SynGas Klärschlammverwertung Umweltfreundlich. Wirtschaftlich. Zukunftsweisend.

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1 SynGas Klärschlammverwertung Umweltfreundlich. Wirtschaftlich. Zukunftsweisend.

2 THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG NIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECH HLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK IN THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG THERM THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG TROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG NIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECH HLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG Inhalt CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG Technische Änderungen vorbehalten. 10/2015 KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG 05 Vorwort THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK IN 06 Thema mit Zukunft: Potenzial Klärschlamm THERM. VERFAHRENSTECHNIK 08 Technologie mit Perspektive: Beschreibung des CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG KOPF SynGas Verwertungsverfahrens 12 Wirtschaftlichkeit des KOPF SynGas Verfahrens 13 Übersicht Referenzanlagen VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG THERM. 14 Innovative Technologien der SÜLZLE Gruppe STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG STROMERZEUGUNG THERM. VERFAHRENSTECHNIK CHEM. VERFAHRENSTECHNIK INGENIEURSKUNST KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG

3 F r eine Saubere Umwelt Heinrich Sülzle Inhaber SÜLZLE Gruppe Der Schutz von Ressourcen erfordert einerseits fundierte Kenntnisse in ökologischen und technologischen Prozessen, um zielgerichtet handeln zu können - andererseits wirtschaftliche Investitionen in der Gegenwart für eine saubere Zukunft. Klärschlamm stellt aufgrund der zahlreichen problematischen Inhaltsstoffe eine große Herausforderung für die Umwelt dar, der sich die Kommunen stellen müssen. Andreas Sülzle Inhaber SÜLZLE Gruppe KOPF SynGas - ein Joint Venture der beiden mittelständischen Unternehmensgruppen SÜLZLE und AVAT Automation bietet die wirtschaftlichste und umweltfreundlichste Lösung zur Klärschlammverwertung. Frank Ganssloser Inhaber AVAT Automation Das KOPF SynGas Verfahren: Die Vergasung mit Nutzung des Gases in einem Blockheizkraftwerk. Der im Klärschlamm vorhandene Kohlenstoff wird vollständig in Energie umgesetzt. Alle organischen Giftstoffe werden zerstört. Vergaserasche - ein Bruchteil des entwässerten Klärschlamms - kann unmittelbar zur Düngung eingesetzt werden, oder zur Gewinnung des Phosphors weiterverarbeitet werden. 4 5

4 THEMA MIT ZUKUNFT Klärschlammentsorgung in DEUTSCHLAND 2 Mio. t Klärschlamm-Trockensubstanz jährlich AKTUELL * ZUKÜNFTIG * 3% 3% 13% 26% 38% 33% 84% Bodenbezogene Nutzung Monoverwertung Mitverbrennung Sonstige Verwertung Aktuell * = 2013 / Zukünftig * = ab 2026 Potenzial KLÄRSCHLAMM Bei der Reinigung von Abwässern in mechanisch- Herausforderungen auch Wertstoffe, an erster Stelle Phosphor, als hend untersagt. Gleichzeitig muss die Phosphor-Rück- biologischen Kläranlagen fallen als Restprodukt Klärschlamm enthält gesundheitsgefährdende Rück- Grundlage für Dünger. Deutschland ist zu 100 % gewinnung gewährleistet sein. Das erfordert reine große Mengen Klärschlamm an. In Deutschland stände, wie Bakterien, Wurmeier, Viren, Hormone und auf den Import von Phosphor angewiesen. Um die Aschen aus Monoverwertungsverfahren. In Deutschland sind jährlich ca. 2 Mio. t Klärschlammtrocken- Medikamente. Darüber hinaus sind im Klärschlamm Versorgungssicherheit zu sichern, ist eine Rückge- besteht bis 2026 ein Bedarf an Klärschlamm-Monover- substanz (TS) zu entsorgen. umweltbelastende Chemikalien, wie Schwefel und winnung dieses Wertstoffs erforderlich. Beim KOPF wertungsanlagen mit einer Kapazität von einer Million Quecksilber enthalten. Mit dem KOPF SynGas Ver- SynGas Verfahren ist die Asche reich an Phosphor, Tonnen Trockensubstanz pro Jahr. Da Klärwerke den größten Energieverbraucher im fahren werden die gesundheitsgefährdenden Stoffe von Schwermetallen und Toxinen befreit und damit Das KOPF SynGas Verfahren bietet eine thermische kommunalen Energiemix darstellen, ist die energie- thermisch zerstört, die anorganischen Gifte werden in ideal für die Phosphorrückgewinnung. Klärschlammverwertung, die den Herausforderungen: autarke Kläranlage anzustreben. Im Klärschlamm den Reinigungsstufen eliminiert. Klärschlammentgiftung, Energierückgewinnung und ist ausreichend Energie enthalten, um durch Fau- Veränderte Rahmendbedingungen Stoffkreislauf optimal gerecht wird. Und zwar dort, lung und Vergasung den Wärme- und Strom- Wertstoffe verfügbar machen In der Novellierung der Klärschlammverordnung wird wo der Klärschlamm anfällt, ohne umweltbelastende bedarf eines Klärwerks zu decken. Klärschlamm enthält neben giftigen Substanzen die Klärschlammausbringung zu Düngezwecken weitge- Transporte, zum kalkulierbaren Preis. 6 7

