Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei einer Vielzahl technologischer Verfahren, wie der Destillation, den Eindampf- und Kochprozessen, der Trocknung und Verbrennung fallen Abluftstr\u00f6me an, die einen hohen Anteil an f\u00fchlbarer und latenter W\u00e4rme enthalten. Obwohl im verfahrenstechnischen Proze\u00df selbst h\u00e4ufig ein W\u00e4rmebedarf im Niedertemperaturbereich besteht, kann die W\u00e4rme dieser Br\u00fcden mit herk\u00f6mmlichen W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsverfahren wegen proze\u00dfbedingter Verunreinigungen durch St\u00e4ube und Tr\u00f6pfchen bisher kaum effektiv genutzt werden.
\nHier bietet sich der Einsatz von offenen Sorptionskreisl\u00e4ufen an. Dieses neuartige Verfahren erm\u00f6glicht eine Verbindung der Abw\u00e4rmenutzung mit einer Abgasw\u00e4sche. Ziel des Projektes war deshalb die Erprobung des Verfahrens mit einer halbtechnischen Versuchsanlage unter industriellen Einsatzbedingungen zur Schaffung einer Basis f\u00fcr die Auslegung von Gro\u00dfanlagen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Vorfeld der experimentellen Untersuchungen wurde zun\u00e4chst ein detailliertes thermodynamisches Modell zur Proze\u00dfbeschreibung erarbeitet. Die mit Hilfe eines entsprechenden thermodynamischen Simulationsprogrammes durchgef\u00fchrten Parameterstudien waren die Grundlage des Projektes. Schwerpunkte der Simulation bildeten hierbei der Einflu\u00df von Ablufteintrittsfeuchte sowie Waschfl\u00fcssigkeitskonzentration auf die realisierbaren Betriebszust\u00e4nde bei verschiedenen Schaltungsvarianten.
\nIm Rahmen eines ersten Schrittes in diesem Projekt erfolgte die Entwicklung eines Anlagenkonzeptes sowie die detailierte Auslegung der Apparate- und Me\u00dftechnik.
\nNach Aufstellung und Anbindung der Versuchsanlage an den Proze\u00df der Trestertrocknung bei der Lindavia Fruchtsaft AG sowie einer umfassenden Funktionspr\u00fcfung wurden w\u00e4hrend der Kampagne, die sich \u00fcber einen Zeitraum von drei Monaten erstreckte, anhand eines unter Nutzung des Simulationsprogrammes erarbeiteten Versuchsplanes verschiedene Proze\u00dfgr\u00f6\u00dfen variiert. Die f\u00fcr die Proze\u00dff\u00fchrung und Auswertung relevanten Parameter wurden \u00fcber ein Me\u00dfdatenerfassungssystem online erfa\u00dft und gespeichert.
\nMit Hilfe der im Rahmen der Auswertung der ersten Me\u00dfkampagne gewonnenen Erkenntnisse konnten das Modell korrigiert und L\u00f6sungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr die durch die Einbindung der Versuchsanlage in den verfahrenstechnischen Proze\u00df aufgetretenen Probleme erarbeitet werden. <\/p>\n
Die zweite Me\u00dfkampagne diente im wesentlichen der Anpassung des Abw\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsverfahrens an die Gegebenheiten des technologischen Prozesses des Trestertrocknung. Die hierbei gewonnenen Daten wurden in der anschlie\u00dfenden Auswertung anhand thermodynamischer Bewertungsgr\u00f6\u00dfen beurteilt und dem Modellproze\u00df gegen\u00fcbergestellt.
\nDas nach Abschlu\u00df der Versuchsreihen unter Nutzung der gewonnenen Erkenntnisse erarbeitete Anlagenkonzept f\u00fcr die Nutzung des gesamten im Ergebnis der Trestertrocknung anfallenden Br\u00fcdens war Ausgangspunkt f\u00fcr eine \u00f6konomische Bewertung.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In Anlehnung an Ergebnisse vorangegangener theoretischer Untersuchungen sollte im Rahmen des wissenschaftlichen Vorhabens durch eine halbtechnischen Versuchsanlage aus einem Abluftstrom von ca. 2700 m3\/h mit einer Tautemperatur von ca. 67\u00b0C eine W\u00e4rme von 80 kW ausgekoppelt und zur Aufheizung von Brauchwasser von 30\u00b0C auf 80\u00b0C eingesetzt werden. Mit Hilfe der errichteten Ver-suchsanlage wird die Br\u00fcdenabw\u00e4rme in einem W\u00e4scher zun\u00e4chst an eine CaCl2-L\u00f6sung \u00fcbergeben und anschlie\u00dfend \u00fcber einen W\u00e4rme\u00fcbertrager und einen Regenerationskreislauf ausgekoppelt.
