Huisvuil, als storten niet meer kan! : symposium, Eindhoven, 18 mei 1989 : proceedings

Huisvuil, als storten niet meer kan! : symposium, Eindhoven,

18 mei 1989 : proceedings

Citation for published version (APA):

Technische Universiteit Eindhoven (TUE). Dispuut dQ (1989). Huisvuil, als storten niet meer kan! : symposium, Eindhoven, 18 mei 1989 : proceedings. Technische Universiteit Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1989

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

M039628

.._____---··

~P-disp

uut

'

d

Q'

Technische Universiteit

Eindhoven

Symposium

18 mei 1989

Dispuut Werktuigbouwkundig Ontwerpen voor de Procestechnieken

Faculteit der Werktuigbouwku 1de

/

I"

I

r

J

l

:··· :·

HUISVUIL,

als stort

e

n

niet meer kan

_'

•

...=...\

;_..:

-Huisvuil,

als storten niet meer kan!

PROCEEDINGS

In dit boekwerk zijn de lezingen verzameld die tijdens het symposium: "Huisvuil, als storten niet meer kan!", zijn gehouden op donderdag 18 mei 1989. Het symposium werd georganiseerd door het dispuut 'dQ' van de faculteit Werktuigbouwkunde aan de Technische Universiteit Eindhoven (TUE).

Voorwoord

In dit boekwerk zijn de lezingen verzameld, die zijn gehouden op het symposium "Huis-vuil, als storten niet meer kan!", op 18 mei 1989 aan de Technische Universiteit Eind-hoven.

Symposia, een toenemend aantal publicaties, reeds geruime tijd lopende projecten en on-derzoeksprogramma's, getuigen van een toenemende belangstelling voor de milieu-problematiek. Aantasting van het milieu door industriële en huishoudelijke afvalstoffen en het steeds vaker voorkomen van milieu-rampen rechtvaardigen deze belangstelling en eisen derhalve een beter milieubeleid.

Het dispuut 'dQ' is van mening dat tijdens de opleiding tot ingenieur, een groter milieu-bewustzijn ontwikkeld dient te worden. Milieu-aspecten krijgen hierdoor een hogere prio-riteit in de ontwerpmethcxlieken. Alleen zo is mogelijk in de toekomst problemen te voor-komen en op te lossen.

Uit het dagprogramma van het symposium blijkt dat naast de presentatie van de huisvuil-problematiek, verschillende aspecten van afvalverwerking belicht worden. Hiermee denkt

het dispuut een aantal essentële deelproblemen van de huisvuilverwerking te behandelen.

Getracht wordt, de gemeenten oplossingen aan te dragen, voor de nu nog regionale huis-vuilproblemen. V oor de industrie zijn de tijdens het symposium aan de orde komende ver-werkingstechnische kanten van de huisvuilproblematiek van belang.

De organisatie berustte bij het studenten-dispuut 'dQ' van de vakgroep kundig Ontwerpen voor de Procestechnieken (WOP) van de faculteit der Werktuigbouw-kunde aan de Technische Universiteit Eindhoven. De organisatie wil hierbij, naast de hoofdsponsor EMTECH, ook de overige sponsoren bedanken voor hun medewerking en financiële steun.

Het dispuut 'dQ' hoopt door middel van dit symposium te hebben bijgedragen aan een be-wustwording van en een eventuele oplossing voor de huisvuilproblematiek.

Eindhoven, mei 1989

De symposiumcommissie zou de volgende bedrijven willen

bedanken voor hun medewerking en financiële steun:

ENERGIE EN MILIEUTECHNOLOGIE

EMTECH

Vereniging ven Exploitenten ven Afvelverbrandings-Installaties In Nederland

SHELL

CFläkt

---bv

DSM

toekomstgerichte afval- en riooltechnieken.

Apparatenfabriek Kusters

Venlo Holland b.v.

Inhoudsopgave

Voorwoord 3 Sponsors ...... 4 Organisatie Symposium . .... ... ... .. ... .. .. . . ... ... ... ... ... . 6 Sprekers ...... 7 Proceedings 1 . Huisvuilprobleem in Limburg Ing. E.M. Mastenbroek . . . 9

2. Huisvuilverwerking in het algemeen

Prof. Ir. M. Tels . . . 13 3. De afval-verbrandingsinstallatie

Ir. R. Lutkeveld .. .. .. . .. . . ... ... . .. . . .. . ... ... . . .. . . .. ... .. . . .. ... .. . . .. . ... . . 27 4. Logistiek en automatisering

Ir. F.C. Schoof ... .. . . .. . .. . . .. . ... ... . . .. . .. . ... .. . ... . .. . ... . .. . . ... .. . ... . .. . 51 5. Energie-terugwinning uit afval

Mr. B.M. Wolf . .. . . .. . . ... .. ... .. . . .. . .. . . .. ... .. .. .. ... . . .... .. . .. . 63 6. Afvalverwerkingssysteem (-van filosofie tot mogelijke realiteit-)

Ir. H.J.N.A. Bolk .. . . ... ... ... . .. . . .. . .. . . .. . .... .. . . ... . ... .. . . ... . .. . .. . 91 7. Milieuontlastende alternatieven voor de afvalverwerking

Ing. H. Venner ... 119

Syn1posiumcommissie 1988/1989

voor v.l.n.r.

Ad de Pijper

RobBakker

Eric de Vries

achter v.l.n.r.

Peter Doma

Jan Eurlings

Marc Houtermans

Johan Se uren

Koert Pelders

Verantwoordelijke sponsoring

Verantwoordelijke sprekers

Dag -coördinator

Verantwoordelijke adressen

Penningmeester

Voorzitter

Secretaris

Verantwoordelijke stands

Sprekers

Prof. Ir. M. Tels Rector Magnificus

Technische Universiteit Eindhoven Dagvoorzitter symposium

Ing. E.M. Mastenbroek

Gedeputeerde van Milieu- en Personeelszaken van de provincie Limburg

Maastricht

Ir. R. Lutkeveld

Hoofd afdeling milieutechniek

Hollandse Constructie Groep B.V.

Leiden

Ir. F.C. Schoof Branche Afvalvetwerking Siemens Nederland N.V. Rijswijk

Mr. B.M. Wolf

Rechtsanwalt

PKA Pyrolyse Kraftanlagen GmbH Aaien (BRD)

Ir. H.J.N.A. Bolk

Hoofd Afvalstoffenverwerking Heijmans Milieutechniek b.v. Rosmalen Ing. H. Venoer Sectie Afval Milieudefensie Amsterdam

Huisvuilprobleem in Limburg

door

Gezien de actuele aard van de lezing van de heer Mastenbroek, is deze niet

in dit boekwerk opgenomen. Op de dag van het symposium wordt hiervan

een stencilpakket uitgereikt.

De huidige wijze van atvalverwerken

wordt zowel milieul1ygiënisch als maat

-schappelijk steeds minder aanvaardbaar. Er is behoefte aan een structurele oplossing.

Een grootschalige industriële aanpak is het

enige aanvaardbare alternatief.

EMTECH (Energie- en Milieutechno

-logie, i.o.} heeft een integraal systeem ont

-wikkeld voor de afvalverwijdering in Noord-Brabant en omstreken. Slechts 1 5% van het totale aanbod huishoudelijk en daarmee

vergelijkbaar bedrijfsatval zal nog maar gestort worden en er wordt een behoorlijke energieproduktie gerealiseerd.

De enorme volumereductie wordt ver-kregen door scheiding en hergebruik van het atval. Het brandbare atval dat niet in

aanmerking komt voor hergebruik, wordt gebruikt als brandstof voor elektriciteits

-opwekking. De rest- en nevenprodukten van de energie-opwekking komen tevens

voor een deel ook voor hergebruik in aanmerking.

Het door EMTECH ontwikkelde plan voorziet in de bouw van twee ener

giecen-trales die het afval omzetten in elektriciteit

en warmte. EMTECH heeft de technische specificaties reeds volledig uitgewerkt

voor een scheidings-, composterings-en verbrandingsinstallatie voor de lokatie

Moerdijk.

