Rückert NatUrgas GmbH · 2020. 7. 10. · Wirbelschichtofen (Wirbelbett, untere...

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§4 BImSchG-Antrag KVT Zirngibl: 20.05.2020

Rückert NatUrgas GmbH Planungsbüro

Rückert NatUrgas GmbH 1

Projekt: Errichtung einer Klärschlammverbrennung

inkl. Trocknung und Dampferzeugung

– Klärschlammverwertungsanlage Zirngibl – KVT Zirngibl –

Gemeinde: Mallersdorf-Pfaffenberg

Gemarkung: Oberellenbach, Flurst.: 392/1

Bauherr/Betreiber: Zirngibl Verwertungs GmbH & Co. KG

Breitenhart 1

84066 Mallersdorf-Pfaffenberg

Antragsersteller: Rückert NatUrgas GmbH

Marktplatz 17

91207 Lauf a.d. Pegnitz

3. Projektbeschreibung: Erstgenehmigung gem. §4 BImSchG – Klärschlammverwertungsanlage „Zirngibl“

– Errichtung und Betrieb einer Klärschlammtrocknungsanlage, einer Klärschlammmonover-

brennung mit Stromerzeugung über eine Dampfturbine – Inhaltsverzeichnis:

1. Einführung/Kurzbeschreibung

2. Antragsteller

3. Standort

4. Art der Anlage

5. bauplanerische Zulässigkeit

6. Rechtsgrundlagen

7. Verfahrensablauf und

7.1. Hallengebäude

7.2. detaillierte Beschreibung der einzelnen Anlagenteile (Technikbeschreibung)

- der Brennstoffannahme (Annahmebereich Bunker 1&2, Fördersystem für

vorentwässerten Klärschlamm (ca. 20-28% TS), Polymerstation / Gleit-

mittelzugabe) Annahmebereich Abrollcontainer für extern vollgetrockneten

Klärschlamm (ca. 90% TS)

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§4 BImSchG-Antrag KVT Zirngibl: 20.05.2020

Rückert NatUrgas GmbH Planungsbüro


- der Brennstoffaufbereitung und -dosierung (Klärschlamm Trocknung) mit

Trocknungscontainern, Abluftreinigung mit erforderlicher

Chemikalienlagerung (integriertem Staubfilter, Abluftwäscher,

Schwefelsäurelagerung, Ammoniumsulfat-Lagerung), Abluftabführung /

Kamine, Trocknergutaustrag bzw. Lagerung

- der KS-Verbrennung mit Dampferzeugung:

o Einbringung/Beschickung Verbrennung, Verbrennung

Wirbelschichtofen (Wirbelbett, untere Nachverbrennungszone, obere

Nachverbrennungszone, Anfahr- und Stützfeuerung inkl.

Stützbrennstofflager (Heizöl), Düsenboden, Bettmaterialabzug, SNCR-

Anlage, Sandsilo

o Dampferzeuger und Speisewassersystem (Dampfkessel, Economiser,

Abschlämmung, Speisewasser-/system und Wasseraufbereitung

o Rauchgasreinigung bzw. NOx-Minderungsmaßnahmen (Primäre NOx-

Reduzierung, SNCR-Anlage, Heißgaszyklonanlage, trockene

Rauchgasreinigung (Gewebefilter, Zugabe Additive), Reaktionsstrecke

Adsorbens, Gewebefilter, Ascheaustrag, Zudosierungsanlage

Adsorbens / Lagerung Adsorptionsmittel (Natriumbi- / hydrogen-

carbonat und Aktivkohle/Herdofenkoks), Rauchgasableitung (Kamin)

o Lagerung anfallender Aschen (Ascheaustrag, Silo 1 (Zyklonasche, Silo

2 (Kessel- und Filterasche), Mulden-/Absetzcontainer (Bettasche)

- Wärme- / Dampferzeugung (Sattdampfgegendruckturbine, Wärme - /

Dampfnutzung (Heizkondensator usw.) und

- Trafo und Notstromaggregat (Pkt. 7.2.5.)

- Diverses (Druckluftversorgung) (Pkt. 7.2.6)

- Messungen / Überwachungen (Pkt. 7.2.7)

8. Betriebszeiten

9. Sicherheitseinrichtungen

10. Arbeits- und Sozialräume

11. Energie- und Wärmeversorgung

12. Umgang Frisch-/Niederschlagswasser und Abwasser

13. Umgang mit wassergefährdenden Stoffen

14. Abfälle

15. Emissionen/Immissionen


Neugenehmigung: Klärschlammverwertungsanlage Zirngibl - 20.05.2020 nach § 4 Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG)

Beschreibung

1. Einführung:

Laut der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA)

werden in Deutschland jährlich ca. 1.750.000 t Trockenmasse (TM) an Klärschlamm erzeugt.

Aufgrund gesetzlicher Änderungen stellt die Entsorgung von Klärschlamm die Kommunen

zukünftig vor größere Probleme. Derzeitige Verwertungswege wie Deponien, Verbringung

auf landwirtschaftliche Flächen usw. sind zukünftig nicht mehr oder nur noch im geringen

Maße (Reduzierung um über 70% auf nur noch ca. 175.000 t TM) gestattet.

Zwar ist die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung auch nach der novellierten

Klärschlammverordnung (AbfKlärV) für Kläranlagen < 50.000 EW zukünftig noch gestattet,

allerdings schränkt die novellierte Düngemittelverordnung das Ausbringen von

Klärschlämmen, die polymerhaltige Flockungsmittel enthalten ein. Da einem Großteil der

Schlämme diese Flockungsmittel zugegeben werden, um die Entwässerung zu optimieren.

dürfen auch diese Schlämme nicht in der Landwirtschaft ausgebracht werden [2].

Auch wird zukünftig die Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm/Klärschlammaschen

verpflichtend.

D.h. die Klärschlammverwertung muss sich neu ausrichten, hin zu einem Ausbau der

thermischen Klärschlammverwertung und damit einer Möglichkeit der Phosphorrück-

gewinnung.

Die zukünftige Verbrennungskapazität der derzeit geplanten und bestehenden

Verbrennungsanlagen, die Klärschlamm einsetzen, liegt bei ungefähr 1.355.000 t TM, wovon

schätzungsweise 330.000 t in Mitverbrennungsanlagen verwertet werden.

Mit der reduzierten Klärschlammmenge für die stofflichen Verwertung (ca. 175.000t TM)

ergibt sich für Deutschland eine Deckungslücke von etwa 401.500 t TM pro Jahr. Diese

Deckungslücke muss geschlossen werden, es besteht dementsprechend Handlungsbedarf.

Mit der Errichtung der geplanten Klärschlammverwertungsanlage Zirngibl am Standort

Mallersdorf-Pfaffenberg, Gemarkung Oberellenbach, Flurstück 392/1 soll ein Teil (ca. 8.750 t

TM) dieser Deckungslücke geschlossen werden. Im Hinblick auf die regionale

Wertschöpfung und auf den derzeit viel diskutierten Klimaschutz soll die Anlage dezentral

errichtet und energieautark betrieben werden.

Die Größe der Anlage (Anlagenkapazität Trocknung < 50t/d und Verbrennung < 3 t/h) ist an

die Infra- und Organisationsstruktur Bayerns angepasst und fördert die Wertschöpfung in der

Region. Durch das Anlagenkonzept kann der anfallende Klärschlamm an einem einzigen

Standort aufbereitet und direkt entsorgt werden, wodurch die Transportwege erheblich

reduziert werden.

Die für die Entsorgung/Verwertung des Klärschlamms benötigte Energie wird in der Anlage

durch die CO2-neutrale Verbrennung erzeugt. Dadurch wird die Wärme, die für die

Trocknung des Klärschlamms notwendig ist, direkt vor Ort erzeugt. Durch die Verbindung mit

einer Dampfturbine (zur Eigenstromversorgung) kann das sonst oft ungenutzte Potential aus

der Verbrennungsabwärme im Prozess der Trocknungsanlage und zur Stromerzeugung

genutzt werden und fossile Energieträger einsparen.



Beschreibung

Somit kann einerseits regional anfallender Klärschlamm entsorgt und gleichzeitig durch die

geringeren Transportwege und die kaskadische Nutzung der Wärmeenerige CO2 eingespart

werden.

Im Umfang der neuen Klärschlammverwertungsanlage Zirngibl sind die Errichtung und der

Betrieb der folgenden Anlagenteile geplant:

1. Errichtung und Betrieb einer Klärschlammverbrennung inkl. Dampferzeugung und

ihrer Neben- bzw. Betriebsanlagen für kommunalen Klärschlamm (max. 26.200 t/a, ≤

3 t/h)

2. Errichtung und Betrieb einer Klärschlammtrocknungsanlage bestehend aus zwei

Container inkl. seiner Neben- bzw. Betriebsanlagen für kommunalen Klärschlamm

(max. 18.200 t/a, ≤ 50 t/d)

3. Rauchgas- bzw. Abluftreinigungsanlagen

4. Chemikalienlagerung (Polymerlösung, Ammoniakwasser, Aktivkohle, Natronlauge,

Schwefelsäure 78%ig, Natriumhydrogen/-bicarbonat)

5. Dampfturbine mit Notkühler und Speisewasseraufbereitung,

6. Annahmen (Bunker/Abrollcontainer) für entwässerten bzw. für bereits getrockneten

Klärschlamm und

7. mehrere Silo`s/Tanks zur Lagerung/Vorhaltung anfallender Stoffe bzw. von Hilfs-/

Betriebsstoffen.

Mit Ausnahme der Klärschlammtrocknungsanlagencontainer inkl. des Abluftwäschers, der

Trockenklärschlammannahme, des NH4OH-Lagers sowie des Schwefelsäuretanks soll für

die Aufstellung der Anlagenteile bzw. zum Schutz der Anlagen ein neues Hallengebäude

errichtet werden.

Durch die vorgesehene Anlagenkonzeption werden Schwerpunkte wie Energieeffizienz, CO2

Einsparung und regenerative Energieversorgung, beachtet und umgesetzt.

Durch die mit dieser Anlage vorgesehene Entsorgung des Klärschlamms vor Ort wird die

Umwelt und die Region entlastet, da sich die Transportwege, sowohl für entwässerten als

auch für getrockneten Klärschlamm erheblich verringern. Im Hinblick auf den

Trockenschlamm entfallen die Transporte gänzlich. Durch die CO2-neutrale Verbrennung

können fossile Rohstoffe eingespart werden. Die Anlage versorgt sich mit Energie, die aus

dem Prozess selbst erzeugt wird.

Im vorliegenden Bauvorhaben kann sogar überschüssiger Strom ins Netz eingespeist

werden. Außerdem steht Wärme zur Weiterverwendung bereit.

Durch die Verbrennung des Klärschlamms werden Schadstoffe wie polyzyklische

aromatische Kohlenwasserstoffe, polychlorierte Biphenyle oder Medikamentenreste

dauerhaft unschädlich gemacht und dem Stoffkreislauf entzogen.



Beschreibung

2. Angaben zu Antragsteller, Antragsart, Standort sowie Art und Umfang der Anlage

und Inbetriebnahmezeitpunkt

Errichter/Antragsteller:

Zirngibl Verwertungs GmbH & Co. KG

Breitenhart 1

84066 Mallersdorf-Pfaffenberg

Tel.: (0170) 5501179

Betreiber:

siehe Errichter / Antragsteller

Anlagenkonzeptersteller/Hersteller/GU:

Wehrle-Werk AG

Bismarckstraße 1-11

79312 Emmendingen

Ersteller der BImSchG-Antragsunterlagen:

Rückert NatUrgas GmbH

Marktplatz 17

91207 Lauf

Tel. 09123 / 7899-0

3. Standort der Anlage/Anlagentrennung

– siehe Kapitel 2 der Antragsunterlagen –

4. Art der Anlage

Es handelt sich hierbei um eine Klärschlammtrocknungsanlage zur Trocknung von

kommunalen Klärschlämmen mit einer Jahresmenge von max. 18.200 t/a, einer

Klärschlammmonoverbrennungsanlage mit einer Jahresmenge von max. 26.200 t/a sowie

einer Dampfturbine mit zu 5,8 t/h Durchsatz an Sattdampf.

