Weiterentwicklung eines automatischen Probenehmers für die Qualitätssicherung von heterogenen Ersatzbrennstoffen

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1 Weiterentwicklung eines automatischen Probenehmers für die Qualitätssicherung von heterogenen Ersatzbrennstoffen Master -Thesis Ann Katrin Steinhoff, Münster,

2 Agenda Hintergrund Untersuchungskampagne 1 Untersuchungskampagne 2 Weiterentwicklung automatischer Probenehmer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Ergebnis 2 /25

3 Definition von Ersatzbrennstoffen Sekundärbrennstoffe: Korngröße: < 50 mm endkonfektionierter Brennstoff aus produktionsspezifischen Abfällen oder heizwertreichen Fraktionen aus Siedlungsabfällen [1] Heizwertreiche Fraktionen: Korngröße: mm abgetrennte Bestandteile des Abfalls mit höherem Heizwert als dem des Abfallgemisches [1] 3 /25

4 Gründe für die Qualitätssicherung Steigender Einsatz von heizwertreichen Fraktionen (HwrF) Anforderungen aus Genehmigungen und Betrieb Qualitätssicherung Notwendige Einigung zwischen Aufbereitern und Verwertern bzgl. Qualität (Preisgleitklausel) [2] 4 /25

5 Untersuchungsgegenstand PEA 1000 der Fa. MMe [3] 5 /25

6 Untersuchungsinhalte Einheitliche automatische Probenahme für HwrF Anwendung bestehender Richtlinien für HwrF Prüfung der Funktionsfähigkeit des PEA 1000 für SBS Prüfung der Richtlinienkonformität des PEA 1000 für SBS Weiterentwicklung des PEA 1000 für HwrF Überprüfung der Wirtschaftlichkeit der automatischen Probenahme 6 /25

7 Anwendung bestehender Richtlinien Richtlinien, die für SBS Anwendung finden: LAGA PN 98 [5] EN [6] RAL-GZ 724 [7] Explizit für HwrF wurde die Arbeitshilfe des BGS e. V. [4] entwickelt. Frage : Ist eine Übertragbarkeit der bestehenden Richtlinien auf HwrF möglich? Uneingeschränkt nur für die EN und die Arbeitshilfe des BGS e. V. möglich! 7 /25

8 Kampagne PEA 1000 Vorgehensweise Probenahme richtlinienkonform für SBS nach der EN 15442? Probenentnahme mit PEA 1000 und per Hand = vergleichbare Ergebnisse? Volumenüberprüfung [8] Schüttdichtebestimmung Partikelgrößenverteilung 8 /25

9 Kampagne PEA 1000 Ergebnisse Volumenüberprüfung Schüttdichtebestimmung Partikelgrößenverteilung PEA 1000 erfüllt Anforderungen! 9 /25

10 Kampagne PEA 1000 Ergebnisse [9] 10 /25

11 Kampagne PEA 1000 Ergebnisse [9] 11 /25

12 Kampagne PEA 1000 Ergebnisse [9] 12 /25

13 Kampagne 2 PEA 1000 Ergebnisse Volumen Erfüllt! Schüttdichtebestimmung Partikelgrößenverteilung PEA 1000 erfüllt Anforderungen! Einsatz auch für HwrF möglich? [9] 13 /25

14 Kampagne 2 PEA 1000 Ergebnisse [9] 14 /25

15 Kampagne 2 PEA 1000 Ergebnisse [9] 15 /25

16 Kampagne 2 PEA 1000 Ergebnisse [9] 16 /25

17 Weiterentwicklung PEA 1000 allgemein: Integrierung einer Bandwaage Verschluss des Fallschachtes zwischen den Probenahmen, um Staubeintrag zu verhindern nach aktuellem Stand: Funktionsweise auch für den Einsatz bei HwrF möglich, aber: Anpassung der Auslegung für HwrF weitere Versuche notwendig 17 /25

18 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Frage: Lohnt sich der Einsatz eines automatischen Probenehmers unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten? Nutzwertanalyse Statische Investitionsrechnung Dynamische Investitionsrechnung Antwort: Ja! [9] 18 /25

19 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Nutzwertanalyse Kriterium PN-A PN-M niedriger Personalaufwand Einstellbarkeit auf Probenvolumen Immunität gegen Beeinflussbarkeit der Ergebnisse Integrierbarkeit in den Betrieb -Aufwand Integrierbarkeit in den Betrieb - Örtlichkeiten Arbeitsschutz Gesamt [9] 19 /25

20 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung [9] 20 /25

21 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Variante 1 40 Mg Variante 2 20 Mg Vorteilhaftigkeit der PN-A nach Durchsatz [Mg/a] und Methoden Korngröße [mm] Kostenvergleichsrechnung Kapitalwertmethode Zinsfußmethode Zeitraum, t=1 Zeitraum, t=6 Zeitraum, t= ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca ca [9] 21 /25

22 Ergebnisse EN und Arbeitshilfe des BGS e. V. für HwrF anwendbar PEA 1000 ist für SBS richtlinienkonform und funktionstauglich Anwendung für HwrF sinnvoll! Auslegung des PEA 1000 für HwrF muss durch Versuche erfolgen automatische Probenahme vorzugswürdig: immer nicht-monetären Aspekten z.t. schon ab Mg/a Durchsatz monetärer Aspekt 22 /25

23 Fazit Um den Grundstein für ein etabliertes automatisches Probenahmesystem für HwrF zu legen, sind weitere Untersuchungen unumgänglich! [3] 23 /25

24 Quellen [1] aus Steinhoff et al.: Entwicklung eines Qualitätssicherungssystems für Ersatzbrennstoffe aus heterogenen Siedlungsabfällen, 1. Zwischenbericht, LASU, Münster, 2011, S. 3 [2] aus Steinhoff et al., s.o., 2011, S. 6 [3] MMe Entwicklung, Fertigung und Service GmbH, Produktmappe, CD, 2012 [4] Gütegemeinschaft Sekundärbrennstoffe und Recyclingholz e. V. (BGS), Qualitätssicherung beim Einsatz von heizwertreichen Fraktionen zur energetischen Verwertung, Arbeitshilfe, Stand: Juli 2008, Münster, 2008 [5] Länderarbeitsgemeinschaft Abfall, Mitteilung der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) 32. LAGA PN 98 Richtlinie für das Vorgehen bei physikalischen, chemischen und biologischen Untersuchungen im Zusammenhang mit der Verwertung/Beseitigung von Abfällen, Mainz, Dezember 2001 [6] Europäisches Komitee für Normung, Feste Sekundärbrennstoffe Verfahren zur Probenahme; Deutsche Fassung DIN EN 15442:2011, Brüssel, 2011 [7] Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e. V.( RAL), Sekundärbrennstoffe Gütesicherung RAL GZ 724, Beuth-Verlag GmbH, Sankt Augustin, 2012 [8] eigenes Foto [9] eigene Darstellung 24 /25

25 Vielen Dank! Ann Katrin Steinhoff M.Sc., Labor für Abfallwirtschaft, Siedlungswasserwirtschaft und Umweltchemie, 25 /25