CH701352A2 - Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen, insbesondere von Filter-Asche, aus Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen und zur Metall-Rückgewinnung. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen (insbesondere von Filter-Asche) aus Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) (10), und sie umfasst die Schritte: Erhitzen der Verbrennungsrückstände (11) zum Überführen von schadstoffhaltigen Inhaltsstoffen der Verbrennungsrückstände in die Gasphase, Ausfiltern von Schwermetallen (3) während der Gasphase, Abfiltrieren von Quecksilber während der Gasphase. Einleiten von dioxin- und furanhaltigen Restgasen (5) in eine Kehrichtverbrennungsanlage (10) und Deponieren der aufbereiteten Verbrennungsrückstände. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sehen eine weitere Aufbereitung der Verbrennungsrückstände vor, sodass letztlich eine Übertag-Deponierung der aufbereiteten Verbrennungsrückstände möglich ist, welche von Schadstoffen (wie Dioxinen, Furanen, Quecksilber und/oder Metalloxiden) befreit wurden.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen, insbesondere Filter-Asche, aus Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

[0002] Brennbare Haushalt- und Gewerbe-Abfälle werden seit Jahrzehnten in Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) entsorgt. In diesen modernen Anlagen funktioniert die Kehrichtverbrennung einwandfrei. Es ist sogar gelungen, einerseits die Umweltbelastung laufend zu reduzieren und die Ökobilanz durch eine erhöhte Abluftreinigung und durch eine zunehmende Metallrückgewinnung aus der Schlacke zu verbessern sowie andererseits die Strom- und Wärmeproduktion permanent zu steigern. Noch unbefriedigend gelöst ist jedoch die Entsorgung der mit Schadstoffen belasteten Verbrennungsrückstände in Form von Filter-Asche, von welcher beispielsweise in der Schweiz im Jahr 2007 rund 60 000 Tonnen anfiel und welche vor allem mit Russ, Schwermetallen, Quecksilber, Furan und Dioxin belastet ist.

[0003] Ein Teil dieser Filter-Asche wird heute noch ohne Vorbehandlung in Untertag-Deponien abgelagert. Ein weiterer Teil der Filter-Asche wird in eine so genannte neutrale Wäsche zur Entfernung von Salzen gebracht. Das verbleibende Material von dieser Filterasche wird danach mit Zement verfestigt und kann auf einer Reststoffdeponie entsorgt werden. In einem weiteren alternativen Aufbereitungsverfahren durchläuft die Filter-Asche zunächst mit Salzsäure aus der Rauchgasreinigung eine saure Wäsche. Hierbei werden die Schwermetalle Zink, Cadmium und Blei entfernt und die Filter-Asche anschliessend zusammen mit der Schlacke aus der KVA deponiert. Filter-Asche aus der KVA enthält pro Kilogramm bis zu 5 Mikrogramm Dioxin. Kommt diese giftige Substanz bei einer unsachgemässen Ablagerung mit ölverschmutztem Sickerwasser in Kontakt, so kann sie mobilisiert und ausgewaschen werden. Aufgrund ihrer Gefährlichkeit ist es deshalb notwendig, die Dioxinemissionen auf ein Minimum zu reduzieren. Um die von der «Europäischen Union» in diesem Zusammenhang festgelegten Grenzwerte von 1 Mikrogramm Dioxin pro Kilogramm Filter-Asche zu erreichen, besteht die Notwendigkeit, ein Verfahren zur effektiven Reduzierung des Dioxingehaltes in der Filter-Asche zu entwickeln.

[0004] Eine Vorrichtung und ein Verfahren des gleichen Anmelders betreffen die mechanische Aufbereitung der Filter-Asche. Die mit diesem Verfahren behandelte Filter-Asche aus Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen ist soweit gereinigt, dass eine Deponierung der nach dieser Behandlung anfallenden Reststoffe in Untertag-Deponien durchgeführt werden kann. Auf mechanischem Wege können jedoch sowohl weitere, teilweise besonders gesundheits- und umweltschädliche Bestandteile der Filter-Asche (z. B. Dioxine (PCDD), Furane (PCDF) und Quecksilber (Hg)) wie auch wiederverwertbare Metalle nicht entfernt werden. Die Übertag-Deponierung der verbleibenden Filter-Aschefraktionen kommt somit aufgrund der Restgehalte an Schadstoffen nicht in Frage. Aber auch in der Untertag-Deponie sind die belasteten Reststoffe als problematisch zu beurteilen. In den Rückständen enthaltenes Quecksilber und Metalloxide können zudem nicht als Rohstoff zurückgewonnen werden und problematisieren die Deponierung zusätzlich bzw. verhindern deren ökonomische Verwertung.

