Verbrennung
Gasification of Sewage Sludge and Recovery of Phosphorus – R&D-activities at RWE
Tobias Ginsberg, Jens Hannes, Jörg Kleeberg, Thorsten Liese, Juliane Schaefer and Christian Wolfersdorf
From 2029 on the operators of water treatment plants in Germany are legally obliged to recover Phosphorus (P) from sewage sludge or sewage sludge ash. A new approach is presented to this issue based on transferring the principle of the Wöhler-Process for thermal production of Phosphorus to gasification.
In the Wöhler-Process a mixture of phosphate ore, coke and quartz gravel is fed to an electric arc reduction furnace. At 1,400 to 1,500 °C elementary P is released to the gas phase and subsequently re-condensed from the dedusted gas by means of a water scrubber. Since sewage sludge as well as sewage sludge ash are comparable to phos- phate ore in the way that both contain mineral phosphates, and since high temperature and strongly reducing conditions as given in the electric furnace are present within a gasification reactor as well, it is investigated if and to which extent P is released from sewage sludge or sewage sludge ash during gasification.
Gasification trials with pure sewage sludge as well as with mixtures from sewage sludge, sewage sludge ash and dried lignite have been executed at the lab scale gasifier COORVED (= CO2-reduction by innovative gasifier design) at TU Bergakademie Freiberg and significant P-release was observed.
For further trials it is planned to erect a Multi Fuel Conversion plant for gasification of sewage sludge on pilot scale in the ITZ-CC-framework (= Virtual innovation centre for chemical utilization of sustainable carbon sources – carbon conversion). The ITZ-CC- project is funded by the North Rhine-Westphalian state ministry for economics, in- novation, digitalization and energy. A further R&D-project in the area of Phosphorus recovery is currently being prepared together with partners from the water treatment sector as well as from academia.
Verbrennung
Phosphorrückgewinnung bei der Vergasung von Klärschlamm
Tobias Ginsberg, Jens Hannes, Jörg Kleeberg, Thorsten Liese, Juliane Schaefer und Christian Wolfersdorf
1. P-Rückgewinnung bei der thermochemischen Konversion
von Klärschlamm ...284
2. Ergebnisse ...288
3. Zusammenfassung und Ausblick ...289
4. Literatur ...290 Der Aufbau möglichst geschlossener Stoffkreisläufe und der Verzicht auf die In- anspruchnahme fossiler Ressourcen gewinnt zunehmend an Bedeutung. In Bezug auf die Rückgewinnung von Phosphor ist hier mit der Ende 2017 in Kraft getretenen novellierten Klärschlammverordnung (AbfKlärV) bereits ein konkreter Schritt getan und in Zukunft ist dieses Vorgehen auch auf andere Rohstoffe zu übertragen. Eine besonders wichtige Rolle spielt in diesem Zusammenhang der Kohlenstoff. Auch in Zukunft kann nicht darauf verzichtet werden, kohlenstoffhaltige Rohstoffe und Pro- dukte zu nutzen. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass die Belastung der Atmosphäre durch Freisetzung von Kohlenstoffdioxid und anderen Treibhausgasen aus Strom- und Wärmeerzeugung, Verkehr und chemischer Industrie langfristig erheblich vermindert wird. Dies kann nur gelingen, wenn auch das Wirtschaften in den genannten Sektoren auf weitgehend geschlossene Kohlenstoffkreisläufe umgestellt wird. Einen Beitrag hierzu leistet die stoffliche Nutzung kohlenstoffhaltiger Reststoffe wie etwa Abfall oder eben auch Klärschlamm. Der hierin enthaltene Kohlenstoff kann durch thermochemische Konversion zurückgewonnen und für die Herstellung neuer Produkte genutzt werden.
Die für fossile Kohlenstoffträger entwickelten Technologien [2] können zum großen Teil auf diese Einsatzstoffe übertragen werden.
