Abfall wird wieder zu Rohstoff!

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1 T-Rec ein interdisziplinäres Entsorgungskonzept Abfall wird wieder zu Rohstoff!

2 Thermolyse von Sperrmüll Komplett-Anlage MPA Burgau Deutschland Anlagenkapazität 30,000 to/a Sperrmüll im Betrieb seit 1982

3 Thermolyse von Plastikmüll Vorschaltanlage für Kohlekraftwerk Hamm Deutschland Anlagenkapazität 100,000 to/a aufgearbeiteter Hausmüll in Betrieb

4 Thermolyse von Altreifengranulat/Gummi Komplett-Anlage Limassol Cyprus Anlagenkapazität 6,000 to/a granulierte Altreifen in Betrieb seit 2009

5 Konventionelle Verbrennung vs. T-Rec Konventionelle Verbrennungskalkulation: t/a 40% Wassergehalt Betriebsstunden pro Jahr 13.3 t/h Heizwert 10.8 MJ/kg = 3 kwh/kg Input Energie kw Input Wasser kg Wasserverdampfung 795 kwh/t Energieverlust kw verwendbare Kesselenergie kw Effizienz Dampfkreislauf 20% Stromproduktion kw Stromertrag (Deutschland) 36 /Mwh 256,82 /h 1,9 Mio. /a Invest ca. 120 Mio. Kapitalkosten ca. 19 Mio. /a + Gehälter + Energie + Betriebskosten

6 Konventionelle Verbrennung vs. T-Rec T-Rec Kalkulation: t/a 40% Wassergehalt Betriebsstunden pro Jahr 13,3 t/h Nasses organisches Material 8 t/h Stromerzeugung Recycling Glas 500 kg/h Eisenmetall (220 /t) kg/h 220 /h Nichteisenmetall (2000 /t) 500 kg/h /h PET (600 /t) kg/h 600 /h Plastik (300 /t) kg/h 600 /h Recycling total /h 18,15 Mio. /a Rest für Thermolyse 3 t/h Invest ca. 50 Mio. Kapitalkosten ca. 7,5 Mio. /a

7 Konventionelle Verbrennung vs. T-Rec T-Rec Kalkulation: t/a 40% Wassergehalt Betriebsstunden pro Jahr 13,3 t/h Konventionelle Verbrennungskalkulation: t/a 40% Wassergehalt Betriebsstunden pro Jahr 13.3 t/h Heizwert 10.8 MJ/kg = 3 kwh/kg Input Energie kw Input Wasser kg Wasserverdampfung 795 kwh/t Energieverlust kw verwendbare Kesselenergie kw Effizienz Dampfkreislauf 20% Stromproduktion kw Stromertrag (Deutschland) 36 /Mwh 256,82 /h 1,9 Mio. /a Nasses organisches Material 8 t/h Stromerzeugung Recycling Glas 500 kg/h Eisenmetall (220 /t) kg/h 220 /h Nichteisenmetall (2000 /t) 500 kg/h /h PET (600 /t) kg/h 600 /h Invest ca. 120 Mio. Kapitalkosten ca. 19 Mio. /a Plastik (300 /t) kg/h 600 /h + Gehälter + Energie + Betriebskosten Recycling total /h 18,15 Mio. /a Rest für Thermolyse 3 t/h Invest ca. 50 Mio. Kapitalkosten ca. 7,5 Mio. /a

8 Biogasproduktion aus nasser Biomasse Source: Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) Nasse Biomasse t/a Nasse Biomass 8 t/h Biogas 100 m³/t 800 Nm³/h Methan 61 % 488 Nm³/h 4.3 MW Stromproduktion 42 % 1,800 kw EigenstromVerbrauch Freie Strommenge < 600 kw > 1,200 kw Consumption: crushing fermentation digest preparation

9 Fließbild T-Rec Geräte Manuelle Demontage Leiterplatten, Spulen, Motore Thermolyse (DGEngineering) Sperrmüll Koks Gas Öl Abwärme Ölschlamm Haushaltsmüll Annahme Vorsiebung & manuelle Vorsortierung (Dr. Tschirner) Zerkleinerung < 20mm < 80 mm Presstrocknung Verölung > 80 mm Automatische Sortierung Öl Recyclate PP, PE, PET Metalle Presskuchen % WC (VMPress) Pressschlamm Gülle / Biomasse NassFermentation Digestat (Archea) Schlamm Digestataufbereitung Wasseraufbereitung Prozesswasser Trinkwasser Biogas (60% CH4 + CO2) Stromerzeugung Eigenstromversorgung Stabiles unabhängiges SmartGrid