[0005] Nachteilig an der mechanisch aufbereiteten Filter-Asche (eine Bezeichnung, welche im Folgenden als Synonym für die Verbrennungsrückstände ebenfalls verwendet wird) ist aber, dass die Ablagerung aufgrund der Schadstoffbelastung in Untertag-Deponien erfolgen muss. Dies geht mit wesentlich höheren Kosten einher. Darüber hinaus stossen auch die bestehenden Untertag-Deponien an ihre Kapazitätsgrenzen. Dies macht die Erschliessung neuer Lagerstätten notwendig, wodurch weitere Kosten und Akzeptanzprobleme entstehen.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Behandlung von Verbrennungsrückständen aus Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen, insbesondere der Filter-Asche, soweit verbessert, dass eine Deponierung der nach der Behandlung verbleibenden Aschefraktionen problemlos in einer Unter- oder Übertag-Deponie erfolgen kann. Des Weiteren sollen Quecksilber, Salz und Metalloxide (insbesondere auch Zink) aus der Filter-Asche abgeschieden und in den Stoffkreislauf zurückgeführt bzw. verwertet werden können.

[0007] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen aus Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen gemäss Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0008] Im erfindungsgemässen Verfahren zur Behandlung derartiger Verbrennungsrückstände werden zunächst Dioxin (PCDD), Furan (PCDF), Quecksilber und Metalle aus den Verbrennungsrückständen entfernt, sodass die derart behandelten Verbrennungsrückstände problemlos untertag-deponiefähig werden. Durch die thermische Behandlung wird das spezifische Gewicht der Asche um ca. 20 % erhöht, was ökologisch und ökonomisch von hoher Bedeutung ist. Mit einer optionalen zusätzlichen Beigabe einer Zementverbindung als Bindemittel wird die Auswaschung der in der Filter-Asche verbliebenen Schadstoffreste verhindert und die Druckfestigkeit der beispielsweise in Blockform verpressten Asche erhöht, sodass eine Übertagdeponierung der Filter-Asche nach der Behandlung im erfindungsgemässen Verfahren unproblematisch wird. Das Verfahren erlaubt auch die Abscheidung des in der Filter-Asche enthaltenen Quecksilbers sowie von verwertbaren Metallen. Die so gewonnenen verwertbaren Fraktionen der Filterasche können entweder gesondert deponiert oder anschliessend in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden, falls dies unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sinnvoller erscheint. Gleiches gilt für Metalloxide, welche im Zuge der Temperaturbehandlung der Filter-Asche aus dieser ausgeschieden werden. Das erfindungsgemässe Verfahren kann in herkömmlichen Filter-Asche-Verwertungs- resp. Aufbereitungs-Anlagen, und zwar auch in solchen mit einer sog. sauren Wäsche, vorgeschaltet werden, um den Reinigungsgrad der Asche zu verbessern.