5. Bauplanungsrechtliche Zulässigkeit

– siehe Kapitel 2 der Antragsunterlagen – Standortbeschreibung



Beschreibung

6. Rechtsgrundlagen für den Antrag

Am Standort Gemarkung Oberellenbach, Flurstück 392/1 in der Gemeinde Mallersdorf-

Pfaffenberg soll eine Klärschlammverwertungsanlage bestehend aus einer

Klärschlammtrocknungsanlage (2xTrocknungscontainer) und einer

Klärschlammmonoverbrennungsanlage mit Stromerzeugung über eine Dampfturbine

errichtet und betrieben werden.

Im westlichen Anschluss an den Anlagenstandort befindet sich eine in Betrieb befindliche

Biogasanlage mit einer Klärschlammtrocknung. Betreiber dieser Anlage ist die Zirngibl

Biogas GmbH & Co. KG. Mit dieser Klärschlammtrocknung wurde eine sinnvolle

Abwärmenutzung der Biogasanlage erreicht.

Bei den mit diesen Unterlagen beantragten Anlage und der bestehenden Klärschlamm-

Trocknungsanlage der Zirngibl Biogas GmbH & Co. KG handelt es sich nicht um eine

gemeinsame Anlage i. S. des § 1 Abs. 3 der 4. BImSchV, da

- verschiedene Bauherren und Betreiber vorhanden sind,

- sich die Anlagen auf verschiedenen Grundstücken befinden

- zudem gibt es keine gemeinsamen Betriebseinrichtungen zwischen den Anlagen.

Eine Nutzung von Anlagenteilen, Maschinen der bestehenden, benachbarten

Klärschlammtrocknung ist in keiner Weise vorgesehen. Sämtliche

Versorgungseinrichtungen, betriebliche Einrichtungen wie Annahme, Lageranlagen,

Waage, sowie Sozialbereiche inkl. WC und Kleinkläranlage werden im Zuge der

geplanten KVT Zirngibl neu errichtet.

Hinsichtlich des, in der Klärschlammtrocknung der Zirngibl Biogas GmbH & Co.KG

getrockneten Klärschlammes ist anzuführen, dass die Belieferung bzw. Abholung des

Klärschlammes vertraglich im Auftrag der SüdWasser GmbH erfolgt. Die bestehende

Trocknungsanlage ist in diesem Sinne ein Dienstleister für das Trocknen von Klärschlamm

der SüdWasser GmbH.

Das beantragte Vorhaben wird daher als separat genehmigungsbedürftige Anlagen im Sinne

der § 4 BImSchV betrachtet.

Es soll hiermit ein Antrag auf Neugenehmigung gemäß §4 BImSchG gestellt werden.

Aufgrund der Anlagenkapazität unterliegt die Anlage den folgenden Nummern der

4. BImSchV:

- Nr.8.10.2.2. Trocknungsanlage

Anlagen zur physikalisch-chemischen Behandlung, insbesondere zum Destillieren,

Trocknen oder Verdampfen (Klärschlammtrocknungsanlage), mit einer

Durchsatzkapazität an Einsatzstoffen bei nicht gefährlichen Abfällen von 10 Tonnen

bis weniger als 50 Tonnen je Tag.

- Nr. 8.1.1.4. Verbrennungsanlage

Anlagen zur Beseitigung oder Verwertung fester, flüssiger […] Abfälle, […] durch

thermische Verfahren, insbesondere Entgasung, Plasmaverfahren, Pyrolyse,



Beschreibung

Vergasung, Verbrennung oder eine Kombination dieser Verfahren mit einer

Durchsatzkapazität von weniger als 3 Tonnen nicht gefährlichen Abfällen je Stunde.

- Nr. 8.12.2 Klärschlammlagerung

Anlagen zur zeitweiligen Lagerung von Abfällen, auch soweit es sich um Schlämme

handelt, […] bei nicht gefährlichen Abfällen mit einer Gesamtlagerkapazität von 100

Tonnen oder mehr.

Aufgrund der vorliegenden Leistungsdaten wird die Schwelle für ein Verfahren mit

Öffentlichkeitsbeteiligung nicht überschritten. Allerdings wird seitens des Antragstellers die

Durchführung eines öffentlichen Verfahrens nach § 10 BImSchG, sowie die Durchführung

einer UVP beantragt.

Für die Mono-Klärschlammverbrennungsanlage werden Anforderungen zur Vorsorge in der

“Verordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von Abfällen – 17. BImSchV“

festgelegt. Anforderungen der Trocknungsanlage liegt die TA Luft zu Grunde.

Bei dem für die Abluftreinigung der Klärschlammtrocknung genutzten Luftwäscher der Fa.

Schönhammer handelt es sich nach Herstellerangaben um einen Nassabscheider. Da der

pH-Wert des Nutzwassers dauerhaft einen Wert von 4 oder weniger aufweist, findet die 42.

BImSchV keine Anwendung.

Die Errichtung und der Betrieb der Anlagen führen nicht zu Risiken für die Allgemeinheit oder

die Nachbarschaft. Insgesamt sind u. E. keine erheblichen nachteiligen Auswirkungen auf

die in § 1 BImSchG genannten Schutzgüter zu besorgen.

7. Beschreibung des Verfahrensablaufs / Beschreibung der Anlage

Die geplante Klärschlammtrocknung nimmt Klärschlamm aus der Region an, der mit Hilfe

von Zentrifugen oder Kammerfilterpressen auf höhere Feststoffgehalte vorentwässert

wurde.

Der vorbehandelte, kommunale Klärschlamm wird anschließend über LKW`s zur

Klärschlammverwertungsanlage Zirngibl verbracht.

Für eine eigenständige Verbrennung muss der Klärschlamm als „Brennstoff“ mindestens

einen Trockensubstanz-Gehalt (TS-Gehalt) von 40 bis 45% bzw. einen Heizwert von

4,5MJ/kg aufweisen, daher soll ein Teil dieses vorentwässerten Klärschlamms in der ersten

Stufe in zwei Trocknungscontainern auf einen TS von ca. 90% getrocknet werden. D.h. der

vorentwässerte Klärschlamm wird nach seiner Anlieferung einem der beiden

Annahmebunker zugeführt.

Der Klärschlamm aus dem Annahmebunker 2 (Schubbodensystem) ist an eine Dickstoff-

pumpe gekoppelt, welche den Klärschlamm, direkt zum Trockner pumpt. Durch Zugabe einer

Polymergebrauchslösung wird das Pumpen des Klärschlamms erleichtert. Anschließend wird

der Klärschlamm getrocknet.



Beschreibung

Dabei wird der in der „Trocknungswanne“, befindliche Klärschlamm durch ein Rührwerk

kontinuierlich durchmischt, aufgelockert und homogenisiert und von Luft durchströmt. Die

Luft wird anschließend nach oben über einen Gewebefilter abgeführt. Mit diesem

Gewebefilter wird der sich in der Abluft befindliche Staub zurückgehalten. Durch die

Erwärmung des Klärschlamms während der Trocknung kann Ammoniak entstehen, welcher

im Anschluss an den Gewebefilter über einen sauren Abluftwäscher gebunden wird. In

diesem Prozess wird Schwefelsäure verwendet, welche den Ammoniak aus der Luft bindet

und diesen somit auswäscht. Als Produkt entsteht Ammoniumsulfat, welches im

vorliegenden Vorhaben der Verbrennung zugeführt wird. Die Abluft der Trocknungsanlage

unterliegt den Grenzwerten der TA-Luft, welche eingehalten werden.

Nach dem Trocknungsprozess wird der getrocknete Brennstoff (Klärschlamm) in einem

Behälter (Trockenschlamm-Vorlage) zwischengespeichert und mittels Schnecken und

anschließendem Becherwerk in die Dosiervorlage (=Schlammvorlage 2) gefördert.

Von der Dosiervorlage wird der getrocknete Klärschlamm über eine Dosierschnecke einem

Mischer zugegeben.

Ebenfalls diesem Mischer, wird der „nur“ vorentwässerte Klärschlamm aus dem

Annahmebunker 1 zugegeben. Dazu kommt wieder eine Dickstoffpumpe für die Förderung

zum Einsatz.

Um den eingangs bereits kurz angesprochenen, für die Verbrennung optimalen TS-Gehalt

des Brennstoffes sicherzustellen, soll bzw. kann zudem extern getrockneter Klärschlamm

eingesetzt werden. Dieser wird in dem dafür vorgesehenen Annahmebereich

(Abrollcontainer) angeliefert und ebenfalls dem Mischer zugeführt.

In dem Mischer werden die Stoffe auf den gewünschten TS-Gehalt gemischt. Mittels Stopf-

schnecke wird die Mischung in den Kratzradfzerkleinerer gefördert.

Eine Einblasschurre bläst dann den aufbereiteten kleinstückigen Brennstoff in Richtung

Wirbelbett.

In der Wirbelschichtfeuerung wird der Brennstoff gestuft (1. Zug des Kessels) verbrannt,

Sattdampf wird erzeugt (2 und 3. Zug), der dann eine Sattdampf-Gegendruckturbine

versorgt. Durch die Sattdampf-Gegendruckturbine kann im wesentlichen der

Eigenstrombedarf gedeckt werden. Der Abdampf aus der Turbine wird an einem

sogenannten Übergabe-Wärmetauscher (Heizkondensator/Dampfrekuperator usw.) zur

Beheizung der Klärschlamm-Trockner genutzt.

Der Wasser-/Dampfkreislauf ist ein in sich geschlossener Kreislauf.

Nach dem Kessel, nach einer NOX-Reduzierung (SNCR = nicht-katalytische Stickoxid-

reduzierung) und einer Heißgaszyklonanlage, wird das abgekühlte Rauchgas einer

trockenen Rauchgasreinigung zugeführt. Die im Rauchgas enthaltenen Stäube und

Schadstoffe werden mit Hilfe der Additive wie z.B.

Natriumhydrogencarbonat/Natriumbicarbonat sowie Herdofenkoks (HOK) oder Aktivkohle

(AK) gebunden und abgeschieden.

Nach der Rauchgasreinigung werden die gereinigten Abgase mittels eines Saugzuggebläses

über einen Kamin, in die Atmosphäre abgeleitet. Alle relevanten Grenzwerte werden im



Beschreibung

Rahmen der 17. BImSchV überwacht und eingehalten (ein Antrag auf Verzicht einer

kontinuierlichen Quecksilbermessung wird im Rahmen des Verfahrens gestellt).

Die im Kessel und der Rauchgasreinigung anfallenden Aschen werden in zwei Silos und

einem Mulden-/Absetzcontainer zwischengelagert und anschließend z.B. auf

entsprechenden Deponien verbracht oder ggf. landwirtschaftlich verwertet.

Die phosphorhaltige Zyklonasche wird zukünftig gegebenenfalls aufbereitet und zur

Phosphorrückgewinnung eingesetzt, um dann als Düngemittel verwendet werden zu können.



