DE4109126A1 - Verfahren zur aufbereitung von verbrennungs- und/oder rauchgasreinigungs-rueckstaenden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Rückständen aus Verbrennungs- und/oder Rauchgasreinigungs-Anlagen, insbesondere Flugasche.

Die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in beachtlichem Umfang anfallenden festen Verbrennungsrückstände, insbesondere Flugaschen, stel­ len nach wie vor ein erhebliches Problem dar. Hierbei kann etwa davon aus­ gegangen werden, daß in einem 750 MW-Kraftwerk je nach Betriebsbedingungen und Qualität des eingesetzten Brennmaterials zwischen 70 000 t und 200 000 t Asche, davon 60 000 bis 150 000 t Flugasche, in der Bundesre­ publik insgesamt jährlich zwischen 15 und 20 Mio t, anfallen, von denen lediglich etwa 6 Mio t wiederverwendet werden, während der weitaus über­ wiegende Anteil von etwa 10 Mio t abgelagert wird, obwohl es sich hierbei grundsätzlich durchaus um einen wertvollen, mineralischen Rohstoff han­ delt. So finden etwa alleine in der Bauwirtschaft etwa zwischen 300 und 500 Mio t vergleichbarer mineralischer Werkstoffe Verwendung, im Verhält­ nis zu denen die in der Bundesrepublik anfallenden o. g. Rückstände der ge­ nannten Art eine vernachlässigbar kleine Menge darstellen. Ungeachtet dessen und ungeachtet der erheblichen mit der Deponierung dieser Rück­ stände verbundenen Probleme sind bisher keine Verfahren bekannt geworden, die eine totale und komplexe Aufarbeitung dieser Rückstandsmengen in der Weise ermöglichen würden, daß sie wieder in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Verfahrens zugrunde, das eine Aufarbeitung der genannten Verbrennungsrück­ stände in der Weise ermöglicht, daß sie wieder in den Materialkreislauf zurückgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird mit dem in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Ver­ fahren gelöst.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe die als wertvoller Sekundär-Rohstoff anzusehenden Rückstände aus der Verbren­ nung fester fossiler Brennstoffe einer industriell wertvollen Verwendung zugeführt werden können, womit nicht nur die Inanspruchnahme von Primär- Rohstoffen sondern darüber hinaus auch die immer stärker in den Vordergrund tretende Umweltbelastung vermindert werden kann. Hierbei wird durch die simultane Mikrobeschichtung, Mikrogelierung d. h. durch die (vollständige) Umhüllung der einzelnen Körner des eingesetzten Materials einerseits eine hermetische, den Austausch mit der Umgebung ausschließende Einkapselung erreicht und andererseits den Partikeln eine Konsistenz verliehen, die ih­ re Einbindung in Materialien anderer Art ermöglicht. So besteht nicht nur die Möglichkeit des Einsatzes als Füllstoff in der Bauindustrie, es be­ steht darüber hinaus die Möglichkeit der (materialschlüssigen) Einbindung in andere Kunststoffmaterialien zur Herstellung von Sekundärgranulaten.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit die Herstellung leichter, mineralstoffgefüllter Kunststoffgranulate unter Einsatz von Abfallma­ terialien, zu welchem Zweck das gelierend mikrobeschichtete Material zusammen mit anderweitigem Kunststoffmaterial extrudiert und der extru­ dierte Strang zu Granulat geschnitten wird. Hierbei kann auch das hinzugefügte Kunststoffmaterial aus - zu diesem Zweck gereinigtem und zerkleinertem - Abfall-Kunststoff bestehen.

Aufgrund der hermetischen Versiegelung der einzelnen Körner der Rück­ stände durch die Mikrogelierung und damit Verhinderung eines Austausches mit der Umgebung ist es grundsätzlich möglich, die anfallenden Rückstände ohne besondere Vorbearbeitung, insbesondere Befreiung von Schwermetallen und anderen umweltschädlichen Substanzen in der erfindungsgemäßen Weise einzusetzen. Ungeachtet dessen erfolgt jedoch vorteilhaft eine vorgängige Aufarbeitung der Rückstände in der Weise, daß sie vor der Mikrobeschich­ tung auf eine Korngröße von 20 Mü gemahlen und danach mittels an sich be­ kannter physikalischer und/oder chemischer Verfahren von ihren Bestandtei­ len an Schwermetall-Verbindungen, Eisenoxid sowie den wasserlöslichen Bestandteilen (Nitrat-, Sulfat-, Chlorsalze) befreit werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Anlage beigefügten Fließ-Schemas erläutert.

Die anfallenden Rückstände werden zu einer größeren Menge gesammelt und danach unter erforderlichenfalls Lufttrocknung homogenisiert. Die Homogenisierung auf der Basis einer größeren Menge hat hierbei den Vor­ teil, daß für die weitere Verarbeitung über einen längeren Zeitraum gleichmäßige Bedingungen aufrechterhalten werden können.

Das homogenisierte Material kann nunmehr entweder - in einer anderwei­ tig bekannt gewordenen Weise - zur Beseitigung der in ihm enthaltenen Schwermetalle, Eisen-Oxide, Dioxin-Verbindungen und wasserlöslichen Salze chemisch aufgearbeitet (linker Zweig) und/oder in der erfindungsgemäßen Weise durch Mikrogelierung verkapselt werden, zu welchem Zweck dem Material eine Paste aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise PVC- Paste in einer etwa dem eingesetzten Abfallmaterial entsprechenden Menge von 10 bis 15 Gew.-% während einer Zeit zwischen 10 und 15 Minuten bei Temperaturen zwischen 60 und 80°C intensiv gemischt wird (rechter Zweig).

