Kombi-Anlage mit integrierter Klärschlammverbrennung – CISCO (Combined Cycle with integrated Sewage Sludge Combustion)

Klärschlamm aus häuslicher oder industrieller Abwasserbehandlung enthält Gefahrstoffe. Die Nutzung des Klärschlamms in der Landwirtschaft birgt die Gefahr von Boden und Grundwasserverseuchung, hauptsächlich durch Schwermetalle, Krankheitserreger oder endokrin aktive Stoffe, die wie Hormone wirken. Das Bewusstsein, dass der Einsatz von Klärschlamm Auswirkung auf die Gesundheit hat, führt zu steigendem Interesse an alternativen Prozessen, die auf der Verbrennung des Schlamms beruhen. Der größte Vorteil dieser Methoden ist, dass potentielle Schadstoffe, die im Schlamm enthalten sind, aus der Nahrungskette ausgeschlossen werden. Um den Klärschlamm ohne Zugabe von fossilen Brennstoffen verbrennen zu können, ist es notwendig, den nassen Schlamm zu trocknen.

Dieser Beitrag stellt ein Gas- und Dampfturbinen-Kombi-Kraftwerk vor, das mit Erdgas, Diesel oder Faulgas befeuert werden kann. Das den Dampferzeuger verlassende Rauchgas überträgt die Wärme an die Verbrennungsluft, die im direkten Kontakt durch den Klärschlammtrockner strömt. Anschließend an den Trocknungsprozess wird die feuchte Luft von festen Partikeln gereinigt und in den Kompressor der Gasturbine geleitet.

Nach der Entspannung in der Gasturbine enthält das Abgas noch genug Sauerstoff, um den trockenen Schlamm ohne zusätzliche Luftzugabe zu verbrennen. Es tritt in den Dampferzeuger ein und erzeugt Dampf für den Dampfturbinenkreislauf. Aus der zurück bleibenden Flugasche der Schlammverbrennung kann Phosphor abgetrennt und als reiner Dünger verwendet werden. Dieser neue Kombi-Kreislauf wurde mit Hilfe des thermodynamischen Kreislaufsimulationsprogramms ENBIPRO analysiert, das am Institut für Wärme- und Brennstofftechnik (IWBT) der Technischen Universität Braunschweig entwickelt wurde. Die Ergebnisse zeigen eine Steigerung des thermischen Wirkungsgrades um 10 % im Vergleich zu einem Kombi-Kreislauf ohne integrierte Klärschlammverbrennung. Der Vorteil dieses Prozesses ist, dass er direkt an Kläranlagen eingesetzt werden kann, so dass ein Transport des Klärschlamms entfällt und kleine industrielle Serienturbomaschinen zur Stromerzeugung mit hohem Wirkungsgrad verwendet werden können.

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