Energie uit afval : een technische oplossing voor een maatschappelijk probleem? : symposium, Eindhoven, 27 april 1995 : proceedings

Energie uit afval : een technische oplossing voor een

maatschappelijk probleem? : symposium, Eindhoven, 27 april

1995 : proceedings

Citation for published version (APA):

Technische Universiteit Eindhoven (TUE). Draaistroomdispuut Waldur (1995). Energie uit afval : een technische oplossing voor een maatschappelijk probleem? : symposium, Eindhoven, 27 april 1995 : proceedings. IEEE Student Branch.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1995 Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

Symposium

Energie uit Afval

Een technische oplossing voor een

maatschappeliik probleem?

IEEE

Chapter

Voorwoord - voorzitter SYMCO '95

Voorwoord

Mischa Vermeer

Voorzitter Symposium Commissie 195

Afval! Steeds vaker worden we ermee geconfronteerd. De krant en het journaal laten ons steeds vaker met het probleem kennis maken. De afvalberg wordt te groot en de verbrandingsinstallaties zorgen voor dioxines. Nieuwe installaties zijn wei

verbeterd, maar door de slechte reputatie zijn de mensen nog steeds huiverig om een verbrandingsinstallatie in hun omgeving te hebben.

Toch moet er wat aan het afvaloverschot gedaan worden. Zo is er een volgorde bedacht waarin afval het beste behandeld kan worden. Dit is de zogenaamde "ladder van Lansink" die vernoemd is naar zijn bedenker. De beste oplossing is natuurlijk het voorkomen van afval, waarna het hergebruik aan de orde komt. Ais laatste mogelijkheid is er dan het verbranden en het storten van afval.

Met de huidige stand van de techniek is het mogelijk om het afval op een goede

manier te verwerken. Een voorbeeld is het gescheiden inzamelen van groente-, fruit-en tuinafval. Dit materiaal kan gebruikt worden voor compostering, maar het ver-gisten levert biogas op. Dit biogas kan ge-bruikt worden om elektriciteit op te wekken. Dit is maar een voorbeeld van de toepas-singen, maar het illustreert dat het mogelijk is om uit afval energie te halen.

Door al deze vragen hebben de vereni-gingen WALDUR en IEEE besloten om een symposium te organiseren dat een ant-woord kan geven op deze vragen.

De commissie die uit beide verenigingen is voortgevloeid, beoogt een symposium dat de stand van zake weergeeft en tevens een blik in de toekomst werpt.

De commissie wenst de deelnemers een prettige en informatieve dag toe.

Mischa Vermeer Voorzitter symposiumcommisie 1995

I!iJ

Energie uit Alval

't

Biografie Dagvoorzitter

Biografie dagvoorzitter

Biografie

Sinds 1982 is prof. ir. 1. Claus deeltijdshoogleraar "Energieanalyse" bij de faculteit Technische Be-drUfskunde van de TUE. Het onderzoek betreft de energie- en

milieu-analyse van produktiesystemen en produkt-ketens op basis van materie- en energie-stromen. Tot aan zijn emeritaat in september 1994 was hij directeur van het instituut voor Milieu- en Energietechniek van TNO. Bij dat instituut wordt ondermeer onderzoek

verricht naar de verbranding van reststoffen, energie-besparing en het ontwikkelen van technologieen voor het voorkomen van milieuverontreinigende emissies naar bodem, water en lucht.

De dagvoorzitter

Enkele weken voor het symposium werd onze dagvoorzitter, oud rector magnificus prof. ir. M. Tels, onverwachts in het ziekenhuis opgenomen. Hierdoor was het voor hem onmogelijk om aan het symposium mee te werken.

Ge\ukkigerwijze is prof.

ir.

J.

Claus bereid

gevonden om deze taak over te nemen.

~

Energie uit

Afvol

-t

6

Inhoudsopgave

Voorwoord Inhoudsopgave Dagprogramma Stortgas

ing.

L.J.

G.

van

Kan

De Schwel-Brenn-Techniek

van

Siemens ing J.A

Lichtendonk

AVI Amsterdam, een milieuverantwoorde bedrijfsvoering dr.

K.D. van der Linde

Scheiden en vergisten

van

afval als onderdeel van een innovatieve verwerki ngsketen

ir.

AF.A Jacobs

Alternatieve technieken voor afvalverwerking

drs.

L.

van Egmond

Energie uit afval, met beleid

ir.

J.

Wolthuis

Inpassing van energie uit afval in het elektriciteitsnet

drs.

D.

Dijk

Draaistroom Dispuut WALDUR IEEE Student Branch Eindhoven Comite van aanbeveling Dankwoord

Lijst van sponsors Lijst van adverteerders Symposiumcommissie

Energ;e

u;t

Awol . . IEEE!

Inhoudsopgave

5

7

9

11

17

21

27

35

45

51

57

59

61

63

65

67

69

7

9:00

9:45

10:20

11 :00

11 :20

12:00

12:30

14:00

14:40

15:10

15:30

16:00

16:40

17:35

Dagprogramma

Ontvangst en registratie

Opening door de dagvoorzitter

prof. ir.

J.

Klaus

Stortgas

ing.

L.J.

G. van

Kan

Koffiepauze

De Schwel-Brenn-Techniek van Siemens

ing

J.A.

Lichtendonk

AVI Amsterdam, een milieuverantwoorde bedrijfsvoering

dr. K.D. van der Linde

Lunch

Scheiden en vergisten van afval als onderdeel van een innovatieve verwerkingsketen

i

r.

A.

F.A.

Jacobs

Alternatieve technieken voor afvalverwerking

drs.

L.

van Egmond

Koffiepauze

Energie uit afval, met beleid ir.

J.

Wolthuis

Inpassing van energie uit afval in het elektriciteitsnet

drs.

D.

Dijk

Forumdiscussie

Sluiting door de dagvoorzitter met aansluitend borrel

Energie vi' Afvol •

IEEE

Dagprogramma

Stortgas - MEGA Limburg

Stortgas

ing. L.J.G. van Kan

MEGA Limburg

Biografie

Leo van Kan werd geboren op.28 mei 1961. Op de leeftijd van 18 jaar haalde hij zijn diploma v~~r het Atheneum en begon vervolgens aan een studie aan de HTS. Ais werktuigbouwkundige koos hij v~~r de energietechniek. Binnen vier jaar wist hij zijn titel als ingenieur te behalen waarna hij zijn carriere begon bij PDM Engineering BY. Yan 1986. tot 1991 was L.J.G. van Kan werkzaam bij Limagas NY. Yerder volgde hij in die tijd de opleiding Hogere Gastechniek. In het laatste jaar bij Limagas begon hij aan de post-HBO opleiding besturings-technologie. In 1992 ronde hij deze af en begon in hetzelfde jaar bij de huidige werkgever NY MEGA Limburg als

projectleider. Het befreft hier nieuwbouwprojecten van warmte/ krachtinstallaties in bebouwde

omgeving en industrieen nieuwbouw-projecten van gasbenuttings-installaties.

1. Inleiding

In afvalbergingen vindt stortgasvorming plaats middels anaerobe afbraak van organisch materiaal. Gecontroleerde (actieve) onttrekking van dit stortgas maakt benutting, en aldus energie uit afval,

mogelijk. Onderstaand wordt, na een korte beschrijving van de stortgasvorming,

stortgaswinning en mogelijkheden van stortgasbenutting, weergegeven hoe men bij NY MEGA Limburg

(energiedistributiebedrijf van de provincie Limburg) tot bepaalde vormen van

benutting is gekomen.

2. Stortgasvorming

2.1 Afbraakproces

In een afvalberging waarin organisch afval aanwezig is zal na verloop van tijd

anaerobe afbraak plaatsvinden. Hierbij kunnen de volgende stadia worden onderscheiden:

• anaerobe fase:

In deze fase wordt de in het afvalpakket aanwezige zuurstof verbruikt bij de aerobe afbraak van organische verbindingen. Daor de aanwezige hoeveelheid zuurstof beperkt is duurt deze fase relatief kort (hooguit enkele weken);

• hydrolyse fase

:

In deze fase worden grote organische moleculen omgezet in kleine oplosbare moleculen zoals lagere vetzuren, een-voudige suikers en aminozuren;

• verzurende

fase:

De gehydrolyseerde verbindingen worden onder anaerobe omstandig-heden door bacterien omgezet in vet-zuren. Hierbij daalt de zuurgraad. De gassen die hierbij gevormd worden zijn

~

fnergie

uit Afval •

IEEE

Stortgas - MEGA Limburg

vooral waterstof en kooldioxyde;

• methanogene fase:

In deze fase worden de gevormde vet-zuren afgebroken tot voornamelijk methaan en kooldioxyde, de hoofd-componenten van stortgas.

