Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Entsorgung von heizwer- treichen Fraktionen aus Müll und/oder Reststoffen in fossil gefeuerten Kraft- werksanlagen, insbesondere Braunkohlekraftwerken mit nasser Rauchgasent- schwefelung.

Die mechanisch-biologische Vorbehandlung von Restmüll gewinnt ständig an Bedeutung bei der umweltfreundlichen Handhabung und Entsorgung von Mut).

Damit verbunden ist die Erzeugung hochkalorischer Fraktionen, die prinzipiell als Brennstoffe nutzbar sind.

Bei der thermischen Behandlung von Müll reicht es für einen effizienten Betrieb der Anlagen nicht mehr aus, den Mull lediglich zu verbrennen und eventuell im geringen Umfang die Abwärme zu nutzen.

Bekannt ist es, den Betrieb von fossil gefeuerten Kraftwerken mit Müllfeuerun- gen gleich welcher Art (Rostfeuerung, Vergasung, Verschwelung) in der Weise zu kombinieren, daß sich zwischen beiden thermischen Prozessen Syner- gieeffekte ergeben, die genutzt werden. Dies hat den Vorteil, daß sich der bei der thermischen Müllbehandlung ergebende Dampf oder die Abwärme in einem ohnehin vorhandenen Kraftwerksprozeß nutzbringend einsetzen täßt.

Hierfür gibt es eine Reihe von Beispielen, wie DE 30 44 991, wo ein Kraftwerk mit Brennstoff-Muliverbrennung, insbesondere Steinkohlen-Müliverbrennung, welches einen Hauptkessel mit Steinkohlenfeuerung, einen dem Hauptkessel nachgeschalteten Dampfturbosatz, bestehend aus einer Hochdruckturbine und mindestens einer der Hochdruckturbine nachgeschalteten Turbine niederen Drucks, aufweist, mit einer Müllfeuerung, deren freiwerdende Wärme im Betrieb des Turbosatzes durch eine dampfseitige Verbindung des Mülikessels mit dem Einlaß eines zwischen Hochdruckturbine und der Turbine niederen Drucks lie- genden Zwischenüberhitzers genutzt wird, verbunden ist.

Ein weiteres Beispiel hierfür gibt EP 0 302 310 wieder, worin zur thermischen Abfallentsorgung der Schwel-Brenn-Pyrolyse-Prozeß der Fa. Siemens mit ei- nem integrierten Dampfkraftwerk zur Stromerzeugung gekoppelt ist.

Dies baut DE 44 40 984 dahingehend weiter aus, daß das Kraftwerk an zwei Stellen mit der Abfallentsorgungsanlage verbunden ist, so daß einerseits ein Teil des heißen Abgases, das die Gasturbine des Kraftwerkes abgibt, in der Abfallentsorgungsanlage genutzt wird und andererseits der in der Abfallanlage erzeugte Dampf neben dem Kraftwerksdampf zum Betrieb der Dampfturbine des Kraftwerkes genutzt wird.

Darüber hinaus wird in DE 44 42 136 ein Verfahren zur Verbrennung von fossi- len Brennstoffen und Abfall beschrieben, wobei eine fossil befeuerte Großkes- selanlage mit einer kleinen Abfallverbrennungsanlage kombiniert wird. Die Ab- gase der Abfallverbrennung werden dabei ohne vorherige Wärmenutzung an geeigneter Stelle im Verhältnis s 30 % Rauchgas aus Abfallverbrennung zu 2 70 % Rauchgas aus fossilem Brennstoff in einen fossil befeuerten Kessel eingeleitet. Beispiel D zeigt u. a. die Verwendung der Rauchgase der Abfallver- brennung zur Mahltrocknung der Kohle im Kraftwerk sowie die Aufgabe des Unverbrannten der Abfaliverbrennungsasche auf die Kohle und die Feinmah- lung beider Bestandteile.

Allen kombinierten Verfahren von thermischer Abfallentsorgung und Kraftwerk- sprozeß ist gemeinsam, daß -zwei unabhängig voneinander zu bauende Anlagen notwendig sind, die -einen doppelten Planungs-, Invest-und Betriebsaufwand verursa- chen, wobei -die Synergieeffekte deutlich begrenzt sind und -eine eigene Abgasreinigung sowie eine eigene energetische Nut- zungseinheit erforderlich ist.

