Verwertung von Sekundärabfällen aus der Abfallverbrennung€¦ · Optimierung der Abfallverbrennung, Band 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 610 Bild 42: Nassmechanische

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Verwertung von Sekundärabfällen aus der Abfallverbrennung

in die Feuerung rückgeführt, um beim erneuten Durchlaufen der Hauptbrennzone zu sintern. Die gesinterte oder geschmolzene Granulat-Grobfraktion enthält noch Anhaf-tungen feiner Partikel, die in der Wäsche abgespült werden. Die Suspension wird in den Entschlacker rückgeführt, so dass Abwasser aus dem Aufbereitungsprozess nicht anfällt.

Flugascherückführung

Mit dem Syncom-Plus-Verfahren werden hohe Brennbetttemperaturen erzeugt, wodurch der Flugstaub sintert. Zur weiteren Reduzierung der Flugaschemenge und Zerstörung der enthaltenen Dioxine wird ein Teil des bei der Abgasentstaubung an-fallenden Flugstaubs in den Rostofen gefördert. Mit Online-Messung von Dioxinen und deren Vorläufersubstanzen oder Leitgrößen im Abgas wie CO und Cges können gezielt die Anteile des Flugstaubs rückgeführt werden, die überdurchschnittlich mit organischen Schadstoffen belastet sind.

Mit hohen Betttemperaturen und nassmechanischer Schlackebehandlung wird sicher-gestellt, dass der Flugstaub das Granulat-Endprodukt nicht belastet. Bei den hohen Temperaturen in der Hauptbrennzone des Ofens werden Flugaschen gesintert und Dioxine zerstört. Die zu entsorgende Flugstaubmenge ist durch die Rückführung merkbar reduziert, ebenso die Dioxin-Frachten.

Die Anreicherung von Salzen und Schwermetallen im Flugstaub wird beherrscht, indem maximal 75 Prozent des Flugstaubs rückgeführt werden. Die Rückführung von Reaktionsprodukten aus der Abgasreinigung, z.B. von Kalk- oder Kohleprodukten, wird ausgeschlossen. Wegen der Erhöhung von Schwermetall- und Chloridkonzentrationen im ungereinigten Abgas steigt das Korrosionspotential der Verbrennungsabgase, wes-wegen korrosionsmindernde Maßnahmen im Strahlungsbereich des Dampferzeugers wie Cladding mit Nickelbasislegierungen notwendig sind.

Granulatqualität

Charakteristisch für das Syncom-Plus-Verfahren ist die Herstellung eines weitgehend inerten Granulats, das gesintert oder geschmolzen und weitgehend frei von unverbrann-tem Kohlenstoff – Glühverlust kleiner 0,1 % – und anderen organischen Bestandteilen ist. Die Anforderungen der EU-Direktive [10], die erstmals Qualitätskriterien für Inertstoffe festlegt, werden vom Granulat eingehalten (Tabelle 21).

Der Gehalt an Dioxinen und Furanen im Granulat ist kleiner als 0,3 ng I-TEQ/kg (Bild 38). Der Dioxingehalt im unbehandelten Abfall aus Haushaltungen liegt im Un-terschied hierzu bei 50 ng I-TEQ/kg [1]. Der PCDD/F-Grenzwert der Klärschlamm-verordnung zur Ausbringung auf landwirtschaftlich genutzte Böden liegt bei 100 ng I-TEQ/kg [11].

Wegen der Dioxinzerstörung in der Verbrennung und der Rückführung von Teilen des Flugstaubs liegt der Gesamt-Dioxinausstoß der Syncom-Plus-Anlage von unter 5 ng I-TEQ/kg Abfall (Granulat + Sekundärabfälle aus der Abgasreinigung + Abgas) (Bild 39).

Karl J. Thomé-Kozmiensky

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Bild 39: Reduzierung der Abgas- und Flugaschemenge sowie des Dioxin-Gesamtoutputs im Vergleich der konventionellen Abfalllverbrennungsanlagen sowie von Syncom- und Syncom-Plus-Abfallverbrennungsanlagen

Quelle: Martin, J.; Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 606

Bild 38: Qualität von Schlacke und SyncomPlus-Granulat

Quelle: Gohlke, O.; Busch, M.; Horn, J.; Martin, J.: Nachhaltige Abfallbehandlung mit dem SyncomPlus-Verfahren.In: Thomé-Kozmiensky. K. J. (Hrsg.): Optimierungspotential der Abfallverbrennung. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2003, bearbeitet

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Flugaschemengekg/t Müll


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EntwicklungsstandDas Syncom-Plus-Verfahren basiert auf der Abfallverbrennungstechnologie des Martin-Systems. Voraussetzung für die hohen Brennbetttemperaturen und die Sin-terung der Asche/Schlacke ist der Rückschubrost. Die zusätzlichen Komponenten sind großtechnisch erprobt und in halbtechnischen Versuchsanlagen im Einsatz. Die erste Syncom-Anlage wurde im Frühjahr 2004 in Arnoldstein, Österreich, in Betrieb genommen, der Betrieb wurde inzwischen eingestellt. Das Syncom-Plus-Verfahren ist großtechnisch noch nicht umgesetzt (Tabelle 22).

Tabelle 22: Entwicklungsstand des Syncom- und Syncom-Plus-Verfahrens

Syncom Syncom-Plus

Komponenten • O2-angereichertePrimärluft • alleKomponentendesSyncom-Verfahrens

• Abgasrückführunginden • nassmechanische Rostascheaufbereitung Feuerraum

• infrarot-kamerageführte • Rückführung unvollständig gesinterter Verbrennungsregelung Rostaschefraktionen

• sensorgesteuerte Flugascherückführung

Merkmale • ReduzierungderAbgasmenge • alleMerkmaledesSyncom-Verfahrens um 35 %

• erhöhteBrennbetttemperatur • vollständiggesintertesInertstoff-Granulat (ohnenachgeschalteteVerglasung)

• verringerteFlugaschemenge • Glühverlust<0,1%

• Schwermetallelution entsprechend Trinkwasserverordnung

• Flugaschemenge < 7 kg/t Müll

• Gesamtdioxinoutput < 5 µg/t Müll

Entwicklungs- • dreigroßtechnischeVersuchs- • Einzelkomponentengroßtechnischerprobt stand anlagen(Deutschland/Japan)

• zweigroßtechnischeReferenz- • halbtechnischeVersuchsanlageninJapan anlagen im Bau und Deutschland (Österreich/Japan)

Quellen:Gohlke, O.; Busch, M.: Reduction of combustion by-products in WTE plants: O2 enrichment of underfire air in the Martin Syncom process. In: Chemosphere 42 (2001), S. 545-550

Meile, E.; Schreiner, E.: Gezielte Prozessbeeinflussung durch Aufschaltung einer Infrarotkamera am Beispiel der MVA Wintherthur. In: Entsorgungspraxis 5 (2002), S. 26-31

Es kann ein mineralisches, weitgehend inertes Produkt erzeugt werden. Der Abfall muss nicht vorbehandelt werden.VersuchsanlagenDie Demonstrationsanlage in Coburg, die Versuchsanlage in Clausthal-Zellerfeld sowie die großtechnische Anlage in Arnoldstein werden im Folgenden vorgestellt.Großtechnische Versuchsanlage in CoburgDie Rückführung von Schlacke-Feinfraktion und Kesselasche wurde im Jahr 2001 groß-technisch mit der Syncom-Demonstrationsanlage in Coburg erprobt. Während dieser Versuche wurden bei Abfalldurchsätzen von etwa 7,5 t/h rund 1,2 t Schlacke-Feinfraktion

181


und 20 kg Kesselasche pro Stunde rückgeführt. Der Heizwert des Abfalls betrug im Mittel 10.500 kJ/kg und der Anteil der Feinfraktion an der Gesamtschlacke hat sich bei 44 Massenprozent stabilisiert. Die Massenströme dieser Versuche sind in Bild 40 beispielhaft dargestellt.

Dampferzeuger

zurAbgas-

reinigung

Schlacke mit Rückführung

2.461 kg, trocken/Stunde2.830 kg feucht/h (15 % H20)

56 % gesinterte Partikel > 8 mm

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1.083 kg, trocken/Stunde

Abfalldurchsatzin kg/h 8.775

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Flugstaub53 kg, trocken/Stunde

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Dampferzeugerasche20 kg, trocken/Stunde

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Bild 40: Massenbilanz des Syncom-Plus-Verfahrens basierend auf großtechnischen VersuchsdatenQuelle: Martin, J.; Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 608

Halbtechnische Versuchsanlagen in Yokohama und Clausthal-ZellerfeldAuf Basis der Erfahrungen in Coburg wurden in Yokohama in Japan, und in Clausthal in Deutschland zwei halbtechnische Versuchsanlagen mit den Syncom-Plus-Kompo-nenten errichtet: • Sauerstoffanreicherung der Primärluft sowie Abgasrezirkulation und Infrarot-

Kamera,• nassmechanische Schlackeaufbereitung,• Schlackerückführung,• Flugstaubrückführung.

Beide Versuchsanlagen sind mit einem 600 mm breiten Rückschubrost mit einer thermi-schen Leistung von etwa 1 MW ausgestattet. Die nassmechanische Schlackebehandlung


182

Bild 41: Syncom-Plus-Versuchsanlage bei der Cutec in Clausthal

Quelle: Martin, J. J. E.; Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall – Integration von Schlackeaufbereitung und Flugasche-entsorgung in den Verbrennungsprozess –. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung, Band 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 610

Bild 42:

Nassmechanische Aufbereitung der Syncom-Plus-Schlacke in der Versuchsanlage bei der Cutec in ClausthalQuelle: Martin, J. J. E.; Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall – In-tegration von Schlackeaufbereitung und Flugascheentsorgung in den Verbren-nungsprozess –. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallver-brennung, Band 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 610

ist unterschiedlich konfiguriert. An der Clausthaler Versuchsanlage (Bild 41) wurde die Schlacke auf einem Plansieb gesiebt und gewaschen (Bild 42); in der Anlage in Yokohama wurde dem Planarsieb eine Sieb-Waschtrommel nachgeschaltet (Bild 43).

183


Konzept für Neuanlagen am Beispiel der TBA Arnoldstein

Auf Basis der Erfahrungen mit den Versuchsanlagen in Deutschland und Japan wurde ein Anlagenkonzept entwickelt, mit dem mit überschaubarem Aufwand und erprob-ten Komponenten das Syncom-Plus-Verfahren großtechnisch realisiert wird. Hierfür wurde beispielhaft die Syncom-Anlage in Arnoldstein, Österreich, als Basis verwendet.

Syncom-Komponenten

An der TBA Arnoldstein wird das Syncom-Verfahren erstmals großtechnisch in einer Neuanlage realisiert. Der Sauerstoff wird mit einer Linde-Druckwechseladsorptions-Luftzerlegungsanlage vor Ort hergestellt.

Die wesentlichen technischen Daten der TBA Arnoldstein sind in Tabelle 23 dargestellt, die Energiebilanz und die Outputströme in Tabelle 24.

Die Komponenten dieser Anlage sind im Längsschnitt in Bild 44 dargestellt. Die Anlage besteht aus den Hauptkomponenten Rückschubrostfeuerung, Luftzerlegungsanlage, Vier-Zug-Vertikalkessel, Wirbelschicht-Adsorptionsreaktor, Gewebefilter, Herdofen-koks-Festbettfilter, Saugzug, SCR-DeNOx-Anlage, Kamin, Turbine und Generator.

Die Anlage ist für eine Fernwärmeauskopplung bis 9 MWth, Prozessdampfauskopplung bis 13 t/h sowie Stromerzeugung von 0,8 bis 5 MWel ausgelegt.

Syncom-Plus-Komponenten

Die zusätzlichen Syncom-Plus-Komponenten – nassmechanische Schlackeaufbereitung, Rückführung der Schlacke-Feinfraktion und Rückführung der Flugasche – sind bei der Anlage in Arnoldstein nicht realisiert. Im Folgenden werden diese Komponenten für den Einsatz in zukünftigen großtechnischen Syncom-Plus-Anlagen beispielhaft beschrieben (Bild 45). Dieses Konzept beruht auf Erfahrungen, die mit den Versuchs-anlagen in Coburg, Yokohama und Clausthal-Zellerfeld gewonnen wurden. Auch andere Varianten können eingesetzt werden.