2.2lnvloedsfactoren

De volgende factoren zijn van invloed op de mate en snelheid van stortgasvorming:

• soort en gehalte aan organisch afval; • anaerobe omstandigheden: Het is voor

de methanogene fase van belang dat het afvalpakket onder anaerobe om-standigheden blijft;

• temperatuur van afvalpakket: De groei van methaanvormende bacterien is af-hankelijk van de temperatuur;

• vochtgehalte in afvalpakket:

Verplaatsing van vrij water in het afval-pakket zorgt ervoor de

methaan-vormende bacterien toegang krijgen tot nog niet afgebroken organisch

materiaal.

2.3 Modellering

Bij de beschrijving van de anaerobe af-braak van 'organische stof wordt uitgegaan van een eerste orde reaktie. Hierbij geldt als uitgangspunt dat de snelheid van afbraak evenredig is met de nog aan-wezige hoeveelheid organische stof.

Enig rekenwerk leert:

dC(t) -let a

=

-a . - -

=

a· k . C . e dt 0 met: a specifieke gasvormingssnelheid [m3/ton afval/jaar];

Co

oorspronkelijke hoeveelheid beschikbare organische koolstof, die in gas kan worden omgezet, op tijdstip t=O [kg koolstof/ton afval];

k afbraaksnelheidsconstante [jaar-I]; a omrekeningsfactor om een

hoeveelheid koolstof om te rekenen naar een hoeveelheid gas [m3_{/kg koolstof].}

Uit de praktijk is gebleken dat de eerste orde benadering de snelheid van gas-vorming in de begin- en eindperiode minder goed voorspelt.

Vandaar dat er andere modellen ontwik-keld zijn zoals het zogenaamde multi-fasen-model. Hierbij wordt ondermeer aangenomen dat het afval bestaat uit een groot aantal verschillende fracties

organische koolstof met elk een eigen afbraaksnelheid.

GFT-afval zal bijvoorbeeld sneller in gas worden omgezet dan bijvoorbeeld hout.

2.4 Stortgasproduktieprognose

Aan de hand van bovenstaande modellen kan een stortgasproduktieprognose worden opgesteld (figuur 1).

3. Stortgaswinning

3.1 Actieve stortgaswinning

In het algemeen wordt gebruik gemaakt van het principe van actieve stortgas-winning. Hierbij wordt middels een door een afzuigventilator- of compressor

kunst-~

Energ;e u;t Alval

't

12

Qg

storten tijd

figuur 7: stortgasproductie

matig gecreeerd drukverschil het stortgas naar een centraal punt getransporteerd om daar te worden afgefakkeld danwel voor benutting te worden gebruikt (figuur 2).

3.2 Systemen van stortgaswinning

Om een gecontroleerde stortgaswinning mogelijk te maken dienen er bronnen te worden ge·jnstalleerd. Deze bronnen kunnen zowel verticaal en/of horizontaal, na beeindiging storten en tijdens storten worden aangebracht. Elke bron heeft een

Vuilstort

-plaats

Waterafscheider

Ventilator

Stortgas - MEGA Limburg

invloedssfeer waarin een dusdanig drukverschil heerst dat het aanwezige stortgas in de richting van de bron stroomt. De. hoeveelheid stortgas per bron wordt ingeregeld met een op de bron geplaatste inregelklep. Het stortgas wordt via een leidingsysteem, met aparte leidingen, hoofdleidingen, ring-Ieidingen of clusters, van de bronnen naar de afzuiginstallatie gevoerd.

4. Stortgasbenutting

4.1 Winbare hoeveelheid stortgas

De hoeveelheid stortgas die uit een afval-berging kan worden gewonnen is lager dan de hoeveelheid die met de in hoofd-stuk 2 genoemde modellen is voorspeld. Het zogenaamde winnings-rendement varieert in de praktijk bii een niet

afgewerkte stort tussen de 50 en 80% tot 100% bii een stort die van een

vloeistofdichte bovenafdichting is voorzien (figuur 3).

Benuttings installatie

4.2 Benuttings-mogeliikheden

Bii de benutting van stortgas kunnen een aantal

mogelijkheden worden onderscheiden:

• verstroming:

fakkel

figuur

2:

Stortgaswinningsinstallatie

Opwekken van elektriciteit in een generator die met een stortgasmotor wordt aangedreven;

• warmtekrachtkoppe/ing:

Verstroming met benutting van de vriikomende

Energie uit Afval •

IEEE

Stortgas - MEGA Limburg

m3 gas/jaar stortgasvoring stortgaswinning_r • de geproduceerde hoe-veelheid elektriciteit of aardgas moet door het

di~ribu~enetkunnen

worden opgenomen;

• er dienen potentiele

wormte-afnemers in de omgeving van de afval-berging aanwezig te zijn danwel processen waorin het stortgas direct kan

worden benut. 4.4 Dimensionering benuttingsinstallatie storten aanbrengen bovenafdichting jaar Benuttingsinstallaties worden dusdanig gedimensioneerd dat een benuttingsduur van 10 tot

15 jaor mogelijk is. Hierbij wordt uitgegaan van de winbore hoeveelheid stortgas. Het surplus aan stort-gas, zeker

Figuur

3:

Winbare

hoeveelheid

stortgas

•

•

warmte;

opwerken

tot aardgaskwaliteit:

Door zuivering van het stortgas en odorisatie wordt het stortgas geschikt

gemaakt v~~r invoeding in het

open-bore aardgasnet;

directe

'ondervuring:

Yerbranding van stortgas in processen.

4.3 Keuze benuttingsmogelijkheden

Bij de keuze van de mogelijkheid van benutting spelen de volgende zaken een rol:

• er dient in de buurt van

de afvalberging infrastructuur voorhanden te zijn ten behoeve van invoeding van elektriciteit danwel tot aord-gaskwaliteit opgewerkt aardgas;

in het begin van de benuttings-periode,

wordt naor de fakkel(s) geleid.

5. Situatie bii NV MEGA

Limburg

Binnen het verzorgingsgebied van NY MEGA Limburg liggen een zestal (voor-malige) afvalbergingen met een totaal

benuttingspotentieel van 26,5 mlljoen m3

stortgas per jaor gedurende 10 tot 15 jaor (tabel 1).

Op de afvalberging Montfort heeft NY MEGA Limburg een stortgasbenuttings-installatie in bedrijf sinds 1990, terwijl de eerste fase van de afvalberging Horst sinds 1994 in bedrijf is. De benuttingsinstallaties van de tweede fase van de afvalberging Horst en de overige 4 afvalbergingen

~

Energie uit Alval

~

14

Storlgas - MEGA Limburg

Afvalberging Benutti ng potentieel Elektriciteitsproductie [Nm3/a] [kWh/a]

Montfort 8.000.000 11.000.000

Horst 3.600.000 7.800.000

Ubach o. Worms 4.200.000 9.100.000 Schinnen 9.200.000 19.800.000 Berg & Terblijt 720.000 1.300.000

Mook 720.000 1.300.000

Totaal 26.440.000 50.300.000

tabel 7: Stortgasbenutttngspro/ecten NV MEGA LImburg

zullen voor het einde van 1995 in bedrijf worden genomen.

In principe zijn bij aile zes de stortgasbe-nuttingsprojecten de in hoofdstuk 4 ge-noemde benuttingsmogelijkheden over-wogen.

Directe ondervuring was bij geen enkel project aan de orde daar er in de directe omgeving van de afvalbergingen geen processen, waarin stortgas kon worden toegepast, voorhanden waren.

Opwerking tot aardgaskwaliteit is gezien de uurcapaciteit aileen bij de afvalberging Schinnen overwogen. De basisaardgas-vraag van het distributienet ter plekke was voldoende om het geproduceerde aardgas continu in te voeden. De ervaringen met de aardgasopwerkingsinstallatie op het ge-bied van de exploitatie waren echter dus-danig dot afgezien is van deze benuttings-mogelijkheid.

Verstroming bleek v~~r aile zes afval-bergingen haalbaar. Het is een bewezen techniek met weinig risico's waarbij de geproduceerde elektriciteit in het openbare elektriciteitsnet wordt gevoed.

Bij de tweede fase van de afvalberging Horst zal tevens de warmte die vrijkomt bij het elektriciteitsproduktieproces worden

gebruikt. Hiertoe zal vanaf de afvalberging een stortgasleiding gelegd worden naar een tuinderskas. De elektriciteit zal in het openbare elektriciteitsnet worden gevoed terwijl de vrijkomende warmte ( 3.100.000 kWh/a) voor de verwarming van de

tuinderskas zal worden gebruikt.