5 Technologie Beschreibung des KOPF SYNGAS Verwertungsverfahrens mit perspektive Technologie Aufgrund der zahlreichen, schwierigen Inhalts- Die Quenche 9 kühlt das Gas mit aufbereite- stoffe Bakterien, Medikamente, Schwefel, tem Abwasser auf 35 C ab. Der restliche Staub Wäscher Zentrifugalwäscher Quenche Feinfilter Vorwärmung Kamin Getrockneter Klärschlamm Schwermetalle basiert das KOPF SynGas Verfahren auf einer zweistufigen thermischen Behandlung. In Kombination mit der mehrstu- sowie Teerreste werden abgeschieden. Das Quenchwasser wird nach Wiederverwendung im Zentrifugalwäscher in einer anschließenden Hg Adsorber H 2 S Adsorber Abwasser- Aufbereitung Staub C Rohgas Stufe II Vergaser Stufe I Reduktionsmittel 2 figen, nachgeschalteten Reinigung entsteht ein sauberes Synthesegas für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk (BHKW). Zweistufige thermische Behandlung Aus dem Silo 1 wird Klärschlamm (Trockengehalt 85 95%) zusammen mit Kalkstein 2 in eine Thermolyseschnecke 3 gefördert. Die in der Thermolyse erzeugten Produkte, Thermolysegas, Kohlenstoff und Asche werden in einen Wirbelschichtvergaser 4 gefördert. Wasseraufbereitung gereinigt. Im Zentrifugalwäscher 10 werden die in der Quenche entstandenen Aerosole entfernt. Die saure Wäsche 11 dient der Entfernung der Stickstoffverbindungen im Gas. Es folgen drei Aktivkohlefilter. Der erste 12 entfernt mit iodierter Aktivkohle und per Adsorption das Quecksilber. Im zweiten Filter 13 wird mit spezieller Aktivkohle übriges H 2 S, entfernt. Im 14 Kohlenwasserstoff- Adsorber Synthesegas 15 BHKW C Nutzwärme Strom Granulat Kühlung Asche Granulat 5 P-Rückgewinnung Düngemittel Inertes Füllmaterial In der zweiten Vergaserstufe wird der Kohlenstoff unterstöchiometrisch vergast und die langkettigen Moleküle (sog. Teere) des Thermolysegas gecrackt. Das Aschegranulat wird ausgeschleust 5. Polizeifilter 14 werden die restlichen, aromatischen Kohlenwasserstoffe entfernt. Energetische Nutzung Das Synthesegas wird in einem Blockheizkraftwerk 15 zur Erzeugung von Strom und Prozesswärme, zum Beispiel für die Klärschlammtrock- Gasaufbereitung nung, genutzt. Im Zyklon 6 wird das Rohgas grobentstaubt Das SynGAs Modul t getrockneter Klärschlamm pro Jahr MWh Strom pro Jahr MWh Wärme pro Jahr und im Rekuperator 7 auf 400 C gekühlt. Dabei wird die für den Vergaser vorgewärmt. In einem Kerzenfilter 8 wird der Feinstaub Skalierbarkeit des KOPF SynGas Verfahrens abgetrennt. < t Trochenschlamm pro Jahr: Wärmemodul t Trockenschlamm pro Jahr: BHKW-Modul, einfach > t Trockenschlamm pro Jahr: BHKW-Modul, mehrlinig 68 9

