Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der Abwasser- und Abgasreinigung fallen in erheblichem Umfang brennbare Abfallstoffe, wie z. B. Kl\u00e4rschlamm oder beladener Aktivkoks, an. Dabei wird beladener Aktivkoks vorwiegend in Sonderm\u00fcllverbrennungsanlagen zu hohen Kosten entsorgt.
\nF\u00fcr Kl\u00e4rschl\u00e4mme mit einem Gl\u00fchverlust von mehr als 5% ist die Deponierung nicht mehr zul\u00e4ssig, so da\u00df sich thermische Verwertungen als Entsorgungsm\u00f6glichkeiten anbieten. Als aussichtsreich erscheint die Temperaturvergasung durch Einblasen in metallurgische Schmelzreaktoren. Durch die Vergasung wird aus den Abfallstoffen ein Brenngas erzeugt, die metallurgischen Reaktionsprozesse werden unterst\u00fctzt und die schmelzfl\u00fcssige Schlacke nimmt die Asche auf.
\nFalls z.B. nur 10% der in der Eisen- und Stahlindustrie eingesetzten Brennstoffe ersetzbar sein k\u00f6nnten, w\u00fcrde dieses in Bezug auf den Kokseinsatz in Deutschland einer Menge von 4,5 Mio. t Trockenkl\u00e4rschl\u00e4mme entsprechen. Diese Menge ist etwa doppelt so hoch wie der Trockenkl\u00e4rschlammanfall im Bundesgebiet.
\nEs sind jedoch noch erhebliche Kenntnisl\u00fccken zu schlie\u00dfen, um das Verfahren bis zur betrieblichen Anwendungsreife zu bringen. So ist die Auswirkung des Einblasens der Rest- und Abfallstoffe auf den Schmelzreaktorbetrieb unbekannt. Es fehlt eine aus-reichende Datengrundlage zur n\u00e4heren Beurteilung von Umweltaspekten. Gesicherte Erkenntnisse sind nur auf experimentellem Wege sowie am Schmelzreaktor selbst zu erzielen.
\nZiel des Vorhabens ist es daher, entsprechende Versuche an einem geeigneten Hochofen durchzuf\u00fchren. Auf der Basis dieser Erkenntnisse soll ein geeignetes Verfahrenskonzept f\u00fcr die Verwertung von Rest- und Abfallstoffen in metallurgischen Schmelzreaktoren erarbeitet werden.
\nMetallurgische Schacht\u00f6fen arbeiten nach dem Prinzip der Hochtemperaturvergasung. Die Hochtemperaturzone befindet sich im unteren Drittel der \u00d6fen. Besonders g\u00fcnstige Bedingungen f\u00fcr die thermische Verwertung von brennbaren Rest- und Abfallstoffen findet man beim Einblasen dieser Stoffe mit dem Hei\u00dfwind direkt in die Hochtemperaturzone (T>1.700\u00b0C). Es erfolgt ein weitgehender Abbau der brennbaren Anteile zu CO und H2. Die absinkenden Schachtofenbeschickungsstoffe (Koks, Erz, Schrott, Zuschlagstoffe) wirken als proze\u00dfintegrierte Gasreinigung. Schadstoffe der Rest- und Abfallstoffe werden so gr\u00f6\u00dftenteils innerhalb des Prozesses aufgefangen bzw. die Asche von der schmelzfl\u00fcssigen Schlacke aufgenommen. Es ist ein \u00dcbergang von Phosphor und Schwefel sowie schwerfl\u00fcchtigen Schwermetallen in die metallurgische Schmelze wie auch in die fl\u00fcssige Schlacke zu erwarten. Organische Schadstoffe wie auch Dioxine und Furane werden bei Temperaturen \u00fcber 1.500\u00b0C zerst\u00f6rt.
\nVerfahrenstechnisch ist f\u00fcr das Einblasen von Kl\u00e4rschlamm wie auch von beladenem Aktivkoks ein feink\u00f6rniger bis staubf\u00f6rmiger Zustand vorteilhaft, um m\u00f6glichst die Dichtstromf\u00f6rdertechnik, zumindest aber ein herk\u00f6mmliches pneumatisches F\u00f6rderverfahren, als Einblastechnologie in die Hochtemperaturzone nutzen zu k\u00f6nnen.
\nIm Projekt soll das sogenannte KOSTE-Verfahren eingesetzt und erprobt werden, bei dem beispielsweise im Gegensatz zu anderen Dichtstromverfahren jede F\u00f6rderleitung vom Sendegef\u00e4\u00df zur jeweiligen Windform gef\u00fchrt wird, wodurch eine praktisch ver-schlei\u00dffreie F\u00f6rderung bis zu den Windformen auch bei abrasiven staubf\u00f6rmigen Materialien gew\u00e4hrleistet ist.
