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EP2668445B1 - Aufbereiten von müllverbrennungsasche - Google Patents

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Publication number
EP2668445B1
EP2668445B1 EP12707240.3A EP12707240A EP2668445B1 EP 2668445 B1 EP2668445 B1 EP 2668445B1 EP 12707240 A EP12707240 A EP 12707240A EP 2668445 B1 EP2668445 B1 EP 2668445B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ash
classification
processing plant
liquid
grain size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP12707240.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2668445A2 (de
Inventor
Friedrich-Wilhelm Evers
Alexandra Beckmann
Manfred Klinkhammer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mdsu Mitteldeutsche Schlacken Union & Co KG GmbH
SCHAUENBURG MASCHINEN-UND ANLAGEN-BAU GmbH
Original Assignee
Mdsu Mitteldeutsche Schlacken Union & Co KG GmbH
Schauenburg Maschinen-Und Anlagen-Bau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45808754&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2668445(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Mdsu Mitteldeutsche Schlacken Union & Co KG GmbH, Schauenburg Maschinen-Und Anlagen-Bau GmbH filed Critical Mdsu Mitteldeutsche Schlacken Union & Co KG GmbH
Priority to PL12707240T priority Critical patent/PL2668445T3/pl
Priority to SI201231975T priority patent/SI2668445T1/sl
Priority to HRP20220100TT priority patent/HRP20220100T1/hr
Priority to SM20220061T priority patent/SMT202200061T1/it
Priority to RS20220078A priority patent/RS62879B1/sr
Publication of EP2668445A2 publication Critical patent/EP2668445A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2668445B1 publication Critical patent/EP2668445B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/04—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/62—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by hydraulic classifiers, e.g. of launder, tank, spiral or helical chute concentrator type
    • B03B5/623—Upward current classifiers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B7/00—Combinations of wet processes or apparatus with other processes or apparatus, e.g. for dressing ores or garbage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00—Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/01001—Sorting and classifying ashes or fly-ashes from the combustion chamber before further treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/01004—Separating water from ash
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/01005—Mixing water to ash
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/01009—Controls related to ash or slag extraction

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for processing waste incineration ash, in particular household waste incineration ash (HMVA), in which the ash is classified in a processing plant that is separate from the actual waste incineration.
  • HMVA household waste incineration ash
  • a classification of ash formerly also known as slag, which arises when waste is incinerated, for example commercial or household waste, is known in principle.
  • Classification is understood to mean the separation of a starting material consisting of particles with a given grain size distribution into several fractions with different grain size distributions.
  • the classification is used in particular to separate the ash into parts that are contaminated with certain pollutants to different degrees, whereby some parts can be recycled profitably, while other parts have to be disposed of at a cost due to existing relevant legal regulations.
  • a classification can make use of the generally known fact that certain pollutants essentially only bind to ash particles with a certain maximum grain size.
  • the EP 2 062 647 A2 describes a process for the production of compactable slag granulate from waste incineration slag, with slag fractions with a grain diameter of less than 0.1 mm (fine grain fraction) being washed out, this fine grain fraction being reduced by at least 50%.
  • the EP 1 818 611 A2 describes a system for handling and processing solid combustion residues from a combustion system.
  • the system has at least one collecting container, which is arranged on the underside of an ash discharge funnel of the combustion system and contains a water bath.
  • a crusher for crushing the combustion residues emerging from the ash discharge funnel.
  • a device for hydraulic conveying connects to the collecting container, which feeds a suspension consisting of water and combustion residues from the collecting container to a separating device for the separation of solids.
  • the DE 197 27 172 A1 describes a process for the production of secondary building materials by the mechanical processing of aged slag from waste incineration plants, the slag being abandoned building rubble and this mixture being fed to an overbelt magnet through which coarse ferrous scrap is withstood.
  • the mixture is then classified dry with a sieve cut of 70 mm, with the material ⁇ 70 mm of the mixture being dry classified up to 32 mm after a further magnetic separation.
  • the coarse grain> 32 mm is broken up with a slow-running impact crusher and fed to the aforementioned overbelt magnet. Dry material ⁇ 32 mm is applied to a 2 mm sieve, water being sprayed onto the material of the sieve with 5-8 bar from high pressure nozzles.
  • the sieve passage ⁇ 2 mm is fed to a floating matter separator, the material is split into two grain classes in a two-stage upflow classifier and the sieve passage 2-32 mm is attrited in a 2-shaft sword washer and simultaneously exposed to water from high-pressure nozzles.
  • the EP 1 348 905 A1 describes a process for the treatment of incineration residues from waste incineration plants, in which the fuel is burned on a furnace grate. The resulting combustion residues are extinguished in a wet slag remover and transported out of it.
  • the wet combustion residues coming from the wet slag remover are first divided into two fractions by means of a sieving process, whereupon the main fraction is washed with water removed from the wet slag remover and any fine particles adhering to it are separated off. The washed parts of the incineration residues are recycled. The washing water with the fine particles absorbed during the washing process reaches the wet slag remover.
  • the fine fraction resulting from the mechanical separation process is fed back into the incineration process.
  • the EP 2 128 279 A1 describes a method for separating metal-containing fractions of slag with the following steps: a) supplying the slag; b) processing the slag into fractions; c) pre-separating the portions which have a size of at most 5 mm, with iron-containing portions being separated; d) Separating non-ferrous metal-containing parts, which have a size of at most 5 mm, by using an eddy current separating device. The fractions are kept dry when non-ferrous metal-containing fractions are separated.
  • the EP 2 052 780 A2 describes a method for processing incineration slag, which comprises the steps of providing a combustion slag material stream and dry processing of the incineration slag, with at least two fractions of slag particles of different grain sizes being provided. These are further processed dry and then subjected to wet processing, with the material flow being transferred to a vessel.
  • the incineration slag material flow is with under Pressurized water is applied, followed by the separation of impurities and wet classification of the combustion slag material flow into at least two fractions of slag particles of different grain sizes. Separately from one another, these are subjected to a hydro-separation process to separate contaminants.
  • the CH 676 116 A5 describes a process for obtaining a gravel substitute from waste slag, in which the waste slag is watered, freed from coarse material and iron scrap and drained.
  • the DE 10 2005 048 959 A1 describes a method for processing ash by eliminating substitute fuel components (RDF) from an ash / RDF mixture using a self-cleaning vibrating grate for classification.
  • RDF substitute fuel components
  • a dewatering and fine classification device is also used to feed the finely classified ash / RDF mixture to a hydrocyclone and then to a fluidized bed sorter, so that the result is a plastic-free ash product with a given grain size and high quality level for the building materials industry.
  • incineration ash is mostly dumped, which, however, is associated with relatively high costs, or under high conditions, e.g. recycled as a low-classified building material.
  • the object of the invention is therefore to create a possibility with which incineration ash can be recycled which is interesting from an economic point of view.
  • the invention is based on the knowledge that in the processing of incineration ash, the concentration of relevant pollutants contained in the ash in a fine fraction, i.e. in one or more proportions with a relatively low maximum grain size, can then be economically interesting if the Keeping the proportion of this fine fraction in the raw material, i.e. in the ash brought into the processing, as small as possible.
  • the aim of the invention is not that the known dry classification is modified, but rather that the waste incineration ash is subjected to a wet classification that is basically known per se.
  • the inventors have recognized that the fact that wet classification in particular enables the use of classification processes that are particularly gentle on the grain can be exploited.
  • grain-friendly classification methods as those methods in which the particles to be classified are not crushed or destroyed and in particular in which no dust is produced, so that the grain size distribution of the input material compared to that of the output material as a whole, i.e. all fractions resulting from the classification combined , is practically unchanged.
  • the wet classification comprises classification by means of an upflow technique.
  • the invention can use this type of classification in a particularly advantageous manner, since the ash is treated in an extremely gentle manner.
  • a hydrocyclone is connected upstream of an upflow classifier.
  • the processing of the ash according to the invention includes a metal processing at one or more points, i. H. the separation of metals.
  • This processing can include both an FE separation, i.e. a separation of ferrous metals, and a non-ferrous separation, i.e. a separation of non-ferrous metals.
  • classic FE or NE separators can be used for this treatment.
  • an optical inspection can take place. This optical inspection can be carried out both manually and by machine. In principle, numerous variants are conceivable, each of which enables pure metal processing.
  • the metals are not separated dry before or after the wet classification of the HMVA, but after at least part of the wet classification. In other words, the metals are run in the wet or washing process, i.e. the metals are also washed.
  • This "washing along” also increases the yield of metals.
  • the metals can be carried along in the wet or washing process, i.e. the metals can also be “washed with", even if no optical sifting of any kind takes place during the separation of the metals.
  • the metals "washed along” can also be separated off in a conventional manner per se by means of known metal separators.
  • the wet classification is preferably carried out in such a way that the lower limit of the grain size in the fine fraction is 0 ⁇ m and the upper limit of the grain size is approximately
  • the range is from 50 to 500 ⁇ m, in particular is approximately in the range from 200 to 300 ⁇ m, and is preferably about 250 ⁇ m. It was found that with such an upper limit of the grain size practically all relevant pollutants are contained in the fine fraction, at the same time the proportion of this polluted fine fraction in the ash brought into the processing plant is so small that the recycling of the low-pollutant or pollutant-free residue As a whole, the ash can be processed economically.
  • the following steps are carried out one after the other in the wet classification: First, the ash is mixed with a liquid, in particular water. At least a first coarse fraction is separated off from the resulting product. In particular, a sieve device is used here. Subsequently, at least a second coarse fraction is separated from the product freed from the first coarse fraction using an upflow technique with an upflow classifier and an upstream hydrocyclone. The resulting fine fraction is then extracted from liquid. A chamber filter press in particular can be used here. In at least one of the coarse fractions (II, III), metals are separated off after passing through at least part of the wet classification.
  • wet classification in such a way that at least two different coarse fractions are separated in addition to the fine fraction is not mandatory, i.e. only a single coarse fraction can be separated off.
  • a wet classification can be carried out particularly effectively, especially with regard to the operation of the processing plant and the recycling of the low-pollutant or pollutant-free portion of the ash and is advantageous above all from an economic point of view.
  • the ash can be subjected to a mechanical, in particular dry pretreatment before being introduced into the processing plant, in which metal parts and unburned contaminants are removed from the ash.
  • the ashes can be damp.
