Energie aus Abfall

Direct Melting System – wirklich alles sicher entsorgt

Die Vergasung als Technologie für die Energierückgewinnung aus Abfall wurde weltweit und besonders in Japan intensiv erforscht. Die Technologie wurde in den 1970er Jahren entwickelt, die damalige Ölkrise steigerte in Japan das Interesse an der Umwandlung von Siedlungsabfall in Energie und an dem Recycling der Wertstoffe. Das Direct Melting System (DMS), eine von Nippon Steel & Sumikin Engineering Co. Ltd. entwickelte Vergasungs- und Schmelztechnik, wurde erstmals 1979 in der Stadt Kamaishi eingeführt. Bis heute hat es sich gegen alle damals existierenden Vergasungstechnologien durchgesetzt. Steinmüller Babcock Environment bietet das begehrte DMS Verfahren als Lizenz der Konzernmutter Nippon Steel & Sumikin Engineering in Europa an. Wir bringen damit diese einmalige Technik und das jahrzehntelange Know-How nach Europa.

Das Direct Melting System (DMS) ist eine Schachtofenvergasungs- und -schmelztechnik. Im Gegensatz zur Pyrolyse wird in diesem Prozess Sauerstoff zugesetzt. Abfallflexibilität ist einer der großen Vorzüge des Systems. Die hohen Temperaturen bis 1.800 Grad ermöglichen die Behandlung sämtlicher Abfallarten, von Hausmüll über Schlacken, Sonderabfälle bis hin zu Klinikabfällen und die Mitverbrennung von Klärschlamm. Im Gegenzug zu einem Wirbelschichtvergaser ist keine Vorbehandlung des Abfalls erforderlich. Die Technik wird seit mehr als 35 Jahren und an mehr als 40 Orten gewerblich genutzt. Die Kapazitäten reichen von 10.000 bis  230.000 Tonnen pro Jahr. Das DMS-System arbeitet sehr schadstoffarm. 


Der Einsatz von Kalkstein im Verbrennungsprozess minimiert Chlorwasserstoff- und Schwefeldioxidausstoß, eine Reduktion von Dioxinen und Furanen wird durch die Synthesegasverbrennung in einer Nachbrennkammer ermöglicht. Am Kamin werden so erheblich weniger Schadstoffe emittiert, als die strengen europäischen Vorschriften erlauben. Die Schlacken und Metallprodukte aus dem Prozess enthalten nur geringe Mengen toxischer Schwermetalle und können komplett recycelt werden. Die Schlacke ist beispielsweise als Sandersatz oder für die Herstellung von Verbundsteinen nutzbar. In Japan ist die Schlacke als Dünger zertifiziert. Durch die nahezu komplette Verwendbarkeit der Endprodukte ermöglicht das DMS System eine tatsächliche Zero-Waste-Politik. Das System bietet eine gleichbleibend hohe Leistungsfähigkeit mit einer sehr hohen Energieerzeugung und die größte Kapazität unter allen Vergasungstechnologien mit 14 t/h/Linie. In Summe: Eine absolut zuverlässige, langlebige Technologie

Eine Alternative zur Entsorgung von gefährlichen Abfällen ist die Verbrennung in der Drehrohrofenanlage. Sprechen Sie uns an, wir klären gerne, welches System für Sie die passende Lösung ist.

Komponenten des Direct-Melting-Systems

Jede Art von Abfällen, angefangen von Schlacken über Siedlungsmüll und Krankenhausabfälle bis hin zu Klärschlamm und Sperrmüll, wird ohne jegliche Vorbehandlung direkt in den Vergasungs- und Schmelzofen eingebracht. Hier wird ebenfalls Koks und Kalkstein als Reduktionsmittel und zur Viskositätsregelung zugefügt.

1. Trocknungs- und Vorwärmzone

In der oberen Trocknungs- und Vorwärmzone des Vergasers wird der Abfall nach und nach getrocknet und vorgewärmt. Die Temperaturen liegen bei 300 - 400° C.

2. Zone für thermische Zersetzung

Brennbare Abfälle werden in der zweiten Zone bei 400 - 1.700° C thermisch zersetzt. Nicht brennbarer Abfall gelangt weiter in die Verbrennungs- und Schmelzzone. Bei dem Prozess entsteht Synthesegas mit den Hauptkomponenten CO, CO2, H2, CH4, N2. Das Syngas wird einer dem Vergaser nachgeordneten Verbrennungskammer zugeführt und dort vollständig verbrannt.

3. Hochtemperaturzone (Verbrennungs- und Schmelzzone)

Die Hochtemperaturzone am Boden des Vergasers ermöglicht eine stabile Vergasung und das Schmelzen aller Abfälle bei 1.700 - 1.800° C. Hier werden inerte Materialien wie Glas, Drähte oder Dosen durch die Hitze des brennenden Koks geschmolzen und in Wertstoffe gewandelt. Am Boden des Vergasers bildet sich eine reduzierte Atmosphäre, in der toxische Schwermetalle verdampfen. Das geschmolzene Material wird diskontinuierlich über ein Abstichloch abgelassen, abgekühlt und mittels Magnetabscheider in Schlacke und Metall getrennt. Der mit dem Abfall zugefügte Kalkstein regelt die Viskosität der geschmolzenen Materialien und verhindert ein Verstopfen des Ablaufes. Schlacke und Metall sind durch die sehr geringen Mengen an Schwermetall vollständig recycelbar. 

Hinter dem Vergaser ist ein Zyklonsytem installiert. Mit Hilfe eines Fliehkraftabscheiders wird der brennbare Staub aus dem Syngas entfernt und wieder zurück in den Ofen geführt.  Da der zurückgeführte Staub als Koksersatz mit der sauerstoffreichen Blasluft reagiert, wird der Koksbedarf im Vergaser reduziert. Das Verfahren verbessert die Bedingungen in der nachfolgenden Verbrennungskammer und verringert maßgeblich die Menge an Flugasche für die nachgelagerten Bereiche.

Das im Vergaser erzeugte Syngas, aus dem der Staub weitgehend entfernt wurde, gelangt nun in die Brennkammer. Der geringe Staubanteil ermöglicht eine homogene Gas-Gas-Verbrennung mit verbesserten Verbrennungsbedingungen bei  950 - 1.100° C. Die homogene Verbrennung verringert die thermische NOx-Erzeugung und die Dioxinbildung und ermöglicht eine stabile und vollständige Syngasverbrennung. Die erforderlichen Bedingungen für die Schadstoffverringerung werden ebenfalls erreicht: 2 Sekunden Verweildauer, Temperatur über 850° C und Verwirbelung. 

Das Abgas wird aus der Brennkammer in einen Dampferzeuger geführt, wo die Energie aus der Wärme des Abgases zurückgewonnen wird. Hierfür bedient man sich der klassischen Stromerzeugung über ein Dampfturbinensystem. Typische Werte für Dampfdruck und Temperatur sind 40 bar und 400° C. 

Das Abgas wird nach der Wärmerückgewinnung durch ein Abgasreinigungssystem geleitet. Hier werden Chlorwasserstoff HCl, Schwefeldioxid SO2, Stickstoffoxide NOx sowie polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane entfernt.

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