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2008

Über 10.000 LKW mehr, da das Holzkontor die Verarbeitung von Altholz für das BMHKW mehr als verdoppeln muss! Zulieferung von Heizöl und Zusatzstoffen wie Herdofenkoks etc.! Abtransport der Reststoffe! Dadurch entstehen erhebliche Mehrbelastungen!

Gefährdung der Bevölkerung durch erhöhtes Verkehrsaufkommen!

Straßenschäden!

Potentzierung der Schadstoffe durch vorhandene Emittenten in unserer
unmittelbaren Umgebung!

Mülltourismus! Schon jetzt kommen Bahnschwellen und andere stark belastete Hölzer aus Holland, Belgien und Osteuropa!


Das Holz wird zum Teil eingeschifft, das hat mit erneuerbaren Energien
nichts mehr zu tun!

Mangelnde Kontrolle der belasteten Hölzer!

Gefährdung für die Bevölkerung und Umwelt im Brandfall!
Grundwasserbelastung!

Chemiekonzern in unmittelbarer Nähe!

Der spätere Umbau zur Sondermüllverbrennung ist ohne großen Aufwand möglich!

Auf dem Gelände hätten wesentlich mehr Arbeitsplätze geschaffen werden
können!

Erstellung der Anlage in unmittelbarer Nähe zu Schulen und Wohngebieten!

 


KGV-Rundbrief / Öko-Institut e.V. <http://www.oeko.de/>, Ausgabe 1/2000

Stand der Technik bei der Rauchgasreinigung von Müllverbrennungsanlagen
(alles nur Luft ?)

(Artikel von Peter Gebhardt für den KGV-Rundbrief)

1 Einführung

Werden die Genehmigungsverahren für Rostfeuerungsanlagen zur Müllverbrennung der letzten Jahre betrachtet, so fällt auf, dass von wenigen Ausnahmen abgesehen, nahezu ausschließlich Anlagen beantragt werden, die mit einer relativ simplen Rauchgasreinigungstechnik geplant sind. In der Regel besteht diese aus einer trockenen bzw. quasitrockenen Abscheidung von sauren Rauchgasbestandteilen, Schwermetallen und organischen Schadstoffen durch Eindüsung von Kalk oder Kalkmilch sowie Aktivkohle in einem Sprühadsorber an den sich ein Gewebefilter anschließt. Die Abscheidung von Stickoxiden wird durch Eindüsung von Ammoniak im Feuerungsraum nach dem Verfahren der Nicht-Katalytischen Entstickung (SNCR-Verfahren) durchgeführt.

Von Antragstellerseite wird dieses Verfahren als modernste Technologie dargestellt, die nicht nur die sichere Einhaltung der Grenzwerte gem. 17. BImSchV gewährleistet, sondern die es erlaubt, Emissionswerte, die weit darunter liegen, zu erreichen.Von Einwenderseite wird dagegen gehalten, dass die technisch wesentlich aufwendigeren klassischen nassen Rauchgasreinigungsverfahren in Verbindung mit einer katalytischen Entstickung (SCR-Verfahren) hinsichtlich ihrer Abscheideleistung deutlich besser abschneiden und daher den Stand der Technik hinsichtlich der Emissionen von Luftschadstoffen darstellen. Darüber hinaus fallen bei diesen Verfahren deutlich weniger Reststoffe an, so sie den Anforderungen zur Abfallvermeidung gem. §4 KrW-/Abfg. wesentlich besser entsprechen als die trockenen Verfahren.

Inwieweit insbesondere die o.g. Aussagen zu den Emissionen zutreffen, war in der Vergangenheit schwierig zu beantworten, da Emissionswerte nur von einem kleinen Teil der Anlagen veröffentlicht wurden. Hinzu kommt, dass auch Jahresmittelwerte von Emissionen einzelner Anlagen erheblichen Schwankungen unterworfen sind, so dass für verlässliche Aussagen ein großes Datenkollektiv erforderlich ist.

