DE19621751C1 - Abfallentsorgungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfallentsorgungsanlage und ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 bzw. dem Oberbegriff des Patentanspruches 20.

Hausmüll und hausmullähnliche Reststoffe werden üblicherwei­ se durch Entladung (Deponie) oder Verbrennung entsorgt. Bio­ logischer Abfall gelangt in Kompostierungs- oder Verbrenn­ ungsanlagen. Deponien und Verbrennungsanlagen sind herkömmli­ cherweise Anlagen mit einer Jahreskapazität von über 100 000 t/a. Vergärungsanlagen und Kompostierungsanlagen werden ab einer Größenordnung von ca. 5.000 t/a betrieben.

Allen Anlagen ist gemein, daß der technische Mindeststandard auf hohem Niveau gesetzlich vorgeschrieben ist. Daher waren bislang Anlagen mit geringeren Jahresdurchsatzmengen wirt­ schaftlich nicht zu betreiben. Es wurde vielmehr versucht, die Abfallentsorgung auf wenige groß angelegte entsprechend ausgestattete Anlagen zu konzentrieren. Dies erforderte je­ doch einen hohen logistischen und organisatorischen Aufwand. Abfall mußte zum Teil über weite Distanzen in speziellen Son­ derfahrzeugen befördert werden.

Kleinere Anlagen waren bei Einhaltung der gesetzlichen Min­ deststandards unwirtschaftlich. Darüber hinaus konnten diese Anlagen aufgrund ihrer einfachen Ausgestaltung keine ausrei­ chende Entsorgungssicherheit bieten.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 347 406 A1 ist eine Müllverbrennungsanlage mit einer Sortiereinrichtung und einer nachgeordneten Verbrennungs- und Rauchgasreinigungsein­ richtung bekannt. Die Müllverbrennungsanlage ist über Lei­ tungen mit einer Produktionsstätte verbunden. Um eine opti­ male Nutzung der Müllverbrennungsanlage zu ermöglichen und die durch die Produktionsstätte bedingte Umweltbelastung zu vermindern, werden die Abgase der Produktionsstätte über die Leitungen zu der Müllverbrennungsanlage geführt. Zwischen der Müllverbrennungsanlage und der Produktionsstätte sind weitere Leitungen vorgesehen, über die die in der Müllverbrennungsan­ lage bei der Verbrennung der Abgase gewonnene Energie Ver­ brauchern der Produktionsstätte zugeführt wird. Diese Ver­ braucher können die in der Verbrennungsanlage gewonnene Ener­ gie nutzen.

Aus den Aufsätzen "Vergärungstendenzen", Energiespektrum 2/96, Seiten 12, 13, 18, 20, 22 und Buschner G., Klinkmüller L., Strumpf W.: "Die anaerobe Behandlung von Abfällen als Al­ ternative zur Deponierung, Verbrennung und Kompostierung" in: Energieanwendung, Energie- und Umwelttechnik, 43. Jahrgang, Heft 1, Januar 1994, Seiten 28 bis 33 ist die Verwertung biologischer Abfälle in Vergärungsanlagen bekannt. Als Vergä­ rungsanlage wird insbesondere ein hermetisch geschlossenes System ohne Luftzufuhr, d. h. ein anaerobes System, vorge­ schlagen. Solche anaerobe Systeme haben den Vorteil, daß eine Emission des Treibhausgases Methan unterbunden wird. Darüber hinaus kann die Einhaltung emissionsrechtlicher und hygieni­ scher Vorschriften einfacher realisiert werden, als bei der Kompostierung von organischen Abfällen. Aus diesen Aufsätzen ist bekannt, daß die bei der Vergärung organischer Abfälle entstehenden Biogase einer energetischen Verwertung zugeführt werden können. Beispielsweise ist es möglich, die entstehende Abwärme zur Eigenenergieversorgung der Vergärungsanlage oder anderer Prozeßanlagen zu verwenden. Mit einem besonderen Ver­ fahren ist es ebenso möglich, die Abwärme zu Treibstoff wei­ terzuverarbeiten, mit dem mit besonderen Antrieben ausge­ stattete Fahrzeuge betrieben werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abfallentsor­ gungsanlage anzugeben, die gerade bei kleinen Jahresdurch­ satzmengen kostengünstig zu realisieren und unter Einhaltung der gesetzlichen Mindeststandards wirtschaftlich zu betreiben ist, wobei in der Anlage unterschiedliche Zusammensetzungen von Abfall entsorgbar sein sollen. Gleichzeitig soll ein ent­ sprechendes Verfahren angegeben werden.

