Niedertemperatur-Tunneltrockner zur optimierten Wertstoffgewinnung

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1 Niedertemperatur-Tunneltrockner zur optimierten Wertstoffgewinnung Dipl.- Ing. Reinhard Schu EcoEnergy Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik mbh Walkenried 1 3. Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

2 (Werk)stoffliche versus energetische Verwertung Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetz Vermeiden Vermindern Verwerten Beseitigen EU-Abfallrahmenrichtlinie (in Abstimmung) Vermeiden Wiederverwenden Recycling Verwerten Beseitigen Thermische Behandlung: Energieeffizienzkriterien Verwertung Beseitigung Recycling ist meist eine höhere Form der Energierückgewinnung aus Abfällen als die energetische Verwertung, z.b.: 1 kg Kunststoff entspricht dem Äquivalenteinsatz von 1,8 bis 2,3 l Rohöl. Verbrennung: ca. 17% - 24% Nettowirkungsgrad elektrisch bezogen auf Brennstoffheizwert Recycling: ca. 50% - 150% Nettowirkungsgrad Produktenergie bezogen auf Brennstoffheizwert Gesamtenergiebedarf Material (inkl. Rohstoffenergie) MJ/kg Produkt Aluminium 193 Kunststoffe Ø 97 Papier, Karton 45 Weißblech 36 Wellpappe 20 Holz 18 Glas Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover LDPE Folie 92 HDPE Folie 100 PP Spritzguss 119 PVC Folie 67 PS 92 PET Flasche 101 PET Folie 110

3 3.2 Entwicklung Kunststoffpreise und Rohölpreis Plastixx Polymerpreisindex (Punkte) Beispiel Stand 2007 : PET Neuware: ca /t PET Recyclat: /t PET Ballenware: 250 /t 3 3. Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

4 (Werk)stoffliche versus energetische Verwertung Recycling ist die direkte Konkurrenz zur Verbrennung mit besserer Produktenergienutzung! Was hat das mit diesem Vortrag über Trocknung zu tun? 4 3. Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

5 (Werk)stoffliche versus energetische Verwertung Verbrennung Abfallerzeuger Wertstoff- Anreicherung separate Sammlung trocken Wertstoff- Sortierung stoffliche Verwertung Mehrstufige Wertstoffanreicherung Konditionierung trocken/nass Wertstoff- Anreicherung 1.Stufe mechanisch Wertstoff- Anreicherung 2.Stufe mech./nir 5 3. Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

6 Wertstoffsortierung durch optische Sortiersysteme Kosten und Qualität abhängig von: - Wertstoffanreicherung - Vereinzelung - Sauberkeit der berfläche - Stückgröße ( mm) - Fraktionierung ptimierung Erkennungsquote und Sortenreinheit: - Trocknung/ Waschung - Wertstoffanreicherung - Fraktionierung 6 3. Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

7 Konditionierung zur Wertstoffanreicherung Abfallwaschung ArrowBio-Verfahren NMT-Verfahren EcoEnergy Gesamtabfall unzerkleinert Siebunterlauf < 100 mm unzerkleinert Abfalltrocknung Trockenstabilisierungsverfahren Thermische Trocknung Trommeltrockner Bandtrockner NTT-Tunneltrockner EcoEnergy Gesamtabfall Zerkleinerung < 200 mm Gesamtabfall/Siebüberl. Zerkleinerung < 60 mm Siebüberlauf Zerkleinerung < 40 mm Siebüberlauf mm 7 3. Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

8 Trockenstabilisierung von Abfall Anlagen in Deutschland Trockenstabilat-Verfahren Herhof MBS ZAB Nuthe-Spree (Niederlehme) MBS Aßlar MBS snabrück MBS Westerwald (Rennerod) MBS Trier-Mertesdorf BMA Dresden Trockenstabilisierung Lentjes MBA Wetterau Trockenstabilisierung Nehlsen MBV Lübben Ratsvorwerk/Niederlausitz MBS Vogtland MBV-/EBS Anlage Stralsund Trockenstabilisierung Wehrle Umwelt MBA Kahlenberg ( t/a gesamt) Abfalldurchsatz t/a theor. Leistung t H 2 /h 5,50 6,40 3,70 4,00 7,40 4,30 2,00 1,20 2,30 2,70 3, Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

