Aufbereitung von Siedlungsabfällen zu Ersatzbrennstoffen in Erwitte und Mitverbrennung im Zementwerk Wittekind

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449 Herstellung von Ersatzbrennstoffen in Erwitte und Mitverbrennung im Zementwerk Wittekind

Aufbereitung von Siedlungsabfällen zu Ersatzbrennstoffen in Erwitte und Mitverbrennung im Zementwerk Wittekind

Thomas Bals

1. Zementherstellung ...449

2. Aufbereitung von Hausmüll zu Ersatzbrennstoffen ...450

3. Aufbereitung von Gewerbeabfällen zu Ersatzbrennstoffen ...452

4. Mitverbrennung von Ersatzbrennstoffen ...453

5. Brandschutz ...458

6. Umweltschutz ...459

7. Schlussbetrachtung ...461

8. Literatur ...461 Der Fabrikant Hugo Miebach aus Dortmund gründete im Jahre 1929 das Zementwerk Wittekind in Erwitte. Im Jahre 1975 wurde das Zementwerk Orion in Erwitte erworben.

Diese Unternehmen befinden sich heute noch im Familienbesitz.

Mit einem Drehofen und zehn Schachtöfen verfügen die Zementwerke über eine Tages- kapazität von etwa 3.500 Tonnen Klinker.

Eine Besonderheit des Zementwerkes Wittekind besteht in der Verwertung der brennbaren Anteile aus Haus- und Gewerbeabfall als Sekundärenergie seit 1985. Damit leistet das Ze- mentwerk Wittekind einen Beitrag zur Schonung fossiler Energien und trägt maßgeblich zum Umweltschutz bei.

1. Zementherstellung

Im Steinbruch wird das Rohmaterial durch Großlochsprengungen abgebaut und mittels Bagger und Schwerkraftwagen zur Brecheranlage transportiert. Dort wird der großstü- ckige Kalksteinmergel zu Schotter zerkleinert und unter Zugabe von Zusatzanteilen in Rohmühlen zu Rohmehl gemahlen. Das Rohmehl wird im Wärmetauscher auf etwa 800 °C vorgewärmt und dem Ofen zugeführt. Dort wird das Material bis auf 1.450 °C erhitzt und in Teilschmelze gebracht.

Den Schmelzvorgang bezeichnet man als Sinterung. Der Ofen wird permanent mittels einer Brennerlanze befeuert. Der notwendige Primärbrennstoff ist Kohle in Staubform, der Se- kundärbrennstoff besteht aus BRAM (Brennstoff aus Abfall). Dieser wird aus Hausmüll und

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Industrieabfällen durch maschinelle Sortierung und Zerkleinerung gewonnen, danach in die Kohleflamme geblasen und dort zur Selbstzündung gebracht. Bis zu 60 Prozent der Feuerungswärmeleistung wird durch den Sekundärbrennstoff gedeckt.

Aus dem Ofen fällt rotglühend, kleinstückiger Zementklinker, der mittels Kühler ab- gekühlt wird. Klinker und Zusätze werden gemeinsam in den Zementmühlen zu ver- schiedenen Zementen gemahlen. So entstehen unterschiedliche Zemente, die sich in der Feinheit und Zusammensetzung unterscheiden.

2. Aufbereitung von Hausmüll zu Ersatzbrennstoffen

Der Brennstoff aus Abfall (BRAM) wird in zwei Linien aufbereitet und vor dem Fertig- gutbunker zu einem gemeinsamen Strom zusammen geführt.

Die erste Aufbereitungslinie verarbeitet ausschließlich Hausmüll, der über Sammelfahr- zeuge in einen Vorbunker abgekippt wird. Radlader entnehmen von dort das Material und geben es über ein Förderband zur ersten Zerkleinerungsstufe auf.

