Energie aus Abfall 6 (2009)

- Strategien
- Verbrennung von Siedlungsabfällen und Ersatzbrennstoffen
- Fernwärme und -kälte durch Siedlungsabfallverbrennung
- Immissionsschutz
- Korrosionsdiagnose
- Korrosionsminderung durch Schutzschichten
- Strategien der Betreiber fĂĽr Korrosionsminderung
- Sonderabfallverbrennung


Nickelbasislegierungen im heiĂźen Teil des Dampferzeugers
Dipl.-Ing. Heino Sinn
– Erfahrungen in der Abfallverbrennungsanlage Stapelfeld –
Zielkonflikt Emissionen und Energieeffizienz am Beispiel der 37. BImSchV
Professor Dr.-Ing. Michael Beckmann, Professor Dr.-Ing. Uwe Gampe, Dipl.-Ing. Sebastian Grahl, Dipl.-Ing. Stefan Hellfritsch
Die 37. BImSchV zur DurchfĂĽhrung des Bundesimmissionsschutzgesetzes, in der Fassung vom 25. April 2008, sieht fĂĽr Kraftwerksneubauten im Bereich der Feuerungs- und Gasturbinenanlagen einschlieĂźlich Gasturbinenanlagen zum Antrieb von Arbeitsmaschinen sowie fĂĽr Verbrennungs- und Mitverbrennungsanlagen eine weitreichende Reduzierung der Stickoxid-Emissionen vor.
Energie aus Abfall – preiswert, ressourcenschonend und klimaneutral

Obwohl die aktuelle Finanzkrise das wirtschaftliche Wachstum verlangsamen wird, gibt es weltweit nach wie vor riesige Lücken in der Energieversorgung zu schließen. Es stellt sich mittlerweile nicht mehr die Frage, ob zusätzliche Energie-Erzeugung notwendig ist, sondern wie der steigende Energiebedarf möglichst nachhaltig und umweltverträglich gedeckt werden kann.
Strom- und Fernwärmeversorgung durch Abfallverbrennung
Dr. Michael Pfoertner, Dr. Andreas Kräuter
Der Umgang mit Siedlungsabfall hat sich in den vergangenen zwanzig Jahren grundlegend verändert: wurden Abfälle vormals noch als lästiges Gut unbehandelt auf Deponien abgelagert, werden sie heute sortiert und teilweise gezielt aufbereitet als Ersatzbrennstoff zur Energieerzeugung genutzt und können dort auch fossile Brennstoffe ersetzen. Mit der Veränderung der abfallwirtschaftlichen Rahmenbedingungen, im Wesentlichen durch die TA Siedlungsabfall (TASi) und die Abfallablagerungsverordnung, ist die Ablagerung unbehandelter, organischer, biologisch abbaubarer Siedlungsabfälle nicht mehr zulässig.
Das Betriebskonzept von Wheelabrator fĂĽr Abfallverbrennungsanlagen
Gary Aguinaga, Amedeo C. Vaccani
Die USA verfügen über eine beträchtliche, bereits installierte Basis an Abfallverbrennungsanlagen mit einer Kapazität von etwa 27 Millionen Tonnen pro Jahr. Diese Anlagen wurden hauptsächlich in den achtziger und neunziger Jahren erbaut, um von den hohen Energiepreisen, steueroptimierenden Investitionsförderungen und zunehmenden Engpässen der Deponien in stark bevölkerten Gebieten zu profi tieren. In den letzten zehn Jahren wurden keine weiteren Anlagen errichtet. Dies war vor allem auf die starke Konkurrenz durch neue Deponien und die geringen Transportkosten zu abgelegenen Deponien zurückzuführen.
Das Baumgarte Konzept für Abfälle
Dipl.-Ing. Jörg Eckardt, Dipl.-Ing. Gerald Grüner
– Rost und Kessel als Einheit –
Die Martin Trockenentschlackung mit integrierter Klassierung
Dipl.-Ing. Johannes J. E. Martin, Dipl.-Ing. (FH) Eva-Christine Langhein, Dipl.-Ing. Michael Busch, Dipl.-Ing. Dragutin Brebric
Der trockene Austrag von Schlacken aus der Abfallverbrennung gewinnt im Zusammenhang mit der Rückgewinnung von Rohstoffen aus den Verbrennungsrückständen an Bedeutung. Insbesondere in der Schweiz, aber auch in zahlreichen anderen Ländern, hat sich in den letzten zwei Jahren ein reges Interesse an diesem Verfahren entwickelt.
