Heavy Metals in DFB Steam Gasification of Shredder Residues: Distribution Characteristics of Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Cd, and Pb in Bed and Fly Ash Fractions

Mit der zunehmenden regulatorischen und ökologischen Relevanz des Recyclings von Altfahrzeugen gewinnt auch die stoffliche Verwertung von Schredderfraktionen zunehmend an Bedeutung. Während die Dampfvergasung in dualen Wirbelschichtsystemen als etablierte Technologie für Biomasse gilt, ist ihr Potenzial zur Verarbeitung von Schredderfraktionen bislang weitgehend unerforscht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Verhalten von ausgewählten Schwermetallen während der Vergasung von Schredderfraktionen in dualen Wirbelschichtsystemen auf zwei Anlagen, einer 100 kW Pilotanlage und einer 1 MW Demonstrationsanlage, untersucht. Zum Einsatz kamen sowohl reine Schredderfraktionen als auch Schredderfraktion-Holz-Mischungen, wobei acht umweltrelevante Schwermetalle für eine detaillierte Analyse ausgewählt wurden. Die Untersuchung fester und gasförmiger Proben offenbarte charakteristische Konzentrationsmuster sowie eine Volatilitätsreihung der Schwermetalle. Über alle Aschefraktionen hinweg zeigte sich folgende absteigende Konzentrationsreihenfolge: Fe > Cu > Ni > Zn > Cr > Pb > As > Cd. Die Volatilität der Schwermetalle folgt der Reihung: Cd > Pb > Cu > As > Zn > Cr > Fe > Ni. Zudem erzielte das Abgasreinigungssystem der 1 MW-Anlage eine Staubabscheidung mit einem Abscheidegrad von 99,47 %. Die Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse über das Verhalten von Schwermetallen in der Abfallvergasung und leisten einen Beitrag zur Entwicklung sicherer und emissionsarmer Anlagentechnologien.