Untersuchungen zum thermischen Recycling von Fraktionen aus dem Deponierückbau

In dieser Arbeit war die Kernfrage zu klären, ob zur Realisierung eines „Enhanced Landfill Mining“ (ELFM) ein thermisches Recycling deponiestämmiger, heizwertreicher Fraktionen in konventionellen, dem aktuellen Stand der Technik entsprechenden Verwertungsanlagen möglich und praktikabel ist. Aus der Siedlungsabfalldeponie Pohlsche Heide in Hille wurde Material unterschiedlicher Ablagerungszeiträume in drei Aushubkampagnen gewonnen. Mehrere ausgewählte grob- und feinkörnige Fraktionen wurden in verschiedenen mechanischen Behandlungsanlagen aus dem Aushubmaterial hergestellt. Die nachfolgende Eduktcharakterisierung hat mehrheitlich problematische Brennstoffeigenschaften ergeben. Mit den ermittelten Brennstoffparametern wurde eine Verbrennungsrechnung durchgeführt. Auf Basis der Ergebnisse der Eduktcharakterisierung sowie der Verbrennungsrechnung wurden Verbrennungsversuche im Technikums- und im Großmaßstab geplant.
Die Technikumsversuche haben bestätigt, dass die untersuchten Fraktionen problematische Brennstoffeigenschaften aufwiesen. Die großtechnische Versuchsverbrennung der grobkörnigen EBS wurde in einer MVA, einem konventionellen EBS-Kraftwerk mit Rostfeuerung sowie einem Energos EBS-Kraftwerk durchgeführt. Der Einsatz von feinkörnigem EBS erfolgte in einem Zementwerk mit Drehrohrofen. Die Monoverbrennung des EBS hat sowohl in der MVA als auch im Energos EBS-Kraftwerk zu Betriebsproblemen geführt. Auch im Zementwerk kam es bei der Versuchsverbrennung zu Betriebsproblemen. Durch die Übertragung der Ergebnisse auf großtechnische Anwendungen wurden die aus dem Einsatz deponiestämmiger Brennstoffe resultierenden Neuanforderungen an Anlagen zur energetischen Verwertung definiert. Hierzu wurden geeignete technische und operative Lösungsvorschläge erarbeitet.

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Aus der ansteigenden Rohstoffnachfrage und den begrenzten primären Ressourcen ergibt sich für die Rückgewinnung von Ressourcen aus Siedlungsabfalldeponien eine immer höhere Relevanz. Zukünftig können auch das Auftreten von Umweltgefahren sowie die Rückgewinnung von Flächen und Deponievolumen einen Rückbau von Siedlungsabfalldeponien erfordern. In dieser Arbeit war die Kernfrage zu klären, ob zur Realisierung eines "Enhanced Landfill Mining" (ELFM) ein thermisches Recycling deponiestämmiger, heizwertreicher Fraktionen in konventionellen, dem aktuellen Stand der Technik entsprechenden Verwertungsanlagen möglich und praktikabel ist. Aus der Siedlungsabfalldeponie Pohlsche Heide in Hille wurde Material unterschiedlicher Ablagerungszeiträume in drei Aushubkampagnen gewonnen. Mehrere ausgewählte grob- und feinkörnige Fraktionen wurden in verschiedenen mechanischen Behandlungsanlagen aus dem Aushubmaterial hergestellt. Die Brennstoffeigenschaften der grobkörnigen Ersatzbrennstoffe (EBS) führten zu einer Einschränkung der Einsatzmöglichkeiten in EBS-Kraftwerken. Auch ein Einsatz der weitgehend aufbereiteten EBS-Fraktionen in Zement- und Kraftwerken wurde durch deren Eigenschaften eingeschränkt. Mit den ermittelten Brennstoffparametern wurde eine Verbrennungsrechnung durchgeführt. Auf Basis der Ergebnisse der Eduktcharakterisierung sowie der Verbrennungsrechnung wurden Verbrennungsversuche im Technikums- und im Großmaßstab geplant.Die Technikumsversuche haben bestätigt, dass die untersuchten Fraktionen problematische Brennstoffeigenschaften aufwiesen. Die großtechnische Versuchsverbrennung der grobkörnigen EBS wurde in einer MVA, einem konventionellen EBS-Kraftwerk mit Rostfeuerung sowie einem Energos EBS-Kraftwerk durchgeführt. Der Einsatz von feinkörnigem EBS erfolgte in einem Zementwerk mit Drehrohrofen. Die Monoverbrennung des EBS hat sowohl in der MVA als auch im Energos EBS- Kraftwerk zu Betriebsproblemen geführt. Auch im Zementwerk kam es bei der Versuchsverbrennung zu Betriebsproblemen. Durch die Übertragung der Ergebnisse auf großtechnische Anwendungen wurden die aus dem Einsatz deponiestämmiger Brennstoffe resultierenden Neuanforderungen an Anlagen zur energetischen Verwertung definiert. Hierzu wurden geeignete technische und operative Lösungsvorschläge erarbeitet. Die Gesamtbewertung ergab, dass das thermische Recycling von deponiestämmigen EBS-Fraktionen in den vorgenannten Anlagen einen wichtigen Baustein zur Realisierung eines ELFM darstellt.