Erst in letzter Zeit war nicht zuletzt durch Veröffentlichungen im Internet zu Emissionswerten von Anlagen in Bayern der Zugang zu einem breiteren Datenkollektiv möglich. Diese Informationen wurden ergänzt durch Literaturrecherchen sowie Kontakte des Öko-Institutes zu einzelnen Anlagenbetreibern sowie Firmen, die Technologien zu Rauchgasreinigungsanlagen vertreiben. Als Ergebnis liegt nun eine umfangreiche Datenbasis zum derzeitigen technischen Stand der in Deutschland betriebenen Müllverbrennungsanlagen vor. Die Daten konzentrieren sich auf den Zeitraum 1994 bis 1998 wobei der Schwerpunkt im Jahr 1998 liegt.

Z. T. wurde bei direkten Kontakten zu Anlagenbetreibern diesen Vertraulichkeit zugesichert. Daher werden bei den folgen Ausführungen einzelne Anlagen nicht namentlich genannt.

2 Allgemeine Daten

Derzeit sind in der BRD 57 Rostfeuerungsanlagen in Betrieb. Verbrannt wurden 1998 ca. 12 Mio. Mg Abfälle. Der überwiegende Teil dieser Abfälle besteht aus Hausmüll. Daneben wird insbesondere hausmüllähnlicher Gewerbeabfall verbrannt.

Die Energieauskopplung erfolgt bei über 50 % der Anlagen in Form von Kraft-Wärme-Kopplung. Bei ca. 30% der Anlagen wird ausschließlich Prozessdampf für die industrielle Nutzung gewonnen. Die Auskopplung von Strom in Verbindung mit Prozessdampfabgabe sowie die reine Stromproduktion spielen nur eine untergeordnete Rolle <Öko-Institut 1999>.

3 Saure Schadstoffe

Wie oben schon angesprochen, lassen sich die Systeme zur Abscheidung saurer Rauchgasbestandteile grundsätzlich in zwei verschiedene Gruppen einteilen. Bei nassen Verfahren findet die Neutralisation bzw. Abscheidung mit Hilfe von 2- bis 3-stufigen Wäschern statt. Bei verschiedenen Anlagen werden Salzsäure und Schwefel in Form von Gips zurückgewonnen. Diese Stoffe lassen sich prinzipiell einer Wiederverwertung in industriellen Prozessen zu führen. Das Waschwasser wird entweder mit Hilfe von Abwärme, die in der Anlage anfällt, eingedampft oder über einen Sprühtrockner, mit dessen Hilfe die heißen Rauchgase aus dem Kessel relativ schnell das zur PCDD/F-Bildung kritische Temperaturfenster durchlaufen, wieder in Rauchgasstrom eingedüst um anschließend mit Hilfe eines Elektro- oder Gewebefilters abgeschieden zu werden.

Bei trocken bzw. quasitrockenen Systemen wird Kalk bzw. Kalkmilch eingedüst. Dieser reagiert mit den sauren Schadgasbestandteilen und wird im Gewebefilter abgeschieden. Eine Verwertung der Rauchgasreinigungsrückstände ist, von der von vielen Seiten als äußerst fragwürdig eingestuften Verwertung als Bergversatz abgesehen, nicht möglich.

Tabelle 3.1 gibt eine Überblick über die für das Datenkollektiv ermittelten Emissionskonzentrationen. Je nach Parameter konnten 57 bis 77 % der in der BRD betriebenen Anlagen erfasst werden. Von einer Anlage, deren Rauchgasreinigung im Erfassungszeitraum noch nicht nachgerüstet war, abgesehen, konnten alle die Grenzwerte der 17. BImSchV einhalten.

Tabelle 3.1 Mittelwerte, Maximal- und Minimalwerte für Luftschadstoffe gem. 17. BImSchV sowie Anzahl der ausgewerteten Messungen bei Müllverbrennungsanlagen in Deutschland

 

Staub mittel [mg/Nm3]

C org. mittel [mg/Nm3]

HCl mittel [mg/Nm3]

SO2 mittel [mg/Nm3]

NOx mittel [mg/Nm3]

Grenzw. 17. BimSchV

10

10

10

50

200

Maximalwert

4,1

10

18,81

49,61

4091

Mittelwert

1,2

1,4

2,7

8,1

112

Minimalwert

0,01

0,08

0

0,1

26,5

Anzahl der vorliegenden Messwerte

43

41

43

43

42

HF mittel [mg/Nm3]

