Abfallprodukt Lösemittel sinnvoll genutzt

Das Adsorptionsrad (ADR) von Eisenmann macht aus großen Abluftströmen mit niedrigen Lösemittelkonzentrationen kleine Luftvolumina mit hohen Konzentrationen. Es besteht aus konzentrisch um eine Achse angeordneten Kammern, die als Adsorptionsmaterial je nach Anwendungsfall Aktivkohle oder Zeolith enthalten. Die Abluft wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausführung von oben oder seitlich über das Adsorptionsmaterial geführt. Dabei lagern sich die Lösemittelmoleküle an das Adsorptionsmaterial an. Das ADR dreht sich kontinuierlich. Dadurch gelangen die einzelnen, mit Lösemittel beladenen Kammern nacheinander in einen abgeschotteten Teilbereich. Hier findet die kontinuierliche Desorption statt. Dazu wird Heißluft im Gegenstrom über das Adsorptionsmaterial geführt und die angelagerten Schadstoffe werden wieder ausgetrieben. Die Desorptionsluft hat gegenüber der ursprünglichen Abluft eine bis zu 40-fach höhere Lösemittelkonzentration. Üblicherweise wird das Konzentrat anschließend in einer thermischen (TNV) oder regenerativen Nachverbrennungsanlage (RNV) verbrannt. Der Vorteil der Kombinationen ADR + TNV und ADR + RNV ist, dass aufgrund der hohen Konzentration an energiereichen Lösemitteln nur sehr wenig fossile Brennstoffe zur Schadstoffverbrennung benötigt werden.

Doch der Energieinhalt des Abluftkonzentrats lässt sich noch anders nutzen. Zusammen mit einem Industriekunden haben Eisenmann-Ingenieure eine Variante entwickelt, bei der die Desorptionsluft aus dem Adsorptionsrad in einen bereits bestehenden Dampfkessel eingespeist und dort zusammen mit dem Erdgas verbrannt wird. Die vom ADR aufkonzentrierte Abluft wird zum Brenner des Kessels geleitet und substituiert bis zu 20 m3/h Erdgas. Eine überschlägige Rechnung zeigt, dass sich im Dreischichtbetrieb bei einem Erdgaspreis von 5 Cent/kWh jährlich Summen von bis zu 60 000 Euro einsparen lassen. Bei dieser Anlagenlösung werden alle Vorgaben der Bundesimmissionsschutzverordnung für die Reingaswerte – beispielsweise von Kohlenstoff, Kohlenmonoxid und Stickoxiden – zuverlässig eingehalten.

Am baden-württembergischen Standort eines Herstellers von Hygieneprodukten entstehen beim Auftragen von Farben und Klebestreifen auf die Artikel lösemittelhaltige Abluftströme. Den Spezialisten von Eisenmann gelang es, eine Anlagenkonfiguration zu entwickeln, die die Abluft nicht nur aufkonzentriert, sondern durch zusätzliche Reinigungs- und Kühlungsmaßnahmen so aufbereitet, dass sie in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) verbrannt werden kann. Das Kleinkraftwerk erzeugt Strom und Warmwasser für die Produktion. Außerdem treibt die Abwärme des BHKWs eine Adsoptionskältemaschine an, die zur Klimatisierung und zur Erzeugung von Prozesskälte genutzt wird. Auch hier ersetzt das ehemalige „Abfallprodukt Lösemittel“ Erdgas.

Die Verfahrenskombination ADR plus BHKW ist schon länger installiert. Seither hat der Hersteller seine Produktion mehrfach erweitert und das System mit zusätzlichen, kleineren Volumenströmen an lösemittelhaltiger Abluft ergänzt. Dies war problemlos möglich, da die Anlage vorausschauend geplant war. Eine zentrale Aufgabe der Experten war es allerdings, die neuen Schadstoffe sowie deren Zusammensetzung auf Kompatibilität zu prüfen. Konkret ging es darum, auszuschließen, dass vernetzende Substanzen – wie Styrole oder Phenole – das ADR verblocken. Außerdem galt es den Eintrag von Hochsiedern mit einem Siedepunkt über 200 °C wie Butyldiglykolacetat oder Isophoron zu verhindern, die nicht desorbiert werden können. Schließlich musste geklärt werden, dass der zukünftige Brennwert der Abluft nicht zu hoch ist oder der zulässige Wert für die untere Explosionsgrenze (UEG) überschritten wird. Aktuell trägt die Abluftaufbereitung bis zu 100 kW/h in das BHKW ein, bei einem um bis zu 10 m3/h reduzierten Erdgasverbrauch.

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Industrieunternehmen, die eine thermische Abluftreinigungsanlage installieren, haben durch die zur Schadstoffverbrennung eingesetzte Erdgasfeuerung laufende Kosten. Für diese Aufwendungen hat der Gesetzgeber die Betriebe per Gesetz von der Energiesteuer befreit. Bei den hier vorgestellten Lösungen kann die gesamte Energiezentrale als Abluftreinigung kategorisiert und damit der Erdgasverbrauch von Dampfkessel und Blockheizkraftwerk von der Energiesteuer befreit werden. Für die Genehmigung dieses Konzepts können jedoch nicht standardmäßig bestehende Richtlinien, wie die TA Luft oder die 31. BImSchV, herangezogen werden. Deshalb sollte der Auftraggeber mit dem Anlagenbauer zusammenarbeiten.