[0009] Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst dabei Verfahrensschritte zur Eliminierung von Dioxin und Furan und zur Rückgewinnung von Quecksilber und/oder Metallen aus der zu behandelnden Filter-Asche. In einem ersten Schritt erfolgt eine Erhitzung der Filter-Asche auf Temperaturen zwischen 238°C und 1000°C (bevorzugt zwischen 356°C und 600°C, insbesondere 500°C). In diesem Verfahrens-Schritt durchläuft die Filter-Asche den beheizbaren Teil einer Aufbereitungsanlage, insbesondere eine beheizte Schnecke oder ein beheiztes Drehrohr. Schwarze Partikel in der Filter-Asche sind leichter und schwimmen im Produktstrom in der Aufbereitungsanlage obenauf. Vor allem durch die Erhitzung dieser schwarzen Partikel im angegebenen Temperaturbereich entstehen in einem Vergasungsprozess Gase. Hierbei werden Dioxin, Furan, Quecksilber und möglicherweise auch Teile der vorhandenen Metalle in die Gasphase überführt oder verdampft und dadurch aus der Filter-Asche entfernt. Dies erfolgt bei spezifischen Temperaturen in einem schrittweisen Prozess. So verdampft Quecksilber beispielsweise bei 356,6°C, während Chlor bei 238,5°C und Schwefel bei 444,7°C verdampfen. Mit der Erhitzung auf 500°C kann somit eine Verdampfung aller vorgenannten zu eliminierenden Bestandteile erreicht werden. Durch weitere Temperaturerhöhung auf bis zu 1000°C können auch die Metallbestandteile verdampft werden und dann wie oben beschrieben aus der Gasphase zurückgewonnen werden. So verdampft das wirtschaftlich gut verwertbare Zink beispielsweise bei 907°C und wird von einer Erhitzung auf nahezu 1000°C miterfasst.

[0010] Die Schadstoff- (inkl. Chlor und Schwefel) und Metall-Rückstände werden hierbei in die Gasphase überführt. Die nach der Erhitzung und Ausgasung verbleibende Asche enthält somit keine Schadstoffe (wie z. B. Dioxin) mehr. In den weiteren Verfahrensschritten werden die verdampften Schadstoffe aus dem Dampf zurückgewonnen und (im Fall von Quecksilber, Metallen und Metalloxiden) verwertet.

[0011] Das Verfahren kann in jedem als geeignet angesehenen und auf die entsprechenden Parameter ausgelegten Reaktor erfolgen. Als besonders günstig wird jedoch angesehen, wenn das Verfahren in einem Pyrolyse-Reaktor unter Sauerstoffausschluss durchgeführt wird. Die Behandlung der Rückstände erfolgt dann je nach Ausgangsmaterial in indirekter oder direkter Pyrolyse. Zur Steuerung der Pyrolyse und zum Erzielen bestimmter Endprodukte besteht hier die Möglichkeit bestimmte Pyrolyse-Hilfsstoffe zuzugeben, sowie die Druckverhältnisse, Gasgemische und die Behandlungsdauer genau festzulegen, um so einen bestmöglichen Wirkungsgrad zu erzielen.

[0012] Bevorzugt erfolgt in einer Weiterbildung des Verfahrens eine Abkühlung des heissen Gases. Hierzu wird dieses durch einen Wärmetauscher geleitet und dabei abgekühlt. Die hierbei zurückgewonnene Wärme kann zur Steigerung der Energie-Effizienz der Anlage, zum Betrieb einer Heizung oder zur Stromgewinnung und dergleichen eingesetzt werden. Durch die Abkühlung der Gase vor dem Durchlauf durch den Filter wird dieser geschont und damit dessen Einsatzdauer verlängert. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens ist vorgesehen, die Schwermetalle aus «dem Gas auszufiltern, um diese gesondert abzulagern. Als empfehlenswert wird angesehen, die Filter und/oder die Schwermetalle in ein gesondertes Depot zu verbringen und zu lagern, um eine Kontamination der verbliebenen Fraktionen und damit der Umwelt zu verhindern. Möglich ist daneben auch eine Verwertung der Schwermetalle, die alternativ zur Deponierung erfolgen kann.

[0013] Das erfindungsgemässe Verfahren sieht des Weiteren vor, die bei der Erhitzung der Filter-Asche entstandenen und evtl. abgekühlten Gase durch einen Aktivkohlefilter zu leiten, um in der Gasphase vorhandenes Quecksilber und/oder Metalle zu entfernen. Das Quecksilber und/oder die Metalle werden dabei in der Kohle des Filters gebunden. Das nach der Filtrierung verbleibende Gas enthält nunmehr nur noch Dioxine und Furane. Die mit Quecksilber und/oder Metallen beaufschlagte Kohle wird in einem als günstig angesehenen, zusätzlichen Verfahrensschritt wieder aufbereitet und das Quecksilber und/oder Metalle dabei zurückgewonnen. Hierzu wird beispielsweise das aus dem Dampf herausgeholte Quecksilber, resp. die Aktivkohle, welche Quecksilber aufgenommen hat, in einem Quecksilber-Auffangtank gesammelt und der markt- und umweltgerechten Quecksilber-Aufbereitung zugeführt. Gleiches kann für die gesammelten Metalle erfolgen. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemässen thermischen Aufbereitungsverfahrens für Filter-Asche werden die vom Quecksilber und/oder Metalle befreiten, noch dioxin- und furanhaltigen Gase in einen Verbrennungsofen eingeleitet.

