Thermische Behandlung
In Abfallverbrennungsanlagen wird ein breites Spektrum von Abfällen thermisch behandelt. Je nach Art der zu behandelnden Abfälle stehen unterschiedliche Anlagen zur Verfügung. Neben einer Verbrennung von Abfällen in Hausmüll-, Sonderabfall- oder Klärschlammverbrennungsanlagen, können insbesondere heizwertreiche Abfälle in EBS-Kraftwerken energetisch verwertet oder in Zement- bzw. Kraftwerken als Ersatz für Regelbrennstoffe mitverbrannt werden.
Thermische Behandlung von Siedlungsabfällen - Hausmüllverbrennung
In Nordrhein-Westfalen werden 16 Hausmüllverbrennungsanlagen zur thermischen Behandlung von Abfällen wie Haus-, Sperrmüll und hausmüllähnlicher Gewerbeabfälle betrieben.
Eine Aufbereitung der angelieferten Abfälle ist im Allgemeinen nicht erforderlich. Zur Homogenisierung werden die Abfälle zunächst in einem Müllbunker gemischt und mit Brückenkränen über eine Beschickungseinrichtung in den Feuerraum befördert. Hausmüllverbrennungsanlagen werden in der Regel mit einer Rostfeuerung (u.a. Walzenrost, Vorschubrost) betrieben, bei der die Abfälle während der Verbrennung z.B. über sich langsam drehende Walzen weitertransportiert werden. Am Rostende wird die Schlacke über einen Entschlacker ausgetragen.
Da bei der Verbrennung unterschiedliche gas- und partikelförmige Emissionen entstehen, werden die Abgase in einer nachgeschalteten Rauchgasreinigung gereinigt. Die Abscheidung der Luftschadstoffe erfolgt in der Regel in mehrstufigen Verfahrensschritten:
- Staubabscheidung (z.B. Gewebefilter, Elektrofilter)
- Abscheidung saurer Schadstoffe (nasse, trockene, quasitrockene Verfahren)
- Entstickung (SCR-, SNCR-Verfahren)
- Abscheidung von Schwermetallen, Dioxinen und Furanen (z.B. Aktivkohlefilter)
Bei der thermischen Behandlung von Abfällen fallen Rückstände aus der Verbrennung und der Rauchgasreinigung an, die je nach Schadstoffgehalt verwertet oder beseitigt werden. Zur Rückgewinnung von Metallen und Nicht-Eisen-Metallen werden Schlacken aus der Hausmüllverbrennung aufbereitet und können anschließend u.a. im Straßen- und Wegebau verwertet werden. Kesselaschen und Stäube sowie Salze aus der nassen Rauchgasreinigung und feste Reaktionsprodukte werden größtenteils im Untertageversatz verwertet. Beladene Aktivkohle kann durch geeignete Aufbereitungsverfahren regeneriert oder in Verbrennungsanlagen thermisch verwertet werden.
Eine effiziente Nutzung der im Abfall enthaltenen Energie wird unter dem Aspekt des Klima- und Ressourcenschutzes immer wichtiger. Hausmüllverbrennungsanlagen wurden in der Vergangenheit vielfach zu sogenannten Waste-to-Energy-Anlagen (WtE-Anlagen) umgerüstet, die Energie in Form von Dampf, Strom und/oder Fernwärme auskoppeln. Die Mehrheit der nordrhein-westfälischen Müllverbrennungsanlagen nutzt die im Abfall enthaltene Energie nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und erzeugt sowohl elektrische Energie als auch Fernwärme.
Sonderabfallverbrennung
In NRW werden 11 Sonderabfallverbrennungsanlagen zur thermischen Behandlung von Sonderabfällen oder Rückständen aus industriellen Produktionsprozessen betrieben. Da für die Verbrennung von Sonderabfällen eine höhere Temperatur als bei der Hausmüllverbrennung erforderlich ist, werden in Sonderabfallverbrennungsanlagen Drehrohröfen eingesetzt. Drehrohröfen gewährleisten lange Verweilzeiten und hohe Verbrennungstemperaturen und ermöglichen somit einen möglichst hohen Ausbrand. Ein weiterer Vorteil ist, dass Abfälle unterschiedlicher Konsistenz (fest, pastös oder flüssig) und Zusammensetzung verbrannt werden können.
Klärschlammverbrennung
Zur Verbrennung kommunaler Klärschlämme oder von Schlämmen aus der industriellen Abwasserreinigung werden in NRW 9 Klärschlammverbrennungsanlagen betrieben. Vor der Verbrennung werden die Klärschlämme entwässert und/oder getrocknet, um den Wassergehalt zu reduzieren. In Klärschlammverbrennungsanlagen kommt in der Regel eine Wirbelschichtfeuerung zum Einsatz, bei der die Verbrennungsluft z.B. durch Düsen am Boden zugeführt wird und mit dem Bettmaterial, z.B. aus Quarzsand und Asche, ein Wirbelbett bildet. Die intensive Durchmischung von Brennstoff, Sand und Asche ermöglicht einen guten Ausbrand der Abfälle.
Klärschlämme können auch in Hausmüllverbrennungsanlagen, Kraft- oder Zementwerken mitverbrannt werden. Hierbei werden die Schlämme nach einer Entwässerung anderen Abfällen oder Regelbrennstoffen zugegeben.
EBS-Kraftwerke
In NRW werden 2 EBS-Kraftwerke zur thermischen Verwertung von Ersatzbrennstoffen betrieben. Ersatzbrennstoffe sind heizwertreiche Abfälle, die gesondert gesammelt oder speziell aufbereitet werden, um sie als Ersatz für Regelbrennstoffe einzusetzen. EBS-Kraftwerke werden meist als Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen an Industriestandorten betrieben, um die erzeugte Energie für energieintensive Prozesse nutzen können.
Mitverbrennung von Abfällen
Neben den Abfallverbrennungsanlagen tragen auch Kraftwerke und energieintensive Produktionsanlagen wie Zement- und Kalkwerke dazu bei, Abfälle energetisch zu nutzen. Insbesondere heizwertreiche Abfälle wie Altreifen, Altholz und aus Abfällen gewonnene Sekundärbrennstoffe stehen im Blickpunkt der Anlagenbetreiber, da diese Kostenvorteile gegenüber der Nutzung von Primärbrennstoffen (Kohle, Öl, Gas) bieten können.
Die für eine Mitverbrennung von Abfällen in Betracht kommenden Anlagen sind in der Regel nicht für die Verbrennung von Abfällen sondern von Primärbrennstoffen konzipiert worden.