Postbus 222 5201 HA 's-Hertogenbosch 073-154509

Huisvuilverwerking in het

algemeen

door

VERWERKING VAN HUISHOUDELIJK AFVAL

Produkten, die na het einde van hun levensduur niet worden hergebruikt of direct gerecupereerd, komen meestal terecht in gemengd vuilnis, dat bijv. in de bekende plastic vuilniszakken wordt gedaan. De inzameling daarvan geschiedt meestal door stedelijke reinigingsdiensten. Vaak worden daarbij huishoudelijk afval en grof afval nog apart verzameld. Over de verwerking van huisvuil is meer onderzoek verricht dan over de verwerking van enig ander soort van afval. Hieronder worden

verschillende aspecten van het onderwerp behandeld. Daarbij worden de meest belangrijke verwerkingsmetboden kort besproken, maar op de technische bijzonderheden wordt niet diep ingegaan.

Figuur 1 geeft de gemiddelde samenstelling van Nederlands

huishoudelijk afval in gew.% en op natte basis (de componenten ZlJn in deze opgave van de samenstelling dus niet gedroogd. Het vochtgehalte van Nederlandse huisvuil bedraagt, afhankelijk van de weersgesteldheid en het seizoen, 35-50 gew.%). De samenstelling van een willekeurig gekozen zak huisval kan zeer ver afwijken van die, welke in figuur 1 wordt opgegeven. De reden hiervan is, dat de samenstelling van

huishoudelijk afval sterk varieert met het seizoen (weinig tuinafval in de winter, veel in de zomer), met de week (bijv. kerstbomenafval in begin januari) en met de plaats van herkomst (huisafval van

laagbouwwoningen bevat vaak gras, dat van hoogbouwwoningen meestal niet).

De voornaamste verwerkingswijzen zijn:

A. Verwerkingswijzen, die alleen zijn gericht op het elimineren van huishoudelijk afval.

Deze methoden kunnen heel geschikt ZlJn om het hygiënische en milieuprobleem op te lossen, dat door de aanwezigheid van

huishoudelijk afval wordt gevormd. Maar zij dragen niet bij tot het instand houden van kringloop van grondstoffen en verminderen de schaarste aan betaalbare grondstoffen dus niet. De voornaamste werkwijzen zijn:

Al Ongecontroleerd storten

Het afval wordt zonder verdere bescherming eenvoudigweg gestort op een terrein (mestvaalt). Deze metho~e is hygiënisch niet verantwoord. Een mestvaalt stinkt immers en trekt insecten, ratten en ander ongedierte aan. Bovendien gaat het gestorte huisvuil broeien, ontwikkelt rook en kan in brand vliegen. De Afvalstoffenwet bevat daarom de instrumenten, die nodig zijn om aan deze werkwijze gaandeweg een eind te maken. A2 Gecontroleerd storten

Dit is in feite een systematische manier om huishoudelijk afval te begraven. Het afval wordt gestort in een dunne laag, die bijv. met een bulldozer wordt geplet en daarna bedekt met een laagje aarde. Op deze aarde wordt weer nieuw afval gestort en het proces wordt een groot aantal malen herhaald. Men kan zo bergen bouwen van vele meters hoog, die bijv. heel geschikt zijn om er parken op aan te leggen. De methode is goedkoop en hygiënisch verantwoord. Maar men doet met het huisvuil niets nuttigs en er gaat bij gecontroleerd storten op den duur nogal wat grondoppervlak verloren.

A3 Verbranden zonder terugwinning van energie

Uit het overzicht over de samenstelling van Nederlands huishoudelijk afval, dat in figuur 1 is weergegeven, volgt, dat door verbranden van het organisch gedeelte van huishoudelijk afval een gewichtsvermindering van ruim 80% kan worden bereikt. De volumevermindering, die daarbij optreedt, is nog groter. Verbranding zonder terugwinnen van energie wordt dan ook toegepast door een aantal Nederlandse steden. Die steden liggen vaak in het westen des lands, waar de ruimte gecontroleerd storten erg schaars is. De rookgassen behoren te worden gereinigd (zie ook onder B). Deze verwerkingsmethode is in het algemeen niet zo heel goedkoop.

B. Verbranden met terugwinning van energie

Bl Verbranden zonder voorafgaande afscheiding van het anorganisch deel Het is een logische gedachte in een afvalverbrandingsoven een

warmtewisselaarsectie aan te brengen, daarin stoom te produceren en met die stoom electriciteit te genereren. De gewichtsvermindering, die daarbij optreedt, bedraagt weer ruim 80% en bovendien wordt dus energie

teruggewonnen. Toch heeft deze verwerkingswijze ook wel bezwaren. Bij de oxidatie van chloorhoudende organische stoffen uit het huisvuil

(vooral PVC) ontstaat HCl. Ook uit anorganische zouten schijnt onder de omstandigheden van de verbranding wel van HCl gevormd te kunnen worden. Daarnaast ontstaat uit de zwavelhoudende verbindingen in het afval

(waarvan de concentratie gelukkig meestal niet erg groot is) 502,

terwijl bovendien vaak ook wat HF wordt gevormd. De concentraties van HCl, HF en 502 in de rookgassen zijn wel niet erg groot, maar de aanwezigheid van deze stoffen kan toch tot ernstige corrosie van de pijpen van de warmtewisselaars leiden. Verder is de hoeveelheid

energie, die kan worden opgewekt, niet bijzonder groot. Wanneer al het huisvuil, dat in Nederland wordt geproduceerd, verbrand zou kunnen worden en de ontstane warmte gebruikt zou worden om electriciteit te genereren, zou men op deze manier nog geen 3% van de Nederlandse electriciteitsbehoefte kunnen dekken. De electriciteitsbedrijven betalen voor deze kleine hoeveelheden electriciteit maar een beperkte prijs, die niet voldoende is om de operatiekosten en afschrijving van de ovens te dekken. De rookgassen zouden ook hier gereinigd moeten worden.

Bij de Nederlandse ovens gebeurt dit echter (nog) nauwelijks. Maar ook zonder rookgasreiniging is, om de geschetste redenen, het verbranden met terugwinnen van energie een relatief kostbare verwerkingswijze.

B2 Verbranden van Refuse Derived Fuel (RDF)

In § Fl hieronder zal worden vermeld, dat een groot deel van de

organische componenten van huishoudelijk afval door mechanische

scheidingsprocessen kan worden afgescheiden. Dit mengsel van organische componenten, dat !efuse Qerived [uel (RDF) wordt genoemd, kan dan

afzonderlijk worden verbrand. Deze mogelijkheid wordt onder Fl nader besproken.

c.

Chemische omzettingen van het organische deel van huishoudelijk afval tot brandstoffen.

Cl Pyrolyse

Onder pyrolyse wordt verstaan de thermische ontleding van organische verbindingen onder uitsluiting van zuurstof en van andere chemicaliën.

In het jargon van de afvalverwerking spreekt men -ten onrechte- ook van pyrolyse wanneer het huisvuil partiëel wordt verbrand (dus met

ondermaat lucht) om de warmte op te wekken, die nodig is om al het huisvuil op de pyrolysetemperatuur te brengen en het in het vuil aanwezige water te verdampen.

Pyrolyse is in het verleden al op industriële schaal toegepast op hout (zgn. "droge destillatie" van hout om vooral methanol en aceton te bereiden). Steenkool wordt nog steeds op grote schaal gepyrolyseerd in cokesovens, waarbij vooral cokes en een brandbaar gas ontstaan. Dit gas werd in Nederland vroeger en wordt in de meeste andere landen nog

steeds gebruikt als stadsgas. Een vergelijking van de droge

destillatie van hout, het vercokesen van steenkool en de pyrolyse van het organische deel van huishoudelijk afval wordt getoond in figuur 2. Dat de 3 processen zoveel op elkaar lijken is dus niet verwonderlijk. Het organisch deel van huisvuil bevat, evenals hout, immers veel cellulose en verbindingen, die op cellulosen lijken (papier, gras, aardappelschillen, etc.). Steenkool ontstaat in de loop van eeuwen door inkoling onder de aarde van cellulose en op cellulose lijkende stoffen bij hoge temperatuur en druk. Uit figuur 2 blijkt, dat bij pyrolyse in beginsel 4 soorten produkten ontstaan nl.:

3 brandstoffen:

1 waterfractie

- houtskool

- zware, met water min of meer mengbare, pyrolyseteer

-een gas, dat vooral H2, CO en C02 bevat.

- water, dat verontreinigd is met vele organische verbindingen, die allen in lage concentraties aanwezig zijn.

De verbrandingswarmten van de brandstoffen ZlJn opgegeven in figuur 3. De onderlinge verhoudingen, waarin de pyrolyseprodukten ontstaan is sterk afhankelijk van de temperatuur waarbij de pyrolyse wordt

uitgevoerd. Men kan die verhouding dus binnen vrij wijde grenzen kiezen door een geschikte pyrolysetemperatuur in te stellen. De pyrolyse wordt meestal uitgevoerd bij temperaturen in het traject van 400° tot ca 900°C.