[0014] Bevorzugt erfolgt eine weitere Abkühlung der behandelten Filter-Asche. Als günstig wird in diesem Zusammenhang angesehen, die Asche (beispielsweise nach dem Durchlauf der oben erwähnten beheizten Schnecke oder des beheizten Drehrohres oder nach der Behandlung in einem sogenannten Rundtisch-Verfahren) durch oder über einen Wärmetauscher zu leiten, um hier zur Steigerung der Energie-Effizienz weitere Wärme zurückzugewinnen und um die Abwärme für weitere Verwendungen zur Verfügung zu stellen.

[0015] Als günstig wird angesehen, wenn zu einer weiteren Abtrennung von Metalloxiden und Metallen, die aufgrund zu niedriger Behandlungstemperaturen nicht oder nicht vollständig verdampft wurden, ein Abscheiden dieser Stoffe aus den behandelten Verbrennungsrückständen mittels Magnetabscheidung erfolgt. Dabei kann die Magnetabscheidung unmittelbar vor der Deponierung erfolgen. Möglich ist jedoch auch, dass diese in oder vor jedem der vorgenannten Verfahrensabschnitte ein-oder mehrmalig durchgeführt wird. Es kann somit eine weitere Senkung der Belastung der zur Deponierung anstehenden Verbrennungsrückstände mit diesen Stoffen durchgeführt werden. Daneben besteht allerdings auch die Möglichkeit zur Rückgewinnung von wirtschaftlich verwertbaren Restbestandteilen der Filterasche, um somit den Deckungsbeitrag zu erhöhen.

[0016] In einer einfachen Ausführung wird die Filter-Asche nicht entsalzt bzw. der Metalloxid-Anteil nur unvollständig entfernt. Während die ursprüngliche Asche eher flockig vorlag, wird diese durch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in eine sandartige Konsistenz überführt und gleichzeitig deren spezifisches Gewicht erhöht. Da im erfindungsgemässen Verfahren aus der Filter-Asche nur Quecksilber, Metalle, Dioxin und Furan entfernt wurden, ist diese Asche zur Untertag-Deponierung geeignet. Als empfehlenswert wird daher angesehen, die behandelte Filter-Asche für die Übertag-Deponierung weiter aufzubereiten.

[0017] Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens sieht eine Entsalzung und zusätzliche Rückgewinnung von Metalloxiden aus der Filter-Asche vor. Dies erfolgt in weiteren Schritten, welche dem oben beschriebenen Verfahren nachgeordnet werden. Nachdem die Filter-Asche im Wärmetauscher abgekühlt wurde, wird diese nicht direkt deponiert, sondern in eine Entsalzungsanlage und in einen Trennbehälter überführt. Der Filter-Asche, welche noch Metalloxide enthält und die noch nicht entsalzt wurde, wird zur Entsalzung zunächst Wasser beigefügt. Zur Verbesserung der Reaktion ist das Wasser bevorzugt erwärmt, wobei zur Erwärmung des Wassers beispielsweise auch die im Wärmetauscher zurückgewonnene Wärme verwendet werden kann. Anschliessend wird die derart behandelte Filter-Asche in einem Trennbehälter umgerührt. Als günstig wird angesehen, wenn das Rühren des Wasser-Asche-Gemisches mit Hilfe eines Rührwerkes erfolgt. Durch das Umrühren kommt es zu einer Trennung der Phasen des Wasser-Asche-Gemisches. Die schwereren Teile der Filter-Asche, die hauptsächlich Metalloxide enthalten, setzen sich im unteren Teil des Trennbehälters ab, während die leichteren Bestandteile die obere Phase bilden und hier eine zementähnliche Schicht bilden. Das Dioxin, welches ursprünglich noch im Salz gebunden war, wird bei der Auflösung des Salzes im warmen Wasser-Asche-Gemisch frei, womit eine weitergehende Befreiung der Filter-Asche von Dioxin erreicht wird. Die obere, abgetrennte Phase, die zementähnliches Material umfasst, weist ein geringeres spezifisches Gewicht auf als die verbliebene Phase, welche noch Schwermetalle enthält. Bevorzugt wird das zementähnliche Material mechanisch (beispielsweise mit einem Schieber) aus dem Trennbehälter entfernt und separat gespeichert.

