Feuchte im Fokus - Sensoren messen per Mikrowellen den Wassergehalt von Abfällen
Bei der Behandlung von Restmüll in mechanisch-biologischen Anlagen kommt es auf eine optimale Prozessführung an, bei der die Messung des Wassergehaltes eine wichtige Rolle spielt. Per Mikrowelle lässt sich der Wassergehalt messen und auf die Bedürfnisse der weiteren Abfallbehandlung einstellen.
(25.07.07) Nach aktuellen Regelungen der Verwaltungsvorschrift TA Siedlungsabfall (TASi) von 2005 müssen Abfälle mit höheren organischen Anteilen (> 5 Prozent) vor ihrer Deponierung vorbehandelt werden. In diesen Prozess wurden verstärkt mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlagen (MBA) einbezogen, doch ist deren Optimierungspotenzial bei weitem nicht ausgeschöpft.
In einer solchen Anlage wurde vom Mikrowellen-Messtechnikhersteller hf sensor GmbH ein zerstörungsfrei, per Durchstrahlung messendes Feuchte-Prozessmesssystem vom Typ MOIST T installiert. Hintergrund dieser Installation war eine stetige Prozessüberwachung zum Zweck der Effizienzsteigerung. Das System wurde hierfür an einem Gurtbandförderer angebracht. Das berührungslos arbeitende Transmissions-Feuchtemesssystem besteht aus einem Mikrowellensender, der oberhalb des Gurtbandes montiert ist und einem Empfänger, welcher unterhalb des Gurtbandes installiert wurde. Darüber hinaus enthält das System eine Steuerungseinheit sowie einen optionalen Sensor zur Abstandskompensation schwankender Materialhöhen.
MOIST T ist ein kompaktes und robustes Feuchtemesssystem, das für die Online-Feuchtemessungen in Feststoffen und Schüttgütern verwendet werden kann. Je nach Anwendung ist es für die Durchstrahlung von Materialschichten bis zu 500 mm vorgesehen.
In Abfallbehandlungszentren wird Haushaltsrestmüllkompost zunächst nach organischem und anorganischem Restmüll sortiert. Der organische Anteil wird zerkleinert und in Gärbehältern mehrere Tage vorbehandelt. Von hier gelangt er über Filterpressen zur Aerobisierungsstufe. Nach der Aerobisierungsstufe kommt der Müll in die Nachrotte, wo er als Tafelmiete aufgeschichtet, periodisch zwangsbelüftet und mit Hilfe eines Mietenumsetzers mechanisch umgesetzt wird. Die Rottehalle ist dabei in verschiedene Abschnitte gegliedert, wobei im letzten Abschnitt, vor der Deponierung, eine möglichst geringe Restfeuchte angestrebt wird. Diese Betrachtung folgt umweltschutztechnischen Aspekten hinsichtlich der Müllzwischen bzw. -endlagerung sowie ökonomischen Aspekten, denn jedes Kilo reines Wasser wird bei der Deponieabrechnung mitberechnet und erhöht somit die Deponiekosten.
Zur Lösung dieses Problems ist notwendigerweise eine Feuchtemessung erforderlich, da der Restmüll samt seiner organischen Bestandteile nur bei bestimmten, konstanten Parametern bestmöglich verrottet. Für den Müll-Feuchtegehalt bedeutet das, diesen immer in einem bestimmten Feuchtebereich zu halten, denn nur so ist ein optimales Rotteergebnis zu erreichen. Ist der Müll zu trocken, muss manuell nachbefeuchtet werden, ist er zu feucht, muss er zusätzlich getrocknet werden. Die Aufgabe der Feuchteregelung besteht maßgeblich darin, den ,natürlichen' Wasserverlust durch Verdunstung und Versickerung auszugleichen.
Eine spezifische Problemlösung dafür kann nur eine permanente Feuchtemessung sein, da bei aufwändiger manueller Probenentnahme auf Grund von Materialinhomogenitäten und unregelmäßig genommenen Stichproben keine repräsentativen Ergebnisse zu erwarten sind. Das eingangs beschriebene und hierbei installierte Feuchtemesssystem MOIST T lieferte die gewünschten Werte und führte so zu verbesserter Prozessstabilität.
Eine, dem Dualen System (Gelber Sack) entspringende, wirtschaftliche Form der Abfallaufbereitung ist die Energiegewinnung mittels Thermolyseverfahren. In diesem werden die Eingangsstoffe - Verpackungsabfälle aus Verbund- und Kunststoffen - mittels Schredder zerkleinert und anschließend pelletiert. Aus den Pellets wird in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen ein Synthesegas hergestellt, das durch Verbrennung in Blockheizkraftwerken (BHKW) in elektrische Energie umgewandelt wird.
Hieraus ergeben sich zwei gewichtige Vorteile: Zum Einen wird gerade schlecht verrottender Kunststoffabfall ökologisch sinnvoll verwertet. Zum Anderen spart man Energiekosten, denn statt teuerem Erdgas kann substituiv das gebildete Synthesegas in BHKWs genutzt werden. Die Feuchtewerte der Eingangsstoffe bestimmen dabei direkt die Qualität des zu erzeugenden Synthesegases.
Bei dieser Applikation war es erforderlich, am Stoffeingang eine Information zur Größenordnung der Feuchte und deren Veränderung zu erhalten. Da die Messung direkt am Eingangsstoff (gepresste Ballen) nicht möglich war, wurde als Messort für die Feuchtebestimmung ebenfalls ein Gurtbandförderer nach dem Schredder und als Messsystem auch hier ein MOIST T Prozess-Feuchtemesssystem vorgesehen. Auf Grund extremer Materialhomogenitäten schied hier ein reflektiv messendes, berührendes Messverfahren ebenso aus, wie der Einsatz von kapazitiven oder optischen Sensoren.
Die Aufnahme der Feuchtewerte mit MOIST T erfolgt sehr schnell, die Messraten liegen im Millisekundenbereich. Dies ist für die Feuchtemessung in geschreddertem Kunststoff unablässig, da neben der stark unterschiedlichen Verteilung der Materialien und Partikelgrößen auch der lokale Feuchtegehalt stark schwankt. In einem solchen Fall ist die Mikrowellen-Feuchtemessung die einzige Möglichkeit, zu repräsentativen Ergebnissen zu gelangen....
| Copyright: | © Deutscher Fachverlag (DFV) | |
| Quelle: | Juli/August 2007 (Juli 2007) | |
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| Preis inkl. MwSt.: | € 0,00 | |
| Autor: | Sebastian Vogelei  | |
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