BBB-Antrag: Sachstand der Planungen einer Monoklärschlammverbrennungsanlage in Kooperation mit der Klar GmbH

Mitteilungsvorlage
öffentlich
231624-02
Die Oberbürgermeisterin
Federführung:
66 Tiefbauamt
Dezernat:
Dez. III
BBB-Antrag: Sachstand der Planungen einer
Monoklärschlammverbrennungsanlage in
Kooperation mit der Klar GmbH
Beratungsfolge
Ausschuss für Umwelt, Klima und Lokale
Agenda
03.07.2024 Kenntnisnahme
Ausschuss für Mobilität und Verkehr 04.07.2024 Kenntnisnahme
Ausschuss für Wohnen, Planung und Bauen 04.09.2024 Kenntnisnahme
Mitteilung:
Der Hauptausschuss hat in seiner Sitzung am 02.11.2023
die Verwaltung beauftragt, neue Sachstände zur Planung einer Monoklär-
schlammverbrennungsanlage in Kooperation mit der KLAR GmbH jeweils dem
Ausschuss für Umwelt, Klima und Lokale Agenda, dem Ausschuss für Wohnen,
Planen und Bauen sowie dem Ausschuss für Mobilität und Verkehr mitzuteilen.
Die Verwaltung kann zum jetzigen Zeitpunkt folgende Sachstände übermitteln:
a) technologischer Ansatz der Klärschlammverbrennung und zeitli-
cher Rahmen der Objektplanung;
· Technologischer Ansatz
Der technologische Ansatz auf Grundlage der Vorentwurfsplanung ist in
Anlage 1 beschrieben
· Terminplan der Projektierung ab Konzept,
Der Terminplan ist als Anlage 2 beifügt
Planerauswahlverfahren (VgV): 11/2022 bis 07/2023
Grundlagenermittlung und Vorplanung: 07/2023 bis 03/2024
Entwurfsplanung: 03/2024 bis 09/2024
Genehmigungsplanung: 06/2024 bis 01/2025
Ausführungsplanung: 09/2024 bis 07/2027
· Ausschreibung, Auftragsvergabe
Ausschreibung u. Vergaben: 09/2024 bis 03/2026
Vergabe (Verfahrenstechnik, Bautechnik) 01/2026
· Start Bauarbeiten, Ende Bauarbeiten
Bau- und Montagearbeiten: 10/2025 bis 11/2028
Baubeginn (Baufeldfreimachung, Baugrube): 10/2025
Montagebeginn Verfahrenstechnik: 07/2027Seite 1 von 15
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Baufertigstellung: 11/2028
· Probebetrieb,
Inbetriebnahme und Probebetrieb 08/2028 bis 07/2029
Inbetriebnahme
Abnahmen: 07/2029
Bisher sind die Auftragsvergaben für die Planungsleistung für die Klärschlamm-
verbrennungsanlage in Köln-Merkenich im Juli 2023 entsprechend der Termin-
planung für das Gesamtprojekt termingerecht erfolgt (Objektplanung, Planung
technische Ausrüstung, Verkehrsanlagen, Tragwerksplanung, Fassadenpla-
nung, Freianlagenplanung.
Die Vorentwurfsplanung ist termingerecht im März 2024 abgeschlossen wor-
den.
b) Details zur Standortbestimmung auf dem Gelände des Heizkraft-
werkes Köln- Merkenich. (Zurverfügungstellung des Lageplans)
Lageplan Anlage 3
Als Anlagen sind ein Übersichtslageplan Freianlagen Anlage 4 und ein Gebäu-
deplan Anlage 3 beigefügt.
c) Neue Forschungsergebnisse zur Phosphorrückgewinnung (Sind
bereits Anlagen mit P-Rückgewinnung im Betrieb, seit wann, gibt
es Evaluierungen, Ergebnisse)
Großtechnische Anlagen zur Phosphorrückgewinnung sind noch nicht kontinu-
ierlich in Betrieb, aktuell befindest sich eine Anlage der Fa. Remondis bei Han-
sa Wasser im Probebetrieb. Bisher liegen keine Ergebnisse oder Evaluierungen
vor.