Trockener Schlackenaustrag
Dipl.-Ing. Daniel Böni
– ungenutzte Potentiale in der Abfallverwertung –
Kopplung einer modernen Feuerungsregelung mit einem modellbasierten System – praxistauglich und praxisrelevant?
Martin H. Zwiellehner, Dr.-Ing. Ragnar Warnecke, Dipl.-Ing. Volker MĂĽller, Dipl.-Ing. Martin Weghaus
Die dominierende Störgröße bei der Regelung von Rostfeuerungsprozessen mit Restabfall oder Ähnlichem ist der Brennstoff mit seinen Eigenschaften: • variabler Gehalt an brennbaren Substanzen, • variabler Wassergehalt, • variabler Anteil an Inertmaterial, • variable Körnung und Schüttdichte.
Reststoffverwertung in der Papierindustrie am Beispiel des Heizkraftwerkes Wörth der Papierfabrik Palm
Dipl.-Ing. Joachim Sommer, Dr. Andreas Haas,
– Konzept, Realisierung, Inbetriebnahme und erste Betriebserfahrungen –
Kosten der Ersatzbrennstoffverbrennung in Monoverbennungsanlagen
Dr.-Ing. Werner Schumacher, Dipl.-Ing. GĂĽnter Nebocat
In den letzten Jahren ist das Energiepotential der Abfälle zunehmend für die Nutzung entdeckt worden. Im Sinne einer resourcenschonenden Energieerzeugung und effizienten Energienutzung sind Ersatzbrennstoffe verschiedener Art als Energiequelle erschlossen worden. Bestärkt wurde diese Entwicklung durch die TASi und ihre Umsetzung. Die sich neu eröffnenden Möglichkeiten haben aber nicht nur zu starkem Interesse, sondern auch zu einer Vielzahl konkreter Projekte geführt. Heute stellt sich daher immer stärker die Frage nach der Durchführbarkeit dieser Projekte.
Abfallverbrennung und Wärmeverwertung
Dr. Christoph MĂĽller
– Optimierung der Energieeffizienz –
Entwicklung der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung am Beispiel der Städtischen Werke AG in Kassel
Dipl.-Ing. K.-H. Schreyer, Dr.-Ing. Norbert Tanner
Die Kasseler Verkehrs- und Versorgungs GmbH (KVV) ist eine hundertprozentige Tochter der Stadt Kassel. Neben der Städtische Werke AG Kassel ist die KVV unter anderem an der Kasseler Verkehrsgesellschaft (KVG) und an der Kasseler Entsorgungsgesellschaft mbH (KEG) beteiligt. Die Städtische Werke AG wiederum ist Mutterkonzern der Kasseler Fernwärme GmbH (KFW) und der Müllheizkraftwerk Kassel GmbH (MHKW).
Bau und Betrieb von Fernkälte in Wien
Dipl.-Ing. Alexander Wallisch
Die Nutzung der Energie der Abfälle hat in Wien eine lange Tradition. Bereits seit 1963 ist die mittlerweile mehrmals auf den letzten technischen Stand adaptierte Abfallverwertungsanlage am Flötzersteig in Betrieb und seit 1969 die Anlage in der Spittelau. Beide Anlagen wurden errichtet, um die Versorgung der Spitäler mit Energie aus der Abfallverbrennung zu gewährleisten, und speisen mittlerweile die Wärme in das über tausend Kilometer lange Fernwärmenetz ein.
Leistungsfähigkeit der trockenen und quasitrockenen Abgasbehandlung
Dr.-Ing. Klaus-Axel Riemann
In den achtziger Jahren waren MĂĽllverbrennungsanlagen (MVA) das Symbol fĂĽr die Vergiftung der Umwelt: Die BĂĽrger wehrten sich ... gegen die Dioxin-Schleudern am Stadtrand. ... Und durch strenge Regelungen spielen MĂĽllverbrennungsanlagen heute bei den Emissionen von Dioxinen, Staub und Schwermetallen keine Rolle mehr. (Juli 2005)
Praxiserfahrungen bei Einsatz der konditionierten Trockensorption hinter Ersatzbrennstoffkraftwerken und Abfallverbrennungsanlagen
Dipl.-Ing. RĂĽdiger Margraf
Die Chemisorption mit Partikel- und Gaskonditionierung unter Verwendung von Ca(OH)2 als Additiv stellt seit Jahren ein bewährtes Verfahren zur Gasreinigung hinter Abfallverbrennungsanlagen dar. Mit der Aufbereitung von Abfall zu Ersatzbrennstoffen (EBS) haben sich die Anforderungen insbesondere hinsichtlich der HCl- und SO2-Abscheidung deutlich erhöht. Ergänzende Maßnahmen zur Effizienzsteigerung des Basisverfahrens wurden zur sicheren Einhaltung aller Emissionsgrenzwerte im Dauerbetrieb notwendig.
