Synthesegas aus Kunststoffabfällen

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Synthesegas-Erzeugung

Das erzeugte Synthesegas ist gereinigtes Schwachgas, vergleichbar mit Stadt- oder Kokereigas. Die brennbaren Hauptkomponenten sind CO, H₂ und niedere Kohlenwasserstoffe; inerte Anteile wie CO₂ und N₂ gelangen im Wesentlichen durch den Einsatz der Vergasungsmittel Luft und Wasser ins Synthesegas. Sein Heizwert liegt zwischen 2 und 2,4 kWh/Nm³, der Staubanteil unter 1 mg/Nm³. Bei der Verbrennung werden bis zu 1900 °C erreicht.

Daher eignet sich das Synthesegas auch dafür, Hochtemperaturprozesse zu unterstützen, die fossile Energieträger benötigen, wie zum Beispiel in der Zementindustrie, in Glashütten oder bei der Roheisen- und Stahlherstellung. Eine weitergehende Nutzung des Gases als chemischer Rohstoff ist möglich, abhängig von den verwerteten Stoffen sowie der Fahrweise des Reaktors. Eine Anlage, die im Jahr etwa 50 000 t Reststoffe verarbeitet, erzeugt bis zu 15 000 Nm³ Synthesegas pro Stunde. Dies ergibt eine durchschnittliche Jahresleistung von 250 000 MWh Synthesegas, das entspricht etwa 20 000 t Erdgas.

Erste großtechnische Pilotanlage

Die erste großtechnische Anlage wurde darauf ausgelegt, bis zu 50 000 t Altkunststoffe pro Jahr zu verwerten. Dafür sind etwa 3000 bis 4000 t Grobkalk pro Jahr notwendig. Luft und Wasserdampf werden als Vergasungs- und Kühlmittel eingeblasen. Im vertikalen Schachtofen der Anlage laufen bei einer Reaktionstemperatur von 450 bis 1200 °C eine Partialoxidation sowie eine Reihe von Vergasungs- und Pyrolysereaktionen des Materials ab, unterstützt von einer anfänglichen Grundlastfeuerung. Nach Heißgasfilter und Gaskühlung kann das Synthesegas beispielsweise als Brennstoff für Industrieprozesse eingesetzt werden. Als Reststoffe verbleiben etwa 8000 bis 12000 t Feingut pro Jahr; dieses Gemisch aus feinem Kalk, Asche und Schadstoffen muss deponiert werden.

Die Anlage ist für eine thermische Nennleistung von 32 MW ausgelegt; sie kann als Gegenstromvergaser einen thermischen Wirkungsgrad von über 80 % bei einem Fremdstrombedarf von etwa 1 MW erreichen. Das Anlagenkonzept ist flexibel und lässt sich in Industrie und Abfallverwertung einsetzen. Die Ecoloop-Technologie kann Müllverbrennungsanlagen sinnvoll ergänzen, indem besonders chlorund schadstoffhaltige Abfallströme nicht im Gesamtmüllmix verbrannt, sondern stofflich in Synthesegas umgewandelt werden. Um solche Materialien thermisch verwerten zu können, werden sie bisher dem Gesamtmülleingangsstrom der MVA beigemischt. So gelingt es, bestimmte Grenzwerte nicht zu überschreiten.

Doch insbesondere die erhöhten Chlorfrachten führen dabei zu erheblichen technischen Nachteilen. Um der dadurch auftretenden Hochtemperaturkorrosion entgegenzuwirken, müssen Verbrennungsanlagen bei reduzierter Temperatur und reduziertem Dampfdruck betrieben werden. Dadurch sinkt der Wirkungsgrad. Weitere Folgen sind erhöhte Betriebs- und Instandhaltungskosten. Vor allem führen hohe Chlorkonzentrationen in Verbrennungsprozessen zur Bildung hochtoxischer Dioxine und Furane, die aufwendig über Rauchgasreinigungsanlagen ausgefiltert und deponiert werden müssen.

Die Vermeidung von Chlorspitzen im Gesamtabfall steigert die Effizienz der Müllverbrennung, reduziert Schadstoffbildung und erlaubt gleichzeitig eine separate Verwertung von Problemstoffen durch rauchgasfreie Umwandlung über Ecoloop in gereinigtes Synthesegas.

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