DE4013191A1 - Verfahren zur entsorgung der emissionen von heissmischgutanlagen sowie abgasfuehrung einer heissmischgutanlage - Google Patents

Verfahren zur entsorgung der emissionen von heissmischgutanlagen sowie abgasfuehrung einer heissmischgutanlage

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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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