Resumerend kan gesteld worden dot de komende 10 tot 15 jaar jaarlijks 50

miljoen kWh elektriciteit uit het vrijkomende stortgas geproduceerd zal worden. Dit is voldoende om gedurende bovengenoemde tijdsduur jaarlijks ruim 16000 woonhuizen van elektriciteit te voorzien.

Literatuurliist

1. Storlgaswinning

en

-benutting:

Haalbaarheidsonderzoek kleine en middelgrote vuilstortplaatsen; GASTEC NV; september 1992.

2. Handleiding Stortgaswinning;

Adviescentrum Stortgas; augustus 1994.

~

Energie uit Alval

-t

SIEMENS

Optimaal hergebruik van restafval

van start met Schwel-Brenn-techniek

Na de goedkeuring door de Duitse overheid van het vooruitstrevende

Schwel-Brenn-procede, is direct

gestart met de bouw van de eerste commerciele installatie in Furth, Duitsland.

Minimaal restafval

Centraal in dit milieuvriendeliJke concept staan het terugwinnen

van recyclebare stoffen en het vernietigen van milieu-onvriendelijke stoffen. Het resultaat hiervan is

dat slechts 0,1 tot 0,3% van het restafval wordt gestor1.

Het principe

Met Schwel-Brenn-techniek wordt al het restafval in twee fasen thermisch behandeld. Daarbij is het

mogeliJk recycJebare stoffen te scheiden van onbruikbare residuen.

De waardevolle bestanddelen

worden hergebruikt voor nieuwe

produkten en de schadelijke stoffen worden vernietigd. Ook wordt de elektriciteitsbehoefte van zo'n 10% van de aangesloten huishoudens in

Furth gedekt. Het gevolg

is een drastische reductie

van de milieubelasting

Beproefde techniek

De technologie is gebaseerd op een combinatie van pyrolyse

en verbranding onder hoge

temperatuur. De bruikbaarheid werd aangetoond tijdens een

langdurig proefproject in

Duitsland, waarbiJ de emissies

ver beneden de gestelde grenswaarden bleven. Siemens Nederland NV Afdeling Milieu-en automatiseringstechniek Postbus1 6068 2500 BB Den Haag Tel. (070) 333 3211 (doorkiesnr)

De Schwel-Brenn-Techniek van Siemens - ing. J.A. Lichtendonk

De Schwel-Brenn-Techniek

van Siemens

ing. J.A. Lichtendonk

Siemens

- - "

Biografie

Koos Lichtendonk is binnen de Divisie Energievoorziening bij Siemens Nederland N.V. hoofd van de Afdeling Milieu en Auto-matiseringstechniek, in welke functie hij verantwoordelijk is voor de verkoop en realisatie van projecten in de afvalver

-werking en energie-opwekking. Voorafgaand aan deze functie heeft Koos Lichtendonk verscheidene functies bij Siemens Nederland N.V. vervuld in de divisie die zich met industriele pro-jecten bezighoud.

Hij is sinds 1968 in dienst bij Siemens Nederland N.V. en is opgeleid in elek-tro- en meet-/regeltechniek.

Tevens vertegenwoordigt Koos

Lichtendonk Siemens Nederland N.V. in de in 1994 opgerichte exportcombinatie WasteNet van AVR, E&EC, NEM,

Siemens Nederland en Vekamaf.

1 Doelstellingen van de

Schwel- Brenn-Techniek

Siemens heeft het Schwel-Brenn procede ontwikkeld voor de recycling van huisvuil, klein industrieel afval en zuiveringsslib. Het voornaamste doel was te komen tot een procede dat niet aileen uiterst

milieu-vriendelijk is, maar waarmee afval tevens vrijwel zonder residu in recyclebare stoffen kan worden omgezet.

Dit doel werd bereikt door een combinatie van procesfasen namelijk van conversie (pyrolyse) van het toegeleverde afval, mechanische uitsortering van ferro- en nonferrometalen alsmede van glas en steen uit de vaste reststof van de conversie en vervolgens verbranding onder hoge temperatuur van de overblijvende fijne reststof samen met het conversiegas. Bij dit proces worden de schadelijke organische stoffen geelimineerd. De anorganische, niet brandbare aandelen van de fijne reststof smelten in de verbrandingsfase en stollen vervolgens in een waterbad tot smeltgranulaat. Dit granulaat kan ver-volgens op dezelfde wijze worden toege-past als smeltkamergranulaat uit energie-centrales. Door deze combinatie van procesfasen wordt het recycl i ng percentage dat via gescheiden inzameling en sortering van afval haalbaar is, verder verhoogd. Bovendien worden op deze wijze aanzien-lijke hoeveelheden schadeaanzien-lijke stoffen aan de ecologische kringloop onttrokken. In tegenstelling tot andere thermische afval-verwerkingstechnieken moeten bij de Schwel-Brenn-techniek aileen de rook-gasreinigingsresidu's worden behandeld of gedeponeerd. Aile andere vrijkomende produkten kunnen worden gerecycled. Naast de bovengenoemde belangrijkste SOOrten afval is de Schwel-Brenn-techniek

~

Energie uit Alval

~

De

Schwel-Brenn-Techniek van Siemens -

ing.

J.A. Lichtendonk

ook getest voor de verwerking van

bijzonder kunststofafval, autoshredderafval en afvalresten afkomstig van afvalver-werkingsinstallaties ( bijv. composterings-installaties ).

2 Het

Schwel~Brenn-procede

Het Schwel-Brenn-procede omvat de in afbeelding 1 weergegeven procesfasen: afvalacceptatie en -Iogistiek, conversie, reststofbehandeling, verbranding onder hoge temperatuur, rookgasreiniging en energie-opwekking. Het restafval wordt in een afvalbunker opgeslagen en van daaruit met schroeftransporteurs (met afdichtende functie) naar de trommels getransporteerd. In de conversie-trommels wordt het afval in een zuurstof-arme omgeving tot 450°C verhit. De trommel wordt via aan de binnenkant aangebrachte verwarmingsbuizen verhit. Hierbij ontstaat conversiegas en een droge fractie. Het conversiegas wordt direct naar de verbrandingskamer geleid. De vaste fractie wordt no afkoeling gescheiden in een grove en een fijne fractie. De grove fractie wordt weer gesplitst in recyclebare stoffen: ferro- en nonferro-metalen en inert materiaal (glas, steen en keramisch

materiaal): De fijne reststof bevat meer dan 99 % van de koolstof, die met de vaste reststof uit de conversietrommels wordt verwijderd, en heeft daarmee een kool-stofgehalte van circa 30 % en een mini-male calorische waarde van circa 10.000 kJ per kilo.

Het conversiegas en de fijne reststof worden samen bij circa 1300 °C in de verbrandingskamer verbrand. De ver-brandingstemperatuur ligt ongeveer 100 tot 150°C boven het smeltpunt van de as, zodat slak in vloeibare vorm in een natte

ontslakker terecht komt. Door een af-gestemde temperatuurverdeling en een grondige vermenging van

verbrandingslucht en brandstof wordt bij een gemiddelde luchtovermaa1waarde van 1,2 aan het einde van de verbrandings-kamer een uitstekende uitbrand bereikt, terwiil weinig NOx ontstaat. De slak stolt in een waterbad tot een verglaasd granulaat. Het gedeelte in het smeltgranulaat dot niet verbrand, bedraagt minder dan 0,1 ge-wichtsprocent. De aan de ketel en rookgas-reiniging onttrokken vliegas wordt naar de verbrandingskamer teruggevoerd, ge-smolten en in de vloeibare slak opgeno-men.

De warmte-energie van het rookgas wordt in de ketel benut v~~r de opwekking van stoom. Wanneer de rookgassen door de ketel stromen, worden ze door water- of stoomgekoelde stralingstrekken en convec-tieve trekken afgekoeld tot circa 250°C. De stoom die in de ketel wordt gepro-duceerd, wordt gebruikt voor energie-opwekking en eventueel voor stads-/ procesverwarming, waarbij het energie-overschot naar het openbare elektriciteits-net wordt geleid. Het elektriciteits-netto rendement aan energie van de Schwel-Brenn-installatie is vergelijkbaar met dot van een

afvalver-brandingsinstallatie zonder immobilisatie-proces (insmelting/verglazing) v~~r slakken en vliegas/stof.

Afhankelijk van de calorische waarde van het afval, ontstaat per ton afval een hoe-veelheid rookgas tussen 2900 en 3900 Nm3 (droog). Het proces van rookgas-reiniging berust op het in de afvalver-branding toegepaste en beproefde systeem met natte wassers.