Bild 43:

Aufbereitungs- und Rück-führungsaggregate an der Syncom-Plus-Versuchsanlage in YokohamaQuelle: Martin, J. J. E.; Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall – Integration von Schlackeaufbe-reitung und Flugascheentsorgung in den Verbrennungsprozess –. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung, Band 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 611


184

Tabelle 24: Energiebilanz und Outputströme der TBA Arnoldstein

Einheit

Abfalldurchsatz t/h 10,7

t/a 80.000

Energie

zugeführte Wärme, Abfall MWth 29,72

Betriebspunkt max. typisch min.

Stromerzeugung netto MWel 0,8 2,5 5

Fernwärmeauskoppelung MWth 9 5 0

Prozessdampfauskoppelung t/h 13 6 0

Frischdampf Turbineneintritt bar a 39

°C 397

t/h 35,2

Output

Abgasvolumen Nm3tr/h 38.700

Schlacke t/h 3

t/a 22.500

Fe-Schrott+NE-Metalle t/h 0,5

t/a 3.750

Rückstände Abgasreinigung t/h 0,4

t/a 3.000

Abwasser t/h 1,5

Einheit Wert

Abfallmenge pro Jahr t/a 80.000

AnzahlderEinheiten 1

Abfalldurchsatz(Auslegungspunkt) t/h 10,7

Heizwert(Auslegungspunkt) kJ/kg 10.000

Heizwertbereich kJ/kg 7.000 - 15.000

Rostbreite mm 4.160

Tabelle 23:Technische Daten der ther-mischen Behandlungsanlage ArnoldsteinQuelle: Martin, J.; Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 612

Die Schlacke wird am Ende der Feuerung mit einem Nassentschlacker ausgetragen und mit Förderbändern in eine neben der Verbrennungsanlage liegende Halle gefördert. Eisen- und Nichteisenmetallschrott werden mit einem Magnetscheider und einem Wirbelstromscheider abgeschieden, sodann wird die Rohschlacke zwischengelagert. Sie wird mit einem Radlader aus dem Zwischenlager einer Siebmaschine aufgegeben.

Quelle:

Gruber, K. H.; Zellinger, G.: Die thermische Abfallbehandlung als bestmögliche ökologische und ökonomische Lösung der nach-haltigen Abfallwirtschaft – am Beispiel Kärnten, Vortragsreihe zur Wasserwirtschaft, TU Graz (15.01.04)

zitiert in: Martin, J. E., Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S.612

185


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187


Die Feinfraktion wird in eine Mulde gefördert und einem vor dem Anliefertor des Abfallbunkers aufgestellten Stahlbehälter mit Schubboden zugeführt. Aus diesem wird die Schlackefeinfraktion kontinuierlich mit einem Förderband in den Abfallbunker gefördert. Das Förderband ist für die Dosierung und Registrierung mit einer Waage ausgerüstet.Die Grobfraktion wird über ein weiteres Förderband dem Waschaggregat zugeführt. Das dabei entstehende Abwasser wird in einen Behälter im Kesselhaus gepumpt, der als Vorlage für das Nachfüllen des Entschlackers dient. Die Wasserverluste des Ent-schlackers werden kontinuierlich ersetzt. Das gewaschene Granulat-Endprodukt wird in der Produkthalle zwischengelagert und mit Radladern zum Abtransport verladen.

FlugstaubrückführungDie Flugstaubrückführung wird in Abhängigkeit vom System der Abgasreinigung ausgestaltet. In Bild 37 ist ein für moderne japanische Anlagen typisches System mit zwei Gewebefiltern skizziert. Für diesen Fall wurde das Syncom-Plus-Verfahren mit der Rückführung von 75 % des Gesamtflugstaubs und beladenem Aktivkoks oder -koks-staub konzipiert. Der Gesamtflugstaub ist die Summe aus Kesselasche und Flugstaub aus der Staubabscheidung.In Europa sind jedoch trockene und quasitrockene Abgasreinigungsverfahren ver-breitetet, bei denen in nur einem Gewebefilter Flugstaub und Reaktionsprodukte der Abgasreinigung – als Calciumsalze – abgeschieden werden (Bild 46).

Rückführung der Kesselasche(über Entschlacker und Schlacke-Feinfraktion)

Nass-mechanische Behandlung

Kessel

Glühverlust < 0,1 %Pb-Auslaugung < 0,01 mg/l

Abgasmengereduziert um

35 %

Kalk und Koksoder Aktivkohle

Dioxinzerstörung Energiegewinnung Abgasreinigung

Aschesinterung

LUVO

Sauerstoff-anreicherung

Erhöhung derBrennbetttemperatur

Brennbetttemperaturen> 1.150 °C

IR-Kamera

Abgasrezirkulation

Hausmüll

Netto-Stromerzeugung> 500 kWh/t Müll

Granulat

Metalle

Bild 46: Kesselascherückführung durch den Entschlacker beim Syncom-Plus-Verfahren der Martin GmbH


188

Bild 47: Beispiel eines Massenflussdiagramms des Syncom-Plus-Verfahrens im Vergleich zu einer Kombination von Rostfeuerung oder Vergasung mit Ascheverglasung

Quelle: Martin, J.; Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 617

AbfallAschegehalt200 kg/t Müll

SyncomRostfeuerung

Kessel

Aktivkoks3 kg/t Müll

Kalk10 kg/t Müll

Kalk10 kg/t Müll

ErsterGewebefilter

ZweiterGewebefilter Reingas

3.000 Nm3/t Müll

Salzfracht zurUntertage-

deponierung27 kg/t Müll

RückführungFeinfraktion

Granulat193 kg/t Müll

50 %7 kg/t Müll

Kombination von Rostfeuerung oderVergasung mit Verglasung

AbfallAschegehalt200 kg/t Müll

Rostfeuerung(oder Vergasung

mit Nachverbrennung)

Kessel

Aktivkoks3 kg/t Müll

ErsterGewebefilter

ZweiterGewebefilter

Verglasung

Salzfracht zurUntertage-

deponierung30 kg/t Müll

Reingas5.000 Nm3/t Müll

Syncom-Plus

50 %7 kg/t Müll

Granulat190 kg/t Müll

Kesselasche7 kg/t Müll

Filterstaub7 kg/t Müll

Reaktions-produkte

20 kg/t MüllSchlacke

Schlacke182 kg/t Müll

Kesselasche8 kg/t Müll

Filterstaub10 kg/t Müll

Reaktions-produkte

20 kg/t Müll

Sekundärstaub10 kg/t Müll

Die Rückführung des Filterstaubs ist bei dieser Schaltung nicht zweckmäßig, weil die Salze als Reaktionsprodukte der Abgasreinigung nicht in das Schlackegranulat eingebunden werden können und sich bei der Rückführung im System anreichern würden. Hierfür ist es vorteilhafter, die gesamte Kesselasche rückzuführen; der mit Reaktionsprodukten beladene Gewebefilterstaub muss anderweitig entsorgt werden.Im hier beschriebenen Beispiel wird die Kesselasche mit Förderschnecken und Fallroh-ren in den Entschlacker gefördert. Nach der Siebung und Wäsche der Schlacke wird sie dann mit der abgesiebten Schlacke-Feinfraktion wieder dem Verbrennungsprozess aufgegeben.

7.1.2. SekundärabfälleAuch bei Anwendung des Syncom-Plus-Verfahrens fallen weiterhin Sekundärabfälle aus der Abgasreinigung – Salze und schwermetallhaltige Stäube – an, da diese nicht in beliebiger Menge rückgeführt und in die Schlacke eingebunden werden können. Bei der in Bild 37 dargestellten Verfahrensschaltung müssen sieben Kilogramm Flugstaub sowie zwanzig Kilogramm Reaktionsprodukte aus dem zweiten Filter der Abgasreini-gung unter Tage deponiert oder behandelt werden.

189


In Bild 47 wird das Syncom-Plus-Verfahren der Kombination einer Rostfeuerung oder Vergasung mit Flugstaubverglasung gegenübergestellt. Diese Darstellung beruht auf japanischen Erfahrungswerten und verdeutlicht beispielhaft die Zusammenhän-ge. Die tatsächlichen Massen variieren in Abhängigkeit vom Verfahren und von der Abfallzusammensetzung.

Quellen[1] Chandler, A.; Eighmy, T.; Hartlen, J.; Hjelmar, O.; Kosson, D.; Sawell, S.; van der Sloot, H.; Vehlow,

J.: An International perspective on characterisation and management of residues from municipal solid waste incineration. International Ash Working Group. December 1994, S. 25

[2] Gohlke, O.; Busch, M.: Reduction of combustion by-products in WTE plants: O2 enrichment of underfire air in the Martin Syncom process. In: Chemosphere 42 (2001), S. 545-550

[3] Gohlke, O.; Busch, M.; Horn, J.; Martin, J.: Nachhaltige Abfallbehandlung mit dem Syncom-Plus Verfahren. In: Thomé-Kozmiensky (Hrsg.): Optimierungspotential der Abfallverbrennung. Neuruppin: TK Verlag Karl J. Thomé-Kozmiensky, 2003

[4] Gohlke, O.; Busch, M.; Horn, J.; Takuma, M.; Kuranishi, M.; Yanagisawa, Y.: New grate-based waste-to-energy system producing an inert ash granulate. In: Waste Management World, ISSN 1476-1394, Juni 2003, S. 37-46

[5] Gruber, K. H.; Zellinger, G.: Die thermische Abfallbehandlung als bestmögliche ökologische und ökonomische Lösung der nachhaltigen Abfallwirtschaft – am Beispiel Kärnten. Vortragsreihe zur Wasserwirtschaft, TU Graz (15.01. 04)

[6] Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA): Merkblatt zur Entsorgung von Abfällen aus Ver-brennungsanlagen für Siedlungsabfälle (1994)

[7] Martin, J. E., Gohlke, O.: Energie und Inertstoffe aus Abfall. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 601-619

[8] Meile, E.; Schreiner, R.: Gezielte Prozessbeeinflussung durch Aufschaltung einer Infrarotkamera am Beispiel der MVA Wintherthur. In: Entsorgungspraxis 5 (2000), S. 26-31

[9] Schmidt, I.: Ökoeffiziente Restmüllentsorgung – MBA oder MVA? In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Reformbedarf in der Abfallwirtschaft. Neuruppin: TK Verlag Karl J. Thomé- Kozmiensky, 2001

Rechtsnormen[10] Directive on the landfilling of waste, EU/2003/33/EC, Commission of the European Commu-

nities[11] Klärschlammverordnung (Verordnung über die Entsorgung von Klärschlamm – AbfKlärV),

BGBl. I S. 912, § 4 Aufbringungsverbote (15.4.1992) [12] Verordnung über die umweltgerechte Ablagerung von Siedlungsabfällen und über biologische

Abfallbehandlungsanlagen [in Deutschland]. Abfallablagerungsverordnung: (AbfAblV) Bun-desgesetzblatt Teil 1 Nr.10 (2001) S. 305-324

7.2.ExterneSinterungvonFlugstaubU.a. soll mit dem ASH DEC-Verfahren der Flugstaub mit dem Einsatz von Additi-ven bei Temperaturen von etwa 900 °C gesintert werden. Das Verfahren besteht aus Standardaggregaten, die industriell in Misch-, Pelletier- und thermischen Prozessen eingesetzt werden.Das Verfahren wurde in einer Versuchs- und Demonstrationsanlage (Bild 48) in Leoben entwickelt. Nach Angaben der Firma sollte eine industrielle Pilotanlage in Wien in Betrieb genommen werden, dies ist allerdings bislang nicht geschehen.