[0018] Das Verfahren umfasst zudem einen Filtrierschritt für das ungereinigte Salzwasser, welches beim Mischen von Filter-Asche und Wasser anfällt. Das gefilterte Salzwasser kann anschliessend als gereinigtes Salzwasser in nachgeordneten Verfahrensschritten weiterbehandelt werden. Bevorzugt werden die aus dem Salzwasser ausgefilterten Partikel mit der Filter-Asche oder getrennt davon thermisch getrocknet. Das Salz liegt in gelöster Form im Wasser vor und kann dadurch nicht vom Filter zurückgehalten werden. Als empfehlenswert wird angesehen, das gefilterte, salzhaltige Abwasser zu entsorgen, da dieses hinsichtlich des Schadstoffrestgehaltes als unbedenklich anzusehen ist.

[0019] Nach dem Entsalzen der Filter-Asche und dem Entfernen des zementähnlichen Material-Anteils verbleibt das schwerere, metalloxidhaltige Material im Trennbehälter. Das Material ist noch feucht und wird daher bevorzugt zunächst getrocknet. Dies erfolgt in günstiger Weise durch Abtropfen, beispielsweise nach Ausbreiten auf einem Rost oder Sieb. Das Abtropfwasser kann aufgrund der Unbedenklichkeit hinsichtlich des Restgehaltes an Schadstoffen ebenfalls als Abwasser entsorgt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt die vollständige thermische Trocknung der abgetropften Masse, wobei hier günstigerweise auf die Abwärme aus dem oder den Wärmetauscher(n) zurückgegriffen werden kann.

[0020] Nach der Trocknung werden die magnetischen Metalloxide mittels Magnetabscheidung aus dem Material entfernt und damit zurückgewonnen. Bevorzugt wird die getrocknete Masse hierfür zerkleinert, um die Effizienz der Magnetabscheidung zu erhöhen. Als günstig wird angesehen, wenn die gewonnenen Schwermetalle gesammelt und weiterbehandelt oder gesondert deponiert werden. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Filter-Asche gesammelt. Die Filter-Asche ist nun aufbereitet und gereinigt und enthält kein Salz und nahezu keine Metalloxide mehr. Die Filter-Asche eignet sich somit nun für die Übertag-Deponie und kann hier kostengünstig und frei von ökologischen Bedenken abgelagert werden.

[0021] Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter (jedoch nicht beschränkender) Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung. Es zeigt: <tb>Fig. 1<sep>eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemässen Verfahrens und <tb>Fig. 2<sep>eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens.

[0022] Das erfindungsgemässe Verfahren dient zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen und hierbei insbesondere zur Behandlung der dioxin-, furan-, quecksilber- und schwermetallbelasteten Filter-Asche aus Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen (hier allgemein mit der Ziffer 10 bezeichnet). Das Verfahren kann dabei jeder bestehenden Aufbereitungsanlage für Filter-Asche vor-oder nachgeschaltet werden. Dabei ist das Vorschalten dem Nachschalten vorzuziehen, damit das Dioxin und Furan gleich zu Beginn entfernt werden. Es folgt somit zunächst eine mechanische oder chemische Aufbereitung der Filter-Asche und danach eine thermische Aufbereitung. Denkbar ist jedoch auch, dass die thermische der chemischen bzw. mechanischen Aufbereitung vorgeschaltet wird.

