Aufrufe
vor 10 Monaten

wlb - Wasser, Luft und Boden 1/2016

  • Text
  • Wlb
  • Boden
  • Wasser
  • Luft
wlb - Wasser, Luft und Boden 1/2016

ABFALLTECHNIK/RECYCLING

ABFALLTECHNIK/RECYCLING Raus mit den Klimakillern Behandlung von niederkalorischen Deponiegasen Im Zusammenhang mit der Umsetzung des Kyoto- Protokolls wurde die Nationale Klimaschutzinitiative (NKI) ins Leben gerufen und die Kommunalrichtlinie (KRL) verabschiedet. Hierbei ist die Reduktion der Treibhausgasemissionen aus Deponien mit niederkalorischem Deponiegas durch die In-Situ-Stabilisierung ein wesentlicher Bestandteil. Ziel der In-Situ-Stabilisierung von Siedlungsabfalldeponien ist es, bei Deponiegasen, die eine energetische Nutzung nicht mehr zulassen, das in den Abfällen entstehende Methan möglichst klimaneutral zu entsorgen. Dies geschieht im Wesentlichen durch die gezielte Belüftung/ Übersaugung der Deponie sowie in technischen Anlagen wie Fackeln oder RTOs. Sowohl beim Übersaugen als auch beim aktiven Belüften verbleibt jedoch eine Restmethanmenge im abgesaugten Deponiegas, die in jedem Fall weiter zu Kohlendioxid oxidiert werden muss. Hochtemperaturfackeln sind seit Jahrzehnten Standard in der Deponiegasentsorgung. Ein autothermer Betrieb dieses Fackeltyps ist bis ca. 25 Vol.-% Methan möglich. Da die Methangehalte des Deponiegases während der In-Situ-Stabilisierungsphase in der Regel unterhalb von 25 Vol.-% Methan sind, ist der Einsatz einer herkömmlichen Hochtemperaturfackel nicht mehr angezeigt. Aus diesem Grund wurden diese Fackeltypen weiterentwickelt. Hierzu wurde im Wesentlichen eine Fremdzündung und Vorwärmung der Brennkammer mit Stützgas, implementiert. Mit diesen Modifikationen ist ein autothermer Fackelbetrieb bis ca. 12 % Methan möglich. An die Grenzen des autothermen Betriebs stößt dieser Fackeltyp bei geringeren Feuerungswärmeleistungen, die i.d.R. bei In-Situ-Stabilisierungsmaßnahmen zu erwarten sind. Um geringe Methangehalte bis 12 Vol. % auch bei geringen Feuerungswärme leistungen autotherm entsorgen zu können, wurde die SGF-Mini entwickelt. Gegenüber der herkömmlichen Schwachgasfackel wurden u. a. folgende Modifikationen vorgenommen: n neue Brennergeometrie n geschlossene Brennkammer n Reduktion des Strahlungswärmeverlustes n geregeltes Zuluftgebläse statt Jalousie Mit dieser Entwicklung ist es nunmehr möglich, schwach methanhaltige Deponiegase bis zu einer Feuerungswärmeleistung von ca. 20 kW autotherm zu behandeln. Regenerative Thermische Oxidation (RTO) Bei der durch Regenerative Thermische Oxidation betriebenen Vocsi-Box wird das Verbrennungsluftgemisch dem vorerhitzten Reaktionsbett im ersten Zyklus von oben zugeführt. Durch die exotherme Reaktion erwärmt sich das Reaktionsbett selbst bei sehr geringen Methangehalten. Aufgrund des gerichteten Gasstroms kommt es jedoch auch zu einer Verschiebung der Temperaturverteilung im Reaktionsbett mit dem Luftstrom nach unten, weshalb im zweiten Zyklus das Verbrennungsluftge- 34 wlb 1/2016