190

Bild 48: Versuchs- und Demonstrationsanlage nach dem ASH DEC-Verfahren

Quelle: Karpov, S.; Boutoussov, M.; Hermann, L.: Inertisierung von Flug- und Filteraschen der Abfallverbrennung mit dem Pellet-Verfahren. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 645

Mit dem Verfahren sollen chemische Verbindungen modifiziert werden. Mit kontrol-lierbaren chemischen Reaktionen sollen definierte kritische Elemente – insbesondere Cadmium, Kupfer, Quecksilber, Blei und Zink – in Verbindungen mit niedrigem Verdampfungspunkt überführt werden. Die verbleibenden Elemente sollen in eine chemisch und mechanisch stabile, silikatische Matrix eingebunden werden.Mit dem Prozess soll die Reaktionsfähigkeit der Stoffe reduziert werden.Die Firma nennt mechanische, chemische und thermische Maßnahmen, mit denen sie ihr Ziel erreichen will:• mechanischeMaßnahmen: reaktionsfördernde Aufbereitung der Additive,Mi-

schung von Additiven und Flugasche, Granulation,• chemischeMaßnahmen:reaktionsförderndeundmatrixbildendeRezepturfürAd-

ditive und Mischung,• thermischeMaßnahmen:VerdampfungtoxischerVerbindungenundBildungvon

stabilen, glaskeramischen Silicium-Aluminium-Calcium-Matrix.Bild 49 zeigt das Verfahrensfließbild der Versuchs- und Demonstrationsanlage.

Verfahrens- und Aggregatedarstellung

Im Verfahren werden folgende Aggregate verwendet:

• Intensivmischer,

• Pelletierteller,

191


• Trommelcoater,

• Heißlufttrockner,

• indirektbeheizterMehrzonendrehrohrofen.

M

Mischer

Pelletierteller

M

Drehrohrofen

bestehende Abgasleitung

M

Trommel-coater

Trockner

Zwischen-behälter

Vibro-rinne

Container fürgetrocknete Pellets

Vibrosieb

Kühler

Förderein-richtung für End-produkt

M M M M

Asche

M

Asche Asche Addi-tive

M

M

M

M

SchwefelsäureSalzsäure

M

M

M

M

M

Frischluft

Unterkorn

Pelletier-aggregat

Trommel-coater

Heißluft-trockner

indirekt beheizterMehrzonendrehrohrofen

M

SchwefelsäureSalzsäure

Hoch-leistungs-Intensiv-mischer

Bild 49: Verfahrensfließbild der Versuchs- und Demonstrationsanlage nach dem ASH DEC-Verfahren


Intensivmischer: Zu Beginn des Prozesses wird die Flugasche mit dem pulverförmigen Additiv 1 intensiv gemischt. Das flüssige Additiv 2 wird während des Mischvorgangs zugegeben. Mit den Additiven werden chemische Reaktionen im Mischprozess akti-viert, die die für die Bildung der vitrokristallinen Matrix unerwünschten chemischen Verbindungen in den Aschen brechen und neue, stabilere chemische Verbindungen schaffen. Gleichzeitig werden in der Mischphase chemische Bindungen verstärkt, die leicht- und mittelflüchtige Schwermetallverbindungen während der nachfolgenden thermischen Behandlung teilweise zur Verdampfung bringen.

Die Material- und Energiebilanz der Versuchsanlage sind den Tabellen 25 und 26 zu entnehmen.

Pelletierteller: Die fertige Mischung wird mit einem Pelletierteller zu kugelförmigen Pellets von 5 bis 15 mm Durchmesser geformt. Die Korngröße der Pellets ist einstellbar.


192

Trommelcoater: Während des Transports zum Trommeltrockner werden die Pellets mit dem pulverförmigen Additiv 1 trocken beschichtet. Die Pellets bilden dadurch eine aus dem Additiv bestehende Außenhaut, die eine Barriere gegen die Auslaugung bildet und das Zusammenbacken der Pellets während des thermischen Prozesses verhindern soll.

Heißlufttrockner: Zur Vortrocknung der Pellets wird ein Heißlufttrockner eingesetzt, damit im Drehrohrofen nur wenig Frischluft eingesetzt werden muss. Mit auf 140 °C aufgewärmter Luft werden die Pellets von mehr als zwanzig Prozent Wassergehalt auf etwa drei Prozent getrocknet. Eingesetzt wird ein Bandtrockner, damit die Pellets nicht zu stark mechanisch beansprucht werden.

Einheit Menge

Auslegung Bandbreite

eintretende Stoffströme

Flugasche t/h 1 max. 1,3

Additiv 1 kg/h 200 max. 300

Additiv 2 l/h 300 max. 400

austretende Stoffströme

Pellets1 t/h 1,4 max. 1,6

1 Entsorgung: Inertstoff- oder Reststoffdeponie


Energieverbrauch Energieträger Menge

Einheit Auslegung Verbrauch

Nebenaggregate Strom, kWh 500 300

Trockner Dampf, kg/h 580 500

Drehrohrofen Strom, kWh 800 500

Quelle: Karpov, S.; Boutoussov, M.; Her-mann, L.: Inertisierung von Flug- und Fil-teraschen der Abfallverbrennung mit dem Pellet-Verfahren. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallver-brennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 648

Bild 50:

Flugasche-PelletsQuelle: Karpov, S.; Boutoussov, M.; Hermann, L.: Inertisierung von Flug- und Filteraschen der Abfallverbrennung mit dem Pellet-Verfahren. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 649

Tabelle 25: Materialbilanz der Versuchs- und Demonstrations-anlage nach dem ASH DEC-Verfahren

Tabelle 26: Energiebilanz der Versuchs- und Demonstrationsan-lage nach dem ASH DEC-Verfahren

193


Indirekt beheizter Mehrzonendrehrohrofen: Die getrockneten Pellets (Bild 50) werden in den Drehrohrofen eingebracht, wo sie in drei unabhängig und kontrolliert beheizten Zonen mit Temperaturen von 750 bis 950 °C etwa sechzig Minuten thermisch behan-delt werden. Im Drehrohr bildet und verfestigt sich die glaskeramische Matrix, in der die verbliebenen toxischen Stoffe nach Angaben des Verfahrensanbieters dauerhaft auslaugungssicher eingebunden sind.

Chemische Zusammensetzung des Verfahrensinput und -output

Die Schwermetallgehalte der für die Untersuchung verwandten Aschenprobe sind in Tabelle 27 dargestellt.

Parameter Einheit Gesamt- Eluat- gehalt gehalt

Messwert Messwert

pH-Wert – – 9,6

Leitfähigkeit mS/m – 224

Abdampfrückstand mg/kg TS – 20.640

Aluminium(alsAl) mg/kgTS 27.610 182

Antimon(alsSb) mg/kgTS 16 0,1

Arsen(alsAs) mg/kgTS 6,7 <0,05

Barium(alsBa) mg/kgTS 954 1,9

Beryllium(alsBe) mg/kgTS 0,4 <0,1

Blei(alsPb) mg/kgTS 417 <0,1

Bor(alsB) mg/kgTS 43 1,1

Cadmium(alsCd) mg/kgTS 8,0 <0,1

Calcium(alsCa) mg/kgTS – –

Chromgesamt(alsCr) mg/kgTS 85 0,1

ChromVI(alsCr) mg/kgTS – –

Eisen(alsFe) mg/kgTS 178.143 <0,1

Kobalt(alsCo) mg/kgTS 11 <0,1

Kupfer(alsCu) mg/kgTS 565 <0,1

Magnesium(alsMg) mg/kgTS – –

Mangan(alsMn) mg/kgTS 326 <0,1

Nickel(alsNi) mg/kgTS 66 <0,1

Quecksilber(alsHg) mg/kgTS <0,5 <0,01

Silber(alsAg) mg/kgTS 41 <0,1

Thallium(alsTl) mg/kgTS – <0,1

Vanadium(alsV) mg/kgTS 30 <0,1

Zink(alsZn) mg/kgTS 3.019 <0,1

Zinn (alsSn) mg/kgTS 76 <0,1

Aschenprobe: FWW ZL 2003-193

Tabelle 27:

Schwermetallgehalte einer re-präsentativen Aschenprobe



194

Die aus der Aschenprobe in der Versuchsanlage erzeugten Pellets bestehen vorwiegend aus den Matrixbildnern Silicium-, Calcium-, Eisen-, Phosphor- und Aluminiumoxid (Tabelle 28). Ihre Schwermetallgehalte zeigt Tabelle 29.

Emissionen

Aus dem Drehrohrofen werden etwa 1.000 Nm3 bis 2.000 Nm3 Abgas pro Tonne Asche emittiert. Die Abgase sollen in die Abgasreinigung der Verbrennungsanlage eingeleitet werden. In Abhängigkeit vom Umfang der Entfrachtung von Schwermetallen soll ein Filter zwischengeschaltet werden, um die Kreislaufführung der Schadstoffe zu verhin-dern. Bei standalone-Anlagen muss eine eigene Abgasreinigungsanlage nachgeschaltet werden.

Vorläufige Beurteilung des Verfahrens

Der Verfahrensanbieter gibt an, dass die für den Prozess erforderliche Behand-lungstemperatur von < 950 °C auf die Aktivierung der Asche und die Ingangset-zung chemischer Reaktionen im Mischer zurückzuführen ist. Dadurch würden vorhandene stoffliche Bindungen aufgebrochen und könnten neue gebildet werden. Dies bewirke später die teilweise Verdampfung leicht- und mittelflüchtiger Spurenele-mente und die Einbindung der verbleibenden Stoffe in eine glaskeramische Matrix.

Der Verfahrensanbieter gibt die Behandlungskosten mit 100 EUR pro Tonne Flug-staub an.

Er weist auf die hohe Verfügbarkeit der Anlagen hin und begründet dies mit dem Ein-satz geringfügig modifizierter Standardaggregate. Für das indirekt beheizte Drehrohr wird nur wenig Luft benötigt, wodurch die Abgasmenge aus dem Verfahren gering ist. Prozess und Anlagen können in Abfallverbrennungsanlagen integriert werden.

Das Endprodukt – die chemisch-mechanisch stabilen Pellets – sollen am Ende der Entwicklung den Kriterien der europäischen Inertstoffdeponie entsprechen. Die

Stoff Einheit Pellets aus Pellets aus Aschen- Aschen- probe probe Variante 1 Variante 2

SiO2 Ma.-% 34,17 34,38

CaO Ma.-% 16,37 15,50

MgO Ma.-% 2,76 2,73

Al2O3 Ma.-% 10,97 12,23

Fe2O3 Ma.-% 15,10 12,91

Na20 Ma.-% 1,02 2,17

K2O Ma.-% 1,35 2,92

SO3 Ma.-% 1,79 1,79

P2O5 Ma.-% 13,62 13,62

Summe Ma.-% 97,15 98,25

Tabelle 28:

Massenanteile der wichtigsten Matrixbildner an den Asche-pellets


195


Entwicklungsarbeiten zielen insbesondere auf die Verbesserung der glaskeramischen Matrix und damit auf die Verbesserung des Auslaugungsverhaltens ab. Gleichzeitig soll die Verdampfung leicht- und mittelflüchtiger Elemente forciert werden, um den in einzelnen Ländern Europas festgelegten Grenzwerten für Gesamtschadstoffgehalte zu entsprechen.

Wirtschaftlichkeit

Anlagenkapazität

Die Anlagenkapazität ist grundsätzlich frei wählbar, sollte nach Meinung des Verfah-rensanbieters jedoch im Falle von unabhängig betriebenen Anlagen nicht unter 1 t/h liegen. Die Pilotanlage wird auf 1 t/h ausgelegt. Im Fall von Anlagen, die direkt an die Verbrennungsanlage angeschlossen sind und daher kein eigenes Personal benötigen, kann die Kapazität auch darunter liegen.

