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Thermische Verfahren

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Einführung in die Kreislaufwirtschaft

Zusammenfassung

Neben den ursprünglichen Zielen der thermischen Abfallbehandlung (TAB), Inertisierung der Abfälle und Schadstoffzerstörung, gewinnen die Themen Ressourcenschonung und Klimaschutz durch Nutzung der Rückstände und der Energie im Abfall zunehmend an Bedeutung.

Die Grundprozesse der TAB lassen sich entsprechend der Atmosphäre, in der die Reaktion abläuft, in Pyrolyse (inert), Vergasung (unterstöchiometrisch) und Verbrennung (überstöchiometrisch) unterscheiden.

Beim Hausmüll dominiert die Verbrennung auf dem Rost mit anschließender Energienutzung in einem Dampfkessel. Zur Auslegung der unterschiedlichen Rostfeuerungen ist zunächst eine Verbrennungsrechnung durchzuführen, bevor eine rostspezifische Dimensionierung vorgenommen werden kann. Die dem Kessel nachgeschaltete Rauchgasreiningung gliedert sich in Entstaubung, Sauergasabreinigung, Entstickung sowie die Entfernung von Dioxinen/Furanen. Der Behandlung von Reststoffen aus der Abfallverbrennung, wie Rostaschen, Filterstäuben und Rauchgasreinigungsrückständen kommt eine wesentliche Bedeutung zu.

Die thermische Behandlung von Sonderabfällen erfolgt meist in Drehrohröfen, während Klärschlämme häufig in Wirbelschichtöfen verbrannt werden.

Sogenannte alternative, mehrstufige pyrolyse-und vergasungsbasierte Verfahren haben sich in der Praxis nicht durchsetzen können.

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Literatur

  1. Zwahr, H.: 100 Jahre thermische Müllverwertung in Deutschland. VGB Kraftwerkstechnik, 76, H. 2, 126–133, 1996

    CAS  Google Scholar 

  2. Christill, M., Kolb, T., Seifert, H., Leuckel, W.: Untersuchungen zum thermischen Abbauverhalten chlorierter Kohlenwasserstoffe, VDI-Berichte Nr. 1193, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1995, S. 381

    Google Scholar 

  3. Scheirs, J., Kaminsky, W.: Feedstock recycling and pyrolysis of waste plastics: converting waste plastics into diesel and other fuels, Wiley Series in Polymer Science, Hoboken, NJ, 2006

    Book  Google Scholar 

  4. Hornung, A., Koch, W., Schöner, J., Furrer, J., Seifert, H., Tumiatti, V.: Environmental engineering recycling of electronical and electrical equipment (EEE), 21st International Conference on Incineration and Thermal Treatment Technologies (IT3), New Orleans, LA, USA, May 2002

    Google Scholar 

  5. Bunge, R.: Wertstoffgewinnung aus KVA-Rostasche. In: KVA-Rückstände in der Schweiz. Der Rohstoff mit Mehrwert (Schenk, K., Hrsg.), Bundesamt für Umwelt, Bern, 2010, S. 170

    Google Scholar 

  6. Chandler, A. J., Eighmy, T. T., Hartlén, J., Hjelmar, O., Kosson, D. S., Sawell, S. E., van der Sloot, H. A., Vehlow, J.: Municipal solid waste incinerator residues, Elsevier Publishers, Amsterdam, 1997

    Google Scholar 

  7. Seifert, H.: Energetische Nutzung von Abfall durch Schadstoffarme Verfahren – ein Beitrag zur regenerativen Energie, 4. Symposium der deutschen Akademie der Wissenschaften – Energie und Umwelt, Springer Verlag, Berlin, 2000

    Google Scholar 

  8. Vehlow, J.: Waste-to-Energy initiatives in the European Union: mandated energy recovery from wastes, NAWTEC 14, Tampa, 1.–3. May 2006

    Google Scholar 

  9. Rittmeyer, C., Kaese, P., Vehlow, J., Vilöhr, W.: Decomposition of organohalogen compounds in municipal solid waste incineration plants. Part II: Co-combustion of CFC containing polyurethane foams. Chemosphere, 28, 1455, 1994

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. Seifert, H.: Energy recovery from waste – a contribution to climate protection, 7th European Conference on Industrial Furnaces and Boilers (INFUB), Porto, April 2006

    Google Scholar 

  11. Bilitewski, B., Härdtle, M.: Grundlagen der Pyrolyse von Rohstoffen. In: Pyrolyse von Abfällen (Thomé-Kozmiensky, K.J., Hrsg.), EF-Verlag für Energie und Umwelttechnik, Berlin, 1985

    Google Scholar 

  12. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN – Normenausschuss KRdL, Fachbereich Umwelttechnik: VDI-Richtlinie 3460, Blatt 2 (Weißdruck), Juni 2014