Aktuell sind mehrere Anlagen mit Fördermitteln in der Planung, deren Umset-
zung ist unklar.
Technische Ausführung der KVA verfolgt die Abscheidung einer Hochtempera-
turasche, um den Bestandteil der niedrigflüchtigen Schwermetalle zu minimie-
ren. Die Analyse der eingesetzten Klärschlämme der letzten 3 Jahre lässt er-
warten, dass die hochflüchtigen Schwermetalle unter den gängigen Grenzwer-
ten der Düngemittelverordnung liegen. Ziel der KLAR GmbH ist es, die Nach-
bearbeitung der Aschen zu minimieren und eine Zwischendeponierung zu ver-
meiden.
d) Lagerung der Aschen
Siehe Punkt c
e) bisher geleistete und zukünftige Vorlaufkosten (der Stadt Bonn
und der anderen Beteiligten)Seite 2 von 15
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Hierzu wird auf die Beschlussvorlage 241055 verwiesen
f) Reaktionen (Forderungen) aus der Anwohnerschaft des zukünfti-
gen Standortes der MKVA
Im Februar 2024 gab es eine Bürgerinformationsveranstaltung. Schwerpunkt-
thema war die Verkehrssituation in der Zu- und Abfahrt zur Anlage der KLAR
GmbH (Thema wurde auch durch im Scoping Termin erläutert). Die KLAR
GmbH prüft z.Zt. Alternativen mit den benachbarten Industriebetrieben, um die
Zufahrt zu optimieren und die kritische Kreuzung zu entlasten.Seite 3 von 15
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Klärschlammverladung Bonn, Machbarkeitsstudie
Gemäß Ratsbeschluss soll der Klärschlammtransport aus ökologischen Grün-
den von der Kläranlage Bonn Salierweg zur Klärschlammverwertungsanlage in
Köln Merkenich über Transportschiffe mit umweltfreundlichen Antrieben erfol-
gen.
Für die Klärschlammbe- und entladung ist eine Hafenanlage in Bonn im Bereich
der Kläranlage Salierweg und in Köln Merkenich im Bereich der neuen Klär-
schlammverwertungsanlage erforderlich.
Im Bereich der neuen Klärschlammverwertungsanlage in Köln ist die Nutzung
des Hafens Köln Niehl II vorgesehen.
Im Bereich der Kläranlage Bonn Salierweg bestehen mehrere Möglichkeiten.
Hier kommt die Nutzung des benachbarten Bonner Hafens oder die Herstellung
einer neuen Anlegestelle am Rhein unmittelbar vor der Kläranlage Salierweg in
Frage.
Zur Untersuchung verschiedener Varianten für die Ausbildung der Schiffsanle-
gemöglichkeit wurde eine „Machbarkeitsstudie Klärschlammverladung Bonn“
erstellt.
Es wurde die technische Machbarkeit der folgenden Varianten der Hafennut-
zung untersucht:
- V1 Nutzung des Bestandshafens ohne Baumaßnahmen
- V2 Nutzung des Bestandshafens und Erweiterung mit Unterwasser-
spundwand
- V3 Neubau Dalbenanlegestelle
- V4 Neubau Spundwandanlegestelle
Zur Beurteilung der Varianten wurden folgende Themen untersucht:
- Betriebs-, Herstellungs- und Investitionskosten
- Planungs- und Bauzeit
- Genehmigungsfähigkeit und Nachhaltigkeit
- Umweltbeeinflussung Arbeitssicherheit
V1 Nutzung des Bestandshafens ohne Baumaßnahmen
Grundsätzlich kann der Bestandshafen für die Klärschlammverladung genutzt
werden, ohne dass eine bauliche Veränderung nötig wird. Der Liegeplatz des
Schiffes wird im südlichen Ende des Hafens an der Grenze zum Leinpfad vor-
gesehen.
