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T1 - Herstellung, Qualität und Qualitätssicherung von Ersatzbrennstoffen zur Erreichung der 100%-igen thermischen Substitution in der Zementindustrie

AU - Sarc, Renato

N1 - nicht gesperrt

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Ersatzbrennstoffe (EBS) sind Abfälle, die zur Gänze oder in einem relevanten Ausmaß zum Zweck der Energiegewinnung eingesetzt werden und die die Qualitätskriterien gemäß der österreichischen Abfallverbrennungsverordnung (AVV) erfüllen. Die Qualitätskriterien gemäß AVV sind die sogenannten statistischen Grenzwerte, d.h. ausgedrückt als Median und 80-er Perzentil, für acht Schwermetalle (d.h. Sb, As, Pb, Cd, Cr, Co, Ni und Hg), deren Gehalt auf den Nettoheizwert [mg/MJ TM] des Brennstoffes bezogen ist. Die EBS müssen vor deren Einsatz zum Zweck der Energiegewinnung, u.a. in Anlagen zur Zementerzeugung, diese Qualitätskriterien erfüllen. Der Einsatz von EBS in der österreichischen Zementindustrie ist Stand der Technik, im Durschnitt wurden 2013 rd. 72% des thermischen Energiebedarfes des Klinkerherstellungsprozesses durch EBS abgedeckt. In gegenständlicher Arbeit werden drei Arten von Ersatzbrennstoffen – „EBS LOW Quality“, „EBS MEDIUM Quality“ und „EBS PREMIUM Quality“ – hinsichtlich ihrer Herstellung, Qualität, Qualitätssicherung und Verwertung untersucht und umfangreich beschrieben. Die betrachteten EBS werden aus Siedlungsabfällen und/oder sonstigen nicht gefährlichen Abfällen, wie z.B. für das Recycling nicht geeignete Rückstände aus Sortieranlagen, in mechanischen Aufbereitungs- und EBS Herstellungsanlagen produziert. Die energetische Verwertung von „EBS LOW Quality“ erfolgt in einer Verbrennungsanlage mit Wirbelschichttechnologie und von „EBS MEDIUM Quality“ sowie „EBS PREMIUM Quality“ in einer Drehrohrofenanlage zur Zementerzeugung. Die beschriebenen Forschungsarbeiten wurden an mehreren komplexen mechanischen Abfallbehandlungsanlagen, einer spezialisierten EBS Produktionsanlage, einer Verbrennungsanlage und zwei Anlagen zur Zementerzeugung durchgeführt. Dabei wurden drei Forschungsfelder praxisbezogen wissenschaftlich näher untersucht und die dazugehörigen Forschungsfragen beantwortet und diskutiert. Untersuchte Forschungsfelder sind das technische Konzept zur Herstellung von EBS in Produktionsanlagen, die Qualitätssicherung und erreichbare Qualität von Ersatzbrennstoffen sowie die 100%-ige Substitution von primären Energieträgern im Zementdrehrohofen. Diese dabei erzielten neuen Erkenntnisse lassen positive Auswirkungen bei ihren Umsetzungen in der Praxis erwarten, vor allem was Qualität und Quantität des EBS Einsatzes betreffen.

AB - Ersatzbrennstoffe (EBS) sind Abfälle, die zur Gänze oder in einem relevanten Ausmaß zum Zweck der Energiegewinnung eingesetzt werden und die die Qualitätskriterien gemäß der österreichischen Abfallverbrennungsverordnung (AVV) erfüllen. Die Qualitätskriterien gemäß AVV sind die sogenannten statistischen Grenzwerte, d.h. ausgedrückt als Median und 80-er Perzentil, für acht Schwermetalle (d.h. Sb, As, Pb, Cd, Cr, Co, Ni und Hg), deren Gehalt auf den Nettoheizwert [mg/MJ TM] des Brennstoffes bezogen ist. Die EBS müssen vor deren Einsatz zum Zweck der Energiegewinnung, u.a. in Anlagen zur Zementerzeugung, diese Qualitätskriterien erfüllen. Der Einsatz von EBS in der österreichischen Zementindustrie ist Stand der Technik, im Durschnitt wurden 2013 rd. 72% des thermischen Energiebedarfes des Klinkerherstellungsprozesses durch EBS abgedeckt. In gegenständlicher Arbeit werden drei Arten von Ersatzbrennstoffen – „EBS LOW Quality“, „EBS MEDIUM Quality“ und „EBS PREMIUM Quality“ – hinsichtlich ihrer Herstellung, Qualität, Qualitätssicherung und Verwertung untersucht und umfangreich beschrieben. Die betrachteten EBS werden aus Siedlungsabfällen und/oder sonstigen nicht gefährlichen Abfällen, wie z.B. für das Recycling nicht geeignete Rückstände aus Sortieranlagen, in mechanischen Aufbereitungs- und EBS Herstellungsanlagen produziert. Die energetische Verwertung von „EBS LOW Quality“ erfolgt in einer Verbrennungsanlage mit Wirbelschichttechnologie und von „EBS MEDIUM Quality“ sowie „EBS PREMIUM Quality“ in einer Drehrohrofenanlage zur Zementerzeugung. Die beschriebenen Forschungsarbeiten wurden an mehreren komplexen mechanischen Abfallbehandlungsanlagen, einer spezialisierten EBS Produktionsanlage, einer Verbrennungsanlage und zwei Anlagen zur Zementerzeugung durchgeführt. Dabei wurden drei Forschungsfelder praxisbezogen wissenschaftlich näher untersucht und die dazugehörigen Forschungsfragen beantwortet und diskutiert. Untersuchte Forschungsfelder sind das technische Konzept zur Herstellung von EBS in Produktionsanlagen, die Qualitätssicherung und erreichbare Qualität von Ersatzbrennstoffen sowie die 100%-ige Substitution von primären Energieträgern im Zementdrehrohofen. Diese dabei erzielten neuen Erkenntnisse lassen positive Auswirkungen bei ihren Umsetzungen in der Praxis erwarten, vor allem was Qualität und Quantität des EBS Einsatzes betreffen.

KW - Ersatzbrennstoffe

KW - Herstellung

KW - Qualität

KW - Qualitätssicherung

KW - Zementindustrie

KW - Thermische Substitution

KW - Solid Recovered Fuel (SRF)

KW - Design

KW - Quality

KW - Quality Assurance

KW - Cement Industry

KW - Thermal Substitution

M3 - Dissertation

ER -