10 Zentrale Abfallwirtschaft Kaiserslautern Technische Daten: Presse: Durchsatz 30 t/h 8h/d 240 t/d t/a (Ist) t/a (3-Schicht) Biogas-Anlage Vergärung des Pressschlammes BHKW: Strom: 2,4 MW Wärme: 4,0 MW Eigenbedarf: Strom: ca kw Extern: Verarbeitung des Presskuchens (15% WC)

11 Vorsortierung

12 Absiebung Feinfraktion hoher Wassergehalt hoher Anteil an Organik Grobfraktion geringer Wassergehalt geringer Anteil an Organik

13 Trocknen durch Pressen Technische Daten: Anlage Kaiserslautern Durchsatz: 30 t/h Stromverbrauch: kw Anlieferfeuchte: 40-60% Endfeuchte: 12-20%

14 Trocknung durch Pressen 1 Tonne Müll mit 50% WC 400 kw bei thermischer Trocknung 20 kw bei Pressentrocknung

15 Biogas aus Pressschlamm

16 Stromerzeugung aus Pressschlamm

17 Digestataufbereitung

18 Zerkleinern

19 Sortiertechnik

20 Sortiertechnik - Feinaufschluss Zielsetzung: Feinsortierung von PE / PP / PET / PVC / PUR / Feinsortierung von NE-Metallen Feinsortierung nach Glasfarbe Aufschluss von Tetrapak (Papier / Aluminium / Plastik) Plastik Aluminium (Kugeln) Plastik (Fasern)

21 Niedertemperatur-Verölung bis 450 C Technische Daten: Ausstoß: 200 l/h Energiebedarf: Wärme kw Strom kw Konstruktion & Planung von Gommern/Germany Patentiert von ITC Solution AG - Unternehmensberatung Dr. E. Tschirner

22 DGE Drehrohrthermolyse über 500 C Industrieklärschlamm 120 kg/h Yokohama / Japan Seit 2000 Altholz kg/h Mie / Japan Seit 2005 Kunststoffmüll 2x kg/h Hamm / Deutschland Altreifengranulat 650 kg/h Limassol / Zypern Seit 2009

23 Prozesssteuerung Das AutomationX ist ein industriell erfolgreiches Steuerungs- und Leitsystem. Die Anlagen werden in der Regel durch lokales Personal bedient. Für Optimierung oder Fehlerbehebung ist ein Remote-Zugriff über eine geschützte VPNLeitung via Internet möglich.

24 Kostenvergleich Basis t/a Haushaltsmüll Konventionelle Müllverbrennung mit Vorbunker, Rostfeuerung, Dampfkessel, Turbine, Rauchgasreinigung, Kühlturm ca. 120 Millionen Euro Thermolyse mit Trommeltrockner mit Vorbunker, Dampf-Trommeltrockner, Zwischenbunker, Drehrohrthermolyseanlage, Brennkammer, Dampfkessel, Turbine, Rauchgasreinigung ca Millionen Euro T-Rec Mit Vorbunker, Vorsortierung, Trockenpresse, Biogasanlage, Sortiertechnik, Zwischenbunker, Abwasseraufbereitung, DGE-Thermolyseanlage, Verölungsanlage, Smart-Grid-Steuerungssystem ca Millionen Euro Da die lokalen Müllzusammensetzungen sehr unterschiedlich sind, ist für eine (Kosten- und Ertrags-) optimierte T-Rec-Lösung in jedem Fall ein Vorabengineering durchzuführen!

25 Zusammenfassung Vorsortierung Abtrennung von Feuchtmaterial Pressen energieeffiziente Trocknung Separierung von Organik Verölung Verwertung von Plastikmix dieselähnliches Öl Thermolyse Trockenkoks Wärme bis 700 C Gas (H2, CH4, CO, CO2) Kondensatöle Nassfermentation Verwertung von Pressschlamm Biogaserzeugung Generator Strom Wärme (< 95 C) Zerkleinerung + Separation Metalle Glas Plastik Biomasse Reststoffe

26 T-Rec ein interdisziplinäres Entsorgungskonzept Im Detail...

27 Basisfraktionen Kommunalmüll Holz Biomasse PE / PP Lebensmittelreste TetraPack FE (Konservendosen) Unsortierter Hausmüll Altreifen NE (Kabelkupfer) Kabelisolierung NE (Aluminiumdeckel) PVC Glas Elektronikschrott Sonstiges

