DE4013191A1 - Verfahren zur entsorgung der emissionen von heissmischgutanlagen sowie abgasfuehrung einer heissmischgutanlage - Google Patents
Verfahren zur entsorgung der emissionen von heissmischgutanlagen sowie abgasfuehrung einer heissmischgutanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung der Emissionen von
Heißmischgutanlagen.
Als Heißmischgut werden in der Straßenbautechnik heiße, anschließend an
ihre Bildung direkt versetzte Mischungen aus mineralischen Füllern eines
geeigneten Korngrößenspektrums (Sand) und einem bituminösen Binder (Asphalt)
verstanden. Ihre Herstellung erfolgt so, daß die mineralischen Füller durch
Verbrennen eines Brennstoffs in einer Heizstufe vorerhitzt und anschließend
mit dem Bitumen oder bitumenhaltigen Binder in einer Mischstufe heiß
vermischt werden, so daß eine plastische, homogene Masse entsteht, die nach
dem Heißversetzen beim Abkühlen erstarrt.
Je nach dem Anlagendurchsatz stellen die Emissionen aus derartigen
Heißmischgutanlagen zumindest eine Umweltbelastung dar.
Es wird nunmehr vorgeschlagen, diese Emissionen zu entsorgen, wozu das
erfindungsgemäße Verfahren vor allem dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Verbrennungsabgase der Heizstufe für das Gesteinsmaterial durch
Trockenfiltern von Feststoffen befreit, naß gewaschen und abschließend,
insbesondere zusammen mit der Abluft der Mischstufe für das vorgewärmte
Gesteinsmaterial mit dem Binder durch ein Biofilter geleitet
werden.
Das zum Trockenfiltern eingesetzte Filter ist ein bekannter Bauteil und
kann z. B. ein Tuchfilter und/oder ein Elektrofilter sein; als Filtertuche
werden z. B. Nonwovens auf Zellulose- und/oder Kunststoffbasis eingesetzt
und vorteilhaft werden zwei Tuchfilter für den Einsatz im Taktbetrieb
vorgesehen, wobei die nicht durchströmte Einheit durch Entleeren, Ausklopfen,
Waschen oder auf eine bekannte sonstige Weise regeneriert wird.
Desgleichen sind Naßwäscher für Gase industrielle Bauelemente, die
entsprechend den individuellen Bedürfnissen anpaßbar sind. In Naßwäschern
werden üblicherweise Feinstfeststoffanteile sowie mit der Waschflüssigkit
reagierende oder in dieser lösliche Gasanteile entfernt.
Der letzte Schritt in der erfindungsgemäßen Kombinationsbehandlung besteht
darin, daß die vorgereinigten Abgase durch ein Biofilter geleitet werden.
Unter einem Biofilter wird ein System verstanden, das aus einer sogenannten
Biomasse und den Vorrichtungen zur Zu- und Ableitung der zu entsorgenden
Abluft besteht.
Unter Biomasse versteht man eine meist organische Matrix (z. B. Kompost oder
ähnliche Materialien), die Mikroorganismen enthält. Theoretisch besteht
die Mikroorganismen-Flora/Fauna aus Bakterien, Pilzen, Phytomikroorganismen,
Bodenprotozoen und phylogenetisch höher stehenden, meist tierischen
Organismen. Durch die vorgegebenen Bedingungen (insbesondere pH-Wert)
dominieren jedoch die Bakterien. Diese sind in der Lage, gasförmige,
organische Stoffe (Schadstoffe oder geruchsintensive Stoffe) als
Kohlenstoffquelle zu verwerten und damit zu entsorgen. Die organische Matrix
dient als Trägermaterial und ist durch eine enorme innere Oberfläche (bis
zu 2500 m2/cm3) der ideale Träger für die Mikroorganismen und kann unter
bestimmten Bedingungen auch als Hilfssubstrat (Kohlenstoffquelle) dienen.
Zudem ist es möglich, durch Zugabe bestimmter Mikroorganismen die
Möglichkeiten der Biomasse zur gezielten Schad- und/oder
Geruchsstoffentsorgung zu verbessern. In erster Linie ist dabei an die Zugabe
von Bakterien gedacht, die in der Lage sind, Kohlenmonoxid als
Kohlenstoffquelle zu verwerten und damit zu entsorgen.
Im vorliegenden Fall dient das Biofilter somit sowohl dem Geruchsabbau,
was insbesondere dann zum Tragen kommt, wenn die Abluft aus der Mischstufe
in die Abgasführung der Anlage vor dem Biofilter eingespeist wird, als auch
dem biologischen Abbau von geruchfreien Abgasbestandteilen.
Die Naßwäsche vor dem Biofilter dient dabei u. a. zur Einstellung der für
den Betrieb des Biofilters erforderlichen Gasfeuchte und -temperatur.
Weiterhin kann beim erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, daß die
Verbrennungsabgase nach dem Trockenfiltern und vor der Naßwäsche durch eine
Katalysatorstufe zur Umwandlung von umweltschädlichen, gasförmigen
Bestandteilen, wie insbesondere von CO und/oder NO x , geleitet werden.