Diese Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und in verfahrenstechni­ scher Hinsicht durch die Merkmale des Patentanspruches 20 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Eine Kernidee der vorliegenden Anlage bzw. des vorliegenden Verfahrens ist darin zu sehen, daß ein Vergärungsprozeß neben einem Verbrennungsprozeß durchgeführt wird, wobei die im Ver­ gärungsprozeß erhaltenen Stoffe wenigstens teilweise dem Ver­ brennungsprozeß zugeführt werden. Durch diese Kombination von Vergärungsprozeß und Verbrennungsprozeß läßt sich organischer Abfall zunächst in einem Vergärungsprozeß "vorentsorgen". Im Unterschied zu normalen Vergärungsanlagen, bei denen separate Abluftreinigungsanlagen, eine Wasseraufbereitung und eine kompliziert aufgebaute Gasnutzung notwendig sind, werden die­ se Nebenprodukte hier direkt dem Verbrennungsprozeß zugeführt bzw. der dem Verbrennungsprozeß nachgeschalteten Rauchgasauf­ bereitung. Im einzelnen wird die Abluft als Verbrennungsluft der termischen Verwertung zugeführt, das belastete Abwasser in die Rauchgasreinigung eingedüst und die Biogase werden entweder im Gastank zwischen gelagert, in die Verbrennung ge­ leitet oder zum Anfahren des Verbrennungsofen benötigt.

Ein Grundgedanke liegt darin, wenigstens die bei der Vergär­ ung entstehenden Biogase für den Verbrennungsprozeß zu nutz­ en. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird auch das im Vergärungsprozeß entstehende Abwasser in die Rauchgasaufbe­ reitung eingedüst. Insgesamt läßt sich der gewöhnlich mit be­ lasteten Reststoffen (Biogase, Abwasser) behaftete Vergär­ ungsprozeß so in die Abfallentsorgungsanlage integrieren, daß auch die Reststoffe aus dem Vergärungsprozeß entsorgt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ab­ fallentsorgungsanlage eine Abscheideeinrichtung, insbesondere einen Windsichter auf, der Mischabfall in organischen und an­ organischen Abfall trennt und den organischen Abfall zunächst der Vergärung zuführt, wohingegen der anorganische Abfall un­ ter Umgehung des Vergärungsprozesses dem Verbrennungsofen zu­ geleitet wird. Zweckmäßigerweise besteht die genannte Ab­ scheideeinrichtung aus einem Windsichter, die den leichteren organischen Abfall vom schwereren anorganischen Abfall trennt. Durch diese Abscheideeinrichtung läßt sich eine rela­ tiv wirkungsvolle Trennung des Mischabfalls vornehmen, so daß die Fraktionen des Mischabfalls - organischer und anorgani­ scher Abfall - auf ihre jeweiligen Eigenschaften abgestimmt entsorgt werden können.

Die in der Vergärungseinrichtung entstehenden Gärrückstände können entweder im Verbrennungsofen verbrannt werden oder beispielsweise zu Düngemittel oder Deponieabdeckmaterial weiterverarbeitet werden.

Wenn die Gärrückstände verbrannt werden sollen, ist zweck­ mäßigerweise zwischen der Vergärungseinrichtung und der Ver­ brennungseinrichtung eine Trocknungseinrichtung vorgesehen, in der eine weitere Entwässerung der Rückstände des anorgani­ schen Abfalls vorgenommen wird. Diese Trocknungseinrichtung kann entweder als mechanische Presse, insbesondere Siebband- oder Bandfilterpresse ausgebildet sein oder einfach als zwi­ schengeschaltetes Trockenlager. Durch diese der, Verbrennung vorgeschaltete, biologische und mechanische Vorbehandlung er­ hält man einen kleinstückigen, hochkalorischen und weitgehend homogenen Brennstoff.

Vorteilhafterweise wird bei der hier beschriebenen Abfall­ entsorgungsanlage der Verbrennungsofen als Wirbelschichtofen ausgebildet. Der Wirbelschichtofen garantiert einen hohen Ausbrand bei niedrigem Sauerstoffüberschuß. Zudem handelt es sich um einen Ofen, der im besonderen Maße für die Zuführung von Biogasen und der hochkalorischen Gärrückständen geeignet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entsorgung von Abfall zeichnet sich dadurch aus, daß organischer Abfall einem Ver­ gärungsprozeß unterworfen wird und daß anorganischer Abfall einem Verbrennungsprozeß unterworfen wird, wobei sich an den Verbrennungsprozeß ein Rauchgasaufbereitungsprozeß anschließt und wobei zumindest ein oder mehrere im Vergärungsprozeß ent­ stehende Nebenprodukte, wie Biogase und Abwasser, dem Ver­ brennungsprozeß bzw. dem Rauchgasaufbereitungsprozeß zuge­ führt werden.

Der Grundgedanke liegt auch hier darin, zumindest die biolo­ gisch im Vergärungsprozeß entstandenen Nebenprodukte teilwei­ se oder ganz in einem anschließenden Verbrennungsprozeß zu nutzen bzw. in diesem Verbrennungsprozeß unschädlich zu ma­ chen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Biogase direkt oder nach Zwischenlagerung in einem Tank dem Verbren­ nungsprozeß zugeführt, das im Vergärungsprozeß entstandene Abwasser wird in die Rauchgasaufbereitung eingedüst und in einer weiter bevorzugten Ausgestaltung werden auch die Gär­ rückstände im Verbrennungsprozeß entsorgt. Alternativ dazu können aber die Gärrückstände auch zu Düngemittel oder Depo­ nieabdeckmaterial verarbeitet werden.

