Entwicklung eines Verwertungssystems für Altflugzeuge mit Schwerpunkt auf der Schadstoffentfrachtung und dem dezentralen Rückbau

Jeanvré, Sebastian

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der grundlegenden Untersuchung und Entwicklung eines Verwertungssystems für Altflugzeuge. In den nächsten 15 Jahren wird ein weltweites Materiallager aus 360.000 - 570.000 t Alt-flugzeugen zur Verfügung stehen. Davon können ca. 60 % einer stofflichen Verwertung zugeführt und im Sinne der Kreislaufwirtschaft genutzt werden. Die verbleibenden 40 % gliedern sich auf der einen Seite in potenziell wieder-verwendbare Hochwertteile (13 %) und auf der anderen Seite in Betriebs- und Reststoffe. Letztere können großenteils einer energetischen Verwertung zu-geführt werden. Es werden der Aufbau und die verwendeten Materialien in einem Flugzeug beschrieben. Eigene Untersuchungsergebnisse werden mit den Ergebnissen von durchgeführten industriellen Projekten verglichen und vorgestellt. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Identifikation von verwendeten Materialien, die einer stofflichen Verwertung zugeführt werden können, und Gefahrstoffen in Flugzeugen. Das stofflich verwertbare Material setzt sich im Schnitt aus 77 % Al-Legierungen, 12 % Stahl, 4 % Titan, 4 % nichtmetallischen Werkstoffen und 3 % Sonstigen zusammen. Somit besteht ein Großteil der derzeit verwertbaren gewinnbringenden Masse aus Aluminiumlegierungen. Voraussetzung für eine gesetzeskonforme Verwertung ist die Berücksichtigung aller relevanten Rechtsvorschriften. Hierzu wurden abfallrechtliche Grundlagen und Vorschriften im Altflugzeugrecycling beschrieben. Der Verbund Altflugzeug ist als ein gefährlicher Abfall zu klassifizieren und muss über einen speziell entwickelten Schadstoffentfrachtungs- und Behandlungsprozess für die stoff-liche Verwertung vorbereitet werden. Im Rahmen dieses Prozesses sind auch die Möglichkeiten der Unbrauchbarmachung von lebensdauerbegrenzten Bau-teilen aus der Luftfahrt zu berücksichtigen. Beim End-of-Life-Management ist letztlich der Lebenszyklus von Flugzeugen und der Übergang zum Altflugzeug zu definieren und zu organisieren. Vor dem Hintergrund, dass außer Betrieb gestellte Flugzeuge weltweit bevor-zugt in ariden Gebieten dezentral geparkt werden, wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „Modularisierung des Flugzeugrecyclings durch Entwick-lung und Erprobung einer mobilen Recyclingeinheit“, MORE-AERO, ein innovatives Konzept entwickelt und erprobt. Damit können Altflugzeuge weltweit durch eine standardisierte mobile Einheit und einen speziell entwickelten technischen Prozess vor Ort bearbeitet werden. Die Flugzeuge bzw. Flugzeugteile werden mit diesem Prozess schrittweise von Schadstoffen entfrachtet, vorzerkleinert, vorsepariert und so transportfähig gemacht. Danach können die einzelnen Stoffströme auf dem Weltmarkt entsprechend geeigneten Ver-wertungskanälen zugeführt werden. Der entwickelte Prozess bildet die Basis für die Umsetzung erfolgreicher globa-ler Flugzeugrecyclingsysteme und legt die Grundlage, um neue Absatzkanäle für Wertstoffströme aus Altflugzeugen zu entwickeln und diese zu versorgen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der grundlegenden Untersuchung und Entwicklung eines Verwertungssystems für Altflugzeuge. In den nächsten 15 Jahren wird ein weltweites Materiallager aus 360.000 - 570.000 t Alt-flugzeugen zur Verfügung stehen. Davon können ca. 60 % einer stofflichen Verwertung zugeführt und im Sinne der Kreislaufwirtschaft genutzt werden. Die verbleibenden 40 % gliedern sich auf der einen Seite in potenziell wieder-verwendbare Hochwertteile (13 %) und auf der anderen Seite in Betriebs- und Reststoffe. Letztere können großenteils einer energetischen Verwertung zu-geführt werden. Es werden der Aufbau und die verwendeten Materialien in einem Flugzeug beschrieben. Eigene Untersuchungsergebnisse werden mit den Ergebnissen von durchgeführten industriellen Projekten verglichen und vorgestellt. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Identifikation von verwendeten Materialien, die einer stofflichen Verwertung zugeführt werden können, und Gefahrstoffen in Flugzeugen. Das stofflich verwertbare Material setzt sich im Schnitt aus 77 % Al-Legierungen, 12 % Stahl, 4 % Titan, 4 % nichtmetallischen Werkstoffen und 3 % Sonstigen zusammen. Somit besteht ein Großteil der derzeit verwertbaren gewinnbringenden Masse aus Aluminiumlegierungen. Voraussetzung für eine gesetzeskonforme Verwertung ist die Berücksichtigung aller relevanten Rechtsvorschriften. Hierzu wurden abfallrechtliche Grundlagen und Vorschriften im Altflugzeugrecycling beschrieben. Der Verbund Altflugzeug ist als ein gefährlicher Abfall zu klassifizieren und muss über einen speziell entwickelten Schadstoffentfrachtungs- und Behandlungsprozess für die stoff-liche Verwertung vorbereitet werden. Im Rahmen dieses Prozesses sind auch die Möglichkeiten der Unbrauchbarmachung von lebensdauerbegrenzten Bau-teilen aus der Luftfahrt zu berücksichtigen. Beim End-of-Life-Management ist letztlich der Lebenszyklus von Flugzeugen und der Übergang zum Altflugzeug zu definieren und zu organisieren. Vor dem Hintergrund, dass außer Betrieb gestellte Flugzeuge weltweit bevor-zugt in ariden Gebieten dezentral geparkt werden, wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „Modularisierung des Flugzeugrecyclings durch Entwick-lung und Erprobung einer mobilen Recyclingeinheit“, MORE-AERO, ein innovatives Konzept entwickelt und erprobt. Damit können Altflugzeuge weltweit durch eine standardisierte mobile Einheit und einen speziell entwickelten technischen Prozess vor Ort bearbeitet werden. Die Flugzeuge bzw. Flugzeugteile werden mit diesem Prozess schrittweise von Schadstoffen entfrachtet, vorzerkleinert, vorsepariert und so transportfähig gemacht. Danach können die einzelnen Stoffströme auf dem Weltmarkt entsprechend geeigneten Ver-wertungskanälen zugeführt werden. Der entwickelte Prozess bildet die Basis für die Umsetzung erfolgreicher globa-ler Flugzeugrecyclingsysteme und legt die Grundlage, um neue Absatzkanäle für Wertstoffströme aus Altflugzeugen zu entwickeln und diese zu versorgen.