  • Such a preparatory processing of the ash from the waste incineration plant can - although it can be carried out dry or, for example, with moist ash - nevertheless be carried out in such a way that the grain size distribution of the ash to be introduced into the processing plant according to the invention is not adversely affected.
  • it is particularly with regard to an optical sifting of metals for the purpose of separating the metals provided that the separation not only takes place dry, but that the metals are always "washed" beforehand.
  • the wet classification can be carried out in such a way that the dry weight proportion of the fine fraction contaminated with pollutants in the ash brought into the processing plant, from which metal parts and unburned contaminants have been removed in a pretreatment, is at most about 30% and in particular at most about 10% amounts to. So far, it has not been considered possible to process incineration ash in such a way that only a maximum of around 10 to 30% of the ash is highly contaminated with pollutants and thus at least around 70 to 90% of the ash is easily recycled and in particular without violating the relevant legal provisions can be. However, the wet classification of the ash, which is gentle on the grain, according to the invention makes exactly this possible.
  • the ash from the waste incineration plant is preferably pretreated in such a way that the ash is introduced into the processing plant with a particle size distribution whose upper limit is no more than approximately 100 mm.
  • the upper limit is in the range from 40 to 50 mm.
  • the upper limit is preferably about 45 mm.
  • the processing plant preferably has an essentially closed liquid circuit.
  • water or an aqueous solution is used as the liquid for the wet classification.
  • at least one parameter of a liquid used for the wet classification is kept below or above a predetermined limit value.
  • liquid is discharged from a liquid circuit as soon as the limit value is reached, in particular exceeded or fallen below.
  • This embodiment can be of practical importance in particular when, on the one hand, costs are to be saved and, on the other hand, certain constituents are to be prevented from being "carried over" to the ashes.
  • Such constituents can in particular be salts, for example mainly chlorides and sulfates.
  • the concentration of these constituents can be determined, for example, by measuring the conductivity in the liquid, ie the monitored parameter in the liquid circuit can in particular be the electrical conductivity Act. Accordingly, liquid is only discharged from the circuit when the conductivity has reached the specified limit value. On the one hand, this minimizes the consumption of fresh liquid, in particular water, which saves costs.
  • the or each low-pollutant or pollutant-free coarse fraction contains too high a proportion of the respective constituents, in particular of salts.
  • the limit value can in particular be made dependent on the wishes of the respective plant operator or can be specified by the sewage treatment plant on site.
  • a liquid used for wet classification has a temperature in the range from 20 to 40 ° C.
  • HMVA household waste incineration ash
  • the wet classification can in particular be carried out in such a way that the proportion of the ash brought into the processing plant contaminated with pollutants, from which metal parts and unburned contaminants were removed in an especially dry pretreatment, a dry weight proportion of about 30%, in particular of about 10%, does not exceed. If one assumes that incineration ash is at least essentially always the same with regard to the grain size distribution and the type and amount of the relevant pollutants, at least when metal parts and unburned contaminants have been removed from it in a particularly dry pretreatment, then the ash processing according to the invention can consequently can be characterized by the upper limit of the dry weight fraction of the ash content that is polluted with pollutants.
  • the wet classification is carried out in such a way that the lower limit of the grain size in the polluted fraction is 0 ⁇ m and the upper limit of the grain size is approximately in the range from 50 to 500 ⁇ m, in particular approximately in the range from 200 to 300 ⁇ m and preferably approximately 250 ⁇ m.
  • the metal is preferably processed on one or each pollutant-free or low-pollutant coarse fraction before it is dumped.
  • the object is also achieved by a device for processing waste incineration ash, in particular household waste incineration ash (HMVA), with which the Ash can be classified into a plurality of fractions of different grain size distribution, with a processing system being provided which is designed for an exclusive wet classification of the ash, with the processing system exclusively comprising classifying devices that are gentle on the grain, and with the processing system being designed in such a way that the ash is completely divided into at least one Fine fraction contaminated with pollutants and at least one low-pollutant or pollutant-free coarse fraction can be classified.
  • HMVA household waste incineration ash
  • the processing plant comprises a screening device as the first classification stage, in which at least one coarse fraction is separated from the ash mixed with a liquid.
  • the processing plant comprises an upstream classifier with an upstream hydrocyclone as a second classifying stage, in which at least one fine fraction (I) is separated from the ash (A) freed from at least one coarse fraction (III).
  • the processing plant further comprises a device for separating metals after passing through at least part of the wet classification.
  • the treatment plant also includes a dehumidification stage in which liquid is removed from the fine fraction.
  • the dehumidification stage can comprise a chamber filter press, in particular a round thickener and an eccentric pump being connected upstream of the chamber filter press.
  • the device is designed to carry out a method of the type specified here.
  • the processing plant is preferably designed such that the lower limit of the grain size in the fine fraction is 0 ⁇ m and the upper limit of the grain size is approximately in the range from 50 to 500 ⁇ m, in particular approximately in the range from 200 to 300 ⁇ m and preferably approximately 250 ⁇ m.
  • the processing plant can have at least one essentially closed liquid circuit.
  • the processing plant preferably comprises a mixing stage in which the ash is mixed with a liquid, in particular with water or an aqueous solution.
  • the mixing stage, the two classifying stages and the dehumidifying stage of the processing plant are arranged one behind the other in the process direction, with a coarse fraction with a Lower limit for the grain size in the range from 2 to 5 mm, in particular from about 4 mm, is separated, the remaining product being fed to the second classification stage, in which a coarse fraction with a lower limit for the grain size in the range from approximately 50 to 500 ⁇ m, in particular approximately in the range from 200 to 300 ⁇ m and preferably from about 250 ⁇ m, and the remaining fine fraction being fed to the dehumidifying stage.
  • HMVA While in practice the HMVA has so far mostly been deposited over a relatively long period of, for example, three months before processing or treatment was started, according to the invention it is preferably provided that the processing or treatment of the ash begins comparatively early after its formation will.
  • Stored ash on the other hand, tends to stick together or sinter due to the chemical reactions that take place during storage. Sticky ash has to be separated with "heavy equipment" before or during processing or treatment, i.e. with mechanical effort that is not very gentle.
  • the device according to the invention comprises a processing plant 11 according to claim 10.
  • the processing plant 11 is independent of the actual waste incineration.
  • the processing plant 11 can be set up at any location and operated separately from a waste incineration plant, although this is not necessarily and in principle also possible to be integrated into a waste incineration plant.
  • the system 11 according to the invention it is possible to process the incineration ash as it arises from waste incineration in the manner explained below.
  • Pretreatment or preparatory processing of ash A is not absolutely necessary.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the incineration ash is subjected to a particularly dry pretreatment before being introduced into the processing plant 11, in which metal parts and unburned contaminants are removed from the ash.
  • the processing method according to the invention and the processing plant 11 according to the invention are particularly suitable for processing domestic waste incineration ash.
  • the invention is not restricted to this.
  • the ash A introduced into a mixing stage 21 of the system 11 and previously freed from metal parts and unburned contaminants is separated into three fractions I, II and III, namely into a fine fraction I and two coarse fractions II and III.
  • the coarse fractions II and III are at best still slightly contaminated with pollutants and can be stored on heaps 29, 31 before they are sent for recycling. At least the majority of the pollutants originally contained in ash A is in fine fraction I, which cannot be readily recycled and is stored in a landfill 33, for example.
  • HMVA household waste incineration ash
  • examples include sulfate, chloride, anhydride and TOC (total organic carbon).
  • TOC total organic carbon
  • the ash A is processed by wet classification.
  • the ash A is mixed with a liquid in the mixing stage 21.
  • Water W is preferably used as the liquid.
  • a specific aqueous solution is used as the liquid, namely an acidic aqueous solution.
  • the liquid used herein will also be referred to simply as “water” or “solution” hereinafter.
  • the ash A can be mixed with the water by soaking or mashing in. Accordingly, the mixing stage 21 can also be referred to as a soaking or mashing-in.
  • the ash A is mixed in the mixing stage 21 in a manner that is gentle on the grain in order to at least largely avoid comminution of the ash particles introduced. If provided at all, a mechanical action on the ash A in the mixing stage can take place, for example by means of a vibration plate.
  • a grain-friendly treatment of the ash A takes place not only in the mixing stage 21. Rather, the entire system 11 is designed for a grain-friendly ash processing.
  • grain preservation is known to the person skilled in the art. In particular, this is understood to mean that such devices or process steps are neither consciously used nor accepted in which the ash particles are comminuted. Treatment that is gentle on the grain does not, of course, exclude the fact that originally only ash particles adhering to one another are separated from one another.
  • the water supplied to the mixing stage 21 is provided by a closed water circuit W.
  • the designation as "closed” does not, of course, exclude the replacement of used liquid and - if provided in the exemplary embodiment described here - liquid for an additional recovery of phosphates P explained below can also be withdrawn without being returned to the circuit W.
  • the mixing stage 21 is also supplied with an acid S, which is in particular citric acid or sulfuric acid, which is available comparatively inexpensively.
  • the mentioned liquid circuit W in the preferred exemplary embodiment of the invention explained here is therefore a circuit of an acidic aqueous solution.
  • an acidic environment is neither absolutely necessary nor disadvantageous, since all relevant system parts can be designed to be acid-proof without any problems.
  • the mixed with the water ie the soaked or mashed ash A, which still contains all three fractions I, II and III mentioned at the beginning, is then fed to a first classifying stage 17, which is a screening device which is designed in such a way that that all ash particles with a grain size of more than 4 mm are separated.
  • the ash is sprinkled with water W originating from the mentioned circuit and sieved off at the mentioned 4 mm.
  • the grain sizes of the ash particles mentioned in connection with the explanation of this exemplary embodiment are concerned, it is provided here that, in the case of a particularly dry pretreatment of the ash from the waste incineration plant, metal parts and unburned contaminants are removed, this pretreatment being carried out in such a way that the grain size distribution of the in the ash A introduced into the mixing stage 21 has an upper limit of about 45 mm.
  • the first coarse fraction III separated by means of the first classification stage 17 thus has a particle size distribution of approximately 4 to 45 mm. This coarse fraction III is led out of the system 11 and stored on the already mentioned stockpile 29.
  • the remaining ash fraction with a grain size distribution of about 0 to 4 mm which thus contains the initially mentioned fine fraction I and the further coarse fraction II, is then fed to a second classifying stage, which comprises an upstream classifier 15 with an upstream hydrocyclone 13.