Für die Grundidee des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zu­ nächst unerheblich, ob lediglich organischer Abfall, Mischab­ fall oder organischer und anorganischer Abfall getrennt aber parallel entsorgt werden soll. Gerade bei Hausmüll handelt es sich jedoch in der Regel um Mischabfall, der sich aus organi­ schem und anorganischem Abfall zusammensetzt.

Ein Trennen von organischem und anorganischem Abfall er­ scheint auch bei kleineren Abfallentsorgungsanlagen überaus sinnvoll. Wird nämlich der organische Abfall zusammen mit dem anorganischen Abfall sofort dem Verbrennungsprozeß zugeführt, verschlechtert der hohe Wasseranteil des organischen Abfalls den Verbrennungsprozeß ganz erheblich. Außerdem werden die Durchsatzmengen im Verbrennungsprozeß unnötig erhöht. Die Vergärung von organischem Abfall stellt demgegenüber eine sinnvolle Entsorgung dar. Die entstehende Abluft, die Biogase und das belastete Abwasser werden dann im Verbrennungsprozeß entsorgt. Die Biogase erhöhen gleichzeitig die Energieausbeu­ te des Verbrennungsprozesses und tragen zu einer Verbesserung der Eigenschaften des Verbrennungsprozesses bei. Weiterhin können sie auch zum Anfahren des Verbrennungsofens genutzt werden.

In der Alternative, in der auch die im Vergärungsprozeß er­ haltenen Gärrückstände verbrannt werden, tragen diese mit ih­ rem hohen Brennwert zu einer Verbesserung der Eigenschaften des Verbrennungsprozesses und zu einer höheren Energieausbeu­ te bei.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführ­ ungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des kombinierten Verfah­ rens;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung des kombinierten Verfahrens in einer anderen Ausgestaltung;

Fig. 3 den ersten Teil eines Ausführungsbeispieles der er­ findungsgemäßen Abfallentsorgungsanlage in einer schematischen Flußdiagramm-Darstellung;

Fig. 4 den zweiten Teil des Ausführungsbeispieles nach Fig. 3 in schematischer Flußdiagramm-Darstellung;

Fig. 5 den dritten Teil des Ausführungsbeispieles nach den Fig. 3 und 4 in schematischer Flußdiagramm-Dar­ stellung;

Fig. 6 den vierten Teil des Ausführungsbeispieles nach den Fig. 3, 4 und 5 in schematischer Flußdiagramm Dar­ stellung.

In Fig. 1 ist schematisch das aus einem Vergärungsprozeß 25 und einem Verbrennungsprozeß 26 kombinierte Entsorgungsver­ fahren dargestellt. Dabei durchläuft organischer Abfall 19 den Vergärungsprozeß 25. Der organische Abfall wird in diesem Prozeß biologisch zersetzt. Diese Zersetzung hat die Bildung von Biogasen 22 zur Folge. Diese Biogase 22 werden aufgefan­ gen, ggf. homogenisiert und dem Verbrennungsprozeß 26 zuge­ führt, in dem ansonsten vorwiegend anorganischer Abfall 20 entsorgt wird. Im Vergärungsprozeß 25, bzw. in einem an­ schließenden Trocknungsprozeß 48 fällt weiterhin noch bela­ stetes Abwasser 27 an, das in herkömmlichen Anlagen aufwendig aufbereitet werden muß. Bei dem hier dargestellten Verfahren wird das Abwasser 27 einem sich an den Verbrennungsprozeß 26 anschließenden Rauchgasaufbereitungsprozeß 29 zugeführt. Da­ bei wird das Abwasser 27 ggf. zusammen mit zusätzlichem von außen zugeführtem Wasser in das Rauchgas eingedüst.

Der nach dem Vergärungsprozeß 25 verbleibende Gärrückstand 24 wird in einem bereits erwähnten Trocknungsprozeß 48 auf mechan­ ischem Wege, beispielsweise in einer Presse getrocknet und/ oder zur Trocknung zwischengelagert. Der Gärrückstand 24 kann in einem Weiterbehandlungsprozeß zu Düngemittel, Deponieab­ deckmaterial oder ähnlichem weiterverarbeitet werden. In die­ sem Fall besteht der Weiterbehandlungsprozeß im wesentlichen aus einer Nachrotte 58.

In Fig. 2 ist das kombinierte Verfahren aus einem Vergärungs­ prozeß 25 und einem Verbrennungsprozeß 26 in einer Abwandlung schematisch dargestellt. Anders als in Fig. 1 wird der Gär­ rückstand 24 nicht über einen Weiterbehandlungsprozeß, z. B. zu Düngemittel oder Deponieabdeckmaterial verarbeitet.

Vielmehr wird in dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren der Gärrückstand 24 nach dem Trocknungsprozeß 48 dem Verbren­ nungsprozeß 26 zugeführt. Der getrocknete Gärrückstand 24 weist einen außerordentlich hohen Brennwert auf. Darüber hi­ naus handelt es sich um einen relativ homogenen Brennstoff, der die Eigenschaften des Verbrennungsprozesses verbessert und die Energieausbeute erhöht. In dieser Alternative werden anorganischer Abfall 20, Biogase 22 und Gärrückstände 24 ge­ meinsam verbrannt.