De belangrijkste componenten zijn: het elektrofilter voor het verwijderen van vliegas (stof), de sproeidroger voor het

~

Energie

uit

Afval

-t

De

Schwef-Brenn-Techniek van Siemens - ing.

J.A.

Lichtendonk

indampen van de in de wassers opgeloste stoffen, het doekfilter voor het verwijderen van fijn stof en het dubbele rookgaswasser-systeem v~~r het uitwassen van Hel en S02. Verder is het systeem voorzien van een DENOX katalysator, die volgens het principe van selectieve katalytische reductie werkt. Achter deze katalysator bevindt zich een volgende reinigingstrap, die bestaat in een aktiefkoolvastbedfilter (politiefilter). De produktie van zoutzuur en gips (beide onder geldende normen realiseerbaar), kan plaatsvinden met behulp van een nageschakelde gemodificeerde rook-gasreinigingsinstallatie met rectificatie-kolom en gipswasser.

Door toepassing van de beschreven, uiterst effectieve rookgasreiningingsprocessen, kan de hoeveelheid schadelijke stoffen sterk worden gereduceerd, terwijl de ver-ontreiniging van het milieu bij de huidige stand der techniek tot een minimum wordt beperkt.

Metingen bij de demonstratie installatie Ulm-Wiblingen hebben aangetoond, dat de bedrijfswaarden ruim beneden de in Duitsland vastgelegde grenswaarden (17.Bundesimmisionsschutzverordnung) liggen.

Bij het Schwel-Brenn-procede ontstaat geen vloeibaar afval, omdat 4;let vrijkomende afvalwater wordt ingedampt. Dit gebeurt in de sproeidroger of - bij zoutzuur- en

gipswinning - in een verdamper. De water-damp wordt samen met de rookgassen via de schoorsteen afgevoerd.

Ais vaste produkten worden uit het proces gewonnen:

• De recyclebare ferro- en nonferro-metalen, alsmede glas en steen, die door opsplitsing van de grove fractie

van de conversie worden gewonnen; • Het smeltgranulaat uit de

verbrandings-.kamer;

• Het rookgasreinigingsresidu, eventueel zoutzuur en gips.

Het residu (rookgasreiningingsresidu: zwaar-metaal-concentraat) dat gedepo-neerd dient te worden, bedraagt niet meer dan

0,1

tot

0,3

%

van de oorspronkelijke hoeveelheid afval. Wanneer de zoutzuur-en gips-produktie achterwege blijft, blijft 24 kilo rookgasreinigingsresidu over, wat over-eenkomt met 2,4 % van de oorspronkelijke hoeveelheid afval. Aile andere vaste pro-dukten kunnen opnieuw worden gebruikt. De afgesplitste fracties ferro- en nonferro-metalen, glas en steen bevatten vrijwel geen koolstof en kunnen zonder verdere bewerking opnieuw worden gebruikt. Op metaal aangebrachte verf en kunstoflagen worden in de conversietrommel door het pyrolyseproces van het metaal verwijderd, zodat hoogwaardig ferro- en non-ferro-materiaal (dit laatste bevat meer dan

70

procent aluminium) vrijkomt. Glas en steen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt in de wegenbouw. Het smeltgranulaat dat ontstaat bij de verbranding van conversie-gas en koolstofhoudende fijne fracties is zonder verdere bewerking direct recycle-baar. Uitloogproeven, die door DEV-S4

(Deutsche Einheitsverfahren Gruppe S4)

zijn uitgevoerd, hebben aangetoond, dat zelfs wordt voldaan aan de voor deponieklasse 1 geldende grenswaarden, zoals bepaald in de concept-verondening voor het storten van afval van de deelstaat Nordrhein- . Westfalen.

Gebleken is, dat zowel het smeltgranulaat als de glas-/steenfractie gebonden en

Energie uit Alval •

IEEE

De

Schwel-Brenn-Techniek van

Siemens -

ing. J.A. Lichtendonk

ongebonden in de wegenbouw kunnen worden gebruikt, maar bijvoorbeeld ook voor geluidwerende wallen of als

vul-materiaal in landwinningsprojecten of in de bouwindustrie als toeslagstof.

3. Installatieconcepten,

economische aspecten

De installatie-afmetingen voor een Schwel-Brenn-procede worden bepaald door de standaardisering van de conversietrommels met een afvalverwerkingscapaciteit van

5 t/h

en 7,5 t/h en door de mogelijkheid deze trommeicapaciteit €len, twee of drie maal per verwerkingslijn toe te passen. Combinaties van meer dan een proceslijn resulteren in installaties met een jaarlijkse afvalverwerkingscapaciteit van circa 340.000 ton.

Voor de ontwikkeling van een bruikbare, voor goedkeuring in aanmerking komende standaardtechniek werden de specifieke installatiekosten als functie van de jaarlijkse afvalverwerkingscapaciteit berekend. Deze berekening levert netto-verwerkingskosten van circa 300 DM/t op. Deze gunstige

verwerkingskosten zijn het gevolg van de opbrengsten uit de recyclebare stoffen en energie, alsmede van het vermijden van stort- c.q. verwerkingskosten voor vliegas, slakken en aktiefkool.

In Duitsland zal de eerste commerciele Schwel-Brenn-installatie worden gebouwd in Furth, in opdracht van het samenwer-kingsverband Rangau. De bouwvergunning werd op 27 april 1994 verstrekt. In sep-tember 1994 is een begin gemaakt met de bouw; de inbedrijfsstelling is gepland voor 1997. Hieruit blijkt dot de Schwel-Brenn-Techniek inderdaad aan aile mod erne eisen voldoet.

Inmiddels zijn ook besluiten genomen voor de installaties van Ludwighafen, Dortmund, Monchengladbach, Steinfurt en Erding-Freising ten gunste van het Schwel-Brenn-Procede.

De installatie van Dortmund is in dit verband een bijzondere installatie, omdat hier een combinatie van roosterverbran-ding en Schwell-Brenn-Techniek plaatsvindt, waarbij het vliegas en de verontreinigde aktiefkool van de roosterverbranding in de Schwel-Brenn-installatie verwerkt worden.

Energie

uit

Afval •

IEEE

AVI Amsterdam, een milieuverantwoorde bedriifsvoering -GDA

AVI Amsterdam,

een milieuverantwoorde

bedriifsvoering

dr. K.D. van der Linde

Gemeenteliike Dienst Afvalverwerking Amsterdam

Biografie

Na zijn studie chemie, is de heer van der Linde gepromoveerd op het onderwerp 'Hot atom

chem.istry in freonen'. Nadat hij zijn

studie .nad· afgerond heeft hij gewerkt

alsso1~s engineer

enginering/con-trodin,gbij· ABB-Lummus. Vervolgens

heeft hiinog de functie van business development manager bij windenergie-systemen Holec vervuld. Verder is hij werkzaam geweest als directeur Elf

Atochem in Rotterdam. Sinds

1

novem-ber 1994 is hij directeur Gemeentelijke Dienst Afvalverwerking in Amsterdam.

1 Historie

Afvalverbranding in Amsterdam dateert

van het begin van deze eeuw. In 1919

werd de eerste afvalverbrandingsinstallatie in gebruik genomen. De installatie bestond uit 8 ketels met een capaciteit van 200.000 ton per jaar. De vrijkomende warmte werd benut ten behoeve van de produktie van

15 bar stoom, die werd gebruikt in de

naast de AVI gesitueerde elektriciteits-centrale Amsterdam-Noord. De

rook-gasreiniging bestond slechts uit een cycloon ten behoeve van stofafscheiding. In 1969 werd een nieuwe verbrandings-installatie in gebruik genomen, de AVI-Noord. De oude installatie werd gesloopt. De AVI-Noord had een jaarcapaciteit van 500.000 ton. Het was een volcontinu bedrijf met vier verbrandingslijnen, elk met

een capaciteit van 16 ton/uur. De

vrijkomende warmte werd gebruikt voor elektriciteitsopwekking met een geYnstal-leerd vermogen van 2 x 20 MW. De rookgasreiniging bestond uit kalkinjectie ten behoeve van de zoutzuurreductie en een elekrofilter ten behoeve van de ver-wijdering van vliegas. De vrijkomende slak-ken, ijzer, non-ferro metalen en vliegas werden hergebruikt.

Ais gevolg van veranderende milieuwet-geving en uitbreiding van het

verzorgings-gebied is in 1993 een nieuwe

afvalver-brandingsinstallatie in gebruik genomen, de AVI Amsterdam. De AVI-Noord is in de

eerste helft van 1993 gesloten en gesloopt.