Es ist bekannt, vorsortierten Müll zusammen mit Kohle in Kraftwerken zu ver- brennen (DE 41 26 838 C1, DE 40 11 706 A1). Der Müll wird nach seiner Sor- tierung und evtl. Zerkleinerung gesondert behandelt.

Die Aufgabe des Mülls zusammen mit der Kohle in den Kraftwerksprozeß wird nicht beschrieben. Auch werden keine Abhängigkeiten zwischen Mülizufuhr und Feuerungsprozeß genannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die thermische Entsorgung von heizwertreichen Fraktionen Müll und/oder Reststoffen in einen fossilen Kraft- werksprozeß so zu integrieren, daß keine separate Müliverbrennung mehr not- wendig ist und der bei der Pyrolyse entstehende Koks teilweise bzw. vollständig von Schadstoffen, insbesondere von Chlor, befreit sowie die dabei entstehen- den Abprodukte rückstandsfrei und umweltfreundlich verbracht werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der M li/Reststoffe aufberei- tet und behandelt und zu an sich bekannten Pellets/Briketts gepreßt oder einer thermischen Behandlung (Homogenisierung) zur Bildung von koksartigem Mate- rial und energiereichem Gas unterzogen und ggf. gesteuert in Abhängigkeit von jeweils notwendigen Gas-und Koksanalysen sowie der Gas-und Koksmengen mit Additiven versetzt, dem Kohlestrom im Entladebunker und/oder einem Koh- leband und/oder einem Dampferzeugerbunker und/oder einem Kohlezuteiler vor oder im Bereich eines Kohlefallschachtes und/oder einer Rauchgasrücksaugung in einem Anteil von max. 5 % der Zuteiler-Kohlemenge ab vorzugsweise 60 % Feuerungsleistung des Kessels direkt aufgegeben, zusammen einer Kohle- mühle zugeführt sowie im Dampferzeuger verbrannt wird, wobei das bei der thermischen Behandlung entstandene energiereiche Gas teilweise oder voll- ständig auf direktem Wege dem Dampferzeuger zugeführt und unter teilweisem oder vollständigem Verzicht auf eine separate Reinigung verbrannt wird.

Zur Realisierung wird der bei der Pyrolyse aus Müll und/oder Reststoffen ent- stehende Koks in einem Wäscher, insbesondere in einem einstufigen und/oder mehrstufigen mit Umgebungstemperatur temperierten Wasser und/oder Brauchwasser eines Wasserbades und/oder eines Tauchbades und/oder eines Düsenbades von Schadstoffen, speziell von Chlor, im Anteil von 2 50 % befreit und anschließend der chlorreduzierte Koks einem konventionellen Verbren- nungsprozeß eines nachgeschalteten Dampferzeugers zugeführt.

Der auf der Deponie aufbereitete und behandelte Müll/Reststoff wird entweder in Containern zwischenverpreßt oder als Pellets und/oder Briketts mit einer Länge von 2-8 cm und einem Durchmesser/Breite von 1-5 cm verpreßt an- geliefert. Die thermische Behandlung des aufbereiteten Mülls/Reststoffe wird über eine Pyrolyse realisiert. Bei einer Anlieferung als Pellet/Brikett ist dies nicht notwendig.

Das in der Pyrolyse entstandene energiereiche Gas wird teilweise zur Erhaltung des Pyrolyseprozesses und die dabei entstehende Abwärme im nachgeschal- teten Dampferzeuger verwendet. Zur Pyrolyse des Mülls/Reststoffe kann auch anteilig Klärschlamm hinzugegeben werden. Die Zugabemenge des bei der Py- rolyse entstehenden koksartigen Materials zur verfeuerten Kohlemenge pro Kessel wird auf max. 3 % begrenzt. Das bei der Pyrolyse weiterhin entstehende energiereiche Synthesegas wird im Bereich der Kohlenstaubbrenner in einer Menge von < 2 % der durch die Verbrennung der fossilen Brennstoffe entstan- denen Rauchgasmenge begrenzt.

Die bei der Pyrolyse darüber hinaus entstehende Abgaswärme wird durch di- rekte Einleitung in den konventionellen Dampferzeuger und/oder in den Rauch- gasstrom nach Kessel eingebunden und energetisch verwertet.

Die Pellets und/oder Briketts werden auf eine Länge von 2-8 cm und einen Durchmesser/Breite von 1-5 cm mechanisch gepreßt.

