Die Erfindung betrifft eine Müllverbrennungsanlage mit einer Verbrennungseinrichtung zur Erzeugung von Dampf, wenigstens einer nachgeschalteten Dampfturbine mit Stromgenerator zur Erzeugung von elektrischem Strom, und zur Erzeugung von Abprodukten. Strom, Dampf, aufbereitete Abprodukte der Müllverbrennungsanlage, aufbereitetes, schmelzfähiges Gestein oder Gesteinsgemisch sowie aufbereitete Abfallfasern und Stäube werden zum Betreiben einer Steinwollherstellungsanlage genutzt, wobei deren Abwärme und Abluft der Verbrennungseinrichtung der Müllverbrennungsanlage zugeführt werden. Die Erfindung betrifft somit eine integrierte Anlage zur Müllverbrennung und zur Herstellung von Steinwolle sowie ein Verfahren zum Betreiben der Anlage.

Industriegüterwracks aus Verbundwerkstoffen, wie Kraftfahrzeuge und Haushaltsgeräte, aber auch Öle, Batterien, Lacke, Farben, toxische Schlämme, Medikamente und Krankenhausabfälle unterliegen gesonderten, gesetzlich streng vorgeschriebenen Entsorgungsmaßnahmen. Hausmüll hingegen ist ein unkontrolliertes heterogenes Gemisch, das nahezu alle Arten von Sondermüllfraktionen und organischen Bestandteilen enthalten kann, dessen Entsorgung in keinem Verhältnis zu seiner Umweltbelastung steht.

In Deponien wird Hausmüll mangelhaft gelagert, Faulgase und Kohlendioxid entweichen unkontrolliert in die Atmosphäre, schadstoffhaltige Flüssigkeiten und Eluate der deponierten Abfälle verseuchen das Grundwasser.

Um die zu behandelnde Müllmenge zu reduzieren, ist bereits vorgeschlagen worden, die organischen Bestandteile aus Hausmüll und Klärschlämmen zu kompostieren. Dabei bleibt unbeachtet, dass diese eine Vielzahl heterogener organischer Substanzen und eine Vielzahl nicht abbaubarer toxischer Bestandteile wie Chemikalien, Arzneimittel- und Schwermetallrückstände enthalten, die im Kompost verbleiben und über Pflanzen und Tiere in den biologischen Kreislauf zurückgeführt werden.

BESTATIGUNGSKOPIE Durch Recycling sogenannter Wertstoffe versucht man ebenfalls, die Müllmenge zu verringern. Unbeachtet hierbei bleiben die hohen Aufwendungen zum getrennten Sammeln und Aufbereiten dieser Abfälle; mit wiederholtem Recycling wachsen Kosten und Umweltbelastung bei reduzierter Verwertbarkeit der gewonnenen Produkte.

Abfallbeseitigungsverfahren gehen aus von der klassischen offenen Müllverbrennung in sogenannten Rostöfen, wobei teilweise versucht wird, die Verbrennungsrückstände, d.h. die unbrennbaren festen Reste und Schwermetalle in umweltverträgliche Form zu überführen (vgl. "Müll und Abfall", Ausg. 2/89, Seiten 64 bis 70).

Bei den bekannten Müllverbrennungsanlagen durchlaufen die Entsorgungsgüter ein breites Temperaturfeld, wobei ein großer Anteil der eingebrachten Stoffe verbrannt wird. Trotz des hohen technischen Aufwandes beim bekannten Stand der Technik verbleiben nach der Verbrennung ca. 40% des zu entsorgenden Mülls in Form von Aschen und Schlacken, die kostenintensiv entsorgt werden müssen. Um das zu deponierende Volumen zu reduzieren, ist es an sich bekannt, die metallischen Bestandteile der Reststoffe abzutrennen und einer gesonderten Verwertung zuzuführen.

Aus EP 0 520 086 A2 ist ein Verfahren zur Nutzbarmachung von Abfällen bekannt, bei dem Abfälle thermisch behandelt und einer vollständigen Stoffumwandlung zugeführt werden. Nach diesem Verfahren kann unsortierter, gegebenenfalls eine Vielzahl toxischer Komponenten enthaltender Müll aller Art mittels Hochtemperaturbehandlung in flüssige Form überführt werden und entsprechend ausgetragen und weiterbehandelt werden.