    Google Scholar 

  13. European Commission: Integrated Pollution Prevention and Control – reference document on the best available techniques of waste incineration, Joint Research Centre, IPTS C, Seville, 2006: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/wi_bref_0806.pdf

  14. Deutsches Statistisches Bundesamt, 2017: www.destatis.de

  15. Eurostat: Aufkommen und Behandlung von Siedlungsabfällen, 2014: http://epp.eurostat.ec.europa.eu/tgm/table.do?tab=table&init=1&language=de&pcode=tsdpc240&plugin=1

  16. CEWEP, Waste-to-Energy in Europe 2014, 2017: http://www.cewep.eu/information/data/studies/m_1224

  17. Albert, F. W.: Die Niederungen des Alltags: Über den erfolgreichen Betrieb einer Müllverbrennungsanlage. VGB-Kraftwerkstechnik, 77, 39–47, 1997

    Google Scholar 

  18. Thomé-Kozmiensky, K. J.: Thermische Abfallbehandlung, EF-Verlag für Energie und Umwelttechnik, Berlin,1994

    Google Scholar 

  19. Scholz, R., Beckmann, M., Schulenburg, F.: Abfallbehandlung in thermischen Verfahren. In: Verbrennung, Vergasung, Pyrolyse – Verfahrens- und Anlagenkonzepte (Bahadir, M., Collins, H.-J., Hock, B., Hrsg.), B. G. Teubner Verlag, Stuttgart, 1, 2001

    Google Scholar 

  20. Dubbel: Taschenbuch für den Maschinenbau (Grote, K.-H., Feldhusen, J., Hrsg.), Springer-Verlag, Berlin

    Google Scholar 

  21. Reimann, D. O., Hämmerli, H.: Verbrennungstechnik für Abfälle in Theorie und Praxis, Schriftenreihe Umweltschutz, Bamberg, 1995

    Google Scholar 

  22. Görner, K.: Technische Verbrennungssysteme, Springer-Verlag, Berlin, 1991

    Book  Google Scholar 

  23. Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, 17. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über die Verbrennung und Mitverbrennung von Abfällen vom 2. Mai 2013), Bundesgesetzblatt Teil I, 1021, 1044, 3754

    Google Scholar 

  24. Cerbe Wilhelms, G.: Technische Thermodynamik: Theoretische Grundlagen und technische Anwendungen, Carl Hanser Verlag, München, 2013

    Book  Google Scholar 

  25. Braun, H., Metzger, H., Vogg, H.: Zur Problematik der Quecksilber-Abscheidung aus Rauchgasen von Müllverbrennungsanlagen, 1. Teil. Müll und Abfall, 18, 62, 1986; 2. Teil, Müll und Abfall, 18, 89, 1986

    Google Scholar 

  26. Fellows, K. T., Pilat, M. J.: HCl sorption by dry NaHCO3 for incinerator emission control, Journal of the Air & Waste Management Association, 40, 887, 1990

    Article  CAS  Google Scholar 

  27. Vogg, H., Merz, A., Stieglitz, L., Vehlow, J.: Chemisch-verfahrenstechnische Aspekte zur Dioxinreduzierung bei Abfallverbrennungsprozessen. VGB Kraftwerkstechnik, 69, 795, 1989

    CAS  Google Scholar 

  28. Hunsinger, H., Seifert, H., Jay, K.: Reduction of PCDD/F formation in MSWI by a process-integrated SO2 cycle. Environmental Engineering Science, 24, 1145, 2007

    Article  CAS  Google Scholar 

  29. Hiraoka, M., Takeda, N., Okajima, S., Kasakura, T., Imoto, Y.: Catalytic destruction of PCDDs in flue gas. Chemosphere, 19, 361, 1989

    Article  Google Scholar 

  30. Pranghofer, G. G., Fritzky, K. J.: Destruction of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and Dibenzofurans in Fabric Filters. 3rd International Symposium on Incineration and Flue Gas Treatment Technologies, Brussels, July 2–4, 2001

    Google Scholar 

  31. Andersson, S., Kreisz, S., Hunsinger, H.: Innovative material technology removes dioxins from flue gases. Filtration and Separation, 40, 22, 2003

    Article  CAS  Google Scholar 

  32. Martin GmbH: Entschlacker, 2017: http://www.martingmbh.de/de/entschlacker.html

  33. Koralewska, R., Langhein, E.-C., Horn, J.: Verfahren zur Verbesserung der Qualität von Verbrennungsückständen mit innovativer Martin-Technologie. In: KVA-Rückstände in der Schweiz. Der Rohstoff mit Mehrwert (Schenk, K., Hrsg.), Bundesamt für Umwelt, Bern, S. 205, 2010

