DE19810872A1 - Verfahren zur Erhöhung der Auslaugbeständigkeit fester Verbrennungsrückstände - Google Patents
Verfahren zur Erhöhung der Auslaugbeständigkeit fester VerbrennungsrückständeInfo
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- F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
- F23J2900/01007—Thermal treatments of ash, e.g. temper or shock-cooling for granulation
Abstract
Um die Auslaugbeständigkeit fester Verbrennungsrückstände aus der Verbrennung von Müll zu erhöhen, werden diese Verbrennungsrückstände bei einer Temperatur von 400 bis 600 DEG C in einer nichtoxidierenden Atmosphäre getempert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der
Auslaugbeständigkeit fester Verbrennungsrückstände aus der
Verbrennung von Müll mit den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruches 1.
Thermische Anlagen zur Umsetzung von Abfallstoffströmen, wie
beispielsweise Müllverbrennungsanlagen, werden mit dem Ziel
betrieben, den zu beseitigenden Abfallstrom zu mineralisieren.
Dabei werden die brennbaren, meist kohlenstoffhaltigen Anteile
des Abfalls in gasförmige Reaktionsprodukte überführt, während
der verbleibende Rest als fester Verbrennungsrückstand aus dem
Verbrennungsraum entfernt wird. Der feste Verbrennungsrückstand
wird einer Deponie zugeführt oder, falls der feste
Verbrennungsrückstand über bestimmte Eigenschaften verfügt,
auch in einer Verwertung etwa als Baumaterial im Wegebau
eingesetzt.
Für die Nutzung der festen Verbrennungsrückstände ist die
Einhaltung gewisser Kriterien erforderlich, die zum Teil durch
Gesetze und Verordnungen festgelegt sind. Eines der geforderten
Kriterien betrifft die Beständigkeit der festen
Verbrennungsrückstände gegen eine Auslaugbarkeit bestimmter
Inhaltsstoffe. Die Auslaugbarkeit ist von Bedeutung, da
Deponien oder Erdbauwerke von Wasser durchdrungen werden
können. In dem Wasser vorhandene saure Bestandteile, wie
Kohlendioxid oder Schwefeloxide, können mit den festen
Verbrennungsrückständen chemische Reaktionen eingehen, bei
denen bestimmte Komponenten, wie beispielsweise Schwermetalle,
mobilisiert werden. Diese mobilisierten Bestandteile verlassen
den Deponiekörper mit dem Sickerwasser und beeinträchtigen
damit die Umwelt, insbesondere das Grundwasser.
Zur Erkennung der Mobilisierbarkeit unerwünschter Stoffe aus
den Verbrennungsrückständen werden durch gesetzliche
Vorschriften bestimmte Testverfahren definiert. Bei dem
sogenannten Eluattest wird eine definierte Menge des zu
deponierenden oder bautechnisch zu verwendenden Materials mit
einer definierten Menge Wassers unter definierten Bedingungen
in Kontakt gebracht. Nach diesem Kontakt werden die wäßrige
Phase und die Feststoffphase getrennt. Die wäßrige, als Eluat
bezeichnete Phase wird hinsichtlich der in den Vorschriften
genannten Substanzen einer quantitativen chemischen Analyse
unterzogen.
Die festen Verbrennungsrückstände aus Müllverbrennungsprozessen
sind jedoch kein chemisch inertes Stoffgemisch und können bei
der Lagerung eine Alterung erfahren. Diese Alterung kann sich
beispielsweise durch geänderte mechanische Eigenschaften des
Materials, insbesondere durch eine Zunahme der Scherfestigkeit
oder eine verbesserte Beständigkeit gegen Auslaugung bestimmter
Inhaltsstoffe bemerkbar machen.
Zur Verbesserung der Aschequalitäten wurden auch thermische
Verfahren wie Sinterung und Verglasung der Rostaschen
diskutiert und in der Literatur beschrieben. So soll durch ein
Sintern der festen Verbrennungsrückständen im Temperaturbereich
von 850 bis 1000°C die Eluatstabilität der
Verbrennungsrückstände verbessert werden.