In den Fig. 3, 4, 5 und 6 ist der Aufbau einer Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Abfallentsorgungsanlage schema­ tisch anhand von Flußdiagrammen dargestellt.

Es handelt sich bei der dargestellten Ausführungsform um eine Anlage, die auf eine Jahresdurchsatzmenge von ca. 50.000 Ton­ nen pro Jahr ausgelegt ist, also auf eine relativ kleine Jah­ resdurchsatzmenge.

Die Abfallentsorgungsanlage weist zunächst eine Annahme 11 auf, die zur Annahme und zum Weitertransport des angeliefer­ ten Abfalls an einen Müllbunker 49 dient. Der Müllbunker 49 muß bei der hier vorliegenden relativ flexibel ausgelegten Anlage nicht allzu groß dimensioniert werden. Bei der konkre­ ten Ausführungsform wurde ein Fassungsvermögen von 1.000 m³ gewählt.

Vom Müllbunker 49 aus wird der Abfall einem Sieb 50 zuge­ führt. Das Sieb 50 dient zur Aussonderung unzerkleinerbarer Reste, deren Dimension 500 × 500 mm übersteigt.

Bei Anlieferung einer gemischten Müllfraktion mit einem noch hohen Biomüllanteil (Hausmüll mit Rest-Grünanteil, Sperrmüll und hausmüllähnlicher Gewerbemüll) wird dieser so zusammenge­ setzte Mischabfall vom Müllbunker über einen Zerkleinerungs­ prozeß und einer Wertstoffgewinnung einem Abscheideprozeß zu­ geführt. Zu diesem Zweck durchläuft der Mischabfall nach dem Sieb 50 einen ersten Magnetabscheider 13, der Eisenbestand­ teile 52 abtrennt. Der verbleibende Mischabfall durchläuft einen Grobschrebber 51, der eine erste Zerkleinerung vor­ nimmt. Anschließend durchläuft der so zerkleinerte Mischab­ fall einen zweiten Magnetabscheider 14, in dem nochmals Ei­ senbestandteile 52 abgetrennt werden. Nach dem Magnetabschei­ der 14 wird der Mischabfall einer weiteren Zerkleinerungsein­ richtung, nämlich einer Hammermühle 37 zugeführt, die den Mischabfall wenigstens so zerkleinert, daß die maximale Kan­ tenlänge 80 mm nicht übersteigt. Bevorzugt wird eine maximale Kantenlänge zwischen 30 und 50 mm. Zweckmäßigerweise sollte daher die Hammermühle 37 einstellbar ausgebildet sein, um so die gewünschte maximale Kantenlänge vorwählen zu können.

Nach der Hammermühle 37 durchläuft der Mischabfall einen dritten Magnetabscheider 15, in dem nochmals Eisenbestandtei­ le 52 abgetrennt werden.

Um auch Nicht-Eisenmetalle 53 abtrennen zu können, durchläuft der Mischabfall anschließend einen Wirbelabscheider 16. Mittels des Wirbelabscheiders 16 kann so beispielsweise Aluminium aus dem Mischabfall abgetrennt werden und zu Wie­ derverwertungszwecken veräußert werden.

Nach Durchlaufen des Wirbelabscheiders 16 gelangt der Mischabfall in einen Windsichter 17 (vgl. Fig. 4). Im Wind­ sichter 17 wird der Mischabfall in anorganischen Abfall 20 und organischen Abfall 19 getrennt. Der leichtere anorgani­ sche Abfall 20 wird an einem ersten Ausgang 33 des Windsich­ ters 17 ausgegeben. Der schwerere organische Abfall 19 wird an einem zweiten Ausgang 34 des Windsichters ausgegeben.

Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß im Fall einer getrennten Anlieferung von organischem Abfall 19 und anorganischem Ab­ fall 20 der Abscheideprozeß mittels des Windsichters ent­ fallen kann. In diesem Fall würde der anorganische Abfall 20 bis auf den Windsichter 17 die gleichen oder entsprechenden Einrichtungen wie bereits beschrieben durchlaufen. Der anor­ ganische Abfall würde getrennt einen vereinfachten Zerkleine­ rungsprozeß durchlaufen.

Der durch den Windsichter 17 abgetrennte oder getrennt ange­ lieferte organische Abfall 19 durchläuft anschließend eine Vergärungseinrichtung 21. In der Vergärungseinrichtung 21 wird der organische Abfall 19 einem bereits erwähnten Vergä­ rungsprozeß 25 unterworfen. Die im Vergärungsprozeß 25 ent­ stehenden Biogase 22 werden gesammelt und an einen Tank 54 weitergeleitet. Der nach dem Vergärungsprozeß 25 verbleibende Gärrückstand 24 weist nur noch ca. 87% des Gewichts des ur­ sprünglich der Vergärungseinrichtung 21 zugeführten organi­ schen Abfalls 19 auf.

Der Gärrückstand 24 wird dann einer Trocknungseinrichtung 36 zugeführt. In der Trocknungseinrichtung 36 wird der Gärrück­ stand 24 weiter entwässert. Das dabei entstehende Abwasser 27 wird gesammelt und über eine Abwasserzuführung 32 einem noch zu beschreibenden Verdampfer 40 zugeführt. Die Trocknungsein­ richtung 36 umfaßt eine mechanische Presse, wie beispielswei­ se eine Siebband- oder Bandfilterpresse. Der so getrocknete Gärrückstand 24 wird anschließend zusammen mit dem vom Wind­ sichter 17 abgetrennten anorganischen Abfall 20 einer Zwi­ schenlagerung 57 zugeführt.