  • a second classifying stage which comprises an upstream classifier 15 with an upstream hydrocyclone 13.
  • the particles to be classified are treated extremely gently both in a hydrocyclone and in an upflow classifier. This means that the grain size distribution of the ash fraction coming from the first classification stage 17 is practically not changed by the second classification stage 13, 15 either.
  • the second classifying stage 13, 15 is designed or set in such a way that a second coarse fraction II is separated from the introduced product, which has a grain size distribution approximately in the range from 0.25 mm to 4 mm.
  • This coarse fraction II is fed to a sieve device 35, which can be, for example, a so-called "E-sieve” which comprises two sieve decks, the material on the upper sieve deck is sprayed with water W and drained on the lower sieve deck.
  • the water W is taken from the circuit mentioned and also fed back to this circuit.
  • the second classification stage 13, 15 is set in such a way that after the separation of the second coarse fraction II, the remaining fine fraction I has an upper limit of the grain size of about 0.25 mm, that is of about 250 ⁇ m.
  • the design of the plant 11 and in particular of the second classification stage 13, 15 such that this upper limit for the grain size of the fine fraction I is precisely adhered to is not mandatory.
  • the upper limit for the grain size of the fine fraction I is selected in such a way that it is ensured that - possibly except for one, in particular with regard to Remaining tolerable according to applicable legal regulations - bind all relevant pollutants to the particles forming fine fraction I.
  • this upper limit is chosen so that it is neither too low, since otherwise the next higher coarse fraction is contaminated with pollutants to an unacceptable extent, nor is it too high, since otherwise the dry weight proportion of fine fraction I in the ash A introduced is unnecessarily large .
  • the fine fraction I coming from the second classifying stage 13, 15 is then removed from liquid in a round thickener 23.
  • the fine fraction I is then fed to a chamber filter press 19 by means of an eccentric pump 25.
  • a chamber filter press instead of a chamber filter press, a cyclone can also be provided, for example, in order to dewater the fine fraction I further.
  • the use of a chamber filter press has so far proven to be particularly advantageous.
  • the fine fraction I formed by the round thickener 23, the eccentric pump 25 and the chamber filter press 19, has been dehumidified to such an extent that it is solid and can therefore be dumped.
  • the water W obtained in this dehumidification stage is fed back into the circuit.
  • the economy of the ash processing is further increased in that substances are obtained from the ash A introduced into the system, which in turn can be recycled.
  • This use of the ashes, especially those discussed below Recovery of phosphates represents an independent aspect of the invention regardless of the wet classification of ash A.
  • this further use of the incineration ash in the exemplary embodiment described here relates to the recovery of phosphates P.
  • the ash A already interacts with a liquid in the above-described wet classification.
  • the closed liquid circuit W has the consequence that the liquid can interact with the ash A for a relatively long time and intensively, which is used according to the invention.
  • the phosphates P contained in the introduced ash A can thus be redissolved, these phosphates P being able to be isolated again in a further process step.
  • water W is used as the liquid for the wet classification, which is enriched in the mixing stage 21 with acid S, in particular with citric acid or sulfuric acid.
  • the mixing or soaking or mashing of the ash A with the liquid that takes place during the wet classification thus simultaneously represents a treatment of the ash A with an acidic aqueous solution, which results in the phosphates P contained in the ash A being redissolved.
  • this type of recovery of phosphates P is particularly advantageous, since the mixing of ash A with the water or the acidic aqueous solution and in particular the closed liquid circuit enables a particularly long-lasting and intimate reaction of the ash A with the acidic aqueous solution.
  • this combination in other words, the wet classification of waste incineration ash with integrated recovery of usable substances, in particular phosphates - also represents an independent aspect of the invention.
  • the redissolution of the phosphates P is promoted by a higher temperature of the acidic aqueous solution without impairing the wet classification.
  • the temperature is selected in such a way that the system as a whole can be operated in an optimal economic range. It was found that this is already possible at a temperature of the acidic aqueous solution in the closed circuit in the range from 20 to 40 ° C.
  • solution L liquid including the phosphates P redissolved therein
  • the removal of the solution L containing the redissolved phosphates P can in principle take place at any point in the liquid circuit W.
  • a withdrawal device can be provided which can be controlled or regulated as a function of the pH value of the solution L.
  • the solution L is fed to an insulating device 27 in which the phosphates P are re-precipitated in a basically known manner.
  • the liquid remaining after the isolation of the phosphates P is fed back to the circuit W.
  • a measuring device in the form of a potentiometric probe 41 is connected upstream of the round thickener 23, with which the electrical conductivity of the liquid can be measured. If the conductivity reaches a specified value, which can be specified, for example, by the operator of the treatment plant or the sewage treatment plant on site, a specified amount of the liquid is discharged and replaced by fresh liquid, in particular fresh water.
  • the water discharge E can - as shown by way of example in the figure - take place behind the round thickener 23, viewed in the process direction.
  • metal processing 37, 39 to take place in each case before the two coarse fractions II, III are stockpiled.
  • the metal is processed in such a way that the metals are run in the wet or washing process before they are separated, ie "washed", so that an optical sifting is improved or made possible in the first place, since this movement of the metals in the wet process makes the metals particularly special getting clean.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Müllverbrennungsasche, insbesondere von Hausmüllverbrennungsasche (HMVA), bei dem die Asche in einer von der eigentlichen Müllverbrennung getrennten Aufbereitungsanlage klassiert wird.
  • Eine Klassierung von früher auch als Schlacke bezeichneter Asche, die bei der Verbrennung von Müll, beispielsweise von Gewerbe- oder Hausmüll, entsteht, ist grundsätzlich bekannt. Unter Klassierung versteht man eine Trennung eines aus Partikeln mit einer gegebenen Korngrößenverteilung bestehenden Ausgangsmaterials in mehrere Fraktionen unterschiedlicher Korngrößenverteilung. Die Klassierung dient insbesondere dazu, die Asche in unterschiedlich stark mit bestimmten Schadstoffen belastete Anteile zu trennen, wobei manche Anteile gewinnbringend wiederverwertet werden können, während andere Anteile aufgrund bestehender einschlägiger gesetzlicher Vorschriften unter Aufwendung von Kosten deponiert werden müssen. Eine Klassierung kann den grundsätzlich bekannten Umstand ausnutzen, dass sich bestimmte Schadstoffe im Wesentlichen nur an Aschepartikel mit einer bestimmten maximalen Korngröße binden.
  • Die EP 2 062 647 A2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines verdichtungsfähigen und Schlackegranulats aus Abfallverbrennungsschlacke, wobei Schlackeanteile mit einem Korndurchmesser kleiner als 0,1 mm (Feinkornanteil) ausgewaschen werden, wobei dieser Feinkornanteil um mindestens 50% reduziert wird.
  • Die EP 1 818 611 A2 beschreibt eine Anlage zur Handhabung und Aufbereitung von festen Verbrennungsrückständen aus einer Feuerungsanlage. Die Anlage weist mindestens einen Auffangbehälter auf, der an der Unterseite eines Ascheauslauftrichters der Feuerungsanlage angeordnet ist und ein Wasserbad enthält. In dem Auffangbehälter oberhalb des Wasserbades ist ein Brecher zur Zerkleinerung der aus dem Ascheauslauftrichter austretenden Verbrennungsrückstände angeordnet. An den Auffangbehälter schließt eine Einrichtung zur hydraulischen Förderung an, welche eine aus Wasser und Verbrennungsrückständen bestehende Suspension aus dem Auffangbehälter einer Separiereinrichtung zur Abtrennung von Feststoffen zuführt.
  • Die DE 197 27 172 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Sekundärbaustoffen durch die mechanische Aufbereitung von gealterter Schlacke aus Abfallverbrennungsanlagen, wobei der Schlacke Bauschutt aufgegeben und diese Mischung einem Überbandmagneten zugeführt wird, durch den grober Fe-Schrott ausgehalten wird. Die Mischung wird anschließend bei einem Siebschnitt von 70 mm trocken klassiert, wobei das Material < 70 mm der Mischung nach einer weiteren Magnetscheidung bis 32 mm trocken klassiert wird. Das Grobkorn > 32 mm wird mit einem langsam laufenden Prallbrecher aufgeschlossen und dem vorgenannten Überbandmagneten zugeführt. Trockenes Material < 32 mm wird einem 2 mm Sieb aufgegeben, wobei mit 5-8 bar aus Hochdruckdüsen auf das Material des Siebs Wasser aufgedüst wird. Der Siebdurchgang < 2 mm wird einem Schwimmstoffabscheider zugeführt, das Material in einem zweistufigen Aufstromklassierer in zwei Kornklassen aufgespalten und der Siebdurchgang 2-32 mm in einem 2-Wellen Schwertwäscher attritiert und gleichzeitig mit Wasser aus Hochdruckdüsen beaufschlagt.
  • Die EP 1 348 905 A1 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsrückständen aus Abfallverbrennungsanlagen, bei dem der Brennstoff auf einem Feuerungsrost verbrannt wird. Die dabei anfallenden Verbrennungsrückstände werden in einem Nassentschlacker gelöscht und aus diesem herausbefördert. Die aus dem Nassentschlacker kommenden nassen Verbrennungsrückstände werden zuerst durch einen Siebvorgang in zwei Fraktionen aufgeteilt, worauf die Hauptfraktion mit aus dem Nassentschlacker abgezogenen Wasser gewaschen und dabei anhaftende Feinteile abgetrennt werden. Die gewaschenen Teile der Verbrennungsrückstände werden einer Verwertung zugeführt. Das Waschwasser mit dem beim Waschvorgang aufgenommenen Feinstteile gelangt in den Nassentschlacker. Die beim mechanischen Trennvorgang anfallende Feinfraktion wird dem Verbrennungsvorgang wieder zugeführt.
  • Die EP 2 128 279 A1 beschreibt ein Verfahren zum Trennen von metallenthaltenden Anteilen von Schlacke mit folgenden Schritten: a) Zuführen der Schlacke; b) Verarbeiten der Schlacke in Anteile; c) Vortrennen der Anteile, welche eine Größe von höchstens 5 mm aufweisen, wobei eisenenthaltende Anteile getrennt werden; d) Trennen von nicht-eisenhaltigen metallenthaltenden Anteilen, welche eine Größe von höchstens 5 mm aufweisen, durch Verwenden einer Wirbelstromtrennvorrichtung. Dabei werden die Anteile trocken gehalten, wenn nicht-eisenhaltige metallenthaltende Anteile getrennt werden.
