

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Recyclage durable du plastique grâce à la technologie de pyrolyse continue

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La montée en flèche des déchets plastiques à l’échelle mondiale n’est pas un secret, et les nations s’efforcent d’innover en matière de solutions durables. C’est là qu’intervient l’Institut coréen de recherche sur l’énergie (KIER), où l’équipe du Dr Byungwook Hwang a déchiffré le code du recyclage efficace et à grande échelle du plastique grâce à un procédé de pyrolyse à lit fluidisé circulant (CFB) de pointe.

Cette approche révolutionnaire permet non seulement de s’attaquer aux limites d’évolutivité des méthodes conventionnelles, mais aussi d’améliorer la qualité de l’huile de pyrolyse, ouvrant la voie à un avenir plus vert et plus durable.
Un monde noyé sous le plastique

La pandémie a provoqué un raz-de-marée de déchets plastiques, des emballages aux masques jetables. Les gouvernements du monde entier ont redoublé d’efforts en matière de stratégies de recyclage, reconnaissant que les méthodes traditionnelles de mise en décharge ou d’incinération ne sont plus viables. En Corée du Sud, les enjeux sont encore plus importants. Le gouvernement s’est fixé un objectif ambitieux : faire passer la pyrolyse annuelle du plastique de 10 000 tonnes à 900 000 tonnes d’ici 2030.

Mais voici le hic : les technologies existantes, comme la méthode de pyrolyse au four, ne peuvent tout simplement pas gérer ce genre de volume.
Comprendre la pyrolyse

La pyrolyse, en substance, est la décomposition thermique des plastiques en sous-produits réutilisables : gaz, huiles et solides. L’huile, connue sous le nom d’huile de pyrolyse, peut être réutilisée pour la fabrication de nouveaux plastiques, de carburants et de produits chimiques à haute valeur ajoutée comme le BTX (benzène, toluène et xylène).

Cependant, la pyrolyse au four, très répandue en Corée du Sud, est confrontée à des défis critiques :

Problèmes d’évolutivité : limitée au traitement de seulement 20 tonnes par jour en raison d’un transfert de chaleur inefficace.
Inefficacité opérationnelle : nécessite des pauses fréquentes pour éliminer les résidus de déchets.
Dépendance énergétique : l’approvisionnement continu en chaleur externe nécessite beaucoup de ressources.

Il est clair que l’objectif ambitieux de 900 000 tonnes exige un saut innovant.

L’équipe du Dr Hwang chez KIER a introduit un changement de paradigme en intégrant la technologie du lit fluidisé circulant (LFC), souvent utilisée dans les centrales électriques au charbon, dans le processus de pyrolyse. Ce système utilise du sable à haute température comme caloporteur, créant une boucle transparente de transfert de chaleur qui garantit des opérations ininterrompues.

Comment ça marche :

Circulation de chaleur : les catalyseurs, chauffés dans un réacteur de combustion, transfèrent l’énergie thermique au réacteur de pyrolyse.
Fonctionnement continu : les déchets résiduels du réacteur de pyrolyse sont incinérés dans le réacteur de combustion, réchauffant le catalyseur pour le réutiliser.
Évolutivité : contrairement à la méthode du four, le processus LFC permet une distribution efficace de la chaleur, même dans les systèmes de plus grande taille.

Le Dr Hwang a souligné : « La réalisation la plus importante de cette étude est la conception et le développement d’une technologie capable de traiter en continu les déchets, y compris les déchets plastiques, par pyrolyse. »

Lors des essais, l’équipe KIER a traité avec succès jusqu’à 100 kilogrammes de déchets plastiques par jour. Lors de la manipulation de combustible solide récupéré (CSR) – un sous-produit des déchets municipaux – le système a démontré une efficacité remarquable.