Alternativ kann der getrocknete Gärrückstand 24 auch nach der Trocknungseinrichtung entnommen und einer Nachrotte 58 zuge­ führt werden. Der Gärrückstand 24 kann daraufhin als erdähn­ licher Kompost zur Abdeckung von Deponien genutzt werden. Die Ausrüstung der Anlage mit einer Nachrotte 58 ist preisgünstig zu bewerkstelligen.

Die der Zwischenlagerung 57 zugeführten Ströme von anorgani­ schem Abfall 20 und Gärrückstand 24 werden in der Zwischenla­ gerung 57 homogenisiert. Das Gemisch wird dann dem als Wir­ belschichtofen ausgebildeten Verbrennungsofen 10 zugeführt. Gleichzeitig werden dem Verbrennungsofen 10 Biogase 22 zuge­ führt, die im Tank 54 homogenisiert wurden. Außerdem werden dem Verbrennungsofen 10 zum Zwecke einer vollständigeren Entsorgung Rauchgase in einer Rückführung zugeführt.

Die im Verbrennungsprozeß 26 zurückbleibende Schlacke wird abgeführt. Die im Verbrennungsprozeß 26 entstehenden, hoch staubbeladenen Rauchgase werden im nachfolgenden Überhitzer 38 abgekühlt und erhitzen bzw. erzeugen dabei Dampf, der eine Turbine 39 antreibt. Mittels der Turbine 39 läßt sich Strom zum Betrieb der gesamten Anlage sowie zur externen Nutzung erzeugen. Die Integration der Anlage in bestehende Stromnetze ist aufgrund der vergleichsweise geringen zur externen Nutz­ ung verbleibenden Leistung leicht möglich. Gleichzeitig oder alternativ kann die erzeugte Energie auch für Fernwärme ge­ nutzt werden. Auch hier ist eine Integration in bestehende Fernwärmenetze leicht möglich.

Die Rauchgase werden im Überhitzer 38 auf 450°C abgekühlt und in einem nachfolgenden Trockenabscheider 18 weitgehend von Staub und Schadgasen befreit. Der Trockenabscheider 18 kann beispielsweise als Elektrofilter ausgebildet sein, in dem die Staubpartikel durch Elektroden mit gleichgerichteter Hoch­ spannung statisch aufgeladen und auf einer Niederschlagselek­ trode abgeschieden werden. Der Trockenabscheider 18 kann aber auch als mechanischer Entstauber ausgebildet sein, wobei als separierende Kräfte dabei Schwer- und Zentrifugalkräfte auf die Staubteilchen wirken.

Nach dem Trockenabscheider 18 werden die Rauchgase einem be­ reits erwähnten Verdampfer 40 zugeführt. Im Verdampfer 40 wird durch eine Eindüsanlage 31 das aus dem Vergärungsprozeß 25 erhaltene Abwasser 27 sowie zusätzliches Wasser in den Rauchgasstrom eingedüst. Das eingedüste Wasser bewirkt eine weitere Abkühlung der Rauchgase auf 320°C. Hierdurch wird die DeNovo-Synthese von Dioxinen weitgehend verhindert. Um die Rauchgase von Stickoxiden zu befreien, kann weiterhin eine SCR-Einrichtung 41 vorgesehen werden. In der SCR-Einrichtung 41 wird eine selektive katalytische Reduktion vorgenommen und die Rauchgase von Stickoxiden befreit. Gleichzeitig werden bei dieser Technik über spezielle Katalysatoren die noch vor­ handenen niedrigen Dioxin-Mengen durch Oxidation zerstört. Der SCR-Einrichtung 41 muß im Betrieb NH₃ kontinuierlich zugeführt werden.

In Anschluß an die SCR-Einrichtung 41 durchlaufen die Rauch­ gase einen Speisewasservorwärmer 42 und einen Luftvorwärmer 43, in denen die Rauchgase auf 190°C abgekühlt und gleichzei­ tig Speisewasser und Verbrennungsluft vorgewärmt werden. Nach dem Luftvorwärmer 43 wird ein Teil des Rauchgases wie bereits erwähnt an den Verbrennungsofen 10 zurückgeführt. Die nicht zurückgeführten Rauchgase können noch weiter in einem Wäscher 44 gereinigt werden. In dem Wäscher 44 werden unter Zuführung von CaCO₃ und Wasser nochmals Schadgase aus dem Rauchgas aus­ gewaschen. Da dieser Auswaschprozeß besonders gut bei niedri­ gen Temperaturen funktioniert, werden die Rauchgase, bevor sie an den Wäscher 44 gelangen, in einem Wärmetauscher 45 ab­ gekühlt und anschließend in einem zweiten Wärmetauscher 46, der mit dem ersten Wärmetauscher 45 in Verbindung steht, er­ neut erwärmt.