  • Die EP 2 052 780 A2 beschreibt ein Verfahren zur Aufbereitung von Verbrennungsschlacken, das die Schritte einer Bereitstellung eines Verbrennungsschlackenstoffstromes und Trockenaufarbeitung der Verbrennungsschlacke umfasst, wobei zumindest zwei Fraktionen an Schlackenpartikeln unterschiedlicher Korngrößen bereitgestellt werden. Diese werden weiter trocken aufgearbeitet und anschließend einer Nassaufbereitung unterzogen, wobei der Stoffstrom in ein Gefäß überführt wird. Der Verbrennungsschlackenstoffstrom wird mit unter Druck stehendem Wasser beaufschlagt, gefolgt von Abtrennen von Störstoffen und Nassklassieren des Verbrennungsschlackenstoffstroms in zumindest zwei Fraktionen an Schlackenpartikeln unterschiedlicher Korngrößen. Diese werden getrennt voneinander einem Hydroabscheideverfahren zur Abtrennung von Störstoffen unterzogen.
  • Die CH 676 116 A5 beschreibt ein Verfahren zur Gewinnung eines Kiesersatzes aus Kehrichtschlacke, bei dem die Kehrichtschlacke gewässert, von grobstückigem Gut und Eisenschrott befreit und entwässert wird.
  • Die DE 10 2005 048 959 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufbereiten von Asche im Wege des Eliminierens von Ersatzbrennstoffbestandteilen (EBS), aus einem Asche/EBS-Gemisch unter Einsatz eines selbstreinigenden Schwingrostes zur Klassierung. Ferner findet eine Entwässerungs- und Feinklassierungsvorrichtung Anwendung, um das feinklassierte Asche/EBS-Gemisch einem Hydrozyklon und anschließend einem Wirbelschichtsortierer zuzuführen, so dass im Ergebnis ein kunststofffreies Ascheprodukt mit vorgegebener Körnung und hohem Gütegrad für die Baustoffindustrie zur Verfügung steht.
  • Trotz dieses Wissens ist es bislang nicht gelungen, Müllverbrennungsasche unter Beachtung gesetzlicher Bestimmungen auf wirtschaftlich interessante Art und Weise aufzubereiten. Vielmehr wird in der Praxis die Müllverbrennungsasche meist deponiert, was allerdings mit relativ hohen Kosten verbunden ist, oder unter hohen Auflagen z.B. als niedrig klassifizierter Baustoff verwertet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der Müllverbrennungsasche einer unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten interessanten Wiederverwertung zugeführt werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer Aufbereitung von Müllverbrennungsasche die Konzentration von in der Asche enthaltenen relevanten Schadstoffen in einer Feinfraktion, also in einem oder mehreren Anteilen mit einer relativ niedrigen maximalen Korngröße, dann wirtschaftlich interessant sein kann, wenn es gelingt, den Anteil dieser Feinfraktion am Ausgangsmaterial, also an der in die Aufbereitung eingebrachten Asche, möglichst klein zu halten.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass sich diese Bedingung dann erfüllen lässt, wenn dafür gesorgt wird, dass bei der Aufbereitung der Asche so weit wie möglich verhindert wird, dass die die Asche bildenden Partikel zerkleinert werden, da eine Zerkleinerung der Asche zusätzliche Oberflächen schafft, an die sich Schadstoffe binden können, was zur Folge hat, dass der mit Schadstoffen belastete Anteil zunimmt, und zwar in einer Weise derart, dass derjenige Anteil der Asche, der nicht gewinnbringend wiederverwertet werden kann, sondern vielmehr teuer deponiert werden muss, zu groß ist.
  • Dabei kommt die Erfindung nicht dadurch zum Ziel, dass die bekannte Trockenklassierung modifiziert wird, sondern vielmehr dadurch, dass die Müllverbrennungsasche einer an sich grundsätzlich bekannten Nassklassierung unterworfen wird. Die Erfinder haben erkannt, dass der Umstand ausgenutzt werden kann, dass gerade eine Nassklassierung die Anwendung besonders kornschonender Klassierungsverfahren ermöglicht. Unter kornschonenden Klassierungsverfahren versteht der Fachmann solche Methoden, bei denen die zu klassierenden Partikel nicht zerkleinert bzw. zerstört werden und bei denen insbesondere auch kein Staub entsteht, so dass die Korngrößenverteilung des Eingangsmaterials gegenüber jener des Ausgangsmaterials insgesamt, also aller bei der Klassierung entstehenden Fraktionen zusammen, praktisch unverändert ist.
  • Diese Idee, Müllverbrennungsasche einer Nassklassierung zu unterwerfen, da gerade eine Nassklassierung eine besonders kornschonende Behandlung der Asche ermöglicht, und ferner diese Nassklassierung so auszulegen, dass ein eine oder mehrere Feinfraktionen umfassender Ascheanteil eine Korngrößenverteilung mit einer Obergrenze derart besitzt, dass dieser Ascheanteil einerseits möglichst alle relevanten Schadstoffe enthält und andererseits möglichst klein ist, macht es möglich, dass nur ein relativ kleiner Anteil der Asche aufgrund seiner Schadstoffbelastung nicht ohne weiteres wiederverwertet werden kann, wohingegen ein vergleichsweise großer schadstoffarmer oder schadstofffreier Ascheanteil einer Wiederverwertung zugeführt werden kann. Die Erfindung schafft so eine Möglichkeit zur Aufbereitung von Müllverbrennungsasche, bei der im Einklang mit selbst strengen gesetzlichen Bestimmungen ein signifikanter Anteil der Asche einer wirtschaftlich interessanten Wiederverwertung zugeführt werden kann.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Nassklassierung eine Klassierung durch Aufstromtechnik. Die Erfindung kann diese Art der Klassierung in besonders vorteilhafter Weise nutzen, da die Asche hierbei äußerst kornschonend behandelt wird. Dabei ist einem Aufstromklassierer ein Hydrozyklon vorgeschaltet.
  • Außerdem beinhaltet die erfindungsgemäße Aufbereitung der Asche an einer oder mehreren Stellen eine Metallaufbereitung, d. h. die Abtrennung von Metallen. Diese Aufbereitung kann sowohl eine FE-Trennung, also ein Abtrennen von Eisenmetallen, als auch eine NE-Trennung, also eine Abtrennung von Nichteisenmetallen, beinhalten. Folglich können für diese Aufbereitung klassische FE- bzw. NE-Abscheider eingesetzt werden. Zusätzlich kann eine optische Sichtung erfolgen. Diese optische Sichtung kann sowohl manuell als auch maschinell erfolgen. Grundsätzlich sind zahlreiche Varianten denkbar, die jeweils eine sortenreine Metallaufbereitung ermöglichen.
  • Die Abtrennung der Metalle erfolgt nicht trocken vor oder nach der Nassklassierung der HMVA, sondern nach dem Durchlaufen zumindest eines Teils der Nassklassierung. Mit anderen Worten werden die Metalle mit im Nass- bzw. Waschprozess gefahren, d.h. die Metalle werden mitgewaschen. Dies hat den Vorteil, dass die Metalle sehr sauber werden, d.h. die Metalle werden durch das Waschen so rein, dass sie optisch anhand ihrer jeweiligen Farbe erkannt werden können, wodurch eine optische Sichtung der Metalle - manuell oder maschinell - verbessert oder überhaupt erst ermöglicht wird. Auch die Ausbeute an Metallen wird durch dieses "Mitwaschen" erhöht. Das Mitfahren der Metalle im Nass- bzw. Waschprozess, d.h. das "Mitwaschen" der Metalle, kann auch dann erfolgen, wenn bei der Abtrennung der Metalle keine wie auch immer geartete optische Sichtung erfolgt. Die "mitgewaschenen" Metalle können auch in für sich genommen herkömmlicher Art und Weise mittels bekannter Metallabscheider abgetrennt werden.
  • Auf diese Weise kann die Wirtschaftlichkeit der Ascheaufbereitung erheblich gesteigert werden.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
  • Vorzugsweise wird die Nassklassierung derart durchgeführt, dass in der Feinfraktion die Untergrenze der Korngröße 0 µm beträgt und die Obergrenze der Korngröße ungefähr im
  • Bereich von 50 bis 500 µm liegt, insbesondere ungefähr im Bereich von 200 bis 300 µm liegt und bevorzugt etwa 250 µm beträgt. Es wurde gefunden, dass bei einer derartigen Obergrenze der Korngröße praktisch alle relevanten Schadstoffe in der Feinfraktion enthalten sind, wobei gleichzeitig der Anteil dieser mit Schadstoffen belasteten Feinfraktion an der in die Aufbereitungsanlage eingebrachten Asche so klein ist, dass durch die Wiederverwertung des schadstoffarmen oder schadstofffreien Restes der Asche insgesamt eine wirtschaftliche Aufbereitung der Asche möglich ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden bei der Nassklassierung die folgenden Schritte zeitlich nacheinander durchgeführt: Zunächst wird die Asche mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gemischt. Aus dem dabei entstehenden Produkt wird wenigstens eine erste Grobfraktion abgetrennt. Hierbei kommt insbesondere eine Siebeinrichtung zum Einsatz. Anschließend wird aus dem von der ersten Grobfraktion befreiten Produkt zumindest eine zweite Grobfraktion unter Verwendung einer Aufstromtechnik mit einem Aufstromklassierer und einem vorgeschalteten Hydrozyklon abgetrennt. Der dabei entstehenden Feinfraktion wird anschließend Flüssigkeit entzogen. Hierbei kann insbesondere eine Kammerfilterpresse Verwendung finden. In zumindest einer der Grobfraktionen (II, III) erfolgt nach Durchlaufen zumindest eines Teils der Nassklassierung eine Abtrennung von Metallen. Eine Nassklassierung derart, dass zusätzlich zu der Feinfraktion wenigstens zwei verschiedene Grobfraktionen abgetrennt werden, ist nicht zwingend, d.h. es kann auch lediglich eine einzige Grobfraktion abgetrennt werden. Es hat sich aber herausgestellt, dass insbesondere im Hinblick auf den Betrieb der Aufbereitungsanlage und die Verwertung des schadstoffarmen oder schadstofffreien Anteils der Asche eine solche Nassklassierung besonders effektiv durchgeführt werden kann und vor allem unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten von Vorteil ist.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Asche vor dem Einbringen in die Aufbereitungsanlage einer mechanischen, insbesondere trockenen Vorbehandlung unterworfen werden, bei der aus der Asche Metallteile und unverbrannte Störstoffe entfernt werden. Dabei kann die Asche feucht sein. Eine solche vorbereitende Aufbereitung der von der Müllverbrennungsanlage stammenden Asche kann - obwohl sie trocken oder z.B. bei feuchter Asche durchgeführt werden kann - gleichwohl derart kornschonend erfolgen, dass die Korngrößenverteilung der in die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage einzubringenden Asche nicht nachteilig beeinflusst wird. Wie oben erwähnt, ist es insbesondere im Hinblick auf eine optische Sichtung von Metallen zum Zwecke der Abtrennung der Metalle jedoch vorgesehen, dass die Abtrennung nicht nur trocken erfolgt, sondern die Metalle zuvor stets "mitgewaschen" werden.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung kann die Nassklassierung derart durchgeführt werden, dass der Trockengewichtsanteil der mit Schadstoffen belasteten Feinfraktion an der in die Aufbereitungsanlage eingebrachten Asche, aus der in einer Vorbehandlung Metallteile und unverbrannte Störstoffe entfernt wurden, höchstens etwa 30 % und insbesondere höchstens etwa 10 % beträgt. Bislang wurde es nicht für möglich gehalten, Müllverbrennungsasche derart aufzubereiten, dass lediglich höchstens etwa 10 bis 30 % der Asche mit Schadstoffen hoch belastet ist und somit wenigstens etwa 70 bis 90 % der Asche ohne weiteres und insbesondere ohne Verstoß gegen einschlägige gesetzliche Bestimmungen einer Wiederverwertung zugeführt werden können. Die erfindungsgemäße kornschonende Nassklassierung der Asche macht jedoch genau dies möglich.
