Projekt 03307/01

Voruntersuchungen für die Pilotanlage zur Ascheverwertung nach dem DISPERSOPT-Verfahren

Projektdurchführung

IVU Ingenieurgesellschaft Verfahrens- undUmwelttechnik für komplexe Recyclinglösungen mbH
Zeitzer Str. 12
99091 Erfurt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die IVU GmbH hatte das so genannte Dispersopt-Verfahren zur komplexen Verwertung von Verbrennungsprodukten westelbischer Rohbraunkohle im kleintechnischen Bereich in erster Linie durch Empirie entwickelt. Das Verfahren wurde als ökologisch sinnvolle Verwertungslösung für kompliziert aufzubereitende Kraftwerksreststoffe angesehen. Das umweltfreundliche, abwasser- und emissionsfreie Ascheverwertungsverfahren sollte hochwertige Produkte liefern, die zum Abdichten von Tagebaurestlöchern, zur Böschungs- und Hangstabilisierung und - in Abhängigkeit von straßenbaulichen Zulassungen - im Komplexrecycling mit gebrochenem Altbeton für Straßenbaumaßnahmen eingesetzt werden könnten. Zur erstmaligen Demonstration des Verfahrens sollte eine großtechnische Pilotanlage zu Forschungs- und Produktionszwecken gebaut und in Betrieb genommen werden. Zur Umsetzung des Verfahrens schloss sich die Firma IVU 1992 mit der Mitteldeutschen Umwelt- und Entsorgungs GmbH MUEG unter Wahrung der betriebsspezifischen Eigenständigkeit beider Partner zur intensiven Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Verwertung von Kraftwerksreststoffen in einer Arbeitsgemeinschaft (ARGE) zusammen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen der ersten Phase des Projektes sollten folgende Leistungen erbracht werden:
- Technische Versuche mit simulierter Behandlungstrommel; zur Verarbeitung stehen differenzierte Verbrennungsprodukte der Profener Rohbraunkohle an;
- Herstellung von Probekörpern und Formstücken unter Verwendung der vorbereiteten Asche; Grundlagenprüfung auf Dichtigkeit und Beständigkeit bei Unterwasserlagerung;
- Festlegung spezifischer Parameter des Behandlungselementes auf der Grundlage der Versuchsergebnisse;
- Konstruktion des Behandlungselementes mit Einlaufbauwerk und -mechanik sowie Auslaufbauwerk;
- Konstruktion des spezifischen Anlagenkreislaufbehandlungselements, Brüdenabsaugung, Nassentstaubung, Wasserrückführung;
- Konstruktion der Gesamtanlage unter Berücksichtigung der Güteparameter, des Maschinenaufstellungsplanes und des Erd- und Stahlbaus;
- Wirtschaftlichkeitsgutachten;
- Wissenschaftliche Begleitung durch das Erdbaulabor Göttingen.


Ergebnisse und Diskussion

Die Pilotanlage wurde in der ersten Projektphase hinsichtlich der konstruktiven Auslegung von Anlagenkomponenten optimiert und in betriebswirtschaftlicher Hinsicht geprüft und qualifiziert. Für folgende Aufgabenkomplexe wurden Lösungen entwic kelt und wie beantragt planerisch bzw. konstruktiv umgesetzt:
- Baugrundverbesserung für den Standort der Anlage, (aufgeschüttetes Gelände),
- Festlegung der Verfahrenswege und -varianten, Konstruktion der Anlage;
- Bestimmung der chemisch-physikalischen Eigenschaften von verfestigten Aschedispergaten und Einsatzbedingungen auf der Grundlage relevanter Vorschriften und Richtlinien (Eignungsnachweise);
- Gutachten des vereidigten Wirtschaftsprüfungs-Büros Schnelle & Partner, Bielefeld.
Nach den Ausführungen der IVU GmbH wurde die Homogenisierung verschiedener Materialien (Filteraschen- und Komplexdispergate) durch Dispersoptimierung im Rahmen der Voruntersuchungen gutachterlich (Erdbaulabor Göttingen; Wisstrans Umwelt Thüringen GmbH) bestätigt.
Aus den verfahrenstypisch sich ergebenden Möglichkeiten, Kraftwerksaschen verschiedener Energieerzeugungsstätten multivalent so aufzubereiten, dass ein breit gefächertes Spektrum von Verwertungs-, Recycling- und Sanierungsvarianten erfasst werden kann, folgte die Auslegung der Pilotanlage. Die Bewältigung des Aufgabenkomplexes sollte mit hochleistungsfähiger innovativer Anlagentechnik erfolgen, die variable Betriebs- und Prozessführungsvarianten ermöglicht. Darüber hinaus wurden Fragen des Korrosionsschutzes, des Verschleißes, der Entstaubung, der Anlagensteuerung und der Weiterbehandlung von Fehlchargen im Rahmen der ersten Projektphase in der Theorie beantwortet.
Die IVU gestaltete die Anlage mit einer Annahmekapazität für BFA von 100 t pro Schicht konstruktiv und steuerungstechnisch so, dass sie flexibel auf verschiedene Aschetypen eingestellt werden konnte, den sicheren Winterbetrieb garantierte und als Produktionsanlage gleichberechtigt auch den großtechnischen Versuchsbetrieb ermöglichte. Auf der Grundlage dieser großtechnischen Versuche sollten künftig weitere spezifisch zugeschnittene Recyclinganlagen für andere Standorte konzipiert und realisiert werden können.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse der Voruntersuchungen der ersten Projektphase wurden gemeinsam mit Gutachtern diskutiert.


Fazit

Nach Ansicht der Gutachter waren aus wissenschaftlicher Sicht die grundlegenden Fragen nach den phasenmineralogischen bzw. physikochemischen Umwandlungsprozessen, die das Dispersopt-Verfahren ausmachen, offen geblieben. Die Gutachter bestätigten insgesamt den innovativen Charakter des Verfahrens, empfahlen jedoch vor dem Bau einer großtechnischen Pilotanlage dringend, die tatsächlichen Umwandlungsprozesse bei der Behandlung der Aschen zu untersuchen, um gesicherte wissenschaftliche Aussagen zu den stofflichen Veränderungen innerhalb des Dispersopt-Verfahrens machen zu können.
Das im Vorfeld von der DBU als Gutachter einbezogene Institut für Gesteinshüttenkunde der RWTH Aachen erarbeitete daraufhin einen Projektantrag, um gemeinsam mit der IVU GmbH die wissenschaftlichen Voruntersuchungen der Verfahrensgrundlagen durchzuführen. Damit sollte das Verfahren einerseits optimiert und andererseits insgesamt wissenschaftlich-technisch abgesichert werden. Der Projektantrag AZ 05871 Wissenschaftliche Voruntersuchung der Verfahrensgrundlagen für die Ascheverwertung nach dem Dispersopt-Verfahren der RWTH Aachen wurde der DBU im Juni 1994 vorgelegt.