De pyrolyseprodukten worden dus in het algemeen verbrand. Men moet zich daarom wel afvragen, waarom het niet eenvoudiger is het huisvuil ineens te verbranden dan bet eerst te pyrolyseren en daarna de

pyrolyseprodukten te verbranden. Pyrolyse heeft echter enige voordelen boven verbranden: Bij verbranden heeft men een vrij grote overmaat lucht nodig, die bovendien nog ca 80% inert N2 bevat. Bij verbranden ontstaat daardoor veel afgas dat, indien in dit opzicht een behoorlijk milieubeleid gevoerd werd, gereinigd zou moeten worden. Bij pyrolyse heeft men in beginsel helemaal geen lucht nodig. Bij pyrolyse ontstaat dus veel minder te reinigen gas dan bij verbranden. Daardoor zou

pyrolyse goedkoper behoren te zijn dan verbranden, indien althans bij verbranden het afgas gereinigd zou worden. Een tweede voordeel van pyrolyse boven verbranden is, dat de bij pyrolyse verkregen

brandstoffen opgeslagen kunnen worden. Men is dus niet afhankelijk van de electriciteitsbedrijven (vergelijk Bl) maar men kan de produkten verbranden op een zodanige plaats en tijd, dat men voor de warmte een bevredigende prijs kan bedingen. Er zijn ook andere voordelen van pyrolyseren boven verbranden. Maar de pyrolyse heeft ook nadelen: De

zware teer is moeilijk te hanteren. Dit maakt het pyrolyseproces, de teeropslag en de teerverbranding vrij lastig uit te voeren. Bovendien met men het pyrolyseproces zo ontwerpen, dat het ontstaan van

verontreinigd water, dat een zuiveringsinstallatie nodig zou maken, voorkomen wordt. De pyrolyse is nog grotendeels in een experimenteel stadium. Pilot plants in verschillende uitvoeringen zijn in bedrijf in West Duitsland en, sinds 1984, ook in Nederland. De kosten van het pyrolyseren zijn nog niet bekend, maar ze zullen voorlopig wel liggen in de orde van die van het verbranden met terugwinnen van energie.

C2 Vergassen

Bij temperaturen boven ca 1000°C kan men het organisch gedeelte van huisvuil, evenals vele andere organische stoffen, met stoom en lucht omzetten in een gasmengsel. De voornaamste reactie, die bij het vergassen optreedt is

-CHz- + Hz 0 ~ CO + Hz

Het evenwicht ligt bij temperaturen boven 1000°C aan de rechterzijde. Het gas, dat ontstaat, bevat hoofdzakelijk Hz, CO, COz en Nz (de laatste verbinding komt uit de bij de vergassing gebruikte lucht).

Vergassen is een veel schoner proces dan pyrolyseren. Een nadeel is echter, dat het ontstane gas een heel lage verbrandingswarmte heeft

(orde van 2-4 MJ/Nm3 , vergelijk de gegevens van figuur 3). Een dergelijk arm gas kan moeilijk lonend door een pijpleiding verpompt worden. Verder begint bij temperaturen boven 1000°C het glas, dat in huisvuil of de organische fractie daaruit altijd aanwezig is, te verweken. Daardoor ontstaat een moeilijk hanteerbare slak. Dit heeft het vergassen van huisvuil tot dusver moeilijk uitvoerbaar gemaakt.

D Biochemische omzettingen van het organisch gedeelte van huishoudelijk afval

Dl Composteren

Uit vele organische bestanddelen van huisvuil ontstaan bij zowel aerobe als anaerobe omzettingen door micro-organismen humusachtige stoffen. Dit zijn stoffen waarvan de moleculen veel, vooral gecondenseerde, aromaatringen bevatten, maar ook bijv. -OH en -COOH groepen.

Deze zgn. "compost" werkt als een grondverbeteraar doordat toevoeging ervan aan aarde de porositeit van de grond verhoogt, zodat deze bij regen niet meer ''dichtslaat" maar het water goed opneemt en doorlaat.

Het composteren kan heel eenvoudig gebeuren volgens het procédé van Maanen. Het afval wordt op hoge hopen gegooid, die nu en dan met water worden besproeid. Aan de buitenkant van de hoop verloopt de

compostering dan aeroob en aan de binnenkant anaeroob. Iedere paar weken wordt de hoop omgegooid waardoor de compostering, die ruim 7 maanden duurt, wat meer homogeen verloopt. Na het einde van de compostering wordt de compost gemalen en door zeven bevrijd van anorganische stoffen.

Een moeilijkheid is, dat huisvuil -en daardoor ook compost- steeds meer vergiftige ionen van zware metalen is gaan bevatten. Daardoor wordt compost niet meer in de akkerbouw gebruikt maar blijft de toepassing

beperkt tot siertuinen en plantsoenen. Dit beperkt de markt voor compost. Nog slechts ongeveer 6 gew.% van het Nederlandse huisvuil wordt gecomposteerd.

D2 Anaerobe methaangisting

Uit een deel van het organische gedeelte van huisvuil kan door anaerobe vergisting m.b.v. micro-organismen methaan worden gewonnen. De

Nederlandse onderzoeker Lettinga (Landbouwuniversiteit Wageningen) heeft daartoe een 2-traps proces ontworpen. In de eerste trap treden in het vuil in aanwezigheid van veel water o.i.v. micro-organismen

hydrolyse op en ook reacties, waarbij zuren ontstaan.

Een deel van de produkten van deze reacties lossen op in het water. In de tweede processtap ontstaat uit deze opgeloste verbindingen in

omzettingen door andere micro-organismen methaan.

Dit is een potentieel goedkope verwerkingsmethode. Bezwaren zijn echter, dat de omzetting traag verloopt en verre van volledig is. De methode is nog in het experimentele stadium en de kosten zijn nog niet gepubliceerd.

E Directe omzetting tot produkten

Er is wel geprobeerd verkleind huishoudelijk afval met bindmiddelen zoals cement te persen tot platen, die o.a. in binnenmuren van huizen toegepast konden worden (bijv. "Vamton"). Deze verwerkingsmethode heeft tot heden nog niet veel succes gehad.

r

Mechanisch scheiden van huishoudelijk afval in fracties Fl Scheiden op grondstoffen en/of RDF

In de laatste ca. 20 jaren zijn een vrij groot aantal processen ontwikkeld, waarmee huishoudelijk afval gescheiden kan worden in componenten, die dan weer afzonderlijk kunnen worden verwerkt tot produkten of die als brandstoffen kunnen worden toegepast. Figuur 4 geeft een principe-schema van een dergelijke scheiding (de werkelijk toegepaste scheidingsprocessen zijn bijna altijd ingewikkelder dan het schema, dat in figuur 4 wordt getoond, maar ze bevatte wel dezelfde soorten van toestellen). Ter toelichting van dit principe-schema wordt het volgende vermeld:

Voorafgaande aan de scheiding moet het huisvuil in een molen verkleind worden, vaak tot stukken met lineaire afmetingen van ruwweg 5 cm en kleiner. Dit is onvermijdelijk omdat in huisvuil ook tapijten, tentzeilen, etc. voorkomen, die bijv. de zeven van de scheidingsinstallatie onmiddellijk zouden verstoppen. Het is jammer, dat verkleinen niet vermeden kan worden, want deze unit operation verbruikt veel energie.