Bild 1: Verfahrensschema der Aufbereitung von Hausmüll zu Ersatzbrennstoff

Aufbereitungslinie 1 (BRAM)

Anlieferung graue Tonne

via LKW Bunker

Vorzerklei- nerung via Hammer- brecher

Siebsichtung via Trommelsieb und Absaugung

Siebüberlauf Leicht-

fraktion Siebüberlauf

Schwer- fraktion Siebdulaufrch-

FE-Entfrach- tung via Überband-

magnet FE-Entfrach-

tung via Überband-

magnet FE-Entfrach-

tung via Überband-

magnet Wirt-FE- schaftsgut

Wirt-FE- schaftsgut

Wirt-FE- schaftsgut Wirt-FE-

schaftsgut

Feinzerklei- nerung Rotormühlevia

NE-Entfrach- via NE-Ab-tung

scheider

Bunker Sieb- überlauf Schwer- fraktion Bunker Siebdurch-

Schwer-lauf fraktion

MVAvia LKW

Bio-Anlage via LKW

BRAM-/

EBS-Bunker Aufbereitungslinie 2 (EBS)

Brennerzuführung im OfenEBS Anlieferung

BRAM- Vormaterial

via LKW Lager für Lose- und Ballenware

Vorzer- kleinerung

und Ab- mischen via Shredder

Lager für Shredder- leicht fraktion

Feinzer- kleinerung via Rotor- mühle

Zellenrad- schleuse und Brenner-

lanze

FE-Entfrach- via Magnet-tung trommel

FE-Entfrach- tung via Überband-

magnet

Chlorab- schätzung via NIR

EBS-Do- sierung via Band-

waage

Stoffstrom- vergleichmäßigung

via Schnecken, Haspel, Walze

Die Vorzerkleinerung geschieht mittels eines Hammerbrechers, der überwiegend Müll- säcke aufschließt und dabei nur geringfügig Zerkleinerungsarbeit leistet.

In einem weiteren Schritt wird das vorzerkleinerte Material in eine Siebtrommel ge- führt. Als Trenntechnik zur Anreicherung der Inhaltsstoffe des zukünftigen BRAM ist die Siebklassierung unverzichtbar. Sie teilt den Siebüberlauf und den Siebdurchlauf für eine weitere Behandlung. Der Siebdurchlauf, mit einer Körnung von 0 bis 30 mm, besteht aus schwachkalorischem Material, der in eine Abfallverbrennungsanlage, nach einer nachgeschalteten Eisenentfrachtung, abgesteuert wird. Alle größeren, flugfähigen

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Teile werden am Ende der Siebtrommel durch zwei Saugköpfe aus der Trommel gesaugt.

Dieser Sichtungsprozess klassiert überwiegend zweidimensionale von dreidimensionalen Bestandteilen.

Zu den zweidimensionalen Anteilen im Hausmüll gehören primär Papier und Kunststoffe in dünnwandiger Ausführung. Steine, Holz, Schuhe sowie Eisen- und Nichteisenmetalle liegen überwiegend in einer dreidimensionalen Form vor, die vom Unterdruck im Sich- tungsprozess nicht erfasst werden. Auch diese Fraktion wird mit Hilfe einer nachgeschalteten Eisen- und Nichteisenentfrachtung in eine Abfallverbrennungsanlage abgesteuert.

Der Anteil an flugfähiger Fraktion wird durch jeweils zwei Zyklonen und Zellenradschleu- sen von der Transportluft getrennt und einer weiteren Zerkleinerung über Förderbänder zugeführt. Eine schnelllaufende Mühle mit einer Wellenlänge von 2,8 m konfektioniert das dünnwandige Material durch den Eingriff von knapp 150 Hackmessern auf eine Korn- größe von 0 bis 40 mm. Ein Siebboden im unteren Teil der Mühle lässt die gewünschte Korngröße passieren.