Ă–kologischer Vergleich der Sorptionsmittel Calciumhydroxid und Natriumhydrogencarbonat
Dipl.-Ing. Christian Pacher, Prof. Dr. Mario Mocker, Prof. Dr. rer. silv. Gabriele Weber-Blaschke, Prof. Dr.-Ing. Martin Faulstich
Im Bereich der Abgasreinigung an Verbrennungsanlagen werden Kalkprodukte seit langem erfolgreich zur Abscheidung saurer Schadgase wie Schwefeldioxid SO2, Chlorwasserstoff HCl und Fluorwasserstoff HF eingesetzt. Häufig kommen dabei Trockensorptionsverfahren zum Einsatz, bei denen ein festes Kalkprodukt, in der Regel Calciumhydroxid Ca(OH)2, in den Abgasstrom eingebracht wird und die Reaktions produkte sowie überschüssiges Sorbens in einem nachfolgenden Filter abgeschieden werden.
Anlagentechnik für die verschärften NOx-Grenzwerte
Dipl.-Ing. Christian Fuchs
Grundlagen – Konzepte – Ausführungsbeispiele
Erste Erfahrungen mit 100/10 SNCR-Anlagen
Dr.-Ing. Thomas Reynolds
Die zurzeit für Abfallverbrennungsanlagen gültige 17. BImSchV limitiert die bei der Verbrennung entstehenden Stickoxide auf maximal 200 mg/Nm³. Am Markt haben sich zwei Verfahren etabliert, mit denen die wesentlich höheren Stickoxid-Konzentrationen im Rohgas aus der Abfallverbrennung auf einen Wert unter 200 mg/Nm³ abgesenkt werden können.
Sichere Einhaltung der Emissions-Grenzwerte beim An- und Abfahren von Abfallverbrennungsanlagen
Dr.-Ing. Jutta Ansorg, Dr.-Ing. Martin Horeni, Matthias Walther
Abfallverbrennungsanlagen genügen heute sehr hohen Anforderungen an die Emissionssituation. Die für Abfallverbrennungsanlagen gültigen Grenzwerte liegen deutlich tiefer als bei anderen Verfahren und Prozessen der Energieumwandlung und Stoffbehandlung. Die sichere Einhaltung der geforderten Grenzwerte ist vor allem ein Ergebnis der leistungsfähigen Abgasreinigung in Abfallverbrennungsanlagen. Die Systeme zur Abgasreinigung sind in Abfallverbrennungsanlagen deutlich komplexer und technisch und betrieblich aufwendiger als z.B. in fossil befeuerten Kraftwerken.
BromgestĂĽtzte Quecksilberabscheidung aus Abgasen der Abfall- und Kohleverbrennung
Professor Dr.-Ing. Bernhard W. Vosteen
Quecksilber wird sowohl bei der Kohleverbrennung als auch bei der Verbrennung von Abfällen aller Art freigesetzt. In deutschen Kohlekraftwerken werden häufig Abfälle mitverbrannt und manche solche Abfälle wie Klärschlamm enthalten vergleichsweise hohe Mengen an Quecksilber. Alle Varianten der Verbrennung von Kohle und Abfällen erfordern eine wirkungsvolle Quecksilberabscheidung aus deren Abgasen. Inzwischen wurden Verfahren entwickelt, die dies zu fast hundert Prozent ermöglichen, darunter die im Folgenden näher beschriebene bromgestützte Quecksilberabscheidung.