Beschreibung

Detaillierte Darstellung / Beschreibung der Änderungen

Bild 7a: Anlagenschema der Klärschlammverwertungsanlage Zirngibl (nur schematisch zudem ohne Darstellung

der Zyklonanlage – genaue Angabe/Darstellung -> siehe Blockfließbild)

Die Anlage besteht im Wesentlichen aus:

- dem Hallengebäude 7.1.

o Klimatisierung (Heizung/Kühlung usw.)

o Belüftung

- der Brennstoffannahme (Annahmebunker) (7.2.1.)

o Annahmebereich Bunker 1&2, Fördersystem für vorentwässerten

Klärschlamm (ca. 20-28% TS) (Pkt. 7.2.1.1.)

o Polymerstation / Gleitmittelzugabe (Pkt. 7.2.1.2.)

o Annahmebereich Abrollcontainer für extern vollgetrockneten Klärschlamm (ca.

90% TS) (Pkt. 7.2.1.3.)

- der Brennstoffaufbereitung und -dosierung (Klärschlamm Trocknung) (7.2.2.) mit

o Trocknungscontainern (Pkt. 7.2.2.1.)

o Abluftreinigung (Pkt. 7.2.2.2.) mit erforderlicher Chemikalienlagerung

mit integriertem Staubfilter

Abluftwäscher

Schwefelsäurelagerung

Ammoniumsulftat-Lagerung



Beschreibung

o Abluftabführung / Kamine (Pkt. 7.2.2.3.)

o Trocknergutaustrag bzw. Lagerung (Pkt. 7.2.2.4.)

- der KS-Verbrennung mit Dampferzeugung (Pkt. 7.2.3.) mit

o Einbringung/Beschickung Verbrennung (Pkt. 7.2.3.1.)

o Verbrennung Wirbelschichtofen (Pkt. 7.2.3.2.)

Wirbelbett

untere Nachverbrennungszone

obere Nachverbrennungszone

Anfahr- und Stützfeuerung inkl. Stützbrennstofflager (Heizöl)

Düsenboden

Bettmaterialabzug

SNCR-Anlage

Sandsilo

o Dampferzeuger und Speisewassersystem (Pkt. 7.2.3.3.)

Dampfkessel

Economiser

Abschlämmung

Speisewasser-/system und Wasseraufbereitung

o Rauchgasreinigung bzw. NOx-Minderungsmaßnahmen (Pkt. 7.2.3.3.),

Primäre NOx-Reduzierung

SNCR-Anlage

Heißgaszyklonanlage

Trockene Rauchgasreinigung (Gewebefilter, Zugabe Additive)

Reaktionsstrecke Adsorbens

Gewebefilter

Ascheaustrag

Zudosierungsanlage Adsorbens / Lagerung Adsorptionsmittel

(Natriumbicarbonat/Natriumhydrogencarbonat und Aktivkohle,

Herdofenkoks)

Rauchgasableitung (Kamin)

Lagerung anfallender Aschen

Ascheaustrag

Silo 1 (Zyklonasche

Silo 2 (Kessel- und Filterasche)

Mulden-/Absetzcontainer (Bettasche)

o Wärme- / Dampferzeugung (Pkt. 7.2.4.)

Sattdampfgegendruckturbine

Wärme - / Dampfnutzung (Heizkondensator usw.) und

o Trafo (Pkt. 7.2.5.)

o Messungen / Überwachungen (Pkt. 7.2.6.)

In den nachfolgenden Kapiteln werden die verschiedenen Anlagenteile detailliert

beschrieben.



Beschreibung

7.1. Errichtung eines neuen Hallengebäudes Ein Großteil der Anlagenteile der geplanten Klärschlammverbrennung sollen durch die

Errichtung einer Halle eingehaust werden.

Diese Halle gliedert sich in:

- KS- Anlieferungshalle mit Klärschlamm-Annahmebereich usw.

- Kesselbereich: Aufstellort Wirbelschichtofen inkl. seiner für den Betrieb benötigten

Anlagen wie Pumpen, Schnecken, Gebläse, Kompressoren, Druckluftbehälter

- Maschinenbereich mit

- Aufstellort Heizkondensator usw.

- dem abgetrennten Dampfturbinenaufstellraum

- der Schaltwarte, Elektroraum, Bespechung (im 1. OG) sowie

- den Sanitärräumen: wie WC, Umkleide

Die Halle soll als Tragstahlkonstruktion errichtet werden. Die Wandverkleidung erfolgt

überwiegend mit Sandwichprofilen (weitere Einzelheiten bzw. detaillierte Angaben zur

baulichen Ausführung sind den Plänen zu entnehmen).

Ansicht 7.1 a: Geplante Klärschlammverbrennung der Zirngibl Verwertungs-GmbH & Co. (Bsp. 3D)

Die KS-Anlieferungshalle ist vom Kessel- und Maschinenbereich physisch, durch eine

Wand getrennt (teilweise F90) -> siehe Planzeichnungen.

In der KS Anlieferungshalle sind die beiden Klärschlammannahmebunker mit den

Hydraulikaggregaten und Pumpen für den entwässerten Schlamm aufgestellt.



Beschreibung

Die jeweiligen Aggregate / Anlagen befinden dabei in verschiedenen Räumlichkeiten

bzw. es sind in diesem Bereich die folgenden Räume vorgesehen:

- die Bunker 1 & 2

- der Vorraum Bunker

- die Raum Hydraulik 1 & 2 (jeweils Ost- bzw. Westseite)

- der Öllagerraum

- eine Werkstatt

- mehrere Technikräume sowie

- ein Fahrerraum und ein WC

Der Öllagerraum in dem das für die Anfahr- und Stützfeuerung benötigte Heizöl (5 x

1.000l ) gelagert werden soll, wird dabei in F90 ausgeführt.

Der gesamte südlich an die KS-Anlieferungshalle Hallenbereich gliedert sich in

- das Kesselhaus und

- die Maschinenhalle.

Eine physische/räumliche Trennung dieser beiden Teilbereich z.B. in Form einer Wand

ist jedoch nicht vorgesehen.

Der Wirbelschichtofen mit seinen Nebeneinrichtungen (Schlamm/Asche-Eintrags-/ -

Austragstechnik, Speisewasseraufbereitung, Aschecontainern, Gebläse usw.) werden

im Kesselbereich/-haus aufgestellt. Über Treppen und Leitern lassen sich die einzelnen

Wartungsebenen einfach erreichen.

(Details können den Eingabeplänen entnommen werden)

Der Maschinenbereich bzw. die Maschinenhalle wird mit zwei Geschossen

(Erdgeschoss, Obergeschoss) errichtet.

Im Erdgeschoss liegt der Aufstellbereich diverser Maschinen / Anlagenteile wie z.B.

Heizkondensator, die Kondensatpumpen, Wärmeverteiler, Polymermischstation usw..

Im nördlichen Bereich, direkt angrenzend an die KS-Anlieferungshalle finden sich im

Erdgeschoss die Sanitärräume mit WC und Umkleide. Im ersten OG des

Maschinenbereiches soll die Schaltwarte mit Besprechungsraum und dem

Elektroschaltraum (F90 Abtrennung) errichtet werden.

Im südlichen Bereich der Maschinenhalle soll die Turbine (u.a. aus schalltechnischen

Gründen) in einem extra dafür vorgesehenen Raum (Schallkabine) aufgestellt werden.

Der Turbinenraum wird als besonders schallgeschützter Raum ausgeführt, Wand-,

Deckenverkleidung und die Schallschutztür weisen eine Schallminderung um > 30dB

auf.

Für die Ableitung der Rauchgase aus der Verbrennung wird ein Kamin über Dach

geführt, mit einer Höhe über GOK von ca. 27,2 m.

7.1.1. Klimatisierung (Heizung, Kühlung):

Zur Heizung der Räume und Hallen im Winter steht genügend Restwärme des

Prozesses in Form von heißem Wasser zur Verfügung. Die Beheizung der

verschiedenen Räume und Hallen erfolgt je nach Temperaturbedarf. Der

Heizungswassersammler befindet sich im Erdgeschoss.



Beschreibung

Elektroraum:

In Elektroschalträumen muss u.a. eine gleichmäßige Klimatisierung sichergestellt

werden. Die Kühlung der Elektroräume erfolgt mittels Umluftkühler.

Die erforderlichen Kühlaggregate sind auf dem Dach der Maschinenhalle/-bereich

aufgestellt.

Kühlaggregat Elektroraum: 2 Stk.

Typ: 2x PUHZ-ZRP125YKA2 oder vgl.

Kühlaggregat Schaltwarte/Besprechung: 1 Stk

Typ: 1x PUMY-P125YKM oder vgl.

Halle:

Im Kessel- / Maschinenbereich der Halle und im Turbinenraum wird die benötigte

Belüftungsluft lediglich im Winter im Erdgeschoss auf > +5°C angewärmt, damit keine

Frostluft in die Anlage kommt, beim Aufsteigen erwärmt sich die Luft durch die

Abstrahlwärme der Verbrennungsanlage bzw. der Turbine.

Im Kopf des Kesselhauses wird diese warme Abluft über Belüftungsjalousien in den

Seitenwänden unterhalb des Daches abgeleitet.

Die Abluft aus dem Turbinenraum wird im Winter über Schalldämpfer direkt in die Halle

und / oder den KS-Anlieferungsbereich geleitet, während im Sommer eine Ableitung

nach Außen (ebenfalls über Schalldämpfer) erfolgt.

Schaltwarte, Sanitärraume, Besprechungsraum, Heizöllagerraum:

Diese Räume werden über Warmwasserheizkörper beheizt. Zudem ist eine

Klimatisierung über Kühlgeräte vorgesehen.

7.1.2. Belüftung:

Sowohl die Halle inkl. des Turbinenraums als auch der Bunker-/Annahmebereich

werden zwangsbelüftet. Im Annahmebereich dazu ein leichter Unterdruck erzeugt.

Die in der KS-Anlieferungshalle1 (also im Bunker-/Annahmebereich) abgesaugte Luft

wird, da davon auszugehen ist das diese stark Geruchsbeladen ist, der Klärschlamm-

Monoverbrennung (stationäre Wirbelschicht) als Verbrennungsluft zugeführt.

Die Halle, im Bereich des Kessels, wird (da hier kein geruchsintensiver Klärschlamm

offen gelagert oder verarbeitet wird) über dafür vorgesehene Lüftungsöffnungen belüftet

werden. Die Luftansaugung erfolgt über die Turbinenraumbelüftung (im Winter) und

anderer Lüftungsöffnungen im Kesselhaus, die Abluft verlässt das Gebäude durch an

der Traufe oder auf dem Dach angebrachte Entlüftungsöffnungen.

Der Turbinenraum saugt die benötigte Frischluft zu Kühlzwecken über einen

Schalldämpfer von außen an. Im Winter wird diese Luft über ein Heizregister auf >5°C

angewärmt, um Frostluft von der Turbinenanlage fern zu halten.

1 Zuluft der wird über Ventilatoren aus dem Maschinen-/Kesselhaus angesaugt.



Beschreibung

Nachdem die Luft beim Durchströmen des Turbinenraumes durch die Abstrahlwärme

der Turbine angewärmt wurde, verlässt Sie den Turbinenraum durch einen

Schalldämpfer in ein Lüftungsrohrsystem. Hier besteht die Möglichkeit durch

Klappenschaltung die warme Luft im Sommer direkt nach draußen oder im Winter in die

Maschinenhalle zu leiten.



Beschreibung

7.2. Beschreibung der technischen Maschinen, Geräte und sonstiger technischer Anlagen

Abb 7.2. a.: Ablaufschema Klärschlammverwertungsanlage Zirngibl (liegt als Blockfließbild dem Anhang bei)

7.2.1. Annahme (Annahmebunker (Schubboden) bzw. Abrollcontainer

In der Klärschlammverwertungsanlage Zirngibl soll sowohl entwässerter (20 bis 28% TS)

als auch extern vollgetrockneter kommunaler Klärschlamm (ca. 90%TS) thermisch

behandelt werden. Über z.B. regionale Dienstleister zur Abfallentsorgung wird der Klär-

schlamm angeliefert und in den jeweiligen (Bunker 1&2 für entwässerten Schlamm bzw.