Katalysatoren zu diesem Zweck sind bereits vorgeschlagen worden; als
Katalysatoren sollen insbesondere Platinmetalle, die Oxide der sogenannten
Übergangsmetalle, Aluminiumoxid, andere Mineralien der Erdalkalimetalle
sowie natürliche oder synthetische Zeolithe Verwendung finden. Die Anordnung
der Katalysatorstufe unmittelbar nach der Staubabscheidung vor der Naßwäsche
hat den Zweck, die für die Wirksamkeit der Katalysatorstufe erforderliche
Betriebstemperatur, ohne zusätzlichen Energieeinsatz, zu erreichen.
Die Katalysatoren liegen dabei üblicherweise in Bettform vor; bei den
Metallen (und Metalloxiden) werden diese auf einem Träger angewendet.
Vorteilhaft können weiterhin die Verbrennungsgase vor der Naßwäsche gekühlt
werden, um die Naßwaschstufe nicht thermisch stark belasten zu müssen und
die Einstellung der Betriebsparameter für das folgende Biofilter zu
erleichtern; vorteilhaft wird dabei die beim Abkühlen der Verbrennungsgase
abgegebene Wärmeenergie zur Vorwärmung von der Heizstufe zugeführter
Frischluft eingesetzt.
Vorteilhaft werden weiterhin in der Naßwäsche chemische Wirkstoffe zur
Umwandlung von umweltschädlichen Gasbestandteilen, insbesondere von SO2 und/oder
NO x , zugegeben. Insbesondere wird dabei angestrebt, daß die Abwässer aus
der Naßwäsche neutral sind.
Im Biofilter fällt Wasser an, das in die Naßwäsche rückgeführt werden kann.
Bevorzugt werden die Verbrennungsgase aus der Heizstufe nach der Naßwäsche
mit der Abluft aus der Mischstufe zusammengeführt; gegebenenfalls ist es
auch möglich, die Abluft aus der Mischstufe vor der Naßwäsche einzuspeisen.
In apparativer Hinsicht betrifft die Erfindung eine Abgasführung einer
Heißmischgutanlage, die eine Heizstufe zum Vorwärmen des Gesteinsmaterials
und eine Mischstufe für das vorgewärmte Gesteinsmaterial mit dem Binder
aufweist, die vor allem dadurch gekennzeichnet ist, daß eine
Auffangleitung für die Verbrennungsgase der Heizstufe vorgesehen ist,
in der anschließend an ein Trockenfilter eine Naßwaschstufe und ein Biofilter
vorgesehen ist, wobei insbesondere weiterhin eine Auffangleitung für die
Abluft aus der Mischstufe vorgesehen ist, die in die Auffangleitung für
die Verbrennungsabgase mündet.
Dabei kann vorteilhaft zwischen dem Trockenfilter und der Naßwaschstufe
eine Katalysatorstufe zur Umwandlung von umweltschädlichen, gasförmigen
Bestandteilen, wie insbesondere von CO und/oder NO x , vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist weiterhin unmittelbar vor der Naßwaschstufe in der
Auffangleitung für die Verbrennungsabgase ein Wärmetauscher zur Kühlung
der Verbrennungsabgase vorgesehen, der vorteilhaft ein Gas/Gaswärmetauscher
zum Einsatz von Frischluft für die Heizstufe als Kühlmedium ist.
Insbesondere ist die Waschstufe mit Einbringvorrichtungen von chemischen
Wirkstoffen zur Umwandlung von umweltschädlichen Gasbestandteilen, insbesondere
von SO2 und/oder NO x , ausgestattet.
Weiterhin kann günstig eine Rückführleitung für im Biofilter anfallendes
Wasser in die Naßwaschstufe vorgesehen sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasführung
ist vorgesehen, daß die Auffangleitung für die Abluft aus der Mischstufe
nach der Naßwaschstufe mit der Auffangleitung für die Verbrennungsabgase
zusammengeführt ist.
Günstig sind weiterhin in der Abgasführung Regeleinrichtungen zum Einstellen
der Temperatur und des Feuchtegehalts des in das Biofilter eingespeisten
Gases vorgesehen.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschema der Abgasführung einer
Heißmischgutanlage darstellt.
Die Verbrennungsabgase aus der Vorwärmstufe für das Gesteinsmaterial gelangen
über die Sammelleitung 1 zu einem Trockenfilter 2 zur Feststoffabscheidung
und anschließend über ein Gebläse 3 in einen Wärmetauscher 4, wo sie mit
Frischluft 5 gekühlt werden. Die dabei erwärmte Frischluft geht über die
Leitung 6 als Verbrennungsluft zur Heizeinrichtung der Vorwärmstufe. Vor
dem Wärmetauscher 4 ist gegebenenfalls eine Katalysatorstufe 7 vorgesehen,
in der umweltschädliche Bestandteile der Verbrennungsabgase, insbesondere
CO und/oder NO x , katalytisch umgewandelt werden.