Methoden der Korrosionsdiagnose bei der Verbrennung schwieriger Brennstoffe
Professor Dr.-Ing. Michael Beckmann, Dr.-Ing. Sascha KrĂĽger, Dr. rer. nat. Kathrin Gebauer, Dr.-Ing. Martin Pohl, Dr. Wolfgang Spiegel
Der Einsatz von Biomasse hat in zahlreichen Anwendungsgebieten einen sehr hohen Stellenwert. Im Vordergrund steht die Schonung der Umwelt durch den Einsatz von Biomassen zur Energieerzeugung, um somit einen Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen im Rahmen der Kyoto-Protokolle und Ressourcenschonung zu leisten. Biomasse ist mengenmäßig eine bedeutende regenerative Energiequelle und zeichnet sich durch ihre Speicherbarkeit und planbare Verfügbarkeit aus.
Korrosionsmonitoring in Abfallverbrennungsanlagen
Dr. Barbara Waldmann, Dr. David Schrupp-Heidelberger, Bernhard Stöcker
Das Ziel von Abfallverbrennungsanlagen hat sich im Laufe der Zeit gewandelt von der reinen Abfallvernichtung hin zur thermischen Verwertung von Abfall in mehr oder weniger effi zienten Kraftwerken. Im Hinblick auf Klimawandel und Energieknappheit ist das eine begrüßenswerte und notwendige Entwicklung. Dazu wird mit Hilfe von Wärmetauschern dem Abgas Wärme entzogen, die wiederum zur Strom- und Fernwärmeerzeugung genutzt wird. Ein schwerwiegendes Problem ist dabei die hohe Korrosivität der entstehenden Abgase, die zu einem im Vergleich zu fossilen Brennstoffen extrem hohen Materialabtrag an den metallischen Wärmetauschern führt.
Zum Verhalten von Schwefel in Abfallverbrennungsanlagen
Dr. Jörg Krüger
Vermeiden und Verwerten sind heute selbstverständliche Grundprinzipien der Entsorgung in modernen Industriegesellschaften. Dennoch bleibt Abfall übrig, dessen Recycling als nicht sinnvoll erachtet werden muss. Die TA Siedlungsabfall sieht dafür als technische Lösung die thermische Abfallbehandlung – Abfallverbrennung – vor [19]. Das Ziel sollte eine optimale reststoffarme Verbrennung bei größtmöglichem Wirkungsgrad sein, d.h. die möglichst vollständige Umwandlung organischer und anorganischer Verbindungen in nicht umweltbelastende Stoffe.
Cladding(ge)schichten – Erfahrungen als Grundlage für Qualitätsanforderungen
Dr. rer. nat. Thomas Herzog, Dr. Jörg Metschke
In den Jahren 1996 bis 2000 boomte der Markt für das Cladding in den Kesseln der Abfallverbrennungsanlagen. Während die einen auf den technischen Vorsprung von mehr als 10 Jahren bei amerikanischen Unternehmen setzten, fingen andere an, zusammen mit ihren Kesselbauern, eigene Versuche zu machen. Soweit Dr. Jörg Metschke die Geschichten der frühen Jahre mündlich tradiert hat, und der verbliebene Autor sich richtig erinnert, wurde die erste Auftragschweißung zum abgasseitigen Korrosionsschutz in Abfallheizkraftwerken in Hartford, Conneticut, USA sehr wahrscheinlich im Jahr 1984 ausgeführt.
Acht Jahre hinterlüftetes Plattensystem – JuSys Air
Dipl.-Ing. Markus Horn, Dipl.-Ing. Franz Schuierer, Dipl.-Ing. Josef Drexler, Hans-Georg Beul
Die schier unendlichen erscheinenden Möglichkeiten, welche sich für die feuerfeste Auskleidung von Müllkraftwerken bieten, haben dazu geführt, dass über die letzten Dekaden immer wieder neue Auskleidungskonzepte entwickelt und eingeführt wurden. Ziel aller Auskleidungssysteme war von Anfang an, die Korrosion an den Kesselwänden auf ein Minimum zu reduzieren, sowie den Wärmeverlust im ersten Zug so zu regulieren, dass die Forderungen der 17. BImSchV in allen Punkten eingehalten werden.
Korrosionsschutz von Kesselrohrwänden
Dipl.-Ing. Karl-Ulrich Martin, Dipl.-Ing. Franz Werner Albert
– Keramische Feuerfestsysteme und metallische Beschichtungssysteme –
Cladding auf Nickelbasis
Dipl.-Ing. Wolfgang Hoffmeister
Das Schweißplattieren und die anverwandten Verfahren sind ein probates Mittel um abgasbeaufschlagte Flächen gegen Korrosion und Erosion zu schützen. Die Anwendungsbereiche sind vielschichtig und in folgenden Beispielen dargestellt.