Die Zumischung von Pellets und/oder Briketts pro Kessel ist auf max. 5 t/h bei einer Feuerungswärmeleistung von max. 6 % begrenzt.

Dabei bestehen für die Mitverbrennung von Abfällen in Kraftwerken folgende grundsätzliche Prämissen : 1. Der Energieerzeugungsprozeß aus Braunkohle bleibt der bestimmen- de und durch die Mitverbrennung/Verwertung darf technologisch kei- ne negative Beeinflussung erfolgen. Die Mitverbrennung/Verwertung darf zu keiner Beeinträchtigung der Verwertungs-bzw. der Deponie- fähigkeit der Kraftwerksreststoffe Asche, Gips und REA-Abwasser führen.

2. Durch die Mitverbrennung/Verwertung darf die Umweltverträglichkeit des Gesamtprozesses nicht in Frage gestellt werden.

Durch aufwendige und intensive Versuche wurde gefunden, daß bei der erfin- dungsgemäßen Einstellung des Prozesses durch zielgerichtete Zugabe von Pellets und/oder Briketts einerseits die Gefahr eines Anbackens von weichpla- stischen Bestandteilen des Mülls an den Ventilatormühlen sowie im Brenner vermieden, die thermische Überlastung der Kohlemühle unterbunden und ande- rerseits die befürchteten Schäden durch Hochtemperaturkorrosion an den Heiz-

flächen des Kessels insbesondere infolge des erhöhten Chlorgehaltes der Rauchgase verhindert werden konnte. Dabei hat sich herausgestellt, daß bei einem wesentlich höheren Chloreintrag des Mü) ! s gegenüber der Kohle die Chlorkonzentration der Brennstoff-Abfall-Mischung (BRAM) von < 2,5 % auszu- gehen ist, um negative Korrosionsfolgen zu vermeiden.

Darüber hinaus entstehen bei der Mitverbrennung von Pyrolysegas und des -kokses sowie der Einleitung von bei der Pyrolyse entstehenden Abgas keine Einschränkungen des Kraftwerksprozesses, respektive des Kernprozesses.

Die Vorteile einer vorgeschalteten Pyrolyseanlage sind : -Die vollständige bzw. teilweise Einsparung einer separaten Rauch- gasreinigungseinrichtung, -der Entfall einer eigenständigen energetischen Nutzungseinheit und damit -die erhebliche Reduzierung von Invest-und Entsorgungskosten.

In drei Ausführungsbeispielen soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt : Fig. 1-das Schema einer Müliverbrennung mit vorgeschalteter thermischer Behandlung Fig. 2-das Schema einer Bekohlungsanlage mit Pellet/Brikettaufgabe im Schnitt Fig. 3-das Schema der Verfahrensweise zur Schadstoffbeseitigung von Chlor aus Koks.

Ausführungsbeispiel 1 Die Anlieferung des Mullas erfolgt in einem Müllbunker 1. Auf einen Müllbunker kann verzichtet werden, wenn die Anlieferung als gepreßte Ballen bzw. in so- genannten Preßcontainern erfolgt. In diesem Fall ist eine ausreichende Stapel- Lagerfläche vorzuhalten.

Nachfolgend wird der Mü ! ! durch geeignete Krananlagen 2 aufgenommen und entsprechend seiner Struktur ggf. gesiebt und zerkleinert, um danach in die Aufgabe 3 zu gelangen. Von dort aus erfolgt der Transport über entsprechende Einrichtungen 5 in die thermische Verwertungsvorrichtung, z. B. in ein Pyrolyse- Rohr 6. Damit die erforderlichen chemischen Eigenschaften des Pyrolyse- Gases erreicht werden, erfolgt vor Eintritt in das Pyrolyse-Rohr 6 eine Zugabe von Additiven 4, wie z. B. Kalk.

Das bei der Pyrolyse erzeugte Gas 7 besitzt eine Temperatur von ca. 500 °C und wird mittels Gebläse 8 abtransportiert. Dabei kann, wie im Beispiel gezeigt, ein Teil des Gases in einem Filter 9 von Feststoffen befreit und anschließend in einer separaten Brennkammer 10 verbrannt werden. Das Anzünden des Pyroly- se-Gases erfolgt durch einen ÖI-bzw. Gas-Brenner. Die für die Verbrennung erforderliche Luft wird aus dem Müllbunker 1 oder wenn nicht vorhanden direkt aus der Umgebung angesaugt.