[0023] Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Verfahren werden Dioxin (PCDD), Furan (PCDF) und Quecksilber aus der Asche entfernt, welche aus dem Anlagefilter 20 einer KVA 10 oder einer mechanischen/chemischen Aufbereitungsanlage 30 entnommen wird. Die derart behandelte Filter-Asche ist nach der Behandlung untertag-deponiefähig. Durch die thermische Behandlung wird das spezifische Gewicht der Asche um ca. 20 % erhöht, was ökologisch und ökonomisch von hoher Bedeutung ist. Das Quecksilber wird (ebenso wie alle Metalloxide, die bei dieser Temperatur ausgeschieden werden) in den Kreislauf zurückgeführt.

[0024] Im ersten Schritt des Verfahrens wird Filter-Asche, welche aus dem (einer KVA 10 oder einer mechanischen/chemischen Aufbereitungsanlage 30 zugeordneten) Anlagefilter 20 entnommen wird, in einem Reaktor 11 auf 500°C aufgeheizt. Dies geschieht beispielsweise durch eine im Reaktor 11 angeordnete, beheizte Schnecke oder durch ein beheiztes Drehrohr (beides nicht dargestellt). Die schwarzen Partikel in der Filter-Asche sind leichter, schwimmen hier obenauf und werden daher am stärksten erhitzt. Durch diese Erhitzung der schwarzen Partikel auf 500°C entstehen Gase (Vergasungsprozess). Das Dioxin, das Furan und das Quecksilber gehen im Zuge des Vergasungsvorganges in die Gasphase über oder verdampfen und werden dadurch aus der Filter-Asche entfernt. So wird beispielsweise bei 356,6°C Quecksilber weggedampft, jedoch bereits schon bei 238,5°C Chlor und erst bei 444,7°C Schwefel. Um eine sichere Verdampfung aller relevanten Schadstoffe zu erreichen, wird im erfindungsgemässen Verfahren eine Reaktortemperatur von ca. 500°C gewählt. Die dioxinhaltigen Rückstände (inkl. Chlor und Schwefel) werden somit in die Gasphase überführt und im Reaktor 11 verbleibt nur noch Asche, welche kein Dioxin mehr enthält. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das heisse Gas in einen Gas-Wärmetauscher 2 eingeleitet, dort abgekühlt und so Wärme zurückgewonnen. Durch diese Abkühlung der Gase vor dem Durchlauf durch den Schwermetallfilter 3 wird dieser geschont. Nach dem Gas-Wärmetauscher 2 werden im Schwermetallfilter 3 Schwermetalle aus dem Gas ausgefiltert, welche dann in das Depot 7 verbracht und gelagert werden können.

[0025] Die in den ersten Verfahrensschritten entstandenen und nachfolgend abgekühlten Gase durchströmen im Anschluss an den Schwermetallfilter 3 einen Aktivkohlefilter 4, welcher das Quecksilber in der Kohle bindet. Diese mit Quecksilber versehene Kohle kann später wieder aufbereitet und das Quecksilber zurückgewonnen werden. Die Filtrierung durch den Aktivkohlefilter 4 kann durch chemisches Binden von Quecksilber weiter verbessert werden. Das Gas ist nach der Filtrierung durch den Aktivkohlefilter 4 nur noch dioxin- und furanhaltig. Das aus der Gasphase abgeschiedene Quecksilber bzw. die Aktivkohle, welche das Quecksilber aufgenommen hat, wird in einem Quecksilber-Auffangtank 17 gesammelt und kann anschliessend aus dem Quecksilber-Auffangtank 17 für die umwelt- und marktgerechte Quecksilber-Aufbereitung bereitgestellt werden. Die von Quecksilber befreiten, jedoch noch dioxin- und furanhaltigen Gase werden über einen Gaseintritt 5 (beispielsweise ein Ventil) in den Verbrennungsofen 12 der KVA 10 zurückgeführt und durch die dort herrschenden hohen Temperaturen eliminiert.

[0026] Die zur Abscheidung der Schadstoffe erhitzte Asche wird über oder durch einen Asche-Wärmetauscher 8 geleitet und die Filter-Asche hierbei abgekühlt. Die zurückgewonnene Wärme kann dann beispielsweise in den Wärmekreislauf der KVA 10 eingespeist und der Wirkungsgrad der Anlage dadurch erhöht werden.

