Anforderungen an die Aufbereitung von Siedlungs- und Produktionsabfällen zu Ersatzbrennstoffen für die thermische Nutzung in Kraftwerken und industriellen Feuerungsanlagen
(Deutsch)
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Herstellung und Einsatz von Ersatzbrennstoffen werden von vielen Rahmenbedingungen flankiert. Qualitätsanforderungen potentieller industrieller Verwerter sowie die in den jeweiligen Industriebereichen zur Verfügung stehenden Verwertungskapazitäten stellen für die Planung und den Betrieb von Anlagen zur Ersatzbrennstoffproduktion eine Grundvoraussetzung dar. Die vorliegende Dissertation untersucht die Anforderungen an die Aufbereitung von Siedlungs- und Produktionsabfällen zu Ersatzbrennstoffen (EBS) für den Einsatz in Kraftwerken und industriellen Feuerungsanlagen. Zunächst werden anhand einer Literaturrecherche die entscheidenden Rahmenbedingungen und Einflussgrößen auf die gesamte Prozesskette der Ersatzbrennstoffherstellung und -verwertung dargestellt. Den sich hieraus abgeleiteten Fragestellungen wird durch Befragung von Betreibern großtechnischer Anlagen zur Herstellung und Verwertung von Ersatzbrennstoffen nachgegangen. Die Anlagenkonzepte der untersuchten mechanischen Aufbereitungsanlagen lassen sich nach Herkunft der Abfälle in drei Kategorien unterteilen: Aufbereitung von Produktionsabfällen, heizwertreichen MBA-Fraktionen und gemischten Siedlungsabfällen. Mit zunehmender Heterogenität der Abfälle ist eine Erhöhung des Aufbereitungsaufwandes und eine Verringerung der EBS-Ausbeute zu beobachten. So sind bei der Aufbereitung von Produktionsabfällen EBS-Ausbringgrade von 95% und bei Hausmüll von max. 40% für die Mitverbrennung in industriellen Feuerungsanlagen zu erzielen. Die durch Siebung und Sichtung abgetrennten Fein- und Schwerfraktionen überschreiten, nach Angabe einiger Anlagenbetreiber, mit einem Brennwert größer als 6.000 kJ/kg eines der Zuordnungskriterien der Abfallablagerungsverordnung (AbfAbIV). Soll eine Ablagerung dieser Fraktionen nach Auslaufen der Übergangsfrist der AbfAblV im Mai 2005 beibehalten werden, müssen heizwertreiche und schadstoffbelastete Fraktionen abgetrennt und der thermischen Behandlung in Müllverbrennungsanlagen zugeführt werden. Zum Zeitpunkt der Untersuchungen (2002/03) wurde der überwiegende Teil der erzeugten EBS im Bereich der Zementindustrie verwertet. Die bereits erreichten hohen Substitutionsgrade in diesem Bereich lassen eine deutliche Steigerung der Verwertungskapazitäten für EBS aus Produktions- oder Siedlungsabfällen nicht erwarten. Somit ergibt sich eine starke Abhängigkeit des Ersatzbrennstoffmarktes von der Entwicklung des EBS-Einsatzes im Bereich der Energieerzeugung. Planungsvorhaben lassen einen weiteren Ausbau der Verwertungskapazitäten in Kohlekraftwerken und speziell für EBS errichteten Monoverbrennungsanlagen erkennen. Durch Auswertung der Einzelangaben von etwa 20 untersuchten Verwertungsanlagen ergeben sich Hinweise auf branchen- und technologieabhängige Anforderungen an die Qualität der EBS. Für die verfahrenstechnische Eignung der EBS zum Einsatz in Mitverbrennungsanlagen sind die Korngröße, der Heizwert, der Chlorgehalt sowie der Gehalt an Störstoffen von entscheidender Bedeutung. Aus den Anforderungen an den maximal tolerierten Schwermetallgehalt kann eine Etablierung der Richtwerte des RAL-GZ 724 gefolgert werden. Durch die Berücksichtigung der Qualitätsanforderungen der Verwerter sowie den vorhandenen und prognostizierten Verwertungskapazitäten, werden allgemeingültige Handlungsoptionen für die Herstellung von Ersatzbrennstoffen abgeleitet. Dargestellt werden die Auswirkungen auf die mechanische Aufbereitung, die Kombinationsmöglichkeiten von Verwertungsoptionen in verschiedenen Industriebereichen sowie die sich hieraus ergebende Entsorgungssicherheit für die hergestellten Ersatzbrennstoffe.
Anforderungen an die Aufbereitung von Siedlungs- und Produktionsabfällen zu Ersatzbrennstoffen für die thermische Nutzung in Kraftwerken und industriellen Feuerungsanlagen