Trevira ist bekannt für die Herstellung von Stapelfaser-Spezialitäten und hat sich insbesondere einen Namen im Bereich schwer entflammbarer Fasern gemacht. Als Polyesterproduzent hat Trevira alle Prozesse im eigenen Haus – von der Polykondensation über die Spinnerei bis hin zur Kabelproduktion und zum Faserzuschnitt. Bei all diesen Arbeitsstufen wird vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) benötigt – ein nahezu reines Wasser, das weitgehend elektrolytfrei ist und eine geringe Leitfähigkeit aufweist. Etwa 70 % des Wassers wird für die Produktion der Polyestererzeugnisse eingesetzt. Die restlichen 30 % stehen in Form von Kesselspeisewasser für die Dampf-/Energieerzeugung zur Verfügung: Mit hohen Drücken von etwa 20 bar und Temperaturen zwischen 200 und 220 °C wird der Dampf für die Faserherstellung eingesetzt, etwa zum Schmelzen und Veredeln der Ausgangsstoffe oder um Walzen zu beheizen.
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VE-Wasser schont Kessel und Co
Durch vollentsalztes Wasser vermeidet Trevira unter anderem Ablagerungen im Dampfkessel. Johannes Negele, Verfahrenstechniker bei Trevira, erklärt: „Solche Ablagerungen würden durch die im Wasser gelösten Härtebildner Calcium, Magnesium sowie weitere Salze schnell entstehen, könnten zu Korrosionsschäden und im schlimmsten Fall auch zum Bersten des Kessels führen.“ Alle weiteren Behältnisse, Leitungen und Armaturen, mit denen das Wasser auf seinem Weg zu den Fertigungsstufen in Kontakt kommt, werden durch vollentsalztes Wasser gleichfalls geschont, sofern sie wie bei Trevira aus geeigneten Werkstoffen bestehen.
Zuverlässigkeit und Qualität
Im Jahr 2017 machte sich Trevira auf die Suche nach einer neuen VE-Wasseraufbereitungsanlage, die den kompletten VE-Wasserbedarf zuverlässig abdeckt. Sie sollte das gewünschte reine Wasser in höchster Qualität liefern, ohne den Einsatz von Gefahrstoffen auskommen, die Wartung vereinfachen und garantiert rund um die Uhr verfügbar sein. Helmut Negele, Leiter Technik bei Trevira, erklärt: „Die Wasseraufbereitungsanlagen laufen 24/7 an 365 Tagen im Jahr. Ein Ausfall würde mehrere hunderttausend Euro am Tag kosten. Daher ist die Zuverlässigkeit der Anlage ein extrem wichtiges Kriterium.“ Mehrere Anbieter wurden verglichen. Dann fiel die Entscheidung zugunsten der Grünbeck Wasseraufbereitung in Höchstädt.
Nach einer Beratungs- und Planungsphase von einem halben Jahr installierte Grünbeck im Jahr 2018 zwei Enthärtungsanlagen Geno-mat GVA-GK 10/15-2 und eine Umkehrosmoseanlage Geno-RK-X 10.000. Diese Wasseraufbereitungsanlagen bauen aufeinander auf und werden daher nacheinander geschaltet.
Zunächst wird das Rohwasser über eine Enthärtungsanlage, die nach dem Ionenaustauschverfahren arbeitet, aufbereitet. Das heißt, dass hier die Härtebildner (Calcium und Magnesium) durch Natrium ersetzt werden. Um es zu regenerieren, müssen die Calcium- und Magnesium-Ionen von der Oberfläche des Harzes wieder entfernt werden. Hierzu leitet man eine Salzlösung durch den Austauscher. Jetzt tauschen die Calcium- und Magnesium-Ionen wieder ihren Platz mit den Natrium-Ionen. Das Austauscher-Material ist damit regeneriert und erneut einsatzbereit. Zur Regeneration des Ionenaustauscherharzes ist Regeneriersalz erforderlich.