2 Werking AVI Amsterdam

AVI Amsterdam heeft een jaarcapaciteit van zo'n 765.000 ton. AVI Amsterdam is een volcontinu bedrijf. Er zijn vier verbran-dingslijnen, elk met een capaciteit van 25-30 ton/uur. De vrijkomende warmte wordt gebruikt voor de produktie van elektriciteit

~

Energie uit Awal

-t

AVI Amsterdam, een mi/ieuverantwoorde bedri;fsvoering - GOA

met een ge"lnstalleerd vermogen van 2

x

40

MW.

Hiermee voorziet AVI Amsterdam in 15% van de amsterdamse elektriciteits-behoefte.

De verbrandingsinstallatie is grofweg in drie del en te splitsen, nl.

1

.

de aanvoer van afvalstoffen;

2. de verbranding met energie-opwekking;

3. de rookgasreiniging.

De

aanvoer van afva/stoffen.

AVI Amsterdam verwerkt huishoudelijke afvalstoffen en daarmee vergelijkbare bedrijfsafvalstoffen. Hierbij gaat het om brandbare afvalstoffen die niet hergebruikt kunnen worden. Het verzorgingsgebied van AVI Amsterdam omvat Amsterdam en 19 omliggende gemeenten. Dagelijks wordt het afval aangevoerd, zowel per as als per spoor. Na weging wordt het afval gestort in de bunker. Het grofafval wordt eerst ver-kleind. Hiertoe beschikt AVI Amsterdam over een rotorschaar en een guillotine-schaar. De storthal is overdekt zodat er geen stank- en stofoverlast voor de omgevmg IS.

De

verbranding met energie-opwekking.

De hierna volgende beschrijving heeft betrekking op 1 verbrandingslijn. Uiteraard geldt deze"beschrijving ook voor de

3

andere verbrandingslijnen. Vanuit de bunker (tijdelijke opslag) wordt het afval met behulp van een 12 m3 -grijper in de vultrechter gebracht. Onderaan de vul-trechter bevindt zich de doseerschuif die zorgt voor een regelmatige toevoer van afval op het rooster. Het is een horizontaal rooster dat opgebouwd is uit roosterstaven. Hier vindt de verbranding plaats. Afval is hierbij de enige brandstof. Er wordt aileen verbrandingslucht ingeblazen. Na ver-branding blijven de onbrandbare delen, de slakken, over. Deze worden via een

separate slakkenbunker naar de slakop-werkingsinstallatie getransporteerd. Daar worden de slakken verkleind en het ijzer en de non-ferro metalen verwijderd. De

slakken worden gebruikt als

weg-funderingsmateriaal in de wegenbouw en het ijzer en de non-ferrometalen worden hergebruikt.

De rookgassen die ontstaan bij de ver-branding hebben een temperatuur van zo'n 1000

0c.

In het afkoelingstraject van de ketel bevinden zich pijpenbundels die gevuld zijn met water. Tijdens het afkoelen van de rookgassen wordt hier stoom geproduceerd van 400°C en 40 bar. De stoom wordt naar twee turbogeneratoren geleid waar de elektriciteitsopwekking plaatsvindt.

De

rookgasreiniging

.

De rookgasreiniging kan in drie del en worden opgesplitst, te weten:

1. De NOx-installatie;

2. Semi-droge rookgasreiniging;

3.

Natte rookgasreiniging.

7

.

De

NOx-installatie;

AVI Amsterdam maakt bij de verwijdering van NOx gebruik van selectieve niet-katalytische reductie (SNCR). In de ketel wordt op drie niveaus ammoniak

in-gespoten. De ammoniak reageert met NOx tot stikstof en water. Deze reactie vindt plaats bij hoge temperatuur (± 900 0

q.

2. Semi-droge rookgasreiniging;

De semidroge rookgasreiniging bestaat uit een voorafscheider, een sproei-absorber en een nageschakeld elektrofilter. In de voor-afscheider wordt het grootste deel van het stof afgescheiden. Dit stof, vliegas, wordt gebruikt als vulstof in de asfaltindustrie. In de sproei-absorber wordt kalkmelk

~

~

Energie uit Awal •

IEEE

AVI Amsterdam, een milieuverantwoorde bedri;fsvoering - GDA

tezamen met actief kool verneveld. De gasvormige verontreinigingen als HCI, HF en dioxinen worden vervolgens als vaste reactieprodukten (zouten) afgevangen in het nageschakelde 3-velds elektrofilter. De reactiezouten afkomstig uit de sproei-absorber en het 3-velds elektro+ilter zijn gevaarlijk afval en worden gestort.

3. Natte rookgasreiniging.

De natte rookgasreiniging bestaat uit een zure en een neutrale wasser alsmede een elekrodynamische venturiwasser (EDV). In de zure wasser (PH

1)

worden restanten Hel en HF evenals zware metalen ver-wijderd. Restanten dioxinen worden door toevoeging van aktief kool aan het circulerende waswater geabsorbeerd en afgescheiden. In de neutrale wasser (PH 6-7) wordt 502 verwijderd. Tevens worden de rookgassen afgekoeld. Het vrijkomende water wordt in de zure wasser gesuppleerd. In de EDV wordt door middel van adia-batische expansie het oppervlak van de aanwezige aerosolen vergroot waarna deze elektrisch geladen en afgevangen worden.

De rookgasreiniging heeft een gesloten

waterkringloop. Dit betekent dat AVI Amsterdam geen afvalwater loost. De zuigtrekventilator die aan het eind van de rookgasreiniging is geplaatst, zorgt ervoor dat de gereinigde

rookgassen via het rookgaskanaal de schoorsteen verlaten. Op

40

meter hoogte bevindt zich in de schoorsteen een meetstation. Hierdoor vindt

voortdurende controle van de emissies plaats.

3 Resultaten

In 1994 heeft AVI Amsterdam ruim

770.000

ton brandbare afvalstoffen verwerkt. Hiermee is zo' n

410.000

MWh elektriciteit opgewekt. Daarmee draagt AVI Amsterdam bij aan de produktie van duurzame energie.

In tabel 1 wordt een overzicht gegeven van de geproduceerde reststoffen in

1994.

Van de geproduceerde reststoffen worden aileen de

rookgasreinigingszouten en de filterkoek

rebel

1:

Geproduceerde hoeveelheden reststoffen in 1994

Soort reststof Fijne slak Vliegas Rookgasreinigingszouten Filterkoek Schroot fijn Schroot grof Non-ferro Totale produktie (tonnen) 92.689

9.700

11.683 199 8.469 12.629 293 Percentage van verbrande hoe-veelheid 24,98 1,26 1,51

0,03

1,10

1,64

0,04

Bron: concept-milieujaarverslag 1994 Gemeentelijke Dienst Afvalverwerking

, Energie

uit

Alval •

L~-,... IEEE

AVI Amsterdam, een milieuverantwoorde bedriifsvoering - GDA

Tabel

2:

Overzicht van de gebruikte hoeveelheden chemicatien in 1994

Soort chemicalie Kalk Natronloog Zoutzuur Natriumsulfide Ch loorbleekloog Uzerchloride Ammoniak Aktief kool Gebruikte hoevelheid (tonnen) 3532 4313 228 133 219 135 1821 235 Percentage van verbrande hoe-veelheid 0,46 0,56 0,03 0,02 0,03 0,02 0,24 0,03 Bron: concept-milieujaarverslag 1994 Gemeentelijke Dienst Afvalverwerking gestort. De overige reststoffen worden

hergebruikt. Dit betekent dat

zo/n

98% van de verwerkte afvalstoffen nuttig wordt toegepast.

gegeven van de geregistreerde emissies. Hierbij gaat het om de gemiddelde be-drijfswaarden die in 1994 gemeten zijn. Door het optimaliseren van het ver-brandingsproces en de rookgasreiniging voldoet AVI Amsterdam sinds december 1994 ook aan de norm voor dioxine. In tabel

3

is voor deze component de in december 1994 gemeten waarde vermeld. In tabel 2 wordt een overzicht gegeven van

de gebruikte hoeveelheden chemicalien in 1994.

In tabel

3

wordt tot slot een overzicht

Tabel

3:

Geregistreerde emissies

in

1994

in mg/Nm

3

_*

_rookgas

Component Stof HCI

HF

S02

N0

₄

CO

Cd Hg CH

Dio~ine

(in ng/Nm3₎ Hoeveelheid in ongereinigd rookgas 6000 1200 15 400 350 <10

OAO

<2 10 Emissies AVI Amsterdam <2 3 0,16 37 <70 27 <0,015

<0,03

3 <0,1 BLA ** -grens-waarden

5

10 1 40 70 50 0,05 0,05 10 0,1 Bron: concept-milieuiaarverslag 1994 Gemeentelijke Dienst Afvalverwerking

*: Emissies in Nm3 _{bij 11}

_{% )}

₀₂

_droog

**:

Besluit Luchtemissies Afvalverbranding 1993

Energie uit Alval •

Ieee

De Gemeentelijke Dienst afvalverwerking

rwee werkmaatschappijen:

, Afvalverwerkingsinstallatie Amsterdam (AVI Amsterdam) , Gemeentelijke Inzameling Chemisch Afval Amsterdam (GICA)

"" ... , ..• ""

..