Erfahrungen mit thermisch gespritzten Schichten als Korrosionsschutz auf Wärmetauscherflächen in reststoffbefeuerten Dampferzeugern
Dipl.-Geol. Werner Schmidl
Thermische Spritzschichten werden in reststoffbefeuerten Dampferzeugern – Abfallverbrennungsanlagen, Ersatzbrennstoff- und Biomasseanlagen – mit unterschiedlichem Erfolg als Korrosionsschutz eingesetzt. In den Jahren 2003 bis 2006 wurde dieser Markt von den Beschichtungsfi rmen erschlossen. Die Anzahl der Marktteilnehmer hat sich nach ersten Korrosionserfahrungen und Standzeitergebnissen auf einen überschaubaren Kreis verringert. Spritzschichten konkurrieren mit anderen Korrosionsschutzmaßnahmen, z.B. keramischen Auskleidungen und Schweißplattierungen.
Thermische Spritzschichten – ein wirkungsvoller Korrosions- und Erosionsschutz in Energieanlagen und Abfallverbrennungsanlagen
Dipl.-Ing. Rüdiger W. Schülein, Dipl.-Kristallograf Steffen Höhne
Anlagen in denen Abfälle und Biomassen verbrannt oder mitverbrannt werden, werden überwiegend betriebswirtschaftlich geführt. Die Korrosion und Erosion von Dampferzeugerwerkstoffen ist die unangenehme aber bis heute unvermeidliche alltägliche Begleiterscheinung in solchen Anlagen. Ungeplante Kurzstillstände wegen unerwarteter Rohrreißer oder lange Stillstände durch den, auch unerwarteten, Austausch abgezehrter Überhitzer- und Membranwandrohre zehren an der Wirtschaftlichkeit der Anlagen.
Sonderabfallverbrennung in Drehrohröfen
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky
Der Begriff Sonderabfall wird im Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) [R9] nicht verwendet. Dennoch ist er in der deutschen Abfallwirtschaft gebräuchlich. Auch die noch im Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz in der Fassung vom 27. September 1994 verwendete Bezeichnung besonders überwachungsbedürftige Abfälle ist entfallen.
Aufgabesysteme fĂĽr die Sonderabfallbehandlung
Dipl.-Ing. Donat Bösch
Welchen Anforderungen muss ein modernes Aufgabesystem genügen? Welche Verfahren und Komponenten gibt es? Wie sind die Erfahrungen? Wohin geht die Entwicklung? Mit diesem Beitrag sollen diese Fragen kurz beantwortet werden. Dabei werden moderne Aufgabesysteme als Vorbehandlungsanlagen definiert, welche insbesondere eine Zerkleinerung und eine Homogenisierung umfassen. Auf konventionelle, altbekannte Aufgabesysteme, wie Schleusensysteme für Feststoffe oder Lanzen für pastöse und flüssige Produkte, wird deshalb nicht eingegangen.
Erfahrungen mit Abfallverbrennungsanlagen am Standort Friesenheimer Insel
Dipl.-Ing. Uwe Zickert
MVV Umwelt GmbH, eine Tochter des Mannheimer Energieversorgers MVV Energie AG, betreibt Anlagen zur thermischen Verwertung von Siedlungs- und Gewerbeabfällen an den Standorten Mannheim und Leuna mit einer Verbrennungskapazität von insgesamt etwa einer Million Tonnen pro Jahr und Biomassekraftwerke an den Standorten Mannheim, Flörsheim-Wicker und Königs Wusterhausen mit einer jährlichen Verbrennungskapazität von etwa 0,3 Millionen Tonnen.
Anwendung sensorischer Prozessinformationen am Beispiel der KorrosionsfrĂĽherkennung
Dr. Wolfgang Spiegel, Dr. rer. nat. Thomas Herzog, Renate Jordan, Dr. Gabriele Magel, Dipl.-Geol. Werner Schmidl
Die Tätigkeit der Autoren als Gutachter bei Schäden aufgrund von Korrosion an metallischen und keramischen Werkstoffen in Dampferzeugern mit schwierigen Brennstoffen, d.h. Abfallverbrennungsanlagen, Ersatzbrennstoff- und Biomassekraftwerken ist in vielen Fällen eine duale Aufgabe.
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