Das bei der Verbrennung in der Brennkammer 10 entstehende Gas 11 besitzt eine Temperatur von ca. 1300 °C und dient der Beheizung des Pyrolyse-Rohres 6. Das Abgas 12 besitzt nach Wärmeabgabe an das Pyrolyse-Rohr 6 immer noch eine Temperatur von ca. 1000 °C und muß daher in einem Wärmetau- scher 13 auf ca. 600 °C abgekühlt werden, um anschließend mittels Saugzug in die Brennkammer eines konventionellen Dampferzeugers unterhalb der Ebene der Rauchgasrücksaugung verbracht zu werden. Der Wärmetauscher 13 dient dabei gleichzeitig zur Aufheizung der angesaugten Verbrennungsluft 18. Der andere Teilstrom des Pyrolyse-Gases wird dabei auf direktem Wege in den konventionellen Dampferzeuger in der Nähe der Kohlenstaubbrenner eingebla- sen und verbrannt. Die Wärme des Abgases 12 und des verbrannten Pyrolyse- Gases 7 wird im Dampferzeuger auf herkömmliche Art und Weise genutzt und führt so zur Einsparung an fossilen Brennstoff.

Erfindungsgemäß hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei einem Men- genverhältnis der eingebrachten Gasmengen aus Pyrolyse-Gas 7 zur im Dampferzeuger selbst durch die Verbrennung der fossilen Brennstoffe erzeug- ten Rauchgasmenge < 2 % sowie bei einer Abgasmenge < 5 % und durch die Zugabe von Additiven (Kalk) zum Müll 4 der Schadstoffgehalt wie Chlorwasser- stoff, Fluorwasserstoff usw. derart drastisch reduziert wird, daß eine Gefähr- dung der Kesselheizflächen, Kanäle 14 usw. nicht vorhanden und die Einhal- tung der gesetzlich vorgegebenen Emissionsgrenzwerte ohne zusätzliche Rei-

nigung des Pyrolyse-Gases 7 gegeben ist. Der bei der Pyrolyse anfallende Koks 15 kann dem Kohlestrom in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten entweder in den Grabenbunker direkt, der Bandanlage zwischen Grabenbunker und Kesselbunker oder wie in der Figur 1 dargestellt in den Kesselbunker 16 der Kohle zugegeben, durch die nachgeschaltete Mühle 17 zerkleinert und mit- tels Staubbrenner im Kessel mit der Kohle zusammen verbrannt werden.

Um eine optimale Mischung des Kokses mit der Kohle zu erreichen, sollte vor- zugsweise die Koksaufgabe vor der ersten Kohleaufbereitungsstufe erfolgen.

Das Verhältnis der aufgegebenen Koksmenge zur im Kessel verbrannten Koh- lemenge ist dabei < 2 %, so daß eine unkomplizierte Verwertung im Kraftwerk- sprozeß ermöglicht wird.

Ausführungsbeispiel 2 Die in Waggons 19 ankommende Kohle 20 gelangt in den Grabenbunker 21 und wird über das Kohleband 22 in das Brechergebäude 23 gefördert, wo die Kohle 20 über den Walzensiebrost 24 entweder direkt oder über den Brecher 25 auf das Kohleband 26 aufgegeben wird, welches die Kohle 20 den Dampferzeuger- bunkern 27 aufgibt. Aus dem jeweiligen Dampferzeugerbunker 27 gelangt die Kohle 20 über den dazugehörigen Zuteiler 28 in die Rauchgasrücksaugung 29.

Am Zuteiler 28 ist ein Stutzen 30 zur Einleitung der über einen Schneckenför- derer 31 transportierten Pellets 32 angeordnet. Die Pellets 32 werden über die nicht dargestellten Waggons oder Containerfahrzeuge antransportiert, zwi- schengelagert und gelangen mittels geeigneter Transportmittel in den Vorlage- behälter 34, aus dem sie mittels Schneckenförderer 31 entnommen werden.

Nach Einspeisung der Pellets 32 in den Kohlestrom erfolgt in der Mühle 35 die gemeinsame Aufmahlung und Trocknung. Danach erfolgt die Weiterleitung des Gemisches 36 zu den Staubbrennern 37, die am Kessel 38 angeordnet sind.