Besonders interessant ist in diesem Zusammenhang jedoch die gekoppelte Rück- gewinnung von Kohlenstoff und Phosphor in einem einzigen Prozessschritt. Einen Ansatzpunkt hierfür stellt das Wöhler-Verfahren zur industriellen Herstellung von gelbem Phosphor auf thermischem Weg dar [1]. Hierbei wird ein Möller aus Phosphat- erz, im Wesentlichen Fluorapatit Ca5(PO4)3F, Koks und Quarzkies in einen Elektro- Reduktionsofen aufgegeben. Bei etwa 1.500 °C wird der Möller zu flüssiger Schlacke aufgeschmolzen. Durch die elektrische Beheizung mittels eines Lichtbogens ohne weitere Zugabe von Sauerstoff entstehen sehr stark reduzierende Bedingungen, die im Zusammenspiel mit der hohen Temperatur eine Reduktion des im Phosphaterz enthaltenen Phosphates bewirken. Der dabei entstehende elementare Phosphor wird
Verbrennung
in die Gasphase ausgetrieben, der freiwerdende Sauerstoff bildet gemeinsam mit dem Koks aus dem Möller Kohlenstoffmonoxid und das im Erz enthaltene Calcium wird in der Schlacke an das Silizium aus dem Quarzkies gebunden:
4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C → 3 P4 + 18 CaSiO3 + 2 CaF2 + 30 CO (1) Das CO- und P-haltige Gas wird in einem Elektroabscheider bei etwa 400 °C entstaubt.
Anschließend wird das entstaubte Gas in Wasserwäschern unter die Verdampfungstem- peratur des Phosphors von etwa 280 °C und im Weiteren unter die Schmelztemperatur von 44 °C abgekühlt. Der nicht wasserlösliche Phosphor kann anschließend aus dem Waschwasser abgetrennt und zu sehr reiner Phosphorsäure weiterverarbeitet werden.
Drei große Anlagen nach dem Wöhler-Verfahren mit in Summe maximal 100 MW elektrischer Heizleistung wurden zwischen 1953 und 1992 von der Höchst AG am Standort Knapsack bei Köln betrieben. [4]
Zum Einsatz von Klärschlamm oder Klärschlammasche anstelle von Phosphaterz ist dieses Verfahren jedoch aufgrund der erhöhten Eisengehalte im Klärschlamm nicht geeignet. Phosphor wird in der Schlacke als nicht flüchtiges Fe2P an Eisen gebunden und geht damit für die Produktion verloren. Trotzdem wurde der Wöhler-Prozess im RecoPhos-Verfahren [3] auch für die Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm aufgegriffen. Hier erfolgt die elektrische Beheizung nicht per Lichtbogen, sondern über eine induktiv erwärmte Schüttung aus Graphitkugeln. Auf diesen Kugeln bildet sich im Betrieb eine dünne Schlackeschicht aus, durch welche freigesetzter Phosphor schnell in die Gasphase diffundieren kann. Dabei tritt keine nennenswerte Bildung von Fe2P auf.
Als Fazit bleibt festzuhalten, dass Phosphate unter stark reduzierenden Bedingungen und bei Temperaturen oberhalb von 1.500 °C reduziert werden und elementarer Phos- phor ausgetrieben wird. Da diese Bedingungen auch in einem Vergasungsreaktor für kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe vorliegen, erscheint die Phosphorrückgewinnung im Zuge der Vergasung von Klärschlamm oder Klärschlammasche-Kohle-Gemenge als eine interessante Verfahrensvariante. Hierbei würden mit der thermischen Behand- lung des Klärschlamms sowie der gleichzeitigen Rückgewinnung von Kohlenstoff und Phosphor in Form von Synthesegas beziehungsweise Phosphorsäure gleich drei wertsteigernde Prozessschritte in einer Anlage durchgeführt.
1. P-Rückgewinnung bei der thermochemischen Konversion von Klärschlamm
Der oben genannte Ansatz wird bei RWE im Rahmen von Forschungs- und Entwick- lungsaktivitäten seit Anfang 2016 verfolgt. Die zugrundeliegende Prozesskette ist in Bild 1 dargestellt.
Einsatzstoffe sind die Energie- und Kohlenstoffträger Rohkohle (Kohlenstoff bildet das Wertprodukt Kohlenstoffmonoxid im Synthesegas und dient als Reduktionspartner für die Phosphate) sowie die Phosphatträger Klärschlamm und/oder Klärschlammasche.