    Google Scholar 

  34. Pfrang-Stotz, G., Reichelt, J.: Mineralogische, bautechnische und umweltrelevante Eigenschaften von frischen Rohschlacken und aufbereiteten/abgelagerten Müllverbrennungsschlacken unterschiedlicher Rost- und Feuerungssysteme. Berichte der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, 1, 185, 1995

    Google Scholar 

  35. Ammann, P.: Dry extraction of bottom ashes in WtE plants. CEWEP-EAA Seminar, Copenhagen, September 2011

    Google Scholar 

  36. Vehlow, J., Bergfeldt, B., Hunsinger, H.: PCDD/F and related compounds in solid residues from municipal solid waste incineration – a literature review. Waste Management & Research, 24, 404, 2006

    Google Scholar 

  37. Fiedler, H.: Sources of PCDD/PCDF and impact on the environment. Chemosphere, 32, 55, 1996

    Article  CAS  Google Scholar 

  38. Vehlow, J.: Bottom ash and APC residue management. In: Power Production from Waste and Biomass – IV (Sipilä, K., Rossi, M., Hrsg.), VTT Information Service, VTT, Espoo, 151, 2002

    Google Scholar 

  39. LAGA: Merkblatt Entsorgung von Abfällen aus Verbrennungsanlagen für Siedlungsabfälle, verabschiedet durch die Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) am 1. März 1994. In: Müll-Handbuch (Hösel, G., Schenkel, W., Schnurer, H., Hrsg.). Berlin: Erich Schmidt Verlag, Kennzahl 7055, Lfg. 4/94, 1994

    Google Scholar 

  40. Zwahr, H.: MV-Schlacke – mehr als nur ein ungeliebter Baustoff? Müll und Abfall, 37, 114, 2005

    CAS  Google Scholar 

  41. Vehlow, J., Seifert, H.: Management of residues from energy recovery by thermal waste-to-energy systems and quality standards. Report for IEA Bioenergy Task 36 Topic 5, 2017: http://task36.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2016/06/Report_Topic5_Final-5.pdf

  42. Pfrang-Stotz, G., Schneider J.: Comparative studies of waste incineration bottom ashes from various grate and firing systems, conducted with respect to mineralogical and geochemical methods of examination. Waste Management & Research, 13, 273, 1995

    Article  CAS  Google Scholar 

  43. Sauter, J.: Vergleichende Bewertung der Umweltverträglichkeit von natürlichen Mineratlstoffen, Bauschutt-Recyclingmaterial und industriellen Nebenprodukten. Diplomarbeit am Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen der Universität Karlsruhe (TH), 2000

    Google Scholar 

  44. Schneider, J., Vehlow, J., Vogg, H.: Improving the MSWI bottom ash quality by simple in-plant measures. In: Environmental Aspects of Construction with Waste Materials (Goumans, J. J. J. M., van der Sloot, H. A., Aalbers, Th. G., Hrsg.), Elsevier Publishers, Amsterdam, S. 605, 1994

    Google Scholar 

  45. Vehlow, J., Braun, H., Horch, K., Merz, A., Schneider, J., Stieglitz, L., Vogg, H.: Semi-technical demonstration of the 3R process. Waste Management & Research, 8, 461, 1990

    Article  CAS  Google Scholar 

  46. Frey, R., Brunner, M.: Rückgewinnung von Schwermetallen aus Flugaschen. In: Optimierung der Abfallverbrennung (Thomé-Kozmiensky K. J., Hrsg.), TK-Verlag, Neuruppin, S. 443, 2004

    Google Scholar 

  47. Volkman, Y., Vehlow, J., Vogg, H.: Improvement of flue gas cleaning concepts in MSWI and utilization of by-products. In: Waste Materials in Construction (Goumans, J. J. J., van der Sloot, H. A., Albers, T. G., Hrsg.), Elsevier Publishers, Amsterdam, S. 145, 1991

    Chapter  Google Scholar 

  48. Schlumberger, S.: Neue Technologien und Möglichkeiten der Behandlung von Rauchgasreinigungsrückständen im Sinne eines nachhaltigen Ressourcenmanagements. In: KVA-Rückstände in der Schweiz – Der Rohstoff mit Mehrwert (Schenk K., Hrsg.), Bundesamt für Umwelt, Bern, S. 194, 2010

    Google Scholar 

  49. MVR, Salzsäureherstellung, 2017: http://www.mvr-hh.de/Salzsaeureherstellung.45.0.html

  50. Joschek, H.-I., Dorn, I.-H., Kolb, T.: The rotary kiln/the chronicle of a modern technology taking BASF waste incineration as an example. VGB Kraftwerkstechnik, 75, 370, 1995

