Recycling van piepschuim (EPS) uit bouwafval

Martinus Vossebeld werkte vanuit zijn thermisch-werktuigbouwkundige achtergrond aan een inmiddels gepatenteerde methode voor het circulair maken van piepschuim. Hij startte in 2018 samen met anderen het bedrijf Pureps om het procedé te industrialiseren.

“Wij willen van een lineair product een circulair product maken. In Europa komt jaarlijks 500.000 ton EPS vrij als afval. Het merendeel wordt verbrand of gestort en dat is doodzonde. Uit aardolie wordt styreen gemaakt en dat is de basis voor polystyreen. Die polymeerketen kun je na gebruik weer opknippen in het monomeer styreen, waarmee nieuw product kan worden gemaakt zonder aardolie te gebruiken.”

Compacteren op bouwlocatie

De bouw heeft met 180.000 ton per jaar een groot aandeel in de afvalstroom. Voor het inzamelen op bouwlocaties ontwikkelt Pureps een mobiele installatie. Het EPS-afval wordt eerst geshredderd, waarna in een cycloon de lichtgewicht EPS-vlokken worden gescheiden van zand, bitumen en andere bouwmaterialen.

Met een zelfontwikkelde vloeistof worden ze vervolgens gecompacteerd tot een soort pasta. “Wij reduceren het volume zo met een factor 50, waardoor het inzamelen economisch veel gunstiger wordt. In feite halen we 49 vrachtwagens van de weg voor het inzamelen van dezelfde hoeveelheid waardevolle grondstof.”

Brandvertragers verwijderen

Een kritische stap is het verwijderen van eventueel aanwezige brandvertragers. Die zitten vanwege brandveiligheid in het piepschuim van isolatiemateriaal, maar soms ook in verpakkingsmateriaal voor producten die in containers uit Azië komen.

Deze brandvertragers staan recycling tot hetzelfde niveau in de weg en sommige soorten zijn aangemerkt als zeer zorgwekkende stof (ZZS).

“Ons proces is het enige dat deze stoffen kan verwijderen en vernietigen; om die reden is de overheid geïnteresseerd.” Vervolgens is de compacteervloeistof, die geen vluchtige oplosmiddelen bevat, in een destillatiekolom eenvoudig terug te winnen.

Pyrolyse en destillatie

Het resterende product wordt gekraakt met behulp van pyrolyse, een proces voor het ontleden van koolwaterstoffen bij hoge temperaturen zonder dat er zuurstof bij komt.

Destillatie resulteert vervolgens in een drietal fracties:

• zuiver styreen;
• andere waardevolle chemicaliën;
• reststoffen met verbrandingswaarde.

Opschaling

Het avontuur van Pureps begon met een reactor die 30 gram styreen kon produceren en kreeg een vervolg met een installatie voor 1 kg/uur. Vossebeld kwam daarvoor uit bij Büchi. Deze Zwitserse leverancier van reactoren op labschaal wordt in Nederland vertegenwoordigd door Suurmond.

“Wij hebben -samen met hen een geschikte oplossing ontwikkeld en op basis van onze proceskennis en hun waardevolle ervaring in de procesindustrie een reactorontwerp gemaakt”, vertelt Vossebeld.

“Suurmond heeft ons daarbij geadviseerd over het benodigde equipment en de componenten. Ook hebben zij de reactoren voor het verwijderen van de brandvertrager en voor de pyrolyse en destillatie gebouwd. Aan de -compacteerinstallatie hebben ze bijgedragen met de doseerunit en de integratie van componenten.”

Validatie door keten

Momenteel schalen de partners op naar een installatie voor 30 kg/uur, die er in 2024 moet staan, vertelt Vossebeld.

