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Abgasreinigung im Wandel

Fachartikel Environmental and Energy Systems

03/02/2010

Bietigheim-Bissingen, 02. März 2010 – Hohe Qualität und Prozesssicherheit waren schon immer wichtige Prämissen für die Abgasreinigung. Um dies heute noch zu wettbewerbsfähigen Preisen anzubieten, ist eine globale Aufstellung mit erhöhtem Lokalisierungsgrad unabdingbar. Im Laufe der Jahre konnte Dürr Environmental and Energy Systems (EES) sein Produktportfolio ständig erweitern und zum kompetenten Systemlieferanten wachsen. So steht Dürr seinen Kunden weltweit von der Planung über die Realisierung bis zum Service von Abgasreinigungsanlagen zur Seite.

 

Strahlende Aussichten für eine gesunde Atmosphäre

Bei der industriellen Produktion fallen zwangsweise Abfallprodukte an. Teile dieser Abfallstoffe werden durch das Trägermedium Prozessabluft aus der Produktionsanlage heraustransportiert. Zum Schutz der Umwelt verlangt der Gesetzgeber, dass der Produktion eine Reinigungsanlage nachschaltet wird, die diese Abfallstoffe bzw. Abgase beseitigt. Die VOC-Richtlinie (volatile organic compounds = flüchtige organische Stoffe) wird mittlerweile in der ganzen Europäischen Union umgesetzt, und auch außerhalb der EU wird verstärkter Fokus auf umweltpolitische Themen gelegt.

Bevor ein Unternehmen in aufwendige Reinigungsverfahren investiert, sollte im Vorfeld eine genaue Analyse erstellt werden. Oft können die Schadstoffe auch durch den Einsatz anderer Materialien eliminiert oder minimiert bzw. anderweitig wiederverwendet werden. Ist der Einsatz von Abgasreinigungsverfahren aber notwendig, gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die wiederum vom Produktionsprozess abhängig sind.

Abgasreinigung in der chemischen Industrie

Die Anforderungen der chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Industrie an die Abgasreinigung sind vielschichtig. Es kommen nur versierte und zertifizierte Zulieferer als Systempartner infrage, da die internen Prozesse hohen Sicherheitsstandards entsprechen müssen. Die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte setzt kundenspezifische Lösungen voraus, denn die Zusammensetzung der Abgase ist meist nicht homogen und dazu oft explosiv, korrosiv oder in der Konzentration schwankend. So ist es selbstverständlich, dass Auftraggeber und Systempartner bei der Lösungsfindung in engem Kontakt stehen müssen.

 

Abbildung 1: VOC Quellen in der Chemieindustrie

 

Verfahren der Abgasreinigung

 

Abbildung 2: Abgasreinigungsverfahren


Das Verfahren der Adsorption dient der Aufkonzentrierung der Schadstoffe. Man arbeitet vorrangig mit Aktivkohle und Zeolithen. Der Schadstoff muss adsorbierbar sein und sich in der Gas- oder Dampfphase befinden. Zur Entsorgung des aufkonzentrierten Schadstoffstroms werden häufig oxidative Verfahren nachgeschaltet (katalytische oder thermische) oder Einrichtungen zur Kondensation und Lösemittelrückgewinnung. Überall, wo große Mengen Abgas mit einer geringen Konzentration an Schadstoffen auftreten, können Adsorptionsanlagen des Typs Ecopure® KPR von Dürr bares Geld sparen, denn sie reduzieren die zu reinigende Abgasmenge auf einen Bruchteil ihres Ursprungsvolumens. Je geringer das zu reinigende Volumen, umso geringer sind auch die Investitions- und Betriebskosten für die Entsorgungstechnik.

Die katalytische Abgasreinigung ist durch eine flammenlose Oxidation der im Abgas enthaltenen Schadstoffe bei Temperaturen zwischen 300 und 500°C gekennzeichnet. Nach Aufwärmung des zu reinigenden Abgases durchströmt dieses den Katalysator, dabei werden die Schadstoffe zu CO2 und H2O oxidiert. Das Verfahren ist nur für bestimmte Schadstoffe und bei staubfreiem Abgas anwendbar. Die Lösung von Dürr für die katalytische Abgasreinigung heißt Ecopure® KAR. Dieser Anlagentyp eignet sich ideal für geringe bis mittlere Schadstoffkonzentrationen, für Abgase mit geringem Sauerstoffanteil und zur Reduktion von Stickoxiden nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion (SCR). Aufgrund der niedrigen Oxidationstemperatur sind Ecopure® KAR-Anlagen besonders energieeffizient.