[0027] Nach Durchlauf durch den Asche-Wärmetauscher 8 wird die aufbereitete Filter-Asche in einem Lager 9 gesammelt. Da die Filterasche nach Entfernung von Quecksilber, Dioxin und Furan noch nicht entsalzt ist und da die Metalloxide nur unvollständig entfernt wurden, ist diese Asche meist nur für die Untertag-Deponie geeignet. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Behandlung ist die Filter-Asche von sandiger Konsistenz, während sie zu Beginn des Verfahrens flockig war. Auch ist das spezifische Gewicht dieser aufbereiteten Filter-Asche höher.

[0028] Fig. 2 stellt eine Weiterbildung des Verfahrens aus Fig. 1schematisch dar. Dieses wurde durch zusätzliche Verfahrensschritte dahingehend modifiziert, dass nun auch die Entsalzung und Rückgewinnung von Metalloxiden aus der Filter-Asche erfolgen kann. Hierzu wird das in Fig. 1 dargestellte Verfahren um weitere Verfahrensschritte für die Entsalzung und Rückgewinnung von Metalloxiden erweitert.

[0029] Die Schritte des zu Fig. 1beschriebenen Verfahrens werden identisch bis zum Abkühlen der Filter-Asche im Gas-Wärmetauscher 2 durchlaufen. Nachdem die Filter-Asche während dem Durchlauf durch den Asche-Wärmetauscher 8 abgekühlt wurde, wird sie an eine Entsalzungsanlage 22 weitergegeben. Dort wird der Filter-Asche, welche noch Metalloxide enthält und welche auch noch nicht entsalzt wurde, zur Entsalzung warmes Wasser beigefügt. Anschliessend wird die derart behandelte Filter-Asche in einem Trennbehälter 23 mit Hilfe eines Rührwerks 14 umgerührt. Durch das Umrühren setzen sich die schwereren Teile der Filter-Asche, nämlich die Metalloxide, unten im Trennbehälter 23 ab, während die leichteren Teile oben aufschwimmen und eine weisse, zementähnliche Schicht bilden. Das zementähnliche Material, welches unter Einfluss des Rührwerkes 14 im Trennbehälter 23 oben aufschwimmt, hat ein geringeres spezifisches Gewicht als der verbleibende Rest der Filter-Asche im Trennbehälter 23, welche noch Schwermetall enthält. Dieses zementähnliche Material wird aus dem Trennbehälter mit einem Schieber 15 hinausgeschoben und in einem Lagerbehälter 18 zwischengelagert. Das ungereinigte Salzwasser aus dem Trennbehälter 23 wird in einem Zwischenschritt 19 gefiltert und anschliessend als gereinigtes Salzwasser über eine Abwasserleitung 13 entsorgt. Die aus dem Salzwasser ausgefilterten Partikel werden mit dem verbliebenen Teil der Filter-Asche aus dem Trennbehälter 23 in eine Trocknungsanlage 16 überführt.

[0030] Nach dem Entsalzen der Filter-Asche und dem Entfernen des zementähnlichen Materials, werden die im Trennbehälter 23 verbliebenen schwereren und metall-oxidhaltigen Teile der Filter-Asche in eine Abtropfeinrichtung 25 (beispielsweise auf einem Sieb oder Rost) abgelagert. Das abtropfende Wasser wird ebenfalls über die Abwasserleitung 13 entsorgt. Nach dem Abtropfen wird die abgetropfte Masse in der Trocknungsanlage 16 vollständig thermisch getrocknet. Die getrocknete Masse wird zerkleinert und alle magnetischen Metalloxide mittels Magnetabscheidung 26 zurückgewonnen. Diese werden anschliessend für die Weiterverarbeitung 27 bereitgestellt. Die aufbereitete und gereinigte Filter-Asche, welche kein Salz und nur noch Spuren von Metalloxiden enthält, kann dann problemlos auf einer Übertag-Deponie 12 gelagert werden.