Klärschlamm und Rohkohle müssen vor dem Eintrag in den Vergaser getrocknet werden. Als Vergasungsmittel werden Sauerstoff und Wasserdampf zugegeben. Das
Verbrennung
Rohgas wird nach dem Vergaser gekühlt, entstaubt und anschließend einem Phos- phorabscheider mit dem Ziel zugeführt, elementaren Phosphor und/oder Phosphor- säure in einer handelsüblichen und marktgängigen Qualität zu erhalten. Das Rohgas kann anschließend entweder direkt energetisch verwertet oder aufgereinigt und zu Kohlenwasserstoff-Produkten synthetisiert werden.
In diesem Zusammenhang stellen sich unter anderem die folgenden Fragen:
• Wie ist der Einsatzstoff Klärschlamm hinsichtlich chemischer Zusammensetzung und anderer vergasungsrelevanter Parameter (z. B. Ascheschmelzverhalten) be- schaffen?
• Kann die Sauerstoffzufuhr in den Vergaser so eingestellt werden, dass eine genü- gend hohe Temperatur erreicht wird und der Sauerstoffpartialdruck trotzdem zur vollständigen Reduktion der Phosphate noch ausreichend niedrig ist?
• In welcher Form liegt Phosphor gegebenenfalls in der Gasphase vor und wie können diese Verbindungen in möglichst reiner Form abgeschieden werden?
Bild 1: Blockfließschema einer Anlage zur Vergasung von Klärschlamm-/Klärschlammasche- Kohlegemischen mit integrierter Phosphorrückgewinnung
Einen Eindruck von der Bandbreite möglicher Zusammensetzungen verschiedener Klärschlämme vermitteln die in Bild 2 dargestellten Ergebnisse einer umfangreichen Reihenuntersuchung an insgesamt 240 Proben von kommunalen Klärschlämmen, die an verschiedenen RWE-Standorten innerhalb eines Jahres zur Mitverbrennung angenommen wurden.
Die Gehalte an Phosphor und Asche variieren erheblich, wobei die meisten Schlämme Aschegehalte zwischen 30 und 55 Gew.-% (wf) und Phosphor-Gehalte zwischen 2,4 und 4,4 Gew.-% (wf) aufweisen. Weiterhin unterschieden sich die Schlämme hinsichtlich ihrer Gehalte an Aluminium und Eisen, je nachdem ob auf der jeweiligen Kläranlage Aluminium- oder Eisensalze zur Phosphorfällung eingesetzt wurden, sowie hinsichtlich ihrer Spurstoffgehalte.
Auf Basis der Ergebnisse dieser Kampagne wurden Schlämme von sechs unter- schiedlichen Kläranlagen ausgewählt und im Rahmen eines Laborprogramms noch weiter untersucht. Diese sechs Proben sind in Bild 2 durch Dreiecke gekennzeichnet.
Vergaser (TVergas,
O2 )
Rohgas- kühler Rohkohle
Klär- schlamm
Rohgas- filter
Produkt
Klärschlamm- Asche
P, H3PO4 O2/H2O
Schlacke Staub
P-Ab- tren- nung
Ver- brennung
Wärme Trockner
Auf- bereitung,
Synthese
Verbrennung
Diese Proben wurden brennstoffanalytisch ausführlich charakterisiert, einschließlich ihrer Gehalte an Spurstoffen und dem Ascheschmelzverhalten. Darüber hinaus wur- den DTA- und TGA-Messungen durchgeführt, um die Temperaturabhängigkeit der Reaktionen bei Pyrolyse und Vergasung der Proben zu charakterisieren.
Bild 2: Phosphor- und Aschegehalte von insgesamt 240 innerhalb eines Jahres bei RWE zur Mitverbrennung angelieferten Klärschlamm-Proben
Zuletzt wurden die in Bild 2 durch Quadrate gekennzeichneten Klärschlämme aus- gewählt, um daraus Mischbrennstoffe für Vergasungsversuche an der COORVED- Technikums-Vergasungsanlage herzustellen [5] (COORVED = CO2-Reduktion durch innovatives Vergaserdesign). Hierzu wurden insgesamt 3,2 t Klärschlamm mit Hilfe eines Versuchsbandtrockners der Firma BINDER Dehydration GmbH am RWE-Standort Niederaußem getrocknet und anschließend die in Tabelle 1 aufgeführten Brennstoff- mischungen hergestellt.