Zur Aufstellung von evtl. notwendigen Anlagen zur Verladung des Klär-
schlamms auf das Transportschiff kann eine Fläche von 5 m x 15 m an der
Grundstücksgrenze zum Leinpfad in unmittelbarer Nähe zur Kläranlage von der
Am Zehnhoff-Söns GmbH (AZS) gepachtet werden.
Es würden folglich Nutzungs- und Liegegebühren, allerdings keine Baukosten,
anfallen. Eine Strecke von ca. 15 m zwischen dem Schiff und dem Hafengelän-
de ist zu überbrücken.Seite 4 von 15
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Vor- und Nachteile
Neben dem Wegfall von Investitionskosten wird positiv gewertet, dass die Vari-
ante sofort verfügbar wäre und ein minimaler Umwelteingriff nötig wäre. Auch
sind Risiken hinsichtlich Planung, Ausführung und Genehmigungen minimal.
Als negativer Aspekt wird die Abhängigkeit vom Betreiber des Hafens und die
auf lange Sicht kumulierenden Liege- und Nutzungsgebühren genannt.
Insgesamt wird die Variante 1 als sehr nachhaltige Möglichkeit der Klär-
schlammverladung eingeschätzt. Die betrieblichen Kosten liegen bei rund
62.000 € pro Jahr
V2 Nutzung des Bestandshafens und Erweiterung mit Unterwasser-
spundwand
Die Variante 2 sieht ebenfalls die Nutzung des Bestandshafens vor. Gegenüber
der Variante 1 soll bei Variante 2 die nutzbare Länge des Bestandshafens op-
timiert werden. Dies soll durch Errichtung einer Unterwasserspundwand reali-
siert werden. Zudem soll durch eine Nachverankerung der Bestandswand der
vorhandene Böschungsfuß abgegraben werden. Dabei wird der Unterwasser-
böschungskegel am östlichen Ende der Hafenspundwand zurückgebaut. Insge-
samt würde die Nutzung des Bestandshafens durch die Unterwasserspund-
wand verringert.
Vor- und Nachteile
Diese Variante hätte eine minimale Nutzung des Bestandshafens zur Folge.
Zudem könnte das Schiff direkt an der am Hafen bereitgestellten Fläche liegen.
Folglich ergeben sich überschaubare bauliche Veränderung, d.h. geringe Inves-
titionskosten und ein geringer Eingriff in die Umwelt. Negative Aspekte sind
analog zu Variante 1.
Insgesamt wird Variante 2 als nachhaltige Lösung angesehen. Die betrieblichen
Kosten liegen analog zu V1 bei rund 62.000 €. Hinzu kommen Baukosten von
ca. 334.000 €.
Für die Varianten 3 und 4 ergeben sich folgende technische Umsetzungsmög-
lichkeiten:
- Errichtung einer neuen Umschlagstelle am Rhein: Dalbenanlegestelle
(V3)
- Errichtung einer neuen Umschlagstelle am Rhein: Spundwandanlege-
stelle (V4)
V3 Neubau Dalbenanlegestelle
Diese Variante ist vollständig unabhängig vom Bestandshafen. Hier wird durch
Dalben ein Liegeplatz abgerückt von der bisherigen Uferlinie geschaffen. Nass-
baggerarbeiten wären nötig, wodurch eine neue Böschung entstünde. Von der
Anlegestelle des Schiffes zum Ufer wird eine Stegkonstruktion hergestellt. Ein
Eingriff in die Uferböschung findet – bis auf einen Steg und die Zuleitung der
Transportleitung – nicht statt.
Vor- und Nachteile
Vorteil wäre die Unabhängigkeit vom Hafenbetreiber, sowie langfristig eine Mi-
nimierung laufender Kosten, wie Hafennutzungsgebühren, gegenüber den Va-Seite 5 von 15
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rianten 1 und 2. Folglich ergeben sich ca. 17.000 € laufende Kosten. Die Inves-
titionskosten liegen bei ca. 1.344.000. Nachteilig sind die Risiken, die sich aus
dem Bau, der Unterhaltung und Genehmigung ergeben, sowie ein erhöhter
Planungsaufwand gegenüber den Varianten 1 und 2.