9 Thermische Trocknung von Abfall zur EBS-Konfektionierung Trommeltrockner zur EBS-Konfektionierung in Deutschland Trommeltrockner Vandenbroek SBS ECWEST, Ennigerloh MPS Chemnitz (2 Trockner) MPS Berlin-Reinickendorf MPS Berlin-Pankow Abfalldurchsatz t/a Leistung t H 2 /h 2,5-3,5 (2x) Bandtrockner zur EBS-Konfektionierung in Deutschland Bandtrockner Abfalldurchsatz t/a Amandus Kahl GmbH Co. KG EBS-Aufbereitungsanlage Wilmersdorf Leistung t H 2 /h 2, Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

10 Vergleichsdaten bestehende Trocknungssysteme Parameter Inputspezifikation Verweilzeit Heizmedium Temperatur Trocknungsluft Eintritt/Austritt Abgasemission Stromverbrauch Erdgasverbrauch RT Wärmeeinsatz Trocknung Elektr. Energieäquivalent Trocken- Stabilisierung < 200 mm, biogener Anteil 6-10 Tage Rotte (Biomasse) 20 C/ 60 C Nm³/ t H kwh/ t H 2 Abwärmenutzung ist zu bevorzugen: - 30 /MWh KWK-Strom für EEG-Anlagen - 15 /MWh KWK-Strom geplant für Abfall Trommel- Trockner (Brenngas) < 60 mm min. Erdgas 350 C/ 105 C Nm³/ t H kwh/ t H kwh/ t H kwh/ t H kwh/ t H Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover Trommel- Trockner (Abwärme) < 40 mm (Gärrest) min. Abwärme 350 C/ 105 C Nm³/ t H kwh/ t H 2 Bandtrockner (Abwärme) < 40 mm (Gärrest) min. Abwärme C/ C Nm³/ t H kwh/ t H 2 Niedertemperaturtrocknung

11 NTT-Tunneltrockner - Auslegungsdaten Parameter Durchsatzleistung Wasserverdampfungsleistung Verweilzeit im Tunnel Inputspezifikation Dichte Abfallinput Heizmedium Wärmeeinsatz Trocknung Elektr. Energieäquivalent Anzahl Tunnel Schütthöhe im Tunnel effektive Breite Belüftung Tunnel Beheizungslänge Kühllänge Daten t/h Gewerbeabfall / Siebüberlauf Restabfall 3 t/h 8 24 Std mm kg/m³ Abwärme > 90 C kwh/t H 2 ca. 200 kwh/t H 2 2 Stück ca. 6,0 m 10,0 m 30,0 m 4 m Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

12 NTT-Tunneltrockner - Schnitt Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

13 NTT-Tunneltrockner - Draufsicht Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

14 Umluftstrecke Tunneltrockner Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

15 Verfahrensfließbild Tunneltrockner mit Aufbereitung Abfall mm Tunneltrockner Wäscher 85 C Kühlung Kondensator 45 C 30 C Kondensat Wärme Trocken- / Naßkühler Kondensat 25% - 30% Kondensatreinigung Siebtrommel Windsichter Rückführung < 40 mm NIR EBS < 40 mm 25%- 30% Folien 25% - 30% Fe-Metall 1% - 5% NE-Metall 0,5% - 1% Wertstoffe 15% - 20% < 40 mm Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

16 Sankey-Diagramm Tunneltrockner Aufteilung Energie und Masse Energie Hu in MJ/kg Masse Wärme Verluste Wasserdampf 0% - 28,3% Folien, Papier 43% 19 28,3% Input Trockner Sieb Windsichter Fe-NE NIR Metalle Wertstoffe - 33% ,1% 15,2% Brennstoffe 31% 15 26,1% Rückführung SUMME 107% - 100% Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