Andockstation Abrollcontainer) verbracht.

entwässerter Klärschlamm Bunker 2 (zur Trocknung) max. 18.200 t/a ca. 20 - 28 % TS

entwässerter Klärschlamm Bunker 1 (zur Verbrennung) ca. 17.650 t/a ca. 20 - 28 % TS

extern vollgetrockneter Klärschlamm (zur Verbrennung): ca 3.495.t/a ca. 90% TS



Beschreibung

7.2.1.1. Annahmebereich Bunker 1&2 & Fördersystem für vorentwässerten Schlamm (ca.

20-28%TS)

Im vorliegenden Projekt werden zwei Schubboden der Fa. Huning (oder vgl.) mit einem

Lagervolumen von jeweils ca. 210 m³ eingesetzt. Die Schubböden sind hydraulisch betrieben

und werden jeweils getrennt von einem Hydraulikaggregat versorgt.

Der Schubboden soll den angelieferten, in den Bunker abgekippten, mechanisch

entwässerten Klärschlamm in eine Dickstoffpumpe fördern.

Die Bunker sind in betonbauweise ausgeführt, der Schubboden liegt im Betonbauwerk auf

dem Boden auf. Unter dem Schubboden und an der Wand wird eine Kunststoffauskleidung

angebracht (die u.a. den Beton gegen Beschädigung geschützt und Anhaftungen verringert).

Das Abmaß eines Schubbodenbunkers beträgt L x B x H (mm) 11.680 x 4.860 x 3.800. Die

Schubboden sind aus Schwarzstahl gefertigt.

Der Schubboden transportiert den entwässerten Schlamm in den Annahmerachen der

Dickstoffpumpe. Im Annahmerachen befindet sich eine Transport-/Austragsschnecke, die

den entwässerten feuchten Klärschlamm der eigentlichen Dickstoffpumpe zuführt.

Bild 7.2.1.1.a: Draufsicht: Schubboden

Bild: Dickstoffpumpe mit

Austragsschnecke

Ab den Dickstoffpumpen wird der entwässerte Klärschlamm von dem Annahmebunker 1 in

geschlossenen Rohrleitungen direkt zu dem Mischer vor der Wirbelschichtfeuerung und von

dem Annahmebunker 2 zu den beiden Trockner gepumpt. An den Trocknern wird der

entwässerte Klärschlamm auf die beiden Trockner verteilt.

Zur Reduzierung des Reibungswiderstandes in der Feststoffleitung wird kurz nach den

Dickstoffpumpen Gleitmittel in die Leitung injiziert.

Bunker: 2 x 210 m³

Dickstoffpumpe 1: zur Verbrennung, Förderleistung: ca. 1.000 - 3.000 l/h

Dickstoffpumpe 2: zur Trocknung; Förderleistung: ca. 4.000 - 8.000 l/h

Innerhalb des Schlammannahmebereiches wird ein leichter Unterdruck erzeugt. Die Abluft

aus dem Bunkerbereich wird durch ein Gebläse/Ventilator direkt der Wirbelschichtfeuerung

als Verbrennungsluft zugeführt.



Beschreibung

Ein Austreten geruchsbelasteter Raumluft wird damit verhindert.

7.2.1.2. Polymerstation / Zugabe Gleitmittel

Um die Reibung in der Rohrleitung zu verringern und damit eine optimale Zugabe des

entwässerten Klärschlammes in die Verbrennung bzw. die Trocknung zu gewährleisten, wird

eine Polymergebrauchslösung den Rohrleitungen zur Verbrennung/Trocknung zugegeben.

Diese Polymergebrauchslösung wird in einer Polymermischstation durch Zugabe des

Polymer (Reiflock oder vgl.) und Wasser angemischt.

Von dieser Polymermischstation wird die Polymergebrauchslösung in die Leitung direkt nach

den Dickstoffpumpen injiziert.

In die Leitung zu den Trocknern wird neben der Polymergebrauchslösung auch, das

Kesselabschlämmwasser injiziert. Anfallende Ammoniumsulfatlösung (ASL) aus dem

Abluftwäscher wird der Verbrennung zugeführt.

Diese beiden Flüssigkeitsmengen (Abschlämmwässer Verbrennung, ASL) sollen verdampft

/getrocknet werden und werden so zusätzlich polymereinsparend als günstiges „Gleitmittel“

eingesetzt.

Polymer: Reiflock (o. vgl.)

Lagerung Polymer: 5 x 30 kg im Kanister

7.2.1.3. Annahmebereich Abrollcontainer für extern vollgetrockneten Schlamm (90%TS)

Da für die Klärschlammverbrennung ein TS Gehalt von zwischen 40 bis 50% TS erforderlich

ist, ist auch die Zugabe von extern vollgetrockneten Klärschlamm vorgesehen.

Bild 7.2.1.3.a: Skizze: Andockstation der Abrollcontainer (Fördersystem zur Verbrennung) – KVT Zirngibl



Beschreibung

Die Annahme für getrockneten Klärschlamm erfolgt mittels Abrollcontainern, z.B. des

Herstellers Bruns Umwelttechnik. Die Abrollcontainer fassen ein Volumen von ca. 30 m³. Die

Container werden voll angeliefert und an eine Austragsschnecke mit Guillotine-Schieber

angedockt (= Andockstation).

Die Container verfügen ebenfalls über einen Guillotine-Schieber, die nach erfolgreichem

Andocken an das Austragssystem aufgefahren werden.

Alle innen- und außenliegenden Aggregate sind in ATEX ausgeführt und verfügen über die

für den Explosions-Schutz notwendigen Eigenschaften.

Die Container sind mit einem Schubbodensystem, das mittels Plug- and Play in Betrieb

gesetzt werden kann, ausgerüstet. Dabei befindet sich die Messtechnik und das

Hydraulikaggregat am Container.

Ein Löschwasseranschluss mit entsprechenden Löschleitungen ist ebenfalls am Container

vorhanden. Die Container sind mit einer Drehflügelmessung zur Füllstandüberwachung und

einer Temperaturüberwachung ausgestattet. Nachfolgende Abbildungen zeigen den

technischen Aufbau ähnlicher bzw. vergleichbarer Container.

Bild 7.2.1.3.b: Beispiel Andockstation Abrollcontainer

7.2.2. Trocknungsanlage

Bei der Trocknung handelt es sich um eine modulare Container-Trocknungsanlage der

Fa. RHS, vom Typ Rhino Kommunal 10.000. Diese bietet bestmögliche Voraussetzungen für

eine höchstmögliche Effizienz mit minimalem thermischen Energieaufwand.

Der Materialdurchlauf regelt sich vollautomatisch.

Die geplante Klärschlammtrocknungsanlage besteht aus:

- der Trocknungsanlage (in 2 Trocknungscontainern angeordnet)

- der Abluftreinigungsanlage (für beide Trocknungscontainer) mit der für den Betrieb

notwendigen Chemikalienlagerung (Schwefelsäurelagertank: 10.000l).



Beschreibung

Abbildung 7.2.2.a: Prozessbild Teilbereich Trockner / Trockneraustrag

7.2.2.1. Trocknungsanlage

Die Trocknungstechnologie ist jeweils in einem Container angeordnet (d.h. zwei

Trocknungscontaineranlagen). Im vorliegenden Bauvorhaben werden die beiden

Trocknungscontainer außerhalb der Halle aufgestellt.

Der Klärschlamm wird diesem Trockner in stichfester Konsistenz mit einem TS-Gehalt von

20 -28 % über den unter 7.2.1.1. beschriebenen Feststoffdosierer zugeführt.

Abb. 7.2.2.1.a: Trocknerfließbild – KT Zirngibl



Beschreibung

Die Füllmenge im Trockner wird mit der integrierten Waage unterhalb der Trocknungswanne

und einem Füllstandssensor überwacht. In der Trocknungswanne arbeiten zwei horizontale

Rührwerke, die sich langsam gegenläufig drehen und das Trockengut permanent

durchmischen.

Neben dieser permanenten Durchmischung sorgen die Rührwerke mit den sichelförmigen

Förderelementen auch für eine horizontale Zirkulation des Trockenguts in der

Trocknungswanne und somit in diesem Verfahren für homogenes Trockengut.

Mit dem Zuluftventilator (innerhalb des Containers (72*)) wird Frischluft angesaugt, die dann

durch den Wärmetauscher (8*) gedrückt wird.

Der Wärmetauscher wird mit heißem Wasser von der Verbrennung/Turbine versorgt. Die

Vorlauftemperatur liegt bei 105 – 110°C.

Die so erhitzte Luft wird weiter durch den Luftkanal und durch den Schlitzboden in das

Trockengut eingeblasen. Dieser Schlitzboden, im unteren Bereich der Trocknungswanne

(5*), ist mit einer automatischen Reinigung ausgestattet. Der Schlitzboden gewährleistet ein

widerstandsarmes Eintreten der Trocknungsluft in das Trockengut. Dadurch, dass das

Trockengut permanent durchmengt wird, ist es der Trocknungsluft möglich, das Material

leicht zu durchströmen, gleichzeitig wird aber auch eine große Oberfläche geschaffen, die

eine effektive Übergabe der Feuchtigkeit auf die Trocknungsluft gewährleistet.

Abb. 7.2.2.1.b: Klärschlammtrocknungscontainer (Abluftrohr in die freie Atmosphäre entfällt, im vorliegenden

Projekt, die Abluft wird direkt einer weiteren Abluftreinigungsstufe (Chemowäscher, Biofilter) zugeführt)

2 * siehe Abbildung 7.2.2.1.a



Beschreibung

Die maximale Füllung in der Trocknungswanne wird erreicht, wenn der Füllstand bis an die

Rührwerkswellen reicht. Wenn dieser maximale Füllstand erreicht ist, wird kein neues

Material eingebracht. Sobald das Input-Material die eingestellte Trockenheit erreicht hat, wird

nun ein Teil der Füllmenge aus dem Trockner ausgetragen.

Der Trocknungsgrad wird mit einem Feuchtesensor ermittelt. Die Füllstände werden mittels

der integrierten Waage in Verbindung mit den Füllstandsensoren überwacht.

In der Trocknungswanne verbleibt stets eine Mindestmenge des Trockenguts. Dieser schon

getrockneten Grundfüllmenge wird das frische, noch zu trocknende Material schrittweise in

kleinen Portionen zugeführt. So wächst die Füllmenge wieder bis zur maximalen Füllung an.

Durch stetiges Mischen, bei Zugabe von kleinen Mengen frischem Trockengut, entsteht eine

homogene Masse, die nicht verkleben kann.

Das Trocknungsverfahren ist somit kontinuierlich, der Materialaustrag geschieht aber

schubweise. Der Austragsvorgang läuft solange, wie trockenes Material mit der eingestellten

Restfeuchte vorhanden ist, oder der Mindestfüllstand erreicht wurde.

Klärschlammtrocknungsanlage: Zuführmenge: max. 18.200 t/a3

Luftmenge: ca. 65.000 Nm³/hfeucht 1

Klärschlammtrocknungcontainer: Anzahl: 2 Stück

Typ: 2 x Rhino kommunal 10.000

Wärmequelle und Steuerung

Die für den Trocknungsprozess benötigte Wärme wird durch die Verbrennung mit

Dampferzeugung, konkret eine Wirbelschichtfeuerung, erzeugt.

