Adsorptionstrockner

Alles in trockenen Tüchern?

Feuchtigkeit ist der größte Feind der 432 Gewebefilterschläuche im Wirbelschicht-Ofen der Firma Remondis Production. Er wird zum Kalzinieren von Gips eingesetzt, einem äußerst hydrophilen Material. Um die störende Verbindung von Wasser und Gipsstaub im Filtergewebe zu unterbinden, wird seit fast einem Jahr ein warmregenerierender Adsorptionstrockner von Beko für die Reinigungsdruckluft der Tuchfilter eingesetzt. Dabei dachte Remondis zunächst an eine ganz andere Lösung¿
Druckluft ist ein Medium, das in der Industrie für viele Prozesse genutzt wird. Wichtig ist, dass sie möglichst wenig Feuchtigkeit enthält, denn die verursacht oft Störungen und Ausfälle. Um das zu erreichen, wird die Druckluft getrocknet. Bei großen Volumenströmen erledigen das Adsorptionstrockner.

Remondis ist eines der weltweit größten Unternehmen der Wasser- und Kreislaufwirtschaft. Die Kernkompetenzen des Konzerns sind die Wasserversorgung und Wasseraufbereitung, das Gewinnen von Rohstoffen aus Abfällen, das Entwickeln von Recyclingprodukten und das Bereitstellen alternativer Energieträger. In einem weiteren Geschäftsfeld erfolgt das Aufbereiten von jährlich rund 280.000 Tonnen Gipse, die in Kohlekraftwerken der näheren Umgebung als Nebenprodukte anfallen. Sie entstehen in den Rauchgas-Entschwefelungsanlagen (REA) von Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen befeuert werden. In Lünen wandelt Remondis diese REA-Gipse in hochwertige Additive und Bindemittel um. Aus ihnen entstehen Fließestriche, Porenbeton, Düngemittel, Zement und Werkstoffe für die Zahnmedizin. Im Lippewerk (Lünen) gehen derzeit die beiden Produkttypen Alpha Halbhydrat und Anhydrit aus den aufbereiteten REA-Gipsen hervor. Bei der Anhydrit-Produktion läuft nichts ohne Ofen 7. Dieser so genannte Kalzinierofen arbeitet nach dem Prinzip der zirkulierenden Wirbelschicht. Hierbei wird feinkörniges Material in einem Heißgas mit hohen Geschwindigkeiten transportiert und gleichzeitig durch die Energie der Heißgase zu Anhydrit entwässert. Qualitätsschwankungen sind hier kein Thema. Schließlich wurde verfahrenstechnisch alles in trockene Tücher gebracht; und das darf man wörtlich nehmen. Denn einer der neuralgischen Punkte des 50 Meter hohen Riesen sind seine Gewebefilter. Werden sie zu feucht, sinken Produktivität und Qualität, da die Feuchtigkeit mit den Gipsrückständen im Gewebe reagiert und den Gipsstaub abbindet. In der Folge verhärten die Tücher und brechen schließlich. Um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen war die Ergänzung der Druckluftaufbereitung um eine leistungsstarke Drucklufttrocknung geplant. "Während andere Unternehmen, wie in unserer Ausschreibung gefordert, einen kaltregenerierenden Adsorptionstrockner anboten", so Bernd Jaspert, verantwortlich für die Anlagentechnik, "legte uns Beko Technologies ein warmregenerierendes Exemplar ans Herz." Worin liegt der Vorteil des von Beko angebotenen Systems?

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Warmregenerierende Adsorptionstrockner

Bei Anlagen mit Gebläseluftdesorption gibt es unterschiedliche Bauformen. Allen Verfahren gemeinsam ist, dass zum Entfernen der adsorbierten Feuchtigkeit keine aufbereitete Systemluft, sondern erhitzte Umgebungsluft zum Einsatz kommt. Unterschiede gibt es bei den Methoden zur Kühlung des Trockenmittels. In der klassischen Ausführung wird zum Kühlen des Trockenmittels ein entspannter Teilstrom aufbereiteter Druckluft herangezogen. Auch wenn sich dieser zweckentfremdete Anteil durchschnittlich nur auf zwei bis drei Prozent beläuft, die Wirtschaftlichkeit sinkt. Ökonomischer sind "Zero Purge"-Adsorptionstrockner, die ohne den Verbrauch aufbereiteter Druckluft arbeiten. Bei ihnen erfolgt die Desorption wie beim klassischen Verfahren durch erhitzte Umgebungsluft, die ein Gebläse durch das Adsorptionsmittel führt. Die anschließende Kühlung des erhitzten Trockenmittels geschieht hier ebenfalls mit Umgebungsluft. Kaltregenerierende Adsorptionstrockner hingegen arbeiten mit kurzen Beladungszyklen und die Feuchtigkeit wird über einen auf den atmosphärischen Druck entspannten Trockenluftteilstrom ausgetragen. Die Regeneration erfolgt ohne zusätzliche Wärmeenergie. Die elektrische Leistungsaufnahme für die Steuerung und das Umschalten der Ventile ist zwar gering; dem gegenüber stehen aber die Kosten für den Verbrauch von etwa 15 Prozent der bereits aufbereiteten Druckluft, bezogen auf Volllastbedingungen bei 7 bar. Die Kosten aufgrund der Spülluftverluste summieren sich schnell auf hohe Beträge. Diese Fakten, verbunden mit den notwendigen 1.500 Kubikmeter Druckluft pro Stunde, führten bei Rimondis dann letztlich zur wirtschaftlich wirklich sinnvollen Entscheidung für ein warmregenerierendes Gerät. Der dort installierte warmgenerierende Adsorptionstrockner von Beko ist ein Everdry der Baureihe FRA-V. Dieser Typ benötigt weder für den Desorptionsprozess noch für die anschließende Kühlung des erhitzten Trockenmittels Druckluft (Zero Purge). In der Desorptionsphase arbeitet das Regenerationsgebläse im Druckbetrieb. Während in einem Adsorptionsbehälter die Trocknung der Druckluft stattfindet, wird der zuvor mit Feuchtigkeit gesättigte Adsorptionsbehälter regeneriert. Vor Regenerationsbeginn wird hier eine sanfte Druckentlastung auf Atmosphärendruck vorgenommen. Das Regenerationsgebläse fördert Umgebungsluft zum nachgeschalteten Erhitzer. Dort erfolgt die Erwärmung auf die erforderliche Desorptionstemperatur.

