Kombiverfahren erreicht höchste Abscheidegrade. 3-in-1-Abluftreinigungsanlage sichert die Produktionsverfügbarkeit das ganze Jahr - prozesstechnik online

3-in-1-Abluftreinigungsanlage sichert die Produktionsverfügbarkeit das ganze Jahr

Kombiverfahren erreicht höchste Abscheidegrade

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Bei vielen chemischen Prozessen fallen Abgase oder flüssige Rückstände an, bei deren thermischer Entsorgung sich Sekundäremissionen wie Stäube, Schwefel- oder Stickoxide bilden. Eine wirtschaftliche Abhitzenutzung ist häufig nicht möglich, da diese Sekundäremissionen normalerweise nur bei geringeren Temperaturen entfernt werden können und ein Abhitzesystem verblocken oder korrodieren würde. Abhilfe schafft das Ecopure-CCF-System, wie ein Anwendungsbeispiel aus China zeigt.

Der Glashersteller Libbey, der in Langfang in der Nähe von Peking ein großes Werk betreibt, setzt seit einem Jahr auf das Abgasreinigungsverfahren Ecopure CCF von Dürr. Es hat sich bewährt: Die Produktionsverfügbarkeit des amerikanischen Unternehmens wurde dank des Ecopure-CCF auch während der häufigen Smog-Alarme nicht beeinflusst.

Ein Level-1-Smog-Alarm, die höchste Warnstufe für stark belastete Luft, wurde im vergangenen Jahr mehrfach in der chinesischen Hauptstadt ausgerufen. Die Behörden verhängen dann Fahrverbote, und emissionsstarke Industrien müssen ihre Fertigung reduzieren oder sogar abschalten. Das betrifft auch den energieintensiven Prozess der Glasherstellung, bei dem große Mengen an Schadstoffen ausgestoßen werden. Durch die hohen Schmelztemperaturen entstehen zudem Stickoxide, Schwefeloxide und Staub.

365 Tage im Jahr produzieren

Für Libbey ist die Abluftreinhaltung auch aus ökonomischer Sicht ein wichtiges Thema. Der Schmelzofen im Werk Langfang ist darauf ausgelegt, 365 Tage im Jahr durchzulaufen. Muss die Fertigung gedrosselt werden, bedeutet das schon Verlust. Noch gravierender wirkt sich ein vollständiger Produktionsstopp aus, denn der Ofen muss ständig auf Betriebstemperatur sein und die Glasschmelze in Bewegung gehalten werden. Um dem vorzubeugen, beauftragte Libbey Dürr, eine so effektive Abluftreinigungstechnologie zu installieren, dass die aktuellen Grenzwerte sicher eingehalten werden und darüber hinaus Verschärfungen von Emissionsgrenzwerten während eines Smog-Alarms oder auch im Dauerbetrieb ohne Produktionseinschränkungen kompensiert werden können.

50 % unter den Grenzwerten

Bei der Planung der Anlage analysierten die Dürr-Ingenieure zunächst die klassische Technik. Sie besteht aus einem Elektrofilter und einer nachgeschalteten katalytischen Entstickung mittels SCR-Katalysator. Ein Elektrofilter genügt den aktuellen Grenzwerten, lässt aber keinen Spielraum mehr für künftige Verschärfungen beim gesundheitsschädlichen Feinstaub. Als Alternative kam der Einsatz eines Filters mit textilen Schläuchen in Kombination mit einem nachgeschalteten SCR-Abluftreinigungssystem infrage. Auch dieses Verfahren hätte die aktuellen Grenzwerte eingehalten, erwies sich aber aufgrund der niedrigen optimalen Betriebstemperatur als unwirtschaftlich. Da die Entstickung mit einer SCR höhere Temperaturen als die Austrittstemperatur eines Schlauchfilters benötigt, wird eine kostenintensive Wiederaufheizung erforderlich. Der Prozess wurde zu teuer.

Als beste Lösung erwies sich die von Dürr entwickelte Ecopure-CCF-Technologie. Sie erreicht Reingaswerte, die die aktuellen Grenzwerte um 50 % unterschreiten. Das lässt viel Raum für strengere Luftreinhaltewerte in der Zukunft und ermöglicht es heute, selbst bei einem Level-1-Smog-Alarm uneingeschränkt zu produzieren.