Eine weitere Veredelung des Materials durch eine dritte Zerkleinerungsstufe hatte in der Vergangenheit keine nennenswerten Vorteile gezeigt, da ausschließlich die kleinste Di- mension (Risskante) eines flächigen Stoffes erhöht wird. Ein Anstieg der Oberfläche zum Materialgewicht ist dabei nur marginal zu beobachten. Siebe mit einer Rundlochgröße unter 18 mm neigten sich mit dickwandigen Kunststoffteilen zuzusetzen.

Während der Revisionszeiten wird kein Sekundärbrennstoff benötigt. Trotzdem kann der Hausmüll weiter angenommen und verarbeitet werden. Hierbei gelangt das Material nach dem Siebsichtungsprozess nicht mehr in die Feinzerkleinerung, sondern fährt nun über ein reversierbares Band zur vorhandenen Ballenpresse. Jeder Ballen kann bei Bedarf in einem weiteren Schritt mit Folie umwickelt werden.

Bild 2: Typische Hausmüllzusammensetzung

Quelle: Pretz, T.; Uepping, R.: Grenzen mechanischer Abfall-Trennverfahren. In: Umweltmagazin, April-Mai 2007 Schuhe 1,8 %

Sortierrest > 10 mm 4,0 %

Holz 1,5 %

Textilien 5,4 %

Ne-Metalle 1,2 %

Kunststofffolien 6,6 %

E-Schrott/Kabel 0,3 % Teppiche 0,3 %

Feinanteil < 10 mm 19,9 % Kunststoffkörper 5,0 %

Windeln 8,2 %

Organik 20,2 % Inertes 9,4 %

PPK 14,4 % Fe-Metalle 1,8 %

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Der erzeugte Brennstoff aus Abfall (BRAM) wird nach der Mühle durch einen Stoffstrom von der Aufbereitungslinie zwei vermischt.

Aus dem Hausmüll werden etwa 50 Prozent Brennstoff von der angelieferten Masse gewonnen. Dabei werden 70 Prozent vom Volumen reduziert.

Ein geringer Anteil aus der gelieferten Masse geht in Form von Eisen- und Nichteisenschrott als Wirtschaftsgut in den Recyclingkreislauf zurück.

Nichteisenschrotte werden in die Sorten Kupfer, Messing und Alugeschirr händisch klassiert.

In Bild 2 ist eine typische Hausmüllzusammensetzung dargestellt.

3. Aufbereitung von Gewerbeabfällen zu Ersatzbrennstoffen

In der zweiten Aufbereitungslinie werden lose oder in Ballenware Gewerbeabfälle, z.B.:

• mechanisch abgetrennte Abfälle aus der Auflösung von Papier- und Pappabfällen mit der Abfallschlüsselnummer 030307,

• Verpackungen aus Papier und Pappe (AVV-Nummer: 150101),

• Verpackungen aus Kunststoff (AVV-Nummer: 150102),

• gemischte Verpackungen (AVV-Nummer: 150106),

• Kunststoff und Gummi (AVV-Nummer: 191204),

• Textilien (AVV-Nummer: 191208),

• brennbare Abfälle, (Brennstoffe aus Abfällen) (AVV-Nummer: 191210),

• sonstige Abfälle (einschließlich Materialmischungen) aus der mechanischen Behandlung von Abfällen mit Ausnahme derjenigen, die unter 191211 fallen (AVV- Nummer: 191212)

über LKW-Fahrzeuge mit Schubrostboden angeliefert und in separat abgegrenzten, überdachten Flächen zwischengelagert. Die genannten Sorten bilden den Hauptstrom, neben einer weiteren Vielzahl von genehmigten Stoffen, zur Aufbereitung von Sekun- därbrennstoff in der BRAM-Anlage ab. Je nach Vorgabe werden die unterschiedlichen Fraktionen anteilig in einem großen Schredder vorzerkleinert. Durch abwechselnde Beaufschlagung des Vorzerkleinerers erfährt das Material eine erste Durchmischung.