Geringere Restbeladung im Trockenmittel

Durch den Druckbetrieb des Regenerationsgebläses entsteht ein Temperaturzugewinn, der sich positiv auf den Leistungsbedarf des Erhitzers auswirkt. Der Gebläseluftstrom verdampft die im Trockenmittel aufgenommene Feuchtigkeit und wird anschließend mit dem Luftstrom in die Atmosphäre geleitet. Die Desorption läuft energetisch optimiert im Gegenstromverfahren und die Kühlphase erfolgt im Vakuumbetrieb. Temperatur- und Taupunktspitzen nach der Umschaltung werden vermieden, indem die nach der Desorptionsphase im Trockenmittel gespeicherte Wärme mit dem kühlen Gebläseluftstrom abgeführt wird. In der Kühlphase schaltet das Gebläse auf Saugbetrieb, wodurch die Umgebungsluft unmittelbar in den zu kühlenden Adsorptionsbehälter strömt. Der beim Saugbetrieb erzeugte Unterdruck bewirkt eine Veränderung der physikalischen Waage im Trockenmittel. Aufgrund des Unterdrucks sinkt die Desorptionstemperatur, wodurch während der Kühlphase eine Nachdesorption einsetzt. Durch diesen Effekt stellt sich im Trockenmittel nach Ende der Regenerationsphase (Heizen und Kühlen) eine geringere Restbeladung ein. Die Restbeladung im Trockenmittel beeinflusst maßgeblich die Qualität der Trocknungsphase. "Allein durch den energieeffizienten Betrieb des warmregenerierenden Adsorptionstrockners im Vergleich zu einem kaltregenerienden darf man bei Remondis von einer Amortisation der Investitionskosten in weniger als einem Jahr rechnen", so Beko-Kundenberater Udo Müller. Doch nicht nur diese Perspektive veranlasste Remondis, sich für die Lösung der Beko Technologies GmbH zu entscheiden. "Wichtig war uns auch die Flexibilität und das übergreifende Denken in der Planungs- und Realisierungsphase. Da waren wir natürlich mit einem Systemanbieter wie diesem bestens bedient", ergänzt Bernd Jaspert bei Rimondis. Dass der schönen Theorie eine erfolgreiche Praxis folgt, beweist der seit Herbst 2009 hocheffiziente Einsatz des Trockners am Ofen 7 im Lippewerk Lünen.

Prozesssicherheit erhöhen

Übrigens bringt der Everdry-Adsorptionstrockner dort nicht nur die Filterreinigung in trockene Tücher. Deutlich verbessert hat sich auch die Prozesssicherheit in einem weiteren Einsatzfeld der Druckluftanwendung am Ofen 7 - dem Betrieb der Messsysteme an der Brenneranlage. Und Probleme mit Feuchtigkeit und Öl an den Brennerdüsen des Ofens sind seit der Installation des Trockners Vergangenheit. Die Produktreihe Everdry von Beko bietet zahlreiche Variationsmöglichkeiten. Die standardisierte Baureihe ist für Volumenströme bis 20 000 m³/h verfügbar. Sonderlösungen für über 20 000 m³/h gehören ebenfalls zum Leistungsportfolio. Die Anlagen der Baureihe FRA-V bieten als Zero-purge-Adsorptionstrockner auf hohem technischem Niveau das wirtschaftliche Fundament für vielfältige Anwendungen. Auch für den Einsatz bei hohen Eintrittstemperaturen in warmen und feuchten Klimazonen bietet die Everdry-Produktpalette geeignete Lösungen mit intelligentem Kosten-Nutzen-Gefüge. Der Everdry FRL als "closed-loop"-Adsorptionstrockner eignet sich mit seiner Kühlführung im geschlossenen Kreislauf sogar für den Einsatz unter tropischen Klimabedingungen. Rainer Stützel, Udo Müller von Beko / Dr. Peter Stipp

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