.

,.0",. ... .~¥~.. " ''',

..

", ... , ... .. . , ... ,., ...

--;;.::::.~_N~.·~:;n.'·. I:::,~'~,,::: -"-_,,~ ..

Deskundig, verantwoord, zorgvuldig

AVI Amsterdam

*

afvalenergiecentrale

*

producent duurzame energie

*

opgesteld vermogen 80.000 kWatt

*

1 7% van amsterdamse elektriciteits-behoefte

*

750.000 ton brandbaar afval per jaar

*

hergebruik reststoffen

*

stringente milieu-eisen

*

concurrerend tarief v~~r samenleving

GICA

* inzamelen gevaarlijk afval * specialist in milieuverantwoorde

oplossingen

* jaarcapaciteit 5000 ton

* diensten op maat

* milieuvoorlichting

* eenduidig en concurrerend tarief

Between the power station and the user of electricity Holec products and services playa vital role. The know-how

embodied in Holec products contributes substantially to a continuously

available, safe and reliable supply of electrical energy.

ESSENTIAL LINKS IN

POWER ENGINEERING

Holec is the leading Dutch manufacturer of products in the field of electrical power engineering. Its main activity is aimed at products for high, medium and low-voltage power distribution.

Environmentally harmless transformers with cast-resin insulation are also incorporated in the sales program. Directly connected with energy distribution is the safeguarding of a continuous availability of energy.

For that purpose Holec supplies static and dynamic interactive parallel systems for uninterruptible power supply (UPS).

Application of the latest developments in insulation, power-interruption and semi

-conductor technologies assures a modern range of reliable, high-quality products.

Products which form the essential links in the supply chain between power station and end user, ensuring safe control and reliable continuity.

HOLECI+I

Holec Systemen en Componenten BV

P.O. Box 23. 7550 AA Hengelo, The Netherlands Tel: +31 ·74469111. Fax: +31 -74464444

Scheiden en vergisten van afval als onderdeel van een verwerkingsketen - PROAV

Scheiden en vergisten van

afval als onderdeel van een

innovatieve verwerkingsketen

ire

A.F.A. Jacobs

PROAV

Biografie

ir. A.F.A. Jacobs is geboren op 6 februari 1956. In 1982 studeerde hij af in Delft in de richting Civiele Techniek. Hij was onder meer werk-zaam als adviseur milieutechniek en afvalverwerking bij Iwaco, advies-bureau voor water en milieu. Sinds 1991 is hij bij PROAV projectleider. In deze functie houdt hij zich bezig met scheiding en vergisting en is als zoda-nig verantwoordelijk voor de realisatie van twee installaties met een gezamen-lijke capaciteit van 230 kton/jaar.

1. Inleiding

De samenstelling van het afvalstoffen-pakket van gezinnen en bedrijven vormt een afspiegeling van de diversifactie van het gebruik van producten in onze

moderne maatschappij. Voor steeds meer verschillende doelstellingen worden daarop toegesneden producten gemaakt. Vroeg of laat komen deze producten in het afval-stadium en daarmee wordt het afvalpakket steeds complexer van samenstelling. In de afgelopen decennia is het afvalpakket daardoor sterk in samenstelling veranderd.

Enkele sterk milieubelastende compo-nenten zoals 'klein-chemisch afval' worden via gescheiden inzameling zoveel mogelijk uit de integraal te verwerken afvalstroom gehouden. Ook componenten als glas, papier en GFT worden veelal apart ingezameld.

Voor de andere componenten is ge-scheiden inzameling moeilijk, zo niet on-mogelijk, gelet op de maatschappelijke bereidheid eraan mee te werken dan wei vanwege de 'herkenbaarheid' van de

producten.

Dit betekent dot er altijd een reststroom van huishoudelijk afval zal blijven bestaan, het zo genoemde grijs afval. Dit afval bevat een flink aandeel organische, biologisch afbreekbare componenten (naar verwach-ting ca. 50 - 65 % in 2000), en energie-dragers in de vorm van kunststoffen, hout, textiel e.d. dat kan dienen als brandstof.

Het antwoord op de veranderde samen-stelling van het afvalpakket en toenemend milieubesef is aanpassing van de milieu-voorzien i ngen bij afva Iverbrandi ngsi nstal-laties (en ook stortplaatsen).

In Nederland vindt afvalverbranding plaats via roosteroventechnologie. Via 'end of the pipeline' oplossingen worden met name bij integrale verbranding de emissies van schadelijke stoffen zoals dioxines en furanen beperkt door zeer geavanceerde en kostbare reinigingstechnieken voor

Energie uit Alval •

IEEE

Scheiden

en

vergisten van afval als onderdeel van een verwerkingsketen - PROAV

rookgassen. Daarbij ontstaan tevens

scha-delijke reststoffen.

Met de daardoor toenemende verbran-dingskosten wordt het doelmatig om meer te investeren in procesmatige voorschei-ding en conditionering van de afvalstro-men. Daarmee wordt meer recht gedaan aan het afvalstoffenbeleid; er komen namelijk meer deelstromen die direct kunnen worden hergebruikt terwijl de volume-reductie en het thermisch

rendement van de resterende stroom groter kan worden.

Vanuit deze conceptie ontwikkelt PROAV installaties voor het scheiden, het vergisten en thermische verwerking van de

rest-stromen.

Zij stelt daarbij de randvoorwaarden dat het nieuwe verwerkingsconcept milieu-hygienisch, economisch en energetisch voordelen moet geven ten opzichte van integrale verbranding (AVI).

Bijkomend voordeel is dat middels de scheidingsinstallatie, ook in een structuur die vrijwel volledig steunt op

afvalver-branding (hetgeen in de randstad het geval is), de flexibiliteit van de verwerking sterk toeneemt. De uit de scheiding vrijkomende, niet direct nuttig toepasbare of herbruik-bare fracties kunnen, al dan niet na buf-fering, worden verbrand en in het uiterste geval worden gestort, wanneer er geen thermische capaciteit beschikbaar is. Aldus kan de bestaande thermische verwerkings-capaciteit optimaal worden benut.

Onderstaand wordt aangegeven waarom

PROAV heeft gekozen v~~r scheiden en

vergisten van grijs afval. Daartoe is het eerst noodzakelijk de rol van PROAV in de verwijderingsketen toe te lichten.

2. PROAV

PROAV is vier jaar geleden opgericht omdat de afvalverwijdering in Zuid-Holland dreigde te stagneren.

Afvalverbrandingsinstallaties werden gesloten vanwege dioxine-problematiek en er werden geen initiatieven genomen om te komen tot grootschalige afvalbergingen. De taakstelling die PROAV bij de oprichting meekreeg was drieledig:

• Bemiddeling in het elders (doen)

ver-werken van afvaloverschotten in Zuid-Holland. Omdat er meer afval wordt aangeboden dan er in de eigen

provincie kon worden verwerkt dient er capaciteit elders in Nederland gezocht te worden. PROAV heeft hierin een coordinerende rol. Dit probleem manifesteert zich tot op de dag van vandaag.

• Initiatieven nemen daar waar deze

beleidsmatig nodig zijn en waar anderen het voortouw niet nemen. Dit heeft er in geresulteerd dat, in

samenwerking met derden, een groot-schalige afvalberging (Merwedehaven in Dordrecht), een infrastructuur voor grootschalig afvaltransport (IGAT), en drie (aerobe) composteringsinstallaties met een totale capaciteit van 160 kton/ jaar in exploitatie zijn genomen.

• Het zoveel mogelijk realiseren van het

afvalstoffenbeleid (ladder van Lansink) middels het ondersteunen van projecten op het gebied van hergebruik. PROAV stelt zich daarbij terughoudend op door initiatieven zoveel mogelijk aan de markt over te laten. Slechts daar waar gewenste initiatieven om economische redenen niet haalbaar zijn treedt PROAV ondersteunend op middels afdekken van risico's, geven van aanvoer- of afzetgaranties enz.

Energie uit Alval •

IEEE

Scheiden en vergisten van afval als onderdeel van een verwerkingsketen - PROAV Met name vanuit de eerstgenoemde taak

heeft PROAV de ontwikkeling van ASVI ter hand genomen. In eerste instantie ten behoeve van het oplossen van een tijdeliik probleem. Gaandeweg bleek scheiding en vergisting van afval echter een essentiele plaats in de verwerkingsketen in te kunnen nemen.

