Neue Verbrennungstechnik scheidet Schadstoffe ab

Abfälle von Schlachthöfen werden in der Regel zu Tiermehl verarbeitet und anschließend verfüttert oder verbrannt. Allerdings könnte man dieses Mehl auch besser nutzen, denn es enthält Phosphor, ein knappes Mineral, das als Düngemittel dient.

Jährlich fallen in Deutschland rund 200.000 Tonnen Tiermehl an. Für die Verbrennung wird es meist mit anderen Brennstoffen gemischt. Das führt einerseits dazu, dass der Phosphor in der entstehenden Asche verdünnt ist, andererseits gelangen über die anderen Materialien auch unerwünschte Stoffe in die Asche. Ein weiteres Problem: Das Nebenprodukt enthält Schwermetalle wie Quecksilber und Blei, die später nicht mit dem Dünger auf dem Feld landen dürfen. In der Asche aus den Müllverbrennungsanlagen sind diese Schadstoffe jedoch enthalten.

Schwermetalle von der Asche trennen

Forscher des Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) haben deshalb eine neue Anlage entwickelt, mit der Tiermehl so verbrannt wird, dass die Asche als Rohstoff für Phosphordünger dienen könnte. Das Prinzip: Sie füllen das Tiermehl in eine 850 Grad Celsius heiße Wirbelschichtanlage. Von unten strömt kontinuierlich Luft in eine Brennkammer und vermischt das Mehl mit heißem Quarzsand. Die Masse zündet, und die organischen Partikel verbrennen vollständig.

Die Wärme wird nach laut IFF abgeführt, sie kann entweder direkt genutzt oder zu Strom umgewandelt werden. Das entstehende Verbrennungsgas, das aufgrund der Luftwirbel auch einen Großteil der Asche enthält, wird in den Ausbrandzyklon geleitet. Dieser trennt die saubere Asche von dem Teil ab, in dem sich die giftigen Schwermetalle befinden. Dafür bremsen die Forscher den Luftstrom ab. Die Asche sinkt auf den Boden, während die Schwermetalle und Ascheteilchen, die kleiner als einen Zehntel Millimeter sind, in der Luft verbleiben. Sie werden später abgeschieden und entsorgt.

Erste kommerzielle Anlage geplant

In einer breit angelegten Messreihe wurde untersucht, welche Parameter bei der Verbrennung eingestellt werden müssen, damit einerseits möglichst viel Wärme erzeugt wird und sich andererseits keine unerwünschten Schadstoffe wie Stickoxide bilden. Die Wissenschaftler nutzen dazu eine Wirbelschichtanlage, die etwa vier Meter hoch ist und eine Leistung von 150 Kilowatt erbringt. „Es ließe sich jedoch auch problemlos eine Anlage von zehn Megawatt Leistung realisieren“, sagt Patric Heidecke, Wissenschaftler am IFF. Nun wollen sie die erste kommerzielle Anlage bei einem Praxispartner errichten.

Wie das IFF hervorhebt, eigne sich das Konzept auch für Klärschlamme. Die Bundesregierung plant aktuell die Neufassung der Klärschlammverordnung. Nach dem bisherigen Entwurf wird die heute noch übliche landwirtschaftliche Klärschlammverwertung nur noch zehn Jahre lang erlaubt sein, anschließend wird ausschließlich das technische Phosphorrecycling erlaubt sein.

Die Tiermehl-Asche hat nach Angaben des IFF einen Phosphoranteil von bis zu 16 Prozent. Das sei so viel wie in natürlichen Lagerstätten, die sich vor allem in China, Marokko und den USA befinden. Rein rechnerisch ließe sich damit rund fünf Prozent des jährlichen Phosphat-Düngemittelbedarfs in Deutschland ersetzen. Bislang ist Deutschland vollständig auf den Import von Phosphor angewiesen.

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