Im Projekt ProKläR-mission werden prozessseitige Maßnahmen zur Reduzierung von Lachgasemissionen stationärer Wirbelschichten zur thermischen Klärschlammverwertung erforscht. Gleichzeitig soll die Aschequalität mit dem Ziel der Phosphorrückgewinnung optimiert werden. Eine Erhöhung der Wirbelschichttemperatur ist dafür unerlässlich. Um dies zu realisieren, soll zunächst der Einsatz eines Online-Agglomerationswächters erforscht und erprobt werden, um den Fluidisierungszustand zuverlässig kontinuierlich zu überwachen und dadurch höhere Verbrennungstemperaturen in der Wirbelschicht realisieren zu können. Anschließende Versuche an zwei Laboranlagen dienen erstens als Proof of Concept des Agglomerationswächters und zeigen zweitens den Einfluss von Temperaturerhöhungen und Additiveinsatz auf Lachgasemissionen und Aschequalität. Final werden die in der Laboranlage ermittelten optimalen Betriebsparameter und Additive sowie der Agglomerationswächter in drei Industrieanlagen im Praxiseinsatz erprobt. Durch die Bedeutung der Wirbelschichtverbrennung als dominierendem Behandlungspfad für Klärschlamm und die strenger werdenden regulatorischen Anforderungen hinsichtlich Aschequalität und Emissionen, verspricht der hier beschriebene technologische Ansatz bei erfolgreicher Umsetzung ein großes ökologisches Potential. Zusätzlich stellt er ein einfach, kostengünstig und modular nachrüstbares Werkzeug dar, welches bereits kurzfristig am Markt verfügbar sein kann.

Ziele

Im Projekt ProKläR-mission werden Maßnahmen zur Reduktion von Lachgasemissionen bei der thermischen Klärschlammverwertung in stationärer Wirbelschichten untersucht und gleichzeitig die Aschequalität mit dem Ziel der Phosphorrückgewinnung optimiert.

Maßnahmen

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik:

Entwicklung eines online Agglomerationswächters basierend auf hochfrequenten Druckschwankungen, Untersuchungen an verschiedenen Anlagen im Labormaßstab bis zu Industriellen Kraftwerksfeuerungen, LCA zur Bewertung des Emissionsminderungspotenzials des Konzepts

RWTH Aachen University, Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe:

Experimentelle Untersuchung von Klärschlämmen, Klärschlammaschen und Klärschlamm-Additiv-Kombinationen in Labor- und Technikumsmaßstab, Identifizierung von Strategien zu N₂O- und NO_X-Minderungsmaßnahmen bei gleichzeitiger Optimierung der Aschequalität, Messtechnische Begleitung des Demonstrationsbetriebs in drei Industrieanlagen

Küttner GmbH & Co KG:

Adaption des Agglomerationswächters an zwei Industrieanlagen inkl. entsprechender Datenschnittstellen. Bereitstellung von Klärschlämmen und Asche für Untersuchungen im Labormaßstab. Unterstützung bei der Erstellung eines Lastenhefts für den Agglomerationswächter. Abarbeitung von Versuchskampagnen im industriellen Maßstab. Bewertung prozesstechnischer Risiken und Entwicklung von Business‑Cases für verschiedene Standorte.

Schwerpunkte

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik:

Umrüstung der Wirbelschichtfeuerung im Labormaßstab, Agglomerationsversuche mit Klärschlammaschen, Weiterentwicklung der online Messmethode zur Früherkennung von Agglomeration, Einbau von Drucksensoren zur Früherkennung von Agglomerationen in den Kraftwerksfeuerungen, LCA, Abschlussworkshop

RWTH Aachen University, Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe:

Umrüstung der Wirbelfeuerung im Labormaßstab, Laboranalytik, Agglomerationsversuche, Ableitung von N₂O- und Aschequalitätsstrategien, Proof of Concept in zwei Laboranlagen, Demonstrationsbetrieb in drei Industrieanlagen, Ergebnisbündelung, Abschlussworkshop

Küttner GmbH & Co KG:

Umrüstung der Wirbelschichtfeuerung im industriellen Maßstab, Versuchskampagnen im Praxiseinsatz, prozesstechnische Risikobewertung.