17 Aufstellung Tunneltrockner mit Aufbereitung Kenndaten t/a Gewerbeabfall, Restabfall > 80 mm Wasserverdampfungsleistung: 4 t/h Wärmebedarf: 4 MW Tunneltrockner Ballenlager Aufgabe Anlieferung Folien, Papier Wertstoffe Brennstoffe NE- Metalle Fe- Metalle Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

18 Prinzip der optischen Sortierung Integration Tunneltrockner in eine Wertstoffsortieranlage Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

19 Animation Tunneltrockner mit Aufbereitungsanlage Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

20 Kostenübersicht Tunneltrockner Invest und Betriebskosten Trocknung Annuität (Invest 6 Mio. ) Wartung, Versicherung Personal Strom 55 /MWh Wärme 20 /MWh bei 95 C Sonst. Betriebsmittel /t Input Rest- und Wertstoffe Folien, Papier EBS < 40 mm, 15 MJ/kg Wertstoffe Metalle SUMME Entsorgung /t Input 17,0 23,5 0-3,2 37,3 /spez SUMME Trocknung 18 Invest und Betriebskosten Aufbereitung Annuität (Invest 5 Mio. ) Wartung, Versicherung /t Input 5 2 Behandlungskosten Trocknung /t Input 18 Personal Strom 55 /MWh Wärme 20 /MWh bei 95 C Sonst. Betriebsmittel Aufbereitung Rest- und Wertstoffe SUMME 11 37,3 66,3 SUMME Aufbereitung Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

21 5 Einfluss von C 2 -Zertifikathandel auf die EBS-Menge und Qualität Direkter Einfluss (falls neue EBS-Kraftwerke nicht mehr aus dem C 2 -Handel ausgenommen werden) Zusammensetzung EBS: 60% fossil, 40% nativ organisch (massebezogen) 75% fossil, 25% nativ organisch (energiebezogen) da fossile Bestandteile doppelt so hohen Heizwert haben C 2 -Emissionpotenzial von EBS: 57 g C 2 /MJ 0,8 t C 2 /t EBS bei 14 MJ/kg Kunststoffanteil: 1 t C 2 /t Kunststoff normiert auf 14 MJ/kg Bei 50 /t C 2 -Zertifikat müssen 40 /t EBS mehr eingenommen werden, sollte der C 2 -Zertifikathandel ab 2013 auch auf energetische Verwertungsanlagen für Abfälle ausgeweitet werden Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

22 2. 5 Einfluss von C 2 -Zertifikathandel auf die EBS-Menge und Qualität Indirekter Einfluss (auch wenn EBS-Kraftwerke vom C 2 -Handel ausgenommen werden) Marktmechanismen: biogene Abfälle wie Sperrabfall, Altholz, schlechtes Papier sowie biogene Fraktion aus MBA usw. für Kohlekraftwerke und Zementindustrie Verstärkung Kunststoffrecycling bei erhöhten C 2 -Zertifikatpreisen und steigenden Ölpreisen Konsequenz für EBS-Menge und Qualität Mengenrückgang Biomasse und Wertstoffe Qualitätsverschlechterung Chloranstieg im Restgemenge Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

23 2. 6 Novellierte EU-Abfallrahmenrichtlinie Recycling und Energieeffizienz Verwertung von PVC: Einsatz im Hochofen zur Reduktion oder Methanolproduktion - zukünftig nicht als stoffliches Recycling anerkannt (Entwurf) energetische Verwertung stark PVC-haltiger Abfälle hohe Dampfparameter sehr anspruchsvoll durch hohen Chlorgehalt Ausweg: effektive Kraft-Wärme-Kopplung erforderlich, jedoch kaum vorhanden Einhaltung der Energieeffizienzkriterien der EU-Abfallrahmenrichtlinie werden durch PVC bzw. hohen Chlorgehalt erschwert keine Alternative zur energetischen Verwertung für PVC-Gemische (< 30% PVC) Recyclingquoten müssen von den sortenrein erfassbaren Kunststoffen und anderen Wertstoffen erfüllt werden PVC reichert sich im Abfall zur energetischen Verwertung weiter an Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.- Ing. Reinhard Schu EcoEnergy Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik mbh Walkenried am Harz Abfallforschungstage 2008, 4. und 5. Juni 2008, Hannover