Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Aufgabe waren Untersuchungen zum metallurgischen Phosphorrecycling aus Kl\u00e4rschl\u00e4mmen und Filterst\u00e4uben. Ziel war ein hochwertiges Phosphor-D\u00fcngemittel wirtschaftlich zu erzeugen. Eine \u00f6kologisch \/ \u00f6konomische Bilanzierung in Abgrenzung zum Stand der Technik war vorzunehmen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Einsatzstoffe wurden abh\u00e4ngig vom erwarteten Aufkommen, der Verf\u00fcgbarkeit und der Analyse relevanter Randbedingungen und der Interessenslage potenzieller Anwender ausgew\u00e4hlt. Es wurden Rezepturen erstellt, Formlinge hergestellt, der Schacht-Schmelz-Vergasung unterzogen und die geschmolzenen Schlacken nass granuliert. Im Vorfeld wurden Festlegungen zu Analysemethoden und -labors f\u00fcr eine objektive Bewertung der Schlacken getroffen.<\/p>\n
Arbeitsschritte
\nErfassung der Randbedingungen zum Projekt, Aufkommen der Abf\u00e4lle, Bewertung des Standes der Technik (Literatur, Patente), Verfahrensprinzip Mephrec, Basis der Versuche (KKA Bergakademie Freiberg), Untersuchungsmethodik (Analytik, Vergleichsma\u00dfst\u00e4be), Kompaktierung, Auswahl der Abf\u00e4lle,
\nAnalytik der Abf\u00e4lle, Versuchsdurchf\u00fchrung (Ofenparameter, Schlackeanalytik, Eisenanalytik, Ofengasanalytik, Stauberfassung), \u00f6kologische Bilanzierung (Stoffbilanzen, Zitronens\u00e4urel\u00f6slichkeit, Schwermetallgehalte), \u00d6konomische Bilanzierung (GuV)<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das entwickelte Mephrec-Verfahren ist patentrechtlich gesch\u00fctzt. Es betrifft das metallurgische P-Recycling aus Abf\u00e4llen bei maximalem Aushalten von Schadstoffen und gleichzeitiger Verwertung des Energieinhalts. Es besitzt folgende Alleinstellungsmerkmale:
\n==> Wirtschaftliche Prozessf\u00fchrung durch gleichzeitige stoffliche und energetische Verwertung
\n==> Eignung f\u00fcr das P-Recycling aus nahezu allen festen, staubf\u00f6rmigen oder past\u00f6sen P-haltigen
\n Abf\u00e4llen
\n==> Extrem niedrige Schwermetall-Gehalte im erzeugten Produkt (niedrigste Cd-, U- und Tl-Gehalte)
\n==> Hohe Pflanzenverf\u00fcgbarkeit der im erzeugten Produkt enthaltenen Phosphate
\nDas Verfahren wurde in einer Testanlage der TU Freiberg unter technischen Bedingungen getestet (modifizierter Schachtofen; Durchsatz ca. 300 kg\/h Abfall-Briketts). Brikettherstellung: Verarbeitung von Kl\u00e4rschlamm (25 % TS), Tiermehl u. Aschen aus der Monoverbrennung dieser Abf\u00e4lle. Schmelzen der Briketts unter reduzierenden Bedingungen, Erzeugung von fl\u00fcssiger Schlacke, Abstich mit ca. 1450 \u00b0C und Wasserbadgranulierung. Das Granulat hat extrem niedrige Schwermetall-Gehalte, eine hohe Pflanzenverf\u00fcgbarkeit der Phosphate und stellt ein Vorprodukt f\u00fcr P-, NP- oder NPK-D\u00fcnger dar. Sein Feinanteil kann direkt als P-D\u00fcnger eingesetzt werden. Beim gegenw\u00e4rtigen Stand der Technik schlie\u00dfen sich die stoffliche und die energetische Nutzung von Kl\u00e4rschlamm und Tiermehl, d.h. D\u00fcngung vs. Verbrennung, gegenseitig aus. Mit dem Mephrec -Verfahren wird dieser Nachteil \u00fcberwunden, indem beim Schmelzen der Abfall-Briketts ein CO- und H2-haltiges Abgas erzeugt wird, das nach Reinigung zur Energie-Erzeugung eingesetzt werden kann. Vermarktung des Verfahrens bereits w\u00e4hrend der Projektbearbeitung durch zahlreiche Kontakte zu Firmen und Instituten sowie aktive \u00d6ffentlichkeitsarbeit (Ver\u00f6ffentlichungen; Vortr\u00e4ge). Der Vergleich mit Wettbewerbern zeigt die Vorteile des Mephrec-Verfahrens, durch den m\u00f6glichen Einsatz f\u00fcr verschiedenste P-Quellen und an unterschiedlichsten Standorten.