\nDie ESCH GmbH baut im Projekt in diesem Bereich zus\u00e4tzlich auf einem eigenen Erfahrungsschatz auf.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Versuche wurden gemeinsam mit dem BFI Betriebsforschungsinstitut VDEh – Institut f\u00fcr angewandte Forschung GmbH, D\u00fcsseldorf, durchgef\u00fchrt. Das Einblasen der Feststoffe erfolgte an einem Hochofen der Firma DK Recycling und Roheisen GmbH, Duisburg.<\/p>\n
Neben der L\u00f6sung der technischen Probleme wurden die brennstofftechnischen Daten f\u00fcr ausgew\u00e4hlte Rest- und Abfallstoffe ermittelt und mit h\u00fcttentechnischen Brennstoffen verglichen. Eine vorhandene Einblasvorrichtung wurde zum Versuchsbetrieb an dem Hochofen eingesetzt. F\u00fcr einen funktionierenden Hochofenbetrieb ist die sogenannte Formgastemperatur eine wichtige Kenngr\u00f6\u00dfe. Um den Einflu\u00df des Reststoffeinblasens auf diese Kenngr\u00f6\u00dfe beurteilen zu k\u00f6nnen, wurde auf der Grundlage einer Stoff- und einer adiabatischen W\u00e4rmebilanz der Formenzahl ein entsprechender Algorithmus erarbeitet und am PC umgesetzt.<\/p>\n
Mit Hilfe der PC-Simulation konnten die Einflu\u00dfgr\u00f6\u00dfen gezielt variiert und somit die notwendigen \u00c4nderungen der technologischen Parameter des Hochofens abgesch\u00e4tzt werden. W\u00e4hrend der Einblasversuche von getrocknetem Kl\u00e4rschlamm mit einer Intensit\u00e4t von bis zu 50 kg\/ t Reststoffeinheit (RE) und einem Massenstrom von ca. 0,8 t\/h an einem Hochofen wurden Wind- und Hochofengastemperatur, Windvolumenstrom und Winddruck kontinuierlich gemessen und registriert. Des weiteren wurden Eisen- und Schlackenproben und der Hochofenstaub analysiert. Neben der Analyse des Hochofengases erfolgte eine kontinuierliche Messung der Hg-Konzentration des Winderhitzerabgases und eine Analyse der Dioxin-Konzentration des Abgases.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Beim Einblasen von getrocknetem Kl\u00e4rschlamm mit der unter Punkt 2. genannten Intensit\u00e4t wurden keine negativen Auswirkungen auf den Hochofenbetrieb festgestellt. Gleichfalls mit einer Intensit\u00e4t von bis zu 0,8 t\/h konnte der beladene Aktivkoks \u00fcber die Blasformen dem Hochofenproze\u00df zugef\u00fchrt werden.
\nW\u00e4hrend des Kl\u00e4rschlammeinblasens wird das metallurgische Schmelzergebnis mit Ausnahme des Phosphorgehaltes im Vergleich zum Normalbetrieb keine wesentlich gr\u00f6\u00dferen Schwankungen auf. Das Roheisen entsprach den festgelegten Normen.
\nInfolge des Einblasens von Kl\u00e4rschlamm wird die Schlackenmenge signifikant vergr\u00f6\u00dfert. Ver\u00e4nderungen der Schlackenzusammensetzung wurden nicht nachgewiesen. Das Einblasen von Kl\u00e4rschlamm und beladenem Aktivkoks bewirkte keine unzul\u00e4ssige Schadstoffemission.
\nDie Emissionen, insbesondere die von Quecksilber und Dioxinen\/Furanen, zeigten keine signifikanten Abweichungen gegen\u00fcber dem Normalbetrieb.
\nDer gesetzliche Grenzwert nach 17. BImSchV wurde f\u00fcr die Dioxine\/Furane im Winderhitzergas deutlich unterschritten, auch zeigte sich im Hochofengas keine Zunahme an schwefel- und chlorhaltigen Komponenten.<\/p>\n
Die Ergebnisse und Daten sind im einzelnen im Zwischenbericht zur 1. Projektphase der ESCH GmbH vom Januar 1994 dargestellt. Insbesondere sei auf das Kapitel 4. Orientierende Betriebsversuche, 4.4 Ergebnisse verwiesen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Fortsetzung des Projektes wurde von der E.S.C.H. GmbH mit Datum vom 20.02.1994 beantragt (AZ 01552\/02). Im Rahmen der zweiten Projektphase m\u00fcssen zur statistischen Absicherung insbesondere auch der umweltrelevanten Ergebnisse weitere Versuche mit einer gr\u00f6\u00dferen Bandbreite an Kl\u00e4rschl\u00e4mmen und beladenen Aktivkoksen sowie anderen feink\u00f6rnigen Reststoffen durchgef\u00fchrt werden. Au\u00dferdem mu\u00df der m\u00f6gliche Ersatz von Hochofenkoks durch das Blasgut untersucht werden, um die Einsparung von Hochofenkoks durch den eingeblasenen Reststoff zu ermitteln. Durch Steigerung des Einblasmassenstroms, insbesondere auch durch Einbeziehen aller Windformen mu\u00df \u00fcberpr\u00fcft werden, ob der extrapolierte maximale Einblasmassenstrom ohne Beeintr\u00e4chtigung des Hochofenbetriebes tats\u00e4chlich erreicht werden kann.
