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Verfahrenstechnik 9/2022

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Verfahrenstechnik 9/2022

ABLUFTREINIGUNG

ABLUFTREINIGUNG RESSOURCEN EINSPAREN Ein Spezialist für Lackiertechnologie setzt auf ein intelligentes Wärmepumpensystem, um seine Abluftreinigungsanlage zu optimieren. Damit lassen sich eine thermische Nachverbrennung vermeiden und Ressourcen einsparen. UMWELTTECHNIK Die Albert Rechtenbacher GmbH mit Sitz in Bopfingen auf der Ostalb setzt auf Energieeffizienz im Produktionsprozess. Das Unternehmen ist Experte für Oberflächenveredelung. Das Leistungsspektrum reicht von der Klavierlackbeschichtung über Nanobeschichtung, Nasslackbeschichtungen für die Automobilindustrie, Softlackbeschichtungen, die in der Medizintechnik zum Einsatz kommen, bis hin zur Pulverbeschichtung für den Stahl- und Metallbau. Nachdem das Unternehmen die Investition in eine automatische Kunststofflackierstraße beschlossen hatte, musste über die Art der Abluftreinigung entschieden werden. Um die gesetzlichen Bestimmungen einzuhalten und einen sauberen, umweltfreundlichen Betrieb zu gewährleisten, wurden die diversen Möglichkeiten der Nachbehandlung von lösemittelhaltiger Abluft untersucht. Autorin: Beatrice Waller, Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH, Argenbühl Die branchenübliche Art und Weise der Abluftreinigung ist die thermische Nachverbrennung. Diese hat jedoch den Nachteil, dass eine große Menge an fossilen Brennstoffen verbraucht wird. Dies stellt auf der einen Seite einen Kostenfaktor dar, auf der anderen Seite verschlechtert sich die CO 2 -Bilanz. Da das Unternehmen umweltfreundlich und kostengünstig produzieren will, sollte eine möglichst energieeffiziente Abluftreinigung installiert werden. Die geplante Anlage sollte Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit und Betriebskosten vereinen. THERMISCHE NACHVERBRENNUNG VERMEIDEN Die Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH entwickelt und fertigt effiziente Abluftreinigungsanlagen auf Basis ihrer eigenen Wärmepumpentechnologie. Industriekunden können damit auf eine thermische Nachverbrennung (TNV) ihrer lösemittelhaltigen Abluft verzichten und diese in nutzbare Energie wandeln. Auf diese Weise werden große Mengen an Gasverbrauch eingespart und somit CO 2 -Emissionen erheblich reduziert. S14 SUPPLEMENT 02/2022

▼ Die Abwärme wird zur Erwärmung des Reinigungswassers für die Waschanlage und zur Erwärmung von Brauchwasser sowie für die Gebäudeheizung genutzt Herkömmliche Kältemaschinen verbrauchen Strom und kühlen unterschiedliche Medien auf die gewünschte Temperatur ab. Die durch das Verfahren entzogene Wärme wird üblicherweise an die Umgebungsluft abgegeben. Die Wärmepumpe von Simaka kann diese Abwärme jedoch verwenden und auf das gewünschte Temperaturniveau bringen. Voraussetzung für eine gute Gesamteffizienz ist es, einen Abnehmer für die Wärme zu haben. Bei Rechtenbacher gibt es eine Reinigungs-/Entfettungsanlage zur Vorbereitung der zu lackierenden Teile, die zum Erhitzen der Reinigungsflüssigkeit Energie benötigt. Besonders effizient wird die Wärmepumpentechnologie, wenn im laufenden Betrieb gleichzeitig Wärme und Kälte benötigt werden. Bei Wärmenutzung gilt ein Coefficient of Perfomance (COP; Leistungskennzahl) von 4 als technisch erreichbar. Bei gleichzeitiger Nutzung von Kälte steigt die Effizienz auf einen COP von 7 bis 10. Ein Gesamt-COP von 7 bedeutet, dass bei einem Einsatz von 25 kW el. ein Gewinn von 100 kW an Heizleistung und 75 kW an Kälteleistung erzeugt werden. Es sollte ein umfassendes wärmepumpenbasiertes System eingerichtet werden, das die Abwärme zur Erwärmung des Reinigungswassers für die Waschanlage der zu lackierenden Teile und zur Erwärmung von Brauchwasser und die Gebäudeheizung nutzt. Für die Kondensation der lösemittelhaltigen Abluft sollte die kalte Seite der Wärmepumpe genutzt werden. RICHTIGE DIMENSIONIERUNG Ein Team von Simaka entwickelte das Wärmepumpensystem. Das entscheidende Know-how liegt in der konsequenten Auswahl und Dimensionierung der Einzelkomponenten sowie in der Steuerung. Die Wärmepumpe wird so geregelt, dass sie verschie- dene Temperaturniveaus in mehrere Speicher ablegen kann. Dadurch werden gleichzeitig Wärme und Kälte produziert. Die Kälte wird für die Konditionierung der Abluft verwendet, die ansonsten verbrannt werden würde. Der doppelte Effekt liegt im höheren Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung (Energie) und in der Rückgewinnung des Lösemittels (Material). Die Problematik der geringen Schadstoffkonzentration wurde durch Aufkonzentrierung gelöst. Die VOC-haltige Abluft läuft durch Aktivkohleschichten. Die Kohle wird bis zur Sättigungsgrenze beladen. Da die Luft kontinuierlich gereinigt wird, wurde dieser Prozess doppelt ausgelegt, sodass nach Sättigung des ersten Adsorbers die Luft durch einen zweiten Aktivkohlebehälter geleitet wird. So wird in einem diskontinuierlichen Prozess über DIE ABLUFTREINIGUNGSANLAGE WIRD AUF DEN PRODUKTIONSPROZESS DES KUNDEN ABGESTIMMT UND NACH DESSEN ANFORDERUNGEN AUSGELEGT zwei Stränge eine kontinuierliche Abluftreinigung erreicht. Ab dem Sorptionsprozess teilt sich die Anlage somit in zwei Stränge. Die beiden Sorptionsbehälter befinden sich entweder im Zustand Beladung oder Entladung. Inzwischen wird mit aus dem Prozess zurückgewonnener heißer Luft der erste Aktivkohlebehälter entladen. Die in der Luft enthaltenen Lösemittel können nun wahlweise durch Abkühlen auskondensiert werden oder wie bei anderen Kunden mittels BHKW in Strom und Wärme umgewandelt werden. Durch Gegenstromwärmetauscher wird die gekühlte Luft für die Vorkühlung der warmen Luft verwendet, sodass alle Prozesse energiesparend aufgebaut sind. Die überschüssige Wärme wird in Zwischenspeichern abgelegt. Von dort kann sie dann in der Reinigungsanlage eingesetzt werden. So wird die Prozesswärme zu circa 95 Prozent zurückgewonnen. Die komplette Gebäudeheizung wird ebenfalls durch die Abwärme bestritten. Bilder: Simaka, Canonieri – stock.adobe.com www.simaka.de Logistischer Mehrwert. Verbessern Sie Ihre Entsorgungslogistik! Strautmann Umwelttechnik GmbH | +49 (0) 5426 80777-0 | www.strautmann-umwelt.de SUPPLEMENT 02/2022 S15