Summe SM2 [mg/Nm3]

Hg mittel [mg/Nm3]

Cd/Tl mittel [mg/Nm3]

PCDD/F mittel [ng/Nm3]

Grenzw. 17. BimSchV

1

0,5

0,03

0,1

0,1

Maximalwert

1,0

0,207

0,026

0,021

0,79

Mittelwert

0,2

0,037

0,006

0,0040

0,0

Minimalwert

0,000

0

0,0003

0,00015

0,0005

Anzahl der vorliegenden Messwerte

40

31

40

38

41

Um zu untersuchen, ob sich hinsichtlich der Effektivität verschiedener Abscheidesysteme in Bezug auf saure Rauchgaskomponenten signifikante Unterschiede ergeben, wurde nach Anlagen mit trockenen bzw. nassen Systemen differenziert. Insgesamt arbeiten von den 57 in Deutschland betriebenen Anlagen 31 mit einem nassen Verfahren. Das Ergebnis ist für die Schadstoffe SO2 und HCl in Tabelle 3.2 dargestellt.

Demnach schneiden die nassen Verfahren deutlich besser ab als die trockenen. Ein ähnlicher Bild ergibt sich, wenn die jeweils besten bzw. schlechtesten Anlagen verglichen werden. Bei den 10 Anlagen, die die geringsten Emissionen von SO2 bzw. HCl aufweisen, sind jeweils 9 nasse Verfahren und nur 1 trockenes Verfahren in Betrieb. Umgekehrt befinden sich unter den 10 schlechtesten Anlagen beim Parameter SO2 7 mit einem trockenen Abgasreinigungssystem und 3 mit einem nassen. Für HCl beträgt das Verhältnis 6:4. Dabei befindet sich ein Großteil der Anlagen, die bei HCL schlechte bzw. gute Ergebnisse liefern auch bei SO2 unter den schlechtesten bzw. besten.

Tabelle 3.2 Mittelwerte einzelner Parameter für saure Schadgase in Abhängigkeit vom Abscheideverfahren

 

Parameter

SO2 [mg/Nm3]

HCl

Mittelwert nasse Systeme

7,0

1,5

Mittelwert trockene Systeme

14,7

5,5

Quotient trockene/nasse Systme

2,1

3,64

Die Abbildung 3.1 verdeutlicht, in welchem Wertebereich die einzelnen Messergebnisse liegen. Über der Zahl 1 auf der X-Achse sind die Emissionswerte der nassen Verfahren aufgeführt, über der 2 die der trockenen Verfahren. Bei den HCl-Emissionen liegt die überwiegende Anzahl der Werte nasser Verfahren unter 2 mg/m3, während sich die trockenen Verfahren größtenteils im Bereich über 3 mg/m3 bewegen. Ähnlich stellt sich das Ergebnis bei den SO2-Emissionen dar. Von den 31 Anlagen mit saurer Rauchgaswäsche liegen über 80 % unter 10 mg/m3, während bei den trockenen Verfahren über 50 % der 12 Anlagen, für die Werte vorlagen, z. T. deutlich über diesem Wert liegen.

Abbildung 3.1 Wertebereich der HCL- und SO2-Emissionen in Abhängigkeit vom Rauchgasreinigungssystem

 