Die wiedererwärmten Rauchgase werden daraufhin noch durch ei­ nen Gewebefilter 47 geleitet, in dem unter Zuführung von Sor­ balit noch Restschadstoffe, wie Schwermetalle, Dioxine und andere Rest-Anorganika ausgefiltert werden. Über einen Saug­ zug 55 gelangen die Rauchgase anschließend in einen Kamin 56 und können daraufhin ausreichend aufbereitet an die Umwelt abgegeben werden.

Die beschriebene Abfallentsorgungsanlage zeichnet sich durch einen modularen Aufbau aus, der es gestattet, die beschriebe­ nen Einrichtungen zum Teil durch andere zu ersetzen oder ein­ zelne Einrichtungen aus Kostengründen und wenn der zu entsor­ gende Abfall es zuläßt, beiseite zu lassen. Beispielsweise ist der Wäscher 44 mit den Wärmetauschern 46 optional und kann - falls die Rauchgase nicht überdurchschnittlich stark belastet sind - ausgespart werden. Gleiches gilt für die SCR- Einrichtung 41.

Die beschriebene Anlage ist außerordentlich flexibel ausge­ legt. Der Verbrennungsprozeß 26 und der Vergärungsprozeß 25 lassen sich auf 4 verschiedene Grundarten miteinander kombi­ nieren:

• 1. Separate Anlieferung von organischem Abfall 19 und an­ organischem Abfall 20 bzw. Mischabfall mit Nutzung des Gärrückstandes beispielsweise als Düngemittel oder De­ ponieabdeckmaterial;
• 2. Trennen von Mischabfall in organischen Abfall 19 und an­ organischen Abfall 20 und Nützen des Gärrückstandes bei­ spielsweise als Düngemittel oder Deponieabdeckmaterial;
• 3. separate Anlieferung von organischem Abfall 19 und anor­ ganischem Abfall 20 bzw. Mischabfall und Verbrennung des Gärrückstandes;
• 4. Trennung von Mischabfall in organischen Abfall 19 und anorganischen Abfall 20 und Verbrennung des Gärrückstan­ des.

Die angegebenen vier Möglichkeiten können auch nach Errich­ tung einer Anlage je nach konkret anfallender Zusammensetzung der Abfälle gewechselt werden, so daß sich eine äußerst an­ passungsfähige Abfallentsorgungsanlage ergibt.

Bei der vorgestellten Anlage lassen sich aufeinander abge­ stimmte industrielle Standardkomponenten so kombinieren, das eine Reststoffbehandlung weitgehend autark (ohne zusätzliche Energiebereitstellung) wirtschaftlich und redundant betrieben werden kann. Sollte einer der Hauptkomponenten ausfallen, so ist durch die jeweils andere sichergestellt, daß ein Teil­ strom der anfallenden Abfälle weiterbehandelt werden kann. Des weiteren sinkt durch die geringe Kapazität der logisti­ sche Aufwand. Gleichzeitig ist die Anlage in der Lage, auf die konkret angelieferten Abfälle abgestimmt betrieben zu werden.

Bezugszeichenliste

10 Verbrennungsofen
11 Annahme
13 erster Magnetabscheider/Trenneinrichtung
14 zweiter Magnetabscheider/Trenneinrichtung
15 dritter Magnetabscheider/Trenneinrichtung
16 Wirbelabscheider/Trenneinrichtung
17 Windsichter/Abscheideeinrichtung
18 Trockenabscheider
19 organischer Abfall
20 anorganischer Abfall
21 Vergärungseinrichtung
22 Biogase
24 Gärrückstand
25 Vergärungsprozeß
26 Verbrennungsprozeß
27 Abwasser
29 Rauchgasaufbereitungsprozeß
30 Gaszuführung
31 Eindüsanlage
32 Abwasserzuführung
33 erster Ausgang (der Abscheideeinrichtung)
34 zweiter Ausgang (der Abscheideeinrichtung)
35 Zuführung der Gärrückstände
36 Trocknungseinrichtung
37 Zerkleinerungseinrichtung/Hammermühle
38 Überhitzer
39 Turbine
40 Verdampfer
41 SCR-Einrichtung
42 Speisewasservorwärmer
43 Luftvorwärmer
44 Wäscher
45 erster Wärmetauscher
46 zweiter Wärmetauscher
47 Gewebefilter
48 Trocknungsprozeß
49 Müllbunker
50 Sieb
51 Grobschrebber
52 Eisenbestandteile
53 Nichteisen-Metalle
54 Tank
55 Saugzug
56 Kamin
57 Zwischenlagerung
58 Nachrotte

Claims (41)

1. Abfallentsorgungsanlage, in der ein Verbrennungsprozeß (26) und ein Vergärungsprozeß (25) durchführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallentsorgungsanlage folgendes umfaßt:

• - eine Vergärungseinrichtung (21) für organischen Abfall (19), die so ausgebildet ist, daß die bei der Vergärung entstehenden Biogase (22) und Abwasser (27) gesammelt werden können und
• - einen Verbrennungsofen (10), der mit der Vergärungs­ einrichtung (21) zumindest über eine Gaszuführung (30) in Verbindung steht, und daß wenigstens anorganischer Abfall (20) und die bei der Vergärung entstehenden Bio­ gase (22) gemeinsam verbrannt werden können.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbrennungsofen (10) eine Rauchgasaufbereitungs­ einrichtung (18, 40, 31, 44) angeschlossen ist, die eine Eindüsanlage (31) umfaßt, wobei die Eindüsanlage (31) der Rauchgasaufbereitungseinrichtung über eine eine Ab­ wasserzuführung (32) mit der Vergärungseinrichtung (21) in Verbindung steht, so daß das bei der Vergärung ent­ stehende Abwasser (27) der Rauchgasaufbereitungseinrich­ tung zugeführt werden kann.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abscheideeinrichtung (17), insbesondere ein Wind­ sichter (17) vorgesehen ist, wobei die Abscheideeinrich­ tung (17) einen ersten Ausgang (33) aufweist, der mit dem Verbrennungsofen (10) in Verbindung steht und einen zweiten Ausgang (34), der mit der Vergärungseinrichtung (21) in Verbindung steht, wobei in der Abscheideeinrich­ tung Mischabfall in organischen (19) und in anorgani­ schen Abfall (20) getrennt wird und der anorganische Ab­ fall (20) über den ersten Ausgang (33) dem Verbrennungs­ ofen und der organische Abfall (19) über den zweiten Ausgang (34) der Vergärungseinrichtung (21) zugeführt wird.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbrennungsofen (10) und der Vergärungs­ einrichtung (21) eine Zuführung (35) für Gärrückstände (24) vorgesehen ist, mittels derer die im Vergärungspro­ zeß (25) zurückbleibenden Gärrückstände (24) dem Ver­ brennungsofen (10) zugeführt werden können.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zuführung (35) für die Gärrückstände eine Trocknungseinrichtung (36) vorgesehen ist, wobei die Trocknungseinrichtung (36) eine Trocknung der Gärrück­ stände (24) bewirkt.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungseinrichtung als mechanische Presse, ins­ besondere als Siebband- oder Bandfilterpresse ausgebil­ det ist.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungseinrichtung (36) als Trockenlager ausge­ bildet ist, in dem eine Trocknung der Gärrückstände (24) durch Lagerung erreicht wird.

8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsofen (10) als Wirbelschichtofen aus­ gebildet ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zerkleinerungseinrichtung (37), insbesondere eine Hammermühle (37) vorgesehen ist, um anorganischen Abfall (20), organischen Abfall (19) oder Mischabfall, bevor er der Abscheideeinrichtung (17) bzw. dem Verbrennungsofen (10) zugeführt wird, zu zerkleinern, und zwar vorzugs­ weise auf eine Partikelgröße mit maximaler Kantenlänge im Bereich von 30 bis 50 mm.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Trenneinrichtungen (13, 14, 15), ins­ besondere Magnetabscheider (13, 14, 15) vorgesehen sind, die Eisenbestandteile (52) aus dem anorganischen Abfall (20) oder Mischabfall heraustrennen bevor er der Abscheideeinrichtung (17) bzw. dem Verbrennungsofen (10) zugeführt wird.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wirbelabscheider (16) vorgesehen ist, der Nichtei­ sen-Metalle (53) aus dem anorganischen Abfall (20) oder Mischabfall heraustrennt bevor der Abfall der Ab­ scheideeinrichtung (17) bzw. dem Verbrennungsofen (10) zugeführt wird.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbrennungsofen (10) ein Überhitzer (38) nachgeord­ net ist, in dem die sich im Verbrennungsofen bildenden Rauchgase Dampf zum Antrieb einer Turbine (39) erzeugen.

13. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgasaufbereitungseinrichtung (18, 40, 44) einen Trockenabscheider (18) umfaßt, der eine Abscheidung von Staub und/oder Schadgasen in einem Trockenverfahren vor­ nimmt.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenabscheider (18) in einem Temperaturbereich von 250°C bis 500°C, vorzugsweise 400°C bis 450°C oder 440° bis 460° arbeitet.

15. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgasaufbereitung (18, 40, 44) einen Verdampfer (40) umfaßt, in dem Wasser, insbesondere Abwasser (27) aus dem Vergärungsprozeß (25) eingespeist wird.

16. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgasaufbereitung (18, 40, 44) einen Wäscher (44) umfaßt, in dem die abgekühlten Rauchgase ausgewaschen und verbleibende Staubpartikel und Schadgase ausgeschie­ den werden.

17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wäscher (44) zwischen einem ersten Wärmetauscher (45) und einem zweiten Wärmetauscher (46) angeordnet ist, wobei der erste Wärmetauscher (45) das Rauchgas auf eine für die Rauchgaswäsche günstige Temperatur abkühlt und gleichzeitig die abgezogene Wärme wenigstens teil­ weise an den zweiten Wärmetauscher (46) weiterleitet, um das Rauchgas nach der Rauchgaswäsche im zweiten Wärme­ tauscher (46) erneut zu erwärmen.

18. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgasaufbereitung (18, 40, 41, 44) eine SCR-Ein­ richtung (41) umfaßt, die über eine selektive kataly­ tische Reduktion die Rauchgase von Stickoxiden befreit.