Het ijzer uit het verkleinde huisvuil (hoofdzakelijk

levensmiddelenblikjes) wordt afgescheiden m.b.v. een magneet. De windzifters 1 en 2, die in figuur 4 zijn aangegeven, zijn vertikaal opgestelde kanalen waardoorheen met ventilatoren een luchtstroom wordt gezogen. De kanalen hebben vaak (maar lang niet altijd) de zig zag vorm, die in figuur 4 wordt getoond (zgn. zig zag windzifters). Het verkleinde huisvuil wordt in het kanaal gebracht via een sluis, die meestal is uitgevoerd met roterende rubber flappen. De luchtstroom voert nu huisvuildelen, die een laag soortelijk gewicht en/of groot oppervlak hebben, door het kanaal mee naar boven. Huisvuildelen, die een hoog soortelijk

gewicht hebben, vallen door het kanaal naar beneden. Op deze wijze wordt een scheiding tussen vaste deeltjes teweeg gebracht. In windzifter 1 worden op deze wijze papier, plastic folie en stof van de rest van het afval afgescheiden als topfractie. Uit de bodemfractie, die de rest van de aan windzifter 1 toegevoerde voeding bevat, wordt in windzifter 2 het organisèhe deel als topfractie afgescheiden. De snelheid van de luchtstroom moet in windzifter 2 groter zijn dan in windzifter 1. Dit in windzifter 2 als topfractie afgescheiden gedeelte kan worden verbrand,

gepyrolyseerd, vergast, onderworpen aan anaerobe fermentatie, etc. Uit de topfractie van windzifter 1, die dus bestaat uit een

mengsel van papier, plastic folie en stof, kan het stof door zeven worden afgescheiden. Papier en plastic kunnen uit het papier-plastic mengsel, dat de overloop van de zeef vormt, worden

afgescheiden door bijv. het mengsel te bevochtigen. Daardoor wordt het papier, dat water opneemt, zwaarder. Maar het plastic, dat geen water opneemt, wordt niet zwaarder. Het bevochtigde mengsel kan nu worden gescheiden in een derde windzifter, waarbij het plastic als topfractie wordt gewonnen.

Uit verkleind huishoudelijk afval kan dus op deze manier onder meer een papierfractie en een plasticfractie worden afgescheiden. In beginsel kan men de papierfractie als oud papier van lage

kwaliteit gebruiken, bijv. om er bruin pakpapier van te maken. Uit het plastic kunnen weer opnieuw ruwe voorwerpen worden

vervaardigd. Daarbij moet men dan op de koop toe nemen, dat de meeste plasticsoorten bij het opnieuw smelten en extruderen oppervlakking zullen ontleden. Men kan dus uit het huisvuil fracties afscheiden, die worden toegepast als grondstof voor

fabricageprocessen. Anderzijds kan men uit het huishoudelijk afval ook zoveel mogelijk alle organische -en dus brandbare- componenten afscheiden en die verkopen als brandstof. Die brandstof wordt, zoals onder VI.B2 al is vermeld, Refuse Derived Fuel (RDF)

genoemd. De afscheiding van alle organische componenten tegelijk zal in het algemeen wat eenvoudiger zijn dan een proces, waarbij meerdere fracties worden afgescheiden. Dit geldt vooral wanneer sommige van die fracties grondstoffen voor de bereiding van nieuwe materialen moeten zijn.

Het mechanische scheiden van huisvuil in fracties begint heel langzaam het experimentele stadium te ontgroeien. Het afscheiden en verbranden van RDF heeft zich vooral in de Verenigde Staten vrij sterk ontwikkeld. In Rome (Italië) scheidt het bedrijf Sorain Cechini reeds ongeveer 20 jaren bruikbare materialen af uit het huishoudelijk afval. In Nederland bestonden in begin 1984 2 functionerende scheidingsbedrijven. Over de kosten van de mechanische scheiding in Nederland zijn in feite nog alleen

aanwijzingen bekend. Naar het oordeel van schrijver staat nog niet geheel vast, dat het mechanische scheiden zich ook in de toekomst zal kunnen handhaven.

F2 Combinaties van gescheiden inzamelen en mechanisch scheiden

In Nederland wordt sinds ca. 1980 geêxperimenteerd met pogingen om het mechanisch scheiden gemakkelijker te maken door de hulp van de

bevolking in te roepen. Men vraagt de huisbewoners in de betrokken wijken om bepaalde fracties in aparte vuilniszakken of containers te doen, die dan separaat worden opgehaald. Wanneer de bevolking hiertoe

bereid is maakt dat het werk van de scheidingsfabriek natuurlijk veel gemakkelijker en wellicht ook goedkoper. Een moeilijkheid is, dat de kosten, die aan het gescheiden inzamelen verbonden zijn, volgens sommigen vrij hoog zouden kunnen oplopen. Men moet immers hetzij per wijk 2 i.p.v. 1 vuilnisauto inzetten, ofwel een vuilnisauto met 2

compartimenten ontwikkelen. Daar het vuilnis in de auto's meestal wordt samengeperst is het laatste niet gemakkelijk. Deze wijze van

afvalverwerking verkeert dan ook nog helemaal in het experimentele stadium.

KORTE NABESCHOUWING

Sinds het eind van de jaren 1960 is er gewerkt aan recycling,

hergebruik en recuperatie. De lezer zal, terecht, uit het bovenstaande artikel de indruk hebben gekregen, dat dit gebied nog volkomen in ontwikkeling is. De technische problemen zijn groter gebleken dan aanvankelijk gedacht was. Er zijn dan ook nog nauwelijks gevestigde technieken ontstaan, maar de betrokken onderzoekers en technici hebben de moed niet opgegeven. Niets is nog zeker, maar alles beweegt nog. Naar het oordeel van de schrijver staat echter één ding vast: Veel te veel wordt door de massamedia en andere kanalen van journalistieke sensatiezucht en onbenul verkondigd, dat de scheikundig ingenieurs en andere technici het milieu maar vergiftigen en het daar bij laten. Dat is eenvoudig niet waar. Schrijver deze hoopt zeer, dat het bovenstaande de lezer ervan heeft doordrongen, dat er in de laatste 15 jaar hard en met aanzienlijke vindingrijkheid is gewerkt aan de verdediging van het milieu door recycling. En dat dat werk niet zonder enig succes is gebleven.

Categorieën van componenten van Nederlands gemengd huishoudelijk afval

(1978).

Component Gehalte* Afscheidbaar Afscheiding

(nat. gew. %) zinvol

Organische Componenten

Keuken- en tuinafval 48,2 + +

Papier en karton 22,2 +

+I-Kunststoffen 6,0 alleen folie +

Overige Organische 5,0 -materialen TOTAAL 81,6 Anorganische Componenten Glas 11,9

+I

-

-Uzer 2,8 ++

+I-Overige Anorganische 3,7 -materialen TOTAAL 18,4

* Het betreft hier gemiddelden van gehalten, die als functie van plaats en tijd sterk kunnen variëren.

Produkten _{Droge dest. Pyrolyse Vercokesing}

van hout Huish. afval steenkool

Gasvormig CO, H2, C02, CO,H2,

lichte K.W. lichte K.W.

Waterige fractie "Houtgas", waterige oplossing Waterige oplossing Waterige

van vooral methanol en azijnzuur van vele organische oplossing

stoffen

Vloeibare organische Terpetijn, teer Teer Steenkolenteer

fractie

Vast produkt Houtskool Houtskool Cokes

Pyrolyse Produkten

Produkt Toepassing Verdampingswarmte

Houtskool Brandstof 17000 - 26000 kJ/kg

Gas Brandstof 6000- 14000 kJ/nm3

Teer Brandstof 20000 kJ/kg

Water

(te zuiveren)

Opbrengst prodokten is binnen vrij wijde grenzen te regelen

-vrij lage temperatuur

-korte verblijftijd

}

relatief veel teer

-vrij hoge temperatuur

-lange verblijftijd

}

- relatief weinig teer - meer houtskool -meer gas

huishoudelijk afval verkleind afval

!

magneet scheider

(OI

10)

ontijzerd afval ~---~v~d papier plasticfolie stof tuin/keuken afval org. rest anorg. rest ijzer papier ~---~~plasticfulie ,... _ _, hoofdz. tuin/ keuken af val ~---~ stookgas r----~stookolie ....---~water naar reiniging pyrolyse oven .__---t~ kool

hoofdz. anorg. rest .___ _ _ _ _,.. naar gekontr. storten

Bij ons wordt

talent ook als talent

behandeld.

