Errichtung von Müllverbrennungsanlagen
Die Müllverbrennungsanlage dient zur Entsorgung von Abfällen mit niedrigem Brennwert, zum Beispiel Hausmüll. Sie produziert über 432.000 MWh Stromenergie pro Jahr. Hierfür können jährlich bis zu 365.000 Tonnen Abfälle verbrannt werden.
Aufbau
Eine herkömmliche Müllverbrennungsanlage besteht beispielsweise aus:
Bauarten von Müllverbrennungsanlagen
Müllverbrennungsanlagen gibt es für verschiedene Zwecke in unterschiedlichen Größen und Ausführungen.
Kleine Anlagen befinden sich in Krankenhäusern, um bakteriell kontaminierte Abfälle vor Ort beseitigen zu können. Zudem gibt es Anlagen für spezielle Zwecke wie die Klärschlammverbrennung. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Müll als Sekundärbrennstoff in Anlagen, die nicht zur Müllbeseitigung gebaut wurden, z. B. in Drehrohröfen der Zementindustrie. Der weitaus größte Anteil wird in großtechnischen Anlagen behandelt, wobei die freiwerdende Energie in der Regel in Form von Fernwärme oder zur Stromerzeugung genutzt wird. Verbrennungsmethode ist meist die Verbrennung auf Ofenrosten, teilweise auch die Wirbelschichtfeuerung nach vorheriger Aufbereitung des Mülls. Pyrolyse- und Vergasungsanlagen oder das Thermoselectverfahren spielen bislang nur untergeordnete Rollen.
Konditionierung
Der angelieferte Müll aus verschiedenen Fuhren und Quellen wird zunächst in einer Mischanlage oder direkt im Müllbunker der Verbrennungsanlage deponiert, was zu einer Konditionierung des Mülls für eine verbesserte Stetigkeit des Brennwerts beiträgt. Ergänzend setzt man dem angelieferten Restmüll Ersatzbrennstoffe wie nicht recycelbare Kunststofffolien oder geschredderte Holzteile aus dem Sperrmüll zu.
Rostfeuerung
Bei der Rostfeuerung ist keine Aufbereitung des angelieferten Restmülls erforderlich. Zur Beschickung werden Förderbänder (aus der Mischanlage) oder Kräne (aus dem Bunker) benutzt, um den Müll in den Aufgabetrichter zu transportieren. Über die Beschickungseinrichtung, die aus einer Schleuse und dem Aufgabetisch besteht, wird der Müll dosiert in den Ofenraum befördert. Dort gelangt er auf den Rost, der den aufgegebenen Müll während der Verbrennungsphasen weiterbefördert.
Es werden Walzenroste, Vor- oder Rückschubroste, seltener auch Wanderroste eingesetzt. In der ersten Zone findet eine Trocknung des Mülls statt, der bei Temperaturen über 100 °C eine Verdampfung des Wasseranteils folgt. In der nächsten Zone erfolgt im Temperaturbereich von 250–900 °C eine Entgasung des Mülls. Mit Erreichen des Flammpunktes der Entgasungsprodukte setzt die Verbrennung ein, die unterstöchiometrisch (unvollständig) bei Temperaturen von 800–1150 °C abläuft. Auf der letzten Rostzone erfolgt der Restausbrand.
Pyrolyseanlagen
Die Verfahrensschritte Trocknung bis Entgasung werden technisch auch als Pyrolyse bzw. Entgasung bezeichnet. Die einzelnen Stufen können überlagernd in einer Brennkammer oder nacheinander in mehreren Reaktoren durchgeführt werden. Konventionelle Anlagen verfügen in der Regel nur über einen Brennraum, in dem die fünf Einzelschritte parallel ablaufen. Zudem gibt es Pyrolyse- und Vergasungsanlagen, in denen kein Restausbrand erfolgt und die damit genau genommen keine Müllverbrennungsanlagen sind, weil die entstehenden Gase anderen technischen Prozessen zugeführt werden. Weltweit gibt es aber nur wenige Anlagen, die die Pyrolyse-Verfahren großtechnisch einsetzen.