Tabelle 1: Bei den Vergasungsversuchen an der COORVED-Anlage eingesetzte Brennstoff- mischungen
Einheit Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4 Nr. 5 Klärschlamm Gew.-% – 39,0 39,1 100,0 – Trockenbraunkohle Gew.-% 100,0 61,0 58,7 – 81,5 Klärschlammmitverbrennungsasche Gew.-% – – – – 17,3 Quarzsand Gew.-% – – 2,2 – 1,2 Feuchte (roh) Gew.-% 12,5 10,5 9,3 7,4 10,3 Asche (roh) Gew.-% 12,3 24,1 24,9 42,4 28,4 Heizwert (wf) MJ/kg 22,5 18,0 18,0 11,3 18,0 Phosphor (Asche) Gew.-% 0,0 5,1 7,1 10,0 2,5
Brennstoffanalysen von 240 Klärschlammproben
Proben für Laborversuchs-
programm (u.a. RFA, ASV) Proben für 12 Vergasungskampagnen genutzt, Mischungen aus Klärschlamm,
Klärschlammaschen, Trockenbraun- kohle (TBK) und Herdofenkoks (HOK) Aschegehalt,
Gew.-% (wf) 80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 1 2 3
P-Gehalt, Gew.-% (wf)
4 5 6
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Bild 3 zeigt eine Prinzipskizze der COORVED-Technikums-Vergasungsanlage am Ins- titut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen der TU Bergakademie Freiberg, an der die Vergasungsversuche mit den oben beschriebenen Brennstoffen durchgeführt wurden. Die einsetzbare Brennstoffwärmeleistung an der Anlage beträgt 60 kW, dies entspricht etwa 10 bis 15 kg/h Brennstoff. Die Anlage ist unterteilt in eine Primär- und eine Sekundärvergasungszone, die übereinander angeordnet und durch einen einschnürenden Steigeschacht unterbrechungsfrei verbunden sind. Primär- und Sekundärzone können individuell mit den Vergasungsmitteln Sauerstoff, Kohlenstoff- dioxid und Wasserdampf beaufschlagt werden.
Brennstoffeintrag (10-15 kg/h)
Primärvergasungsmittel (O2, CO2, Dampf)
Sekundärvergasungsmittel (O2, CO2, Dampf) Primärvergasungszone
(Wirbelschicht, 950 … >1.600 °C)
Sekundärvergasungszone (Festbett,~560 – 600 °C)
Kerzen- filter
Filterasche
Rohgas zur Nachverbrennung (~ 130 – 170 °C)
Heißstaub- Probenahme Rohgas (~ 680 °C)
Bild 3: Schema der COORVED-Technikumsanlage am Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen der TU Bergakademie Freiberg (60 kWth) [5]
Der Brennstoff wird in den Schacht zwischen Primär- und Sekundärzone aufgegeben und durch das aus der Sekundärzone aufsteigende Gas in die Primärzone mitgerissen.
Das Grobgut im Brennstoff fällt direkt nach unten in die Sekundärzone. In der Primär- zone werden die Vergasungsmittel über eine Lanze mittig in einen senkrecht nach oben gerichteten Freistrahl aufgegeben. Durch diesen Impulseintrag wird eine interne Zirkulationsströmung (spouded bed) ausgebildet. In der Reaktormitte strömen Gas und Brennstoff aufwärts und an den Reaktorwänden wieder abwärts zurück. Zudem entsteht oberhalb der Lanze eine heiße Zone, in der bei hoher Temperatur ein hochwertiges Rohgas mit niedrigem Methan-Gehalt gebildet und die Asche der Brennstoffpartikel oberflächlich angeschmolzen wird. Sobald ein bestimmter Aschegehalt in den Partikeln erreicht wird, beginnen die Partikel aneinander zu haften und es entstehen Agglomerate.
Bei der Abwärtsströmung entlang der Reaktorwand kühlen die Agglomerate ab und werden entweder von der Aufwärtsströmung aus dem Steigeschacht und der Lanze nach oben gerissen, oder sie fallen ab einer bestimmten Größe entgegen der Gasströmung durch den Steigeschacht nach unten in die Sekundärzone. Die Sekundärzone ist als Festbettvergasungsreaktor ausgebildet, in dem die Agglomerate durch Zugabe von Ver- gasungsmittel ausreagieren und der noch vorhandene Rest-Kohlenstoff umgesetzt wird.