Die Variante wird dennoch als nachhaltige Möglichkeit für eine Umschlagstelle
angesehen.
V4 Neubau Spundwandanlegestelle
Diese Variante ist ebenfalls vollständig unabhängig vom Bestandshafen. Die
Spundwand würde in gleicher Höhe und Flucht zum Bestandshafen errichtet.
Um dies zu erreichen, ist eine Hinterfüllung der Spundwand auf der Landseite
nötig. Vor der neu errichteten Spundwand wird durch Nassbaggerarbeiten die
nötige Tiefe der Hafensohle hergestellt. Die Uferböschung wird in diesem Fall
abgetragen und durch die neue Anlage ersetzt.
Vor- und Nachteile
Vorteile sind analog zu Variante 3 die Unabhängigkeit vom Hafen und die Mi-
nimierung laufender Kosten gegenüber den Varianten 1 und 2 (Kostenschät-
zung: ca. 22.000 €). Sie sind aufgrund höherer Baukosten und anteiliger Be-
rechnung höher als bei Variante 3.
Nachteile ergeben sich aus den massiven Eingriffen in die Uferböschung und
angrenzenden Bereichen. Diese ziehen hohe Investitionskosten von etwa
sechs Millionen Euro nach sich. Insgesamt wird diese Variante als wenig nach-
haltig eingeschätzt.
Ergebnis der Machbarkeitsstudie
Nach Bewertung der genannten Kriterien ergibt sich ein deutlicher Vorsprung
für Variante 1, der Nutzung des Bestandshafens ohne bauliche Maßnahmen.
Dahinter liegt Variante 2. Es kann folglich festgehalten werden, dass die Nut-
zung des Bestandshafens allgemein zu bevorzugen ist. Sofern sie mit bauli-
chen Veränderungen einhergeht, schneidet die Variante schlechter ab als eine
Variante ohne bauliche Veränderung.
Bewertungskriterien
Einige Vor- und Nachteile wurden bereits genannt, es folgt ein Variantenver-
gleich hinsichtlich der Bewertungskriterien Nachhaltigkeit, Kostenminimierung
und ausgewogener Gewichtung aller Kriterien.
Nachhaltigkeit
Zur Beurteilung der Nachhaltigkeit wird ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt und
die folgenden Kriterien für eine nachhaltige Bewertung herangezogen.
- Minimierung des Eingriffs in die Natur (z.B. durch Nutzung vorhandener
Bauwerke)
- Minimierung des Ressourcenverbrauchs (= Minimierung der THG/CO2-
Emission)
- Minimierung der Lebenszyklus-Kosten (Herstellungs-, Unterhaltungs-
und Rückbaukosten)
-
Bei Variante 1 werden alle genannten Kriterien erfüllt, weshalb es sich hierbei
um die nachhaltigste Lösung handelt. Variante 2 sieht nur kleine bauliche Ver-Seite 6 von 15
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änderungen am Bestandshafen vor, sodass es sich ebenfalls um eine nachhal-
tige Möglichkeit der Klärschlammverladung handelt. Variante 3 erfordert um-
fangreiche Baumaßnahmen, ist aber aufgrund der massiven Eingriffe im Ufer-
bereich bei Variante 4 noch nachhaltiger als letztgenannte Variante.
Schwerpunkt Kostenminimierung (ökonomische Nachhaltigkeit)
Bei der rein ökonomischen Betrachtung der Varianten über einen Zeitraum von
30 Jahren liegt die Variante 4 hinsichtlich der Gesamtkosten deutlich über de-
nen der anderen drei Varianten, sodass diese bereits frühzeitig ausgeschlossen
werden kann. Variante 1 und 3 besitzen ähnliche Kosten, die von Variante 2
liegen nur wenig darüber. Erst bei einer Betrachtung eines längeren Zeitraumes
ergeben sich Vorteile zugunsten der Varianten 3 und 4 wegen niedrigerer lau-
fender Kosten.