\nDie angestrebten Parameter konnten w\u00e4hrend der ersten Versuchsreihen nur teilweise erreicht werden. Wesentliche Ursachen hierf\u00fcr waren einerseits ein zu geringer Vordruck des Br\u00fcdens aus der Trestertrocknung, so da\u00df lediglich ein Abgasdurchsatz von ca. 1700 m3\/h realisiert werden konnte. Andererseits bildete sich auf Grund der Verunreinigungen des Br\u00fcdens durch mitgerissene Partikel aus der Trestertrocknung in verschiedenen Teilen der Anlage Schaumschichten aus, die die Aufheizung des Brauchwassers im Regenerationskreislauf behinderte.
\nZur Realisierung des geplanten Rauchgasdurchsatzes wurde deshalb vor Beginn der zweiten Me\u00dfkampagne ein zus\u00e4tzlicher Saugzug mit einer Klemmleistung von 0,75 kW installiert. Weiterhin verhinderte eine gezielte Proze\u00dff\u00fchrung weitestgehend die Schaumbildung. So konnte im Rahmen der zweiten Me\u00dfkampagne bei der Aufheizung von Brauchwasser auf 80\u00b0C aus der Br\u00fcdenabw\u00e4rme bis zu 118 kW ausgekoppelt werden.
\nWeiterhin f\u00fchrte die mit der Abw\u00e4rmer\u00fcckgewinnung verbundene Gasw\u00e4sche zu einer wesentlichen Verringerung der Staubemission. Erhebliche Feststoffmengen konnten im W\u00e4scher abgeschieden werden.
\nDas parallel zu den experimentellen Untersuchungen unter Einbindung der gewonnenen Daten aufgestellte und verbesserte allgemeine Modell gibt das Proze\u00dfverhalten der Versuchsanlage sehr gut wieder und ist somit als Basis f\u00fcr die Auslegung von Gro\u00dfanlagen geeignet.
\nEine mit Hilfe dieses Modells angestellte Parameterstudie zeigt, da\u00df im Vergleich zu konventionellen Abw\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsverfahren, die nur die f\u00fchlbare W\u00e4rme des Rauchgases nutzen, durch offene Sorptionskreisl\u00e4ufe wesentlich mehr W\u00e4rme aus dem Rauchgas ausgekoppelt werden kann.
\nDurch den Einsatz des gesamten bei der Lindavia Fruchtsaft AG in der Trestertrocknung anfallenden Abgasstromes von 70.000 m3\/h k\u00f6nnte man ca. 4,2 Tonnen Dampf pro Stunde einsparen. Die notwendigen Investitionskosten belaufen sich hierbei auf ca. 582 TDM, so da\u00df sich bei regul\u00e4rem Kampagnebetrieb (1000 h\/a) und einem Dampfpreis von 50,00 DM eine Kapitalr\u00fcckflu\u00dfdauer von ca. 3 Jahren ergibt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden auf dem VDI-GET Thermodynamik-Kolloquium vom 7.- 9. Oktober 1996 in Oldenburg ver\u00f6ffentlicht. Weitere Publikationen sind vorgesehen<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die im Rahmen des Projektes an einer industriellen Versuchsanlage erzielten Ergebnisse zeigen, da\u00df auch die in vielen verfahrenstechnischen Prozessen anfallende, durch starke Verunreinigungen gekennzeichnete Br\u00fcdenabw\u00e4rme durch den Einsatz offener Sorptionskreisl\u00e4ufe effektiv genutzt werden kann. Neben der Verringerung des Prim\u00e4renergieverbrauches erlaubt dieses Verfahren eine kosteng\u00fcnstige Verbindung der Abgasw\u00e4sche mit der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung.
\nIm Ergebnis der \u00f6konomischen Bewertung eines konkreten Anwendungsfalles ergab sich bei Bezug auf einen Brennstoffpreis von 3,95 Pf\/kWh eine Kapitalr\u00fcckflu\u00dfdauer von etwa 7 Jahren. Eine wesentlich k\u00fcrzere R\u00fcckflu\u00dfdauer kann bei l\u00e4ngerer j\u00e4hrlicher Benutzungsdauer erzielt werden. So betr\u00e4gt beispielsweise im ganzj\u00e4hrigen Zweischichtbetrieb (4500 h\/a) die R\u00fcckflu\u00dfdauer weniger als 19 Monate. Im Dreischichtbetrieb (7000 h\/a) verk\u00fcrzt sich diese auf ca. 1 Jahr.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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