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9 | 2013

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SPECIAL Thermische

SPECIAL Thermische Verwertung Ersatzbrennstoffanlage imIndustriepark Höchst bei auch die Abwärme aus den Abgasen der Motoren genutzt, um Prozessdampf (4 bar) herzustellen und selbst die üblicherweise nutzlose Abwärme aus der Wasserkühlung der Verbrennungsmotorenwirdnochverwendet, um Kesselspeisewasser für die Klärschlammverbrennungsanlageauf 60 °C vorzuheizen.Der Wirkungsgrad der Gasmotoren erreicht durch die hohe Energieeffizienzdefacto die Grenze desMachbaren. Schema der Klärschlammverbrennungsanlage Energieversorgungskonzept setzt auf Waste-to-Energy Waste-to-Energy –dieses Energieversorgungskonzept wirdimIndustriepark Höchst schon seit vielen Jahren praktiziert. Etwa 82Prozent der benötigten elektrischen Energie werden in Kraft- Wärme-Kopplung durch das Heizkraftwerk erzeugt. Genauso entscheidend wie die Versorgung mitStrom istimIndustriepark Höchst die Dampfversorgung, denn in chemischen und pharmazeutischenProduktionsanlagen werdengroße Mengen Prozessdampfbenötigt. Etwa 80Prozent des Bedarfes werden über das Heizkraftwerk abgedeckt, der Rest wirdaus Abwärmeaus der thermischen Behandlung von Abfällen sowie auch einigen Chemie-Produktionsanlagengedeckt. Thermische Entsorgungswege – Klärschlammverbrennung Die Klärschlammverbrennungsanlage (KVA) im Industriepark Höchst gehört mit ihrer Wirbelschichttechnologie weltweit zuden modernsten ihrer Art. Hier werden pro Jahr etwa 180000 Tonnen anindustriellen und kommunalen Klärschlämmen thermisch behandelt. Zum Einsatz kommen außerdem Wirbelschicht-gängige Schüttgüter und in geringerem Umfang auch Lösemittel und andere flüssige Abfälle. Die Anlage ist für insgesamt 225 000 TonnenKlärschlämme und andere Abfälle genehmigt. Die Technik istauf vergleichsweise geringe Schadstofffrachten und sehr geringe Heizwerteinden zu behandelndenAbfällen ausgelegt. In zwei baugleichen Verbrennungslinien werden dafür jeweils gut 25 TonnenQuarzsand mit der Hilfe von vorgewärmter Luft zum Verwirbeln gebracht. In dieser Wirbelschicht werden die Abfallstoffe zerriebenund verbrennensehrgleichmäßig. Dies ist wichtig, um einen guten Ausbrandder Abfälle zu erzielen unddabei möglichst wenig Stickoxide entstehen zu lassen. Dieseentstehenbei allenVerbrennungsprozessen vor allem dann, wenn die Temperaturen sehr hoch sind (> 1000 °C). Die KVA arbeitet daher in einem Temperaturfenster von 850 bis 950 °C. Durch die Optimierungsmaßnahmen der vergangenen Jahre ist die Anlage heute in der Lage, auf gut 150 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität Abfälle zu verbrennen, ohne dabei wesentlich mehr Jahresemissionsfrachtenüber die gereinigten Rauchgase indie Umwelt abzugeben. Die Abwärme aus den Rauchgasen wird weitestgehend zurückgewonnen: So werden in denAbhitzekesseln der beiden Verbrennungslinien zusammengenommen etwa 36 Tonnen Dampf (16 bar) pro Stunde erzeugt und ins Werksnetz für Produktionszwecke eingespeist. Das spart große Mengen an fossilen Energieträgern wie Kohle oderGas, die ansonsten zur Erzeugung derselben Menge Dampf verbraucht werden müssten. Das Rauchgas wird nach dem Abhitzekessel vonAscheteilchen befreit und in einer zweistufigen Nasswäsche auf Reingaswerte gebracht, die die Grenzwerte der 17. BImschV deutlichunterschreiten. Beider Verbrennung voneiner Tonne Klärschlamm bleiben etwa 150 bis 200 Kilogramm Klärschlammasche übrig. Diese wird heute noch deponiert. Zukünftig könntesie eine wichtige Quelle für die Wiedergewinnung des lebenswichtigen Elements Phosphor darstellen. An Technologien zur Aufbereitung vonKVA-Aschenwirdbereits ge- 14 UmweltMagazin September 2013

forscht – dann wäre in Zukunft der nächste Stoffzyklusgeschlossen. Thermische Entsorgungswege – Sonderabfallverbrennung Eine weitere Anlage imVerbund ist die Rückstandsverbrennungsanlage (RVA). Dort werden feste, flüssige und gasförmige Abfälle hauptsächlich aus der chemisch-pharmazeutischen Industrie verbrannt. Es handelt sich hier zu einem großen Anteil um Stoffgemische, die aus Recyclingverfahren kommen, so zumBeispiel Destillationsrückstände. Sie können stofflich nicht weiter recycelt werden und müssen daher thermisch verwertet beziehungsweise beseitigt werden.Dabei wird das Abfallvolumenumrund 90 Prozent reduziert. DieanfallendenSchlackensind anorganische, unproblematische Reststoffe, die im Prinzip als Ersatzbaustoff verwendetwerdenkönnen. Die Verbrennungstechnologie der RVA unterscheidet sich wesentlich von der der Klärschlammverbrennungsanlage: In der RVA werden zwei Drehrohröfen betrieben, die 10 Meter lang und 3,6 Meter im Durchmesser aufweisen. DieseArt der Ofentechnik hat sich für schwierige Sonderabfälle weitgehend durchgesetzt. Sie toleriert auch grobstückigeAbfälle (etwaMetallfässer) undwirdinder Regelsowohl mit flüssigen wie auchfestenAbfallstoffen beaufschlagt. Um einen vollständigen Ausbrand mit quantitativer Zerstörung aller halogenorganischen Verbindungen zu gewährleisten, wird die Anlage auf einem Wirbelschicht:Eignungskriterien für Klärschlämme und andere Abfälle 7 Stückigkeit der Abfälle:

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