Les rendements étaient 37 % supérieurs à ceux des méthodes conventionnelles, et l’huile de pyrolyse obtenue présentait une teneur impressionnante en fraction légère de 45 %, doublant ainsi sa capacité d’utilisation dans des applications industrielles à haute valeur ajoutée.

Rendement plus élevé : une production plus importante à partir du même intrant réduit les déchets et maximise les ressources.
Qualité supérieure : une teneur en fraction légère améliorée signifie une meilleure production de carburant et de produits chimiques.
Polyvalence : le processus ne se limite pas aux plastiques, mais s’étend au CSR, élargissant ainsi son impact.

L’innovation de KIER soutient directement les objectifs plus larges de durabilité de la Corée du Sud. En permettant le recyclage des plastiques mélangés et des déchets ménagers en huile de pyrolyse de haute qualité, cette technologie relève de multiples défis :

Réduction de la dépendance aux décharges : détourner les plastiques et les SRF des décharges réduit la pollution environnementale.

Favoriser l'indépendance énergétique : l'huile de pyrolyse de haute qualité peut remplacer les combustibles fossiles dans diverses industries.

Promouvoir la circularité : transformer les déchets en ressources s'aligne parfaitement sur les principes de l'économie circulaire.

De plus, le processus élimine le besoin d'une source de chaleur externe continue, réduisant considérablement les coûts opérationnels et les émissions de carbone.

Bien que cette avancée marque une étape importante, le passage de la technologie d'un laboratoire à des applications commerciales présente ses propres obstacles. L'investissement dans les infrastructures, les partenariats public-privé et le soutien réglementaire seront essentiels pour réaliser son plein potentiel.

En outre, l'adoption mondiale nécessitera d'adapter la technologie pour répondre aux différents systèmes de gestion des déchets et aux besoins énergétiques.
Un pas vers une reconnaissance mondiale

L’importance de cette recherche n’est pas passée inaperçue. Publiée dans la prestigieuse revue Chemical Engineering Journal (facteur d’impact : 13,3), l’étude de KIER établit une référence en matière d’innovation dans la gestion des déchets et la durabilité.

Alors que les nations sont aux prises avec une quantité croissante de déchets, la solution de KIER offre une alternative évolutive, efficace et écologique. Le Dr Hwang l’a très bien résumée : « Cette technologie de pyrolyse de base est particulièrement adaptée pour atteindre les objectifs de pyrolyse des déchets plastiques de la Corée, car elle permet de traiter de grands volumes de déchets plastiques tout en produisant une huile de pyrolyse de haute qualité. »

Le travail pionnier de KIER souligne le pouvoir de l’innovation pour relever les défis mondiaux. En transformant les déchets plastiques en ressources précieuses, cette avancée non seulement soutient les objectifs de durabilité de la Corée du Sud, mais sert également de modèle pour d’autres nations.

Il ne s’agit pas seulement de recyclage, il s’agit de repenser la façon dont nous abordons les déchets dans leur ensemble. À mesure que cette technologie gagne du terrain, elle promet un avenir plus propre et plus vert, où les déchets deviennent une richesse et où chaque molécule trouve une utilité.
NJC.© Info Korea Institute of Energy Research (KIER)

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11/12/24-English

Sustainable Plastic Recycling with Continuous Pyrolysis Technology

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The global surge in plastic waste is no secret, and nations are scrambling to innovate sustainable solutions. Enter the Korea Institute of Energy Research (KIER), where Dr. Byungwook Hwang’s team has cracked the code for large-scale, efficient plastic recycling through a cutting-edge circulating fluidised bed (CFB) pyrolysis process.

This revolutionary approach not only tackles the scalability limitations of conventional methods but also enhances the quality of pyrolysis oil, paving the way for a greener, more sustainable future.
A World Drowning in Plastic

The pandemic ushered in a tidal wave of plastic waste, from packaging to disposable masks. Governments worldwide have doubled down on recycling strategies, recognising that traditional landfill or incineration methods are no longer viable. In South Korea, the stakes are even higher. The government has set an ambitious goal: ramp up annual plastic pyrolysis from 10,000 tonnes to a staggering 900,000 tonnes by 2030.

