Kompressorabwärme heizt Prozessluft auf

„Wir wollen Energie möglichst effizient einsetzen“, sagt Dr. Andreas Baranyai, Vorstand der Inprotec AG im badischen Heitersheim. „Das gilt vor allem für die Druckluft, die wir in der Vergangenheit allerdings etwas stiefmütterlich behandelt haben.“ Doch ein Druckluftausfall führt automatisch zum Stopp einer der Produktionslinien, in denen Zusatzstoffe für die chemische Industrie granuliert werden. „Als wir die dritte Linie aufbauten, haben wir deswegen unsere Druckluftversorgung – inzwischen ist eine Leistung von fast einem Megawatt installiert – grundlegend überarbeitet.“ Vier drehzahlgeregelte Schraubenkompressoren ZR 160 VSD von Atlas Copco unterstützen nun die zuverlässige Versorgung der Anlagen rund um die Uhr.

„Eine Idee zur besseren Energieausbeute war, die Abwärme der Kompressoren direkt weiter zu verwenden“, erklärt Baranyai, und zwar speziell für die Trocknung des von Inprotec hergestellten Granulats. Dafür brauche man rund 50 000 m3 „heiße Luft“ pro Stunde und Anlage, wofür wiederum pro Linie eine Heizleistung von 2,5 MW installiert sei. „Wenn man bedenkt, dass rund 80 % der Verdichterleistung bei der Drucklufterzeugung in Wärme umgesetzt werden, können wir diese Energie gut zum Vorwärmen der Trocknungsluft verwenden.“ Die Kompressoren arbeiten ohnehin im Hochbetrieb, benötigt man doch im Schnitt für die Granulation pro Kilogramm Flüssigkeit rund 1 kg Druckluft – und damit 2000 bis 3000 kg Druckluft pro Stunde.

Die Atlas-Copco-Kompressoren sind wassergekühlt, so dass sich die Abwärme gut über das Kühlwasser abführen und per Wärmetauscher weiternutzen lässt. Da Inprotec mit den insgesamt vier ZR-Kompressoren eine Leistung von zusammen 640 kW installiert hat, stehen bis zu 500 kW und durchschnittlich rund 400 kW Heizleistung zur Verfügung. Angesichts des Bedarfs von 2,5 MW je Linie für das Erwärmen der Trocknungsluft also Energie, die sich sinnvoll einsetzen lässt. „Anders gesagt: Eine Kühlwassertemperatur von 80 °C senkt im Schnitt unsere Energiekosten pro Tag um 500 Euro“, freut sich der Inprotec-Chef. Und da die Anlagen rund um die Uhr laufen, gilt das an 365 Tagen im Jahr. Außerdem sei man so den Ärger mit den luftgekühlten Kompressoren los, die im Sommer regelmäßig ausgefallen seien. „Bei den wassergekühlten Atlas-Copco-Anlagen ist das kein Problem, es lässt sich sogar eine konstante Vorlauf-Temperatur für die Nutzung der Abwärme gewährleisten“, so Baranyai weiter.

Bei der Trocknung der Druckluft selbst wird ebenfalls keine Fremdenergie benötigt. Möglich machen dies die Adsorptionstrockner MD 400. Der Trick hierbei: Durch die geschickte Prozessführung genügt die Verdichtungswärme, um das Trockenmittel zu regenerieren. Es muss also nicht zusätzlich Wärme zugeführt werden. Trotzdem kann anschließend über die Wasserkühlung der Kompressoren bis zu 80 °C heißes Wasser zur Verfügung gestellt werden, das Inprotec wie bereits beschrieben zum Vorwärmen der Trocknungsluft verwendet. „Die Trockner selbst haben wir bislang nicht einmal wahrgenommen“, fährt der Inprotec-Chef fort. Sie seien betriebssicher, nahezu wartungsfrei und gegenüber den bisher verwendeten Kältetrocknern sei der Taupunkt kons-tant negativ und damit kein Problem mehr. „Das ist wichtig für uns, denn sobald Wasser speziell in die Fluidisierungsluft gelangt, verkleben die pneumatischen Förderleitungen und die Produktion muss heruntergefahren werden.“

Neben den Förderanlagen benötigen die Heitersheimer Druckluft an mehreren Stellen, wozu fünf Netze vorhanden sind:

Während die Steuerluft mit öleingespritzten Verdichtern erzeugt wird, müssen Sprüh- und Fluidisierungsluft betriebsmittelfrei, also ölfrei sein. Denn sie kommt in Kontakt mit den Stoffen, die beispielsweise als Waschmittelzusatz in Geschirrspültabletten oder als Nahrungsergänzungsmittel in Tierfutter Verwendung finden.

Neben dem Thema Energieeffizienz waren deswegen Ölfreiheit und Zuverlässigkeit zwei wichtige Kriterien, als sich Inprotec auf die Suche nach den neuen Kompressoren machte. „Entscheidend war für uns auch ein weiter Regelbereich, speziell bei der Sprühluft“, ergänzt Baranyai. Denn die Heitersheimer wissen genau, wie sich ein Stoff am besten granulieren lässt und der Druck der Sprühluft ist ein entscheidender Parameter dabei. „Ist das Ausgangsmaterial sehr dünnflüssig, genügt ein geringer Druck, überwiegend benötigen wir aber zwischen fünf und sechs bar Druck.“

Da zwei der insgesamt vier Schraubenkompressoren ZR 160 VSD allein für die Sprühluft der dritten Produktionslinie zuständig sind, kann Inprotec heute den Druck in einem weiten Bereich bis hinauf zu max. 7 bar einstellen. Möglich macht dies die Drehzahlregelung der Kompressoren, angezeigt durch das Kürzel VSD für Variable Speed Drive. Und hier schließt sich auch wieder der Kreis zur Energieeffizienz. Speziell in der Drehzahlregelung sieht der Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. (ZVEI) das größte Einsparpotenzial in Deutschland im Bereich der Kompressoren, Pumpen und anderen Aggregate. Denn auf diese Weise wird nur die Leistung aufgenommen, die auch wirklich benötigt wird.

„Mit der Drehzahlregelung der ZR-Kompressoren sind wir heute zudem wesentlich flexibler“, so Baranyai weiter. Denn in den beiden anderen Produktionslinien, die noch nicht mit Atlas-Copco-Kompressoren arbeiten, begrenze der kleinere Druckbereich die Möglichkeiten der Granulation, obwohl man auch dort schon mit Frequenzumrichtern für die Drehzahlregelung arbeite.

Halle 6, Stand 451

cav 407

Atlas Copco auf der Powtech

Produktspezifikationen der ölfrei verdichtenden Kompressoren ZR160VSD