1.1. Inleiding
Een draaitrommeloven is een afvalverbrandingstechniek die op commerciële schaal wordt toegepast. Door de robuustheid van de techniek en de mogelijkheid om zowel vloeibare, pasteuze als vaste afvalstoffen te verwerken, worden draaitrommelovens veelvuldig gebruikt voor de verbranding van gevaarlijk afval. Draaitrommelovens worden gekenmerkt door een hoge temperatuur, een lange verblijftijd en een continue menging, wat moet resulteren in een hoge verwijderingsefficiëntie.
In Vlaanderen zijn drie draaitrommelovens voor de verbranding van gevaarlijk afval aanwezig. Ze worden uitgebaat door Indaver, op de site te Antwerpen (totale jaarcapaciteit ca. 150 000 ton). Eén oven is specifiek voor de verbranding van medisch afval.
1.2. Werkingsprincipe
Zoals in alle verbrandingsprocessen, wordt de organische fractie van het afval in de draaitrommeloven bij hoge temperatuur en onder toevoer van een overmaat zuurstof geoxideerd tot CO2 en water, met vrijgave van de verbrandingswarmte. Indien hetero-atomen zoals zwavel en chloor in de voeding aanwezig zijn, worden ook SOx en HCl gevormd.
Het hart van de installatie wordt gevormd door een draaiende trommel, waarin de verbranding plaatsvindt. De stalen trommel is uitgerust met een vuurvaste bekleding. De draaiende beweging om de lengteas van de trommel (ca. 3-40 rotaties/uur) zorgt voor een continue opmenging van de massa en een goed contact met de primaire verbrandingslucht, wat resulteert in een homogene en volledige verbranding. Door de lichte helling van de trommel wordt de massa langzaam naar het uiteinde van de oven afgevoerd. De verblijftijd voor vaste residuen bedraagt typisch meer dan 30 minuten, afhankelijk van de draaisnelheid en de hellingsgraad. De verbrandingstemperatuur in de trommel wordt aangepast aan de voeding (onder andere het chloorgehalte) en ligt tussen 850 en 1 200°C.
Een draaitrommeloven is geschikt voor de verwerking van een breed gamma aan afvalstoffen. Installaties verschillen vooral van elkaar in de mate waarin de afvalbehandelingssectie ontworpen is voor de voeding van afvalstoffen met verschillende fysische consistentie:
- Vaste afvalstoffen, waaronder filterkoeken, slibs, gecontamineerd verpakkings- en shredderafval en chemisch afval, worden aangevoerd via een stortbunker of in vaten (10-70% van de input)
- Pasteuze afvalstoffen, zoals verfslibs en polymerenmengsels, worden vanuit een opslagtank met aangepaste pompen in de trommel gebracht of in vaten (5-30%)
- Vloeibare afvalstoffen worden via leidingen ofwel in de trommel ofwel in de naverbrandingskamer geïnjecteerd of via mobiele containers (25-70%)
- Gasvormig afval wordt via drukcontainers aangevoerd. (<15%)
In een statische naverbrandingskamer worden de rookgassen, die in de trommel ontstaan, op hoge temperatuur (850 - 1 300°C) naverbrand. De combinatie van relatief lange verblijftijden en hoge verbrandingstemperaturen garandeert een maximale verbrandingsefficiëntie en de vernietiging van organische componenten (lichte KWS'en, PAK's, PCB's, dioxines). Van de naverbrandingskamer worden de rookgassen vervolgens naar de stoomketel gevoerd, voor recuperatie van de verbrandingswarmte.

1.3. Energierecuperatie
Het energieverbruik voor het behalen van de hoge verbrandingstemperaturen wordt in de eerste plaats geleverd door de energie-inhoud van de (gevaarlijke) afvalstoffen zelf, eventueel aangevuld met de energie-inhoud van hoog calorisch afval en/of een steunbrandstof (o.a. afgewerkte olie). De verbrandingswarmte wordt gerecupereerd in een stoomketel. Het elektrisch rendement van draaitrommelovens is in vergelijking met andere thermische verwerkingstechnieken veelal laag, omdat verbranding in een draaitrommeloven in de eerste plaats gericht is op een oordeelkundige verwijdering van gevaarlijke afvalstoffen. Deze opgewekte elektriciteit kan dienen voor eigen behoeften of kan eventueel op het elektriciteitsnet worden geplaatst. De vrijgekomen energie kan echter ook ingezet worden als proceswarmte voor eigen behoefte of als verwarming voor externe afnemers.