Dazu gibt ein sogenannten Übergabe-Wärmetauscher (Heizkondensator / Dampf-

rekuperator), der der Sattdampf-Gegendruckturbine nachgeschaltet ist,

„Niedertemperaturwärme“ an einen Kreislauf eines Wasser- / Glykolgemisches (bis 110°C)

zur weiteren Nutzung in der Klärschlammtrocknung ab.

Der umfangreiche Steuerungsvorgang des Trocknungsverfahrens wird durch die innovative

Software und Visualisierung dargestellt. Sämtliche Prozessdaten werden erfasst und

kontinuierlich mitgeschrieben. Alle wichtigen Funktionen können über Graphen analysiert

und optimiert werden. Die Steuerung stellt die effiziente Trocknung jederzeit sicher.

7.2.2.2. Abluftreingung

Die bei der Trocknung entstehende Abluft kann im wesentlichen Staub, Geruchsstoffe und

insbesondere Ammoniak enthalten. Die Belastung der Abluft hängt dabei überwiegend von

der Beschaffenheit des zu trocknenden Klärschlammes sowie dem Temperaturniveau ab.

Bevor die Abluft in die Atmosphäre abgegeben wird, wird sie daher gereinigt. Im

vorliegenden Bauvorhaben erfolgt dies:

- durch einen in der Trocknungscontainer integrierten Staubfilter und

- einem nachgeschalteten chemischen Abluftwäscher

3 In Summe für beide Trocknungscontainer



Beschreibung

integrierter Staubfilter:

Durch eine, auf der Trocknungswanne montierte Staubfilteranlage wird die Abluft

kontinuierlich gereinigt. Der Staub und die an ihn gebundenen Gerüche bleiben an den

Filterschläuchen „hängen“ und bilden dort einen sogenannten Filterkuchen. Dieser

Filterkuchen wächst während des Trocknungsprozesses und erhöht den Luftwiderstand, so

dass der Gegendruck innerhalb der Trocknungswanne ansteigt. Erreicht nun dieser

Gegendruck einen festgelegten Schwellenwert, wird die automatische Filterreinigung

ausgelöst. Dafür wird das Gebläse in seiner Leistung kurzzeitig herunter geregelt und die

Filterschläuche werden durch einen Exzenter abgerüttelt. Der Filterkuchen fällt zurück in die

Trocknungswanne und wird hier in das noch feuchte Trockengut eingemischt (die Gefahr

einer „Filterverschlämmung besteht aufgrund dessen nicht).

Die durch die Filterschläuche gereinigte und feuchte Abluft wird über die Abluftkammer und

durch das Abluftrohr an die Umgebung abgegeben.

Staubfilter: integriert / Hersteller: RHS

Abluftwäscher

Nach dem Staubfilter wird die Abluft durch einen Abluftwäscher soweit gereinigt werden,

dass die TA Luft Werte (



Beschreibung

und unten wird pH-Wert abgesenktes Waschwasser auf die Füllkörper gesprüht, welches

sich in der Waschwasserwanne sammelt und über eine Pumpe wieder auf die Füllkörper

aufgebracht wird. Dabei handelt es sich um einen geschlossenen Kreislauf, dem regelmäßig

Frischwasser zugeführt wird, welches die Verluste der Verdunstung und des

Schlammabzuges (= Ammoniak belastetes Waschwasser = ASL) ausgleicht.

Damit das Ammoniak gebunden werden kann, muss dem Waschwasser Schwefelsäure

zugeführt werden. Die Säuredosierung wird mittels einem pH-Wert-Sensor und einer

Dosierpumpe geregelt. Der eingestellte pH-Wert liegt bei 2-4 (in der SPS einstellbar). Durch

die Bindung von Ammoniak mit Schwefelsäure entsteht das neutrale Ammoniumsulfat,

wodurch der pH-Wert kontinuierlich erhöht wird.

Die Ammoniumsulfatkonzentration wird mittels einer Leitwertmesssonde festgestellt.

Bei Erreichen eines voreingestellten Ammoniumsulfatgehaltes im Waschwasser wird ein Teil

abgepumpt (hier wird weiterhin ein pH ≤ 4 eingehalten) und der Verbrennung zugegeben.

Aus der Konstruktion des Luftwäschers,

der Materialauswahl der Bauteile und der

großen Oberfläche resultiert eine hohe

Benetzungsfähigkeit, bei geringem

Druckverlust und einer minimalen

Verschmutzungsanfälligkeit. Die dabei

wichtige exakte Wasserverteilung über

geeignete Vollkegel-Sprühdüsen auf der

Füllkörperoberfläche konnte konstruktiv

gelöst werden. Dadurch wird eine

100%ige Sättigung der Luft mit Wasser

erreicht mit dem Ergebnis einer

maximalen Selbstreinigung.

Abb.7.2.2.2b: Luftwäscher LWC65

Der dem System nachgeschaltete Tropfenabscheider verhindert, dass hohe Anteile von

Aerosolen den Wäscher verlassen und damit im Wasser gelöste Schadstoffe, Säure oder

Salze in die Umwelt gelangen.

Die den aggressiven Medien ausgesetzten Bauteile des Luftwäschers sind alle aus

korrosionsbeständigen Materialien, wie PVC, PP und VA-Stahl gefertigt.

Der gesamte Container ist aus doppelwandigen PP-Panelen gebaut und an den Stoßstellen

doppelt verschweißt. Dieser wird bei uns in der Fertigung auf Dichtigkeit mit Wasser

überprüft.

Im Technikraum befinden sich die Pumpen, Messstrecke und die Elektroinstallation. Der

Wäscher ist so konstruiert, dass ein Überlauf in diesen Technikraum erfolgt. Deshalb wird

der maximale Wasserstand doppelt überwacht mittels Druckschalter und zusätzlichem



Beschreibung

Überfüllschutzschalter. Sollte dennoch eine Überfüllung stattfinden, ist der Technikraum

ebenfalls mit einem DIBt-zugelassenen Leckagesensor nochmals überwacht.

Abluftwäscher: 1 x Fa. Schönhammer, Typ: LWC 65 (für beide

Trocknungscontainer)

Luftvolumenstrom: max. 65.000 Nm³/hfeucht

Bei der Lagerung der für die Abluftreinigung erforderlichen Schwefelsäure, werden die

Vorgaben der AwSV beachtet und eingehalten. Einzelheiten dazu -> siehe Ausführungen in

den nachfolgenden Kapiteln.

Schwefelsäurelagerung

Für die Abluftreinigung ist das Zudosieren von Schwefelsäure (78%ig) erforderlich.

Die Schwefelsäure soll in einem für diesen Verwendungszweck geeigneten doppelwandigen

Tank gelagert werden. Dieser Tank soll östlich neben der Halle aufgestellt werden.

Die Überwachung des Behälters erfolgt AwSV konform über eine Überfüllsicherung sowie

eine Füllstandsanzeige.

Hersteller: Fa. Weber oder vgl.

Durchmesser: 1,8 m

Behälterhöhe: 4,2 m

Nutzinhalt: 10 m³

Behältermaterial: PE-100-RC-WK-S-8000

Behälterausführung: doppelwandig

Überwachung: Überfüllsicherung, Leckagesonde sowie Füllstandsanzeige

Der Bedarf an Schwefelsäure variiert übers Jahr und ist stark vom Ammoniakgehalt des

eingesetzten Klärschlamms abhängig. Nach ersten Schätzungen wird von einem Verbrauch

von ca. 44 bis 60t im Jahr4 ausgegangen.

Betankt wird der Schwefelsäuretank über einen Füllschrank, der direkt an der Außenwand

der Halle in unmittelbarer Nähe zum Schwefelsäurelagertank angegliedert ist.

In dem „Füllschrank“, befindet sich, der Befüllstutzen, das Membran- und ein Rückschlag-

ventil. Der Boden des „Füllschrank“ ist als Tropfwanne ausgeführt und mit einem Kugelhahn

gesichert.

Für die Betankung ist vorgesehen, dass der Tankwagen an die Halle heranfährt und den

Befüllschlauch an den Befüllstutzen im „Füllschrank“ anschließt. Durch das Rückschlagventil

wird ein Rücklauf von Restchemikalien bei geöffnetem Befüllventil verhindert.

In dem Bereich zwischen Tankwagen und Fach-Befüllstation wird eine mobile Auffangwanne

(beständig gegen Schwefelsäure, V = 1.000l) unter dem Schlauch des Tankwagens

aufgestellt.

4 tatsächlicher Bedarf richtet sich nach Betrieb und zu trocknende Klärschlamm-Menge



Beschreibung

Ammoniumsulfatlösung (= Schlammabzug) (ASL)-Lagerung:

In der Abluftwäsche der Fa. Schönhammer wird der Abluftstrom des Trockners durch eine

mit Schwefelsäure angesäuerte Wasserwand gedrückt. Dabei wird u.a. Ammoniak aus der

Abluft rausgewaschen. Das mit Ammoniak aufkonzentrierte Waschwasser (=Ammonium-

sulfatlösung) muss nach Erreichen einer voreingestellten Ammoniakkonzentration

abgepumpt werden. Die abgepumpte Ammoniumsulfatlösung (=Schlammabzug) wird über

einen doppelwandigen Zwischenlagerbehälter direkt wieder der Verbrennung zugegeben.

Eine längerfristige Lagerung ist nicht vorgesehen.

Zwischenlagerbehälter ASL: V = 2 m³ doppelwandig, auf befestigtem

Hallenboden

7.2.2.3. Abluftabführung / Kamine

Die im Luftwäscher gereinigten Abgase werden mittels eines Gebläses über einen Kamin

(d=1,13m), welcher an der Fassade der Halle / des Kesselhauses entlang bis über das

Höhenniveau des Daches geführt wird - in die freie Luftströmung abgeleitet. Die erforderliche

Kaminhöhe wurde im Rahmen einer Schornsteinhöhenberechnung auf 27,2m über

Geländeoberkante berechnet.

7.2.2.4. Trockengutaustrag bzw. Lagerung (Trockenschlamm-Vorlage)

Das getrocknete Material wird aus der Trocknungswanne der Trocknungsanlage/-Container

ausgetragen, wenn der obere Füllstand und der vorgegebene Trocknungsgrad erreicht ist.

Der Austrag erfolgt an der Containerwand des Trocknungscontainers über eine

Zellenradschleuse.

Abbildung 7.2.2.4.a: Trockneraustrag KVT Zirngibl (Ex-Zonen nicht zu beachten - > hinsichtlich dieser – siehe Kapitel 7)



Beschreibung

Förder-/Verteilsystem:

Nach der Trocknung wird der getrocknete Klärschlamm in die Trockenschlamm-Vorlage

eingebracht. Dies erfolgt über Förder- / Verteilschnecken und einem Becherwerk.

Vor dem Hintergrund des Explosionsschutzes sind die Anlagenteile ex-zugelassen und es

wird auf eine Fördergeschwindigkeit < 1m/s geachtet. Zudem sind die Schnecken

eingekapselt, um eine Staubemission zu vermeiden.

Transport-/Fördergeschwindigkeiten: < 1 m/s

Becherwerk: Förderhöhe: 10,8m

Trockenschlammvorlage:

Bei der Trockenschlammvorlage handelt es sich um einen Stahlbehälter in dem vier

Schnecken parallel zu einander angeordnet sind.

Abbildung 7.2.2.4.b: Draufsicht Trockenschlamm-Vorlage Schnitt Trockenschlamm-Vorlage

Mit diesen Schnecken wird der getrocknete Klärschlamm in Richtung der

Austragsschnecke transportiert und gelangt mit dieser in Richtung Verbrennung.