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Das erzeugte Rohgas wird aus dem Vergaser abgezogen, kühlt im Verlauf der Rohgas- strecke ab und wird nach Entstaubung in einem Kerzenfilter einer Nachbrennkammer zugeführt.
Diese Technologie soll die Vorteile der Flugstromvergasung (geringer Methan- und Kohlenwasserstoffgehalt des Rohgases aufgrund der hohen Vergasungstemperatur in der heißen Zone) mit den Vorteilen von Wirbelschicht- und Festbettvergasung (Trockenascheabzug bei nahezu vollständigem Kohlenstoffumsatz) verbinden. Sie erscheint daher geeignet für die Klärschlammvergasung mit Phosphorrückgewinnung, da in der heißen Zone das erforderliche hohe Temperaturniveau erreicht wird und der Trockenascheaustrag für die effiziente Behandlung des typischerweise aschereichen Klärschlamms energetische Vorteile bietet.
Die Voraussetzungen zur Reduktion von Phosphaten und zur Freisetzung von Phosphor in die Gasphase können ausschließlich im Bereich der hohen Temperatur oberhalb der Lanze in der Primärvergasungszone gegeben sein. Der Phosphor wird dann mit dem Rohgas aus dem Reaktor ausgetragen und bei entsprechender Abkühlung wieder auf dem ebenfalls ausgetragenen Staub kondensieren. Es wurde daher eine Staub- Probenahme aus dem heißen Rohgas unmittelbar nach Austritt aus dem Vergaser vorgesehen, um ggf. die P-Abreicherung des aufgefangenen Staubs gegenüber der Brennstoffasche zu analysieren.
2. Ergebnisse
An der COORVED-Anlage wurden bislang insgesamt zwölf jeweils eintägige Ver- gasungsversuche mit den in Tabelle 1 aufgeführten Brennstoffen bei Einsatz unter- schiedlicher Vergasungsmittel durchgeführt. Die Versuchsauswertung steht teilweise noch aus. Beispielhaft werden im Folgenden die Ergebnisse eines Vergasungsversuchs mit Brennstoff Nr. 4, also reinem Klärschlamm, dargestellt.
Im Verlauf des Versuchs wurde der Reaktor zunächst mit einem Gasbrenner und anschließend mit Herdofenkoks vorgewärmt. Herdofenkoks und Brennstoff wurden übereinander im Brennstoffsilo vorgelegt, so dass zunächst im Aufwärmbetrieb reiner Herdofenkoks und nach etwa 90 Minuten – erkennbar an einer Zunahme des Wasser- stoffgehalts im Rohgas – zunehmend auch Klärschlamm dosiert wurden. Danach wurden die Vergasungsmittelmengen angehoben und der Betrieb noch über sechs Stunden fortgesetzt, wobei nach etwa drei Stunden näherungsweise stationärer Betrieb erreicht wurde. Während des Aufheizbetriebs mit Herdofenkoks wurde der Reaktor mit einem niedrigeren Sauerstoffverhältnis, also unter stärker reduzierenden Bedingungen betrieben, als im folgenden stationären Betrieb mit Klärschlamm.
Anhand von Auswaagen und Analysen von Brennstoff, Bodenasche und Filterasche konnten die Bilanzen für Asche, Calcium, Eisen und Silizium bis auf relative Bilanzfehler im Bereich von ± 5 % geschlossen werden. Bei der Phosphor-Bilanz ergab sich jedoch ein deutlicher Verlust von 22,9 % des gesamten eingetragenen Phosphors. Der Anteil des Brennstoffs, der in die Primärvergasungszone getragen wurde, lag bei etwa 65 %.
Verbrennung
Mithin ergibt sich eine P-Abreicherung des in die Primärzone eingetragenen Brennstoffs von 36 %. Der verbleibende Brennstoff ist direkt in die Sekundärzone durchgefallen und wurde dort umgesetzt. Aufgrund der niedrigen Temperatur ist hier jedoch nicht davon auszugehen, dass Phosphor ausgetrieben wurde. Während der stationären Betriebsphase wurde eine Heißstaub-Probe entnommen, in der eine P-Abreicherung der Asche von etwa 14 % festgestellt wurden. Diese Abreicherung ist immer noch deut- lich, kann die Gesamtabreicherung von 36 % jedoch nicht erklären.