But here’s the snag: existing technologies, like the kiln-based pyrolysis method, simply can’t handle that kind of volume.
Understanding Pyrolysis

Pyrolysis, in essence, is the thermal breakdown of plastics into reusable by-products—gases, oils, and solids. The oil, known as pyrolysis oil, can be repurposed for manufacturing new plastics, fuels, and high-value chemicals like BTX (benzene, toluene, and xylene).

However, South Korea’s prevalent kiln-based pyrolysis faces critical challenges:

Scalability Issues: Limited to processing just 20 tonnes per day due to inefficient heat transfer.
Operational Inefficiency: Requires frequent pauses to remove waste residues.
Energy Dependence: Continuous external heat supply makes it resource-intensive.

Clearly, achieving the ambitious 900,000-tonne target demands an innovative leap.

Dr. Hwang’s team at KIER has introduced a paradigm shift by integrating circulating fluidised bed (CFB) technology, often used in coal-fired power plants, into the pyrolysis process. This system employs high-temperature sand as a heat carrier, creating a seamless loop of heat transfer that ensures uninterrupted operations.

How It Works:

Heat Circulation: Catalysts, heated in a combustion reactor, transfer thermal energy to the pyrolysis reactor.
Continuous Operation: Residual waste from the pyrolysis reactor is incinerated in the combustion reactor, reheating the catalyst for reuse.
Scalability: Unlike the kiln method, the CFB process enables efficient heat distribution, even in larger systems.

Dr. Hwang emphasised: “The most significant achievement of this study is the design and development of a technology capable of continuously processing waste, including plastic waste, through pyrolysis.”

In trials, the KIER team successfully processed up to 100 kilograms of waste plastics daily. When handling solid recovered fuel (SRF)—a by-product of municipal waste—the system demonstrated remarkable efficiency.

Yields were 37% higher than conventional methods, and the resulting pyrolysis oil boasted an impressive 45% light fraction content, doubling its usability in high-value industrial applications.

Higher Yield: More output from the same input reduces waste and maximises resources.
Superior Quality: Enhanced light fraction content means better fuel and chemical production.
Versatility: The process isn’t just limited to plastics but extends to SRF, broadening its impact.

KIER’s innovation directly supports South Korea’s broader sustainability goals. By enabling the recycling of mixed plastics and household waste into high-quality pyrolysis oil, this technology tackles multiple challenges:

Reducing Landfill Dependency: Diverting plastics and SRF from landfills cuts down on environmental pollution.
Fostering Energy Independence: High-quality pyrolysis oil can replace fossil fuels in various industries.
Promoting Circularity: Turning waste into resources aligns perfectly with circular economy principles.

Moreover, the process eliminates the need for a continuous external heat source, significantly reducing operational costs and carbon emissions.

While this breakthrough marks a significant milestone, scaling the technology from a lab setting to commercial applications presents its own hurdles. Investment in infrastructure, public-private partnerships, and regulatory support will be crucial to realise its full potential.

Additionally, global adoption will require tailoring the technology to meet varying waste management systems and energy requirements.
A Step Towards Global Recognition

The significance of this research hasn’t gone unnoticed. Published in the prestigious Chemical Engineering Journal (Impact Factor: 13.3), KIER’s study sets a benchmark for innovation in waste management and sustainability.

As nations grapple with mounting waste, KIER’s solution offers a scalable, efficient, and eco-friendly alternative. Dr. Hwang summed it up best: “This core pyrolysis technology is highly suitable for achieving Korea’s waste plastic pyrolysis targets, as it enables the processing of large volumes of waste plastics while producing high-quality pyrolysis oil.”

KIER’s pioneering work underscores the power of innovation in addressing global challenges. By transforming plastic waste into valuable resources, this breakthrough not only supports South Korea’s sustainability targets but also serves as a blueprint for other nations.