Ausgewogene Gewichtung aller Kriterien (gesamt-nachhaltiger Planungsan-
satz)
Bei dieser Betrachtung werden die folgenden Kriterien für einen Variantenver-
gleich herangezogen und gleichmäßig gewichtet:
- Herstellbarkeit / Technik
- Genehmigungsfähigkeit
- Gesamtkosten (ökonomische Nachhaltigkeit)
- Abhängigkeit von Dritten
- Ökologische Nachhaltigkeit
- Realisierungszeitraum
Nach Bewertung der genannten Kriterien ergibt sich ein deutlicher Vorsprung
für Variante 1, der Nutzung des Bestandshafens ohne bauliche Maßnahmen.
Dahinter liegt Variante 2. Es kann folglich festgehalten werden, dass die Nut-
zung des Bestandshafens allgemein zu bevorzugen ist. Sofern sie mit bauli-
chen Veränderungen einhergeht schneidet die Variante schlechter ab als eine
Variante ohne bauliche Veränderung.
Hafen Bonn, Hafen Köln und Schifflogistik
Der Rat der Bundesstadt Bonn hat aus Gründen der Ökologie und Nachhaltig-
keit den Transport der Schlämme von Bonn-Salierweg nach Köln-Merkenich
auf dem Rhein mittels Schiff vorgegeben. Dazu müssen die Schlämme am
Klärwerk Bonn-Salierweg verladen und Köln-Merkenich im Hafen Niehl entla-
den werden, wofür eine Hafenlogistik bzw. die technischen Anlagen benötigt
werden.
Hafen Bonn
Seitens der Am Zehnhoff-Söhns GmbH wurde im südlichen Bereich des Hafen-
geländes eine Fläche von 15 x 20 m zur Inanspruchnahme für die Klär-
schlammverladung zugesagt. Diese Fläche kann zum Aufstellen von Um-
schlaganlagen genutzt werden, die sich unmittelbar östlich der vorhandenen
Krananlage am Ende der Hafenanlage und günstig gelegen zum Leinpfad /
dem Klärwerk befindet. Dazu wird ein Pachtvertrag zwischen der Stadt Bonn
und AZS geschlossen.Seite 7 von 15
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Der aktuelle Liegeplatz für das Schiff am AZS wird beibehalten. Zwischen Lie-
geplatz des Schiffes und der zur Verfügung gestellt Fläche ist bei der Verla-
dung ein Bereich von ca. 15 m zu überbrücken.
Der wesentliche Anteil der zu planenden Fördertechnik liegt auf dem Gelände
der Kläranlage Salierweg (KAS) (Silos, Leitungen, Pumpe). Nach Entwässe-
rung wird der Klärschlamm pneumatisch durch eine Druckrohrleitung mit 3 bis 4
bar in drei Silos gepumpt, die als Vorlagebehälter zur Verfügung stehen und
sich am nördlichen Ende der KAS befinden. Anschließend wird der Klär-
schlamm bis zum Liegeplatz des Leichters transportiert. Der gesamte Weg von
Entwässerung bis zum Leichter beträgt ca. 400 m.
Hafen Köln
Rheincargo hat einen geeigneten Schiffliegeplatz für die geplante Entladung
des Klärschlamms im Hafen Niehl II in Aussicht gestellt. Als Alternative steht
der Hafen Niehl I zur Löschung des Klärschlammes zur Verfügung. Die detail-
lierten Angaben über mögliche Standorte der Anlagen im Hafen Niehl II werden
nach der Abstimmung mit den Fachabteilungen mitgeteilt. Ein Ponton wird zur
Klärschlammentladung errichtet.
Ideal gewünscht von der KLAR GmbH ist die Errichtung eines weiteren Anle-
gers : an der Westseite parallel zu dem bestehenden RoRo-Anleger von Ford.
Hierzu können die im Hafenbecken vorhandenen Dalben genutzt werden.