Parameter Einheit Gesamtgehalt Eluatgehalt

Messwert Messwert

pH-Wert – – 8,6

Leitfähigkeit mS/m – 174

Abdampfrückstand mg/kg TS – 13.000

Aluminium(alsAl) mg/kgTS 35.449 2,0

Antimon(alsSb) mg/kgTS 7,1 0,1

Arsen(alsAs) mg/kgTS 6,0 <0,05

Barium(alsBa) mg/kgTS 694 1,0

Beryllium(alsBe) mg/kgTS 0,60 0,1

Blei(alsPb) mg/kgTS 178 <0,1

Bor(alsB) mg/kgTS 40 0,68

Cadmium(alsCd) mg/kgTS 5,5 <0,1

Chromgesamt(alsCr) mg/kgTS 105 <0,1

Eisen(alsFe) mg/kgTS 141.950 <0,1

Kobalt(alsCo) mg/kgTS 8,8 <0,1

Kupfer(alsCu) mg/kgTS 116 <0,1

Mangan(alsMn) mg/kgTS 255 0,70

Nickel(alsNi) mg/kgTS 64 0,46

Quecksilber(alsHg) mg/kgTS <0,5 <0,01

Silber(alsAg) mg/kgTS 19 <0,1

Vanadium(alsV) mg/kgTS 40,3 0,63

Zink(alsZn) mg/kgTS 1.974 0,46

Zinn(alsSn) mg/kgTS 59,9 <0,1

Pellets aus Aschenprobe: FWW ZL 2003-193

Tabelle 29:

Schwermetallgehalte der Asche-pellets bezogen auf die Aschen-probe



196

Verfügbarkeit

Die Verfügbarkeit der Anlage soll bei 7.000 bis 7.500 Stunden pro Jahr liegen. Anla-genbauteile, die in kurzen Intervallen erneuert werden müssen, sollen nicht verwendet werden.

Kapitaleinsatz

Für den Erwerb einer Anlage mit 1 t/h Kapazität sollen etwa 2.500.000 EUR notwendig sein.

Platzbedarf

Für die Pilotanlage wird eine Grundfläche von etwa 150 m2 bei einer lichten Höhe von etwa 10 m benötigt.

Kosten für Betriebsmittel

In der Pilotanlage fallen pro Tonne Asche Kosten von etwa 46 EUR für Energie (Strom und Dampf), 5 EUR für die Abgasreinigung und etwa 5 EUR für Wartung und Er-satzteile an.

Die Additive basieren auf natürlichen und chemischen Rohstoffen, die vom Verfahrens-anbieter aufbereitet werden. Die Kosten der Additive betragen etwa 10 EUR/t Asche.

Personalbedarf

Die Anlage soll auf vollautomatischen Betrieb und die Überwachung durch je einen Mitarbeiter pro Schicht ausgelegt werden. Im Fall der Integration in eine Verbrennungs-anlage wird eigenes Personal nicht benötigt. An die Qualifikation des Aufsichtspersonals werden keine besonderen Anforderungen gestellt.

Entsorgungskosten und Erlöse für Reststoffe

Das Verfahren ist darauf ausgelegt, dass keine behandlungsbedürftigen Tertiärabfälle entstehen und sämtliche Spurenelemente dauerhaft in die glaskeramische Matrix ein-gebunden werden. Die Qualität der Pellets hänge von den Gesamtgehalten der Aschen und der jeweiligen Deponieverordnung ab. Wenn der Gesetzgeber die Toxizität eines Produkts primär nach dem Auslaugungsverhalten beurteile, sollte nach Meinung des Verfahrensanbieters für die Mehrzahl der Flugstäube die Inertstoffqualität und damit die kostengünstigste Ablagerung erreicht werden.

In Ländern, in denen der Gesetzgeber die Reststoffqualität nicht nur nach dem Aus-laugungsverhalten, sondern auch nach den toxischen Gesamtgehalten beurteilt, ist es vorteilhaft, einen möglichst hohen Anteil der Schadstoffe durch Verdampfung abzutrennen und in einer kleinen Menge eines Schadstoffkonzentrats (vor allem

197


Cadmium, Blei, Kupfer und Zink) zu konzentrieren. Die Abtrennung und Rückführung dieses Konzentrats in den Wirtschaftskreislauf solle in den nächsten Jahren untersucht werden. Bis zur Verfügbarkeit von wirtschaftlich vertretbaren Verfahren könne das Konzentrat unter Tage deponiert oder eingeschmolzen werden. Nach Abschluss der Entwicklungsarbeiten sollen die Pellets auch in diesen Ländern die Inertstoffqualität erreichen. Die Kosten für die Ablagerung oder Behandlung des Konzentrats würden wegen der geringen Masse des Reststoffs nicht wesentlich ins Gewicht fallen.

Unter der Voraussetzung, dass die Inertstoffqualität entsprechend den gesetzlichen Vorgaben erreicht wird, sei die Verwertung der Pellets als Füllmaterial im Kanal- oder Straßenbau interessant. Wirtschaftlich interessant sei vor allem die Einsparung von Deponiekosten.

Amortisation

Unter günstigen Voraussetzungen – Anbindung der Aschenbehandlungsanlage an eine Verbrennungsanlage und Pellets in Baurestmassenqualität – könne sich die Anlage bereits nach wenig mehr als drei Jahren amortisieren. Auch unter ungünstigen Rahmen-bedingungen könne eine Amortisationszeit von fünf Jahren nicht überschritten werden.

Zusammenfassung

Das Verfahren stellt nach Meinung des Verfahrensanbieters eine kostengünstige Al-ternative zu Schmelzverfahren dar. Je nach Standort und der erreichten Qualität der Pellets ständen die Verfahrenskosten im Wettbewerb mit Untertagedeponien.

Unter der Voraussetzung, dass die mit der Pilotanlage angestrebten Ziele erreicht wer-den, stellt das Verfahren eine Alternative im Bereich der Mitteltemperaturbehandlung von Flugstaub dar.

Quellen

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[2] Dehoust, G.; Stahl, H.; Küppers, P. (Öko-Institut e.V., Darmstadt): Stellungnahme zum Entwurf der Verordnung über Deponien und Langzeitlager. November 2001

[3] Karpov, S.; Boutoussov, M; Hermann, L.: Inertisierung von Flug- und Filteraschen der Abfall-verbrennung mit dem Pellet-Verfahren. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S.643-656

[4] Perret, D.; Stille, P.; Shields, G.; Crovisier, J.L.; Mäder, U.: Long Term Stability of HT Material. Bundesamt für Umwelt, Wald und Landwirtschaft, Bern 2000

8. Schmelzverfahren

Die nicht brennbaren Bestandteile des Abfalls sind hauptsächlich Verbindungen der Elemente Silicium und Aluminium sowie Eisen, Calcium, Magnesium und Alkalien (Kalium, Natrium). Während diese Stoffe z.B. in der Kohle aus natürlichen Silikaten


198

und Oxiden (Mineralien) bestehen, liegen sie im Abfall als technische Silicate – Glas, Email, Keramik, Zement, Beton – vor. Die hohen Anteile an Silicium- und Alumini-umoxid sowie an Alkali- und Erdalkalimetallverbindungen bewirken, dass Flugstäube oberhalb einer bestimmten Temperatur in den Zustand einer glasähnlichen Schmelze – Aluminosilikatschmelze – übergehen.

Bei Abkühlung dieser Schmelzen nimmt ihre Zähigkeit kontinuierlich zu, bis sie einen Temperaturbereich erreichen, in dem sie zähplastisch sind. Hier vollzieht sich der Übergang zur eingefrorenen Schmelze, dem festen Zustand. In diesem Bereich ist auch eine Kristallisation möglich; deren Ausbleiben ist das Wesen der Glasbildung. Unterhalb dieses Temperaturbereichs ist die Zähigkeit des Glases so hoch, dass Um-lagerungen von Baugruppen – und damit eine Kristallisation – nicht mehr möglich sind. Gläser sind also anorganische, eingefrorene Schmelzen mit amorphem Aufbau. Aus Stäuben aus Abfallverbrennungsanlagen werden mit den derzeitig bekannten Schmelzverfahren Gläser gebildet, die im Unterschied zu Kristallen keinen definierten Schmelzpunkt haben.

Während des Schmelzprozesses durchläuft das Flugstaubgemenge mit der Tempera-turerhöhung verschiedene Stadien, in denen Zersetzungsgase abgegeben werden, sich erste flüssige Phasen bilden und gleichzeitig Festkörperreaktionen stattfinden, wodurch das Material zunächst zusammensintert. Kristalline Phasen zerfallen und bilden neue kristalline Zwischenstadien. Viele Vorgänge laufen gleichzeitig ab und führen ab etwa 1.200 °C zum Schmelzen. Dabei kommt es zu weiteren Umsetzungen, Verdampfungs-vorgängen und Desorptionen. Die Vorgänge beim Einschmelzen von Flugstäuben sind häufig eine Umkehrung der Entstehungsvorgänge. Schadstoffe wie Chloride, Fluoride, Sulfate, Schwermetalle, z.B. Zink, Blei, Quecksilber usw., die sich während der Abküh-lung der Abgase in der Abfallverbrennungsanlage auf Staubpartikeln niedergeschlagen haben, dampfen beim erneuten Aufheizen im Schmelzprozess wieder ab.

Schadstoffeinbindung

Silikatgläser stellen in festem Zustand einen regellosen Verband von SiO4-Tetraedern dar, also von räumlichen Gebilden, in denen ein kleines Si4+-Ion von vier relativ großen O2--Ionen umgeben ist. Der Netzwerkbildner Silicium kann dabei zum Teil durch Alu-minium (Al3+) vertreten werden; daher der Name Aluminosilikatgläser. Auch Phosphor, Arsen, Bor und Vanadium wirken zum Beispiel netzwerkbildend und können als Ersatz des Siliciums im Schlacke-Glas eingebunden sein.

Andere Elemente wie Calcium, Kalium, Natrium und Zink können in Lücken des Al-Si-Tetraeder-Netzwerkes aufgenommen werden. Diese Elemente werden auch Netzwerkwandler genannt, da sie eine Störung des Netzwerkes durch Ausbildung von Trennstellen hervorrufen; der Glaszustand als solcher bleibt jedoch erhalten. Die nicht selbst zur Glasbildung fähigen Netzwerkwandler beeinträchtigen das Glas insoweit, dass sie gewisse physikalische und chemische Eigenschaften verändern, insbesondere die Fließfähigkeit (Viskosität). Weitere Elemente wie Magnesium und Blei zeigen ein intermediäres Verhalten, sie können sowohl als Netzwerkbildner als auch als Netz-werkwandler auftreten.

199


Die meisten Schmelzverfahren arbeiten unter oxidierenden Bedingungen und haben zum Ziel, möglichst hohe Einbinde- oder Abdampfraten für alle Metalle zu erreichen. Die in der Schmelze verbleibenden Schwermetalle sollen so eingebunden werden, dass sich die Schmelzprodukte in der Umwelt immissionsneutral verhalten. Weder Einbindung noch Abdampfung gelingen vollständig, so dass die Schmelzprodukte weder alle Schwermetalle einbinden, noch schadstofffrei sind. Bislang untersuchte Schmelzprodukte sind nicht so beschaffen, dass sie – z.B. in der Schweiz – als Inertstoffe gelten, da die Absolutgehalte an Schwermetallen, z.B. von Zink, überschritten werden. Andererseits liefern Schmelzgranulate auch bei strengen Auslaugtests gute Eluatwerte. Eine definitive Aussage über die Langzeitsicherheit bei Verwertung und Ablagerung ist nicht möglich, sie wird von Fachleuten angezweifelt und als ein Argument gegen die Einführung von Schmelzverfahren genannt.Einige Verfahren orientieren sich an der Glasherstellung. Zum Beispiel werden zur Herstellung von optischen, chemischen und elektrotechnischen Spezialgläsern fast alle Elemente des Periodensystems verwendet. Allein zum Färben des Glases werden Verbindungen aus Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und Kupfer eingesetzt.

