NATRO (NATRO – Nass/Trocken-Hybridausträge an KVA)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 550.08.17

Schlüsselwörter (Deutsch)

Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA), Schlacke, Nassentschacker, Nass/Trocken-Austrägen, CST, GfR, Clean Slag Technology, Grate for Riddlings Verfahren, Hybridaustragsverfahren, Entschlacker

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Konventionelle Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) tragen die Schlacke durch einen Nassentschacker aus. In der Schweiz wurde zudem die Technologie entwickelt, bei der die Schlacke trocken ausgetragen werden kann. Der wichtigste Vorteil dieser Technologie sind eine höhere Metallausbeute bei der Aufbereitung der Schlacke und deren verringerte Schwermetalleluierung. Nachteilig sind bei einer Nachrüstung von nass austragenden KVA mit dem Trockenaustrag die hohen Investitionskosten und die Staubentwicklung bei der Förderung der trockenen Schlacke.

In der Schweiz wurden in den letzten Jahren zwei Hybridvarianten von Nass/Trocken-Austrägen vorangetrieben, nämlich die „Clean Slag Technology“ (CST) und das „Grate for Riddlings“ Verfahren (GfR), bei denen ein kleiner Teil der Schlacke, nämlich der Feinstanteil, trocken ausgetragen wird und der grösste Teil, also der Grobanteil, nass.

Damit könnten die Vorteile des Trockenaustrages genutzt werden ohne dessen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Das Projekt NATRO zielt darauf ab diese beiden Hybridvarianten im Realeinsatz zu evaluieren und Verbesserungen daran vorzunehmen, sowie die Möglichkeit einer Kombination abzuschätzen.

Sollten sich die Verfahren als geeignet erweisen, dann würden möglicherweise mehrere Schweizer KVA entsprechend nachgerüstet.

Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 02.10.2016 genehmigt.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1    Die Versuche auf der KVA Thun (AVAG) mit dem CST Verfahren zeigen, dass die Schlacke nach dem Austrag eine bessere Qualität bezüglich der eluierenden Schwermetalle aufweist als mit dem bisherigen Verfahren (Nassaustrag). Die Versuche zeigen weiterhin, dass die Feinanteile <0.2mm der vom Rostabwurf herunterrieselnden Schlacke in den Ofen zurück geblasen und durch die Elektrofilterasche sauer ausgewaschen werden können.

2    Der Feinkornanteil <0.5mm und dessen Korngrössenverteilung (aus der Fraktion <4mm) aus einer Probe mit 5kg nach dem CST Verfahren sind ermittelt. Wobei folgendes Vorgehen angewandt wird:
Alle 30 min werden jeweils 5kg Proben aus der ausgetragenen Schlacke gezogen und bei 4mm abgesiebt. Die Siebung erfolgt nass unter Verwendung des zu diesem Zeitpunkt im Entschlacker vorliegenden Wassers. Das Grobkorn >4mm wird verworfen.
Die Proben <4mm werden halbiert. Eine Hälfte wird im Labor bei 0.5mm nass abgesiebt (mit Leitungswasser) und der Feinkornanteil <0.5 mm (an der Fraktion <4mm) ermittelt. Das Material <0.5mm wird mittels Laserbeugungsspektrometer auf die Korngrössenverteilung analysiert. Die zweite Hälfte wird filtriert, bei 105°C getrocknet und für spätere Eluatanalysen zurückgestellt.
Alle chemischen Analysen sind gemäss der BAFU-Vollzugshilfe „Analysenmethoden im Abfall- und Altlastenbereich“ durchzuführen. Für die Probenahme ist der Entwurf des Vollzugshilfemoduls „Probenahme von festen Abfällen“ anzuwenden (der Entwurf kann das BAFU dem UMTEC zur Verfügung stellen).

3    Daten aus Messungen der Leitfähigkeit im Entschlacker nach dem CST Verfahren dienen zur Beurteilung der aus der Schlacke eluierbaren Schwermetalle.
Meilenstein 1.

4     Daten aus Versuchen auf der KVA Zuchwil (KEBAG) mit dem GfR Verfahren zeigen das Metallrückgewinnungspotential auf.

5     Daten aus Versuchen auf der KVA Zuchwil (KEBAG) mit dem GfR Verfahren zeigen die Eluatqualität der aufbereiteten Schlacke auf.
Alle chemischen Analysen sind gemäss der BAFU-Vollzugshilfe „Analysenmethoden im Abfall- und Altlastenbereich“ durchzuführen. Für die Probenahme ist der Entwurf des Vollzugshilfemoduls „Probenahme von festen Abfällen“ anzuwenden (der Entwurf kann das BAFU dem UMTEC zur Verfügung stellen).

6    Abschätzung über die Möglichkeit der Kombination der beiden Hybridvarianten CST und GfR und Einsatz bei anderen KVAs.

7    Redaktion eines Schlussberichtes mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 6. Zudem sind die Ergebnisse und Empfehlungen durch die Interessensgemeinschaft Nassaustrag den interessierten Kreisen zur freien Verfügung zu stellen.

8    Bereitstellung von Textbausteinen, Illustrationen und Fotografien für die Verwendung in öffentlichen Publikationen.

9    Präsentation der Ergebnisse beim BAFU mit entsprechender Power-Point Darstellung.

Projektziele (Deutsch)

Die Vor- und Nachteile beider beide Hybridaustragsverfahren, CST und GfR sind untersucht und geben Aufschluss, ob und wie beide Verfahren kombiniert werden können.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

Im Rahmen des Projekts wurden zwei Nass-/Trocken-Hybridausträge für KVA Schlacke im Realbetrieb während mehrerer Tage untersucht. Diese waren das CST-Verfahren bei der AVAG in Thun und das GfR-Verfahren bei der KEBAG in Zuchwil. Zur Bewertung der beiden Verfahren wurden alle relevanten Massenströme beprobt und bilanziert. Von den Proben wurden die Korngrössenverteilungen und die relevanten chemisch-physikalischen Parameter analysiert. Wo möglich, wurden auch Daten der Feuerleistungsregelung und relevante Betriebsdaten ausgewertet. Im Projektteil GfR wurde ausserdem das Metallrückgewinnungspotential aus den Schlacken mittels einem zweistufigen Aufbereitungsverfahren im Labor abgeschätzt.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Das CST-Verfahren funktioniert, zumindest in der während den Versuchen installierten An-ordnung, nicht. Die Feinstanteile der Schlacke wurden nicht, wie erwartet, bis in den Elektrofilter mitgerissen, weshalb es keine eluatrelevante Schwermetallentfrachtung in der Nassschlacke gab.

Das GfR-Verfahren bringt eine Steigerung der NE-Metallrückgewinnung (um 8%). Damit verbunden ist eine signifikante Verbesserung der Ökobilanz. Der Hybridaustrag würde sich betriebswirtschaftlich lohnen, wenn die Investition für den Umbau und die zusätzlich erforderliche Logistik (Staubschutz…) durch die Erlöse der Metallrückgewinnung gedeckt werden.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

In der näheren Zukunft sind keine weiteren Versuche im Bereich Nass/Trocken-Hybridaustrag geplant.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

keine