Ausführungsbeispiel 3 Beim Verfahren zur thermischen Entsorgung von heizwertreichen Fraktionen mit hohem bis niedrigem Heizwert wird aufbereiteter und/oder vorbehandelter und/oder unbehandelter und/oder sortierter und/oder unsortierter Müll 39 und/oder Reststoff entweder in Containern zwischenverpreßt oder als Pellets und/oder als Briketts verpreßt und/oder in loser Form mit einer Kantenlänge

von max. mm in fossil gefeuerten Kraftwerksanlagen verbrannt. Insbe- sondere handelt es sich um Kohlekraftwerke mit einer nassen Rauchgasent- schwefelungsanlage. Die thermische Behandlung des Mülls 39 und/oder Rest- stoffes wird über eine Pyrolyse 40 realisiert. Dabei wird der Müll 39 und/oder Reststoff mit einer max. Kantenlänge von 200 mm pro Stück in der größten Ausdehnung einer thermischen Behandlung (Homogenisierung) in Form einer Pyrolyse 40 mit einem Pyrolyse-Rohr als Vorschaltanlage vor einer fossil ge- feuerten Kraftwerksanlage unterzogen. Beim Prozeß der Pyrolyse 40 des Mü ! ! s 39 und/oder Reststoffes entstehen Koks 41 und energiereiches Gas. Der Koks 41 wird in einem einstufigen und/oder mehrstufigen Wäscher 42, wobei das Wasser und/oder Brauchwasser Umgebungstemperatur aufweist, in einem Wasserbad und/oder Tauchbad und/oder Düsenbad von Schadstoffen, speziell von Chlor, im Anteil von 2 50 % befreit. Anschließend wird der von Chlor be- freite Koks 43 gemeinsam mit dem energiereichen Gas und mit Kohle in einem konventionellen Verbrennungsprozeß einem nachgeschalteten Dampferzeuger 47 zugeführt.

Durch zusätzliche intensive Versuche wurde dabei herausgefunden, daß bei einem wesentlich höherem Chloreintrag des Mülls 39 und/oder Reststoffes ge- genüber der Kohle die Chlorfraktion des Gas/Koksgemisches von 40 kg HCI/h einzuhalten ist, um negative Korrosionsfolgen in den Anlagen zu vermei- den.

Das im Wäscher 42 entstehende mit ca. 100 g/i Chtorid versetzte Waschwas- ser 44 wird dem im Kraftwerksprozeß üblicherweise anfallenden Rauchgasent- schwefelungswasser 45 in einer Menge von ca. s 5 % bis ca. s 10 % zugesetzt, und zusammen mit der Dampfkesselasche 46 als Stabilisat 48 auf einer Depo- nie verbracht.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt : umweltfreundliche Verbringung der beim Prozeß entstehenden Abprodukte durch rückstandsfreie Beseitigung im vorhandenen Kraftwerksprozeß weitestgehende Befreiung des bei der Pyrolyse entstehenden Kokses von Schadstoffen, insbesondere von Chlor Verwendung des beim Waschprozeß entstehenden Waschwassers als Sta- bilisat bei der Verbringung der Dampfkesselasche auf die Deponie

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Müllbunker 2 Krananlage 3 Aufgabe 4 Additivzugabe 5 Transporteinrichtung 6 Pyrolyse-Rohr 7 Pyrolyse-Gas (Synthesegas) 8 Gebläse 9 Filter 10 separate Brennkammer 11 Gas 12 Pyrolyse-Abgas 13 Wärmetauscher 14 Rauchgaskanal 15 Pyrolyse-Koks 16 Kesselbunker 17 Moule 18 Verbrennungsluft 19 Waggon 20 Kohle 21 Grabenbunker 22 Kohleband 23 Brechergebäude 24 Walzensiebrost 25 Brecher 26 Kohleband 27 Dampferzeugerbunker 28 Zuteiler 29 Rauchgasrücksaugung 30 Stutzen 31 Schneckenförderer 32 Pellets 33 Waggon 34 Vorlagebehälter 35 Mühle 36 Gemisch 37 Staubbrenner 38 Kessel 39 Müll 40 Pyrolyse 41 Koks 42 Wäscher 43 Koks 44 Waschwasser 45 Rauchgasentschwefelungswasser 46 Dampfkesselasche 47 Dampferzeuger 48 Stabilisat