Technische Umsetzung

Erste Versuche zur Schlackenschmelze aus Abfallverbrennungsanlagen in Siemens-Martin- und Schachtöfen wurden bereits am Ende des neunzehnten Jahrhunderts in Berlin durchgeführt. Bis 1934 wird von zwölf Einschmelzverfahren berichtet. Zwi-schenzeitlich sind viele dieser Verfahren in Vergessenheit geraten.Erst die Umweltschutzdiskussion in den siebziger Jahren führte zur erneuten Beschäfti-gung mit diesem Thema. Entwickelt wurden z.B. Hochtemperaturvergasungsverfahren mit flüssigem Schmelzabzug – z.B. Andco-Torrax- und Purox-Verfahren und später das Thermoselect- und das SVZ-Verfahren – sowie ein direkt hinter dem Feuerungsrost angeordnetes Schlackeschmelzverfahren von der Firma Von Roll.Schmelzverfahren können in thermische Abfallbehandlungsverfahren – Verbrennung oder Vergasung – integriert oder unabhängig davon betrieben werden. Die Verfahren, die unabhängig von der Abfallverbrennung betrieben werden, weisen prinzipiell den gleichen Aufbau auf. Der zu behandelnde Sekundärabfall kann in Drehrohren, Glas-schmelzwannen, Flammenkammern, Schmelzzyklonen, Plasmaöfen und Lichtbogen-öfen eingeschmolzen werden. Das schmelzflüssige Produkt wird meist im Wasserbad eines Nassentschlackers abgekühlt und granuliert dabei. Die Schlacke wird ähnlich wie bei der Abfallverbrennung abgezogen.Die Abgase aus dem Schmelzaggregat enthalten Schwermetalle und Salze, die durch gezielte Kühlung auskondensiert oder desublimiert und in einem Filter abgeschieden werden können. Bei einigen Verfahren sollen die abgeschiedenen Konzentrate – Cad-mium-, Blei-, Zink-, Quecksilberverbindungen – aufgearbeitet werden. Die restlichen Abgase werden in der Schmelzanlage in einer eigenen Abgasreinigungsanlage gereinigt oder in die Abgasreinigungsanlage der Abfallverbrennungsanlage rückgeführt.


200

Abfallbehandlungsverfahren mit integrierter Rückstandseinschmelzung werden bei Temperaturen von 1.300 bis 1.700 °C betrieben, so dass die Schlacke schmelzflüssig abfließt. Diese Verfahren wurden in erster Linie zur Behandlung von Abfällen aus Haus-haltungen entwickelt. Eine Ausnahme bildet das Flugstromvergasungsverfahren, das für die Hochtemperaturbehandlung von flüssigen und pastösen Abfällen entwickelt wurde.

Bei der Einschmelzung von Flugstäuben aus Abfallverbrennungsanlagen können in Abhängigkeit vom Verfahren folgende Produkte und tertiäre Abfälle anfallen:

• Fe-undNE-Metalle,

• Steine,Glas,Keramik,

• Schmelzgranulat,

• Zink-Blei-Konzentrat,

• Quecksilber-Konzentrat,

• SalzeausderAbgasreinigung.

Schmelzgranulat ist die massenmäßig größte Rückstandsmenge. Es entsteht bei allen Schmelz- und Verglasungsverfahren und macht bei Einschmelzung von Flugstäuben in Abhängigkeit von der Qualität des Flugstaubs siebzig bis neunzig Prozent der einge-brachten Masse aus. Schmelzgranulate aus Kohlekraftwerken werden zur Substitution natürlicher Zuschlagstoffe in vielen Bereichen eingesetzt, z.B. in

• VerfüllungenausgekiesterGruben,NiveauanpassungimGelände,Schachtverfül-lung im Bergbau;

• hydraulischgebundenenTragschichten,zement-undbitumengebundenenDeck-schichten im Straßen- und Wegebau;

• SandzuschlagfürBetonundBetonwaren;

• Kalksandsteinen aus Granulat, Flugasche undKalk fürWand- undMauerbau,Sandersatz für Mörtel und Putze;

• FlächenfilternundDrainen,PacklageninSportplätzen,Rasentragschichten;

• ZumahlstoffenfürSchamottemörteloderStampfmassenfürIndustrieofenausmau-erungen;

• StrahlmittelnbeimStahl-,Brücken-,Behälter-undSchiffsbau;

• salzfreienWinterstreumitteln.

Die Verwertungsquote des Schmelzkammergranulates aus Kraftwerken beträgt in der Bundesrepublik Deutschland etwa 96 Prozent. Wegen der ähnlichen Eigenschaften des Schmelzgranulates aus Flugstaub aus der Abfallverbrennung wurden ähnlich vielseitige Einsatzgebiete erwartet. Die Verifizierung steht allerdings aus.

201


Mineralogische Untersuchungen zeigen, dass die Silikatprodukte keineswegs nur in glasiger, sondern auch in kristalliner Form vorliegen können. Phasenzustand und -zusammensetzung bestimmen wesentlich die Eigenschaften der Schmelzprodukte, insbesondere deren Umweltverträglichkeit und Verwertungseignung. Sie lassen sich durch Beeinflussung der beim Schmelzen ablaufenden chemischen Reaktionen und durch Zusätze, z.B. von Glasmehl, in Richtung technische Silikatprodukte verändern.

Schmelzen in reduzierender Atmosphäre

Bei Schmelzverfahren in reduzierender Atmosphäre kann eine von Schwermetallen weitgehend freie Schmelze hergestellt werden. Mit der Schmelze nachgeschalteten Aggregaten könnten Werkstoffe wie Mineralfasern, Zement, Schaumglas, Formglas, Hüttenbims usw. hergestellt werden.

Als Hauptprodukt wird ein silikatisches Schlackeprodukt erzeugt, das die umweltre-levanten Schwermetalle in unterschiedlichen Anteilen – abhängig vom angewandten Verfahren – enthält.

Beim reduzierenden Schmelzen – Schmelzen in Gegenwart von Kohlenstoff – bei Temperaturen von 1.250 bis 1.500 °C verdampfen leichtsiedende Metalle wie Blei, Zink, Cadmium und Quecksilber nach ihrer Reduktion in elementarer Form oder als neue Verbindung. Die Schwermetalle und Schwermetallverbindungen können zur Aufarbeitung und Verwertung aus dem Abgas kondensiert werden. Die ebenfalls verdampfenden Salzanteile der Stäube können z.B. in einer nassen Abgasreinigung abgeschieden werden. Hochsiedende Schwermetalle wie Eisen, Nickel, Chrom und Kupfer verbleiben zunächst in der Schmelze und können durch Dichtetrennung als Sumpfphase von der Restschmelze abgetrennt und metallurgisch aufgearbeitet werden.

Die für den reduzierenden Schmelzprozess notwendige Temperatur reicht aus, um toxische organische Bestandteile – Dioxine, Furane – zu zerstören, ohne jedoch die unbedenklichen Hauptbestandteile Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Calciumoxid zu reduzieren.

Das verbleibende Schmelzprodukt, das massemäßig den größten Anteil der Produkte aus dem reduzierenden Schmelzprozess ausmacht, kann weitgehend schwermetallfrei und voraussichtlich langfristig umweltverträglich gewonnen werden. Die bei anderen Verfahren potentiell noch auslaugbaren Schadstoffe gelangen nicht in das Haupt-produkt. Zielgerichtet kann mit reduzierenden Verfahren der Schwermetallgehalt in den beiden Nebenprodukten Abgaskondensat und Sumpfphase angereichert werden, wodurch die metallurgische Verwertung möglich sein kann.

Mit gezielter Beeinflussung von Betriebsparametern beim Schmelzprozess – z.B. durch Zusätze – können die chemischen Reaktionen auch in Richtung technischer Silikat-produkte beeinflusst werden. Mit der Schmelze nachgeschalteten Aggregaten könnte die Herstellung von Zement, Schaumglas, Formglas, Bims usw. möglich werden. Die Schwermetallfreiheit des Hauptproduktes wäre dafür vorteilhaft.


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Die Schmelzverfahren lassen sich nach der Form der Energieeinbindung untergliedern:

• EinsatzelektrischerEnergiemitPlasmaundLichtbogen,

• EinsatzelektrischerEnergiemitJoulscheWärme,

• EinsatzelektrischerundfossilerEnergieträger,

• EinsatzfossilerEnergieträger.

Literatur

[1] Abe, S.: Einschmelzverfahren von Hausmüll. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Recycling International. Berlin: EF-Verlag, 1984, S. 656-661

[2] Anton, P.; Hoffmann, P.; Schweiger, J.-W.: Entsorgung von Sonderabfällen – Wahl der richtigen Technologie als Teil der Planung. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Verbrennung von Son-derabfällen. Berlin: EF-Verlag, 1988, S. 577-813

[3] Arakawa, Y.; Imoto, Y.; Mori, T.: Wirbelschmelzofen für Klärschlamm. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Recycling Berlin ´79, Band 1. Berlin: EF-Verlag, 1979, S. 505-511

[4] Babuskin, V. I.; Matveev, G. M.; Mcedlov-Petrosjan, O. P.: Thermodynamics of Silicates. Berlin/Heidelberg/New York: Springer Verlag, 1985

[5] Barniske, L.: Grundlagen der Müllschlackensinterung. In: Mitteilung der VGB (1967), Nr. 110, S. 339-346

[6] Barton, T. G.: Sondermüllbeseitigung durch einen Plasma-Prozeß. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Recycling International. Berlin: Springer Verlag, 1979, S. 661-795

[7] Dorner, W. G.: Verglasung radioaktiver Abfälle. In: Umweltmagazin (1984) Nr. 5, S. 44-47

[8] Eisenburger, J.-P.: Schmelzen von Müll. In: Müll und Abfall 5 (1973) Nr. 6, S. 199-202

[9] Faulstich, M.: Grundlagen der thermischen Rückstandsbehandlung. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Müllverbrennung und Umwelt 3. Berlin: EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik GmbH, 1989, S. 893-903

[10] Faulstich, M.: Inertisierung fester Rückstände aus der Abfallverbrennung. In: Abfallwirtschafts-Journal 1 (1989) Nr. 7/8, S. 20-28 und S. 53-56

[11] Faulstich, M.; Freudenberg, A.; Kley, G.; Köcher, P.: Thermodynamische und mineralogische Überlegungen zur Inertisierung fester Rückstände aus der Abfallverbrennung. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Müllverbrennung und Umwelt 4. Berlin: EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik GmbH, 1990, S. 339-360

[12] Faulstich, M.; Tidden, F.: Auslaugverfahren für Rückstände. In: AbfallwirtschaftsJournal 2 (1990) Nr. 10, S. 645-657

[13] Gliemeroth, G.; Müller, G.: Glas und Glaskeramik. In: Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie. Bd. 12. Weinheim: Verlag Chemie, 1976, S. 317-366

[14] Goepfert, P.; Reimer, H.: Untersuchungen zur thermischen Nachbehandlung fester Verbren-nungsrückstände aus Müllverbrennungsanlagen. Studie für den Siedlungsverband Ruhrkoh-lenbezirk Essen, Auskunfts- und Beratungsstelle Müll, Hamburg, 1973

[15] Gumz, W.; Kirsch, H.; Mackowsky, M.-T.: Schlackenkunde. Berlin/Göttingen/Heidelberg: Sprin-ger-Verlag, 1958

[16] Hinz, W.: Silikate. Berlin: Verlag für Bauwesen, 1970

[17] Kley, G.; Köcher, P.; Freudenberg, A.; Faulstich, M.: RedMelt-Verfahren für oxidische Reststoffe aus Verbrennungs- und Industrieanlagen. Müll und Abfall Beiheft 31. Berlin: Erich Schmidt Verlag, 1994, S. 146-149


212

[18] Longert, Chr.: Müllverhüttung – Bericht über die Tagung vom 20. bis 22. Mai 1937 in Düsseldorf. In: Die Städtereinigung 29 (1937) Nr. 14, S. 353-359

[19] Mark, S. D jr.; Bohn, D.; Melan, C.: Stand der Entwicklung eines Schmelzverfahrens für die Um-wandlung von Müll in Energie. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Recycling International. Berlin: Springer Verlag, 1979, S. 644-655

[20] Miazawa, H.; Hirotoshi, S.; Nagai, Y.: Forschung und Entwicklung zu einem Hochtempera-tur-Schmelzprozeß für Unverbrennbares und für zur Verbrennung nicht geeigneten Müll. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Recycling International. Berlin: EF-Verlag, 1984, S. 807-814

[21] Noda, H.: Verschlackungsofen für Aschenrückstände. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Recycling Berlin ´79, Band 1. Berlin: EF-Verlag, 1979, S. 575-582

[22] Reimann, D. O. (Hrsg.): Entsorgung von Schlacken und sonstigen Reststoffen – Behandlung – Aufbereitung – Verwertung – Ablagerung von Rückständen der Abfallverbrennung und anderer thermischer Prozesse. Müll und Abfall, Beiheft 31. Berlin: Erich Schmidt Verlag, 1994

[23] Risse, F.; Zelkowski, I.: Anfall und Verwertung von Asche aus Steinkohle-Kraftwerken in den Jahren 1981 bis 1985 in der Bundesrepublik Deutschland. In: VGB Kraftwerkstech-nik 67 (1987) Nr. 11, S. 1065-1069

[24] Steag Entsorgungs-Gesellschaft mbH: Schmelzkammergranulat – Ein Kraftwerksreststoff für vielseitigen Einsatz. Firmenschrift. Dinslaken, 1989

[25] Täubert, U.: Entsorgung von Steinkohlekraftwerken. In: VGB Kraftwerkstechnik 68 (1988), Nr. 2, S. 157-166

[26] Uhde, O.: Zur Frage der Müllschmelzung. In: Die Städtereinigung 26 (1984) Nr. 17, S. 340-347 und 26 (1934) Nr. 18, S. 373-380

8.1.Europlasmaverfahren–LeGazIntegralMit der Verglasung wird zunächst der Zustand des Flugstaubs in die schmelzflüssige Phase geändert, der nach Erkalten wieder in den festen Zustand übergeht.Das mit dem Plasmaschmelzverfahren erzeugte Produkt ist ein glasähnliches Mate-rial, das nach Angaben der Firma Le Gaz Integral beispielsweise im Straßenbau oder als Baustoff – Platten, Pflaster oder Gehwegbegrenzungen – verwertet werden kann. Untersuchungen wurden nicht veröffentlicht.Das Verfahren wird für die Inertisierung unterschiedlicher gefährlicher Abfälle sowie für weitere industrielle Anwendungen wie in Hochöfen, Gießereischachtöfen und Ähnlichem, in denen der Einsatz von Luft bei hohen Temperaturen erforderlich ist, angeboten.