  • Vorzugsweise wird die aus der Müllverbrennungsanlage stammende Asche derart vorbehandelt, dass die Asche mit einer Korngrößenverteilung in die Aufbereitungsanlage eingebracht wird, deren Obergrenze nicht mehr als etwa 100 mm beträgt. Insbesondere liegt die Obergrenze im Bereich von 40 bis 50 mm. Vorzugsweise beträgt die Obergrenze etwa 45 mm. Mit einer derart nach oben begrenzten Korngrößenverteilung, auf welche die Erfindung gleichwohl nicht beschränkt ist, kann die erfindungsgemäße Aufbereitung der Asche in besonders effektiver und im Ergebnis wirtschaftlicher Weise durchgeführt werden.
  • Bevorzugt weist die Aufbereitungsanlage einen im Wesentlichen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf auf. Insbesondere wird als Flüssigkeit für die Nassklassierung Wasser oder eine wässrige Lösung verwendet. In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Parameter einer für die Nassklassierung verwendeten Flüssigkeit unterhalb oder oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes gehalten wird. Insbesondere wird dabei Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitskreislauf ausgeschleust, sobald der Grenzwert erreicht, insbesondere überschritten oder unterschritten, wird.
  • Von praktischer Bedeutung kann diese Ausgestaltung insbesondere dann sein, wenn einerseits Kosten gespart werden sollen und andererseits verhindert werden soll, dass bestimmte Bestandteile auf die Asche "verschleppt" werden. Bei derartigen Bestandteilen kann es sich insbesondere um Salze handeln, beispielsweise hauptsächlich Chloride und Sulfate. Die Konzentration dieser Bestandteile kann beispielsweise durch eine Leitfähigkeitsmessung in der Flüssigkeit ermittelt werden, d. h. bei dem überwachten Parameter im Flüssigkeitskreislauf kann es sich insbesondere um die elektrische Leitfähigkeit handeln. Demgemäß wird erst dann Flüssigkeit aus dem Kreislauf ausgeschleust, wenn die Leitfähigkeit den vorgegebenen Grenzwert erreicht hat. Hierdurch wird einerseits der Verbrauch an frischer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, minimiert, wodurch Kosten gespart werden. Andererseits wird verhindert, dass die oder jede schadstoffarme bzw. schadstofffreie Grobfraktion einen zu hohen Anteil an den jeweiligen Bestandteilen, insbesondere an Salzen, enthält. Der Grenzwert kann insbesondere von den Wünschen des jeweiligen Anlagenbetreibers abhängig gemacht oder von dem Klärwerk vor Ort vorgegeben werden.
  • Insbesondere weist eine für die Nassklassierung verwendete Flüssigkeit eine Temperatur im Bereich von 20 bis 40°C auf.
  • Ebenfalls offenbart wird ein Verfahren zum Aufbereiten von Müllverbrennungsasche, insbesondere von Hausmüllverbrennungsasche (HMVA), , bei dem die Asche in einer von der eigentlichen Müllverbrennung getrennten Aufbereitungsanlage durch Nassklassierung vollständig in einen mit Schadstoffen belasteten Anteil und einen schadstoffarmen oder schadstofffreien Anteil klassiert wird.
  • Die Nassklassierung kann dabei insbesondere derart durchgeführt werden, dass der mit Schadstoffen belastete Anteil an der in die Aufbereitungsanlage eingebrachten Asche, aus der in einer insbesondere trockenen Vorbehandlung Metallteile und unverbrannte Störstoffe entfernt wurden, einen Trockengewichtsanteil von etwa 30 %, insbesondere von etwa 10 %, nicht übersteigt. Wenn man davon ausgeht, dass Müllverbrennungsasche zumindest dann, wenn aus ihr in einer insbesondere trockenen Vorbehandlung Metallteile und unverbrannte Störstoffe entfernt wurden, hinsichtlich der Korngrößenverteilung sowie der Art und der Menge der relevanten Schadstoffe zumindest im Wesentlichen immer gleich ist, dann kann die erfindungsgemäße Ascheaufbereitung folglich durch die hier genannte Obergrenze des Trockengewichtsanteils des mit Schadstoffen belasteten Ascheanteils charakterisiert werden. Insbesondere wird die Nassklassierung derart durchgeführt, dass in dem mit Schadstoffen belasteten Anteil die Untergrenze der Korngröße 0 µm beträgt und die Obergrenze der Korngröße ungefähr im Bereich von 50 bis 500 µm liegt, insbesondere ungefähr im Bereich von 200 bis 300 µm liegt und bevorzugt etwa 250 µm beträgt.
  • Bevorzugt erfolgt die Metallaufbereitung an einer oder jeder schadstofffreien bzw. schadstoffarmen Grobfraktion vor deren Aufhaldung.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt außerdem durch eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Müllverbrennungsasche, insbesondere von Hausmüllverbrennungsasche (HMVA), mit der die Asche in eine Mehrzahl von Fraktionen unterschiedlicher Korngrößenverteilung klassierbar ist, wobei eine Aufbereitungsanlage vorgesehen ist, die zu einer ausschließlichen Nassklassierung der Asche ausgebildet ist, wobei die Aufbereitungsanlage ausschließlich kornschonende Klassierungseinrichtungen umfasst, und wobei die Aufbereitungsanlage derart ausgelegt ist, dass die Asche vollständig in wenigstens eine mit Schadstoffen belastete Feinfraktion und zumindest eine schadstoffarme oder schadstofffreie Grobfraktion klassierbar ist.
  • Die Aufbereitungsanlage umfasst eine Siebeinrichtung als erste Klassierstufe, in der aus der mit einer Flüssigkeit gemischten Asche wenigstens eine Grobfraktion abgetrennt wird.
  • Zusätzlich umfasst die Aufbereitungsanlage einen Aufstromklassierer mit vorgeschaltetem Hydrozyklon als zweite Klassierstufe, in der aus der von zumindest einer Grobfraktion (III) befreiten Asche (A), zumindest eine Feinfraktion (I) abgetrennt wird.
  • Die Aufbereitungsanlage umfasst ferner eine Einrichtung zur Abtrennung von Metallen nach Durchlaufen zumindest eines Teils der Nassklassierung.
  • Die Aufbereitungsanlage umfasst außerdem eine Entfeuchtungsstufe, in der der Feinfraktion Flüssigkeit entzogen wird. Die Entfeuchtungsstufe kann eine Kammerfilterpresse umfassen, wobei insbesondere der Kammerfilterpresse ein Rundeindicker und eine Exzenterpumpe vorgeschaltet sind.
  • Insbesondere ist die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens der hier angegebenen Art ausgebildet. Bevorzugt ist die Aufbereitungsanlage derart ausgelegt, dass in der Feinfraktion die Untergrenze der Korngröße 0 µm beträgt und die Obergrenze der Korngröße ungefähr im Bereich von 50 bis 500 µm liegt, insbesondere ungefähr im Bereich von 200 bis 300 µm liegt und bevorzugt etwa 250 µm beträgt.
  • Die Aufbereitungsanlage kann wenigstens einen im Wesentlichen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf aufweisen.
  • Die Aufbereitungsanlage umfasst vorzugsweise eine Mischstufe, in der die Asche mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, gemischt wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Mischstufe, die zwei Klassierstufen und die Entfeuchtungsstufe der Aufbereitungsanlage in Prozessrichtung hintereinander angeordnet, wobei in der ersten Klassierstufe eine Grobfraktion mit einer Untergrenze für die Korngröße im Bereich von 2 bis 5 mm, insbesondere von etwa 4 mm, abgetrennt wird, wobei das verbleibende Produkt der zweiten Klassierstufe zugeführt wird, in welcher eine Grobfraktion mit einer Untergrenze für die Korngröße im Bereich von ungefähr 50 bis 500 µm, insbesondere ungefähr im Bereich von 200 bis 300 µm und bevorzugt von etwa 250 µm, abgetrennt wird, und wobei die verbleibende Feinfraktion der Entfeuchtungsstufe zugeführt wird.