4 Schwermetalle und PCDD/F Mit Ausnahme von Quecksilber sind Schwermetalle größtenteils an den Staub im Abgas gebunden. Dagegen liegt Quecksilber hauptsächlich in gasförmiger Form vor. Dioxine und Furane sind nur z. T. partikelgebunden. Zur Staubabscheidung kommen Elektro- bzw. Gewebefilter zum Einsatz. Auch im Wäscher wird Staub abgeschieden. Die Abscheidung von Hg sowie organischen Schadstoffen erfolgt durch Aktivkohle, die entweder vorne im Sprühtrockner oder Flugstromadsorber oder bei verschiedenen nassen Verfahren nach dem Wäscher oder der SCR-Entstickung eingedüst wird. Die Aktivkohle schlägt sich als Filterschicht auf dem nachfolgenden Gewebefilter nieder und wird in regelmäßigen Abständen durch Abblasen oder Abklopfen ausgetragen. Da insbesondere die Aktivkohleschicht auf dem Gewebefilter zur Abscheidung beiträgt, ist eine Zugabe von Aktivkohle über den Sprühtrockner bei Anlagen mit Elektrofilter nicht sinnvoll. Solche Anlagen weisen daher meist eine nachträglich zugebaute Flugstromadsorption mit Aktivkohle auf. Bei Anlagen mit einem nassen Rauchgasreinigungssystem trägt auch die saure Waschstufe zur Quecksilberabscheidung bei. Einige Anlagen sind zur Quecksilber- und PCDD/F-Abscheidung auch mit einem Wanderbettadsorber, der mit Aktivkohle beladen wird, ausgerüstet. Bei anderen Anlagen wird Aktivkohle mit in der Nasswäsche eingesetzt.  Minimal-, Maximal- und Mittelwerte für Staub, Schwermetalle und PCDD/F sind Tabelle 3.1 zu entnehmen. Bei der differenzierten Betrachtung wurde unterschieden zwischen Anlagen, die eine mehrstufige Schadstoffabscheidung mit nachgeschalteter Aktivkohleabscheidung arbeiten und solchen, die mit keine nachgeschaltete Aktivkohleabscheidung aufweisen. Außerdem werden Anlagen betrachtet, die einen Wanderbettadsorber aufweisen und solche, die eine vorgeschaltete Aktivkohleeindüsung in Verbindung mit der Abscheidung sauerer Rauchgase mittels Flugstromadsorptionsverfahren aufweisen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4.1 und Tabelle 4.2 dargestellt. In Tabelle 2,2 werden die verschiedenen Verfahren anhand von Faktoren miteinander verglichen.

 

Tabelle 4.1 Mittelwerte für Schwermetalle, Staub und PCDD/F in Abhängigkeit vom Abscheideverfahren,

 

Staub [mg/Nm 3]

Summe SM [mg/Nm 3]

Hg [mg/Nm 3]

Cd/Tl [mg/Nm 3]

PCDD/F [ng/Nm3]

Mittelwert aller Anlagen

1,2

0,04

0,006

0,004

0,03

Nachgesch. Ak-Flugstromreaktor

0,8

0,035

0,004

0,0026

0,007

Vorgeschalteter AK- Flugstromadsorber

1,3

0,02

0,009

0,0033

0,014

Wanderbettreaktoren

1,43

0,11

0,004

0,007

0,02

Es wird deutlich, dass eine mehrstufige Schadstoffabscheidung mit nachgeschalteter Aktivkohleadsorption im Flugstromverfahren die wirksamste Technik darstellt. Lediglich bei Staub und der Summe der Schwermetalle gem. 17. BImSchV ist die Technologie im mittleren Bereich. Insbesondere bei PCDD/F und der Summe der Schwermetalle nach 17. BImSchV weist auch die vorgeschaltete Aktivkohleadsorption gegenüber dem Durchschnitt signifikant bessere Ergebnisse auf. Wanderbettreaktoren schneiden mit Ausnahme von Quecksilber schlechter als der Durchschnitt ab. Allerdings ist diese Aussage unter dem Vorbehalt zu treffen, dass lediglich 4 Anlagen mit dieser Technologie ausgerüstet sind und die Streubreite der Werte sehr hoch ist. Zwei Anlagen weise relativ niedrige Werte auf, 2 Anlagen weisen relativ hohe Emissionen auf.

Tabelle 4.2 Vergleichsfaktoren unterschiedlicher Abscheideverfahren für Schwermetalle, Staub und PCDD/F

 

Staub [mg/Nm 3]

Summe SM [mg/Nm 3]

Hg [mg/Nm 3]

Cd/Tl [mg/Nm 3]

PCDD/F [ng/Nm 3]

Faktor MW/ nachgesch. AK-Fa.