We zijn voortdurend op zoek naar nieuw In het bovenstaande speelt management talent op academisch niveau. Hebben we dat development een belangrijke rol. Er bestaat immers eenmaal gevonden, dan springen we daar ook als een verband tussen de strategie en de structuur zodanig mee om. In elk werkgebied krijgt u van een organisatie en de capaciteiten van gedurende de eerste anderhalf jaar uw eigen verant- de medewerkers.

woordelijkheden en bevoegdheden. Vervolgens Bij DSM heeft de ontwikkeling van het 'talent' vindt er in het kader van management development van metlewerkers dan ook de hoogste prioriteit. een eerste evaluatie plaats. Hiervoor genereren wij een continue

informatie-Bevalt de samenwerking goed, dan zullen stroom. De ontwikkeling van de capaciteiten en het uw verantwoordelijkheden snel toenemen. U groeit potentieel van onze medewerkers kunnen wij daar-door naar senior- of leidinggevende functies. Of u door goed volgen en sturen.

ontwikkelt zich in de diepte als vakspecialist. Momenteel zijn we op zoek naar academici Tijdens uw carrière overstappen naar een ander (M/V) werktuigbouwkunde voor een functie in pro-vakgebied kan ook. U hebt dan dezelfde duktie en techniek, research en marketing~

perspectieven. Steeds zwaardere taken en steeds Voelt u zich aangesproken door ons bedrijf groeiende verantwoordelijkheden. en denkt u het talent te hebben dat wij

Hoe snel en in welke richting uw carrière zoeken, schrijf dan een brief met curriculum vitae zich ontwikkelt, hebt u in feite zelf in de hand. aan DSM, afdeling Management Development Hoger Uw loopbaan staat niet vast op het moment dat u Kader, Postbus 6500, 6401 JH Heerlen.

bent aangenomen. Op basis van uw capaciteiten en prestaties krijgt uw carrière steeds verder vorm. Niet op basis van het aantal dienstjaren. Zo kan

DSM

l~

het zelfs voorkomen dat iemand in tijd van

De

afval-verbrandingsinstallatie

door

INHOUD

A. Het verbrandingsalternatief

B. Verbrandingseigenschappen

C. Flexibiliteit van het verbrandingssysteem

D. Ontwerp van de installatie

A. HET VERBRANDINGSALTERNATIEF

Verbranding van afvalstoffen met het doel om enerzijds de besmettelijke eigenschappen te vernietigen en anderzijds om het volume te minimaliseren, is een reeds zeer lang toegepaste verwerkingsmethode.

Aan het einde van de 70er jaren zijn, mede door bewust-wording van de grondstoffenproblematiek en bedenkingen t.a.v. de milieu-hygiënische aspecten van de tot dan toegepaste verwerkingsmethoden, een aantal nieuwe verwer-kingsmetboden ontwikkeld en uitgetest.

In Nederland werden deze methoden vooral ontwikkeld met de bekende 'motie Lansink' als leidraad, waarbij vooral aan mechanische scheiding aandacht werd geschonken. De belangrijkste doelstelling daarbij was - naast productie van compost uit de zgn. organische fractie - het terugwin-nen van grondstoffen als papier, plastic, glas e.d.

Zonder hier in detail op de resultaten van diverse

ontwikkelingsstappen in te gaan, heeft e.e.a. geleid tot de huidige benadering van de verwijderingsketen, die in principe als volgt is opgezet:

scheiding aan de bron van zoveel mogelijk papier, glas en klein chemisch afval (kca).

- gescheiden inzameling van zoveel mogelijk groente-, fruit- en tuinafval (g.f.t.), met het doel daaruit een compost van hoge kwaliteit te produceren.

- verbranding van de zogenaamde restfractie, veelal na een daaraan voorafgaande mechanische verkleining van grove delen en eventueel scheiding van specifiek brandbare fracties.

Teneinde een optimale 'recycling' van afval te bereiken -repectievelijk het gebruik van fossiele brandstoffen te beperken - dient verbranding van afvalstoffen in de nu geplande installaties gecombineerd te worden met energie-terugwinning in enigerlei vorm. Dit kan variëren van directe benutting van de rookgassen voor droogprocessen, het produceren van heet water voor verwarmingsdoeleinden,

B.

tot stoom voor (fabricage)processen en/of opwekking van electriciteit.

Een tweede eis t.o.v. de 'oude' verbrandingsinstallaties betreft de emissies via de rookgassen. Naast de reeds lang toegepaste stoffilters, is nu een vergaande verwij-dering van een aantal schadelijke stoffen vereist.

Verwacht mag worden dat deze eisen in de toekomst nog verder zullen worden aangescherpt.

In het vervolg van deze voordracht zal op een aantal belangrijke ontwerpaspecten van een moderne verbrandings-installatie nader worden ingegaan.

VERBRANDINGSETGEN SCHAPPEN

De verbrandingseigenschappen van huishoudelijke afval-stoffen vormen uiteraard het belangrijkste uitgangspunt voor het ontwerp van een verbrandingssysteem.

Daarbij zijn drie criteria van belang: - de chemische samenstelling.

- de stukgrootte.

- de fysische samenstelling.

Hierbij dient overigens opgemerkt te worden, dat deze criteria veelal niet eenduidig vast te stellen zijn. Het product huishoudelijk afval kan niet of nauwelijks in kwalitatieve zin omschreven worden; de wijze en locatie van inzameling en het tijdstip waarop dat gebeurt (zowel macro, als micro gezien), zijn sterk van invloed op het afval 'aan de poort' van de verwerkingsinrichting. Daarna kunnen nog een aarttal voorbewerkingsstappen plaatsvinden, die de bovenstaande criteria met betrekking tot de

verbrandingsstap nog verder beïnvloeden.

De chemische samenstelling

Hoewel de chemische samenstelling feitelijk uiteraard de stookwaarde van het afval in belangrijke mate bepaalt, wordt in dit verband echter vooral gedacht aan de in het

algemeen kleine hoeveelheden componenten (elementen) die bij het verbrandingsproces vrij kunnen komen, resp. in de restproducten (rookgas, slak, as) worden geëmitteerd en die vanuit milieuhygiënisch oogpunt ongewenst zijn.

Aan de beperking van deze emissies wordt de laatste jaren veel aandacht geschonken, die zich zowel op het saneren van de invoer (separate inzameling kca, beperking gehalo-geneerde plastics), behandeling van de gasvormige

emissies en separaat behandelen van de slak en vlieg-assen.

In dit verband dient ook de emissie van dioxinen te

worden genoemd. Recent onderzoek lijkt uit te wijzen, dat dit niet alleen wordt veroorzaakt door de samenstelling van de invoer, maar dat in het afkoelingstraject van de rookgassen (dus in de ketel) dioxinen gevormd kunnen worden. T.a.v. een verbetering door aanpassing van het ketelontwerp zijn momenteel ontwikkelingen gaande.

In algemene zin geldt verder dat optimale procescondities en een zeer goede uitbrand noodzakelijk zijn om in che-mische (milieu-hygiënische) zin eventuele problemen te minimaliseren.

De stukgrootte

Reeds bij de "vorige generatie" vuilverbrandingsprojecten werd in veel gevallen een schaar geplaatst om grote delen (grof afval) te verkleinen. Dit was en is noodzakelijk om de invoertrechter c.a. nie: onnodig groot te ontwerpen, en anderzijds om verstoppingsproblemen in met name de outslakker te voorkomen.

Hoewel er op het rooster in het algemeen met grove delen in mechanische zin geen problemen ontstaan, zijn er ten aanzien van de uitbrand en de procesbeheersing wel bedenkingen.

Momenteel zijn er dan ook voor zover mij bekend, geen projecten in voorbereiding waar geen verkleining van grove delen is voorzien (hetzij voor de verbranding, hetzij voor de voorscheiding).

c.

De fysische samenstelling

Aan de wijziging van de fysische samenstelling wordt de laatste jaren de meeste aandacht gegeven.

Via de - hier niet nader te bespreken - pogingen tot het (mechanisch) terugwinnen van grondstoffen, het gescheiden inzamelen van diverse fracties en componenten, het

gescheiden houden van bijvoorbeeld huishoudelijk-, grof-en bedrijfsafvallgrof-en, lijkgrof-en nu de volggrof-ende basisconceptgrof-en in Nederland te worden gerealiseerd:

-gescheiden inzameling van g.f.t. (naast papier, glas, kca), mechanische voorbewerking resp. scheiding in een natte en een droge fractie, verbranding met energie-terugwinning

-gescheiden inzameling van g.f.t., verbranding met energieterugwinning van de rest.

Afhankelijk van het succes van, resp. de mogelijkheden voor, g.f.t. inzameling, kan het tweede concept dicht bij integrale verbranding komen te liggen.

Naast de huishoudelijke afvalstroom, zal tevens een aanzienlijk deel van het bedrijfsafval worden verbrand. Daarbij wordt er naar gestreefd om het specifiek brand-bare deel gescheiden aangeboden te krijgen.