„Seit wir die Ecopure-CCF-Anlage vor etwa einem Jahr in Betrieb genommen haben, herrschte an 143 Tagen Smog-Alarm. Der größte Vorteil der CCF-Anlage für uns ist, dass wir an keinem dieser Tage unsere Produktion drosseln mussten, obwohl unser Standort in einem Gebiet liegt, für das hohe Umweltauflagen gelten. Alle Auslegungsvorgaben (NOx, SO2, Feinstaub, Amoniakschlupf) wurden zuverlässig erreicht und die Anlage kann sogar noch bessere Werte für die SO2- und NOx -Reduzierung erreichen. Die lokale Regierungsverwaltung ist bislang sehr zufrieden mit den Ergebnissen dieses Projektes. Letztes Jahr haben wir mit der Ecopure-CCF eine höhere Verfügbarkeit der Produktion in unserem Werk in Langfang im Vergleich zu einem Ofen ohne Ecopure-CCF erreicht“, erklärt Weijen Chen, Batch and Furnace Engineer bei Libbey.

Simultan mehrere Schadstoffe filtern

Das 3-in-1-Kombiverfahren von Ecopure-CCF beruht darauf, mit nur einer Anlage drei Schadstoffe – Staub, Schwefel und Stickoxide – aus der Abluft zu filtern. Dies ermöglichen katalytisch beschichtete Filterkerzen, deren keramische Fasern Temperaturen bis 900 °C standhalten. Die Abscheideleistung eines Standard-Ecopure-CCF-Systems ist in der Tabelle zusammengefasst.

Im Vergleich zu Schlauchfiltern besitzen die Filterkerzen eine viel dickere Filterwand, die sich trotz des Druckluftstoßes während der Abreinigung nicht verformt. Das minimiert den Verschleiß und erhöht die Lebensdauer. Durch die Formstabilität entsteht zudem ein permanenter Filterkuchen auf der Oberfläche, der die Filterleistung steigert und so auch im Feinstaubbereich (PM 2,5) niedrige Reingaswerte bewirkt. Die Filterkerzen sind mit demselben Katalysatormaterial beschichtet, das auch bei der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zum Einsatz kommt. Damit werden auch bei Stickoxiden höchste Abscheidegrade erreicht. Der Katalysator befindet sich im Inneren der Filterwand. An dieser Position ist er gut vor Staub geschützt und altert wesentlich langsamer als herkömmliche keramische Wabenelemente, deren Poren durch den Staub schneller verstopfen.

Betriebswirtschaftlich vorteilhaft ist die Ecopure-CCF-Technologie auch im Bereich der Entschwefelung. Die eingesetzte Trockenabscheidung, die mittels eines Sorbens wie Kalkhydrat die SOx-Emission reduziert, zeichnet sich gegenüber dem Elektrofilter durch günstigere Betriebskosten über die gesamte Lebensdauer und einen geringen Verbrauch des Sorbens aus.

Wartung im laufenden Betrieb

Die Ecopure-CCF integriert drei Einzelverfahren der Abluftreinigung in einer Anlage. Dadurch kann sie kompakt gebaut werden, und der Serviceaufwand verringert sich. Durch den modularen Aufbau der Filter lassen sich Wartungsarbeiten sogar im laufenden Betrieb durchführen, denn jedes Filtermodul ist einzeln absperrbar, während die Abluft über die anderen Module umgeleitet wird. Anders als bei herkömmlichen Systemen bleibt der Betrieb des Schmelzofens von geplanten Systemzuständen des Ecopure-CCF-Systems, z.B. Wartungsarbeiten, unberührt. Auch das wirkt sich betriebswirtschaftlich positiv auf die Produktion aus.

Erwartungen weit übertroffen

„Wir haben uns für das Ecopure-CCF-System entschieden, weil die Anlage bei sehr geringen Wärmeverlusten zuverlässig, einfach zu bedienen und wartungsarm ist. Wir sind mit der Entscheidung rundum zufrieden. Dürr hat das Projekt sehr professionell innerhalb eines eng gesteckten Zeitrahmens abgewickelt und uns auch nach der Inbetriebnahme bei der Optimierung der Anlagenabstimmung auf den hochvariablen Betrieb unseres Glasschmelzofens unterstützt. Seit der Inbetriebnahme mussten wir die Anlage noch nie herunterfahren – weder wegen eines Smog-Alarms der lokalen Behörden noch aufgrund von Wartungsarbeiten“, so das Resümee von Weijen Chen, Batch and Furnace Engineer bei Libbey.

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Suchwort: cav0119duerr


Autor: Markus Dertinger

Global Customer Director,

Dürr Systems



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