  • Während bislang in der Praxis die HMVA meist über einen relativ langen Zeitraum von z.B. drei Monaten abgelagert wurde, bevor mit einer Aufbereitung bzw. Behandlung begonnen wurde, ist erfindungsgemäß vorzugsweise vorgesehen, dass mit der Aufbereitung bzw. Behandlung der Asche vergleichsweise früh nach deren Entstehung begonnen wird. Dies hat den Vorteil, dass ein als nachteilig erkanntes Verkleben oder Vereintem der Asche nicht oder nur in einem unkritischen Maße erfolgt. Gelagerte Asche dagegen neigt zum Verkleben bzw. Versintern, und zwar aufgrund der während der Lagerung ablaufenden chemischen Reaktionen. Verklebte Asche muss vor oder während der Aufbereitung bzw. Behandlung erst mit "schwerem Gerät", d.h. mit gerade nicht-schonendem mechanischen Aufwand aufgetrennt werden. Auch hat eine Lagerung der Asche zur Folge, dass enthaltene Metalle stark mit Asche behaftet sein kann, was eine optische Sichtung der Metalle erschwert oder unmöglich macht. Durch eine frühzeitige Aufbereitung bzw. Behandlung der HMVA in einem Nassprozess kann es zu einem nachteiligen Verkleben bzw. Versintern der Asche gar nicht erst kommen bzw. werden die nachteiligen chemischen Reaktionen abgekürzt. Nach dieser Aufbereitung bzw. Behandlung kann es also nicht mehr zu einem nachteiligen Verkleben bzw. Versintern der Asche kommen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, in der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Aufbereitungsanlage 11 gemäß Anspruch 10. Die Aufbereitungsanlage 11 ist von der eigentlichen Müllverbrennung unabhängig. Insbesondere kann die Aufbereitungsanlage 11 an einem beliebigen Ort errichtet und von einer Müllverbrennungsanlage getrennt betrieben werden, wobei dies aber nicht zwingend und grundsätzlich auch eine Integration in eine Müllverbrennungsanlage möglich ist. Mit der erfindungsgemäßen Anlage 11 ist es möglich, die Verbrennungsasche so, wie sie bei der Müllverbrennung entsteht, in der nachstehend erläuterten Weise aufzubereiten. Insbesondere ist eine wie auch immer geartete Vorbehandlung oder vorbereitende Aufbereitung der Asche A nicht zwingend erforderlich. Gleichwohl sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, dass die Müllverbrennungsasche vor dem Einbringen in die Aufbereitungsanlage 11 einer insbesondere trockenen Vorbehandlung unterworfen wird, bei der aus der Asche Metallteile und unverbrannte Störstoffe entfernt werden. Das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren und die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage 11 eignen sich insbesondere für die Aufbereitung von Hausmüllverbrennungsasche. Die Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt. So ist es grundsätzlich auch möglich, andere Verbrennungsrückstände in der erfindungsgemäßen Art und Weise aufzubereiten, beispielsweise Asche oder Schlacke, die bei der Verbrennung von Gewerbemüll entsteht.
  • Bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die in eine Mischstufe 21 der Anlage 11 eingebrachte, zuvor von Metallteilen und unverbrannten Störstoffen befreite Asche A in drei Fraktionen I, II und III getrennt, nämlich in eine Feinfraktion I sowie in zwei Grobfraktionen II und III. Die Grobfraktionen II und III sind allenfalls noch gering mit Schadstoffen belastet und können auf Halden 29, 31 gelagert werden, bevor sie einer Verwertung zugeführt werden. Zumindest der Großteil der ursprünglich in der Asche A enthaltenen Schadstoffe befindet sich in der Feinfraktion I, die nicht ohne weiteres verwertet werden kann und beispielsweise auf einer Deponie 33 gelagert wird.
  • Die üblicherweise in Hausmüllverbrennungsasche (im Folgenden kurz: HMVA) enthaltenen Schadstoffe sind grundsätzlich bekannt. Als Beispiele seien hier Sulfat, Chlorid, Anhydrid und TOC (gesamter organischer Kohlenstoff) erwähnt. Hinsichtlich des Anhydrids ist zu erwähnen, dass es im Hinblick auf eine mögliche Wiederverwertung von HMVA, beispielsweise im Straßenbau, hier auch deshalb zu den Schadstoffen gezählt wird, da es durch Aufnahme von Wasser sein Volumen erheblich vergrößert, d.h. aufquillt, und folglich sprengende Wirkung entfalten kann, was zur Zerstörung der betreffenden Bauwerke führen kann.
  • In der erfindungsgemäßen Anlage 11 erfolgt die Aufbereitung der Asche A durch Nassklassierung.
  • Hierzu wird die Asche A in der Mischstufe 21 mit einer Flüssigkeit gemischt. Bevorzugt wird als Flüssigkeit Wasser W verwendet. Im Hinblick auf eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Aufbereitung, auf die nachstehend näher eingegangen wird, wird als Flüssigkeit eine bestimmte wässrige Lösung verwendet, nämlich eine saure wässrige Lösung. Der Einfachheit halber wird die hier verwendete Flüssigkeit nachstehend auch einfach als "Wasser" oder "Lösung" bezeichnet.
  • Das Mischen der Asche A mit dem Wasser kann im Sinne eines Einweichens oder Einmaischens erfolgen. Dementsprechend kann die Mischstufe 21 auch als ein Einweicher oder Einmaischer bezeichnet werden.
  • Das Mischen der Asche A in der Mischstufe 21 erfolgt in kornschonender Weise, um eine Zerkleinerung der eingebrachten Aschepartikel zumindest weitgehend zu vermeiden. Sofern überhaupt vorgesehen, kann eine mechanische Einwirkung auf die Asche A in der Mischstufe beispielsweise mittels eines Vibrationstellers erfolgen.
  • Eine kornschonende Behandlung der Asche A erfolgt nicht nur in der Mischstufe 21. Vielmehr ist die gesamte Anlage 11 für eine kornschonende Ascheaufbereitung ausgelegt. Wie eingangs bereits erwähnt, ist dem Fachmann der Begriff der "Kornschonung" bekannt. Insbesondere wird hierunter verstanden, dass solche Einrichtungen bzw. Verfahrensschritte weder bewusst eingesetzt noch in Kauf genommen werden, bei denen die Aschepartikel zerkleinert werden. Eine kornschonende Behandlung schließt freilich nicht aus, dass ursprünglich lediglich aneinander haftende Aschepartikel voneinander getrennt werden.
  • In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass dem Fachmann zwar grundsätzlich verschiedene Nassklassierungsmethoden bekannt sind, die als kornschonend bezeichnet werden können, dass der Fachmann darüber hinaus aber auch solche im Rahmen einer Nassklassierung einsetzbaren Methoden kennt, die eine Zerkleinerung der zu klassierenden Partikel bewusst herbeiführen sollen oder in Kauf nehmen. Beispielhaft sei diesbezüglich die so genannte Schwertwäsche erwähnt. Der Einsatz derartiger nicht-kornschonender Methoden der Nassklassierung erfolgt erfindungsgemäß bewusst nicht.
  • Das der Mischstufe 21 zugeführte Wasser wird von einem geschlossenen Wasserkreislauf W bereitgestellt. Die Bezeichnung als "geschlossen" schließt freilich nicht aus, dass verbrauchte Flüssigkeit ersetzt und - sofern wie in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen - Flüssigkeit für eine nachstehend erläuterte zusätzliche Rückgewinnung von Phosphaten P auch ohne Rückführung in den Kreislauf W entnommen werden kann.
  • Zur Herstellung des erwähnten sauren Milieus wird der Mischstufe 21 außerdem eine Säure S zugeführt, bei der es sich insbesondere um vergleichsweise kostengünstig erhältliche Citronensäure oder um Schwefelsäure handelt. Bei dem erwähnten Flüssigkeitskreislauf W handelt es sich in dem hier erläuterten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung also um einen Kreislauf einer sauren wässrigen Lösung. Für die erfindungsgemäße Nassklassierung an sich ist ein saures Milieu weder zwingend erforderlich noch nachteilig, da alle relevanten Anlagenteile problemlos säurefest ausgelegt werden können.
  • Die mit dem Wasser gemischte, d.h. die eingeweichte oder eingemaischte Asche A, die noch alle drei eingangs erwähnten Fraktionen I, II und III enthält, wird anschließend einer ersten Klassierstufe 17 zugeführt, bei der es sich um eine Siebeinrichtung handelt, die derart ausgelegt ist, dass alle Aschepartikel mit einer Korngröße von mehr als 4 mm abgetrennt werden.
  • In dieser ersten Klassierstufe 17 wird die Asche mit aus dem erwähnten Kreislauf stammenden Wasser W bebraust und bei den genannten 4 mm abgesiebt.
  • Was die in Zusammenhang mit der Erläuterung dieses Ausführungsbeispiels erwähnten Korngrößen der Aschepartikel anbetrifft, so ist hier vorgesehen, dass bei einer insbesondere trockenen Vorbehandlung der von der Müllverbrennungsanlage stammenden Asche Metallteile und unverbrannte Störstoffe entfernt werden, wobei diese Vorbehandlung derart erfolgt, dass die Korngrößenverteilung der in die Mischstufe 21 eingebrachten Asche A eine Obergrenze von etwa 45 mm aufweist. Die mittels der ersten Klassierstufe 17 abgetrennte erste Grobfraktion III besitzt somit eine Korngrößenverteilung von etwa 4 bis 45 mm. Diese Grobfraktion III wird aus der Anlage 11 herausgeführt und auf der bereits erwähnten Halde 29 gelagert.
  • Der verbleibende Ascheanteil mit einer Korngrößenverteilung von etwa 0 bis 4 mm, der somit die eingangs erwähnte Feinfraktion I und die weitere Grobfraktion II enthält, wird anschließend einer zweiten Klassierstufe zugeführt, die einen Aufstromklassierer 15 mit vorgeschaltetem Hydrozyklon 13 umfasst. Derartige Anordnungen sind grundsätzlich bekannt, so dass auf Aufbau und Funktionsweise dieser zweiten Klassierstufe nicht näher eingegangen wird. Hervorzuheben ist, dass sowohl in einem Hydrozyklon als auch in einem Aufstromklassierer die zu klassierenden Partikel äußerst schonend behandelt werden. Dies bedeutet, dass die Korngrößenverteilung des von der ersten Klassierstufe 17 kommenden Ascheanteils auch durch die zweite Klassierstufe 13, 15 praktisch nicht verändert wird.