3. Ontwikkeling ASVI

Een initiatief om te komen tot een ASVI als nieuwe technologie komt niet van de ene op andere dag tot stand. De kiem ervoor werd, zoals zo vaak, gelegd bij het zoeken naar een oplossing voor een acuut pro-bleem.

In Zuid-Holland was (en is) er te weinig verbrandingscapaciteit om de groeiende stroom afval te kunnen verwerken. Oor-zaak daarvoor was onder andere de sluiting van de afvalverbranding te Leiden en later die in Den Haag als gevolg van aangescherpte milieueisen.

Daarnaast geldt in de provincie al sinds jaar en dag een verbod op het storten van onbewerkt huisvuil.

Om het overschottenprobleem te keren werd er, naast export naar andere del en van Nederland, gewerkt aan een interim oplossing dat het huishoudelijk afval na bewerking gestort kon worden op een af-valberging in Zuid-Holland, een en ander om de periode tot er voldoende verbran-dingscapaciteit is te kunnen overbruggen. Het idee was om huisvuil te scheiden in twee fracties:

• een droge, redelijk stabiele fractie bestaande uit voornamelijk kunststof-fen, hout, papier ed., het zogenoemde refuse derived fuel (RDF);

• een natte, voornamelijk uit organisch

materiaal bestaande fractie en deze middels een aeroob proces (compos-teren) biologisch stabiel (stankvrij) te . maken is.

Beide fracties kunnen vervolgens worden gestort op een stortplaats voor bouw- en sloopafval in Zuid-Holland zonder de bijbehorende nadelen (stank) van een afvalberging voor onbewerkt huishoudelijk afval.

Voornoemde werkwijze wordt ook momen-teel nog toegepast voor de verwerking van overschotten, zij het niet met een speciaal voor dit doel gerealiseerde installatie maar met bestaande scheidingsinstallaties

(ICOVA Amsterdam en Scheidingsinstallatie Zoetermeer) en bestaande composterings-installaties (Rutte Noord-Holland).

Bij het ontwikkelen van bovengenoemd concept bleek dat er nieuwe technieken operationeel werden voor het stabiliseren van de organische fractie. Vergisting bleek milieuhygienisch voordelen te bieden boven aerobe technieken omdat ze in een gesloten proces plaatsvinden (geurhinder) en omdat er biogas bij vrijkomt dat nuttig kan worden aangewend. Ook de tech-nieken om afval in verschillende fracties te scheiden zijn de afgelopen jaren sterk verbeterd.

Scheiding, vergisting en thermische verwerking van hoogcalorische stroom is daarom momenteel een volwaardig en aanvullend verwerkingssysteem voor huis-houdelijk en daarmee vergelijkbaar bedrijfsafval dat kan concurreren met traditionele verwerkingstechnieken als

integrale verbranding.

Energie uit Afval •

'1;01;01;0

Scheiden en vergisten van ofvol ols onderdeel van een verwerkingsketen . PROAV

4. Waarom ASVI

Alvorens oan te geven waarom PROAV kiest voor het verwerken van huishoudelijk-en doarmee vergelijkbaar afval in ehuishoudelijk-en ASVI is het noodzakelijk de eisen te benoemen die in zijn algemeenheid worden gesteld aan afvalverwerking.

Deze eisen zijn, in willekeurige volgorde: • de verwerking dient milieuhygienisch

verantwoord plaats te vinden, dat wil zeggen binnen de geldende normen en waarden;

• de continuYteit dient gewaarborgd te zijn; ten aile tijde dient verzekerd te zijn dat het afval kan worden ingezameld hetgeen tevens eisen stelt aan de continuYteit van de achterliggende keten;

• de gehele keten van inzameling tot aan eindverwerking dient zodanig te worden ingericht dat de maatschappelijke kosten geminimoliseerd worden; • er dient zoveel mogelijk invulling

gege-yen te worden aan het afvalstoffen beleid, woorvan de belongrijkste exponent is de zg. ladder van Lansink die zegt dat zo veel mogelijk gestreeft dient te worden naar preventie en vervolgens hergebruik en dat, voorzover zulks niet mogelijk is verbrariden en tenslotte storten als eindverwerking in aanmerking komen. Deze eisen zijn vaak onderling strijdig en er kan met een bepaalde soort verwerkings-type niet integraal aan worden voldaan. Storten van afval voldoet uitstekend aan de eerste drie eisen; er kan binnen de normen worden gestort, ook bij extreem hoge aanvoerpieken is de capaciteit gewaar-borgd (storten van afval heeft een enorme flexibiliteit in capaciteit) en het is goed-koop. Het staat echter onder op de ladder van Lansink en dient daarom zoveel

mogelijk te worden voorkomen.

Ook verbranden kan binnen de normen plaatsvinden (hoewel recente ontwikkelin-gen er op wijzen dat de normen v~~r luchtemisssies niet haalbaar lijken). Om ten aanzien van verbranden de continuYteitseis te garanderen dient een AVI te worden uitgelegd op de maximale piekaanvoer; dit staat echter op gespannen voet met de kosteneis omdat een AVI, gelet op de enorme kapitaalslasten, in principe continu op vollast dient te werken. Uit financieel oogpunt zal een AVI daarom worden uitgelegd op de minimaal verwachtte aanvoer. Indien de aanvoer groter is dan de verbrandingscapaciteit dan zal het meerdere anders verwerkt moeten worden {storten}.

Verbranden kan daarom eveneens niet voldoen aan aile eisen die gelden bij afvalverwerking .

Het is dus zaak om een compromis te zoeken dat zoveel mogelijk recht doet aan aile eisen. Dit compromis wordt gevonden met de integratie van beschikbare tech· nieken.

In figuur 1 is het flowdiagram gegeven van het geTntegreerde verwerkingssysteem dat PROAV voor ogen staat en dat optimaal invulling geeft aan bovengenoemde eisen. Centraal in het gerntegreerde verwerkings-systeem staat een mechanische scheidings-installatie.

De voordelen van een scheidingsinstallatie zijn onmiskenbaar:

• herbruikbare componenten worden

apart afgescheiden en zijn als zodanig direct beschikbaar v~~r hergebruik; • middels de scheidingsinstallatie wordt

een brand bare fractie geproduceerd die gedurende langere tijd kan worden

Energ;e

u;t

Alval •

IEEE

Scheiden

en

vergisten von ofvol als onderdeel van een verwerkingsketen - PROAV

ferro _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ -'») hergebruik (non-ferro) - - - 4 » hergebruik anorganisch - - -... - ... - - - 7 » nuttig toepasbaar grlls afval organsche fractie

l

RDF

~ biogas _ ... ~ gebruiken

~

.. VERGISTENm[ natte fractie -

E>

~Vren

E-centrale ~ hergebruik storten AVI AVI+ E-centrale hergebruik

Figuur

1:

f/owdiagrom gerntegreerde verwerkingssysteem.

opgeslagen zodot de ochterliggende verbrandingscopociteit meer optimoal en gelijkmotig kan worden benut, terwijl de te storten hoeveelheid bij pieken afneemt;

• de verwerkingsketen wordt meer flexibel wat betreft copaciteit omdat de

scheidingsinstallatie gedurende een beperkt oantal uren per dag wordt bedreven. De bedrijfstijd kon varieren met het actuele aanbod.

• een scheidingsinstallatie kan relatief snel en goedkoop worden gerealiseerd; In de scheidingsinstallatie wordt het

aangeboden afval gescheiden in 4 of 5 componenten:

• de ferro fractie die direct kan worden hergebruikt;

• eventueel de non-ferro fractie hoewel dit bij de huidige stand van de techniek financieel niet haalbaar is (er moet geld

biD;

• de anorganische fractie bestaande uit zand, stenen, keramiek, glas ed. die na wassing nuttig kan worden toegepast in bijv. de wegenbouw;

• de organische fractie bestaande uit het resterende groente-, fruit- en tuinafval dat nog in het griize afval aanwezig is, papier en karton, luiers ed. die gestabi-liseerd dient te worden;

• het RD~ voornamelijk bestaande uit kunststoffen, textiel en hout dot thermisch verwerkt dient te worden. Voor de fracties die verder be-/verwerkt dienen te worden zijn er de volgende mo-gelijkheden:

• Siogas, kan afhankelijk van de

mogelijkheden in de omgeving van de vergistingsinstallatie als energiebron worden aangewend. Te denken volt aan ondervuring, stoomopwekking,

gasmotoren of verbranden in een gasturbine tbv. elektriciteitsopwekking. Deze laatste mogelijkheid is energetisch gezien de fraaiste oplossing zii het dot er technisch nog problemen zijn

(aantasting turbine);

• voor het vergistingsresidu (dige-staat) zijn er verschillende mogelijkheden; • verwerken op een stortplaats als

, Energie uit Alval •

Lr~~~ Ieee

Scheiden

en

vergisten van afval als onderdeel van een verwerkingsketen - PROAV

32

afdekgrond v~~r zover daar reele behoefte aan is);

• verbranden in een AVI, zii het dat de verbrandingswaarde betrekkelijk laag is, tenzij het materiaal vooraf gedroogd wordt;

• toepassing als brandstof in een elektriciteitscentrale (zie onder); • gebruik als compost; omdat het

digestaat is geproduceerd uit huis-houdelijk afval voldoet de kwaliteit niet aan de normen voor compost. Wellicht is deze toepassing op ter-mijn mogelijk als er geschikte reinigings cq opwerkingstechnieken mogelijkheden zijn.