Das VerfahrensprinzipBei den vom Plasmabrenner erzeugten hohen Temperaturen wird der Flugstaub ge-schmolzen. Die Schmelze weist nach Erkalten einen glasähnlichen Zustand auf.Der Flugstaub wird in einem geschlossenen, ausgemauerten Reaktor mit einem oder mehreren Plasmabrennern auf so hohe Temperatur gebracht, dass er vollständig in schmelzflüssigen Zustand übergeht. Das Kernstück der Anlage ist ein Reaktor, der aus zwei Einheiten besteht, dem eigentlichen Schmelzreaktor und der Gießrinne.Der Schmelzreaktor: Mit einem oder mehreren auf der Oberseite des Ofens ange-brachten Plasmabrennern werden die Flugstäube mit einem mit Luft angeblasenen Lichtbogen erhitzt (Bild 51).

213


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Geschwindigkeit rouleau 1 50,0Geschwindigkeit rouleau 2 40,0Flugstaub 200,0 kg/hDepression -5,00 mmCE

Bild 51: Schmelzreaktor mit Gießrinne des Europlasma-Schmelzverfahrens für Flugstaub

Quelle: Rossati, F.: Schmelzen von Flugstäuben mit einem Plasmaprozess. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 658, bearbeitet

Der Plasmabrenner ist ein unabhängiges Heizsystem, das an unterschiedlichen Stellen des Ofens angebracht und in beliebige Richtung ausgerichtet werden kann. Die Höhe der Brenner kann eingestellt und bei Bedarf verändert werden.

Eine Voraussetzung für die Herstellung des verglasten Materials ist das vollständige Schmelzen aller Bestandteile der Flugstäube in kurzer Zeit.

Flugstäube bestehen aus verglasbaren Bestandteilen, die die glasige Struktur des Mate-rials bilden, und nicht verglasbaren Bestandteilen, die nicht in die Struktur eingebaut werden können.

Die freigesetzte Energie ist so hoch, dass alle Bestandteile der Stäube geschmolzen werden können.

Etwa siebzig Prozent des eingebrachten Flugstaubs verlassen den Ofen als verglastes Material, die restlichen dreißig Prozent werden mit den Abgasen abgeführt.

Zur Sicherstellung des kontinuierlichen Abflusses der Schmelze müssen die nicht verglasbaren Sulfate und Chloride umgewandelt oder abgeführt werden. Mit dem Plasmaprozess werden die Sulfate in Oxide, die ins Glas gehen, und Schwefeldioxid, das mit dem Abgas abgeführt wird, umgewandelt. Chloride weisen hohe Verdampfungs-temperaturen auf: 1.140 °C für NaCl und 1.413 °C für KCl. Sie sind daher schwer zu


214

entfernen. Die Verweilzeit im Ofen für das Schmelzen der Salze und die Bildung von Schlacke an der Oberfläche der flüssigen Glasmasse muss daher hinreichend lang sein.

Die vom Plasmabrenner erzeugten heißen Gase zirkulieren an der Oberfläche der flüs-sigen Glasmasse, während der Strahl auf die Oberfläche der Glasschmelze gerichtet ist. Damit werden die Verdampfung und auch die Eliminierung dieser Salze erleichtert; die Salze schwimmen obenauf und sind dem Plasmabrenner direkt ausgesetzt. Außerdem bewirkt der vom Plasmabrenner erzeugte Gasdurchsatz einen Mitnahmeeffekt für das verdampfte Material und verhindert die Kondensation der Salze an den kalten Wänden, wodurch das Risiko der Verstopfung des Abgas-Ableitsystems vermieden wird.

In der oxidierenden Atmosphäre des Reaktors entsteht eine Oxidglasschmelze.

Die Viskosität des Materials in der Schmelzzone ist sehr gering. Die nicht verglasbaren Bestandteile des Flugstaubs treten nach und nach als Gas aus der Schmelze aus.

Während der Behandlung werden die im Flugstaub vorhandenen organischen Bestand-teile durch die hohen Temperaturen im Schmelzbereich zerstört; ihre Verbrennungs-rückstände sowie die nicht verglasbaren Anteile werden mit den Abgasen abgeführt.

Die Gießrinne – in der Glastechnik als Arbeitswanne bezeichnet – ist an einer Seite des Ofens angebracht und vom Schmelzbereich so abgetrennt, dass das in sie fließende geschmolzene Material kontinuierlich abgezogen werden kann.

Diese Beruhigungszone ist notwendig, damit die Schmelze unter technologisch güns-tigen Bedingungen abgezogen werden kann. Für ihr einwandfreies Funktionieren müssen zahlreiche Voraussetzungen erfüllt werden:

• Dasgesamte, indenOfeneingebrachteMaterialmussvollständiggeschmolzensein;

• SalzschmelzedarfsichnichtmehraufderOberflächederSchmelzebefinden;

• dierichtigeVerarbeitungstemperaturmusseingehaltenwerden;

• dieSchmelzemussdierichtigeViskositätaufweisen.

Die Gießrinne befindet sich außerhalb des Schmelzbereichs und ist von diesem getrennt, weil die Schmelze hier keinem Einfluss des Plasmas unterliegen darf.

Die Schmelze in der Gießrinne wird mit insgesamt sieben Erdgasbrennern mit jeweils 30 kW flüssig gehalten.

Der Plasmabrenner: Plasma wird durch Ionisieren eines Gases mit einem hohen elek-trischen Feld hergestellt. Das ionisierte Gas stellt eine Energiequelle dar, die während des gesamten Prozesses stabil gehalten werden muss.

Der Plasmabrenner ist ein rohrförmiger Brenner, dessen Lichtbogen mit Luft angeblasen wird, wobei Luft als das Plasma erzeugende Gas genutzt wird. Der Brenner besteht aus zwei gekühlten Elektroden, die in einer Lufteinblaskammer in Verbindung stehen. Die Maximalleistung des Brenners beträgt 700 kW.

Die Schmelzenergie wird mit dem Plasmabrenner eingebracht, der ein heißes Plasma mit einer Enthalpie von ungefähr 7 MJ/kg Luft erzeugt. Die Behandlungstemperatur

215


liegt bei 1.500 °C. Mit der Luft wird die thermische Energie für das Schmelzen des Flugstaubs übertragen. Außerdem wird mit ihr der für die Verbrennung und die Zerstö-rung der in den Flugstäuben vorhandenen toxischen organischen Reste in oxidierender Umgebung notwendige Sauerstoff zugeführt.

Die Plasmabrenner mit angeblasenem Lichtbogen wurden anfänglich für die Mate-rialprüfung bei sehr hoher Temperatur entwickelt. In den achtziger Jahren wurde der industrielle Einsatz dieser Brenner untersucht.

Inzwischen haben sich die Brenner in verschiedenen industriellen Anwendungen bewährt.

Die Brenner bestehen aus zwei rohrförmigen, an- und abströmseitig angeordneten Elektroden, die in einer Einblaskammer für verwirbelte Luft in Verbindung stehen und kontinuierlich arbeiten.

Der Lichtbogen wird durch Kurzschluss zwischen den beiden Elektroden, die dann voneinander getrennt werden, gezündet. Das Innere des Brenners wird mit demine-ralisiertem Wasser gekühlt.

Das Einblasen von verwirbelter Luft versetzt den Lichtbogen an der abströmseitigen Elektrode in Rotationsbewegung.

Die Standzeit der Elektroden hängt von der inneren Geometrie des Brenners und von der Stromstärke ab. Bei vorgegebener Leistung muss mit möglichst geringer Strom-stärke gearbeitet werden, weil die Erosion proportional zum Quadrat der Stromstärke des Lichtbogens ist.

Das Plasma-System ist automatisiert und wird nach Angaben des Herstellers pro-grammgesteuert; spezialisiertes Personal soll für den laufenden Betrieb nicht nötig sein.

Die hauptsächlichen Bestandteile des Plasma-Systems sind (Bild 52)

• derPlasmabrenner,ausgestattetmiteinemAnschlusssystemundeinerZündvor-richtung,

• dasSteuerungssystemmitspeicherprogrammierbarerSteuerung,

• dieGleichstromversorgungjedenBrenners,

• dieVorrichtungenzurKühlungdesoderderBrennermitdemineralisiertemWasserund zur Luftzufuhr,

• dieSchlitten,diemitVorrichtungenzurAbkühlung,LuftzufuhrundErzeugungdes Anpressdrucks sowie zum Zünden des Lichtbogens ausgestattet sind.

Die Schmelze wird kontinuierlich durch die Abflussöffnung des Schmelzreaktors und durch die Gießrinne abgezogen und läuft von dort in zwei gekühlte gegenläufige Walzen.

Das plattenförmige, abgekühlte Material wird in Containern abgeworfen.

Die Feuerfestzustellung ist hohen thermischen und chemischen Angriffen ausgesetzt, ihre Standzeit wird mit etwa sechs Monaten angegeben.


216

Das Abgas wird zunächst in der Verglasungsanlage vorbehandelt und dann vor der elek-trostatischen Gasreinigung in die Abgasreinigungsanlage der Abfallverbrennungsanlage Bordeaux-Cenon, in die die Verglasungsanlage integriert ist, geleitet. Das Abwasser aus den Nasswäschern wird in die Abwasserbehandlungsanlage geleitet. Damit können der Kapitalaufwand und die Behandlungskosten begrenzt werden. Dies setzt allerdings voraus, dass in einer für die Integration der Verglasungsanlage vorgesehenen Anlage auch eine Abwasseraufbereitungsanlage vorhanden ist.

Mit der Integration können Betriebskosten, insbesondere Personalkosten, eingespart werden.

Die Bilder 53 und 54 zeigen an zwei Beispielen die mögliche Einbindung des Schmelz-verfahrens für Flugstaub in Abfallverbrennungsanlagen mit unterschiedlichen Abgas-reinigungsverfahren.

Die Eluatwerte sind in Tabelle 31 angeführt. Diese Zahlen sagen nichts über die Art des angewendeten Eluatverfahrens aus und können daher für die Beurteilung nur bedingt herangezogen werden. Wesentlich wäre die Angabe des pH-Wertes.