Wirbelschichtfeuerung
Die Wirbelschichtfeuerung ist das übliche Verfahren zur Verbrennung von Klärschlamm, das vermehrt auch für Ersatzbrennstoffe eingesetzt wird. Nicht klassifizierte Brennstoffe wie Haus- und Gewerbemüll müssen jedoch vor der Verbrennung vorsortiert und zerkleinert werden, da die Wirbelschicht nur Stoffe mit begrenzter Größe in der Schwebe halten kann. Metalle und Steine beschädigen die Förder- und Austragsysteme und müssen weitgehend aus dem Brennstoff entfernt werden.
Sondermüllverbrennungsanlagen (Drehrohrofen)
Für die Verbrennung von Sonderabfällen, für die hohe Temperaturen notwendig sind, werden Drehrohröfen eingesetzt. Bei dieser Technik wird der Müll in das obere Ende eines schräg liegenden und sich langsam drehenden Rohres gegeben. Die Länge eines solchen Drehrohrofens für die Abfallverbrennung beträgt bis zu 12 m, der Durchmesser liegt zwischen vier und fünf Metern. Dieses Rohr ist mit feuerfesten Steinen ausgekleidet, um eine hohe Temperatur von 1000–1300 °C aufrechterhalten zu können.
Von der gesamten Menge an Müll könnten ca. 5 - 8% übrig bleiben, die wir dann verbrennen würden.
Heizwert
Die bei der Verbrennung von Abfällen gewonnene Energie kann zur Stromerzeugung oder in thermischer Form (beispielsweise durch Fernwärme) genutzt werden.
Die Energiebilanz der Herstellung eines Produktes mit der Energiebilanz der Verwertung in Beziehung zu setzen ist bei Siedlungsabfällen, die nicht sortenrein und sehr heterogen zusammengesetzt vorliegen, aufgrund multipler Bilanzgrenzen äußerst schwierig.
Aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik kann niemals die gesamte im Müll enthaltene Energie in nutzbare Energie umgewandelt werden. Zudem treten bei jeder Energiewandlung auch Verluste auf, zum Beispiel in Form von Wärmeverlusten der in der Realität nie ganz adiabat ausführbaren Kessel und Feuerungstrakte. Darüber hinaus braucht eine Müllverbrennungsanlage einen Teil der erzeugten Energie zum Eigenbedarf. Somit kann durch die Müllverbrennung nur ein Teil derjenigen Energie wiedergewonnen werden, die in den Rohstoffen der Ausgangsprodukte steckte und bei deren Herstellung benötigt wurde.
Emissionen
Abgase
Da bei der Verbrennung des Mülls nicht bekannt ist, welche Inhaltsstoffe in welchen Mengen zu einem bestimmten Zeitpunkt verbrannt werden (kritisch sind beispielsweise PVC, Batterien und elektronische Bauteile, Lacke etc.), variiert die Zusammensetzung des Rauchgases und der Asche.
Bei der Verbrennung entstehen neben Kohlendioxid und Wasser auch Kohlenmonoxid, Schwefeloxide, Stickoxide, aber auch Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure) und Fluorwasserstoff (Flusssäure) sowie Quecksilber und schwermetallhaltige Stäube. In sehr geringen Konzentrationen entstehen auch hochtoxische Stoffe wie polychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane.
Speziell die Verordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von Abfällen beinhaltet besondere Anforderungen an die Auslegung der Feuerung und gibt die Grenzwerte für zulässige Emissionen vor.
Aschen, Schlacken und Stäube
Zu den festen Rückständen aus einer Müllverbrennungsanlage, ca. 30 % der verbrannten Abfallmenge, zählen Aschen und Schlacken der Abfallverbrennung sowie Abfälle aus der Rauchgasreinigung und der Abwasserreinigung und Filterstäube. Während des Verbrennungsprozesses, der Abgasreinigung und der Dampferzeugung entsteht eine Reihe von festen Endprodukten, von denen Schlacke den größten Anteil hat.
Die Schlacke wird deponiert, zum Auffüllen von stillgelegten Minen benutzt oder als Baumaterial für Dämme und Straßen verwendet. Des Weiteren entstehen Kessel- und Filterstäube, die ebenfalls auf Deponien oder in geschlossenen Bergwerken abgelagert werden. Außerdem werden Eisenschrott und NE-Metalle aussortiert sowie Gips gewonnen.