FLEXIBILITEIT VAN HET VERBRANDINGSSYSTEEM

De onder B genoemde criteria hebben zoals gezegd een belangrijke invloed op het ontwerp van het verbrandings-systeem. Aangezien uiteraard niet voor elke projectopzet een geheel nieuw systeem ontwikkeld kan worden, dienen de bestaande (vooral) roostersystemen een grote mate van flexibiliteit te hebben ten aanzien van de doorzet in tonnen afval enerzijds en stookwaarde anderzijds. Welis-waar wordt bij het onrtwerp uitgegaan van een bepaalde vaste verhouding tussen deze beide grootheden als n orm-belastingsgeval, doch daarnaast dient de installatie ook voor een aantal andere belastingsgevallen aan de gestelde ontwerpnormen te voldoen.

De mogelijkheden en beperkingen van een installatie worden vastgelegd in een z.g. stookdiagram (fig. C-1). De grenzen van dit voorbeeld diagram - die als richt-waarden gezien moeten worden - zijn als volgt bepaald: - stookwaarde van het afval (kJ/kg)

*

15000 kJ/kg, wordt bepaald door de maximale ther-mische oppervlaktebelasting van het rooster;

*

7500 kJ/kg, wordt bepaald door het nog "brandbaar" zijn van het afval met verbrandingslucht op buiten-temperatuur.

*

6500 kJ/kg, idem met middels een LUVO voorverwarmde verbrandingslucht.

- Thermische capaciteit van de ketel (MW)

*

100%, de ontwerpcapaciteit van de ketel voor

continu-belasting;

*

110 resp. 120%, de capaciteit van de ketel voor kortdurende piekbelastingen;

*

60%, de minimale capaciteit van de ketel waarbij o.a. de vereiste stoomcondities nog kunnen worden bereikt. - Doorzetcapaciteit van het rooster (kg/hr)

*

100%, de ontwerpcapaciteit van het rooster:

*

110 resp. 120%, idem voor kortdurende piekbelasting:

*

60%, de minimale hoeveelheid afval die over het rooster kan worden gevoerd.

Binnen bepaalde fysieke grenzen kan de gewenste flexibi-liteit per installatie worden vastgelegd, waarbij er overigens steeds naar wordt gestreefd de belasting op punt 1 van het diagram te sturen.

Zoals gezegd is afval echter geen product met vastom-lijnde kwaliteitscriteria. Door verandering van de

economische situatie of bepaalde gedragspatronen, zullen steeds wijzigingen in de samenstelling optreden, terwijl

ook inzichten ten aanzien van andere hergebruiksmogelijk-heden dan energiebenutting bijvoorbeeld het gescheiden

inzamelbeleid - van overheid en particulier - zullen beïnvloeden.

MW (Gcallh)

QB

K'\\1

Dampf-LUVO Bereich kg/s B ~---r---+----~~~--~----~--~~ 90% 100% (kg/h) x 103 60%

LAST LAST HEIZWERTHu

PUNKT % _{kJ/kg kcal/kg}

1

₁₀₀

₁₀₀₀₀

₂₃₈₈

3

60

6700

1600

4

100

14700

3511

6

60

10000

2388

7

75

7500

1791

Figuur C-1: Stookdiagram.

D.

1.

Daarnaast zijn er de bekende effecten van seizoenen, vacanties, feestdagen e.d.

Bij de eisen die door (toekomstige) bedrijvers van nieuw te bouwen verbrandingsinstallaties aan het systeem worden gesteld, komt heden ten dage nog de wens om zowel inte-graal (ex. g.f.t) afval als de brandstoffractie van mechanische voorscheiding te verbranden. De stookwaarde van het product zal alleen om die reden al kunnen varië-ren tussen gemiddeld ca. 8.5 en 13 NJ/kg. Binnen de grenzen van het verzorgingsgebied geeft dat uiteraard tevens een gerelateerde variatie in de te verwerken hoeveelheden.

De oorzaak hiervan is vooralsnog gelegen in het ontbreken van een definitief en eenduidig inzicht in de optimale opzet van het verwijderingssysteem.

ONTWERP VAN DE INSTALLATIE

Beschrijving

In deze paragraaf zal een beschrijving worden gegeven van het ontwerp van een moderne verbrandingsinstallatie voor huishoudelijke en daarmee vergelijkbare afvalstoffen. Aangezien ons bedrijf, de HCG, reeds sinds 1979 een exclusieve samenwerkingsovereenkomst heeft met W+E Umwelttechnik in Zwitserland, zal de hier beschreven rooster/ketelinstallatie het door W+E/HCG ontwikkelde ontwerp betreffen.

Het systeem bestaat uit doseerapparatuur een verbran-dingsoven, een ketel met mechanische reiniging en een meet- en regelsysteem. De kern van dit geavanceerde verbrandingssysteem is het "tegenloop- overschuif" rooster, dat in horizontale positie opgesteld is. Dit rooster is speciaal ontworpen voor de verbranding van huishoudelijk en daarmee vergelijkbaar afval, waarbij de verschillende bewegingen van de roosterstaven zorgen voor

2.

een gunstige voorwaartse- en pookbeweging van het afval over het gehele oppervlak van het rooster.

Het ketelontwerp is erop gericht dat de installatie een grote beschikbaarheid heeft en dat de energie van de rookgassen goed wordt benut. De ketel bestaat uit de vuurhaard, drie stralingskamers en een horizontaal convee t iedee 1.

De uit het afval teruggewonnen energie kan voor electri-citeitsopwekking, processtoom en stadsverwarming gebruikt worden.

Uiteraard is voor een ononderbroken bedrijf van meer dan 8000 uur per jaar een hoge mate van technische controle vereist, teneinde AVI's als krachtcentrales te bedrijven. Dit geldt tevens voor het voldoen aan milieu-eisen.

Alleen met een geavanceerde verbrandingstechnologie in combinatie met een geïntegreerd controlesysteem kunnen lage emissie-waarden van schadelijke stoffen als CO, C H

x y en dioxine worden gerealiseerd.

Afvaldoseersysteem

Het afval wordt in het verbrandingssysteem gevoerd door een watergekoelde toevoerschacht, die eventueel door middel van een hydraulisch aangedreven klep kan worden gesloten. Vanaf het toevoerplatform voeren twee boven elkaar geplaatste doseerschuiven (Fig 2) de brandstof naar het rooster. De snelheid en slaglengte van deze schuiven zijn instelbaar. Dit maakt het mogelijk het toevoertempo van de brandstof te variëren, afhankelijk van de samenstelling van het afval en/of de gewenste stoomproduktie.

Betrouwbaarheid en eenvoudig onderhoud zijn de kenmerken van dit systeem.

3. Verbrandingsrooster

De kern van het verbrandingssysteem is het door W+E ontwikkelde z.g. "tegenloop-verschuif" rooster. De

horizontale opstelling is hierbij het voornaamste kenmerk (Fig 3).

Bij de ontwikkeling hiervan werden de volgende doeleinden beoogd:

- zeer betrouwbare werking

- grote flexibiliteit ten aanzien van de afvalsamenstelling - milieu-voorwaarden (NO )

x

- eenvoudig onderhoud

In verband met met een goede doorstroming, is het "tegen-loop-verschuif" rooster volgens een systeem van beweeg-bare en vaste roosterstaven gebouwd (Fig 4).

De speciale legering van de voornaamste drijfstangen veroorzaakt een rechtlijnige i.p.v. een draaiende bewe-ging van de staven. Dit bewebewe-gingsproces is van cruciaal belang voor de afsluiting tussen de vaste en beweegbare roosterstaven. Alle drijfstangen worden afzonderlijk door hydraulische cylinders aangedreven, maar het is eveneens mogelijk om een aantal rijen roosterstaven tegelijk in beweging te brengen, afhankelijk van de kwaliteit van de brandstof op het rooster. Ook kunnen de staven per rij bewogen worden, zowel tegengesteld als in dezelfde

richting ("poken" of transporteren), hetgeen eveneens per roosterzone kan worden geregeld.

De capaciteit van het rooster wordt bepaald door de breedte (tot 33 staven naast elkaar) en de lengte (tot 5 zones). Grotere capaciteiten worden verkregen door twee of drie roosterbanen naast elkaar te plaatsen. Door deze module-samenstellingstechniek kunnen installaties van kleine tot zeer grote capaciteiten worden geleverd, zonder nieuwe constructies uit te werken. Het onderhoud

van dit systeem is erg eenvoudig, omdat alle delen

waaraan onderhoud noodzakelijk is, zich aan de buitenkant bevinden en ook tijdens bedrijf gemakkelijk toegankelijk zijn, ook bij roosters met twee of drie banen.