Es wird daher vermutet, dass beim Übergang von der Anfahrphase mit Herdofenkoks in die Betriebsphase mit Klärschlamm eine deutlich höhere P-Freisetzung als die oben genannten 36 % erreicht wurden. In dieser Zeit vor der oben genannten Anpas- sung der Vergasungsmittelmengen lagen im Vergaser deutlich stärker reduzierende Bedingungen vor als im weiteren Betrieb. Für die weiteren Versuche wurde angestrebt, diese Bedingungen zu reproduzieren. Die Auswertung dieser Versuche steht noch aus.
Ebenfalls noch nicht geklärt ist die Frage, in welcher Form der Phosphor in der Gas- phase vorliegt und wie die entsprechenden Verbindungen in geeigneter Weise, also in möglichst reiner Form abgeschieden und gewonnen werden können. Es ist denkbar, dass Phosphor elementar vorliegt. Aufgrund des im Vergleich zum Wöhler-Verfahren erhöhten Sauerstoff- und Wasserdampfpartialdruckes ist es jedoch wahrscheinlicher, dass Phosphor(sub)oxide entstehen, die gegebenenfalls in anderer Weise als durch Quench-Kondensation abgeschieden werden müssten. Hierzu sind weitere Unter- suchungen geplant.
3. Zusammenfassung und Ausblick
Der vorgestellte Ansatz der thermochemischen Konversion von Klärschlamm mit integrierter Rückgewinnung von Phosphor erscheint als attraktive Möglichkeit, den zukünftigen Anforderungen an die Klärschlammentsorgung in Deutschland auf wirt- schaftliche Art und Weise nachzukommen. Bei dem dargestellten Verfahren können die thermische Behandlung des Klärschlamms und die Rückgewinnung von Phosphor in Form des hochwertigen und marktgängigen Produktes Phosphorsäure in einem Prozessschritt durchgeführt werden. Zudem wird ein hochwertiges Synthesegas als Ausgangsbasis für die Synthese höherer Kohlenwasserstoffe erzeugt und damit ein Beitrag zum Einstieg in eine Kohlenstoffkreislaufwirtschaft geleistet.
Um dieses Konzept zu erproben und zu verifizieren wurden umfangreiche Laborunter- suchungen an mehreren Klärschlammproben sowie bislang zwölf Vergasungsversuche an der COORVED-Technikumsvergasungsanlage am Institut für Energieverfahrens- technik und Chemieingenieurwesen der TU Bergakademie Freiberg durchgeführt. Die bislang erreichten Ergebnisse zeigen, dass eine P-Abreicherung des Brennstoffs bei der Vergasung grundsätzlich möglich ist. Um eine ausreichende Rückgewinnungsquote zu erzielen, ist jedoch eine weitere Optimierung der Prozessführung erforderlich.
Für weitergehende Versuche ist im Rahmen des Virtuellen Innovations- und Techno- logiezentrums zur stofflichen Nutzung nachhaltiger Kohlenstoffquellen (ITZ-CC) die Errichtung einer thermochemischen Konversionsanlage im Pilotmaßstab geplant
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(Multi Fuel Conversion-Anlage, MFC-Anlage). Das Projekt ITZ-CC ist in die Initiative ik2 Kohlenstoffketten der Fraunhofer-Gesellschaft eingebettet und wird durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes NRW gefördert (Förderkennzeichen: 005-1809-0156). Die MFC-Anlage ist als atmosphä- rischer Flugstromvergaser mit einer Brennstoffwärmeleistung von maximal 600 kW geplant.
In der Definitionsphase des Projektes werden zunächst bis Ende 2019 planerische und experimentelle Vorarbeiten für die Errichtung und den Betrieb der eigentlichen MFC-Anlage durchgeführt. In der Demonstrationsphase des Projektes, für die bis Ab- schluss der Definitionsphase Fördermittel beantragt werden, soll ab 2020 bis 2022 die MFC-Anlage errichtet, in Betrieb genommen und für umfangreiche Versuchsfahrten genutzt werden.
