Wächter für VE-Wasser

Autor Thomas Klein Vertrieb Süd-West, LAR Process Analysers

Als Energie-Contracting kann u. a. die Übertragung der Aufgaben der Energieerzeugung und -verteilung auf ein Dienstleistungsunternehmen verstanden werden. In diesem Fall liefert ein Dritter die fertigen Produkte wie Wärme, Strom oder aufbereitetes Wasser. Ziel des Contracting ist die Sicherstellung der Versorgung, eine bessere Energieeffizienz, eine starke Kostenentlastung sowie eine positive Umweltbilanz. In vielen Industrieanlagen ist das Contracting bereits gang und gäbe. Steag New Energies ist auf die Entwicklung dezentraler maßgeschneiderter Energielösungen auf Basis effizienter und nachhaltiger Konzepte spezialisiert. Neben konventionell erzeugter Energie reicht das Angebot von der Wind-, Biomasse-, Biogasenergie bis hin zur Geothermienutzung. Im Jahr 2012 erzielte das Unternehmen einen Umsatz von rund 268 Mio. Euro.

Steag New Energies hat langjährige Erfahrung im Contractingmarkt und bietet verschiedene Modelle an. Der Fokus liegt auf energieintensiven, großen Industrien, großen Liegenschaften und Kommunen. In Kooperation mit weiteren Partnern ist das Unternehmen in Dillingen/Saar für die Betriebsführung des Gichtgaskraftwerkes bei der AG der Dillinger Hüttenwerke, dem größten Grobblechhersteller Europas, verantwortlich. Hier verantwortet sie insbesondere die Strom- und Prozessdampfversorgung. Das Dampfkraftwerk produziert etwa 400 000 t/a Dampf und erzeugt bis zu 95 MW elektrische Leistung. In verschiedenen Druckstufen wird dem Prozess Dampf entnommen, sodass insgesamt bis 110 t Prozessdampf pro Stunde ausgekoppelt und den Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden kann. Neben der Energieerzeugung hat das Gichtgaskraftwerk noch weitere Versorgungsaufgaben. So wird zum Beispiel in einer großen Wasseraufbereitungsanlage u. a. Kühlturmzusatzwasser, teilentsalztes Wasser für das Hüttennetz, als auch Deionat als Speisewasser für den Dampfkessel produziert. Insgesamt kann das Kraftwerk 360 m3 Wasser pro Stunde aus Oberflächenwasser aufbereiten.

Steag New Energies bezieht das zur Aufbereitung benötigte Wasser aus dem nahegelegenen Oberflächengewässer Prims. Dieses ist je nach Witterung und Jahreszeit durch stark schwankende TOC(Total Organic Carbon)- und DOC(Dissolved Organic Carbon)-Belastungen gekennzeichnet. Zum Schutz der Vollentsalzungsanlage (VE-Anlage) und zum Schutz der Aktivkohlefilter vor Überfrachtung wurde bisher einmal pro Woche eine händische Probe analysiert. Mit dieser Analyse wurde u. a. die Restaufnahmekapazität der Aktivkohlefilter bestimmt, um den Austauschzeitpunkt der Aktivkohle zu ermitteln. Der Einsatz eines Online-TOC-Analysators ermöglicht nun die kontinuierliche und belastbare Dokumentation der Messwerte. Es wird das TOC-Messgerät QuickTOCultra der LAR eingesetzt, das drei Probenströme in einem Gerät überwacht. Der erste Probenstrom überwacht den Zulauf zum Aktivkohlefilter vor der VE-Anlage. Bei Überschreitung des Grenzwertes von 3,5 mg/l (ppm) wird der Zufluss zur VE-Anlage abgeschaltet, bis der Grenzwert wieder eingehalten wird. Die Probenströme 2 und 3 überwachen die Restaufnahmekapazität der Aktivkohlefilter. Sind die Messwerte größer als 85 % des vor dem Aktivkohlefilter gemessenen Wertes, so muss die Aktivkohle ausgetauscht werden. Man spricht von der sogenannten Restaufnahmekapazität, die 15 % nicht unterschreiten darf. Bei einer starken Kontamination des Rohwassers werden die Aktivkohlefilter und die nachgeschaltete VE-Anlage außer Betrieb genommen. Ein 500-m3-Deionattank stellt dann die Versorgung sicher.

Das eingesetzte TOC-Messsystem QuickTOCultra verwendet die Ultra-Hochtemperaturmethode zum Aufschluss der Probe. Die hohe Oxidationsleistung der +1200-°C-Verbrennung macht teure Katalysatoren überflüssig und garantiert einen vollständigen Aufschluss der Probe – ohne Vorbehandlung. Das TOC-Gerät ist mit einem robotergeführten, horizontal und vertikal beweglichen Injektionssystem ausgestattet, das die Handhabung von stark partikelhaltigen Proben ermöglicht. Über die stabile, bewegliche Nadel wird die Rohwasserprobe in den Ofen injiziert und zu CO2 oxidiert. Anschließend detektiert ein NDIR-Detektor den CO2-Gehalt und der TOC-Wert wird bestimmt. Die filtrationsfreie Messung und der vollständige Aufschluss sowie die Tatsache, dass durch die verwendete Methode nur geringe Wartungs- und Ersatzteilkosten entstehen, war ausschlaggebend für Steag New Energies. Die hochwertige Verarbeitung und die Mehrkanalfähigkeit des TOC-Analysators, die die Messung von bis zu sechs Probenströmen in einem Gerät ermöglichen, waren ebenfalls entscheidend für die Investition. Mithilfe der Online-Messung kann die Restaufnahmekapazität nun kontinuierlich bestimmt werden. Vor der Installation der Messung wurde die Aktivkohle alle 12 bis 14 Monate ausgetauscht. Seit der Installation des TOC-Messsystems hat sich der Austauschzeitpunkt aktuell auf 25 Monate verlängert. Es konnten bis zum aktuellen Zeitpunkt Kosten von rund 25 000 Euro eingespart werden. Insgesamt konnte durch die präzise Messung der Austauschzyklus um 100 % verlängert werden. Der Betreiber forderte eine zuverlässige und schnelle Messung, die der QuickTOCultra mit seiner schnellen Messzykluszeit erfüllt hat. Zudem überzeugt das Messsystem durch geringe Wartungskosten und -aufwand.

Neben einer möglichen Verlängerung der Austauschzyklen der Aktivkohle konnte durch den Einsatz der Online-TOC-Messung die Lebenszeit der Ionenaustauschharze verlängert werden, da organische Belastungen frühzeitig erkannt werden und die Anlage rechtzeitig abgeschaltet werden kann. Organische Ablagerungen auf den Austauschharzen werden so vermieden bzw. reduziert. Seit der Installation bestimmt das TOC-Gerät zuverlässig und schnell organische Belastungen und hilft so die Prozesse des Betreibers optimal zu kontrollieren und zu steuern.

Halle A5, Stand 111

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