Weiterhin ist aus der DE-A-44 29 958 ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Rostaschen innerhalb
einer der Verbrennungszone einer Müllverbrennungsanlage
anschließenden Ausbrandzone mittels eines speziell
ausgebildeten Ausbrandrostes bekannt. Dabei wird die Rostasche
innerhalb einer der Verbrennungszone einer
Müllverbrennungsanlage anschließenden Ausbrandzone direkt auf
einen flüssigkeitsgekühlten Ausbrandrost durch den
ascheninhärenten Energieinhalt aufgeheizt und versintert und
anschließend mittels Vorschubrost weitertransportiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in einer
Müllverbrennungsanlage anfallenden festen
Verbrennungsrückstände derart nachzubehandeln, daß die
Eigenschaften der Verbrennungsrückstände gegen eine
Eluierbarkeit verbessert werden.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren
erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die Einhaltung nichtoxidierender, vorzugsweise
reduzierender Bedingungen läßt sich bereits bei relativ
niedrigen Temperaturen eine Konditionierung der festen
Verbrennungsrückstände erreichen. Diese Konditionierung
senkt - gemessen nach dem Eluattest - die Konzentration bestimmter
Komponenten im Eluat der erfindungsgemäß nachbehandelten
Verbrennungsrückstände ab. Dadurch wird insbesondere die
Konzentration der Schwermetallverbindungen im Eluat soweit
gesenkt, daß die gesetzlichen Vorschriften erfüllt sind.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Feuerraum einer
Müllverbrennungsanlage mit einer Behandlungseinrichtung
für die Verbrennungsrückstände und
Fig. 2 ein Schema für eine andere Nachbehandlung der
Verbrennungsrückstände.
Eine Müllverbrennungsanlage enthält einen Verbrennungsrost 1,
der im dargestellten Fall durch rotierende, entlang einer
geneigten Ebene angeordnete Rostwalzen 2 gebildet ist. Der Müll
wird dem Verbrennungsrost 1 über einen Aufgabetrichter 3 und
einen Aufgabestößel 4 zugeführt. Unterhalb des
Verbrennungsrostes 1 befinden sich Luftkästen 5, durch die den
Rostwalzen 2 von unten primäre Verbrennungsluft zugeführt wird.
Während der Bewegung über den Verbrennungsrost 1 wird der Müll
beim Durchlaufen einer Verbrennungszone 6 durch den Kontakt mit
der von unten zugeführten Verbrennungsluft getrocknet, entgast
und verbrannt. Am Ende des Verbrennungsrostes 1 ist der Müll
weitgehend ausgebrannt, so daß feste Verbrennungsrückstände
übrig bleiben, die maximal noch 1 bis 2% Kohlenstoff enthalten
können.
Oberhalb des Verbrennungsrostes 1 befindet sich ein Feuerraum,
der durch eine gekühlte Feuerraumdecke 8 und eine gekühlte
Feuerraumrückwand 9 begrenzt ist und der in einem Rauchgaszug
10 übergeht. Der Rauchgaszug 10 führt zu einem nicht gezeigten
Abhitzekessel. In der Feuerraumdecke 8 und in der
Feuerraumrückwand 9 sind Brenner 11 angeordnet, über die
weitere Verbrennungsluft in den Feuerraum eingeblasen wird. Mit
Hilfe dieser sekundären Verbrennungsluft werden die Gase und
die mitgerissenen Feststoffpartikel nachverbrannt, die das über
den Verbrennungsrost 1 bewegte Müllbett verlassen.
Noch innerhalb des Feuerraumes schließt sich an den
Verbrennungsrost 1 eine Behandlungseinheit an. Im vorliegenden
Fall besteht die Behandlungseinheit aus einem Vorschubrost 13,
unter dem ein separater Luftkasten 14 angeordnet ist. Dieser
Vorschubrost 13 nimmt die festen, durch die Verbrennung des
Mülls entstandenen Verbrennungsrückstände auf und fördert sie
in Form eines bewegten Bettes zum Austragende des Feuerraumes.
Auf dem die Behandlungseinheit 12 bildenden Vorschubrost 13
wird der feste Verbrennungsrückstand unmittelbar nach der
Verbrennung des Mülls bei einer Temperatur von 400 bis 600°C
getempert. Innerhalb des über den Vorschubrost 13 bewegten
Bettes wird eine nichtoxidierende oder reduzierende Atmosphäre
eingehalten. Weist der Verbrennungsrückstand noch einen
geringen Restkohlenstoffgehalt auf, so wird dem Vorschubrost 13
über den Luftkasten 14 eine im Vergleich mit der
Müllverbrennung geringere Luftmenge zugeführt. Diese Luftmenge
ist gerade so groß daß der Restkohlenstoff des festen
Verbrennungsrückstandes zum Teil verbrennt. Anstelle von Luft
kann auch ein anderes Gas, z. B. Rauchgas, zugeführt werden.
Diesem Behandlungsgas können nichtoxidierend oder reduzierend
wirkende Gaskomponenten, wie CO, CO2, oder Wasserdampf
zugesetzt werden. Diese Gaskomponenten begünstigen die
Verminderung der im Eluattest bestimmten Komponenten im Eluat.
In der gleichen Richtung wirkt eine mit Chlor angereicherte
Gasatmosphäre, die durch einen Zusatz von Chlorgas oder von
Chlorverbindungen zu dem Behandlungsgas hergestellt wird.
Das im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebene Verfahren zur
Nachbehandlung des Verbrennungsrückstandes ist in den
Verbrennungsprozeß des Mülls integriert und als
Konditionierungsstufe an den Verbrennungsrost 1 angeschlossen
bzw. in die Feststoffbewegung auf den Verbrennungsrost 1
integriert.