19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die SCR-Einrichtung (41) weitere Katalysatoren umfaßt, die speziell noch vorhandene Mengen an Dioxinen durch Oxidation beseitigen.

20. Verfahren zur Entsorgung von Abfall mit einer Ab­ fallentsorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,

• - daß organischer Abfall (19) einem Vergärungsprozeß (25) unterworfen wird;
• - daß anorganischer Abfall (20) einem Verbrennungsprozeß (26) unterworfen wird, wobei sich an den Verbrennungs­ prozeß (26) ein Rauchgasreinigungsprozeß (29) anschließt und
• - wobei zumindest ein oder mehrere der im Vergärungspro­ zeß (25) entstehenden Nebenprodukte, wie Biogase (22) und Abwasser (27) dem Verbrennungsprozeß (26) und/oder dem Rauchgasreinigungsprozeß (29) zugeführt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Biogase (22) dem Verbrennungsprozeß (26) und gleich­ zeitig das Abwasser (27) dem Rauchgasreinigungsprozeß (29) zugeführt werden.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem Vergärungsprozeß (25) verbleibende Gär­ rückstand (24) ebenfalls dem Verbrennungsprozeß (26) zu­ geführt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gärrückstand (24) nach dem Vergärungsprozeß abge­ führt und zu Düngemittel oder Deponieabdeckmaterial wei­ terverarbeitet wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gärrückstände (24) mechanisch und/oder durch Trock­ nung an der Luft getrocknet werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Biogase (23) zunächst in einem Tank (54) zwischen­ gelagert werden.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Biogase (22), bevor sie dem Verbrennungsprozeß (26) zugeführt werden, homogenisiert werden.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Abfall (19) aus Mischabfall in einem Ab­ scheideprozeß abgetrennt wird, wobei der verbleibende anorganische Abfall (20) zusammen mit dem aus dem Vergä­ rungsprozeß (25) erhaltenen Gärrückstand (24) verbrannt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Abscheideprozeß eine Windsichtung vorgenommen wird, bei der die leichteren Anteile des Mischabfalls als an­ organischer Abfall (20) und die schwereren Anteile als organischer Abfall (19) abgeführt werden.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abscheideprozeß mehrere Trennprozesse und ein Zer­ kleinerungsprozeß vorgeschaltet sind.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zerkleinerungsprozeß der organische (19), anorga­ nische (20) oder Mischabfall eine Hammermühle (37) durchläuft, in der der Abfall auf eine Partikelgröße mit maximaler Kantenlänge im Bereich von 30 bis 50 mm ge­ bracht wird.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Trennprozeß Eisenbestandteile (52) und andere ferroelektrische Materialien durch einen Magneten ausge­ sondert werden.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Trennprozeß Nichteisen-Metalle (53) durch einen Wirbelabscheider (16) ausgesondert werden.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergärungsprozeß (25) zusätzlich oder anstelle des im Abscheideprozeß erhaltenen organischen Abfalls (19) auch externer organischer Abfall (19′) zuführbar ist.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasaufbereitungsprozeß (29) eine trockene Staub- und Schadgasabscheidung umfaßt, wobei die Ab­ scheidung auf mechanischem, insbesondere strömungsme­ chanischem Weg oder durch elektrostatische Aufladung der abzuscheidenden Partikel erfolgt.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasaufbereitungsprozeß (29) unter Einspritzung von Wasser, insbesondere Abwasser (27) aus dem Vergä­ rungsprozeß (25) durchgeführt wird und das Rauchgas durch das eingespritzte Wasser auf eine gewünschte Tem­ peratur abgekühlt wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasaufbereitungsprozeß (29) eine nasse Staub- und Schadgasabscheidung umfaßt, wobei eine Rauchgaswä­ sche bei Rauchgastemperaturen im Bereich von 70°C bis 120°C, vorzugsweise um 100°C durchgeführt wird.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Rauchgase vor der Rauchgaswäsche durch einen ersten Wärmetauscher (45) erniedrigt und die abgezogene Wärme zumindest teilweise zu einer nachfol­ genden nochmaligen Erwärmung des Rauchgases genutzt wird.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasaufbereitungsprozeß (29) ein Ausfiltern von Staub- und Schadgaspartikeln in einem Gewebefilter (47) umfaßt.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß Mischabfall nach folgenden Schritten entsorgt wird:

• - Vorbehandeln des Mischabfalls durch Trenn- und/oder Zerkleinerungsprozesse;
• - Trennen von organischem (19) und anorganischem Abfall (20) in einer Abscheideeinrichtung (17);
• - Vergären des organischen Abfalls (19);
• - Verbrennen zumindest des anorganischen Abfalls (20) und der bei der Vergärung entstehenden Biogase (22);
• - Reinigen des Rauchgases in einem Rauchgasaufberei­ tungsprozeß und
• - Abführen der Verbrennungsrückstände.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Vergärung entstehende Abwasser (27) dem Rauchgasaufbereitungsprozeß (29) zugeführt wird.

41. Verfahren nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Vergärung entstehende Gärrückstand (24) zu­ sammen mit dem anorganischen Abfall (20) und den Bioga­ sen (22) verbrannt wird.