In US 4 957 049 A wird eine Müllverbrennungsanlage in Verbindung mit einer Dampfturbine offenbart, die den bei der Müllverbrennung entstehenden Wasserdampf zur Stromerzeugung nutzt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine integrierte Anlage zur Müllverbrennung und zur Herstellung von Steinwolle zu schaffen, die gegenüber einer einzelnen Müllverbrennungsanlage und einer einzelnen Steinwollherstellungsanlage nach dem jeweiligen Stand der Technik eine noch höhere Effizienz aufweist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie in Patentanspruch 1 angegeben.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass thermische und elektrische Energie in gleicher Weise ausgenutzt werden.

Durch den angekoppelten Prozess zur Herstellung von Steinwolle ist es möglich, gleichzeitig die Wärme der Abluft aus dem Steinwollherstellungsprozess thermisch in der Müllverbrennungsanlage zu nutzen und aufzubereiten. Schadstoffe werden thermisch unschädlich gemacht, während der Wärmeinhalt der Abluft ausgenutzt wird.

Bei der Zuführung von Müll in die Verbrennungseinrichtung wird beispielsweise vorgegangen, wie etwa aus EP 0661 368 A1 bekannt ist, wobei die vorliegende Erfindung bevorzugt auf die Entsorgung von Hausmüll gerichtet ist. Es werden hohe Entsorgungsleistungen auch bei kleiner Anlagenauslegung erreicht, ohne dass kostenintensive Vorbehandlungsverfahren, wie getrenntes Sammeln und technisch aufwendiges Aufbereiten, Shreddern, Trennen, Trocknen und Brikettieren, erforderlich sind. Die hierbei entstehenden Abprodukte werden einem Zerkleinerungs- und Mischvorgang unterworfen. Sodann werden sie einem Schmelzofen zugeführt.

Durch den Verbrennungsprozess in der Verbrennungseinrichtung entsteht ausreichend Dampf zum Betrieb einer Dampfturbine, die elektrischen Strom erzeugt, der dann wieder eingesetzt wird, um insbesondere den Elektroschmelzofen, gegebenenfalls einen elektrischen Erhitzer des Härteofens sowie alle elektrischen Antriebe der Steinwollherstellungsanlage zu betreiben.

Ebenso ist es auch von Vorteil, wenn Abluft aus dem Schmelzofen, der Sammelkammer, dem Härteofen, der Kühlzone und der Sägeeinrichtung eingesetzt wird, um sie jeweils der Müllverbrennungseinrichtung zuzuführen. Erfindungsgemäß wird ein schmelzfähiges Gestein oder ein Gesteinsgemisch zur Herstellung sogenannter Steinwolle-Dämmstoffe einem Ofen zugeführt, der in der Regel als Elektroschmelzofen ausgebildet ist.

Mit Vorteil wird das schmelzfähige Gestein oder das Gesteinsgemisch zunächst einer Rohstoffaufbereitungsanlage zur Trocknung und/oder Vorwärmung zugeführt und aus dieser in den Schmelzofen eingebracht. Vorzugsweise wird die Abwärme der Verbrennungseinrichtung der Rohstoffaufbereitungsanlage zugeführt. Ebenso lässt sich die Abwärme der Verbrennungseinrichtung aber auch einer Anlage zur Aufbereitung von Faserabfall und Staub zuführen, um diese zu trocken.

Gemäß DIN 4102, Teil 17, muss das schmelzfähige Gestein oder das Gesteinsgemisch einen Schmelzpunkt von mehr als 1000 °C aufweisen. Dämmstoffe aus Steinwolle können ausschließlich aus Gesteinen wie Diabas oder Basalt hergestellt werden, wobei Kalkgestein und/oder Dolomit als korrigierende Zuschläge hinzugefügt werden können. Diese Zuschläge können auch vollständig oder teilweise durch Hochofenschlacken und/oder andere Schlacken aus der Eisenindustrie ersetzt werden.

Neben den schmelzfähigen Gesteinen oder Gesteinsgemischen können dem Elektroschmelzofen wenigstens teilweise auch die Abprodukte der Müllverbrennungsanlage zugeführt und gemeinsam zu einem einheitlichen Schmelzprodukt verschmolzen werden, welches einer Spinnmaschine zugeführt wird. Durch den Spinnvorgang wird Steinwolle erzeugt.