Door de horizontale positie van het rooster, moet het afval door de staven worden getransporteerd; ongecontro-leerde voorwaartse bewegingen door zwaartekracht van bijvoorbeeld grove delen is daardoor uitgesloten. De tegenloop-verschuif beweging veroorzaakt een goed pook-effect en zorgt er voor dat het reeds brandende afval grondig met het nog niet brandende afval wordt gemengd.

Hoewel de temperatuur van de roosterstaven slechts ligt tussen de 250°C en de 300°C, zijn deze van een hoogwaar-dige staallegering gemaakt. Beschadigingen, bijvoorbeeld door een verkeerde bedrijfsvoering gedurende kortere perioden, zijn daardoor praktisch uitgesloten.

De roosterstaven worden gekoeld door de primaire lucht-stroom onder het rooster. Speciale aandacht is geschonken aan de vorm van de luchttoevoerkanalen, omdat deze van groot belang zijn voor de betrouwbare werking. De indivi-duele roosterstaven worden op een bijzondere wijze

bijeengehouden, waarbij geen druk van buitenaf nodig is. De manier waarop de roosterstaven zijn gerangschikt en vastgemaakt, zorgt voor een erg stevig roosteroppervlak, waardoor de roosterdoorval slechts ongeveer 200 tot 500 gram per ton brandstof bedraagt. Als roosterstaven vervangen moeten worden, kan de koppeling gemakkelijk worden verwijderd, waarbij het niet nodig is om de hele roosterbekleding te ontmantelen.

Doordat iedere tweede roosterstaaf van het vaste en het beweegbare systeem bij zijn eindpositie een relatieve verschuiving ondergaat, wordt het afsluiten van de primaire luchttoevoerkanalen voorkomen. Daardoor is de koeling van de roosterstaven altijd verzekerd en is de luchtverdeling over het gehele brandstofbed constant.

4.

Deze gelijke verdeling is van groot belang voor het verbrandingsproces, mede omdat het de vorming van NO en

x

andere ongewenste stoffen vermindert. Een rooster dat gedurende langere tijd met onvoldoende primaire lucht werkt, d.w.z. bij onvoldoende stoichiometrische- of zelfs onder-stoichiometrische voorwaarden, kan aanzienlijke schade lijden wegens onvoldoende koeling en de wissel-werking van oxidatie/reductie, zodat de roosterbekleding al na zeer korte tijd vervangen moet worden.

De konstruktie van de luchttoevoerkanalen in de rooster-staven is tevens belangrijk voor het verkrijgen van een relatief grote drukval over het gehele rooster, waardoor geen "doorbrand"-gaten in de afvallaag kunnen ontstaan.

Vanwege zijn modulaire ontwerp kan het rooster volledig worden geprefabriceerd en in de werkplaats worden getest.

Dat met het W+E systeem een goede uitbrand van de slak wordt gerealiseerd, kan men zien in figuur 5.

Deze laat de waarden van slakuitbrand zien van de facili-teiten Baden, Bielefeld, Ora, (Frederikstad), Ingolstadt, Kisa, Schwandorf l, 2 en 3, Uppsala I+ IV en Zürich-Hagenholz.

Luchttoevoer

De primaire verbrandingslucht wordt aan de vuurhaard -per lijn separaat - toegevoerd door een ventilator die aanzuigt vanuit de bunker. Dit houdt de bunker onder een kleine onderdruk, waardoor stof- en geuremissies kunnen worden beheerst.

De primaire verbrandingslucht wordt in het verbrandings-systeem onder de verschillende roosterzones ingeblazen, waarbij elke zone apart kan worden geregeld. Normaal gesproken wordt de primaire verbrandingslucht slechts voorverwarmd in de koelkanalen van de roosterstaven. Er

is echter een extra verhittingssysteem in de primaire luchttoevoer geïnstalleerd teneinde brandstof met een

5.

lage warmte-inhoud te kunnen verbranden, of om extreem koude omgevingslucht voor te verwarmen.

Voor de secundaire verbrandingslucht is eveneens per ketel een aparte ventilator geïnstalleerd. Deze ventila-toren betrekken de lucht van de hogere niveaus in het ketelhuis voor ventilatiedoeleinden.

Om een gelijke verdeling te verzekeren, wordt de lucht in de oven geblazen via een groot aantal pijpen in de voor-en achterwandvoor-en van de ovvoor-en. De lucht wordt met evoor-en hoge snelheid in de verbrandingsruimte geblazen om een volle-dig turbulente menging van vliegstof, die uit de primaire verbranding op het rooster komt, te verzekeren.

Dit geeft een volledige verbranding van alle stoffen voordat ze de oven verlaten en verzekert eveneens dat aan milieu- eisen voor wat de vernietiging van bepaalde

verontreinigde stoffen betreft, wordt voldaan.

De FD-ventilator aan het einde van het proces is qua capaciteit zeer ruim ontworpen, teneinde op veranderingen in de samenstelling van brandstof te kunnen inspelen.

Meet- en regelsysteem

Bij het verbrandingssysteem is tevens een ver doorge-voerde automatisering ontwikkeld. Het meet- en regel-systeem moet niet alleen -de werkzaamheden van het per-soneel vereenvoudigen, maar eveneens bijdragen tot het vermijden van ongecontroleerde omstandigheden op het

rooster of in de verbrandingskamer; kortom het verbran-dingsproces in iedere situatie controleren.

Normaal gesproken dient de stoomproduktie als input-factor.

Zowel de roostertoevoer als het rooster en de verbran-dingslucht worden gecontroleerd door een besturings-systeem. De temperatuur in de verbrandingsruimte en het minimum zuurstofgehalte zijn echter bepalend, omdat ze

6.

van vitaal belang zijn voor een optimale gecontroleerde verbranding. Als bijvoorbeeld door een vereiste output-verandering het zuurstofgehalte beneden een vastgestelde drempel komt, wordt de afvaltoevoer onmiddellijk stop-gezet en het zuurstofgehalte weer op peil gebracht. Het controlesysteem, het optimale roosterontwerp en de mogelijkheid om kleine lagen afval te verbranden, zijn de voordelen die het W+E/HCG systeem bijzonder geschikt maken om een constante stoomproduktie, een constante opwekking van elektriciteit en daarmede een hoog energe-tisch rendement te realiseren.

Ketelinstallatie

De ketel bestaat uit een vuurhaard, drie stralingsruimten en een horizontaal convectiedeel, dat de oververhitter, de verdamper- en de economizer bundels bevat.

W+E heeft het principe ontwerp van de ketel ontwikkeld. Het concept heeft zich in de loop der jaren ontwikkeld van verticale ketels met roetblazers tot verticale ketels met kogelregen, en uiteindelijk tot het huidige ontwerp met als kenmerk verticale bundels die op mechanische wijze gereinigd worden. Ovenwanden worden door

pneuma-tische kloppers gereinigd. De periode tussen grote onderhoudsbeurten van de ketels is door deze ontwerp-veranderingen aanzienlijk uitgebreid.

Tegelijkertijd met deze ontwerpveranderingen werd de oveninhoud drastisch vergroot, hetgeen resulteerde in de 3-ruimten opzet die tegenwoordig over het algemeen

gebruikt wordt voor ketels die hoog calorisch afval stoken.

De grotere oveninhoud resulteert in een beduidend lagere slakafzetting aan de ovenwanden, wat vervolgens weer resulteert in een betere ketelprestatie en een verhoogde beschikbaarheid. Het 3-ruimten ontwerp verhoogt tevens de verblijftijd van de gassen tot aan de convectiebundels,

7.

zodat de asdeeltjes verbranden voordat ze zich aan de convectiebuizen vastzetten. Daardoor vermindert tevens de corrosie die met een dergelijke afzetting gepaard gaat. De warmteoverdracht in de stralingsruimten verlaagt de gastemperatuur tot waarden beneden de kritische tempera-tuur, daar bij hoge temperatuur corrosie in de overver-hitter zou kunnen plaatsvinden.

De ketel is voorzien van wanden in membraanbouwwijze voor de verbrandings-ruimte, de stralingsruimte en het hori-zontale convectiegedeelte tot en met het einde van de verdamper. Ter plaatse van de economiser zijn de ketel-wanden van plaatstaal vervaardigd daar de rookgastempe-ratuur dermate laag is dat gebruik van membraanwanden economisch niet gerechtvaardigd is.

Ook de afdichting aan de bovenkant is voorzien van membraanwanden.

De oververhitter bestaat uit twee secties, t.w. een vooroververhitter en een eindoververhitter. Tussen deze secties wordt een inspuitkoeler voorzien om de gespeci-ficeerde oververhitte stoomtemperatuur te kunnen in-stellen.