Das in dieser Weise mikrogelierte Material kann in dieser Form etwa als Vollwert-Füllstoff in der Bauindustrie eingesetzt werden, es erlaubt jedoch auch die Weiterverarbeitung zu einem hochwertigen Sekundär- Rohstoff, zu welchem Zweck es zunächst mit einem anorganischen Füllstoff, etwa Calciumcarbonat, vermischt und anschließend mit einem anderweitigen, mindestens 35% thermoplastisches Material enthaltenden Kunststoff oder Abfall-Kunststoff-Gemisch extrudiert. Das extrudierte Material wird zu Granulat geschnitten, das in der üblichen bekannten Weise durch Spritzguß, Pressen oder Walzen zu Gebrauchsgegenständen weiterverarbeitet werden kann, so etwa zu Behältern aller Art, etwa Müllbehältern, (Schall-)-Dämmstoffen, Bodenbelägen, Rohrleitungen und Armaturen, Apparategehäusen oder dergl.

Beispiel

Es werden in der vorstehend beschriebenen Weise 1000 g Flugasche aus einer Kohle-Verbrennungsanlage verarbeitet. Zu diesem Zweck wird die gemahlene und von den Bestandteilen über 20 Mü befreite Flugasche auf eine an sich bekannte Weise von ihrem Eisenoxid-Anteil (116,7 g) befreit und anschließend zur Beseitigung der wasserlöslichen Bestandteile (183,8 g) ausgelaugt. Aus dem verbleibenden Rückstand (699,5 g) werden auf ebenfalls an sich bekannte Weise Schwermetalle (107,6 g) quantitativ entfernt. Die zurückgewonnenen Bestandteile sind in den jeweils artspezifischen Verfahren wiederverwendbar, so das Eisenoxid und die Schwermetalle durch Verhüttung, die wasserlöslichen Salze zur Gewinnung von Chlor bezw. Kalidüngmitteln.

Der verbleibende Flugasche-Rückstand von 591,9 g wird zu "thermopla­ stischen Pellets" weiterverarbeitet und zu diesem Zweck 15 Minuten lang mit einer gleichen Menge von 65,0 g Polyvinylchlorid-Paste 50/50 bei einer Temperatur von 80°C intensiv gemischt. Nach der Bearbeitung und Abkühlung resultieren 845,6 g mikrobeschichtetes Kornmaterial, das aufgrund der Mikrobeschichtung umweltverträglich versiegelt ist und zusammen mit anderweitigem Kunststoffmaterial zu Sekundär-Granulat zur Herstellung von Gebrauchsgegenständen der verschiedensten Art verarbeitet werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Verbrennungs- und/oder Rauchgasrei­ nigungs-Rückständen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf eine möglichst gleichmäßige Korngröße homogenisierten, trockenen Rückstände mit Hilfe einer aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten Paste bzw. Suspension mikrobeschichtet und das so beschichtete Material mit einem einen thermoplastischen Anteil enthaltendem Kunststoff zur Gewinnung eines zur Wiederverwendung einsetzbaren Materials geformt und granuliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem homo­ genisierten Rückstand zum Zwecke der Mikrobeschichtung und Mikrogelierung die aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellte Paste bzw. Sus­ pension in einer Menge zwischen 10 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das eingesetzte Material, bei einer Temperatur zwischen 80 und 85°C unter intensivem Rühren und die Mischung während einer Zeit zwischen 10 und 15 Minuten unter Aufrechterhaltung der angegebenen Temperatur gemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine 40 bis 50 Gew.-% Polyvinylchlorid enthaltende Paste bzw. Suspension Ver­ wendung findet.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem mikrobeschichteten Material anderweitiges Kunststoffmaterial in einer Menge bis zu 30 Gew.-% zugemischt und die so gebildete Mischung bei einer Arbeitstemperatur zwischen 165 und 180°C extrudiert und der gebildete Strang zu Granulat geschnitten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatz­ material zur Extrudierung gereinigtes und zerkleinertes Abfall-Kunststoff­ material mit mindestens 35% thermoplastischen Anteilen Verwendung findet.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem mikrogelierten Material zusammen mit dem Kunststoffmaterial ein anorgani­ scher Füllstoff, beispielsweise Calciumcarbonat, in einer Menge bis zu 15% des eingesetzten mikrogelierten Abfallmaterials zugesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial für das Strangpressen Niederdruck-Polyäthylen Hochdruck-Polyäthylen, Styrol-Polymerisate oder Poly-Vinyl-Chlorid aus Abfällen, insbesondere Haushaltsabfällen, Verwendung finden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstände vor der Mikrobeschichtung auf eine Korngröße von 20 Mü gemahlen, danach mittels an sich bekannter physikalischer und/oder chemischer Verfahren von ihren Bestandteilen an Schwermetall-Verbindungen, Eisenoxid sowie den wasserlöslichen Bestandteilen (Nitrat-, Sulfat-, Chlorsalze) befreit werden.