Anschließend an den Wärmetauscher 4 gelangen die vorgereinigten, gekühlten
Verbrennungsabgase in einen Naßwäscher 8, der üblicherweise mit Brauchwasser
gespeist wird, wobei vorteilhaft ein nicht gezeigter Wasserkreislauf mit
einer Reinigungs- und Filterstufe für das Waschwasser vorgesehen ist. Der
Naßwäscher 8 weist weiterhin Einbringleitungen 9 für Konditionierchemikalien
auf, insbesondere zur Neutralisierung von sauren Gasbestandteilen.
Nach dem Naßwäscher 8 wird in die Verbrennungsabgasleitung Abluft aus der
Mischstufe der Heizmischgutanlage über ein Gebläse 10 über die
Abluftsammelleitung 11 eindosiert. Nach Bedarf kann auch Wasser über einen
Zerstäuber 12 zudosiert werden. Die Temperatur und die Feuchte der Gase
wird abgefühlt und in eine zentrale Regeleinrichtung gemeldet, die den
Betrieb des Wärmetauscher 4, des Naßwäschers 8 und des Zerstäubers 12 zur
Einstellung der für den Betrieb des nachgeschalteten Biofilters
13 gewünschten Werte steuert. Das so konditionierte Sammelgas wird in das
Biofilter 13 eingespeist und dort werden biologisch abbaubare Bestandteile,
insbesondere zur Geruchsbefreiung, abgebaut. Aus dem Biofilter gehen die
so gereinigten Gase wieder an die Atmosphäre.
Im Biofilter 13, das vorzugsweise auch heiz- bzw. kühlbar ausgeführt sein
kann, anfallendes Wasser (z. B. Kondenswasser) geht über eine Rückführleitung
14 zum Naßwäscher 8 zurück.
Claims (15)
1. Verfahren zur Entsorgung der Emissionen von Heißmischgutanlagen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsabgase der Heizstufe für das
Gesteinsmaterial durch Trockenfiltern von Feststoffen befreit, naß gewaschen
und abschließend, insbesondere zusammen mit der Abluft der Mischstufe für
das vorgewärmte Gesteinsmaterial mit dem Binder durch ein Biofilter
geleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbrennungsabgase nach dem Trockenfiltern und vor der Naßwäsche durch eine
Katalysatorstufe zur Umwandlung von umweltschädlichen, gasförmigen
Bestandteilen, wie insbesondere von CO und/oder NO x , geleitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbrennungsabgase unmittelbar vor der Naßwäsche abgekühlt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beim
Abkühlen der Verbrennungsgase abgegebene Wärmeenergie zur Vorwärmung von
der Heizstufe zugeführter Frischluft eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Naßwäsche chemische Wirkstoffe zur Umwandlung
von umweltschädlichen Gasbestandteilen, insbesondere von SO2 und/oder NO x , zugegeben
werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß im Biofilter anfallendes Wasser in die Naßwäsche
rückgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbrennungsabgase aus der Heizstufe nach der Naßwäsche mit der
Abluft aus der Mischstufe zusammengeführt werden.
8. Abgasführung einer Heißmischgutanlage, die eine Heizstufe zum
Vorwärmen des Gesteinsmaterials und eine Mischstufe für das vorgewärmte
Gesteinsmaterial mit dem Binder aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Auffangleitung (1) für die Verbrennungsabgase der Heizstufe vorgesehen
ist, in der anschließend an ein Trockenfilter (2) eine Naßwaschstufe (8) und ein
Biofilter (13) vorgesehen ist, wobei insbesondere weiterhin eine Auffangleitung (11)
für die Abluft aus der Mischstufe vorgesehen ist, die in die Auffangleitung (1)
für die Verbrennungsabgase mündet.
9. Abgasführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Trockenfilter (2) und der Naßwaschstufe (8) eine Katalysatorstufe (7) zur Umwandlung
von umweltschädlichen, gasförmigen Bestandteilen, wie insbesondere von CO
und/oder NO x , vorgesehen ist.
10. Abgasführung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
unmittelbar vor der Naßwaschstufe (8) in der Auffangleitung (1) für die
Verbrennungsabgase ein Wärmetauscher (4) zur Kühlung der Verbrennungsabgase
vorgesehen ist.
11. Abgasführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wärmetauscher (4) ein Gas/Gaswärmetauscher zum Einsatz von Frischluft für die
Heizstufe als Kühlmedium ist.
12. Abgasführung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Waschstufe (8) mit Einbringvorrichtungen (9) von chemischen
Wirkstoffen zur Umwandlung von umweltschädlichen Gasbestandteilen, insbesondere
von SO2 und/oder NO x , ausgestattet ist.
13. Abgasführung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Rückführleitung (14) für im Biofilter (13) anfallendes Wasser
in die Naßwaschstufe (8) vorgesehen ist.
14. Abgasführung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auffangleitung (11) für die Abluft aus der Mischstufe
nach der Naßwaschstufe (8) mit der Auffangleitung (1) für die Verbrennungsabgase
zusammengeführt ist.
15. Abgasführung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Abgasführung Regeleinrichtungen (12) zum Einstellen
der Temperatur und des Feuchtegehalts des in das Biofilter (13) eingespeisten
Gases vorgesehen sind.
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