Der Hauptteil einer Verbrennungsanlage ist ein Verbrennungsofen, der von der Ausführung und Kapazität her der vorgesehenen Abfallmenge und -beschaffenheit entsprechend zu planen ist. Sämtliche Verbrennungseinheiten werden als zweistufig gestaltet, wobei in der ersten Stufe der höchstmögliche Abbrand des Verbrennungsgutes erreicht werden soll und in der zweiten Stufe, dem sog. Reaktor, die gesetzlichen Parameter für die Verbrennung der Gasphase durch die vorgegebene Temperatur und Aufenthaltsdauer der Verbrennungsgase im Nachglühbetrieb gewährleistet werden. Die SMS-Verbrennungsöfen werden entsprechend gestaltet, so dass sie die genannten Parameter mit einer ausreichenden Reserve erfüllen.
Eine besondere und außerordentliche Aufmerksamkeit wird den wärmedämmenden und feuerfesten Werkstoffen gewidmet. Diese werden individuell unter Berücksichtigung der Vorgaben entworfen, und in einer Sandwich-Bauweise eingebaut, wobei der Aufbau der wärmedämmenden Schicht insbesondere mechanische und chemische Beanspruchung der Innenflächen berücksichtigt und zugleich einen ausreichenden Wärmewiderstand und die erforderliche Wärmeausdehnung ermöglicht.
Drehöfen zeichnen sich durch die Möglichkeit, Abfälle mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften zu verbrennen, sowie durch den höchsten Wirkungsgrad des Abfallabbaus aus. Nachteile dieser Öfen sind ein höherer Kostenaufwand für die Beschaffung sowie höhere Betriebskosten. Maßgebend für die Durchlaufzeit der Abfälle im Ofen sind die Ofenneigung in der Längsachse sowie die Drehgeschwindigkeit.
Durch die standardmäßige Ofenbeschickung mittels einer Stetigförderschnecke ist eine sehr gute Stabilisierung der gewählten Wärmewirtschaft möglich, was zugleich eine Voraussetzung für die höchstmögliche Optimierung des Verbrennungsvorgangs sowie der Abgasreinigung ist.
Nachglühkammer wird in der Regel als ein auf der Grundfläche stehender Zylinder mit tangential angeordneten Brennern bzw. als eine Mehrzug-Nachglühkammer mit einem eingebauten Zylinderreaktor und einem an der Stirnfläche angeordneten Brenner entworfen. Der Abgaseeintritt im Reaktor wird tangential gestaltet. Unter diesen Voraussetzungen können Abfälle mit den größten Schadstoffkonzentrationen verbrannt werden.
Bei Kammeröfen ist ein geringerer Kostenaufwand für die Beschaffung von Vorteil. Parallel damit sind jedoch die Einsatzmöglichkeiten dieser Anlagen im Bereich Verbrennung von breiigen und Flüssigabfällen in einem gewissen Maße eingeschränkt. Das gewählte Prinzip der Oxidationsverbrennung macht einen kontinuierlichen Betrieb auch bei diesen Öfen möglich, was sich in der Betriebseffektivität positiv auswirkt.
Muffelöfen werden in Sonderfällen zum Brennen von großen Gegenständen (z. B. Lackbetriebroste) eingesetzt. Nach Ausstattung mit einer speziellen Einspritzdüse können sie jedoch mit Vorteil auch für die Verbrennung von Flüssigabfällen eingesetzt werden.
Die Ofenentaschung erfolgt überwiegend im Trockenverfahren durch einen einfachen Aschenausfall in Sonderbehälter durch einen staubdichten Tubus. Dieses Prinzip findet Anwendung auch bei anderen Austragwegen für Feinkornasche aus der Zyklonfeuerung bzw. aus Staubfiltern.
Die Wärmeentnahme erfolgt im Standardverfahren unter Einsatz eines Abhitzekessels. Die Kesselleistung hängt von der Wärmeleistung der Verbrennungseinheit direkt ab, das Ausgangsmedium und dessen Parameter werden jedoch wieder unter Berücksichtigung der weiteren Wärmenutzung entworfen.
Zu einem organischen Bestandteil der gesamten Technologie kann dann auch eine Anlage zur Nutzung der entnommenen Wärme werden.
In der ersten Phase der Abgasereinigung wird der im Luftstrom mitgeschleppte Ruß aufgenommen. Bei Verbrennungsanlagen mit einem Drehofen erfolgt dies bereits in der Nachbrennkammer und ferner in der unmittelbar anschließenden Zyklonfeuerung.