  • In dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel ist die zweite Klassierstufe 13, 15 derart ausgelegt bzw. eingestellt, dass aus dem eingebrachten Produkt eine zweite Grobfraktion II abgetrennt wird, die eine Korngrößenverteilung etwa im Bereich von 0,25 mm bis 4 mm aufweist. Diese Grobfraktion II wird einer Siebeinrichtung 35 zugeführt, bei der es sich beispielsweise um ein so genanntes "'E-Sieb" handeln kann, das zwei Siebdecks umfasst, wobei das Material auf dem oberen Siebdeck mit Wasser W bebraust und auf dem unteren Siebdeck entwässert wird. Hierbei wird das Wasser W dem erwähnten Kreislauf entnommen und diesem Kreislauf auch wieder zugeführt.
  • Auch die auf diese Weise entwässerte weitere Grobfraktion II wird anschließend aus der Anlage 11 herausgeführt und auf der bereits erwähnten Halde 31 gelagert.
  • Wie vorstehend erwähnt, ist die zweite Klassierstufe 13, 15 derart eingestellt, dass nach dem Abtrennen der zweiten Grobfraktion II die verbleibende Feinfraktion I eine Obergrenze der Korngröße von etwa 0,25 mm, also von etwa 250 µm, aufweist. Die Auslegung der Anlage 11 und insbesondere der zweiten Klassier stufe 13, 15 derart, dass diese Obergrenze für die Korngröße der Feinfraktion I exakt eingehalten wird, ist nicht zwingend. Insbesondere in Abhängigkeit von der eingebrachten Asche A und insbesondere von Art und Menge der darin enthaltenen, in der Feinfraktion I zu konzentrierenden Schadstoffen ist die Obergrenze für die Korngröße der Feinfraktion I derart gewählt, dass sichergestellt ist, dass sich - gegebenenfalls bis auf einen insbesondere hinsichtlich geltender gesetzlicher Bestimmungen tolerierbaren Rest - alle relevanten Schadstoffe an die die Feinfraktion I bildenden Partikel binden. Insbesondere wird diese Obergrenze derart gewählt, dass sie weder zu niedrig ist, da ansonsten auch die nächsthöhere Grobfraktion in nicht mehr tolerierbarem Umfang mit Schadstoffen belastet ist, noch zu hoch ist, da ansonsten der Trockengewichtsanteil der Feinfraktion I an der eingebrachten Asche A unnötig groß ist.
  • Auf diese Weise wird erreicht, dass sich alle relevanten Schadstoffe der in die Anlage 11 eingebrachten Asche A in der Feinfraktion I befinden, die außerdem hinsichtlich ihres Trockengewichtsanteils an der eingebrachten Asche A minimiert ist. Die aufgehaldeten Grobfraktionen III und II sind insofern von zumindest einem Großteil der Schadstoffe befreit und können im Einklang mit den jeweils geltenden gesetzlichen Vorschriften einer Wiederverwertung, beispielsweise im Straßenbau, zugeführt werden.
  • Der von der zweiten Klassierstufe 13, 15 kommenden Feinfraktion I wird anschließend in einem Rundeindicker 23 Flüssigkeit entzogen.
  • Anschließend wird die Feinfraktion I mittels einer Exzenterpumpe 25 einer Kammerfilterpresse 19 zugeführt. Anstelle einer Kammerfilterpresse kann beispielsweise auch ein Zyklon vorgesehen sein, um die Feinfraktion I weiter zu entwässern. Die Verwendung einer Kammerfilterpresse hat sich bislang allerdings als besonders vorteilhaft herausgestellt.
  • Die aus dieser von dem Rundeindicker 23, der Exzenterpumpe 25 und der Kammerfilterpresse 19 gebildeten Entfeuchtungsstufe herausgeführte Feinfraktion I ist derart weit entfeuchtet worden, dass sie stichfest ist und somit deponiert werden kann. Das in dieser Entfeuchtungsstufe anfallende Wasser W wird dem Kreislauf wieder zugeführt.
  • Versuche haben ergeben, dass die hier beschriebene Art und Weise einer Nassklassierung von HMVA mit einer Obergrenze der ursprünglichen Korngrößenverteilung von etwa 45 mm eine Feinfraktion I mit Korngrößen bis zu 0,25 mm ergibt, wobei die Feinfraktion I zum einen alle relevanten Schadstoffe enthält und zum anderen nur etwa 10 % des Trockengewichts der in die Anlage 11 eingebrachten Asche A darstellt. Dies bedeutet, dass mit den beiden entstehenden Grobfraktionen III und II ein Trockengewichtsanteil von etwa 90 % der in die Anlage 11 eingebrachten Asche A problemlos verwertet werden kann, da diese Grobfraktionen III und II schadstoffarm oder schadstofffrei sind.
  • Bereits aufgrund dieser bislang nicht für realisierbar gehaltenen Verwertungsmöglichkeit für Müllverbrennungsasche ist die praktische Realisierung der Erfindung trotz der Kosten für die Errichtung und den Betrieb der erfindungsgemäßen Aufbereitungsanlage 11 wirtschaftlich in hohem Maße interessant. Hinzu kommt, dass die Betreiber von Müllverbrennungsanlagen ein Interesse daran haben, nicht selbst für eine vorschriftsmäßige Entsorgung der Verbrennungsasche sorgen zu müssen, denn bislang erfolgt diese Entsorgung durch Deponieren oder mit hohen Auflagen verbundenes Verwerten der gesamten bei der Müllverbrennung entstehenden Asche, was aufgrund der enthaltenen Schadstoffe und der diesbezüglichen gesetzlichen Bestimmungen mit hohen Kosten verbunden ist. Folglich sind die Betreiber von Müllverbrennungsanlagen dazu bereit, für die Abnahme der Verbrennungsasche zu bezahlen, um das komplizierte Handling nicht selbst übernehmen zu müssen. Die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Ascheaufbereitung wird dadurch weiter erhöht, da bereits die Annahme der in die Aufbereitungsanlage einzubringenden Asche mit Einnahmen verbunden sein kann. Sofern die erwähnte Vorbehandlung der aus der Müllverbrennungsanlage stammenden Asche zum Entfernen von Metallteilen und/oder unverbrannten Störstoffen überhaupt durchgeführt wird, steht diese Vorbehandlung der Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise nicht entgegen.
  • In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird darüber hinaus die Wirtschaftlichkeit der Ascheaufbereitung weiter dadurch gesteigert, dass aus der in die Anlage eingebrachten Asche A Stoffe gewonnen werden, die wiederum einer Verwertung zugeführt werden können. Diese Nutzung der Asche, insbesondere die nachstehend erläuterte Rückgewinnung von Phosphaten, stellt unabhängig von der Nassklassierung der Asche A einen selbständigen Aspekt der Erfindung dar.
  • Wie erwähnt, betrifft diese weitere Nutzung der Verbrennungsasche in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Rückgewinnung von Phosphaten P. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, dass bei der vorstehend beschriebenen Nassklassierung die Asche A ohnehin mit einer Flüssigkeit zusammenwirkt. Insbesondere der geschlossene Flüssigkeitskreislauf W hat zur Folge, dass die Flüssigkeit relativ lange und intensiv mit der Asche A zusammenwirken kann, was erfindungsgemäß ausgenutzt wird.
  • Durch eine geeignete Wahl der Flüssigkeit kann somit eine Rücklösung von in der eingebrachten Asche A enthaltenen Phosphaten P erfolgen, wobei diese Phosphate P in einem weiteren Verfahrensschritt wieder isoliert werden können.
  • Wie vorstehend bereits erwähnt, wird in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Flüssigkeit für die Nassklassierung Wasser W verwendet, das in der Mischstufe 21 mit Säure S, insbesondere mit Citronensäure oder Schwefelsäure, angereichert wird. Das bei der Nassklassierung erfolgende Mischen bzw. Einweichen oder Einmaischen der Asche A mit der Flüssigkeit stellt somit gleichzeitig eine Behandlung der Asche A mit einer sauren wässrigen Lösung dar, die eine Rücklösung der in der Asche A enthaltenen Phosphate P zur Folge hat.
  • Im Rahmen der hier beschriebenen Nassklassierung der Asche A, für die ein saures Milieu nicht zwingend, aber auch nicht von Nachteil ist, da alle relevanten Anlagenteile säurefest ausgelegt sind, ist diese Art der Rückgewinnung von Phosphaten P besonders vorteilhaft, da das Mischen der Asche A mit dem Wasser bzw. der sauren wässrigen Lösung und insbesondere der geschlossene Flüssigkeitskreislauf eine besonders lang andauernde und innige Reaktion der Asche A mit der sauren wässrigen Lösung ermöglicht. Allgemein stellt diese Kombination - schlagwortartig ausgedrückt also die Nassklassierung von Müllverbrennungsasche mit integrierter Rückgewinnung von verwertbaren Stoffen, insbesondere Phosphaten - ebenfalls einen unabhängigen Aspekt der Erfindung dar.
  • Die Rücklösung der Phosphate P wird durch eine höhere Temperatur der sauren wässrigen Lösung begünstigt, ohne hierdurch die Nassklassierung zu beeinträchtigen. Unter Berücksichtigung des für die Erwärmung der Flüssigkeit erforderlichen Energieeintrags und der damit verbundenen Kosten wird die Temperatur derart gewählt, dass die Anlage insgesamt in einem wirtschaftlichen Optimalbereich gefahren werden kann. Es wurde gefunden, dass dies bereits bei einer Temperatur der sauren wässrigen Lösung in dem geschlossenen Kreislauf im Bereich von 20 bis 40°C möglich ist.
  • Die Entnahme von Flüssigkeit einschließlich der darin rückgelösten Phosphate P, nachstehend auch als Lösung L bezeichnet, kann problemlos während des laufenden Nassklassierungsbetriebs erfolgen.
  • Grundsätzlich ist eine laufende Entnahme der Lösung L möglich. Alternativ kann vorgesehen sein, dass nur zu bestimmten Zeitpunkten eine bestimmte Menge der Lösung L dem Kreislauf W entnommen wird. Diese Zeitpunkte können insbesondere in Abhängigkeit von dem pH-Wert der umlaufenden Flüssigkeit gewählt werden.
  • Die Entnahme der die rückgelösten Phosphate P enthaltenen Lösung L kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle des Flüssigkeitskreislaufs W erfolgen. Hierzu kann eine Entnahmeeinrichtung vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von dem pH-Wert der Lösung L steuer- bzw. regelbar ist.
  • Die Lösung L wird einer Isoliereinrichtung 27 zugeführt, in welcher auf grundsätzlich bekannte Art und Weise eine Rückfällung der Phosphate P erfolgt. Die nach der Isolierung der Phosphate P verbleibende Flüssigkeit wird wieder dem Kreislauf W zugeführt.