This isn’t just about recycling; it’s about rethinking how we approach waste altogether. As this technology gains traction, it holds the promise of a cleaner, greener future—where waste becomes wealth and every molecule finds a purpose.
NJC.© Info Korea Institute of Energy Research (KIER)

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11/12/24-NL

Duurzame plastic recycling met continue pyrolysetechnologie

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De wereldwijde toename van plastic afval is geen geheim en landen haasten zich om duurzame oplossingen te innoveren. Betreed het Korea Institute of Energy Research (KIER), waar het team van Dr. Byungwook Hwang de code heeft gekraakt voor grootschalige, efficiënte plastic recycling door middel van een geavanceerd circulerend gefluïdiseerd bed (CFB) pyrolyseproces.

Deze revolutionaire aanpak pakt niet alleen de schaalbaarheidsbeperkingen van conventionele methoden aan, maar verbetert ook de kwaliteit van pyrolyse-olie, wat de weg vrijmaakt voor een groenere, duurzamere toekomst.
Een wereld die verdrinkt in plastic

De pandemie luidde een vloedgolf van plastic afval in, van verpakkingen tot wegwerpmaskers. Overheden wereldwijd hebben de recyclingstrategieën verdubbeld en erkend dat traditionele stort- of verbrandingsmethoden niet langer levensvatbaar zijn. In Zuid-Korea zijn de belangen nog groter. De overheid heeft een ambitieus doel gesteld: de jaarlijkse pyrolyse van plastic opvoeren van 10.000 ton naar maar liefst 900.000 ton in 2030.

Maar hier is het addertje onder het gras: bestaande technologieën, zoals de ovengebaseerde pyrolysemethode, kunnen dat soort volume gewoonweg niet aan.
Pyrolyse begrijpen

Pyrolyse is in essentie de thermische afbraak van plastic in herbruikbare bijproducten: gassen, oliën en vaste stoffen. De olie, bekend als pyrolyse-olie, kan worden hergebruikt voor de productie van nieuwe plastics, brandstoffen en hoogwaardige chemicaliën zoals BTX (benzeen, tolueen en xyleen).

De veelvoorkomende ovengebaseerde pyrolyse in Zuid-Korea kent echter kritieke uitdagingen:

Schaalbaarheidsproblemen: Beperkt tot de verwerking van slechts 20 ton per dag vanwege inefficiënte warmteoverdracht.
Operationele inefficiëntie: Vereist frequente pauzes om afvalresten te verwijderen.
Energieafhankelijkheid: Continue externe warmtetoevoer maakt het een bronintensief proces.

Het is duidelijk dat het behalen van de ambitieuze doelstelling van 900.000 ton een innovatieve sprong vereist.

Het team van Dr. Hwang bij KIER heeft een paradigmaverschuiving geïntroduceerd door circulerende wervelbedtechnologie (CFB), vaak gebruikt in kolengestookte elektriciteitscentrales, te integreren in het pyrolyseproces. Dit systeem gebruikt zand met hoge temperaturen als warmtedrager, waardoor een naadloze lus van warmteoverdracht ontstaat die ononderbroken werking garandeert.

Hoe het werkt:

Warmtecirculatie: Katalysatoren, verwarmd in een verbrandingsreactor, dragen thermische energie over aan de pyrolysereactor.
Continue werking: Restafval van de pyrolysereactor wordt verbrand in de verbrandingsreactor, waarbij de katalysator opnieuw wordt verwarmd voor hergebruik.
Schaalbaarheid: In tegenstelling tot de ovenmethode maakt het CFB-proces een efficiënte warmteverdeling mogelijk, zelfs in grotere systemen.

Dr. Hwang benadrukte: "De belangrijkste prestatie van deze studie is het ontwerp en de ontwikkeling van een technologie die continu afval, inclusief plastic afval, kan verwerken door middel van pyrolyse."