1,14

1,05

1,52

1,51

4,42

Faktor MW/ vorgesch.AK-Fa

0,9

2

0,7

1,3

2,1

Faktor MW/ Wanderbettreaktor

0,8

0,4

1,5

0,6

1,5

Faktor vorgesch. AK-Fa./nachgesch.AK-Fa

1,5

0,6

2,3

1,3

2,0

In Abbildung 4.1 sind die Emissionskonzentrationen von Verfahren mit nachgeschalteter Aktivkohleabscheidung im Flugstromverfahren (über der Nummer 1 dargestellt) den übrigen Verfahren (über der Nummer 2 dargestellt) für die Parameter Quecksilber und PCDD/F gegenübergestellt. Auch hier wird deutlich, dass die mehrstufigen Verfahren mit nachgeschalteter Abscheidung deutliche Vorteile aufweisen.

Abbildung 4.1 Wertebereich der Quecksilber- und PCDD/F-Emissionen in Abhängigkeit vom Rauchgasreinigungssystem (nachgeschaltete Flugstromadsorption mit Aktivkohle über Nummer 1; übrige Verfahren über Nummer 2)

 

5 Stickoxide Zur Abscheidung von Stickoxiden kommen 2 unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Bei der nichtkatalytischen Entstickung (SNCR-Verfahren) wird Ammoniakwasser nach der Nachbrennkammer zugeführt. Der Ammoniak reagiert im Kessel mit den Stickoxiden unter Bildung von Wasser und Luftstickstoff. Bei der katalytischen Entstickung (SCR-Verfahren) kommt ein Katalysator zum Einsatz. Auch hier wird zuvor dem Rauchgasstrom Ammoniak zugegeben, der im Katalysator mit den Stickoxiden zu Luftstickstoff und Wasser umgesetzt wird. Der Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass bei entsprechender Auslegung des Katalysators auch organische Schadstoffe oxidiert und damit zerstört werden können (Oxidationskatalysator). Nachteilig wirkt sich der höhere Energieverbrauch aus, der sich aus der Notwendigkeit der Aufheizung der Rauchgase vor dem Katalysator ergibt.  Von den 57 in der BRD derzeit betriebenen Rostfeuerungsanlagen weisen 33 eine Entstickung nach dem SCR-Verfahren auf, 19 Anlagen werden mit nicht katalytischer Entstickung betrieben. Eine Anlage war zum Erhebungszeitpunkt noch nicht nachgerüstet. 4 Anlagen arbeiten ohne spezielle Einrichtungen zur Entstickung, können aber die Grenzwerte der 17. BImSchV einhalten. Die Mittelwerte der Stickoxidemissionen sind in Abhängigkeit von der Abscheidetechnologie in Tabelle 5.1 dargestellt.

 

Tabelle 5.1 Mittelwerte einzelner Parameter für Stickoxide in Abhängigkeit vom Abscheideverfahren

 

Parameter

NOx[mg/Nm3]

Mittelwert SCR-Verfahren

74

Mittelwert SNCR-Verfahren

142

Quotient SNCR/SCR-Verfahren

1,9

Auch hier sind zwischen den betrachteten Verfahren signifikante Unterschiede zu erkennen. Die SCR-Entstickung schneidet um ca. den Faktor 2 besser ab als die SNCR-Entstickung. Von den 10 Anlagen mit den höchsten NOx-Emissionen weisen eine Anlage eine katalytische Entstickung, 6 Anlagen eine nicht katalytische Entstickung und 3 Anlagen keine Entstickung auf. Unter den Anlagen mit den niedrigsten NOx-Emissionen befinden sich 9 mit katalytischer Entstickung und eine mit nichtkatalytischer Entstickung. Ein ähnliches Ergebnis zeigt Abbildung 5.1, in der die Emissionswerte der einzelnen Anlagen in Abhängigkeit von der Entstickungstechnologie übereinander aufgetragen sind. Von einer Ausnahme abgesehen, liegen die Anlagen mit katalytischer Entstickung unter 100 mg NOx/m3, während ca. 50 % der Anlagen mit nicht katalytischer Entstickung im Bereich zwischen 125 und 200 mg NOx/m3 liegen.

