Abfall- und Wertstoff Recycling im Drehrohrofen

Anforderungen an die Verfahrenstechnik und ein Vergleich zur Rostfeuerung und Wirbelschicht

Unsere Wirtschaft ist an die Verfügbarkeit von Rohstoffen gebunden, die jedoch gerade bei geologischen Vorkommen begrenzt sind. Zusätzlich wird der Abbau vor immer größere Herausforderungen gestellt, wenn leicht zu erschließende Ressourcen erschöpft sind – Sei es durch die technische Komplexität oder aufgrund ökologischer und sozialer Bedenken. Vor diesem Hintergrund rückt die Rückgewinnung von Rohstoffen, das Recycling und die Aufbereitung von Abfällen zunehmend in den Fokus von Gesellschaft und Wirtschaft.
Diese Trends stellen neue Anforderungen an die Verfahrenstechnik, da zunehmend komplexere Prozesse wirtschaftlich relevant werden.

Neue Recycling-Märkte öffnen sich

Die neuen Rahmenbedingungen werden zuvor als Randerscheinung oder Forschungsprojekt aufgetretene Verfahren in den Fokus von Unternehmen rücken lassen.

Ein Beispiel ist die Aufbereitung und Wiederverwertung von Baustoffen, etwa Reststoffe aus dem Abriss von Straßen und Gebäuden; sie können den Abbau von zuneige Gehenden Ressourcen ersetzen. Von besonderem Interesse ist hier Gips. Durch den Kohleenergieausstieg wird REA-Gips als Nebenprodukt der Rauchgasentschwefelung wegfallen – heute die Primärquelle des wichtigen Baumaterials. Die gravierende Versorgungslücke, könnte andernfalls nur unter massiver Ausbeutung der natürlichen Ressourcen geschlossen werden. Rückgewinnung und Wiederverwendung von Gips aus Abfällen aus dem Rückbau von Gebäuden bietet eine attraktive Lösung.

Ein anderer Aspekt ist die Reduktion der CO2 Emissionen die bei der Herstellung von Beton entstehen – die weltweit größte Klimabelastung eines einzelnen Industriezweiges. Ein höherer Anteil von Beton aus recycelten Rohstoffen kann hier massive Einsparpotenziale bieten.

Weitere Beispiele sind das Recycling von Phosphor aus Klärschlamm; der Ausbau der Wiedergewinnung von seltenen Erden oder die Regeneration von gebrauchten Katalysatormaterialien aus der chemischen Industrie.

Herausforderungen beim Recycling in Drehrohröfen

Die Aufbereitung von Abfällen stellt besonders hohe Ansprüche an die Verfahrenstechnik, speziell bei der thermischen Behandlung, denn es müssen starke Schwankungen in der Qualität des Materials abgedeckt werden. Klärschlamm etwa fällt oft als homogene flüssig-pastöse Masse mit hohem Wassergehalt an, während die Reststoffe aus dem Abriss von Straßen oder Gebäuden stückig, stark inhomogen und in breiter Korngrößenverteilung auftreten. Auch die chemische Zusammensetzung zeigt hohe Schwankungen.

Das Resultat ist ein breiter Heizwertbereich, der stark fluktuiert. Bei der Umsetzung von Recyclingprojekten mit einer thermischen Behandlung spielt die Auswahl der Behandlungstechnik demnach eine entscheidende Rolle.

Der Drehrohrofen im Vergleich zu Alternativen

Für die betrachteten Recyclingprozesse kommt vor allem der Drehrohröfen, die Rostfeuerung oder die Wirbelschicht infrage. Unterschiede in den Verfahren schlagen sich in der Eignung für verschiedene Aufgabematerialien nieder.

Gerade in Bezug auf die Vielzahl der verschiedenen Abfälle und Reststoffen kann der Drehrohrofen punkten. Eine thermische Behandlung stückiger Abfälle aus dem Automobilrecycling ist ebenso möglich wie der Ausbrand von pastösem Klärschlamm. Die Verbrennung eines so breiten Spektrums an Abfällen kann weder mit einer Rost- noch mit einer Wirbelschichtverbrennung erreicht werden. Im Gegenzug dazu ist beim Drehrohrofen mit einer leicht verringerten Energieeffizienz zu rechnen.