Logistischer Aufwand reduziert
Allein die Zuarbeit für diesen Regenerationsvorgang war früher viel aufwendiger. So mussten beispielsweise täglich rund 300 kg Regeneriersalz aus 25-kg-Säcken händisch in zwei Salzbehälter gefüllt werden. „Diesen hohen logistischen Aufwand sparen wir uns durch die Grünbeck-Lösung. Wir haben jetzt einen 28 m3 großen Salzsolebunker, in dem kontinuierlich Sole gebildet und so die Solezumessgefäße der Enthärtungsanlagen gespeist werden. Lediglich alle sechs Wochen wird das dazu nötige Salz im Silo-LKW angeliefert“, freut sich Johannes Negele über die große Arbeitserleichterung.
Als Doppelanlage arbeitet die Enthärtungsanlage Geno-mat GVA mit zwei Austauschern, die jeweils abwechselnd im Einsatz sind. Durch eine nachgeschaltete Resthärteüberwachung werden die beiden Austauscher zusätzlich überwacht und bei einer detektierten Störung (durch einen Härtedurchbruch), wird automatisch auf den regenerierten Austauscher umgeschaltet. Somit ist sichergestellt, dass jederzeit enthärtetes Wasser zur Verfügung steht. Trevira nutzt dieses enthärtete Wasser einerseits für Beheizungskreisläufe, anderseits dient es als Speisewasser zur weiteren Entsalzung via Umkehrosmose.
Umkehrosmose für höhere Reinheit
In der Umkehrosmoseanlage Geno-RK-X 10.000 von Grünbeck werden semipermeable Membranen eingesetzt, die ausschließlich wasser-, nicht aber salzdurchlässig sind. Zur Erklärung: Ohne Einwirkung von außen gleichen sich die durch Membrane getrennten Salzlösungen in ihrer Konzentration aneinander an. Dieser Effekt wird als Osmose bezeichnet. Indem man auf den dabei entstehenden, sogenannten osmotischen Druck mit einem höheren Druck entgegenwirkt, tritt „reines“ Wasser aus der konzentrierten Lösung auf die Seite der verdünnten Lösung. So wird Wasser mithilfe der Umkehrosmosetechnik vollentsalzt.
Durch die Grünbeck-Anlage ist das Wasser nun so rein, dass alle Anlagenteile, mit denen es in Kontakt kommt, eine lange Lebenszeit haben und nur sehr selten gewartet oder gereinigt werden müssen. Das trifft auch auf das zentrale Element der Dampferzeugung – den Dampfkessel – zu. Geringe Restmengen an Salz verbleiben dennoch im Kessel, sodass er zwei- bis viermal am Tag abgesalzt werden muss. Für diesen Zweck kommt ein so genannter Ablassentspanner ins Spiel, in dem das abzusalzende, mit über 200 °C warme Kesselwasser auf 40 °C heruntergekühlt wird, um so ins Abwassersystem eingeleitet werden zu können. Dazu dient wiederum weiches Wasser, das direkt aus der Grünbeck-Enthärtungsanlage kommt und im Ablassentspanner vorgelagert wird.
Erwartungen übertroffen
Seit rund drei Jahren vertraut Trevira inzwischen auf Wasseraufbereitungsanlagen von Grünbeck – und ist mit dem Ergebnis mehr als zufrieden. Johannes Negele zieht Bilanz: „Die Anlagen erfüllen unsere Anforderungen voll und ganz. Wir können zu jeder Zeit auf die gewünschte Wasserqualität zugreifen und letztlich amortisieren sich die Anlagen auch sehr schnell, ohne dies mit genauen Zahlen beziffern zu wollen.“ Technik-Chef Helmut Negele bestätigt dies und ergänzt: „Alles steht und fällt mit den am Projekt beteiligten Personen. Bei sämtlichen Schritten – von der Angebotserstellung, über die Planung, Montage bis hin zur Inbetriebnahme – haben wir uns diesbezüglich bei Grünbeck in besten Händen gefühlt.“
Grünbeck Wasseraufbereitungs GmbH, Höchstädt
Halle B2, Stand 251
Autor: Michael Schuldes
Vertriebsingenieur,
Grünbeck
Wasseraufbereitung