In der Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform für ein Verfahren
zur Nachbehandlung des Verbrennungsrückstandes schematisch
gezeigt. Eine Müllfeuerung 15 enthält, wie in Fig. 1
dargestellt, einen Verbrennungsrost und einen Feuerraum mit
einer Verbrennungszone. Der Müllfeuerung 15 wird über eine
Zuführung 16 Müll und über eine Luftleitung 17 Verbrennungsluft
zugeführt. Der Müllfeuerung 15 ist ein Abhitzekessel 18 und
eine Rauchgasreinigung 19 nachgeschaltet, in denen das bei der
Verbrennung des Mülls anfallende Rauchgas gekühlt und gereinigt
wird. Aus der Rauchgasreinigung 19 wird das Rauchgas über eine
Rauchgasleitung 20 einem Kamin zugeführt.
Der bei der Verbrennung des Mülls anfallende feste
Verbrennungsrückstand wird aus dem Feuerraum der Müllfeuerung 15
abgezogen und gelangt nach dem Austritt aus dem Feuerraum
über eine Leitung in einen ein Wasserbad enthaltenden Entascher
21, der beispielsweise als ein, mit einer Kratzerkette
versehener Naßentascher oder als ein Preßkolbenentascher
ausgebildet ist. Der Entascher 21 stellt gleichzeitig eine
Abdichtung dar, die verhindert, daß heiße und ungereinigte
Rauchgase die Müllfeuerung 15 über den Weg des
Verbrennungsrückstandes verlassen.
Unmittelbar aus dem Entascher 21 oder nach einer
Zwischenlagerung wird der Verbrennungsrückstand einer
Behandlungseinheit 12 zugeführt. Die Behandlungseinrichtung ist
beispielsweise als Drehrohr, als Vibrationsrinne, als
Schwingrinne oder als Becherwerk ausgeführt und von einem
Gehäuse umgeben. Innerhalb der Behandlungseinheit 12 bildet der
Verbrennungsrückstand ein bewegtes oder wie im Falle des
Becherwerkes ein ruhendes Bett. Durch Aufbringen von Energie
wird der feste Verbrennungsrückstand innerhalb der
Behandlungseinheit 12 auf eine Temperatur von 400 bis 600°C
erwärmt. Die notwendige Energie kann von außen durch eine
Beheizung der Behandlungseinheit 12 aufgebracht werden. Die
Behandlungseinheit 12 kann durch ein erhitztes Gas oder über
Brenner 22 von innen beheizt werden.
Wie im Zusammenhang mit dem in der Anlage nach Fig. 1
durchgeführten Verfahren erläutert, wird auch in dieser
Behandlungseinheit 12 eine nichtoxidierende oder reduzierende
Gasatmosphäre eingestellt. Das Gas wird der Behandlungseinheit
12 über die Brenner 22 oder über Leitungen zugeführt. Das Abgas
wird aus der Behandlungseinheit 12 über eine Abgasleitung 23
abgeführt und einer Abgasreinigung, z. B. der zu der
Müllfeuerung 15 gehörenden Rauchgasreinigung 19 gegebenenfalls
nach einer Druckerhöhung zugeführt. Nach einer vorgegebenen
Behandlungszeit werden die getemperten Verbrennungsrückstände
aus der Behandlungseinheit 12 über eine Auslaßleitung 24
abgezogen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Erhöhung der Auslaugbeständigkeit fester
Verbrennungsrückstände aus der Verbrennung von Müll in einer
Verbrennungszone eines Feuerraumes, wobei die
Verbrennungsrückstände nach der Verbrennung einer
Temperaturbehandlung unterworfen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbrennungsrückstände bei einer
Temperatur von 400 bis 600°C in einer nichtoxidierenden
Atmosphäre getempert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbrennungsrückstände unmittelbar im Anschluß an die
Verbrennung des Mülls innerhalb des Feuerraumes getempert
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbrennungsrückstände im Anschluß an die Verbrennung des
Mülls aus dem Feuerraum abgeführt und nach dem Austritt aus
dem Feuerraum getempert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbrennungsrückstände in einer
reduzierenden Atmosphäre getempert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbrennungsrückstände in Kontakt
mit einem reduzierend wirkende Gasbestandteile enthaltenden
Gas getempert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbrennungsrückstände in Kontakt
mit einem oxidierend wirkende Gasbestandteile enthaltenden
Gas getempert.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbrennungsrückstände in Kontakt
mit einem Gas getempert werden, das mit Chlor oder
Chlorverbindungen angereichert ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbrennungsrückstände innerhalb des
Feuerraums mit einer im Vergleich zu der Verbrennungszone
verringerten Luftmenge durchströmt werden, der ein
nichtoxidierendes Gas zugesetzt wird.
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