“Van Nieuwpoort gaat er afval voor inzamelen, wij verwijderen de brandvertrager en winnen het styreen terug. EPS-producenten als Trinseo, Unipol of BASF kunnen dat verwerken tot granulaat, waarvan Kingspan dan weer producten maakt. Het verwijderde broom uit de brandvertrager wordt door partner ICL weer als grondstof ingezet. Zo zijn we als keten bezig met de validatie van elke processtap.”

Impact met licenties

Op basis van de verkregen inzichten gaat Pureps een demonstratiefabriek voor 1.000 kg/uur, oftewel 8.000 ton/jaar, bouwen die in 2026 operationeel moet zijn. Hiermee kan Pureps break-even draaien, aldus Vossebeld.

Commerciële EPS-recyclingfabrieken zullen vervolgens minimaal 25.000-40.000 ton/jaar gaan produceren. Die gaat het Enschedese bedrijf niet meer zelf bouwen.

“Wij willen het afvalprobleem zo snel mogelijk oplossen. Want in 2030 moet 50% van al het plastic afval worden gerecycled en in 2050 zelfs 100%. Daarom gaan we samenwerken met de industrie en onze techniek licenseren. Zo hebben we de grootste impact.”

__________

Hoge opbrengst, grote CO2-reductie

Pureps’ recyclingproces heeft een opbrengst aan styreen die boven de 80% ligt. Dat draagt bij aan de verkleining van de CO2-voetafdruk met 80%. Een andere factor is het compacteren, dat ervoor zorgt dat veel meer EPS kan worden ingezameld per logistieke beweging.

Daardoor is inzameling economisch haalbaar binnen een veel grotere radius (250 in plaats van 12 km). Zo komt er voldoende afval beschikbaar om een fabriek te bouwen exclusief voor de recycling van EPS als monostroom.

De grootste winst zit in het circulair maken van de keten, aldus CTO Vossebeld. “Wij hebben een LCA (lifecycle analysis, red.) gemaakt van het productieproces, dat vanaf aardolie zo’n zeven stappen telt. Vanuit de afvalfase gaan wij terug naar stap 5, het monomeer styreen, en niet helemaal naar het begin met de fossiele grondstof. Per kilo EPS realiseren wij 2,6 kilo CO2-reductie. Als externe consultant heeft Energy Watch op verzoek van de provincie Overijssel en Oost NL onze businesscase doorgelicht. Zij hebben deze claim bevestigd.”

__________

Recycling van andere kunststoffen?

Sommige processtappen voor het terugwinnen van styreen en halogenen zoals broom zouden ook toepasbaar kunnen zijn op andere stoffen. Dat hoeft niet PUR te zijn, zoals de bedrijfsnaam lijkt te suggereren, zegt Vossebeld. “PUR is een heel ander materiaal. Pureps is trouwens een samentrekking van Pure en EPS. We moeten als klein bedrijf keuzes maken en focussen ons daarom op EPS. Als we dat naar de finish hebben gebracht, kunnen we naar de recycling van andere kunststoffen gaan kijken.”

__________

Steun voor startup

Pureps werkt samen met partners onder meer voor:

• Engineering en skidbouw: Suurmond, engineered solutions voor de procesindustrie.
• Proceskennis: Demcon suster, spin-off van de Universiteit Twente die onderzoek en procesontwikkeling doet voor vergroening van de procesindustrie;
• Financiële ondersteuning en ketensamenwerking: Kingspan, producent van EPS-gebaseerde isolatieproducten; Van Nieuwpoort, leverancier van bouwgrondstoffen en beton- en EPS-producten.

Het bedrijf kreeg subsidie van het Operationeel Programma Oost (OP Oost), dat valt onder het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO). Dat was voor het project ‘CO2-reductie en broomverwijdering door innovatieve recycling van piepschuim (bouw) afval’. Provincie Overijssel, ontwikkelingsmaatschappij Oost NL en RVO (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland) hielpen bij de subsidieaanvraag.

www.pureps.nl

www.suurmond.com

www.susterbv.com

www.op-oost.eu