Abluft tive mit der zugehörigen Kommunalrichtlinie ein entscheidendes Element dar. Die Reduktion der Treibhausgasemissionen von bereits stillgelegten Deponien oder Deponieabschnitten ist dabei ein elementarer Baustein. Hierfür stellt die BMF Haase den Deponiebetreibern oder -besitzern alle erforderlichen Techniken zur Verfügung, um das Deponiegas von großen Volumenströmen (> 1000 m³/h) mit hohen Methangehalten (> 50 Vol.-%) bis hin zu Methangehalten von 0,3 Vol.-% oder Volumenströmen von ca. 10 m³/h umweltgerecht zu entsorgen. Zudem ermöglichen die Konzepte die Abwärmenutzung in Form von Wärme oder elektrischer Energie sowie die Kombination von Beidem. Die ständige Weiterentmisch von unten zugeführt wird. Die Zyklen eins und zwei werden im Folgenden abwechselnd durchgeführt. Mittels dieser Anlagen können Deponiegase bis zu Methangehalten von 0,3 % nahezu vollständig oxidieren. Der Anwendungsbereich ist daher gegenüber der Schwachgasfackel nochmals deutlich nach unten erweitert. Im letzten Jahr wurde die Vocsi-Box weiterentwickelt und optimiert. Hierbei wurde vor allem der Energiebedarf drastisch reduziert, der Methanschlupf nochmals verringert und die thermische Leistungsfähigkeit der Anlage erhöht. Die neueste Installation der aktuellen Version der Vocsi-Box wurde auf der Deponie Bengelbruck, Landkreis Freudenstadt, realisiert und wird seit November 2015 erfolgreich betrieben. Ziel in Bengelbruck ist es, zu Beginn der In-Situ-Stabilisierungsmaßnahme mehr als 200 m³/h i.N. Deponiegas mit einem Methangehalt um 10 Vol. % umweltgerecht zu entsorgen. Gleichzeitig soll jedoch auch eine langfristige Nutzung, auch bei sehr geringen Methangehalten, gewährleistet sein. Aus diesen Gründen wurde eine Anlage vom Typ VB II mit einer Feuerungswärmeleistung > 250 kW installiert, die in Einheit mit der neuen Gasverdichterstation des Herstellers die betriebsoptimierte Lösung für das oben genannte Szenario darstellt. Die Abwärme wird über die extern angeordneten Wärmetauscher ausgekoppelt und dem Landkreis zur Nutzung zur Verfügung gestellt. Schwachgas 01 Funktionsprinzip der RTO-Anlage wicklung und Optimierung gewährleistet hierbei stets den größtmöglichen Nutzen und einen entspannten und sicheren Anlagenbetrieb für Kunden. www.bmf-haase.de Zusatzsysteme zur Abgaswärmenutzung Trotz der hohen Wirkungsgrade der Deponie-/Schwachgasreinigungssysteme wird fast der gesamte Energiegehaltes des Gases über die Abwärme ungenutzt in die Umgebung abgegeben. Eine Nutzung der Abwärme ist daher eine sinnvolle Maßnahme. Bei den Systemen dieses Herstellers wird die Abwärme über Luft/Fluid- Wärmetauscher aus der Abluft übertragen. Die Energie wird hierbei aus der Abluft im Bypass zurückgewonnen, um eine verbrauchs- und anlagenunabhängige Nutzung zu ermöglichen. Die Abwärme kann zur Gewinnung von Prozesswärme z. B. zur Beheizung von Prozessen wie der Sickerwasserreinigung oder für Gebäude genutzt werden. Zudem ist eine Erzeugung von elektrischer Energie aus der Abwärme sowie die Kombination von Wärme- und elektrischer Energieproduktion möglich. Die Bundesrepublik Deutschland hat sich zur Reduktion der klimaschädlichen Treibhausgase verpflichtet. In diesem Rahmen stellt die nationale Klimaschutzinitia- 02 Vocsi-Box und Abgaskamin (Rückansicht) 03 Abgaswärmenutzung im Bypass einer Vocsi-Box