Abbildung 5.1 Wertebereich der NOx -Emissionen in Abhängigkeit von der Entstickungstechnologie (SCR-Verfahren über der Nummer 1; SNCR-Verfahren über der Nummer 2)

 

6 Rückstände aus der Rauchgasreinigung Da bei trockenenen Abgasreinigungsverfahren Kalk zur Abscheidung saurer Rauchgasbestandteile dem Rauchgasstrom zugegeben wird, erhöht sich hierdurch zwangsläufig die Menge der zu entsorgenden Rückstände. Dagegen fallen bei Nassen Rauchgasreinigungsverfahren überwiegend Die aus dem Rauchgasstrom abgeschienen Stäube und Salze als Rückstände an. Ein Teil dieser Stoffe kann in Form von Na Cl, HCl bzw. Gips einer Wiederverwertung in industriellen Prozessen zugeführt werden. Filterstäube werden überwiegend in den Bergversatz verbracht. Lediglich in Nord-Rhein-Westfalen ist diese Art der Verwertung gem. eines Erlasses des Umweltministeriums nicht mehr zulässig. Die Rückstände aus der Rauchgasreinigung sind, soweit sie nicht einer höherwertigen Verwertung zugeführt werden können, unter Tage zu deponieren.  Aus der Tabelle 6.1 wird deutlich, dass bei nassen Verfahren im Durchschnitt weniger als 60 % an Rückständen aus der Rauchgasreinigung gegenüber trockenen Verfahren anfallen. Ca. 20 % der Rückstände nasser Verfahren werden einer Wiederverwertung durchgeführt. Allerdings bestehen hierbei zwischen den einzelnen Anlagen länderspezifische Unterschiede. Während dem Öko-Institut beispielsweise keine Anlage aus Bayern und Hessen mit nasser Rauchgasreinigung bekannt ist, deren Rückstände einer industriellen Nutzung zugeführt werden, verwerten, von einer Ausnahme abgesehen, alle Anlagen in Baden-Württemberg und Hamburg einen Teil ihrer Rauchgasreinigungsrückstände.  Werden nur die Anlagen betrachtet, die Rückstände verwerten, steigt der Anteil dieser Stoffe auf 45 %. Bei den norddeutschen Anlagen, von denen eine Verwertung bekannt ist, beträgt der Anteil der verwerteten Reststoffe sogar 56 %.

 

Tabelle 6.1 Rückstände aus der Rauchgasreinigung in Abhängigkeit von der Rauchgasreinigungstechnologie

 

Abfälle Beseitigung incl. Versatz

Abfälle Verwertung

Abfälle ges.

Mittelwert trockene Verfahren

68

0

68

Mittelwert nasse Verfahren

31

8

39

Mittelwert nasse Verfahren. mit Verwertung

19

42

Nur norddeutsche Verfahren

26

46

7 Fazit

Müllverbrennungsanlagen, die mit einer relativ kostengünstigen einfachen Rauchgasreinigung ausgerüstet werden, die in der Regel aus einer trockenen oder quasitrockenen Abscheidung saurer Rauchgasbestandteile in Verbindung mit Aktivkokseindüsung sowie einer Entstickung nach dem SNCR-Verfahren bestehen, weisen gegenüber mehrstufigen Abscheidesystemen deutlich höhere Emissionen auf.

Bei sauren Schadgasen schneiden Verfahren mit nasser Abgasreinigungstechnik am besten ab. Zudem führen diese Verfahren zu deutlich geringeren Reststoffmengen aus der Rauchgasreinigung. Bei Schwermetallen und organischen Schadstoffen erweist sich die nachgeschaltete Flugstromabscheidung mit Aktivkohle als die günstigste Lösung. Bei der Entstickung ist aus ökologischen Gründe eindeutig dem katalytischen Verfahren der Vorzug zu geben.

 

Wird der Stand der Technik für Rauchgasreinigungssysteme bei Verbrennungsanlagen an der Technologie gemessen, die im Praxisbetrieb zu den geringsten Emissionen führt, werden mehrstufige Anlagen mit nachgeschalteter Flugstromadsorption und einer SCR-Entstickung dieser Anforderung am meisten gerecht.

Der derzeitige Entwicklung hin zu Billiganlagen mit relativ einfacher Abgasreinigungstechnologie ist daher äußerst fragwürdig und führt zu einem Rückschritt in der Entwicklung moderner thermischer Beseitigungsanlagen für Restmüll, zumal durch die Einführung des Europäischen Abfallartenkataloges das für die Verbrennung zulässige Schadstoffinventar für Hausmüllverbrennungsanlagen erheblich erweitert wurde.



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