Das Fassungsvermögen der „Trockenschlamm-Vorlage“ wurde so gewählt, dass

mindestens die in 10 Stunden anfallende Menge gespeichert werden kann. Der Behälter

soll mit einer Füllstands- bzw. Temperaturüberwachung ausgestattet werden. Im Falle der

Entwicklung eines Brandes kann das Löschen über den Löschwasseranschluss mit

Sprenkler erfolgen.

Vorlage getrockneter Klärschlamm: V = 10m³



Beschreibung

7.2.3. Verbrennungsofen/-kessel / Dampferzeugung

Im vorliegenden Vorhaben soll der Klärschlamm in einem Wirbelschichtofen gestuft

verbrannt werden.

Der Kessel besteht insgesamt aus vier Zügen. In dem ersten Zug ist die Feuerung

(Wirbelschichtfeuerung) integriert, zudem findet hier mittels SNCR (= nicht-katalytische

Stickoxidreduzierung) eine NOX-Reduzierung statt. Nach der Feuerung durchströmt das

Rauchgas zwei Heißgaszyklone, wodurch das Rauchgas entstaubt wird. Anschließend

gelangt das Rauchgas in den 2. und 3. Zug des Kessels, die als „Dampfkesselanlage“

dienen, Verdampfer, Luftvorwärmer usw. sind hier angeordnet.

Bild 7.2.3.: Beispielanlage

Dem Kessel nachgeschaltet ist ein Economiser (vierter Zug) zur besseren Ausnutzung der

im Rauchgas enthaltenen Wärmeenergie.

Nach dem Kessel wird das abgekühlte Rauchgas der trockenen Rauchgasreinigung

zugeführt, dort werden die im Rauchgas enthaltenen Stäube und Schadstoffe mit Hilfe der

Sorbenzien Natriumhydrogen-/bicarbonat sowie Herdofenkoks (HOK) oder Aktivkohle

(AK) gebunden und abgeschieden.

Nach der Rauchgasreinigung werden die gereinigten Abgase über einen Kamin mittels

eines Saugzuggebläses in die Atmosphäre abgeleitet.



Beschreibung

Stopf-/

Schälschnecke

Annahme-

bunker 1

Dickstoff-

pumpe

Mischer /

Mischschnecke

Einblas-

schnurreKratzband

Verbrenn-

ung

TrocknerBecherwerk

am

Förder-/ Ver-

teilschnecken

Trockenschlamm-

Vorlage (10m³)

Dosier-

schnecke

grav.

Dosierschn

Becherwerk

Schlammvorlage 2

(1m³)

7.2.3.1. Einbringung / Beschickung Verbrennung:

Trockener Schlamm ca. 90% TS 8.550 t/a

Entwässerter Schlamm ca. 20-28% TS: 17.650 t/a

Der vorab auf ca. 90 % Trockensubstanz getrocknete bzw. der angelieferte getrocknete

Klärschlamm wird bedarfsgerecht aus der „Trockenschlamm-Vorlage“ mit einem Steilförderer

(z.B. Becherwerk) in die kleinere „Dosiervorlage bzw. Schlammvorlage 2“ (V ca. 1m³) für

Trockengut (Ebene + 12,5 m) gefördert. Die Vorlagebehälter sind jeweils mit Wiegezellen

ausgestattet.

Mittels einer Dosierschnecke wird der trockene Brennstoff anschließend in einen Mischer /

Mischschnecke gefördert, in den auch ein Teil des entwässerte Klärschlamm (aus dem

Annahmebunker 1 über eine „Schälschnecke“) mengendosiert hineingepumpt wird.

Die „Schälschnecke“ schält dabei die Materialwurst aus der Dickstoffleitung scheibenweise

ab und gibt die Klärschlammmenge brockenweise in die mit trockenem Klärschlamm

vorgefüllten Mischer/Mischschnecke.

In dem Mischer (Mischschnecke) werden die beiden Stoffströme auf den für die Verbrennung

optimalen TS-Gehalt zwischen 40 bis 50% bzw. einen Heizwert von ca. 4,5 MJ/kg gemischt.

Mittels einer kurzen Stopfschnecke wird die Mischung in den Kratzradzerkleinerer gefördert,

welcher speziell für pastöse Brennstoffe entwickelt wurde. Der Kratzradzerkleinerer hat die

Aufgabe, die aneinanderhaftenden größeren Brennstoffbrocken in entsprechende kleine

Stücke zu zerkleinern und die für die Feuerung erforderliche Stückigkeit resp. Brennstoff-

Größe aufzubereiten. Mittels Einblasschurre wird dann der aufbereitete kleinstückige

Brennstoff in den Feuerraum eingeblasen.

Die Brennstoffbeschickung zur Mischung pastöser und trockener Brennstoffe besteht im

Wesentlichen aus:

- Dickstoffpumpe für entwässerten Klärschlamm mit anschließender Rohrleitung

(dosiert entwässerten Schlamm aus Bunker 1 in den Mischer)

- Becherwerk

- Dosiervorlagebehälter ca. 1m³ (12,5 m Höhe)

- Stopf-/Schälschnecke

- Mischer/Mischschnecke

- Kratzradzerkleinerer für Klärschlamm (Beschicker)

- Einblasschurre

Ablaufschema 7.2.3.1a: Brennstoffbeschickung – KVT Zirngibl



Beschreibung

7.2.3.2. Verbrennung Wirbelschichtfeuerung

Wie bereits eingangs dargestellt, handelt es sich bei dem Kessel um ein 4-zügiges System.

Verbrennung: Typ: 4-zügig mit Wirbelschichfeuerung,

Dampfkessel/Economiser

Zuführmenge: max. 26.200 t/a5 (40 bis 50% TS; 4,5 MJ/kg)

≙ 10.400 bis 13.100 tTS/a

Verweilzeit der Rauchgase: ≥ 2 Sekunden6

Mindesttemperatur: ≥ 850°C4

* technische Zeichnungen des Kessels, Feuerungsleistungsdiagramm, Berechnungen der

Verweilzeit – siehe Anhang / Datenblätter.

Im ersten Kesselzug ist die Wirbelschichtfeuerung integriert. Diese besteht im Wesentlichen

aus:

dem Wirbelbett (Pkt. 7.2.3.2.1)

der unteren Nachverbrennungszone (Pkt. 7.2.3.2.2)

der obere Nachverbrennungszone (Pkt. 7.2.3.2.3)

Anfahr- und Stützfeuerung inkl. Lagerung Brennstoff Stützfeuerung (Pkt.

7.2.3.2.4)

dem Bettmaterialabzug (Pkt. 7.2.3.2.5)

dem Düsenboden mit Wirbelgassystem (Pkt. 7.2.3.2.6)

SNCR-Anlage (Pkt. 7.2.3.2.7) sowie

dem Verbrennungsluft- und Rezirkulationsgassystem.

Bei der Wirbelschichtfeuerung wird ein heißes Sandbett von unten mit Verbrennungsluft

durchströmt und damit in der Schwebe gehalten. Der zu einem großen Teil in das Wirbelbett

eintauchende Brennstoff, hier der Klärschlamm wird thermisch umgesetzt und kann sehr gut

ausreagieren. Der übrige Teil des Brennstoffs reagiert oberhalb des Wirbelbettes (in der

unteren und oberen Nachverbrennungszone).

Die für die Wirbelschichtfeuerung benötigte Verbrennungsluft wird aus der

Brennstoffannahme (Bunkerbereich 1+2) also aus geruchsbelasteten Zonen abgesaugt.

Etwaige geruchsbelästigende Stoffe werden so im Feuerraum verbrannt (und damit

thermisch zerstört). Die gesamte Verbrennungsluft wird durch das Verbrennungsluftgebläse

auf den für Brenner und Sekundärluft notwendigen Vordruck verdichtet.

Die Verteilung der Verbrennungsluft auf

- Wirbelluft (dient der Fluidisierung des Sandbettes)

- Brennerluft,

- Sekundärluft und

- Verdünnungsluft für Ammoniak

erfolgt geregelt.

5 In Summe entwässerter Klärschlamm + extern getrockneter Klärschlamm + RHS Trocknermenge 6 Entsprechend Vorgabe 17. BImSchV



Beschreibung

Neben der Verbrennungsluft, kann bzw. wird der Feuerung Rezirkulationsgas zugegeben.

Das Rezirkulationsgas wird nach dem Gewebefilter entnommen und mit dem

Rezirkulationsgasgebläse auf den für das Wirbelgas sowie für die Brenner und

Sekundärluft notwendigen Vordruck verdichtet. Die Verteilung des Rezirkulationsgases

auf Wirbelluft und Brennerluft erfolgt ebenfalls geregelt, über Klappen.

Zur Verhinderung von Korrosion bei Vermischung mit Rezirkulationsgas und zum

zusätzlichen Eintrag von Wärme in die Feuerung wird die Verbrennungsluft entsprechend

der verfahrenstechnischen Anforderungen vorgewärmt.

7.2.3.2.1. Wirbelbett (Zug 1):

Der zu einem großen Teil in das Wirbelbett eintauchende Brennstoff wird thermisch

umgesetzt und kann sehr gut ausreagieren. Der übrige Teil des Brennstoffs reagiert oberhalb

des Wirbelbettes. (siehe Bild 7.2.3.)

Das Wirbelbett ist, von mit Feuerfestmaterial abgekleideten Verdampferwänden umhüllt.

Die Feuerfestauskleidung schützt die Heizflächen vor Korrosion, Erosion und zu hoher

Wärmebelastung.

Für die Auslegung des Wirbelbettes sind vorwiegend zwei Kriterien ausschlaggebend:

Zur Sicherung einer stabilen Fluidisierung ist eine brennstoff- und geometrie-

abhängige Leerrohrgeschwindigkeit im Wirbelbett einzuhalten. Diese lässt

sich durch die Variation der Wirbelgasmenge regeln.

Durch die Regelung des Feuerungssystems wird eine konstante Temperatur-

verteilung über den gesamten Lastbereich erreicht.

Die ablaufenden Prozesse werden durch die Eigenschaften einer stationären

Wirbelschicht hervorragend begünstigt, insbesondere durch:

Hohen Wärme- und Stoffaustausch im Wirbelbett,

Stabilisierung der Betttemperatur durch die Masse des heißen Bettmaterials,

Große Reaktionsflächen und hohe Turbulenz zwischen Brennstoff und Luft

7.2.3.2.2 Untere Nachverbrennungszone (Zug 1)

Die untere Nachbrennzone befindet sich zwischen Wirbelbett und oberer

Sekundärluftebene.

Flüssige und feste Brennstoffe werden unterhalb der unteren Sekundärluft gleichmäßig

auf das Bett verteilt. Endotherme Prozesse, Trocknung und Entgasung, finden teilweise

bereits auf dem Weg zwischen Brennstoffeintritt und Wirbelbett statt. Je höher die

spezifische Oberfläche der Brennstoffpartikel (Teile), umso mehr Brennstoffteile reagieren

bereits über dem Wirbelbett.

7.2.3.2.3 Obere Nachverbrennungszone: (Zug 1)

Der Bereich zwischen oberer Sekundärluftebene und dem Ende der keramischen

Auskleidung der Verdampferwände bzw. Heizflächen im ersten Zug wird als obere Nach-

brennzone bezeichnet.

Trocknung, Entgasung und Vergasung sind in der Regel im Wirbelbett und in der unteren

Nachbrennzone abgeschlossen.



Beschreibung

In der oberen Nachbrennzone laufen folgende Prozessschritte ab:

Verbrennung der in den beiden unterstöchiometrischen Bereichen (Wirbelbett,

untere Nachverbrennungszone) erzeugten brennbaren Gase und Stäube,

Wärmeaustausch mit den Verdampferwänden, bzw. Heizflächen

Wärmetausch mit der unteren Nachbrennzone und dem darüber liegenden

Strahlungsteil des 1. Kesselzuges

In dieser Zone wird die Sekundärluft zugeführt. Die in diese Zone eingeleiteten Abgase

haben Sauerstoffmangel und reagieren mit Sekundärluft.