4. Literatur
[1] Corbridge, D. E. C.: Phosphorus – Chemistry, Biochemistry and Technology. Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis, 6th Edition 2013
[2] Hannes, J; Liese, T: Advanced CtL/CtG technologies for lignite. In: Fuel 196, 2017, S. 543-549 [3] Schönberg, A.; Samiei, K.; Kern, H.; Raupenstrauch, H.: Der RecoPhos-Prozess – Rückgewin-
nung von Phosphor aus Klärschlammasche. In: Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft 66, 2014, S. 403-407
[4] Schüddemage, H.-D.; Pieper, W.: Knapsack Chemie: Von der Carbidfabrik zum Chemiepark.
Essen: Klartext-Verlag (2002)
[5] Schurz, M.; Laugwitz, A.; Krzack, S.; Meyer, B.: Ash agglomeration in the modified COORVED gasifier. 8th International Freiberg Conference on IGCC & XtL Technologies, 12.-16. Juni 2016, Köln (2016)
Ansprechpartner
Dr.-Ing. Tobias Ginsberg RWE Power AG
Referent Forschung und Entwicklung CoC Brennstoffe (POR-U)
Huyssenallee 2
45128 Essen, Deutschland +49 2271 70-3939
tobias.ginsberg@rwe.com
Weitere beteiligte Institution
TU Bergakademie Freiberg, Freiberg
Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen
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1982: Erweiterung um Stromerzeugung 1982-1988: Fernwärmeauskopplung und -verteilung 1990: Feuerraumoptimierung, 1. Erweiterung der Abgasreinigungsanlage 1996: Abgasreinigungsanlage2. Erweiterung der
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Hausmüll: 131.103 t
hausmüllähnlicher Gewerbemüll: 81.835 t
Sperrmüll: 14.204 t
Krankenhausabfälle: 3.363 t
insgesamt: 230.505 t
4. Kapazität, Durchsatz und Geometrie Kapazität (Auslegung) 255.000 t/a davon
• Siedlungsabfälle: 251.500 t/a
• Krankenhausabfälle: 3.500 t/a bei einem Heizwert von 9,2 MJ/kg Durchsatz (Siedlungsabfälle)
Durchsatz 2014: 238.224 t
Durchsatz 2013: 236.693 t
Durchsatz 2012: 233.888 t
Durchsatz (Krankenhausabfälle)
Durchsatz 2014: 3.363 t
Durchsatz 2013: 3.097 t
Durchsatz 2012: 3.257 t
Abmessungen des Baukörpers 235.000 m2
Bauhöhe ohne Kamin: 38 m
5. Anlieferung und Lagerung Abfallanlieferungen mit: LKW
~ 35.000 Anlieferungen/Jahr 5.1. Waage Hersteller:
Bauart: Brückenwaage
Anzahl: 3
5.2. Anlieferungshalle/Entladestation Anzahl der Abkippstellen: 12 5.3. Bunker für feste Abfälle Abfallart: Siedlungsabfälle Maße (l x b x h) 55 m x 13 m x 25 m nutzbares Volumen: 10.000 m3
Nutzmasse: ~ 5.000 t
Anzahl der Abkippstellen: 12 Abfallart: Krankenhausabfälle nutzbares Volumen: 5.000 m3 5.4. Bunker für Schlacken nutzbares Volumen: ~ 500 m3
5.5. Betriebsmittellagerung
Heizöl: ~ 80 m3
Ammoniakwasser: ~ 60 m3
Kalksilo: ~ 50 m3
Natronlauge: ~ 50 m3
Bild 4: Müllfahrzeuge beim Abkippen von Abfall in Müllbunker
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Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar
Olaf Holm, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, Peter Quicker, Stefan Kopp-Assenmacher (Hrsg.):
Verwertung von Klärschlamm 2
ISBN 978-3-944310-49-7 Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH
Copyright: Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc., Dr.-Ing. Olaf Holm Alle Rechte vorbehalten
Verlag: Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH • Neuruppin 2019 Redaktion und Lektorat: Dr.-Ing. Olaf Holm
Erfassung und Layout: Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc., Janin Burbott-Seidel, Roland Richter
Druck: Beltz Grafische Betriebe GmbH, Bad Langensalza
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