• het RDF zal gelet op de warmte-inhoud van het materiaal thermisch verwerkt dienen te worden met terugwinning van de energie. De volgende mogelijkheden zijn in beeld:

• verbranden in bestaande afvalverbrandi ngsinstallaties (AVI). De warmte-inhoud van het materiaal is echter zodanig hoog dat de capaciteit (doorzet) van de AVI dramatisch afneemt waardoor de kosten voor deze mogelijkheid zeer hoog zijn; • verbranden in een AVI die

zodanig is aangepast dat bovengenoemd nadeel met betrekking tot de doorzet niet optreedt (AVI+). Dergelijke instal-Iaties zijn in de Verenigde Staten operationeel; de kosten ervan zijn vergeliikbaar met een traditionele AVI;

• in ontwikkeling zijn de

mogelijkheden v~~r hergebruik (back to feedstock ed.). Derge-lijke technieken zijn de eerst-komende jaren echter nog niet operationeel;

• vergassen is een mogelijkheid die zich de komende jaren kan gaan bewijzen. Recente

inventarisaties wijzen uit dat vergassing in combinatie met een kolengestookte elektriciteits-centrale technisch en financieel haalbaar zijn;

• bijstoken in een kolen gestookte elektriciteitscentrale is een moge-lijkheid waarvan de merites momenteel worden onderzicht bij KEMA. De beschikbaarheid van deze mogelijkheid staat of valt met het beleidsstandpunt van de overheid met betrekking tot de luchtemmissie-eisen. Op korte termijn zal een concept standpunt van VROM bekend worden.

Toetsen we het bovenbeschreven

gerntegreerd verwerkingssysteem aan de randvoorwaarden die aan afvalverwerking worden gesteld dan blijkt het volgende.

milieuhygiene

Milieuhygienisch gezien is het systeem ten-minste gelijkwaardig aan integraal ver-branden van afval. De nadruk wordt ge-legd op tenminste omdat er op dit moment nog niet voldoende praktijkgegevens zijn over het scheiden en vergisten om een definitieve vergelijking te kunnen maken. Tot deze conclusie komt het Centrum voor Energiebesparillg en Schone Technologie in een recent uitgevoerde studie.

continurteit

De continu'lteit van het systeem is bijzonder groot omdat met name de inzetbaarheid van de scheidingsinstallatie bijzonder flexibel is. Realisatie van afvalverwerkings-capaciteit geschied aan de hand van prognoses. Met name in de Randstad is

!

Energ;e u;t Alval •

Scheiden

en

vergisten van afval als onderdeel van een verwerkingsketen - PROAV

gebleken dot het maken van realistische prognoses bijzonder lastig is. Het bouwen van overcapaciteit brengt grote financiele risico's met zich mee, terwijl in het tegen-overgestelde geval beslag dient te worden gelegd op schaarse stortruimte.

Met name met de ge'introduceerde schei-dingsinstallatie worden deze problemen grotendeels vermeden vanwege de flexibiliteit maar met name vanwege de relatief lage kosten en korte realisatie-termijn.

kosten

het systeem blijft binnen de huidige marges voor afvalverwerking (mn. verbranding). Het bedrijven van een scheidings- en vergistingsinstallatie kost, afgezien van de kosten voor de verdere verwerki ng van de restproducten, ongeveer

f

100,-

per ton. De verwerkingsprijs wordt bepaald door dit bedrag plus de kosten v~~r verdere

verwerking van de reststoffen. De kosten voor de verwerking van het RDF bepalen de totale verwerkingsprijs. Indien het RDF kan worden verwerkt voor een bedrag van minder dan

f

250,- per ton is het systeem concurrerend met de huidige verbrandings-tarieven.

Voorts kan het systeem meer kleinschalig worden bedreven dan een AVI. Naast logistieke voordelen geeft dit een betere fi nanciele risicospreiding.

be/eid

Het is duidelijk dat met het systeem op-timaal invulling wordt gegeven aan de ladder van Lansink. De deelstromen die herbruikbaar zijn worden ook als zodanig benut. Ook het energierendement van het systeem is beter dan dat van een AVI als er voor de verwerking van RDF een geschikte oplossing beschikbaar komt.

Het grootste voordeel komt echter naar voren bij het potentiele hergebruik van de

apart afgescheiden kunststoffen. Indien er een techniek operationeel wordt die zulks mogelijk maakt is de input ervoor beschik-baar. Indien het beleid wordt gericht op het bouwen van AVl's dan zal het ingezamelde afval gedurende enkele decennia in AVl's verwerkt dienen te worden omdat leeg-stand financieel niet mogelijk is.

5. Ervaring van PROAV

In het kader van de projectvoorbereiding heeft PROAV diverse activiteiten

ondernomen.

De uitgevoerde voorstudies leren dat: • het systeem milieuhygienisch gezien

vergeliikbaar of beter is dan het

integrale verbranding. Met het vergaren van praktijkervaring zal deze stelling nader kunnen worden gepreciseerd; • technisch zijn de zekerheden minder

dan die bij verbranden omdat een dergelijk systeem in Nederland nog niet op praktijkschaal wordt toegepast. De ervaring bij het functioneren van recent gerealiseerde rookgasreinigingsinstal-latie bij AVl's leert echter dat ook een moderne AVI niet als bewezen techniek kan worden beschouwd;

• het systeem financieel vergelijkbaar of beter is dan een AVI.

Voor het project te Leiden is een milieu-effectrapport opgesteld. Hieruit blijkt dat een ASVI milieuhygienisch verantwoord kan worden gerealiseerd, zelfs in de onmid-dellijke nabijheid van woningen. Ook de in het kader van de vergunningverlening uitgevoerde doelmatigheidstoets is positief. Dit betekent dat het zinvol is om afval op een dergelijke manier te bewerken. En 'last but not least' dient de ervaring vermeld te worden die is opgedaan bij de

Energie uit Afval •

IEEE

Scheiden en vergisten van afval als onderdeel van een verwerkingsketen - PROAV aanbestedingsprocedures.

PROAV is betrokken bij twee aanbestedin-gen (Leiden en Dordrecht waarvan de laatste volgens de EG-regelingen). Het blijkt dat er aanzienlijke expertise en ervaring aanwezig is bij verschillende leveranciers van systemen. Op grond daarvan kunnen en willen leveranciers verregaande zeker-heden verschaffen aan potentiele opdrachtgevers, zowel in

technische als in financiele zin. Zij zouden dit niet doen indien zij niet zelf vertrouwen hebben in de te leveren systemen.

Met name dit laatste ondergraaft de veelgehoorde stelling dat ASVI wellicht in de toekomst een rol kan spelen in de verwerking van afval, maar dat het systeem zich eerst op praktijkschaal en in de

Nederlandse situatie dient te bewijzen. PROAV is het met deze vooronderstelling niet eens.

Dit moge met name blijken uit de

in-spanningen die zij zich tot nu heeft getroost bij de voorbereiding van projecten.

6. Conclusie

Scheiding en vergisting van afval (ASVI) met daaraan gekoppeld thermische verwerking van de restproducten (anders dan in een traditionele roosteroven) geeft een verwerkingssysteem voor huishoudelijk afval dat sterk concurreert met verbrand-ing, zowel wat betreft milieuhygiene, continuYteit en flexibiliteit, economisch als ook beleidsmatig.

Het scheidings- en vergistingsdeel is rijp voor realisatie op praktijkschaal. De thermische verwerking van met name RDF

met een hoog energetisch rendement is momenteel nog niet uitgekristalliseerd. Reden voor PROAV om daar momenteel

bijzondere aandacht aan te besteden.

Energie uit Alval •

IEEE