In proeven verwerkte het KIER-team met succes dagelijks tot 100 kilogram afvalplastic. Bij het verwerken van vaste herwonnen brandstof (SRF) - een bijproduct van gemeentelijk afval - toonde het systeem een ​​opmerkelijke efficiëntie.

De opbrengsten waren 37% hoger dan bij conventionele methoden en de resulterende pyrolyse-olie had een indrukwekkend gehalte aan lichte fractie van 45%, waardoor de bruikbaarheid in hoogwaardige industriële toepassingen werd verdubbeld.

Hogere opbrengst: meer output van dezelfde input vermindert afval en maximaliseert hulpbronnen.
Superieure kwaliteit: verbeterd gehalte aan lichte fractie betekent betere brandstof- en chemische productie.
Veelzijdigheid: het proces is niet alleen beperkt tot plastic, maar strekt zich uit tot SRF, waardoor de impact ervan wordt vergroot.

De innovatie van KIER ondersteunt rechtstreeks de bredere duurzaamheidsdoelen van Zuid-Korea. Door het recyclen van gemengde kunststoffen en huishoudelijk afval tot hoogwaardige pyrolyse-olie, pakt deze technologie meerdere uitdagingen aan:

Afhankelijkheid van stortplaatsen verminderen: Door kunststoffen en SRF van stortplaatsen af ​​te leiden, wordt de milieuvervuiling verminderd.
Energieonafhankelijkheid bevorderen: Hoogwaardige pyrolyse-olie kan fossiele brandstoffen in verschillende industrieën vervangen.
Circulariteit bevorderen: Afval omzetten in grondstoffen past perfect bij de principes van de circulaire economie.

Bovendien elimineert het proces de noodzaak van een continue externe warmtebron, wat de operationele kosten en koolstofemissies aanzienlijk verlaagt.

Hoewel deze doorbraak een belangrijke mijlpaal is, brengt het opschalen van de technologie van een laboratoriumomgeving naar commerciële toepassingen zijn eigen obstakels met zich mee. Investeringen in infrastructuur, publiek-private partnerschappen en regelgevende ondersteuning zijn cruciaal om het volledige potentieel ervan te realiseren.

Bovendien vereist wereldwijde acceptatie dat de technologie wordt afgestemd op verschillende afvalbeheersystemen en energievereisten.
Een stap richting wereldwijde erkenning

Het belang van dit onderzoek is niet onopgemerkt gebleven. De studie van KIER, gepubliceerd in het prestigieuze Chemical Engineering Journal (Impact Factor: 13.3), zet een maatstaf voor innovatie in afvalbeheer en duurzaamheid.

Nu landen worstelen met toenemende afvalproductie, biedt de oplossing van KIER een schaalbaar, efficiënt en milieuvriendelijk alternatief. Dr. Hwang vatte het het beste samen: "Deze kernpyrolysetechnologie is zeer geschikt om de Koreaanse doelstellingen voor afvalplasticpyrolyse te behalen, omdat het de verwerking van grote hoeveelheden afvalplastic mogelijk maakt en tegelijkertijd hoogwaardige pyrolyseolie produceert."

Het baanbrekende werk van KIER onderstreept de kracht van innovatie bij het aanpakken van wereldwijde uitdagingen. Door plastic afval om te zetten in waardevolle hulpbronnen, ondersteunt deze doorbraak niet alleen de duurzaamheidsdoelstellingen van Zuid-Korea, maar dient het ook als een blauwdruk voor andere landen.

Dit gaat niet alleen over recyclen; het gaat over het heroverwegen van de manier waarop we afval in zijn geheel benaderen. Naarmate deze technologie aan populariteit wint, belooft het een schonere, groenere toekomst, waarin afval rijkdom wordt en elk molecuul een doel vindt.
NJC.© Info Korea Institute of Energy Research (KIER)

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