De eindoververhitter is gelijkstroom geschakeld met de rookgasstroom om pijpcorrosie tegen te gaan. De voorover-verhitter en de economiser zijn in tegenstroom gescha-keld.

De bundelopstelling in het convectiegedeelte in de richting van de rookgasstroom is als volgt:

oververhitter, verdamper, economiser.

Reinigingssysteem

De ketels zijn ontworpen voor reiniging tijdens bedrijf. Dit wordt gedaan door het pneumatisch of mechanisch

kloppen van de verticale buizen van de convectiegedeelten en van de ovenwanden.

E.

De hamers slaan in een voorafbepaalde volgorde, waarbij een versnelling van de koppen en buizen van ongeveer 100 g wordt bereikt en afzettingen van de pijpen en wanden vallen.

De frequentie van de klopcyclus, een functie van de brandstofkwaliteit, is verstelbaar.

SCHAALGROOTTE EN OPZET VAN PROJECTEN

In Nederland zijn momenteel een aantal afvalverwerkings-inrichtingen in een vergevorderd stadium van voorberei-ding. De opzet, alsmede de schaalgrootte, variëert

enigszins per project, doch is in grote lijnen gebaseerd op de uitkomsten van de in de laatste jaren door de overheid uitgevoerde onderzoeken:

- "STRAF" grote verwerkers,

- "Houtskoolschets" afvalverwerking 2000, - interprovinciaal en overheidsoverleg LCCA.

Als uitgangspunt voor deze onderzoeken werd globaal genomen gesteld, dat projecten moeten voldoen aan: minimalisatie van de definitief te verwijderen rest-stromen (storten) bij zo laag mogelijke kosten en maxi-male herbenutting van grondstoffen en energie. Uiteraard dient aan alle milieuhygiënische randvoorwaarden

(emissienormen) te worden voldaan.

E.e.a. heeft geresulteerd in een projectgrootte van circa 400.000 ton per jaar of meer - hetgeen bij de praktische uitwerking veelal betekent dat niet nauwgezet aan de provinciegrenzen kan worden vastgehouden - en in een projectopzet volgens de volgende processtappen:

scheiding aan de bron (g.f.t., papier, glas), - mechanische voorbewerking/scheiding,

- verbranding,

afzet van recycle-bare producten en energie, - definitieve verwijdering van procesresiduen.

E.e.a. zou kunnen leiden tot een tiental gelijkvormige projecten, doch regionale omstandigheden, bestaande

structuren en installaties, alsmede gerichte ervaringen en voorkeuren van de uitvoerende lichamen leidden tot verschillende aanpakken. Daarbij is vooral het mechanisch voorscheiden - gericht op de opwerking van de organische functie - in het geding.

Tijdens de lezing zal een korte uiteenzetting worden gegeven van de praktische uitwerking, zoals die vooralsnog in de projecten Amsterdam en Dan Haag is voorzien.

Leiden, 10 april 1989 Ir. R. Lutkeveld

BADEN

1968

Eckrohr-Kessel Chaudière à tube écran

Boiler wrth corner tubes

Russbläser Soufflierie à suie Soot blower

160m3

Gasgeschwindlgkeit Vitesse des gaz Gas vek>city Rohrteilungen Distances entre les tubes Tube distances Stauberosionen

Erosions causées par pousslères volantes Flying dust erosions

Russbläser·Erosionen

Erosions causées par la soufflerie ä suie Soot blower erosions

Lebensdauer·Überhitzer

Longévité du dlspositlf de surchaufflage

Superheater life duratlon Kessei·Reisezeit

Temps de fonctlonnement entre deux

révistons de la chaudière

. Operating time between two boiler revisions

WERDENBERG 1971

FÜRTH 11

1975 Querstrom -A bh itzekessel Eckrohr-Kessel

Chaudière à tube écran

Boiler with corner tubes

Chaudière de récupération à courant transversal Recuperation boiler with transversal current

Kugelregen P1uie de billes Rain of balls

240m3

2

Geringere Erosionen mit Kugelregen

Erosions plus faibles avec ptuie de billes Reduced erosions with rain of balls Kessei·Reisezeit

Temps de Ionetiennement entre deux révisions de la chaudière

Operating time between two boiler revisions

Kloptwerk Batteur Beating Kesselvolumen 350m3 3 Volume de la chaudière Boiler volume Kesselpreis Prix de la chaudière Boiler price Damptkessel - Entwicklung Développement des chaudières Development of boilers 14,0m Volumen Volume Volume LeerlOge Sectlons à vide Empty sec1ions Reinlgung Nenoyage Cieaning Reisezeit temps de fonctionnement entre 2 revlsions Oparating time between two revls\ons Merkmale Caracterlstiques Characteristics

NO-Dampt

zu Luvo

W+E Verbrennungsrost- Bewegungsablauf

Cross-section of a W+E three-section grate

(Jl

0

Logistiek en automatisering

door

Inleiding:

In toenemende mate wordt huisvuil niet meer gestort, maar ver-brand. De gemeenschap stelt aan deze verbranding, terecht, hoge eisen. Om aan deze eisen te kunnen voldoen moet men gebruik maken van gecompliceerde installaties. Omdat deze installaties een gemeenschapsfunctie vervullen, dient men sterk te letten op de bouwkosten en de kosten van instandhouding. Een wel doordacht bedrijfsconcept en een goede automatiseringsgraad zijn

voor-waarden voor een goede bedrijfsvoering, in zowel technisch als economisch opzicht.

Doel van de voordracht is u een totaalconcept voor de logistiek en de automatisering binnen een AVI te presenteren, in het kader van een zojuist genoemde optimale bedrijfsvoering op technisch èn economisch gebied.

Met logistiek wordt hier bedoeld het zo goed mogelijk beheersen van de goederen en gegevens binnen de installatie en de instal-latiedelen.

Onder automatisering wordt niet alleen de kantoorautomatisering verstaan, maar zeker ook de automatisering in een technische omgeving en de verbinding tussen die twee.

Mijn voordracht bestaat uit drie delen.

Het eerste deel betreft de aan de automatisering en de daarmee verbonden logistieke systemen te stellen eisen.

Vervolgens zal ik de oplossingsmethode, zoals die binnen Siemens Nederland gehanteerd wordt, aan u presenteren.

Als derde zal het geheel met een voorbeeld nader worden toege-licht, ondersteund door een kleine dia-presentatie.

Probleemstelling:

De goederen-/afvalstroom vormt één van de twee belangrijkste componenten binnen een afvalverwerkingsinstallatie (AVI). De gegevensstroom vormt de andere. Naast verbruiksgoederen zoals kalk voor de rookgasreiniging, bestaat de goederenstroom uit een ingaande stroom van afval (huisvuil, grofvuil en GFT) en een uit-gaande (vliegas, slakken en compost). Deze goederenstroom gene-reert in feite een gegevensstroom, die goed beheerd en bewaakt moet worden wil het bedrijf goed functioneren.

Bij deze gegevensstroom dient u niet alleen te denken aan facturering, maar ook aan bijvoorbeeld procesgegevens zoals temperaturen etcetera.

Op verschillende plaatsen binnen het bedrijf worden gegevens gegenereerd. Deze gegevens moeten later vaak weer geraadpleegd worden door verschillende personen op meerdere plaatsen.

Centraal zal een leveranciersbestand bijgehouden moeten worden waarvan voor de acceptatie en facturering van het afval gebruik gemaakt zal worden. Wezenlijk is dat diegene die een bepaald soort afval brengt ook de juiste prijs daarvoor betaalt. Verder zal op meerdere plaatsen informatie over het functioneren van het bedrijf noodzakelijk zijn. Dit laatste aspect, het willen hebben van een totaaloverzicht, vormt steeds duidelijker één van de beslissingspijlers van het hedendaagse management. Om de

hoofddoelstelling van een AVI te verwezenlijken, namelijk het verbranden van zoveel mogelijk afval binnen de gestelde eisen en met zo laag mogelijke kosten, dient iedere groep gebruikers over

voldoende aktuele informatie te kunnen beschikken en die in een

voor hem of haar geschikte vorm gepresenteerd te krijgen.

We dienen ons nu het volgende af te vragen:

Hoe is deze stroom van gegevens het beste te beheersen,

rekening-houdend met de eisen van de verschillende gebruikers en met even-tuele toekomstige uitbreidingen en wijzigingen?