Die geschredderten Fraktionen werden nun unter Dach in einem weiteren Zwischen- lager gebunkert. Bei Bedarf wird dem Bunker Material über Radlader entnommen und auf einem Dosierband einer baugleichen, schnelllaufende Mühle zugeführt. Dort wird das Schreddergut ebenfalls auf eine Korngröße von 0 bis 40 mm konfektioniert.

Mit Hilfe eines gemeinsamen Abzugbandes beider Mühlen, vermischen sich der zerkleinerte, gesiebte, gesichtete Hausmüll sowie die bereits zerkleinerte Fraktion aus Gewerbeabfällen.

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In einem vierten Bunker wird der fertige Sekundärbrennstoff gepuffert.

Radlader entnehmen dem Lager kontinuierlich das Material und geben es der Förderung zum Ofen auf. Aufbereitete Sekundärbrennstoffe aus Haus- und Gewerbeabfällen sind in der Regel durch ihre inhomogenen Eigenschaften schwer zu dosieren. Unterschiedliche Korngrößen, sowie Geometrie, anhaftende oder akkumulierter Feuchte zeichnen das Material als nicht silofähig aus. Eine Vergleichmäßigung des Stoffstromes via Walzen, Schnecken und Haspeln kämmen auf dem Weg zur Banddosierwaage aufgetürmte Materialspitzen ab.

Eine Banddosierwaage sorgt für eine verhältnismäßig gleich bleibende Fördermenge.

Der Sekundärbrennstoff wird mit einer Menge von etwa 10 t/h an einer Nah-Infrarot- Detektion (NIR), sowie weiteren Eisenentfrachtungsstufen Richtung Ofen gefördert.

Unbefriedigend war bisher die Schwankungsbreite der Banddosierwaage, die zwar im Durchschnitt nur 1,5 Prozent betrug, aber dennoch immer wieder zu ungewollten Spitzen des CO-Messwertes im Abgas führte. Eine weitere Feindosierung mittels Schne- ckenwaage wird in naher Zukunft weitaus geringe Schwankungen im kontinuierlichen Massenfluss des Sekundärbrennstoffes zeigen. Im Anschluss gelangt der BRAM über eine Zellenradschleuse zum Brenner. Die unteren Segmente der Schleuse werden mit Förderluft durchblasen. Der Brennstoff wird danach pneumatisch über eine kurvenfreie Rohrführung zum Brenner geführt.

4. Mitverbrennung von Ersatzbrennstoffen

Brennerlanze Der Mehrfach- oder auch Multibrenner genannt, verbrennt am Mündungsstück in einem Gesamtbauteil verschiedene Brennstoffe, die als Gas-, Flüssig-, oder Festbrennstoff eingesetzt werden können. Die Brennerlanze besteht aus mehreren unterschiedlich großen Hohlrohren mit der jeweils dem eingesetzten Brennstoff geeigneten Mün- dungsgeometrie.

Bild 3:

Brennerlanze

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Mittig der Brennerlanze liegt der Sekundärbrennstoffkanal. Kurz vor dem Austritt kann zusätzlich über kleinere, radial angeordnete Bohrungen Luft eingedüst werden, um den BRAM frühzeitig aufzufächern. Das Auffächern wirkt einem Durchschießen entgegen und fördert rasch nahen Kontakt mit den Primärbrennstoffen Braun-, und Steinkohle. Dieser Effekt ist gewünscht, um eine nahezu einheitliche Flammenfront im Sinterbereich zu gewährleisten. Da die Primärbrennstoffe mit einer wesentlich höheren Oberfläche als die der Sekundärbrennstoffe, bezogen auf deren jeweiliges Eigengewicht, in den Ofen geblasen werden, zünden und brennen diese auch rascher aus. Da zum Ende der Flamme der Sauerstoffanteil fast vollständig aufgezehrt ist, kann im Anschluss auch keine offene Flamme mehr an dem Brennstoff wirken. Luftsauer- stoffkonzentrationen unter acht Prozent lassen keine offene Flamme, sondern nur noch ein langsameres Abglimmen zu. Zusätzlicher Einsatz von Sauerstoff, der am Ende der Brennerlanze mit eingedüst werden kann, konzentriert die Flamme noch intensiver im Sinterbereich. Verstellungen an Axial- und Radialspalten sowie Verstellungen an den einzelnen Förderluftmengen lassen eine Vielzahl von Möglichkeiten zu, die Flamme sehr kurz und intensiv oder lang durch den Ofen fahren zu können. Die Herstellung von Zementklinker bedarf einer enorm hohen Verfahrenstemperatur von 1.450 °C.