\n\u00d6kologische Bilanzierung: alle im Kl\u00e4rschlamm \/ Tiermehl enthaltenen organischen Schadstoffe werden durch das reduzierende Schmelzen bei Temperaturen bis zu 2.000 \u00b0C vollst\u00e4ndig zerst\u00f6rt, Schwermetall-Gehalte der Mephrec-Schlacke sind viel niedriger sind als die gem\u00e4\u00df AbfKl\u00e4rV zul\u00e4ssigen Gehalte f\u00fcr die Kl\u00e4rschlamm-D\u00fcngung, die in der Schlacke verbleibenden Metalle oder Metalloxide werden eluatsicher in die glasig erstarrte Schlackenmatrix eingebunden. \u00d6konomische Bilanzierung (Wirtschaftlichkeitsbetrachtung): Basis ist prozesstechnisches Kalkulationsprogramm; ausgehend von den eingesetzten Mengen, den Elementar- und Oxidanalysen der verwendeten Einsatzmaterialien, den prozesstypischen Zusatz- und Brennstoffen und dem Verbrennungsmittel Luft und\/oder Sauerstoff werden unter Ber\u00fccksichtigung der erwarteten energetischen und stofflichen Umsatzreaktionen im Schacht-Schmelz-Vergaser die erzeugbaren Mengen und Qualit\u00e4ten an Fl\u00fcssigmetall, Schlacke und Rohgas kalkuliert.
\nDie Wirtschaftlichkeit wird als GuV-Rechnung (Ber\u00fccksichtigung der Anfang 2009 g\u00fcltigen spezifischen Kosten) betrachtet. Die spezifischen Kosten sind wie die Erl\u00f6se aus der Abfallannahme und dem Produktverkauf sowohl von den aktuell g\u00fcltigen Marktbedingungen als auch von den konkreten Projektbedingungen abh\u00e4ngig. Das dargestellte Ergebnis ist somit als Beispiel zu betrachten, welches f\u00fcr spezifische Anwendungsf\u00e4lle zu konkretisieren ist.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Es wurden bereits Anwendungen akquiriert, Prinzipl\u00f6sungen f\u00fcr den praktischen Einsatz des Mephrec-Verfahrens erarbeitet und \u00f6ffentlich gemacht (Ver\u00f6ffentlichungen, nationale\/internationale Konferenzen, Schutzrechte)<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das metallurgische Phosphor-Recycling zeichnet sich gegen\u00fcber dem Stand der Technik durch Alleinstellungsmerkmalen aus.
\n Bei der \u00f6kologischen Bilanzierung ist hervorzuheben, dass alle im Kl\u00e4rschlamm und im Tiermehl enthaltenen organischen Schadstoffe durch das reduzierende Schmelzen bei Temperaturen bis zu 2.000 \u00b0C vollst\u00e4ndig zerst\u00f6rt werden und dass durch das Schmelzen unter reduzierenden Bedingungen die Schwermetall-Gehalte der Mephrec-Schlacke viel niedriger sind als die gem\u00e4\u00df AbfKl\u00e4rV zul\u00e4ssigen Gehalte f\u00fcr die Kl\u00e4rschlamm-D\u00fcngung. Die in der Schlacke verbleibenden Metalle oder Metalloxide werden eluatsicher in die glasig erstarrte Schlackenmatrix eingebunden.
\nDie \u00f6konomische Bilanzierung basiert auf dem im Rahmen des Projektes erstellten prozesstechnischen Kalkulationsprogramm. Die Wirtschaftlichkeit ist bezogen auf die Anfang 2009 g\u00fcltigen spezifischen Kosten gegeben.
\nWesentlich ist, dass die spezifischen Kosten, wie die Erl\u00f6se aus der Abfallannahme und dem Produktverkauf, sowohl von den aktuell g\u00fcltigen Marktbedingungen als auch von den konkreten Projektbedingungen abh\u00e4ngig sind und das dargestellte Ergebnis somit als Beispiel zu betrachten ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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