Technik der thermischen Abfallbehandlung
Für die Behandlung werden erprobte und spezifisch auf den jeweiligen Abfall zugeschnittene Verfahren und Techniken eingesetzt. Die unten stehende Abbildung zeigt schematisch eine Rostfeuerungsanlage, die für Hausmüllverbrennungsanlagen die typische Bauart darstellt. In Nordrhein-Westfalen weisen alle Anlagen eine Rostfeuerung auf (hauptsächlich Walzenroste).
Schematische Darstellung einer Abfallverbrennungsanlage (Rostfeuerung)
Verbrennung
Bei der Verbrennung kommt es zu einem weitgehenden Ausbrand der Abfälle, so dass die entstehende Asche kaum noch organische Bestandteile aufweist. Die Verbrennungstemperatur muss mindestens 850 °C betragen. Beim Verbrennungsprozess fallen Abgase an, die vor der Ableitung über den Kamin aufwändig gereinigt werden. Neben den Hauptbestandteilen Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf kann das Rauchgas folgende Bestandteile enthalten:
- Staubpartikel ,
- Kohlenmonoxid ,
- Stickoxide ,
- Saure Gaskomponenten: Chlorwasserstoff, Schwefeldioxid, Fluorwasserstoff ,
- Kohlenwasserstoffe ,
- Dioxine, Furane ,
- Schwermetalle (Cadmium, Quecksilber, Titan, Zink, Zinn u. a. ). Ende der Auflistung
Abgasreinigung
Die - zum Teil hochtoxischen - Schadstoffe werden über mehrere Behandlungsschritte aus dem Rauchgas entfernt. Eine konventionelle Abgasreinigung für die Abfallverbrennung besteht aus folgenden Komponenten:
- Der Elektrofilter scheidet die Staubpartikel weitestgehend ab - und damit auch daran gebundenen schwerflüchtigen Schwermetalle.
- In der - meist zweistufigen - Rauchgaswäsche werden - durch Eindüsung von Wasser und Kalk, Salzsäure, Flusssäure die Schwefelverbindungen und die Schwermetalle aus dem Rauchgas entfernt, die den Elektofilter passiert haben.
- In der Entstickungsstufe werden durch Zugabe eines Reduktionsmittels die Stickstoffverbindungen entfernt.
- Der Aktivkohle- oder Aktivkoksfilter adsorbiert die im Abgas enthaltenen Dioxine und Furane sowie restliche Schadstoffe, die in den vorangegangenen Stufen nicht vollständig eliminiert worden sind (z.B. Quecksilber).
Die einzelnen Behandlungsstufen variieren zwischen den verschiedenen Verbrennungsanlagen. Sowohl die Auswahl der Behandlungsstufen als auch deren Reihenfolge kann im Einzelfall anders ausfallen.
Die Technik der Abgasreinigung schreitet kontinuierlich fort. Bei neuen Anlagen können heute vereinfachte Systeme eingesetzt werden, die die gleiche Effektivität aufweisen. Dadurch können die Kosten der Abfallverbrennung deutlich gesenkt werden.
Solche Systeme bestehen aus den Schritten:
- Entstickung
- Vorabscheidung der Stäube durch ein Elektrofilter
- Eindüsung eines speziellen Reduktionsmittels (auf der Basis von Kalk und Aktivkohle) in den Abgasstrom. Dadurch werden die sauren Gaskomponenten chemisch gebunden und die leichtflüchtigen Schwermetalle zusammen mit den Dioxinen und Furanen adsorptiv angelagert.
- Abtrennung des reagierten Mittels in einem Gewebefilter.
Die Anforderungen an die Rauchgasreinigung, die sich aus der 17. Bundes-Immissionsschutzverordnung ergeben, werden in allen Fällen eingehalten bzw. - in der Regel deutlich - unterschritten.
Bromgestützte Quecksilberabscheidung aus den Abgasen von Verbrennungsanlagen
Eine Studie zur „Bromgestützten Quecksilberabscheidung aus den Abgasen von Verbrennungsanlagen“ wurde im Jahre 2003 im Auftrag des ehemaligen Landesumweltamtes NRW (LUA) – heute Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) von Prof. Dr.-Ing. Bernhard W. Vosteen und Dipl.-Ing. Rico Kanefke durchgeführt. Gegenstand der vorliegenden Studie ist ein im Jahre 2002 von der Bayer AG zum Patent angemeldetes gleichnamiges Verfahren, an dessen Entwicklung Prof. Dr.- Ing. Vosteen maßgeblich mitgearbeitet hat.