6 MINERALGRANULAT Das Endprodukt der Vergasung ist inert, körnig und reich an Phosphor. Für die Verwertung gibt es daher viele Optionen. Phosphor Rückgewinnung Der hohe Phosphorgehalt erlaubt es, bei der Herstellung von Düngemitteln, die in weit entfernten Abbaugebieten bergmännisch gewonnene Phosphormineralien durch einen heimischen Sekundärrohstoff zu ersetzen. Deutliche CO 2 -Einsparungen Unabhängigkeit von Rohstoffquellen Geringere Schwermetallbelastung als Rohphosphor Dieser Verwertung wird heute in Deutschland und Europa hohe Aufmerksamkeit zuteil, da der Einstieg in die Phosphorrückgewinnung innerhalb der nächsten Jahre erklärtes Ziel der Politik ist. Bild: Klärschlammvergasung Stadtentwässerung Mannheim 10 11

7 BERGREIFEND WIRTSCHAFTLICHKEIT DES KOPF SYNGAS Verfahrens Vergasungsanlage Koblenz Vergasungsanlage Mannheim Vergasungsanlage Balingen Durchsatz Trockenschlamm: bis t/a Investition inkl. Klärschlammtrockner: 6 bis 12 Mio Betriebsergebnis: bis /a Rendite: 15 bis 25 %/a Amortisationsdauer: 4 bis 7 Jahre Durchsatz Vergasungsmedium Vergasungstemperatur Installierte Leistung Elektrische Leistung Leistung zum Trockner Trockner Grundfläche der Anlage Kaltgaswirkungsgrad 4000 t/a TS 850 ºC 900 ºC 1,8 MWth 440 kw ºC ºC Bandtrockner 350 m 2 70 % 5000 t/a TS 850 ºC 900 ºC 2,2 MWth 1,5 MWth Trommeltrockner 500 m 2 70 % 2000 t/a TS 850 ºC 720 kw 75 kw 250 kw Bandtrockner 120 m 2 66 % 12 13

8 ANLAGENBAU KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG FÜR MENSCH UND UMWELT: Innovative Technologien von SÜLZLE Eine intakte, saubere Umwelt und geringer Energieverbrauch sind ANLAGENBAU elementarer Ausdruck von Lebensqualität und kluger Lebensphilo- Pumpwerk GEBÄUDETECHNIK Heizung Klima SCHLAMMBEHANDLUNG MESS-/STEUER-/REGELUNGSTECHNIK (MSR) PROZESS - LEITTECHNIK (IN KOOPERATION MIT AVAT AUTOMATION) Trinkwasseraufbereitung Hochbehälter Auskleidung Tunnel-Löschwasserleitungen Pumpwerke KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG Hand für umweltschonende,gebäudetechnik interdisziplinäre Konzepte, die auch Heizung Klima Sanitär Solar Service FERTIGUNG IN EIGENER SCHWEISSTECHNIK sophie. SÜLZLE KOPF und SÜLZLE KLEIN arbeiten deshalb Hand in wirtschaftlich überzeugen. Sanitär Solar Service FERTIGUNG IN EIGENER SCHWEISSTECHNIK SCHLAMMBEHANDLUNG MESS-/STEUER-/REGELUNGSTECHNIK (MSR) PROZESS - LEITTECHNIK (IN KOOPERATION MIT AVAT AUTOMATION) Industrielle Brauch- und Prozesswasseraufbereitung Tunnel-Löschwasserleitungen Industrielle Abluftreinigung / Abluftbehandlung Wärmeerzeugung Kühlwasseranlagen Wärmerückgewinnung Solarthermie Photovoltaik Lüftung Abwatar Sanitär Heizung BHKW Industrielle / kommunale Abwasserbehandlung Abwatar AK-DOS : Mikroschadstoffelimination SÜLZLE KLEIN: Schlammbehandlung Eindickung/Entwässerung/Trocknung AVAT Automation MSR und Leittechnik SynGas Klärschlammverwertung Industrielle / kommunale Abwasserbehandlung 14 15

9 Stahl Energie IdeeN KOPF SynGas GmbH & Co. KG Stützenstraße Sulz a. N. Deutschland Niederlassung Tübingen Derendinger Straße Tübingen Deutschland Tel Fax Mail info@kopf-syngas.de Web kopf-syngas.de Ein Unternehmen der Sülzle Gruppe.