    CAS  Google Scholar 

  51. Thomé-Kozmiensky, K. J.: Klärschlammentsorgung, TK-Verlag, Thomé-Kozmiensky Neuruppin, 1998

    Google Scholar 

  52. Bleckwehl, S., Riegel, M., Kolb, T., Seifert, H.: Charakterisierung der verbrennungstechnischen Eigenschaften fester Brennstoffe. Verbrennung und Feuerungen. 22. Deutscher Flammentag, Braunschweig, 21.–22.09.05, VDI-Berichte 1888, Seiten 93 – 100, VDI-Verlag Düsseldorf, ISBN: 3-18-091888-8

    Google Scholar 

  53. Frankenhäuser, M.: SRF – CEN standards, definitions and biogenic content. Production and utilisation options for Solid Recovered Fuels. IEA Bioenergy Wokshop Task 32 and 36, Dublin, 2011: http://task36.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2016/06/European_standardization_of_Solid_Recovered_Fuels-2011-10-20.pdf

  54. ERFO: SRF: achieving environmental and energy-related goals markets, Facts and Figures, 2014: http://erfo.info/Facts-and-figures.15.0.html

  55. Gehrmann, H.-J., Seifert, H., Beckmann, M., Glorius, T.: Ersatzbrennstoffe in der Kraftwerkstechnik. Chemie Ingenieur Technik, 84, 15, 2012

    Google Scholar 

  56. Glorius, T.: Produktion und Einsatz von gütegesicherten Sekundärbrennstoffen – Entwicklungen und Perspektiven. Energie aus Abfall (Thomé-Kozmiensky, K.J., Beckmann, M., Hrsg.), Band 9, TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, Neuruppin, 2012

    Google Scholar 

  57. Döring, M.: Der Weltmarkt für Abfallverbrennungsanlagen. In: Strategie – Planung – Umweltrecht, Band 8 (Thomé-Kozmiensky, K. J., Hrsg.), TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, Neuruppin, S. 141, 2014

    Google Scholar 

  58. Fichtel, K.: Bericht über die Müllpyrolyse-Anlage Burgau. In: Müllverbrennung und Umwelt 2 (Thomé-Kozmiensky, K. J., Hrsg.), EF-Verlag, Berlin, S. 662, 1987

    Google Scholar 

  59. Anonym: Hausmüllpyrolyse Burgau, 2017: http://techtrade.de/backup/de/references.html

  60. Berwein, H. J.: Weiterentwickelt: Schwelbrennverfahren. Entsorgungspraxis 6, 242, 1988

    Google Scholar 

  61. Ayukawa, A., Uno, S.: Utilization of Pyrolysis Char from MSW. 2. i-CIPEC, Jeju, Korea, 5.–7- September 2002

    Google Scholar 

  62. Schulz, W., Hauk, R.: Kombination einer Pyrolyseanlage mit einer Steinkohlekraftwerksfeuerung. 11. DVV-Kolloquium Stoffliche und thermische Verwertung von Abfällen in industriellen Hochtemperaturprozessen, TU Braunschweig, Braunschweig, September 1998

    Google Scholar 

  63. del Alamo, G., Hart, A., Grimshaw, A., Lundstrøm, A.: Characterization of syngas produced from MSW gasification at commercial-scale ENERGOS plants. Waste Management, 32, 1835, 2012

    Article  CAS  Google Scholar 

  64. Goff, S.: Covanta R&D developments in MSW gasification technology. WTERT 2012 BI-Annual Conference, Columbia University, New York, 18.–19. Oktober 2012: http://www.seas.columbia.edu/earth/wtert/sofos/WTERT2012/proceedings/wtert2012/presentations/Steve%20Goff.pdf

  65. Stahlberg, R., Feuerriegel, U.: Das Thermoselect-Verfahren zur Energie- und Rohstoffgewinnung – Konzept, Verfahren, Kosten -. VDI-Berichte Nr. 1192, 319, 1995

    CAS  Google Scholar 

  66. Tanigaki, N., Manako, K., Osada, M.: Co-gasification of municipal solid waste and material recovery in a large-scale gasification and melting system. Waste Management, 32, 667, 2012

    Article  CAS  Google Scholar 

  67. Suzuki, S.: The Ebara Advanced Fluidization Process for energy recovery and ash vitrification. 15th North American Waste to Energy Conference, 21.–23. May 2007, Miami, Proceedings 11, 2007

    Google Scholar 

  68. Vehlow,J., Seifert, H., Eyssen, R.: Japans Abfallmanagement im Strukturwandel. Müll und Abfall, 47, 254, 2015

    Google Scholar 

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Seifert, H., Vehlow, J. (2017). Thermische Verfahren. In: Kranert, M. (eds) Einführung in die Kreislaufwirtschaft. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2257-4_9

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