Bei zu tiefen Temperaturen verbleiben unverbrannte Gase, wie Kohlenwasserstoffe und

Kohlenmonoxid, im Abgas, daher ist eine Verweilzeit der Rauchgase von ≥ 2 Sekunden

bei einer Mindesttemperatur von ≥ 850°C vorgesehen. Klärschlamm darf erst

aufgegeben werden, wenn diese Mindesttemperatur von 850°C (Rauchgastemperatur)

erreicht ist. Für den Fall, dass mit dem Klärschlamm diese Temperatur nicht gewährleistet

werden kann, verfügt die Anlage über eine sogenannte Anfahr- und Stützfeuerung.

Um zu erreichen, dass eine Beschickung der Anlagen mit Klärschlamm nur so lange erfolgt,

wie die Mindesttemperatur aufrechterhalten werden kann, wird die Anlage mit nach 17.

BImSchV zugelassenen Temperaturmessstellen ausgestattet. Mit diesen

Temperaturmessstellen, die regelungstechnisch (abgenommene Regelung) mit dem

Stützbrenner gekoppelt sind, wird sichergestellt, dass bei Abfall der Temperatur auf < 900°C

rechtzeitig, automatisch der Stützbrenner eingeschaltet und unter Einhaltung des >2sec,

>850°C Kriteriums, die dann fehlende Energie geregelt zugefeuert wird.

Im unwahrscheinlichen Falle des Ausfalles der Rauchgasreinigungseinrichtungen und infolge

dessen bei Überschreitung der Emissionsgrenzwerte im Abgas, wird der Betreiber direkt

nach der Überschreitung per Meldung informiert. Nach 17. BImSchV dürfen die Grenzwerte

nicht länger als auf 4 aufeinander folgenden Stunden und maximal 60 Stunden pro

Kalenderjahr überschritten werden. Nach Ablauf dieser „Grenze“, wird die Anlage

automatisch abgefahren und in einem sicheren Zustand stillgesetzt.

7.2.3.2.4 Anfahr- und Stützfeuerung inkl. Lagerung Brennstoff (Heizöl HEL):

In der 17. BImSchV ist eine Verbrennungstemperatur von mindestens 850 °C, die nach der

letzten Luftzugabe (also in der oberen Nachverbrennungszone) für mindestens 2 Sekunden

einzuhalten ist, zwingend vorgeschrieben. Bei Unterschreiten dieser Temperatur werden

automatisch die Stützbrenner der Anlage zugeschaltet, um das geforderte Temperaturniveau

aufrecht zu erhalten. Eine Unterschreitung der Temperatur während der Abfallverbrennung

ist somit technisch nicht möglich.

Im vorliegenden Vorhaben soll für die Anfahr- und Stützfeuerung Heizöl eingesetzt werden,

dieses wird in 5 x 1.000 l Tanks in einem separaten Raum (F90) gelagert.

Stützbrenner: ca. 2,9 MWth

Lagerung Heizöl: doppelwandige bauartzugelassene Heizöltanks 5 x 1m³

Aufstellung der Behälter in F90 Raum



Beschreibung

7.2.3.2.5. Düsenboden

Über den Düsenboden wird das für die Fluidisierung des Sandbettes erforderliche

„Wirbelgas“ zugeführt. Das Wirbelgas ist eine Mischung aus Rezirkulationsgas

(abgekühltes und gereinigtes Rauchgas) und Verbrennungsluft und wird in einem

Druckerhöhungsgebläse (= Wirbelgasgebläse) zur Überwindung des Druckverlusts des

Betts weiter verdichtet.

Der Düsenboden wird als offener Düsenboden ausgeführt. Die großzügige

Dimensionierung der Freiräume zwischen den Düsentaschen ermöglicht das Passieren

von Störstoffen, sodass Verstopfungen (Blockaden) des Düsenbodens vermieden

werden.

Die Geometrien der Düsentaschen (Düsen) stellt eine homogene Wirbelgasverteilung

über den gesamten Querschnitt des Wirbelbettes sicher.

7.2.3.2.6. Bettmaterialabzug:

Der Bettmaterialabzugstrichter ist als gekühlte Membranwandkonstruktion ausgeführt und

mit Feuerfestmaterial ausgekleidet. Die Austragseinheit besteht aus einem speziell

entwickelten Pendelaustrag, Förderschnecke, Sichter und Doppelpendelklappe.

Bei Normalbetrieb sind der Abzugstrichter zwischen Düsenebene und Pendelaustrag mit

Bettmaterial gefüllt. Bettmaterial wird durch den Austragsstößel aus dem Trichter

herausgedrückt. Das dabei freiwerdende Volumen wird von oben aus dem Bett

nachgefüllt und damit der erforderliche Luftabschluss zwischen Austrag und Wirbelschicht

sichergestellt. Zwischen den Düsentaschen strömt Wirbelgas in das Wirbelbett ein und

kühlt das abströmende Bettmaterial. Zusätzlich wirkt das Wirbelgas als Sichter. Bei

Stillstand wirkt der Pendelaustrag als Absperrung und bei Betrieb als geregelter Abzug.

Im Kreuzstromsichter wird Feinkorn abgetrennt und in den Feuerraum zurückgeblasen.

Gröberes Material wird über die Doppelpendelklappe abgezogen und z.B. in

transportierbaren Mulden/Containern zwischengelagert.

7.2.3.2.7. SNCR-Anlage

Zur Minderung der NOx-Konzentration im Rauchgas auf den gesetzlich geforderten

Grenzwert wird u.a. eine SNCR-Anlage (Selective Non Catalytic Reduction – nicht

katalytische NOX-Reduzierung/Reduktion) vorgesehen:

Dabei wird Ammoniakwasser (ca. 19% NH3 in H2O) in einem beheizten Verdampfer

verdampft und dem Verdünnungsluftstrom zugeführt.

Die Verdünnungsluft wird mit Ammoniak oberhalb der oberen Verbrennungszone

eingeblasen und intensiv mit dem Rauchgas vermischt.

Bei Temperaturen zwischen 850°C und 950°C reagiert Ammoniak mit Stickoxiden des

Rauchgases zu Stickstoff und Wasserdampf.



Beschreibung

Die NH4OH (ca. 19%-ig)

Lösung wird in Transport-

behältern (1 m³ IBC)

angeliefert und in einer

zugelassenen Auffangwanne

aufgestellt. Diese Auffang-

wanne steht leicht erhöht auf

einem Betonsockel. Neben

dem erhöht stehenden IBV-

Transportgebinde wird ein

Dosierbehälter/Dosierstation

mit V=600l) in einer weiteren

Auffangwanne aufgestellt.

Mit einer Pumpe wird das

Ammoniakwasser über eine

doppelwandige Leitung zu der

SNCR-Verdampfereinheit gepumpt. Die Dosierung erfolgt in Abhängigkeit des Reingas-

wertes von NOX.

Lagerung NH4OH: 3 x Transportgebinde V = 1.000l IBC

1 x Dosiervorlage V = 600 l

Aufstellung: jeweils in Auffangwanne

7.2.3.2.8. Sandsilo

Wie bereits dargestellt, handelt es sich bei der Wirbelschichtfeuerung um eine Feuerung, die

in einer Wirbelschicht aus zerkleinertem Brennstoff und heißer Verbrennungsluft stattfindet.

Je nach Eigenschaft der Brennstoffe muss Sand zur Fluidisierung in die Wirbelschicht

zugegeben werden.

Um im Bedarfsfall Sand der Verbrennung zuzugeben, wird der Sand in einem Sandsilo mit

einem Fassungsvermögen von ca. 10m³ gelagert. Dieses Sandsilo verfügt über eine Befül-

leinrichtung, den Silofilter mit beheizter Druckluftabreinigung, eine mech. Über-/

Unterdrucksicherung des Silos sowie eine Temperatur-, Druck- und Füllstandsüberwachung.

Sandsilo: Sandlagerung

V ca. 10 m³



Beschreibung

7.2.3.3. Dampferzeuger (2./3. Kesselzug und 4. Zug) und Speisewassersystem

Das im ersten Zug entstehende Rauchgas strömt nach einer Verweilzeit im ersten Zug von

mindestens 850°C und einer Verweilzeit von mindestens 2 Sekunden, in eine

Heißgaszyklonanlage und anschließend in den 2. Zug bzw. 3. Zug des Kessels, dem

Dampfkessel.

7.2.3.3.1. Dampfkessel

Die Dampfkesselanlage in Wasserrohrbauweise entzieht den heißen Rauchgasen die

fühlbare Wärme. Im vorgesehenen Konzept ist ein wesentliches Merkmal, das ebenfalls

die Brennkammer von den Rohr-Steg-Rohr Wänden des Kessels umschlossen und

gebildet wird. Dieses Konzept reduziert die erforderliche Aufstellungsfläche der Anlage

erheblich.

D.h. „die Verdampfung“ / der Kessel besteht insgesamt aus zwei Leerzügen und einem

Konvektionszug. In den ersten Zug ist die Feuerung integriert. Die in der Feuerung

gebildeten Rauchgase werden in zwei Strahlungszügen so weit abgekühlt, dass die

Kondensation der im Feuerraum entweichenden gasförmigen Salze weitestgehend

abgeschlossen ist und daher Korrosion und Anbacken an den nachfolgenden

Konvektionsheizflächen weitestgehend verhindert wird.

Im dritten Zug werden der rauchgasseitige Luftvorwärmer und die Konvektionsheizflächen

/ Membranwände als Verdampfer, angeordnet.

Für die vorgesehene Auskopplung der Nutzwärme mittels Sattdampf werden Verdampfer

und Speisewasservorwärmer eingesetzt. Für den Bereich der Vorwärmer wird darauf

geachtet, dass wasserseitige Temperaturen so gewählt werden, dass Taupunktkorrosion

etc. ausgeschlossen werden.

Zum Schutz vor unzulässigem Druckanstieg ist ein Sicherheitsventil eingebaut. Die

Ausblaseleitung des Sicherheitsventils wird über Dach (mit Schalldämpfer) geführt.

Dampfkessel: Dampfleistung: 4,25 bis 5,8 t/h

7.2.3.3.2. Economiser

Zur besseren Ausnutzung der im Rauchgas enthaltenen Wärmeenergie ist dem Kessel

ein Economiser (= Dampf-Heißwasser-Wärmetauscher) nachgeschaltet.

Hersteller/Typ: T_Spw. EIN 130-140°C / T_Spw. AUS ca. 205°C oder vergl.

7.2.3.3.3. Abschlämmung

Beim Verdampfungsprozess von dem Wasser, bleiben Substanzen wie Salze, Silikate

und Schmutzpartikel im Kesselwasser zurück, die nicht in den Dampf übergehen und sich

im Laufe der Zeit aufkonzentrieren. Das aufkonzentrierte Wasser muss daher regelmäßig

abgeschlämmt werden, um Korrosion und Ablagerungen im Verdampfungssystem zu

vermeiden.

Das Abschlämmwasser steht unter Druck, daher ist ein Ablassentspanner vorgesehen, in

dem das Abschlämmwasser auf atmosphärischen Druck entspannt wird, bevor es einem



Beschreibung

Zwischenbehälter zugeführt wird. Durch den Ablassentspanner kann auch im Falle, dass

das Kesselwasser abgelassen werden muss, dieses entspannt werden.

Von dem Zwischenbehälter (Abschlämmbehälter 1) soll das Abschlämmwasser wieder

dem Prozess (in diesem Fall der Klärschlammtrocknung) zugegeben werden.