This paper deals with a fundamental analysis and development of a recycling system for End-of-Life Aircraft. In the next 15 years, a worldwide material pool of 360.000 - 570.0000 tons of end-of-life aircraft will be available, of which approximately 60 per cent could be recycled in terms of a closed substance cycle management. The remaining 40 % of non-recyclable materials are divided into potentially reusable high-quality components (13 %) on the one hand, and residual materials on the other hand, which partially could be utilized energetically. The layout of the aircraft and the materials used will be described. An introduction of own research results will be made, which will be compared with the results derived from industrial projects. A focus will be laid on the identification of valuable materials and hazardous substances used in aircraft. The valuable secondary raw materials consist on average of 77 % Al alloys, 12 % steel, 4 % titanium, 4 % non-metallic materials and 3 % other materials. A prerequisite for a legally compliant beneficiation process for commercialization of recycling is the due consideration of all relevant legal provisions. All legal bases and regulations for waste disposal in the field of aircraft recycling have been described. The composite End-of-Life Aircraft is to be classified as hazardous waste and has to be prepared for the material recycling in a specially-designed pollutant extraction and treatment process. In the course of the process, the possibilities of deactivation of life-limited components from the aviation industry have to be taken into account. In the end, as far as end-of-life management is concerned, the life-cycle of aircraft and the transition to the End-of-Life Aircraft is to be defined and organized. Against the background that, worldwide, out-of-service aircraft are preferably parked decentrally in arid areas, the research project “Modularization of Aircraft Recycling through Development and Testing of a mobile Recycling Unit – MORE-AREO“ has developed a concept for the depolluting, pre-shredding, pre-separation and rendering transportable of hazardous substances in End-of-Life Aircraft through a globally standardized mobile unit and a specially-designed on-site process in order to feed the single material flows into their appropriate exploitation channels. This developed process founds the basis for the technical implementation of successful global aircraft recycling systems und uses the option of developing and providing new distribution channels for End-of-Life Aircraft. This paper deals with a fundamental analysis and development of a recycling system for End-of-Life Aircraft. In the next 15 years, a worldwide material pool of 360.000 - 570.0000 tons of end-of-life aircraft will be available, of which approximately 60 per cent could be recycled in terms of a closed substance cycle management. The remaining 40 % of non-recyclable materials are divided into potentially reusable high-quality components (13 %) on the one hand, and residual materials on the other hand, which partially could be utilized energetically. The layout of the aircraft and the materials used will be described. An introduction of own research results will be made, which will be compared with the results derived from industrial projects. A focus will be laid on the identification of valuable materials and hazardous substances used in aircraft. The valuable secondary raw materials consist on average of 77 % Al alloys, 12 % steel, 4 % titanium, 4 % non-metallic materials and 3 % other materials. A prerequisite for a legally compliant beneficiation process for commercialization of recycling is the due consideration of all relevant legal provisions. All legal bases and regulations for waste disposal in the field of aircraft recycling have been described. The composite End-of-Life Aircraft is to be classified as hazardous waste and has to be prepared for the material recycling in a specially-designed pollutant extraction and treatment process. In the course of the process, the possibilities of deactivation of life-limited components from the aviation industry have to be taken into account. In the end, as far as end-of-life management is concerned, the life-cycle of aircraft and the transition to the End-of-Life Aircraft is to be defined and organized. Against the background that, worldwide, out-of-service aircraft are preferably parked decentrally in arid areas, the research project “Modularization of Aircraft Recycling through Development and Testing of a mobile Recycling Unit – MORE-AREO“ has developed a concept for the depolluting, pre-shredding, pre-separation and rendering transportable of hazardous substances in End-of-Life Aircraft through a globally standardized mobile unit and a specially-designed on-site process in order to feed the single material flows into their appropriate exploitation channels. This developed process founds the basis for the technical implementation of successful global aircraft recycling systems und uses the option of developing and providing new distribution channels for End-of-Life Aircraft

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Jeanvré, Sebastian: Entwicklung eines Verwertungssystems für Altflugzeuge mit Schwerpunkt auf der Schadstoffentfrachtung und dem dezentralen Rückbau. 2016.

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