Anlage/n
1 Anlage 1 (öffentlich)
2 Anlage 2 Terminplan KVA (öffentlich)
3 Anlage 3 Gebäudeteile (öffentlich)
4 Anlage 4 Uebersichtslageplan Freianlagen (öffentlich)Seite 8 von 15
Anlage 1
Technologische Konzept
Vorentwurfsplanung Klärschlammverwertungsanlage (Vorentwurfsplanung)
Basisdaten
Die Grundlage für die Auslegung der Klärschlammverwertungsanlage Köln Merkenich ist die
Verbrennungskapazität von 39.000 Tonnen TS/a Klärschlamm.
Davon werden angeliefert:
 15.500 to TS/a per Druckleitung als Dünnschlamm zum Entwässerungsgebäude (Anteil Köln)
 7.500 to TS/a als entwässerter Klärschlamm per Schiff aus Bonn in den Stapelbunker
 16.000 to TS/a als entwässerter Klärschlamm per LKW in den Anlieferbunker
Bei einem mittleren TR-Gehalt von 26,3 % müssen etwa die jeweils 4-fachen Mengen
Originalsubstanz (OS-Substanz) im Klärschlammbunker umgeschlagen werden
Klärschlammbunker
Der Klärschlammbunker ist geteilt in einen Anlieferbunker mit drei Abkippstellen für die LKW-
Anlieferung und einen Stapelbunker. Der Stapelbunker wird so dimensioniert, dass die während des
jährlichen Revisionszeitraumes von 3 Wochen angelieferten Mengen aufgenommen werden können.
SCHLAMMTROCKNUNG
Die Klärschlammtrocknung erfolgt mittels Scheibentrockner.
Zusätzlich wird in der Aufstellungsplanung der Platzbedarf für einen Dünnschichttrockner
berücksichtigt, um einen Einsatz von Dünnsichttrockner zu ermöglichen.
Die Trockner werden jeweils mit einem Aufgabebehälter ausgerüstet, der über eine Krananlage aus
dem Bunker beschickt wird. Der Schlamm wird über die Dickstoffpumpe zum Trockner gefördert. Der
Trocknerschlamm wird anschließend über Schneckenförderer der Feuerung zugeführt.
Der aus dem Schlamm verdampfte Wasseranteil wird als Brüden einer Anlage zur
Brüdenkondensation zugeführt. Zur vollständigen Kondensation ist eine zweistufige
Mischkondensation berücksichtigt.
In der ersten Kondensationsstufe werden bis zu 4 MW Kondensationswärmeleistung ausgekoppelt
und in das Fernwärmesystem eingespeist.
In der zweiten Stufe erfolgt die Restkondensation und Abkühlung der nicht-kondensierbaren Anteile
bevor diese dem Wirbelschichtofen zugeführt und dort mitverbrannt werden.
Von der zweiten Kondensationsstufe werden die kondensierten Brüden der nachgeschalteten
Brüdenkondensatbehandlung zugeführt.Seite 9 von 15
Zur Brüdenkondensatbehandlung wird eine Luftstrippung mit einem nachgeschalteten Wäscher zur
Einhaltung der Einleitbedingungen vorgesehen. Als Endprodukt entsteht eine
Ammoniumsulfatlösung mit einer Konzentration von ca. 40 %. In der derzeitigen Planung wird das
Endprodukt als Abfall betrachtet.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass aus der Brüdenkondensatbehandlung rückgewonnenes
Ammoniumsulfat als Düngemittel zu verwenden. Da hier die potenzielle Möglichkeit besteht, eine
Abfallfraktion zu nutzen, werden weitere Untersuchungen hinsichtlich einer landwirtschaftlichen
Nutzung in Betracht gezogen.
VERBRENNUNGSOFEN
Zur Klärschlammverbrennung wird aufgrund der markgängigen und vielfach bewährten Technologie
ein Wirbelschichtofen als Einzug-Vertikalkessel vorgesehen.
Die Hauptkomponente der stationären Wirbelschicht ist eine feuerfest ausgemauerte Brennkammer.