Gerätename: K15: DO Powitec MAC-Adresse: 00-25-90-32-0B-94 Kameraname: K15: DO Powitec

Datum und Zeit: 17.10.2016 21:50:27 (GMT +02:00) Ereignisse: Keiner

Bildgröße: 352 (h) x 288 (v) K15: DO Powitec

Bild 4: Ofenkamera

In der Flammenwurzel treten gut 2.000 °C auf. Die sehr heißen Zonen der Flamme strahlen nur in den Ofenraum und berüh- ren nicht das Feuerfestmaterial mit dem darauf schwimmenden, teils durchgesin- terten Rohmehl. Nur die unmittelbare Nähe zwischen Flamme und Rohmehl genügt, um die Sintertemperatur des Mehles zu erreichen.

Eine wesentliche Rolle für eine optimale Flammengestaltung spielt die Kühlerab- luft. Je heißer die Sekundärluft, desto früher und konzentrierter kann man den Brennstoffmix bei seiner Selbstzündung beobachten.

Thermographie

Auf Bild 5 ist das Ende der Brennerlanze im Ofenauslaufbereich dargestellt.

Deutlich zu erkennen ist ein aufgefächerter Brennstoffaustritt in Kegelstumpfform mit dem noch unverbrannten Brennstoffmix zwischen Lanzenaustritt und Flamme. Heiße Kühlerabluft, die von rechts unten auf dem Bild nach links oben zum Drehrohrofen strömt, entzündet das Brennstoffgemisch mit gut 1.200 °C.

Das linke Thermographiebild zeigt Bild 3 in Fehlfarben. Auf der rechten Bildhälfte werden einzelne, freidefinierte Bereiche der Flamme gemessen. Die Temperatur wird über die Zeit in einem Koordinatensystem dargestellt. Im unteren rechten Bild werden

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minimale Bildausschnitte von der Flamme als senkrechte Linie in einem bestimmten Zeitintervall aneinander gefügt. So lässt sich über die Zeit eine Veränderung der Flam- menausdehnung bzw. deren Intensität erkennen.

PIT-Sensor

quittierung Sensor Einfahren

Lanzen- temperatur 20.75 degC Spülluft 72.55 Nm³/h Kühlwasser 10.49 l/min Gehäuse- temperatur 37.21 degC

2.200

1.980

degC

1.760

1.540

FlammendrallKohlenstrahlPosition %KlinkerabwurfFlammen-temp.Klinker-bett

Bild 5: Thermographie – Ofenkamera

Nahinfrarotmessung (Infrarotspektroskopie) Das über die Förderstrecke integrierte NIR-Gerät gibt annähernde Information über die Konzentration von chlorhaltigen Anteilen im Sekundärbrennstoff preis. Dabei wird Licht im nahen Infrarotbereich auf das zu analysierende Gut gegeben. Die reflektierte Wellenlänge für jeden Stoff ist gibt Aufschluss über das Material. Hierbei handelt es sich in erster Linie um Polyvinylchloride (PVC) die nicht aussortiert, sondern nur in ihrer Konzentration des Sekundärbrennstoffes erkannt werden sollen.

