Spart bares Geld

Technischer Aufbau des Wärmeaus- tauschers mit Spülkeil und -kammer

Zweistufige Wärmerückgewinnung bei Dachaufstellung

Darstellung der Luftströme mit Beispieltemperaturen im Rotationswärmetauscher

Die Vorgaben von TA-Luft und VOC-Richtlinie sicher einzuhalten und dabei noch Energie zu sparen, war das Ziel der Entwicklungsingenieure der TIG Group bei der Projektierung einer Abluftreinigungsanlage. Der Clou dabei ist, dass die in der Abluft enthaltene Wärme nicht in die Atmosphäre abgegeben, sondern durch den Einsatz eines Wärmetauschers im Produktionsprozess genutzt wird. Dies ermöglicht Kostensenkungen für den thermischen Energiebedarf um bis zu 90 %.

In vielen industriellen Produktionsprozessen entsteht Abluft mit mehr oder weniger starker Schadstoffbelastung an Kohlenwasserstoffverbindungen wie Alkoholen, Ketonen oder Aldehyden. Dadurch können sich auch auch Geruchsemissionen bilden. Die leichtflüchtigen organischen Komponenten (VOCs) finden sich auch in der Abluft von Chemieunternehmen, beispielsweise bei der Kautschukverarbeitung. Gesetzlich festgelegte Grenzwerte veranlassen Unternehmen, Anlagen installieren zu lassen, die die Abluft reinigen, um so die umweltpolitischen Vorgaben wie der europäischen VOC-Richtlinie oder die Anforderungen der TA-Luft zu erfüllen. Die Wessel-Umwelttechnik aus Hamburg hat eine entsprechende Anlage entwickelt.

Um die sichere Unterschreitung der Grenzwerte herbeizuführen und dabei noch die Energiekosten zu senken, entschieden sich die Experten von Wessel, eine Anlage zur Abluftreinigung zu projektieren und diese mit einer Wärmerückgewinnungsanlage zu kombinieren. So lässt sich die in der Abluft enthaltene Wärme im Produktionsprozess nutzen. Die beiden Massenströme Ab- und Außenluft werden im Gegenstrom durch je eine Hälfte einer sich drehenden Matrix aus Metallfolie geführt. Die Metallfolie nimmt die Wärme der Abluft auf und gibt sie nach einer Drehung an den kalten Strom wieder ab. Bedingt durch die große Austauschfläche und das Gegenstromprinzip erreicht dieses Wärmetauscherprinzip sehr hohe Austauschgrade.

Bei der Fertigung der Rotationswärmetauscher werden eine glatte und eine gewellte Lage der Folie zu einem Rad gewickelt. Die entstehenden Kanäle bilden etwa 90 % des Radvolumens und gewährleisten durch ihre Größe und Form einen laminaren Durchfluss. Da dieser durch die Strömungsrichtung der Gasströme und die Drehung des Rades stets wechselt, entsteht ein hochwirksamer Selbstreinigungseffekt. Stäube, aber auch stärkere Verunreinigungen von Abgasen werden damit systembedingt abgereinigt. Für stärker anhaftende Abluftinhaltstoffe steht ein speziell für diese Anwendungen entwickeltes zweistufiges Wärmetauscher-Abreinigungssystem zur Verfügung.

Abluftreinigung mit Devocs

Leichtflüchtige organische Komponenten und Stäube entfernt das Devocs-Abluftreinigungssystem, das bei hohen Schadstofffrachten aus zwei Apparaten besteht. Das Wessel-CS-Biokatwäschersystem mit kreislaufgeführter Wasseraufbereitung besteht im Wesentlichen aus dem CS-Biokatwäscher (Column System) mit einer Füllkörperpackung, dem Vorlagebecken, einem integrierten Tropfenabscheider und der Konditionierung. Die mit Schadstoffen und Gerüchen belastete Abluft wird der Abluftreinigungsanlage zugeführt. In der Konditionierungsstrecke sorgt ein Bedüsungssystem für die vollständige Befeuchtung der Abluft, um so optimale Absorptionsbedingungen zu erzeugen. Die konditionierte Abluft gelangt in den Wessel-CS-Biokatwäscher. Dort findet der Übergang der Schadstoffe aus der Abluft in die Waschflüssigkeit statt. Die mit Waschflüssigkeit benetzten Füllkörper werden vom Abgas im Gegenstrom zur kreislaufgeführten Flüssigkeit durchströmt. Durch die vielfache Umlenkung der Abluft entstehen kleinste Luftverwirbelungen, die eine intensive Vermischung des Abgases mit der Waschflüssigkeit bewirken. Die Verwendung von speziell adaptierten Mikroorganismen und die Zugabe ausgewählter Biokatalysatoren ermöglichen einen Betrieb als CS-Biokatwäscher mit kreislaufgeführter Waschwasserregeneration, ohne oder nur mit minimalen Abwassermengen.

In diesem Prozess werden die Abluftschadstoffe zu CO2 und H2O biologisch abgebaut. Auf den eingesetzten Füllkörpern, die sich durch eine große spezifische Oberfläche bei geringen Druckverlusten auszeichnen, bildet sich ein leistungsfähiger Biofilm mit verbesserten Absorptionseigenschaften und hohem Abbauvermögen. Die weitergehende Waschwasserregeneration erfolgt durch die biologische Umsetzung im Bioreaktionsbecken des CS–B iokatwäschers. Ergänzungswasser, biokatalytische Additive sowie pH-Neutralisationsmittel werden kontinuierlich, selbstregelnd und bedarfsgerecht zugeführt. Mitgerissene feine Wassertröpfchen hält der Tropfenabscheider des CS-Biokatwäschers zurück.

Im Kreislauf geführt

Der Anlagenteil zur kreislaufgeführten Wasseraufbereitung besteht aus dem FBM-Bioreaktor (Festbetteinbauten – Biologie – Mesophil), dem Belebtschlammseparator, Pumpen sowie Dosierstationen für Neutralisationsmittel und biokatalytische Additive. Ein Teilstrom des Waschwassers aus dem Biokatwäscher wird in den FBM-Bioreaktor geleitet, wo in einer rein biologischen Stufe die weitere Oxidation der Schadstoffe erfolgt. Festbetteinbauten zur Oberflächenvergrößerung und speziell adaptierte Mikroorganismen gewährleisten eine hohe Abbauleistung. Das biologisch gereinigte Waschwasser gelangt anschließend in den Belebtschlammseparator. Dort wird Belebtschlamm abgetrennt und anschließend in den FBM-Bioreaktor zurückgeführt. Der Klarlauf wird zurück in den CS-Biokatwäscher geleitet. Durch die Verknüpfung der Wärmerückgewinnung mit dem Wäschersystem wird zugleich der Frischwasserbedarf zusätzlich reduziert, bis hin zur Option, überhaupt kein Frischwasser zu benötigen.

Online-Info www.cav.de/0410460

Sandra Landwehr