Der untere Teil besteht aus einem Düsenboden.
Auf diesem Düsenboden befindet sich eine Sandschicht. Diese Sandschicht wird durch die
einströmende Verbrennungsluft fluidisiert.
Zur Verbrennung wird der Klärschlamm dem Wirbelbett zugegeben.
Durch die bereits erwähnte vorherige Klärschlammtrocknung vor der Zugabe in den Ofen soll ein
ausreichender und gleichbleibender Trocknungsgrad bei unverändertem Klärschlamm-Massenstrom
erreicht werden, eine Verfeuerung im Ofen möglichst ohne Zusatzbrennstoff wie Erdgas ermöglicht.
ABGASREINIGUNG
Im Rahmen der Vorplanung wurde zur Abgasreinigung hinsichtlich der Einhaltung der
Emissionsgrenzwerte, Betriebsmittelverbräuche und Reststoffmengen, sowie Investitionskosten und
Betriebskosten das Konzept „Nasses Verfahren mit SNCR, Kalkhydrat-Zugabe und Kalksteinwäscher“
gewählt.
Die Hauptkomponenten sind wie folgt:
• SNCR (Bereich Feuerung und Kessel s.o.)
• Heißgaszyklone (Bereich Feuerung und Kessel)
• Elektrofilter
• Sprühtrockner
• Reaktionsstrecke
• Gewebefilter
• Abgaswärmetauscher
• Wäscher (zweistufig)
• Saugzugventilator und SchornsteinSeite 10 von 15
Die SNCR Anlage (Selektive nichtkatalytische Reduktion) wird zur NOx-Reduktion im Abgas
vorgesehen.
Als Reduktionsmittel wird Harnstoff vorgesehen. Der Harnstoff wird mittels Düsen in den
Wirbelschichtofen eingetragen.
Mit dem Einsatz einer SNCR-Anlage sind darüber hinaus höhere Verbrennungstemperaturen möglich,
die die Erreichung niedriger Lachgasemissionen (N2O) unterstützt.
Dies auch vor dem Hintergrund, das Lachgas im Vergleich zu CO2 eine um den Faktor 300 höhere
Wirksamkeit als Treibhausgas besitzt.
Bei der Verbrennung von stickstoffreichem Klärschlamm liegt ein hohes Lachgasbildungspotenzial
vor. Die Absenkung der Verbrennungstemperatur auf unter 900 °C führt bei der
Klärschlammverbrennung in Wirbelschichtfeuerungen zu besonders starker Erhöhung der N2O-
Emissionen. Diesem Effekt wird durch den Einsatz der SNCR-Anlage in Verbindung mit einer
verlängerten Reaktionsstrecke im Abgasschacht entgegengewirkt.
Heißgaszyklon
Um die Düngemittelverordnung einzuhalten und dem Anspruch des Phosphorrecyclings gerecht zu
werden, ist ein Heißgaszyklon am Ausgang des Wirbelschichtofens vorgesehen.
Dieser Heißgaszyklon ermöglicht es, die bei einer Wirbelschichtverbrennung bei 850 bis 900 °C
gebildeten Aschen aus dem heißen Abgas abzutrennen.
Der Vorteil ist eine signifikante Reduktion bestimmter Schwermetall-Gehalte in der abgeschiedenen
Asche, da die Schwermetalle bei hohen Temperaturen in Form gasförmiger Verbindungen vorliegen.
Diese werden erst nach der weiteren Abkühlung des Abgases in der nachfolgenden Abgasreinigung
AGR abgeschieden.
Die im Zyklon abgeschiedene Asche wird separat in die P-Aschesilos gefördert.
Die somit phosphatreiche und schadstoffarme Asche kann ein brauchbares Eingangsprodukt für die
Düngemittelindustrie oder für nasschemische Ascheaufbereitungsverfahren sein.
Der Einsatz eines Heißgaszyklons nach einer stationären Wirbelschichtfeuerung stellt noch nicht den
Stand der Technik dar und ist in den weiteren Planungsphasen näher zu untersuchen. Die jetzige
Konzeption der Anlage erlaubt es daher, gegebenenfalls auf den Heißgaszyklon zu verzichten.