Claims (27)

1. Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen, insbesondere von Filter-Asche, aus Kehrichtverbrennungsanlagen (10), umfassend die Schritte: - Erhitzen der Verbrennungsrückstände zum Überführen von schadstoffhaltigen Inhaltsstoffen der Verbrennungsrückstände in die Gasphase, - Ausfiltern von Schwermetallen während der Gasphase, - Abfiltrieren von Quecksilber und/oder Metallen während der Gasphase, - Einleiten von dioxin- und furanhaltigen Restgasen in eine Kehrichtverbrennungsanlage (10) und - Deponieren oder Wiederverwerten der aufbereiteten Verbrennungsrückstände.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erhitzen der Filterasche auf Temperaturen zwischen 238°C und 1000°C erfolgt (bevorzugt zwischen 356°C und 600°C, insbesondere 500°C).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen im beheizbaren Teil einer Aufbereitungsanlage (30) oder in einem Reaktor (11) mit beheizbarer Schnecke oder einem beheizbaren Drehrohr erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor als Pyrolysereaktor ausgebildet ist, wobei das Verfahren unter Sauerstoffabschluss durchführbar ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend den Schritt: - Abkühlen der heissen Gase.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase zum Abkühlen durch einen Gas-Wärmetauscher (2) geleitet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend die Schritte: - Verbringen der ausgefilterten Schwermetalle in ein Depot (7) und - Lagern oder Wiederverwerten der ausgefilterten Schwermetalle.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abfiltrieren von Quecksilber und/oder Metallen mit einem Aktivkohlefilter (4) erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Quecksilber und/oder Metallen beaufschlagte Aktivkohlefilter (4) und/oder die Aktivkohle aufbereitet und das Quecksilber und/oder die Metalle zurückgewonnen werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend den Schritt: - Abkühlen der behandelten Verbrennungsrückstände, insbesondere mittels Durchleiten durch einen Asche-Wärmetauscher (8).

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiden von verbliebenen Metalloxiden und/oder Metallen aus den behandelten Verbrennungsrückständen mittels Magnetabscheidung (26) erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend den Schritt: - Vorbereiten der behandelten Verbrennungsrückstände für die Untertag-Deponierung.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich umfassend die Schritte: - Überführen der Verbrennungsrückstände in eine Entsalzungsanlage (22), - Beifügen von Wasser zu den Verbrennungsrückständen zur Bildung eines Wasser-Verbrennungsrückstands-Gemisches und zum Lösen von Salzen aus den Verbrennungsrückständen zur Bildung von Salzwasser, - Trennen der Phasen des Wasser-Verbrennungsrückstands-Gemisches in eine obere leichte Phase und eine untere schwere Phase, - Abtrennen der oberen leichten Phase von der unteren schweren Phase, - Abziehen und Filtrieren des Salzwassers, - Trocknen der unteren schweren Phase und - Abscheiden von Metalloxiden aus der getrockneten schweren Phase.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser erwärmt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erwärmen des Wassers die im Gas- (2) und/oder Asche-Wärmetauscher (8) zurückgewonnene Wärme verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung des Wasser-Verbrennungsrückstands-Gemisches in einem Trennbehälter (23) erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Trennbehälter (23) ein Rührwerk (14) vorgesehen ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trocknung der unteren schweren Phase die im Gas- (2) und/oder Asche-Wärmetauscher (8) zurückgewonnene Wärme verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung durch Abtropfen erfolgt.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiden von Metalloxiden aus der getrockneten schweren Phase mittels Magnetabscheidung (26) erfolgt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die getrocknete schwere Phase vor dem Abscheiden der Metalloxide zerkleinert wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, weiterhin umfassend die Schritte: - Sammeln der gewonnenen Schwermetalle und - gesondertes Deponieren der gewonnenen Schwermetalle.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, weiterhin umfassend die Schritte: - Sammeln der behandelten Verbrennungsrückstände und - Deponieren der Verbrennungsrückstände in einer Übertag-Deponie.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Abtrennung der leichten Phase mit einem Schieber (15) erfolgt.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetrennte leichte Phase separat gelagert wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, weiterhin umfassend den Schritt: - Deponieren und/oder Einleiten in die Abwasserentsorgung des abgezogenen und filtrierten Salzwassers.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 26, weiterhin umfassend den Schritt: - Trocknen der aus dem Salzwasser ausgefilterten Partikel.