Die einzige Bedingung für den Einsatz der thermischen Abgasreinigung ist die Brennbarkeit der Schadstoffe. Die im Prozessabgas in Nebel-, Dampf- oder Gasform enthaltenen organischen und anorganischen Stoffe werden oxidiert bzw. verbrannt. Bei der thermischen Oxidation reagieren und verbinden sich die in Lösemittel enthaltenen Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff und werden in Wasserdampf und Kohlendioxid umgewandelt. Überall wo hochkalorische Abgase explosiver Zusammensetzung oder auch organische Flüssigkeiten entsorgt werden müssen, bietet Dürr Ecopure® VAR Anlagen an. Durch Abkühlung der heißen Rauchgase kann Energie in Form von Dampf, Wasser, Thermalöl oder Luft zurück gewonnen werden. Als Rauchgaskühler werden Abhitzekessel oder Gas-/ Gaswärmetauscher verwendet. Zur Rauchgasreinigung wird bei halogen- und schwefelhaltigen Abgasen in der Regel ein absorptives Waschverfahren eingesetzt. Es besteht aus einer Quenche zur Rauchgaskühlung und einer Absorptionskolonne zur Abscheidung z.B. von HCI, Cl2, HBr, Br2 und SOx. Bei stickstoffreichen Abgasen ist es häufig notwendig, eine zusätzliche DeNOx-Stufe in das Anlagenkonzept zu integrieren.

Ecopure® RTO-Anlagen werden bevorzugt dort eingesetzt, wo Abgasströme mit einer Schadstoffkonzentration unterhalb von 25% der unteren Explosionsgrenze (UEG) auftreten. Dieses Verfahren bietet signifikante Energieeinsparungen, da ein autothermer Betrieb schon bei einer Konzentration der Schadgase von unter 1,5 g/Nm³ möglich ist. In diesem Fall kann ganz auf Zusatzbrennstoff verzichtet werden, und die Anlage wird ohne Stützflammen betrieben. Für geringere Abgasvolumina hat Dürr auf Basis der RTO ein „Lean-Line“-Konzept entwickelt. Das Ergebnis ist die Kompaktanlage Ecopure® CTO. Angeliefert in einem 40’’-Container minimiert sie den Platzbedarf bei optimalen Investitions- und Betriebskosten.

Bei Anlagen des Typs Ecopure® TAR werden brennbare organische und anorganische Schadstoffe bei Temperaturen zwischen 700 und 800 °C verbrannt. Die Wärmeenergie, die nach der Verbrennung im Reingas enthalten ist, wird meist zur Vorwärmung nachfolgender, noch ungereinigter Abgase verwendet. Verbleibende Wärmeenergie kann zur Erzeugung von Sattdampf, Heißwasser, Warmwasser oder Heißluft bzw. zur Beheizung von Wärmeträgeröl eingesetzt werden.

Internationale Zusammenarbeit erfolgreich praktiziert

Systempartner für die Abgasreinigung müssen heute technisches Know-how und weltweite Verfügbarkeit verbinden, da viele Kunden eine internationale Betreuung erwarten. Vor allem in wachstumsstarken Emerging Markets wie den BRIC-Staaten ist Lokalisierung – also Präsenz und Wertschöpfung vor Ort – das Stichwort. Werner Zondler, Vertriebsleiter bei Dürr EES: „Eine wirklich globale Aufstellung ist im Anlagenbau ein entscheidender Vorteil. Um hohe Qualität zu wettbewerbsfähigen Preisen anzubieten, muss der Lokalisierungsgrad erhöht werden.“

Hier ein Beispiel:

Seit dem Jahr 1980 hat Dürr mehr als 20 Anlagen an zehn verschiedene BASF-Standorte geliefert. Der Chemiekonzern hat klare Anforderungen an seine Zulieferer. Nachgefragt bei der Fachstelle der thermischen Abgasreinigung: „Besonders wichtig ist die internationale Aufstellung der BASF-Partner. Denn nur durch lokale Präsenz der Zulieferfirma können Ausrüstungsprojekte vor Ort in Bezug auf Qualität, Termine und regionale Vorschriften optimal abgewickelt werden.“

Bei Auslandsprojekten, zum Beispiel bei BASF in Korea, schließt sich sofort ein internationales Dürr-Team zusammen, um die technischen Spezifikationen und den Lokalanteil zu klären. Dürr EES Deutschland versteht sich dabei als Know-how Center, das die Dürr-Ländergesellschaften, die an der Projektabwicklung beteiligt sind, unterstützt – zum Beispiel bei der Spezifikation des Verfahrens, bei der Werkstoffauswahl und beim Anlagendesign, aber auch bei der Qualitätsprüfung der lokal gefertigten Komponenten. Die Dürr-Landesgesellschaft vor Ort stimmt den lokal gefertigten Lieferumfang mit den Fertigungspartnern ab und überwacht Termine, Montagen und die Einhaltung der örtlich geltenden Richtlinien. So können die EES-Kunden von einer hohen Qualität zu lokalen Preisen profitieren.

VAR Anlage bei BASF Orgamol 


Eine saubere Sache:

„Dürr EES ist einer von sechs Geschäftsbereichen des international agierenden Maschinen- und Anlagenbaukonzerns Dürr. Weltweit erwirtschaftet Dürr mit rund 5.700 Mitarbeitern einen Umsatz von 1,1 Mrd. EUR. Die Dürr EES-Zentrale befindet sich am Konzernsitz in Bietigheim-Bissingen bei Stuttgart.

Angefangen hat alles im Jahr 1970. Ein kleines Team realisiert die erste thermische Abgasreinigungsanlage und legt damit den Grundstein für die Umwelttechnik im Hause Dürr. Heute erarbeiten ca. 150 Mitarbeiter an sieben Standorten weltweit kundenspezifische Lösungen für die unterschiedlichsten Branchen. Vor allem die Branchen Chemie, Petrochemie und Pharma stehen dabei im Fokus."


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