Die Technologie besteht standardmäßig aus einem Staubfilter, wobei Filtertyp und -kapazität dem Plan entsprechend gestaltet werden. Reste der feinsten Staubpartikeln werden bei der anschließenden chemischen Abgasereinigung aufgenommen.
Die chemische Abgasereinigung kann als ein dreistufiges Absorptionsverfahren unter Verwendung von NaOH als aktiver Sorbensbestandteil geplant werden. Die Absorptionsstufen arbeiten bei unterschiedlichen Sorbens-pH-Werten und sind voneinander völlig getrennt. Die Abscheidung von Schadstoffen erfolgt dort selektiv.
Die erste Absorptionsstufe wird durch eine Venturidüse aus einem Titanwerkstoff dargestellt. Hier werden Abgase auf die Sättigungstemperatur abgekühlt, Reste von Staubpartikeln aufgenommen und Halogenide sowie Schwermetalle abgeschieden.
Die anderen Stufen werden als Berieselungskolonnen gestaltet und deren Anzahl sowie Überdimensionierungsgrad hängen vom gewünschten Wirkungsgrad ab. In diesen Phasen werden Halogenidereste aufgenommen und sauere Abgasbestandteile abgeschieden. Die Anlage kann mit einem Dioxinfilter ergänzt werden.
Einen integralen Bestandteil der Anlage stellen Anschlusseinrichtungen für die Sorbensvorbereitung und Bearbeitung des gesättigten Sorbens durch Fällung und Filtration dar. Am Ausgang dieses Vorgangs ist ein stichfester, weiter als Sonderabfall zu behandelnder Schlamm und chemisch reines Wasser, das dem Prozess teilweise zurückgeführt wird.
Eine moderne und sehr effektive Abgasreinigungstechnologie ist das sog. NEUTREC-Verfahren, welches zu Trockenverfahren zählt. Dieses Verfahren wurde unter inländischen Bedingungen bei der Verbrennung vom gewöhnlichen Sanitätsabfall geprüft, und die Ergebnisse bestätigen völlig die durch den Hersteller deklarierten Parameter des Aktivstoffes, nämlich des fein gemahlenen Natriumbikarbonats. Aus der Sicht eines Bauherrn bzw. Betreibers sind insbesondere folgende Vorteile zu nennen:
- Eine hohe Aufnahmeeffektivität insbesondere bei saueren Abgasebestandteilen und Schwermetallen. Zur einer erhöhten Aufnahme von organischen Furan- und Dioxinstoffen ist ein Dioxinfilter einzusetzen. Die in den Referenzanlagen gemessene Werte entsprechen mit Reserve den Vorgaben von EU 67/86 bezüglich Abgaslimite.
- Sehr geringe Bedienungsansprüche.
- Im Vergleich zu geläufigen Technologien geringere Beschaffungs- und Betriebskosten.
- Eine einfache Anwendbarkeit in bestehenden Verbrennungsanlagen.
Die SOLVAY-Technologie trägt zur Abfallverbrennung außerordentlich bei, da sie eine starke Reduzierung von Investitionskosten bei neuen Projekten möglich macht, wodurch letztendlich die Rückflussdauer erheblich verkürzt wird. Zugleich ermöglicht diese Technologie, Probleme mit Abgaslimiten bei überholten Technologien auf eine einfache Art und Weise zu lösen und dadurch die Lebensdauer der Verbrennungsanlagen zu verlängern.
Einen aktuellen und separaten Problemkreis stellt die Sorption von Dioxinen mittels eines Dioxinfilters dar. Im Rahmen der Eigenentwicklung führte unsere Firma in den vergangenen Jahren viele Vergleichsmessungen im Bereich Wirkungsgrad von verschiedenen Aktivsubstanzen unter verschiedenen Bedingungen durch, und gelangte zu einer Lösung, die dem aktuellen europäischen Standard entspricht.
Die Messung und Steuerung in der Verbrennungsanlage erfolgt durch ein höheres Steuersystem - einen Computer. Standardmäßig wird eine kontinuierliche Messung und Erfassung der Verbrennungs- und Abgasetemperatur in den, für die Steuerung des eingestellten Verbrennungsbetriebs sowie für den Unterdruck im System maßgebenden Phasen vorgenommen. Ferner wird die O2- und CO-Konzentration in Abgasen gemessen.
Auf Wunsch des Kunden können auch andere gewählte physikalische und chemische Größen überwacht und erfasst werden.
Das eigentliche Mess- und Regelsystem ermöglicht es, den optimalen Verbrennungsbetrieb einzustellen, so dass die höchstmögliche Leistung der Verbrennungsanlage bei einer Regelung von Qualitäts-Verbrennungskriterien für die gegebene Abfallart erreicht wird.