28 Beispielrechnung Zusammensetzung Питание Бумага и картон Пластик Резиновые Текстильная промышленность - Пластик - Природа Кожа Стекло Дерево Нанесенный железа Цветные металлы Камни Удаление мусора Lebensmittel Papier, Pappe Plastik - PP / PE - PET - PVC -TetraPak -Rest Gummi Textil - Kunststoff - Natur Leder Glas Holz Metall FE Metall NE Steine Kehricht Anlieferung Состав цветов 17,0% t/a 15,0% t/a nach Trocknung Состав После высушивания 3,4% t/a 10,5% t/a Pressschlamm Qualität A1 Пресса грязи 90,0% t/a 40,0% t/a 12,0% 8,0% 0,0% 7,0% 6,0% 2,0% t/a t/a 0 t/a t/a t/a t/a 10,8% 7,2% 0,0% 6,3% 4,2% 1,9% t/a t/a 0 t/a t/a t/a t/a 20,0% 20,0% 20,0% 20,0% 40,0% 15,0% t/a 800 t/a 0 t/a 700 t/a t/a 100 t/a 5,0% 5,0% 0,0% 18,0% 3,0% 1,0% 1,0% 0,0% 0,0% t/a t/a 0 t/a t/a t/a t/a t/a 0 t/a 0 t/a 3,5% 3,5% 0,0% 17,6% 2,1% 1,0% 1,0% 0,0% 0,0% t/a t/a 0 t/a t/a t/a 980 t/a 980 t/a 0 t/a 0 t/a 40,0% 40,0% 40,0% 12,0% 40,0% 12,0% 12,0% 5,0% 40,0% t/a t/a 0 t/a 360 t/a 900 t/a 20 t/a 20 t/a 0 t/a 0 t/a Qualität A2 Qualität B1 Qualität B2 Качество A1 Качество A2 Качество B1 Качество B2 100,00% t/a t/a getrocknet auf kw (th.) t/a t/a 980 t/a 980 t/a 0 t/a t/a t/a Дох-ть Кокс. Ertrag Koks 900 kw масло Öl kj/kg Qualität A t/a t/a 0 t/a t/a t/a 2,7 Stück MASTER-Drehrohren kj/kg kj/kg Qualität B1 Qualität B2 Качество A1 Качество A2 Качество B1 Качество B kj/kg Qualität C Качество C Gas Asche Wasser Öl MWh/a MWh/a MWh/a MWh/a 5,4 MW 4,4 MW 0,7 MW 0,2 MW Gas MWh/a MWh/a MWh/a MWh/a MWh/a 0,8 MW 0,6 MW 0,1 MW 0,4 MW 3,4 MW Achtung: Diese Werte sind geschätzt! Предупреждение: эти ценности имеют высокую оценку! Камни t/a 0 t/a kw ГАЗ Стекло t/a t/a für Thermolyse h/a 5,44 t/h entspricht масло Steine t/a 10,0% ЯСЕНЬ Вода Glas t/a t/a ГАЗ Качество C recyclate t/a t/a Metall FE Metall NE Нанесенн Цветные ый железа металлы 0 t/a t/a kj/kg Qualität A1 Ertrag Fermenter kw (el.) Recyclat t/a t/a Digestat Summe Qualität C 0 MWh/a 0,0 MW t/a 980 t/a 980 t/a t/a 0 t/a

29 Detaillierter Verfahrensvergleich Thermische Verwertung Müllverbrennung Nachteile Vorteile Keine Recyclingprodukte, nur Vernichtung von Müll Bekannte Technik Keine Sortierung notwendig Aufwändige & teure Rauchgaswäsche, um Grenzwerte zu erfüllen Große Baugrößen bis t/a in Deutschland realisiert Filterstaub = Hochgiftiger Sondermüll, Entstehung von Sekundär-Dioxinen Bei nassem Müll mit geringem Heizwert muss teuer zugeheizt werden Suboptimale Energieeffizienz durch wartungsintensiven Dampfkreislauf Manuelles Knowhow der Bunkerkranführer notwendig, um Bunkerbrände zu vermeiden Von 100% Müll gehen 30% auf die Deponie Bewährte Dampftechnik zur Stromerzeugung Photo: by Dieter PIXELIO