Zwischenbehälter (Abschlämmbehälter 1): 1 m³

Auffangbehälter

Für den Fall, dass das Abschlämmwasser infolge von z.B. Betriebsunterbrechungen nicht

gleich dem Prozess zur Trocknung zugeleitet werden kann, ist ein freier Überlauf

vorgesehen, über den das Wasser einem separaten Behälter außerhalb der Halle

zugeführt werden kann.

Im Bedarfsfall müsste dieses Wasser vom Betreiber abgefahren und ordnungsgemäß

entsorgt werden.

Auffangbehälter: 40 m³ (ausschließlich bei Betriebsunterbrechngen

7.2.3.3.4. Speisewasser-/system und Wasseraufbereitung

Für den Verdampfungsprozess wird dem System über eine Trommel über dem Kessel

Wasser zugegeben, das Wasser zirkuliert durch die Kesselrohre und verdampft teilweise.

Der Dampf gelangt wieder in die Trommel und wird dort abgeschieden und in die

Frischdampfleitung abgeleitet. Bei Bedarf kann dieser Dampf in Konvektionsheizflächen

überhitzt werden. Im vorliegenden Projekt wird der Sattdampf direkt aus der

Dampftrommel einer SD-Gegendruckturbine zugeführt.

Speisewassersystem

Zur Versorgung des dafür benötigten Wassers wird die über dem Kessel liegende

Trommel mit Speisewasser aus dem Speisewasserbehälter versorgt, mittels einer

Speisewasserpumpgruppe sowie einer Regelstation.

Der Speisewasserbehälter speist sich wiederrum aus Kondensations-/ Unterkühlungs-

prozessen aus dem Sattdampf nach der Dampfturbine. Das nach einem Heizkondensator

anfallende Kondensat wird über Pumpen (Kondensatpumpen) dem Speisewasserbehälter

zugeführt. Der Kreislauf schließt sich.

Zum Notablass Dampftrommel/Kessel und zur Ableitung von Abschlämmwasser aus der

Dampftrommel ist ein Ablassentspanner mit entsprechender Peripherie vorgesehen.

Speisewassersystem: Pumpen: 2 Stk.

Typ /Hersteller: KSB (oder vgl.)

Speisewasserbehälter: 8 m³



Beschreibung

Wasseraufbereitung

Durch Absalzung der Kesseltrommel, sowie nicht weiter verwendbare Kondensate treten

Wasserverluste auf. Das zum Ausgleich der Verluste zugeführte Wasser wird, um die

vorgeschriebene Kesselspeisewasserqualität bereitzustellen in einer Wasserauf-

bereitungsanlage entsprechend aufbereitet.

Ferner ist die Aufgabe der Wasseraufbereitung, Wasserverluste durch außerordentliche

Betriebszustände zu kompensieren. Die Wasseraufbereitung ist mit jeweils einem

Frischwasser- und VE7-Wassertank, einer zweifachen Enthärtung, einer Umkehrosmose

und einer Elektrodeionisation (kurz EDI) ausgerüstet.

Zur Anhebung des Speisewasser-pH-Wertes kann bzw. wird dem Speisewasser im

Bedarfsfall Natronlauge (Zugabe an der Wasseraufbereitung) zugegeben.

Wasseraufbereitung: Typ / Hersteller: EWT (oder vgl.)

Q = ca. 1,5 t/h

Lagerung Natronlauge: 5 x 30kg im Kanister

7.2.3.3. Rauchgasreinigung bzw. Minderungsmaßnahmen für NOX

Um die gesetzlich vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte einzuhalten, werden eine Vielzahl

an Maßnahmen ergriffen, wie z.B.:

NOx Minderungsmaßnahmen direkt im Kessel (im 1.Zug) (Pkt. 7.2.3.3.1)

SNCR-Anlage (Pkt. 7.2.3.3.2)

Heißgaszyklonanlage (Pkt. 7.2.3.3.3)

Trockene Rauchgasreinigung (Pkt. 7.2.3.3.4)

7.2.3.3.1. NOx Minderungsmaßnahmen direkt im Kessel (im 1.Zug) = primäre NOx-

Reduzierung

Bereits durch die bei der Verbrennung herrschenden Parameter lässt sich die NOx-

Konzentration im Rauchgas beeinflussen. Bei der Verbrennung besteht ein Gleichgewicht

zwischen Stickstoffverbindungen und Sauerstoff. Je höher die Feuerraumtemperatur, je

größer der Überschuss an Sauerstoff und je geringer die Konzentration an reduzierenden

Stickstoffverbindungen sind, umso höher ist die Konzentration an Stickoxiden.

Daher besteht die wesentliche NOX-Reduktionsmaßnahme durch Art und Regelung der

Feuerung (Primäre NOX-Reduzierung). Dabei sind folgende Charakteristika der gestuften

Verbrennung verantwortlich:

Auslegung der Gesamtanlage in Hinblick auf eine geringe

Feuerraumendtemperatur,

Betrieb der gesamten Feuerung bei gleichmäßiger niedriger Temperatur durch

Regelung der Temperatur für die einzelnen Abschnitte im Feuerraum,

Einstellung einer reduzierenden Atmosphäre im Wirbelbett und in der unteren

Nachbrennzone.

7 VE = voll entsalzt



Beschreibung

7.2.3.3.2. SNCR-Anlage = sekundäre NOx-Reduzierung

Beschreibungen hierzu, können den Ausführungen unter Punkt 7.2.3.2.7 entnommen

werden.

7.2.3.3.3. Heißgaszyklonanlage

Nach dem ersten Kesselzug, in den die Wirbelschicht integriert ist, ist eine

Heißzyklonanlage angeordnet, die in einem Temperaturbereich zwischen 700-750°C

arbeitet.

Das Rauchgas strömt demnach nach einer Temperatur im ersten Zug von mindestens

850°C und einer Verweilzeit von mindestens 2 Sekunden, sowie der NOX-Reduzierung

(SNCR), mit ca. 700-750°C, in die Heißgaszyklonanlage (bestehend aus 2x

Heißgaszyklonen).

Diese Heißgaszyklonanlage scheidet grobe Partikel und Staubfrachten vor dem Eintritt in

den 2. und 3. Kesselzug und vor dem Gewebefilter (siehe trockene Rauchgasreinigung)

ab und dient somit als Entstaubungseinrichtung. Im vorliegenden Fall soll die Zyklon-

anlage zur Abscheidung phosphorreicher und schadstoffreduzierter Asche vor dem

Gewebefilter dienen.

Heißgaszyklon: 2 Stück

Typ: AA/BC 400 KNM 019 (oder vgl.)

7.2.3.3.4. Trockene Rauchgasreinigung (mit Gewebefilter und Zugabe von Additiven)

Das sogenannte trockene Rauchgasreinigungsverfahren dient der Reinigung von Ab-

gasen aus Verbrennungsprozessen für eine Vielzahl von Schadstoffen wie HCl, HF, SO2

und SO3, Schwermetalle, PCDDs (Dioxine) und PCDFs (Furane) und Staub (Flugasche).

Die trockene Rauchgasreinigung besteht im Wesentlichen aus

- einer Dosierstelle für die Sorbenzien (4)8 in den Rauchgasweg,

- einer Reaktionsstrecke (5)* mit einer definierten Verweilzeit

- einem Gewebefilter (6)* um die Sorbenzien, die die Schadstoffe angelagert bzw.

absorbiert haben und Restaschen aus dem Rauchgasstrom abzuscheiden und

- der Adsorptionsmittelzudosierungsanlage bzw. Lagerung der Adsorptionsmittel

(Herdofenkoks, NaHCO3)

8* siehe Abbildung 7.2.3.3.4a



Beschreibung

Abbildung 7.2.3.3.4a: trockene Rauchgasreinigung

Die gereinigten Rauchgase werden anschließend über den Kamin abgeleitet. Das Reinigungsprinzip der trockenen Rauchgasreinigung beruht auf der Adsorption d.h.

der Anlagerung der „Schadstoffe“ an der Oberfläche der Adsorbenzien. Reaktionsstrecke Adsorbens

Die für die trockene Rauchgasreinigung benötigten Sorbenzien sind Aktivkohle /

Herdofenkoks und Natriumhydrogen-/bicarbonat (NaHCO3).

Das frische Natriumhydrogen-/bicarbonat wird in einem Silo gelagert und mittels einer

Austragsschnecke zur Dosierstelle für die Sorbenzien (4)9* gefördert.

Während die (feingemahlene) Aktivkohle/Herdofenkoks in 2 Big-Bag-Entleerungsstationen

gelagert und mittels einer Austragsschnecke zur Dosierstelle für die Sorbenzien(4)* gefördert

wird.

An der Dosierstelle (4*) werden die Sorbenzien gemeinsam in den Rauchgasstrom dosiert.

9* siehe Abbildung 7.2.3.3.4a



Beschreibung

Der Rauchgasstrom reißt die Sorbenzien mit und in der nachfolgenden Reaktionsstrecke (5*)

die aus einem Vertikalen Rohr mit Umlenkung nach unten besteht, werden die Stoffe mit

dem Rauchgas intensiv durchgemischt und reagieren mit den Schadstoffen.

Nicht mitgerissene Sorbenzien werden mit der Rückführschnecke (3*) zurück zur Aufgabe

gefördert.

Gewebefilter:

Im Anschluss an das vertikale Fallrohr der Reaktionsstrecke (5)* ist der Gewebefilter

installiert.

Der Gewebefilter dient der Staubabscheidung. Gewebefilter sind bei Weitem die

effizientesten Apparate zur Staubabscheidung. So liegt die Abscheideleistung von

Gewebefiltern deutlich über allen anderen Apparaten, auch über der von elektrischen

Abscheidern.

Neben dieser effizienten Staubabscheidung bieten sie zusätzlich den auf dem Gewebe

aufgebauten Filterkuchen als zusätzlichen Adsorptionsreaktor an.

Hier gelangen die Rauchgase und die Sorbenzien als Gemisch in die Verteilkammer

unterhalb der Filterkerzen. Das Rauchgas und die Sorbenzien steigen auf und die

Sorbenzien mit den angelagerten und eingebundenen Schadstoffen zusammen mit der

Restasche bleiben als Filterpelz auf den Filterschläuchen zurück. Das Reingas durchströmt

die Filterschläuche und gelangt über die Reingaskammer zu dem Saugzuggebläse, dass die

Rauchgase ansaugt und über den Kamin ableitet.

Der Gewebefilter ist so dimensioniert, dass die Aufstiegsgeschwindigkeit der Rauchgase so

niedrig ist, dass beim Rückreinigen der Filterschläuche der abgesprengte Filterpelz nach

unten in den Ascheaustrag des Gewebefilters herabfallen kann.

Um den Sorbenzienverbrauch zu optimieren, wenn nach einem Durchlauf die Sorbenzien

noch nicht in ihrer Aufnahmefähigkeit erschöpft sind, wird aus dem Ascheaustrag (1) über

einen Zwischenablauf eine große Menge Sorbenz zurück zur Aufgabestelle in die

Aufgabeschnecke (2) gefördert und erneut in den Rauchgasstrom dosiert.

Der Gewebefilter wird mit einer Rauchgastemperatur von ca. 160-175°C beaufschlagt. Der

Differenzdruck am Filter wird kontinuierlich überwacht und registriert. Schäden bzw. Defekte

am Filter können so z.B. durch einen Anstieg des Differenzdrucks angezeigt werden.

Zudem würde, bei „Schäden der Filter“ der Anstieg der Staubemission über die installierte

Online-Staubmessung erfasst werden. Diese Messun

Rückert NatUrgas GmbH · 2020. 7. 10. · Wirbelschichtofen (Wirbelbett, untere...

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