Das Elektrofilter wird als Filter mit zwei Feldern ausgeführt und dient der Abscheidung der hinterden
Heißgaszyklonen im Abgasstrom verbleibenden Flugasche aus der Verbrennung. Um die Flugasche als
separaten Stoffstrom erfassen, wird diese nach Abscheidung durch das Elektrofilter in einem
Flugaschesilo gesammelt. Für die phosphorreiche Asche aus den Heißgaszyklonen werden zwei
separate Silos bereitgestellt.
Der Sprühtrockner dient der Eindampfung der Abschlämmungen aus dem zweistufigen
Wäschersystem. Die in den Abschlämmungen enthaltenen Salze und ausgefällten
Schwermetallefallen im Sprühtrockner als feste staubförmige Reststoffe an, die im nachfolgenden
Gewebefilter abgeschieden werden.Seite 11 von 15
In dem als Reaktionsstrecke ausgebildeten Abgaskanal findet die Vorabscheidung von sauren
Abgasbestandteilen sowie von Quecksilber mittels Zugabe von Kalkhydrat und Adsorbens statt. Die
Auslegung erfolgt so, dass eine ausreichende Verweilzeit bei erhöhter Strömungsgeschwindigkeit zur
optimalen Vermischung von Sorbenzien und Abgasstrom gewährleistet ist.
Das Gewebefilter ist direkt an die Reaktionsstrecke angeschlossen und besteht aus vier Kammern. Im
Gewebefilter findet die Abscheidung von in der Reaktionsstrecke gebildeten Reststoffen statt. Die
Reststoffe bestehen aus Calciumsalzen, beladenem Aktivkoks und restlicher Flugasche aus dem
Abgasstrom. Die im Gewebefilter abgeschiedene Asche wird separat in die Filter-Aschesilos
gefördert.
Im Wäschersystem findet die Restabscheidung der sauren Abgasbestandteile HCl, HF und SO2 statt.
Um jedoch auch den für NH3 geforderten Reingaswert einhalten zu können, wird ein zweistufiges
Wäschersystem, bestehend aus einem sauren und einem neutralen Wäscher, vorgesehen. Aufgrund
der Vorabscheidung durch Trockensorption kann die Alkalisierung der Wäscher mit preiswerter
Kalksteinsuspension erfolgen.
Der Saugzugventilator fördert als Radialventilator die Abgase durch die gesamte Anlage vom
Verbrennungsofen bis zum Schornstein und verfügt über Elektromotoren für Haupt- und Hilfsantrieb.
Der Schornstein wird als druckfestes und korrosionsbeständiges Innenrohr in einem Tragrohr
ausgeführt. Die Höhe des Schornsteins wird im Rahmen einer orientierenden Immissionsprognose
(OIP) ermittelt.
NEBENANLAGEN
Die Siloanlagen für die Einsatzstoffe Kalkhydrat, Kalkstein und Adsorbens sowie für die Reststoffe,
Gips und Asche sind so ausgelegt, dass eine Bevorratungsdauer von mindestens fünf Tagen gegeben
ist. Auf diese Weise kann der Anlagenbetrieb ohne zusätzliche Anlieferung an Feiertagen oder
Wochenenden gewährleistet werden. Da die Abgasreinigung mit dem Gewebefilter und der
pneumatischen Förderung von Asche und Reststoffen den größten Druckluftverbraucher darstellt,
wird im Bereich der Abgasreinigung eine Kompressorstation, bestehend aus redundanten
Schraubenkompensatoren, Adsorptionstrocknern und Windkessel vorgesehen. Die
Kompressorstation wird so ausgelegt, dass auch der Bedarf an Arbeits- und Steuerluft der anderen
Gewerke gedeckt werden kann.Seite 12 von 15
17 • KLÄRSCHLAMMVERWERTUNG AM RHEIN
Terminplan KVASeite 13 von 15
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