\nDie Analogien zwischen Hochofen und Kupolofen sowie die am Kupolofen erreichten Erkenntnisse beim Einblasen von Herdofenkokses lassen vermuten, da\u00df auch das Einblasen von weitgehend getrocknetem Kl\u00e4rschlamm sowohl umwelttechnisch als auch technologisch machbar sein wird. Diese Vermutung m\u00fc\u00dfte durch hinreichend statistisch gesicherte Versuchsergebnisse belegt werden. Auch der Einsatz von Aktivkoks aus der MVA im Kupolofen bedarf insbesondere hinsichtlich m\u00f6glicher Hg-Quecksilber- und Dioxin-\/ Furanemissionen noch weiterer Kl\u00e4rung.<\/p>\n
Es ist im Falle der Durchf\u00fchrung des Anschlu\u00dfprojektes vorgesehen, mit Abschlu\u00df des Anschlu\u00dfphase die \u00d6ffentlichkeitsarbeit aufzunehmen, da erst dann Ergebnisse in geeigneter Pr\u00e4sentationsform vorliegen werden. <\/p>\n
Kontaktadresse: Engineering Service Center und Handel GmbH, Maxh\u00fcttenstra\u00dfe 19, 07333 Unterwellenborn; Projektleiter: Herr Dr. Lahr, Tel. 03671\/674010.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der w\u00e4hrend des Projektes st\u00f6rungsfreie mehrt\u00e4tige Versuchsbetrieb best\u00e4tigte nach den der Umweltstiftung vorgelegten Berichten, da\u00df durch das Einblasen von Rest- und Abfallstoffen in die Hochtemperaturzone des Hochofens eine umweltvertr\u00e4gliche Verwertung dieser Stoffe m\u00f6glich ist. Durch das Einblasen von Rest- und Abfallstoffen aus der Abwasser- und Abgasreinigung sind keine negativen Auswirkungen auf den Hochofenbetrieb, keine Beeintr\u00e4chtigung der Eisenqualit\u00e4t und wahrscheinlich keine unzul\u00e4ssigen Schadstoffemissionen zu erwarten. Die in den Reststoffen enthaltenen mineralischen Bestandteile, Metalle und Schwermetalle werden mit Ausnahme von Quecksilber in Eisen und Schlacke eingebunden.
\nIn weiterf\u00fchrenden Arbeiten w\u00e4re eine Gleichverteilung des zu injizierenden Reststoffes auf alle Blasformen des Hochofens zu realisieren, um so die erreichten Ergebnisse, insbesondere die umweltrelevanten Auswirkungen, gro\u00dftechnisch zu best\u00e4tigen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Bei der Abwasser- und Abgasreinigung fallen in erheblichem Umfang brennbare Abfallstoffe, wie z. B. Kl\u00e4rschlamm oder beladener Aktivkoks, an. Dabei wird beladener Aktivkoks vorwiegend in Sonderm\u00fcllverbrennungsanlagen zu hohen Kosten entsorgt. F\u00fcr Kl\u00e4rschl\u00e4mme mit einem Gl\u00fchverlust von mehr als 5% ist die Deponierung nicht mehr zul\u00e4ssig, so da\u00df sich thermische Verwertungen […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[1404,47,51,52,53],"class_list":["post-18523","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-alte-und-neue-bundeslaender","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"01552\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"Innovationen f\u00fcr die Umwelt - Abfallverwertung im Hochofen","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"01552-01.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"69.791,34","dbu_projektdatenbank_firma":"Engineering Service Center und Handel GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Maxh\u00fcttenstr. 19","dbu_projektdatenbank_plz_str":"07333","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Unterwellenborn","dbu_projektdatenbank_p_von":"1993-05-05 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"1997-07-14 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"4 Jahre und 2 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"03671\/6740-10","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Alte und Neue Bundesl\u00e4nder","dbu_projektdatenbank_foerderber":"5","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18523","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18523\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31526,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18523\/revisions\/31526"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18523"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=18523"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=18523"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}