  • Auf diese Weise entsteht mit den Phosphaten P, die aus der dem Kreislauf W entnommenen Lösung L isoliert werden, ein wertvoller Rohstoff, der wiederum einer gewinnbringenden Verwertung zugeführt werden kann.
  • Da die Rückfällung von Phosphaten aus einer Lösung einschließlich dabei einzusetzender Verfahren und Einrichtungen an sich grundsätzlich bekannt ist, wird an dieser Stelle hierauf nicht näher eingegangen.
  • Grundsätzlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, alternativ oder zusätzlich zu Phosphaten andere Stoffe aus der Verbrennungsasche zu gewinnen, indem die Nassklassierung und somit der Umstand ausgenutzt wird, dass aufgrund des ohnehin erfolgenden intensiven Kontaktes der Asche mit einer Flüssigkeit eine Rücklösung von in der Asche enthaltenen Stoffen erfolgt, wobei erforderlichenfalls die bei der Nassklassierung verwendete Flüssigkeit in geeigneter Weise angereichert wird. Diese Gewinnung von verwertbaren Stoffen aus mit einer geeigneten Flüssigkeit behandelter Müllverbrennungsasche stellt auch unabhängig von einer Nassklassierung der Asche einen selbständigen Aspekt der Erfindung dar.
  • In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist vor den Rundeindicker 23 eine Messeinrichtung in Form einer potentiometrischen Sonde 41 geschaltet, mit welcher die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit gemessen werden kann. Erreicht die Leitfähigkeit einen vorgegebenen Wert, der beispielsweise durch den Betreiber der Aufbereitungsanlage oder das Klärwerk vor Ort vorgegeben sein kann, so wird eine vorgegebene Menge der Flüssigkeit ausgeschleust und durch frische Flüssigkeit, insbesondere Frischwasser, ersetzt. Die Wasserausschleusung E kann - wie in der Figur beispielhaft dargestellt - in Prozessrichtung gesehen hinter dem Rundeindicker 23 erfolgen.
  • Des Weiteren ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass vor der Aufhaldung der beiden Grobfraktionen II, III, jeweils eine Metallaufbereitung 37, 39 erfolgt. Diese kann je nach den Gegebenheiten und Anforderungen auf unterschiedlicher Art und Weise erfolgen, wie es beispielhaft im Einleitungsteil bereits erwähnt ist. Die Metallaufbereitung erfolgt derart, dass die Metalle vor ihrer Abtrennung mit im Nass- bzw. Waschprozess gefahren, d.h. "mitgewaschen", werden, so dass eine optische Sichtung verbessert oder überhaupt erst ermöglich wird, da durch dieses Mitfahren der Metalle im Nassprozess die Metalle besonders sauber werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 11
    Aufbereitungsanlage
    13
    Hydrozyklon
    15
    Aufstromklassierer
    17
    Siebeinrichtung
    19
    Kammerfilterpresse
    21
    Mischstufe
    23
    Rundeindicker
    25
    Exzenterpumpe
    27
    Isoliereinrichtung
    29
    Halde
    31
    Halde
    33
    Deponie
    35
    Siebeinrichtung
    37
    Metallaufbereitung
    39
    Metallaufbereitung
    41
    Messeinrichtung
    A
    Asche
    I
    Feinfraktion
    II
    Grobfraktion
    III
    Grobfraktion
    W
    Wasser, Wasserkreislauf
    L
    wässrige Lösung
    S
    Säure
    P
    Phosphate
    E
    Wasserausschleusung

Claims (15)

  1. Verfahren zum Aufbereiten von Asche (A), die bei der Verbrennung von Müll entsteht, bei dem die Asche (A) in einer von der eigentlichen Müllverbrennung getrennten Aufbereitungsanlage (11) in eine Mehrzahl von Fraktionen (I, II, III) unterschiedlicher Korngrößenverteilung klassiert wird,
    wobei in der Aufbereitungsanlage (11) die Klassierung der Asche (A) ausschließlich durch eine Nassklassierung erfolgt, und
    wobei die Nassklassierung derart durchgeführt wird, dass die Asche (A) vollständig in wenigstens eine mit Schadstoffen belastete Feinfraktion (I) und zumindest eine schadstoffarme oder schadstofffreie Grobfraktion (II, III) klassiert wird,
    wobei bei der Nassklassierung ausschließlich kornschonende Klassierungsverfahren angewendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Nassklassierung eine Klassierung durch Aufstromtechnik umfasst, wobei einem Aufstromklassierer (15) ein Hydrozyklon (13) vorgeschaltet ist, und wobei nach dem Durchlaufen zumindest eines Teils der Nassklassierung eine Abtrennung von Metallen erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nassklassierung derart durchgeführt wird, dass in der Feinfraktion (I) die Untergrenze der Korngröße 0 µm beträgt und die Obergrenze der Korngröße ungefähr im Bereich von 50 bis 500 µm liegt, insbesondere ungefähr im Bereich von 200 bis 300 µm liegt und bevorzugt etwa 250 µm beträgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Nassklassierung die folgenden Schritte zeitlich nacheinander durchgeführt werden:
    - die Asche (A) wird mit einer Flüssigkeit (W) gemischt,
    - aus dem dabei entstehenden Produkt wird wenigstens eine erste Grobfraktion (III) unter Verwendung einer Siebeinrichtung (17) abgetrennt,
    - aus dem von der ersten Grobfraktion (III) befreiten Produkt wird zumindest eine zweite Grobfraktion (II) unter Verwendung der Aufstromtechnik mit einem Aufstromklassierer (15) und dem vorgeschalteten Hydrozyklon (13) abgetrennt,
    - der dabei entstehenden Feinfraktion (I) wird Flüssigkeit (W) entzogen und in zumindest einer der Grobfraktionen (II, III) erfolgt nach Durchlaufen zumindest eines Teils der Nassklassierung eine Abtrennung von Metallen.
  4. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Asche (A) vor dem Einbringen in die Aufbereitungsanlage (11) einer mechanischen Vorbehandlung unterworfen wird, bei der aus der Asche (A) Metallteile und unverbrannte Störstoffe entfernt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einer Müllverbrennungsanlage stammende Asche (A) derart vorbehandelt wird, dass die Asche (A) mit einer Korngrößenverteilung in die Aufbereitungsanlage (11) eingebracht wird, deren Obergrenze nicht mehr als etwa 100 mm beträgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsanlage (11) einen im Wesentlichen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine für die Nassklassierung verwendete Flüssigkeit (W) eine Temperatur im Bereich von 20 bis 40°C aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Parameter, insbesondere die elektrische Leitfähigkeit, einer für die Nassklassierung verwendeten Flüssigkeit unterhalb oder oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes gehalten wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitskreislauf ausgeschleust wird, sobald der Grenzwert erreicht, insbesondere überschritten oder unterschritten, wird.
  10. Vorrichtung zum Aufbereiten von Asche (A), die bei der Verbrennung von Müll entsteht,
    mit der Asche (A) in eine Mehrzahl von Fraktionen (I, II, III) unterschiedlicher Korngrößenverteilung klassierbar ist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei eine Aufbereitungsanlage (11) vorgesehen ist, die zu einer ausschließlichen Nassklassierung der Asche (A) ausgebildet ist,
    wobei die Aufbereitungsanlage (11) derart ausgelegt ist, dass die Asche (A) vollständig in wenigstens eine mit Schadstoffen belastete Feinfraktion (I) und zumindest eine schadstoffarme oder schadstofffreie Grobfraktion (II, III) klassierbar ist,
    wobei die Aufbereitungsanlage (11) ausschließlich kornschonende Klassierungseinrichtungen umfasst, und
    wobei die Aufbereitungsanlage (11) eine Siebeinrichtung (17) als erste Klassierstufe (17) umfasst, in der aus der mit einer Flüssigkeit (W) gemischten Asche (A) wenigstens eine Grobfraktion (III) abgetrennt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Aufbereitungsanlage (11) einen Aufstromklassierer (15) mit vorgeschaltetem Hydrozyklon (13) als zweite Klassierstufe (13, 15) umfasst, in der aus der von zumindest einer Grobfraktion (III) befreiten Asche (A), zumindest eine Feinfraktion (I) abgetrennt wird,
    dass die Aufbereitungsanlage (11) eine Einrichtung (37, 39) zur Abtrennung von Metallen nach Durchlaufen zumindest eines Teils der Nassklassierung umfasst und dass die Aufbereitungsanlage (11) eine Entfeuchtungsstufe (23, 25, 19) umfasst, in der der Feinfraktion (I) Flüssigkeit (W) entzogen wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsanlage (11) derart ausgelegt ist, dass in der Feinfraktion (I) die Untergrenze der Korngröße 0 µm beträgt und die Obergrenze der Korngröße ungefähr im Bereich von 50 bis 500 µm liegt, insbesondere ungefähr im Bereich von 200 bis 300 µm liegt und bevorzugt etwa 250 µm beträgt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsanlage (11) wenigstens einen im Wesentlichen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf aufweist, und/oder dass die Aufbereitungsanlage (11) eine Mischstufe (21) umfasst, in der die Asche (A) mit einer Flüssigkeit (W) gemischt wird.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfeuchtungsstufe eine Kammerfilterpresse (19) umfasst.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammerfilterpresse (19) ein Rundeindicker (23) und eine Exzenterpumpe (25) vorgeschaltet sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischstufe (21), die erste und die zweite Klassierstufe (17, 13, 15) und die Entfeuchtungsstufe (23, 25, 19) der Aufbereitungsanlage (11) in Prozessrichtung hintereinander angeordnet sind,
    wobei in der ersten Klassierstufe (17) eine Grobfraktion (III) mit einer Untergrenze für die Korngröße im Bereich von 2 bis 5 mm abgetrennt wird,
    das verbleibende Produkt der zweiten Klassierstufe (13, 15) zugeführt wird, in welcher eine Grobfraktion (II) mit einer Untergrenze für die Korngröße ungefähr im Bereich von 50 bis 500 µm, insbesondere ungefähr im Bereich von 200 bis 300 µm und bevorzugt von etwa 250 µm, abgetrennt wird, und die verbleibende Feinfraktion (I) der Entfeuchtungsstufe (23, 35, 19) zugeführt wird.
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