Bei entsprechender Auslegung im Engineering kann der Drehrohrofen ein breites Spektrum von Recyclingprozessen abdecken, wobei auch Schwankungen der Aufgabemenge unproblematisch sind. Eine Rostfeuerung bietet ähnliche Vorteile in der Verarbeitung unterschiedlicher Mengen, die Wirbelschicht hingegen kann nicht so variabel eingesetzt werden.

Durch das breite Spektrum an möglichen Behandlungsbedingungen (Temperatur und Atmosphäre) kann im Drehrohrofen zudem eine Vielzahl an Prozessen realisiert werden, was ein breiteres Anwendungsspektrum im Vergleich zu konkurrierenden Technologien eröffnet, wenngleich eine energetische Optimierung für einen bestimmten Prozess aufwendiger sein kann. So ist das direkte Verbrennen gefährlicher Abfälle zur thermischen Verwertung in Drehrohröfen eine bewährte Methode. Am anderen Ende des Spektrums können beispielsweise Altreifen unter Sauerstoffausschluss pyrolisiert werden, um umweltfreundliches Carbon Black herzustellen.

Auch wasserhaltiger Klärschlamm kann behandelt werden: Zur Trocknung oder zur thermischen Umsetzung in eine inertisierte Asche. Mit entsprechend optimierten Prozessparametern, werden gebundene organische Schadstoffe vollständig vernichtet, selbst anorganische Schadstoffe wie Quecksilber oder Arsen können ausgetrieben werden. Als Recyclingprodukt erhält man eine Asche reich an bioverfügbarem Phosphor welcher direkt als mineralischer Dünger eingesetzt werden kann.

 

 

Rostfeuerung

Wirbelschicht

Drehrohrofen

Einsatz-gebiete

 

Treppenroste:

  • Grobstückige und aschereiche Brennstoffe wie Holz, aufbereiteter Müll oder (heute seltener) Braunkohle.

 

Walzenroste:

  • Müllverbrennungen mit problematischeren, nicht aufbereiteten, inhomogenen Brennstoffgemischen, mit Neigung zum Verkleben oder Verschlacken.
  • Nur bedingt verschlackende Fahrweise möglich, hohe Schlackequalität ggf. mit Schlacke-Nachbehandlung

Anwendbar für:

  • Schlämme
  • Stückige, körnige Abfälle mit hohem Aschegehalt
  • Bedingt geeignet für gasförmige Abfälle
  • Bedingt geeignet für Flüssigkeiten

 

Breiter Anwendungsbereich:

  • Feste Brennstoffe: Grobstückig, aschereich, aschearm
  • Staubhaltige Stoffe
  • Flüssigkeiten
  • Pastöse Stoffe
  • Hoch- und niedrigkalorische Stoffe
  • Inhomogene Brennstoffe, auch mit verschiedenen Phasen

 

Fahrweise:

  • Veraschend
  • Verschlackend
    ("Schlackesee" --> hohe Schlacke Qualität erreichbar)

Eigenheiten

 

  • Viele mechanische Komponenten mit hohem Wartungsaufwand
  • Aufwändiger Korrosionsschutz bei hohen Korrosionspotenzial (Wasserkühlung, Sonderstähle)

 

  • Stark beeinflusst durch Änderungen von Betriebsparametern
  • Aufgabematerial muss ggf. vorsortiert werden
  • Nicht geeignet für Metalle und Gesteine
  • Nicht geeignet für sperrige und grobstückige Abfälle
  • Robuste und bewährte Mechanik
  • “Einfacher” Korrosionsschutz über Ausmauerung und Verwendung von “normalem” Kesselblech
  • Höhere Wärmeverluste als Rost
  • Wartung: Antrieb, Ausmauerung

 

Mit unserer langjährigen und umfangreichen Erfahrung in der Planung und im Betrieb von Drehrohröfen für unterschiedlichste Einsatzzwecke unterstützen wir Sie gern mit unserem Service bei der Umsetzung Ihrer Recyclingprojekte. Rufen Sie einfach an oder schreiben Sie eine Mail, um Ihr Projekt zu besprechen!

Vertrieb

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