30 Detaillierter Verfahrensvergleich Thermische Verwertung Müllthermolyse, Komplettanlage Nachteile Vorteile Keine Recyclingprodukte, nur Vernichtung von Müll Seit 1982 erprobt In % Verfügbarkeit Restkoks kann Sondermüll sein, abhängig von Schwermetallgehalt des Mülles Keine Sortierung notwendig Nasser Müll (40% WC) ohne teure Zufeuerung möglich Relativ geringe Durchsatzmenge bis t/a pro Linie Emissionswerte deutlich unter den zulässigen Grenzen Photo: by Dirk Gerlach Dioxinhaltige Produkte werden gecrackt Prozesstemperatur nur bei 700 C sauerstofffrei, daher keine Metalloxidierung

31 Detaillierter Verfahrensvergleich Thermische Verwertung Müllthermolyse, Vorschaltanlage Nachteile Vorteile Vorsortierung empfohlen Seit 2001 erprobt Kaum Recyclingprodukte, da nur der Restkoks aufbereitet wird In % Verfügbarkeit Von 100% Müll gehen 5% auf die Deponie Mit 10 MW Brennerleistung werden 50 MW Prozessgas freigesetzt Relativ geringe Durchsatzmenge bis t/a pro Linie Keine eigene Gasreinigung notwendig, da im existierenden Kraftwerk vorhanden Photo: by Dirk Gerlach Dioxinhaltige Produkte werden gecrackt Prozesstemperatur nur bei 700 C sauerstofffrei, daher keine Metalloxidierung

32 Detaillierter Verfahrensvergleich Thermische Verwertung T-Rec Verwertungskonzept Nachteile Vorsortierung notwendig! Mehr Verfahrens-Knowhow ist notwendig: Pressen, Fermentierung, Sortierung, Thermolyse Von 100% Müll gehen <1% auf die Deponie Relativ geringe Durchsatzmenge bis t/a pro thermischer Linie Vorteile Recyclingfähige verkaufbare Produkte werden vollautomatisch erstellt Optimale Behandlungsmöglichkeiten für das jeweilige Recyclinggut Optimale energetische Verwertung je nach Gut: Fermentation, Thermolyse Sichere Stromerzeugung durch bewährte Biogas-BHKW-Technik Es wird kein Chemiecocktail verarbeitet, nur Reinfraktionen, daher minimale Emissionen ohne Abgasreinigung möglich Wirtschaftliche Betreibung bereits mit t/a Hausmüll möglich

33 DGE Fliessbild Thermolyse 1 Vorlage 2 Eintragschleuse 3 Thermolyse-Koks heiß 4 Thermolyse-Koks kalt 5 Thermoolyserohgas 6 Permanentgas 7 Permanentgas, gereinigt 10 Drehrohreinheit 20 Kondensation 21 Kühler 22 Nebenstromfilter 31 Aktivkohlefilter 32 Notfackel 33 Gasspeicher 34 BHKW 35 Rohkondensattank 39 Thermolyserohcondensat Optional: 40 Entschwefelung 60 Fraktionierungskolonne 67 Leichtfraktion 68 Heizölfraktion 69 Schwerölfraktion

34 Die autarke Entsorgungsinsel Eigene Stromversorgung: unabhängig vom lokalen Netz stabile Energieversorgung aller Anlagen, keine Schwankungen & Abschaltungen Eigene Gasversorgung: unabhängig von lokaler Verfügbarkeit stabile Energieversorgung der Generatoren und Thermolyse Eigene Wasserversorgung: unabhängig von lokaler Wassersituation koppelbar mit lokalem Netz zur Einspeisung Eigenes Smart-Grid: unabhängig von lokalen Netzen Steuerung nach den Bedürfnissen des Betreibers koppelbar mit lokalen Netzen

35 Checkliste für eine Basis-Auslegung amount Menge [t/a] Lebensmittel paper Papier, Pappe plastics (total) Plastik, gesamt - PP / PE - PP / PE - PET - PET - PVC - PVC -TetraPak -TetraPak - others - Rest rubber Gummi textile (total) Textil, gesamt - plastics - Kunststoff - natural - Natur leather Leder glas Glas w ood Holz metall ferrous Metall FE metall non ferrous Metall NE stones Steine dust f rom bins Kehricht industrial w aste Industriemüll Food biomass total Summe [%] water content heating value Wassergehalt Heizwert [%] [MJ/kg]

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