Diese Art von In-Situ-Messung erlaubt einen nach dem Verbrennungsprozess ange- passten Bypassbetrieb. Je größer der Anteil der PVC-Fläche auf dem Förderband zum Ofen erkannt wird, je höher ist mit einer Chlorbelastung im Ofen und nachgeschaltetem Wärmetauscher mit Bypassanlage zu rechnen. Dabei wird jedoch nur ein Rückschluss von der gescannten Oberfläche vom Massengut auf dem Förderer zu dem darunterlie- genden Gesamtstrom prognostiziert. Durch manuellen Eingriff des Ofenfahrers wird der Chlorbypass entsprechend angepasst betrieben.

Chlorausschleusung via Bypassanlage Sekundärbrennstoffe tragen durch Ihr Grundrauschen an Chlor, der etwa bei 0,3 Pro- zent im aufbereiteten Hausmüll liegt, zu einer Anreicherung des Chlorhaushaltes im Wärmetauscher bei. Das Grundrauschen erhöht sich bei einer Zumischung von weiteren Gewerbeabfällen. Schnell können temporär Werte bis zu einem Prozent erreicht werden.

Hauptträger sind Bestandteile aus Abfällen mit PVC, die einen organischen Chloranteil zwischen 30 bis 50 Prozent beinhalten können. Bei der Verbrennung geht Chlor in den höchsten Aggregatzustand über. Bei etwa 800 °C kondensiert es im System aus und reichert sich an den Oberflächen im Wärmetauscher an. Das permanent nachströmende Rohmehl, welches reziprok zur Gasstromrichtung im Wärmetauscher strömt, wird nun mit Chlorpartikel umspült. Je weiter das Gas im Wärmetauscher abkühlt, desto schneller

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kondensiert das Chlor aus. Ohne technische Lösung einer Chlorsenke, würde das mit Chlor benetzte Rohmehl Richtung Ofen laufen. Die ansteigende Verfahrenstemperatur lässt Chlor wieder gasförmig werden. Eine rasche Anreicherung in diesem Bereich ist damit vorprogrammiert. Der Wärmetauscher würde aus verfahrenstechnischer Sicht sehr rasch mit chlorkonzentriertem Rohmehl zuwachsen.

Zur Lösung des stetig ansteigenden Chlorgehaltes in dem Bereich wird ein geringer Teilgasstrom am Ofeneinlauf mit sehr niedriger Gasgeschwindigkeit dauerhaft entnommen. Dieser Strom wird über eine Mischkammer mit Frischluft beaufschlagt, die zur Fixierung der Chlorteilchen auf dem entnommenen Rohmehl bei etwa 600 °C führt. Nachgeschaltet trennt ein Zyklon das Luft/Feststoffgemisch. Das Bypassmehl, mit einem Anteil von etwa drei bis fünf Prozent Chlor, wird in Silos zwischengelagert.

Das abgeschiedene Gas wird dem Wärmetauscher an einer thermisch passenden Stelle wieder zugeführt.

Wärmetauscher

Bypass-Anlage Bypass-Zyklon

Bypass-Mischkammer Bypass-Ansaugung

Drehofenanlage

Brennerlanze

Förderband Einblasschleuse Braunkohle Steinkohle

1 2

Bild 6: Wärmetauscher und integrierter Bypass

5. Brandschutz

Bei der Herstellung von Brennstoffen aller Art kann es schnell zu einem ereignisge- steuerten Abbrand des Materials kommen.

Ursachen für ein Brandereignis bei der Herstellung von BRAM können vielfältig sein.