ElektrischesNetz

Hoch-spannung

Luft-zufuhr

Wasser-zuführung

Programmier-barer Automat

Strom-versorgung

Schlitten fürLuft

Schlitten fürWasser

Anschluss undZündung desLichtbogens

Plasmabrenner

Zuführung der Leistung

Schläuche

Systemsteuerung

Stromversorgung

Bild 52: Einbindung des Plasmabrenners an die Energie- und Betriebsmittelversorgung

Quelle: Rossati, F.: Schmelzen von Flugstäuben mit einem Plasmaprozess. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 662

217


Bild 53: Beispiel für die Integration des Schmelzverfahrens für Flugstaub in eine Abfallverbren-nungsanlage mit trockener Abgasreinigung


Bild 54: Beispiel für die Integration des Schmelzverfahrens für Flugstaub in eine Abfallverbren-nungsanlage mit nasser Abgasreinigung


Hausmüll1.000 kg (100 %)

Feuerung undDampferzeuger

Abgas-kühler

Gewebe-filter I

Reagenz

Gewebe-filter II DeNOx

Abfälle zur Deponie

Ver-glasung

Schlacke50 kg (5 %)

verglastes Produkt200 kg (20 %)SiO2 44 %CaO 23 %Al2O3 19 %

Abgas

Schlacke170 kg (17 %)

Abgas-wäsche

Flugstaub60 kg (6 %)

gereinigtesAbgas

Hausmüll1.000 kg (100 %)

Feuerung undDampferzeuger

Elektro-filter Wäscher

Ver-glasung

Schlacke250 kg (25 %)

verglastes Produkt25 kg (2,5 %)SiO2 47 %CaO 29 %Al2O3 13 %

Abgas

Abwasser-reinigung

Flugstaub30 kg (3 %)

Quench

Filter-kuchen

3 kg(0,3 %)

gereinigtesAbwasser

gereinigtesAbgas


218

Tabelle 31: Typische Eluatanalyse für das Schla- ckeschmelzprodukt aus dem Plas-maverfahren für Flugstäube

Parameter mg/l

Ammonium 0,05

Arsen < 0,001

Gesamtstickstoff 1

Barium 0,006

Cadmium < 0,0001

Chloride 1

Chrom 0,005

Chrom-6 < 0,001

Freies CN < 0,01

Kupfer 0,001

Zinn < 0,0001

FluorundseineVerbindungen 0

Quecksilber < 0,00005

Metalle insgesamt < 1,2

Nickel 0,001

Nitrate 0,3

Phosphor insgesamt 0

Blei < 0,001

Selen < 0,001

Sulfate 1,5

Zink

organische Materialien

oberflächenaktiveSubstanzen <0,02

halogenierte organ. Substanzen < 0,01

COT 1

DB 05 1

chemischer Sauerstoffbedarf < 5

polyzykl. aromat. Kohlenwasserstoffe < 0,0002

Kohlenwasserstoffe insgesamt < 0,2

MEST <0,2

Oxidierbarkeit < 0,5

gelösterSauerstoff na

Pentachlorphenol 0,0015

Pestizide insgesamt < festgelegter Grenzwert

Phenole 0,035

Quelle: Rossati, F.: Schmelzen von Flugstäuben mit einem Plasmaprozess. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Opti-mierung der Abfallverbrennung 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 664

Die Verglasung wird von Europlasma als eine unter industriellen Bedingungen bewährte Technologie für die Beseitigung toxischer Abfälle angeboten. Als Argu-mente werden genannt, dass• toxischeorganischeBestandteilezer-

stört und anorganische Schadstoffe in die Gasmatrix eingebunden werden,

• das glasartige Produkt die Umweltnicht gefährdet, sondern verwertet werden oder ohne Vorsichtsmaß-nahmen abgelagert werden kann und nicht mehr unter Tage deponiert wer-den muss.

8.2. Krupp MAK Plasmaschmelzver-fahren – WM-UmwelttechnikGmbHEin Plasmaschmelzverfahren mit Dreh-stromplasmatechnik wurde von der Krupp MAK Maschinenbau GmbH (Bild 55) entwickelt und erprobt. Stäube aus Dampferzeugern, Elektro- und Gewebe-filtern von Abfallverbrennungsanlagen werden in den Plasmareaktor eingetragen. Der Reaktor ist ein runder Behälter, in den die Schmelzelektroden eingefahren werden. Der Staub schmilzt in den Licht-bögen zwischen den Elektroden bei über 2.000 °C und tropft in das Schmelzbad, aus dem die Schmelze abgezogen und z.B. granuliert werden kann. Das Abgas des Schmelzprozesses wird zunächst mit im Kreislauf geführtem Eigenstaub auf etwa 300 °C abgekühlt, damit kondensierbare Schwermetalle und Salze auf den Fest-stoffpartikeln (Kondensationskeime) kon-densieren. Im anschließenden Wärme-tauscher wird das Abgas auf etwa 180 °C gekühlt und im Zyklon und Gewebefilter gekühlt. Der abgeschiedene Staub ist ein Schwermetall- und Salzkonzentrat, das aufgearbeitet werden soll. Das Reingas aus dem Filter wird in die Abgasreinigungs-anlage der Verbrennungsanlage geführt.

219


Auf der Basis der im Pilotvorhaben ermittelten Verbrauchswerte konnte die zur Ein-schmelzung und Verdampfung erforderliche elektrische Energiemenge kleiner als 1 MWh/t Staub abgeschätzt werden.

Produkte und Umweltverträglichkeit

Das Pilotvorhaben wurde in einem vorhandenen diskontinuierlich arbeitenden Plasmaofen durchgeführt. Die Schmelze wurde in Kokillen abgestochen. Die Mengenbilanz stellt sich vereinfacht wie folgt dar: 100 % Staubinput ergaben 70 % Schlacke, 5 % Staubverschleppung sowie 25 % verdampfte Schwermetalle und Salze.Für die Schmelzschlacke liegt ein Prüfungszeugnis der Amtlichen Materialprüfungs-anstalt für Steine und Erden, Clausthal-Zellerfeld, über die Eignung zur Verwendung im Straßenbau und als Betonzuschlag im Beton- und Stahlbetonbau vor. Des weiteren liegen Vorschläge über die langfristige Abnahme der Schlacke z.B. als Substitut zu Edel- und Streusplitt oder als Strahlmittel, Schotter, Wasserbaustein und Füller von Baustoffhandelsunternehmen vor.Nach Anfragen bei einem Aufarbeitungsunternehmen über Möglichkeiten der Schwer-metallrückgewinnung verbreitet der Anbieter die Ansicht, dass relevante Schwerme-talle – Blei, Zink und Kupfer – in vorhandenen Anlagen aufgearbeitet werden können.

Bild 55: Plasmaschmelzverfahren

Flugstaub

Fördergas

Stickstoff

Argon

Helium

elektrischeEnergie

MM

Kühlluft

M

M

M M

MM

M

MMM

M

M M

M zurAbgas-

reinigungder MVA

Frischluft

M

Wasser

Plasmareaktor

Schwer-metall-

konzen-trat

Schlacke

Schlacken-granulierung


220

Stand der Technik

Das Plasmaschmelzverfahren ist in einer vom Bundesministerium für Forschung und Technologie geförderten diskontinuierlich betriebenen Pilotanlage mit einem Durchsatz von 1 Tonne Flugstaub pro Stunde erprobt worden.

Literatur[1] Berger, D. H.; Klein, H.: Thermische Aufarbeitung von Flug- und Filterstäuben aus Müllver-

brennungsanlagen durch Plasma-Technik. Firmenschrift Krupp MAK Maschinenbau GmbH, Kiel, 1989

[2] Klein, H.: Plasmatechnik der Krupp MAK. In: Reimann, D. O.; Demmich, J. (Hrsg.): Reststoffe aus der Rauchgasreinigung. In: Beiheft 29 zu Müll und Abfall, 1990, S. 119-121

[3] Klein, H.: Thermische Aufarbeitung von Flug- und Filterstäuben aus Müllverbrennungsanlagen durch Plasmaofen-Technik. BMFT-Forschungsbericht 144 05 51, Bonn, 1988

[4] Klein, H.; Tscheschlok, K.: Thermische Aufarbeitung von Flug- und Filterstäuben aus Müllver-brennungsanlagen durch Drehstromplasmatechnick – Versuchsanlage zur Einschmelzung von 1 t/h Filterstaub. In: VGB Vereinigung der Großkraftwerksbetreiber (Hrsg.): Rückstände aus der Müllverbrennung. Tagungsbericht 221, Beitrag V15. VGB Kraftwerkstechnik, Essen, 1991

[5] Klein, H.; Tscheschlok, K.: Thermische Aufarbeitung von Flug- und Filterstäuben aus Müll-verbrennungsanlagen durch Drehstrom-Plasmatechnik. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Müllverbrennung und Umwelt 3. Berlin: EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik, 1989, S. 823-832

8.3.Noventax-Verfahren–ehemalsPlasmox-VerfahrenDas unter Plasmox bekannte Verfahren wird heute von der Noventax AG vertrieben.Filterstaub, Filterkuchen und Additive – Kohlenstaub und Glasbildner – werden durch den Ofendeckel in den Schmelzraum eingebracht.Das Material wird mit zwei elektrischen Plasmabrennern auf bis zu 1.700 °C erhitzt. In den Plasmabrennern strömt Gas durch einen elektrischen Lichtbogen. Bei Temperatu-ren um 20.000 °C wird das Gas ionisiert und geht in den Plasmazustand, auch vierter Aggregatzustand genannt, über.Durch Zugabe von Kohlenstoff und Einsatz von Wasserstoff als Plasmagas entsteht im Reaktor (Bild 56) eine reduzierende Atmosphäre. Dadurch werden Schwermetallver-bindungen in ihre elementare Form reduziert, so dass die Metalle entweder abdampfen oder sich als Tröpfchen in der sich im unteren Bereich des Reaktors konzentrierenden Metallschmelze absetzen. Die Glas- und die Metallphase der Schmelze werden perio-disch durch Kippen des Ofens ausgetragen.Die Abgase werden mit Luft auf etwa 200 °C gequencht. Im nachgeschalteten Gewe-befilter wird auskondensierter Schwermetallstaub abgeschieden. Das entstaubte Abgas enthält insbesondere noch HCl und SO2. In einer nassen Abgasreinigung werden HCl und SO2 abgeschieden; Quecksilber wird in einem Koksfilter adsorbiert.Durch Zugabe von kohlenstoffhaltigen Abfällen kann der Bedarf an Primärenergie vermindert werden. Mit den Plasmabrennern kann die Schmelze vor dem Abgießen oxidativ nachbehandelt werden, um die Produktqualität – Oxidation von Restkohlen-stoff – zu beeinflussen.

221


Filterkuchen kann nur sinnvoll mitbehandelt werden, wenn in der Abgasreinigung der Abfallverbrennungsanlage Gips gewonnen wird. Anderenfalls würde der Gips mit dem Filterkuchen nur im Kreis gefahren.

Aus der Abgasreinigung anfallender Gips kann bei ausreichender Qualität verwertet werden.

Das Verfahrensfließbild des Plasmox-Verfahrens ist in Bild 57 dargestellt.

Bild 56: Schmelzreaktor des Plasmox-Verfahrens

Quelle: Firmenprospekt der MGC Plasma AG, 1992/1993


222

MassenbilanzIn der Massenbilanz in Bild 58 sowie in den folgenden Tabellen 32 bis 35 sind die Frachten auf den Input von 800 kg Flugstaub und 200 kg Filterkuchen bezogen.