1.4. Rookgasreiniging
Omdat draaitrommelovens overwegend gebruikt worden voor de verbranding van gevaarlijke afvalstoffen, is de rookgaszuivering meestal sterk uitgebouwd. De draaitrommelovens van Indaver zijn uitgerust met volgende systemen:
- SNCR voor NOx reductie;
- Elektrofilter, voor verwijdering van stof (rendement van ca. 99,5%);
- Zure en basische gaswassing voor verwijdering van HCl, SOx en metalen. Daarnaast is er de mogelijkheid om specifieke agentia te doseren, zoals sulfide voor de verwijdering van kwik of een reductans voor de verwijdering van bromide en jodide;
- Dioxinefilter, voor de eliminatie van dioxines uit de natte rookgassen.
Voor een technische beschrijving van deze technieken verwijzen we naar LUSS-tool (luchtzuiveringstechnieken) op de EMIS website.
1. Emissies naar lucht
De verbranding in een draaitrommeloven genereert rookgassen. De rookgaskarakteristieken hangen samen met het type afval en met de processturing. De belangrijkste polluenten in de rookgassen zijn:
- (Fijn) stof
- Zuren en andere gassen (o.a. HCl, HF, HBr, HI, SOx, NOx en NH3)
- Zware metalen (o.a. Hg, Cd, Tl, As, Ni en Pb)
- CO2
- Andere koolstofverbindingen (o.a. CO, VOS, dioxines en PCB's)
Vermits draaitrommelovens overwegend gebruikt worden voor de verbranding van gevaarlijke afvalstoffen, is de rookgaszuivering meestal sterk uitgebouwd. De draaitrommelovens van Indaver zijn uitgerust met volgende systemen:
- SNCR voor NOx reductie
- Elektrofilter, voor verwijdering van stof (rendement van ca. 99,5%)
- Zure en basische gaswassing voor verwijdering van HCl, SOx en metalen. Daarnaast is er de mogelijkheid om specifieke agentia te doseren, zoals sulfide voor de verwijdering van kwik of een reductans voor de verwijdering van bromide en jodide
- Een actiefkoolfilter, voor de eliminatie van dioxines en furanen uit de natte rookgassen
De vliegassen die worden afgescheiden in de elektrofilter worden gesolidificeerd en geïmmobiliseerd door ze te mengen met kalk, cement en slakken. Hierdoor worden onoplosbare metaalverbindingen gevormd. Het eindproduct verkrijgt hierdoor betoneigenschappen. De uitgebrande slakken en de ketelas worden ontijzerd en afgevoerd naar de deponie waar ze worden ingezet voor de opbouw van randdijken. De ferro-fractie wordt afgevoerd voor recyclage.
2. Emissies naar water
Afvalwater kan ontstaan bij de zuivering van de rookgassen. De hoeveelheid en kwaliteit hangen af van de gebruikte rookgas-zuiveringstechnieken. Het afvalwater van de rookgaszuivering bevat zouten en metalen. Het dient fysico-chemisch gezuiverd te worden, voor het geloosd wordt. Door de achtereenvolgende stappen van neutralisatie, coagulatie en flocculatie wordt een zuiver effluent verkregen. Het slib wordt afgevoerd naar de filterpersen, de filterkoeken worden gestort en het filtraat gaat naar de afvalwaterzuiveringsinstallatie.
3. Afval
Bij de verbranding ontstaan een aantal vaste afvalstoffen: bodem-, vlieg- en ketelassen, de filterkoeken van de waterzuiveringsinstallatie en het residu van de rookgasreiniging (bv. calcium- of natriumchloride). De bodemassen en vliegassen bevatten het grootste deel van de anorganische fractie (inerten en metalen), die in het afval aanwezig zijn. Het gehalte hangt af van de samenstelling van de asrest van het afval. In de draaitrommelovens van Indaver bestond in 2022 de fractie van bodemassen en vlieg- en ketelassen uit respectievelijk ongeveer 16% en 3% van het gewicht van de aangevoerde afvalstoffen (Indaver). Ga naar de afvalstroom bodemassen van afvalverbrandingsinstallaties, voor meer informatie over het verwerken en toepassen van bodemassen.
- Neuwahl, F., Gianluca, C., Benavides, J.C. & Holbrook, S.R. (2019). Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Waste Incineration. European IPPC Bureau.
- OVAM (2023). Aanbod en capaciteit voor storten en verbranden - Evolutie van de beschikbare stort- en verbrandingscapaciteit in functie van het huidige aanbod. Actualisatie tot 2022. ovam.vlaanderen.be/tarieven-en-capaciteiten-voor-storten-en-verbranden
- Indaver (2023). Duurzaamheidsrapport 2022. indaver.com/nl/over/duurzame-aanpak/duurzaamheidsrapport