Die Hauptursache liegt oftmals in einer Selbstentzündung des Materials. Die Ursache einer Selbstentzündung liegt bei dem wärmeerzeugenden Prozess, bei dem zunächst

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mikrobiologische Gärvorgänge eine Rolle spielen. Dem Recyclingmaterial enthaltene Anhaftungen, z.B. aus nicht vollständig restentleerten Lebensmittelverpackungen. Diese Anhaftungen können besonders in heißen Sommermonaten ein ideales Nährmedium für thermophile Mikroorganismen sein, deren Aktivität die Temperatur stark ansteigen lassen. Oberhalb einer Temperatur von etwa 80 °C ist in der Regel keine nennenswerte mikrobiologische Aktivität mehr zu verzeichnen. Die vorhandene Wärme löst aber bereits andere Prozesse aus, die weitere Wärme freisetzen. Dazu gehört die Oxidation von mehrfach ungesättigten Fettsäuren, die als Restverschmutzungen aus Lebensmit- telverpackungen an dem zukünftigen Brennstoff anhaften. Steigt die Temperatur an, so wird infolge der sich beschleunigenden Prozesse weitere Wärme freigesetzt. Das Material heizt sich auf. Kann die Wärme innerhalb der Schüttung nicht abgeleitet werden, so wird schließlich die Glimmtemperatur brennbarer Stoffe erreicht [1].

Dieses Phänomen, gepaart mit teilweise erheblichen Brandlasten zwingt jeden Betreiber in der Sekundärbrennstoffgewinnung zu baulich und vorbeugenden Brandschutzmaß- nahmen. Ein Brandschutzkonzept vom Fachmann gibt dazu konkrete Lösungsansätze in allen Bereichen des Brandschutzes.

Neben einer Brandschutzordnung, eines Schweißerlaubnisscheines, Rauchverbot in der Anlage (Ausnahme: Sozialraum für Raucher), Schulung sämtlicher Mitarbeiter in der BRAM-Anlage zum Brandschutzhelfer die 24 Stunden an 7 Tagen in der Anlage produzieren, Schulung mit dem Umgang des vorhandenen Löschsystems – beheizter und isolierter 10.000 Liter Löschwassertank mit Druckpumpe und einer Förderleistung von 2.000 Liter pro Minute sowie Trockenleitung mit einer Vielzahl von Schlauchkäs- ten und Spritzen in allen Bereichen der Aufbereitungsanlage, genügend Löschwasser für die anrückende Feuerwehr mit einem Volumen von über 300.000 Liter, funktio- nierende Meldekette die durch ein werkseigenes DECT-Funknetz, nutzbar für jeden Mitarbeiter in der Aufbereitungsanlage gewährleistet wird und nicht zu vergessen eine Löschwasserrückhaltung.

6. Umweltschutz

Abluftbehandlung Bei Anlagen zur mechanischen Behandlung von gemischten Siedlungsabfällen und ähnlich zusammengesetzten Abfällen gelten nach der TA-Luft bauliche und betriebli- che Anforderungen. Hallen sind demnach geschlossen zu halten und mit Hilfe einer Absauganlage ist der Luftdruck kleiner als der Atmosphärendruck abzusenken. Auch Maschinen- und Übergabestellen sind mit der Absauganlage zu erfassen. Grenzwerte für Staub, gasförmige anorganische Chlorverbindungen (Chlorwasserstoff), organische Stoffe (Gesamtkohlenstoff) sowie die Geruchsstoffkonzentration sind in der TA-Luft klar ausgewiesen. Bei Überschreitungen der Grenzwerte muss die Abluft aus der Be- handlungsanlage gereinigt werden. Verschiedene Reinigungsmethoden mittels Biofilter, Biowäscher, katalytische Nachverbrennung, Adsorption, Absorption, oxidierende Gaswäsche oder die thermische Nachverbrennung können Abhilfe schaffen.

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Das Prinzip der thermischen Nachverbrennung beruht auf einer Verbrennung von Schadstoffen in der Abluft. Dabei werden organische Schadstoffe in die Verbindungen Wasser und Kohlendioxid überführt.

In der BRAM-Anlage ist nach der Sammelleitung eine thermische Nachverbrennung geschaltet, die sich praktischerweise durch den Klinkerherstellungsprozess automatisch als gegeben anbietet.

Die gesammelte Abluft wird durch den vorhandenen Klinkerrostkühler gefahren.