Versorgung

Hydraulik-system

Kraft-Wärme-

Kopplung

Energie-versorgung

Sauerstoff-versorgung

geschlossenerKühlkreislauf

Versorgungmit Plasmagas

Pufferlager

Quench

Abgasreinigung

Puffer-behälter

Neutra-lisation Flockung Absetz-

beckenFilter-presse

Rein-wasser

Abwasseraufbereitung

AbgaswäscheWärme-tauscher Entstickung

Saugzug-ventilator

zurück zurPlasma-Anlage

Ent-sorgung

Filterkuchen

Kamin

Abwasser

Schlackezur Deponie

oderVerwertung

Abhitze-kessel

Plasma-Anlage

Dampf

Bild 57: Noventax-Verfahren der Noventax AG Process Engineering, Muttenz, CH (ehemals Plasmox-Verfahren)

Quelle: Firmenprospekt der MGC Plasma AG, 1992/1993

223


Zuschlagstoffe100 kg

Plasmagas50 kg

Öl34 kg

Verbrennungs- undKühlluft

~ 1.800 kg

Staubfilter

Abgas-reinigung

und Abwasser-behandlung

Abgas1.960 kg

Flug-staub800 kg

Filter-kuchen200 kg

MischungPlasma-Reaktor

Nachbrenn-kammer

und Kühlung

Glas-produkt820 kg

Metall-legierung

~ 6 kg

Schwermetall-Konzentrat

125 kgKoks

0,4 kgGips

227 kgAbwasser3.300 kg

Wasser undChemikalien

Bild 58: Massenbilanz für die Einschmelzung von Flugstaub und Filterkuchen mit dem Plasmox-Verfahren

Quelle: BUWAL (Hrsg.): Die Rückstände der Verbrennung. Umwelt-Materialien Nr. 100, Bern, 1998, S. 153, bearbeitet

Bezeichnung Cl- SO42-

kg

AnlageimVerbundfür1.000kgInput 21 4

ZentraleAnlagefür1.000kgInput 21 4

Tabelle 33:Salzfrachten im Abwasser aus der Abgasreinigung und Ab-wasserbehandlung nach dem Plasmox-SchmelzprozessQuelle: BUWAL (Hrsg.): Die Rückstän-de der Verbrennung. Umwelt-Materialien Nr. 100, Bern, 1998, S. 153

Tabelle 32: Abgasvolumenströme bei der Einschmelzung von Flugstaub und Filterkuchen mit dem Plasmox-Verfahren

Bezeichnung Volumen trocken Normierungsfaktor Volumen normiert pro 1.000 kg pro 1.000 kg Input

1.300 Nm3 11 1.300

1 Für Abgase, die nicht aus einer Verbrennung stammen, ist eine Normierung nicht sinnvoll.

Quelle: BUWAL (Hrsg.): Die Rückstände der Verbrennung. Umwelt-Materialien Nr. 100, Bern, 1998, S. 153

Tabelle 34: Konzentrationen in den Tertiärabfällen und Produkten aus dem Plasmox-Verfahren

Bezeichn. H2O Cl S Hg Pb Zn Cd CrIII CrIV Crtot Cu

Einheit Gew.-% g/kg g/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg

Glas 0 0,9 0,3 n.n. 300 377 4 – – 4 40

SM-Kon- 0 460 17 3 30.000 135.000 3.000 – – 1.150 1.340 zentrat

Metall- 0 < 1 42 0 27.500 5.700 2.530 – – 35.000 246.000 legierung

Koks 0 – – >100.000 – – – – – – –

Gips1 40 – 240 – – – – – – – –

Inhaltsstoffe sind bezogen auf den Trockenrückstand1 Abhängig vom Abgasreinigungssystem



224

Abwasser

Schwermetallfrachten

Es gelten die Grenzwerte in der Anforderung an Einleitungen in eine öffentliche Kana-lisation nach der Schweizer Verordnung über Abwassereinleitungen. Für die maximal mögliche Schwermetallfracht ist also die Abwassermenge relevant.

Die zusätzliche Abwassermenge pro 1.000 kg Input beträgt 3.300 kg.

Organische Schadstoffe

Organische Schadstoffe werden bei den im Schmelzreaktor herrschenden hohen Temperaturen zerstört. Durch schlagartige Abkühlung der Abgase auf 200 °C wird die Neubildung verhindert.

Energiebilanz

Der Energiebedarf für die Einschmelzung von Flugstaub und Filterkuchen mit dem Plasmox-Verfahren ist aus Bild 59 und Tabelle 36 ersichtlich.

Kohlenstoff250 kWh

Elektrizität300 kWh

Öl400 kWh

übrige elektrischeVerbraucher

85 kWh

Staubfilter

Abgas-reinigung

und Abwasser-behandlung

Flug-staub800 kg

-Filterkuchen200 kg

MischungPlasma-Reaktor

Nachbrenn-kammer

und KühlungAbgas

Bild 59: Energieverbrauch für die Einschmelzung von Flugstaub und Filterkuchen mit dem Plasmox-Verfahren

Quelle: BUWAL (Hrsg.): Die Rückstände der Verbrennung. Umwelt-Materialien Nr. 100, Bern, 1998, S. 154, bearbeitet

Tabelle 35: Transferkoeffizienten für Schwefel und Schwermetalle beim Schmelzen von Flugstaub und Filterkuchen mit dem Plasmox-Verfahren

Bezeichnung S Cl Hg Pb Zn Cd Cr Cu

%

Abgas < 0,1 < 0,1 < 0,2 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1

Abwasser 3,3 29 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1

Gips 89,5 <1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1

Glas 0,5 0,5 0 1,5 1,8 0,9 1 <2

SM-Konzentrat 6 70,5 2 95 98 99 40 10

Metalllegierung 0,7 0 0 2,5 0,2 0,1 59 88

Koks 0 0 98 0 0 0 0 0


225


Verwertungsmöglichkeiten und Deponierung der Tertiärabfälle und Produkte aus dem Plasmox-Verfahren

Die Entsorgungswege der Tertiärabfälle und Produkte aus dem Plasmox-Verfahren sind in den Tabellen 37 und 38 aufgeführt.

Tabelle 36: Energiebedarf für die Einschmelzung von Flugstaub und Filterkuchen mit dem Plasmox-Verfahren

Anlage im Verbund Zentrale Anlage bezogen auf 1.000 kg bezogen auf 1.000 kg

kWh

Energiebedarf elektrisch fossil elektrisch fossil

VerbrauchEinschmelzung 300 400 300 400

Kohlenstoff 250 250

übrigeel.Verbraucher 85 85

Bedarf Prozess 385 650 385 650

Graue Energie von Betriebsmitteln1

nicht relevant

Einbau in Deponie

nicht relevant

Bruttobedarf 385 650 385 650

Graue Energie in Wertstoffen1

nicht relevant

Bedarf netto 385 650 385 650

Bedarf netto (Äquivalent)2 1.750 1.750

1 Nur dort, wo von Bedeutung (≥ 10 % von Bedarf Prozess)

2 Wirkungsgrad zum Umrechnen von fossiler in elektrische Energie: 0,35

Erzeugter Gips wird nicht berücksichtigt, weil diese Option bei anderen Verfahren ausgeschlossen wurde.


Output Bemerkung

Schwermetall-Konzentrat WelzofenBerzelius(Cd,Pb,Zn)

Metalllegierung Stahlwerk(Fe,Cu,Cr)

Gips-Filterkuchen1 Baumaterial

Herdofenkoks Batrec(Hg)

1 Die Gipsgewinnung ist theoretisch bei allen thermischen Verfahren möglich. Hier ist dies erforderlich, da auch Filterkuchen eingeschmolzen werden.

Tabelle 37:

Verwertung der Tertiärabfälle und Produkte aus dem Plasmox-VerfahrenQuelle: BUWAL (Hrsg.): Die Rückstän-de der Verbrennung. Umwelt-Materialien Nr. 100, Bern, 1998, S. 155

Tabelle 38: Entsorgung der Glasschmelze aus dem Plasmox-Verfahren

Austrag Qualität Deponieart Benötigtes Volumen

Glasschmelze1 InertstoffqualitätnachTVA Inertstoffdeponie 0,36m3

1 Die Grenzwerte gemäß Positivliste für Zementzumahlstoff können erreicht werden, falls dies gewünscht wird.



226

Anmerkungen des BUWAL zum Plasmoxprozess

Betriebliche Anforderungen

Die Leistung des Ofens wird von der Einstellung von Strom und Spannung sowie vom Abstand des Brenners zur Schmelze bestimmt. Die Schmelze wird periodisch – ein-mal pro Stunde – durch Kippen des Reaktors abgegossen. Die Abgießeinrichtung ist gekapselt und ferngesteuert.

Mögliche Schwachstellen

Feuerfestmaterial

Da in der Schmelze praktisch sämtliche Elemente vorkommen, können sich an der Oberfläche der Ausmauerung eutektische Verbindungen bilden, wodurch die Schmelztemperatur sinkt. Insbesondere an der Badoberfläche kann die Ausmauerung ausgewaschen werden.

Wegen des Betriebs mit zwei unterschiedlichen Phasen – Glas- und Metall- schmelze – wird die Wahl des Feuerfestmaterials erschwert. Nach Angaben der MGC Plasma AG könne das Problem durch Einsatz von ausgewählten Werkstoffen beherrscht werden.

Filterkuchen-Beschickung

Feuchter Filterkuchen muss dem Reaktor gut dosiert aufgegeben werden, damit das verdampfende Wasser keine Druckstöße verursacht.

Metallbad

Die Metallschmelze weist eine höhere Temperatur als die Glasschmelze auf. Sie muss aber für das Abgießen der Legierung bis unten flüssig sein, ohne dass mit der über-hitzten Glasschmelze die Ausmauerung belastet wird. Gegebenenfalls kann vor dem Abgießen eine höhere Temperatur gezielt eingestellt werden.

Wassergekühlte Elemente (Brennerlanzen)

Bei ungünstiger Auslegung der Kühlleistung besteht die Gefahr von Taupunkt- oder Hochtemperaturkorrosionen.

Abgasführung

Die Abgase sind mit zahlreichen Schwermetallverbindungen angereichert, die bei unterschiedlichen Temperaturen auskondensieren. Daher muss insbesondere in der Abkühlzone auf günstige Strömungen geachtet werden, weil sonst die Stäube an den Wänden anbacken.

Mögliche Störfälle und deren Auswirkung

Ofendurchbrüche im Badbereich müssen durch Überwachung des Prozesses verhindert werden, z.B. durch ausreichende Standzeiten und Wartung der Feuerfestzustellung.

Bei ungleichmäßiger Beschickung des Reaktors mit feuchtem Filterkuchen entsteht vor-übergehender Überdruck im Ofen, so dass Abgase austreten können. Da das Abgas CO in brennbaren Mengen enthält, kommt es im Bereich der Austritte zu Flammenbildung.

227


Durch Leckagen der Brennerlanzen kann Kühlwasser auf die Schmelze spritzen, wo-durch ebenfalls vorübergehend Überdruck im Reaktor entsteht.

Anbackungen im Abgassystem können während des Betriebs abgeschlagen werden, wenn auf Zugänglichkeit geachtet wird.

Abschließend werden in den Tabellen 39 bis 41 wesentliche Angaben zum Plasmox-Verfahren hinsichtlich der Aspekte

• KomplexitätdesVerfahrens,

• AnlagenkonzeptundVerfügbarkeitsowie

• BetriebspersonalundArbeitssicherheit

zusammengefasst.

Verbale Beurteilung

BetrieblicheAnforderungen FürdenBetriebdesProzessesistMVA- Personal mit guten Zusatzkenntnissen erforderlich. Der Prozess muss durchgehend überwacht werden.

Technische Komplexität überdurchschnittlich

Tabelle 39:

Beurteilung der Komplexität des Plasmox-VerfahrensQuelle: BUWAL (Hrsg.): Die Rückstän-de der Verbrennung. Umwelt-Materialien Nr. 100, Bern, 1998, S. 156

Tabelle 40: Anlagenkonzept und Verfügbarkeit beim Plasmox-Verfahren

Einheit Anlage im Verbund Zentrale Anlage 2.000 t/a 20.000 t/a

AnzahlLinien 1 2(1)

Betriebsart kontinuierlich kontinuierlich

nominale Kapazität pro Linie t/h 0,3 3

Lastbereich % 50 – 110 50 – 110

jährlicheVerfügbarkeit h/a 7.800 7.000

Reisezeit h 1.000 1.000

Dauer zum Abfahren für Revision h 8 24

Dauer einer Revision d 2 5

Dauer zum Anfahren nach Revision h 0 0

Standzeit des Feuerfestmaterials h 4.000 4.000 (Betriebsstunden)

DauervonErsatz/Reparaturdes h 12 48 Feuerfestmaterials

Dauer des Abkühlvorganges bis h 8 24 Ersatz/Reparaturmöglich

Dauer eines Anfahrvorganges h 24 48 mit Austrocknung


Documents

Verwertung von Sekundärabfällen aus der Abfallverbrennung€¦ · Optimierung der Abfallverbrennung, Band 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2004, S. 610 Bild 42: Nassmechanische