Ebenso werden mit Vorteil Faserabfall von der Spinnmaschine und der Sammelkammer sowie Staub aus dem Härteofen, der Kühlzone und der Sägeeinrichtung einer Aufbereitungseinrichtung zugeführt, von der aus sie wieder in den Schmelzofen gelangen. Vorzugsweise wird der Aufbereitungseinrichtung Dampf aus der Müllverbrennungseinrichtung zum Trocknen des Faserabfalls und des Staubs zugeführt.

Vorzugsweise wird der Härteofen wenigstens weitgehend mit Dampf betrieben, der aus der Müllverbrennungsanlage stammt. Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Müllverbrennungsanlage einen Kessel, beispielsweise einen Steilrohrkessel, umfasst, der seinerseits mit einem Wärmetauscher ausgestattet ist und der vorgewärmtes Kesselspeisewasser von einer Mantelkühleinrichtung des Elektroschmelzofens erhält. Die Mantelkühleinrichtung des Elektroschmelzofens wird von Kühlwasser durchflossen, das seinerseits durch den Kühlvorgang aufgeheizt wird und dann als Kesselspeisewasser der Müllverbrennungsanlage zugeführt wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch den Steinwollherstellungsprozess mit Elektroschmelzofen im Gegensatz zu bekannten Kokskupolöfen kein zusätzliches Kohlendioxid erzeugt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, insbesondere in Verbindung mit der Zeichnung.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Ansicht einer Anlage zur Müllverbrennung mit einer Verbrennungseinrichtung, die mit einer Steinwollherstellungsanlage gekoppelt ist.

Eine Müllverbrennungsanlage umfasst eine Verbrennungseinrichtung 1 (Figur), in der beispielsweise Hausmüll verbrannt wird, der der Einrichtung 1 in Richtung eines Pfeils A zugeführt wird. Dies schließt aber nicht aus, dass jegliche andere Formen von Müll, insbesondere Müll aus bestimmten Industriezweigen, in bestimmten Ausgestaltungen de ^r Verbrennungseinrichtung 1 ebenfalls oder alternativ eingesetzt wird.

Bei der Müllverbrennung entstehender Dampf wird in Richtung eines Pfeils B einer Anlage 2 zur Stromerzeugung zugeführt. Die Anlage 2 umfasst beispielsweise Turbinen, die durch den Dampf angetrieben werden. Der in der Anlage 2 erzeugte Strom wird in Richtung eines Pfeils C, vornehmlich einer Anlage 3 zur Herstellung von Steinwolle zugeführt. Über eine Leitung L4 wird das durch die Abkühlung des Dampfs in der Anlage 2 entstehende Kondensat in einen Wärmetauscher der Einrichtung 1 zurückgeführt. Die Anlage 2 versorgt eine Mehrzahl von Aggregaten und Anlagen im Rahmen der gesamten Müllverbrennungsanlage mit Strom.

Die Anlage 3 umfasst einen Elektroschmelzofen 30, eine Spinnmaschine 31, eine Sammelkammer 32, einen Härteofen 33, eine Kühlzone 34 und eine Sägelinie 35, die jeweils einander nachgeordnet sind. Jedes einzelne der Aggregate 30 bis 35 erhält vorzugsweise Strom aus der Anlage 2, wie in der Figur durch die Pfeile C4 bis C9 angedeutet ist.

Andererseits erzeugt die Einrichtung 1 als Verbrennungsprodukte Abprodukte in Form von Asche oder Schlacken, die in Richtung eines Pfeils D einer Anlage 4 zur Aufbereitung dieser Abprodukte zugeführt werden. In der Anlage 4 werden die Abprodukte zerkleinert und gemischt, vorgewärmt und getrocknet. Auch die Anlage 4 erhält über eine Leitung C1 vorzugsweise Strom aus der Anlage 2. Die in der Anlage 4 erzeugten Abprodukte werden dem Schmelzofen 30 in Richtung eines Pfeils F zugeleitet.