Die eingeleitete Abluft heizt sich dabei auf über 1.200 °C auf. Im Anschluss strömt die aufgeheizte Luft in den Ofen und erfährt durch den Brennerbetrieb eine weitere Temperaturerhöhung auf gut 2.000 °C. Die Verweilzeit der Abluft liegen bei über 2 Sekunden, bis sich das Abgas am Ende des Ofens im Übergang zum Wärmetauscher auf 800 °C wieder abgekühlt hat.

Emissionsdaten-Fernüberwachung

Durch den Bedarf einer Schmelztemperatur von 1.450 °C im Produkt, die durch einen Brennstoffmix mit Braun- und Steinkohle sowie den aufbereiteten, flugfähigen Sekundärbrennstoffen erzeugt wird, fällt die Anlage unter die Siebzehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über die Ver- brennung und die Mitverbrennung von Abfällen – 17. BImSchV).

Unumgänglich sind kontinuierliche Abgasmessungen sowie Einzelmessungen. Einzel- messungen werden in einem Intervall von 12 Monate durchgeführt.

Bei den Messungen werden folgende Einzelwerte analysiert:

• Gesamtstaub,

• organische Stoffe (Gesamtkohlenstoff),

• gasförmige anorganische Chlorverbindungen (Chlorwasserstoff),

• gasförmige anorganische Fluorverbindungen (Fluorwasserstoff),

• Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid (Schwefeldioxid),

• Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid, (Stickstoffdioxid),

• Quecksilber und seine Verbindungen, (Quecksilber),

• Kohlenmonoxid und Ammoniak.

Weitere Messwerte werden gleichzeitig von der Abgastemperatur, dessen Volumenstrom sowie den Anteil des Restsauerstoffes aufgenommen.

Dabei werden einzelne Parameter als Momentan-, Halbstunden- und Tagesmittelwert erfasst. Bei Überschreitung der Grenzwerte, wird mit Hilfe der Emmissions-Daten- Fernüberwachung automatisch und unverzüglich an die zuständige Behörde gemel- det. Liegt keine Überschreitung vor, so werden alle 24 Stunden die Messwerte an die Behörden ebenfalls automatisch weitergegeben.

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7. Schlussbetrachtung

Die gespeicherte Energie von Sekundärbrennstoff aus Abfall wird hier zu etwa 80 Pro- zent thermisch für die Klinkerproduktion genutzt und führt zu einem Netto-Gesamt- wirkungsgrad, inklusive der BRAM-Herstellung, von über 60 Prozent [3].

Durch den Einsatz von Alternativbrennstoffen für die Klinkerherstellung übernimmt die Zementindustrie auch eine wichtige Entsorgungsfunktion bei gleichzeitig großem volkswirtschaftlichem Nutzen. Den Forderungen der Abfallwirtschaft nach Zerstörung schädlicher organischer Substanzen in kontrollierten Prozessen, wird vollständig Rechnung getragen.

8. Literatur

[1] Moors, A.: Institut für Schadenverhütung und Forschung der öffentlichen Versicherer e.V. (IFS).

In: schadensprisma Ausgabe 2/2006

[2] Pretz, T.; Uepping, R.: Grenzen mechanischer Abfall-Trennverfahren. In: Umweltmagazin, April-Mai 2007

[3] Wünsch, C.: Institut für Abfallwirtschaft und Altlasten der TU Dresden, Teile und verbrenne – Artikel aus dem Recycling magazin 06/2014

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Vorwort

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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

Karl J. Thomé-Kozmiensky, Michael Beckmann (Hrsg.):

Energie aus Abfall, Band 14

ISBN 978-3-944310-32-9 TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky

Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2017

Redaktion und Lektorat: Dr.-Ing. Stephanie Thiel, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc.

Erfassung und Layout: Sandra Peters, Anne Kuhlo, Janin Burbott-Seidel, Claudia Naumann-Deppe, Ginette Teske, Gabi Spiegel, Cordula Müller

Druck: Universal Medien GmbH, München

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