Einer Anlage 5 zur Rohstoffaufbereitung werden Gesteine, beispielsweise Basalt und Dolomit oder Basalt und Hochofenschlacke über Förderbänder N1 bzw. N2, der Anlage 5 zugeführt und dann in getrockneter und vorgewärmter Form in Richtung eines Pfeils G dem Elektroschmelzofen 30 zugeführt, aus welchem verflüssigtes Gestein der Spinnmaschine 31 zugeführt wird. In dieser werden Gesteinsfasern gesponnen, die in die Sammelkammer 32 eingebracht werden. Aus dieser gelangen sie in den Härteofen 33, anschließend werden sie in der Kühlzone 34 wieder gekühlt; und in der Sägelinie 35 werden aus den Gesteinsfasern erzeugte Blöcke auf passende Maße gesägt. Die Anlage 5 erhält über eine Leitung C2 Strom aus der Anlage 2. Über eine Leitung M ist der Elektroschmelzofen 30 mit der Einrichtung 1 zur Zuführung von vorgewärmtem Kesselspeisewasser in den Kessel der Einrichtung 1 verbunden.

In der Spinnmaschine 31 und in der Sammelkammer 32 entstehender Faserabfall und in dem Härteofen 33, der Kühlzone 34 und der Sägelinie 35 entstehender Staub werden in Richtung eines Pfeils H über Leitungen H1 bis H5 einer Anlage 6 zur Aufbereitung von Faserabfall und zur Staubaufbereitung zugeführt. Aus dieser gelangt das getrocknete Gemisch aus Fasern und Staub in Richtung eines Pfeils I zu dem Elektroschmelzofen 30. Die Anlage 6 erhält über eine Leitung C3 Strom aus der Anlage 2.

Abluft aus dem Elektroschmelzofen 30, der Sammelkammer 32, dem Härteofen 33, der Kühlzone 34 und der Sägelinie 35 wird in Richtung von Pfeilen J1, J2, J3, J4 bzw. J5 zu der Einrichtung 1 zurückgeführt.

Andererseits wird Abwärme in Form von Dampf aus der Einrichtung 1 in Richtung eines Pfeils K1 zu der Anlage 5 zur Rohstoffaufbereitung und in Richtung eines Pfeils K2 zu der Anlage 6 zur Aufbereitung von Faserabfall und zur Staubaufbereitung zugeführt. Ebenso wird auch dem Härteofen 33 über eine Leitung K3 Dampf aus der Einrichtung 1 zugeführt, so dass er mit Dampf betrieben wird. Abgekühlt wird der Dampf als Kondensat aus den Anlagen 5, 6 und dem Härteofen 33 über Leitungen L1, L2 und L3 wieder zu der Einrichtung 1 zurückgeleitet.

Damit bildet die in der Figur dargestellte erfindungsgemäße Gesamtanlage eine Zusammenstellung verschiedener Aggregate zur integrierten Abwärme- und Abproduktennutzung bei der Verstromung von Müll und der gleichzeitigen Herstellung von Steinwolle 36 als Endprodukt der Steinwollherstellungsanlage. Durch die räumliche Nähe werden Wärmeverluste reduziert. Abluft, die bei der Herstellung der Steinwolle entsteht, wird in die Müllverbrennungseinrichtung 1 zurückgeführt. Andererseits werden die Edukte der Einrichtung 1 in Form von Dampf, Abwärme und Abprodukten möglichst vollständig weiterverwendet. Damit gelingt es, die Müllverbrennung mit der Herstellung von Steinwolle in unmittelbarer räumlicher Nähe zu verknüpfen, um dadurch einen in energetischer Hinsicht optimierten Ausstoß an Steinwolle zu erzielen.

Soweit erforderlich, kann der Anlage 3 jedoch zusätzliche Energie zugeführt werden, falls dies für den Einsatz der Rohstoffe erforderlich ist, die beispielsweise eine Nachbehandlungszeit in Form zusätzlicher Schmelzzeit benötigen.

Die Kraftwerksverbrennung in der Einrichtung 1 lässt sich zur Nachverbrennung von in der Abluft des Steinwollherstellungsprozesses auftretenden Schadstoffen nutzen. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, dass sie zusätzlich zu dem in dem Müll enthaltenen Energieinhalt keine fossilen Energieträger zur Energieerzeugung benötigt.