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Abwärme-Rückgewinnung/Wärmetauscher Aus Ab- mach Nutzwärme: Profitabel mit neuer Wärmetauscher-Generation

Redakteur: Dominik Stephan

So lässt sich Niedertemperaturwärme profitabel rückgewinnen: Abwärme rückgewinnen ist in aller Munde: Bei dem Versuch, ungenutzte Effizienzpotenziale zu heben, rückt zunehmend Niedertemperaturwärme ins Visier. Lohnt sich das? Ja, sagen die Experten – und haben überraschende Beispiele vorzuweisen...

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Semi-verschweißte Plattenwärmetauscher halten sehr hohen Drücken stand und stehen für eine breite Palette anspruchsvoller Anwendungen zur Verfügung. Bei dem beschriebenen Schwefelsäurekühler kam ein Alfa Laval Plattenwärmetauscher mit Platten aus Hastelloy D 205 zum Einsatz.
Semi-verschweißte Plattenwärmetauscher halten sehr hohen Drücken stand und stehen für eine breite Palette anspruchsvoller Anwendungen zur Verfügung. Bei dem beschriebenen Schwefelsäurekühler kam ein Alfa Laval Plattenwärmetauscher mit Platten aus Hastelloy D 205 zum Einsatz.
(Bild: Alfa Laval)

Zu den größten ungenutzten Potenzialen bei der Energiewende zählen Experten die Abwärme - und hier besonders die Niedertemperaturwärme. Dabei handelt es sich um Abwärme, die bei etlichen Prozessen auf niedrigem Temperaturniveau anfällt und daher nicht zurückgewonnen, sondern in die Umwelt abgegeben wird. Aufgrund der niedrigen Temperaturen rechnet sich die Rückgewinnung nicht: Der Aufwand übersteigt den Ertrag. Aber das lässt sich ändern.

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Als ein weltweit führender Anbieter von Produkten und kundenspezifischen Verfahrenslösungen, die auf den Schlüsseltechnologien Wärmeübertragung, Separation und Fluid Handling basieren, hat das schwedische Unternehmen Alfa Laval sich des Problems angenommen und erfolgreich demonstriert, wie die bei einer Schwefelsäureanlage anfallende Niedertemperaturwärme genutzt werden kann.

Erprobt wurde die Niedertemperaturwärme-Rückgewinnung bei einer Schwefelsäureanlage, deren tägliche Kapazität bei rund 1000 Tonnen liegt und die damit insgesamt 65 Megawatt Wärme freisetzt, davon rund ein Drittel bei der Absorption und in Trockentürmen bei geringen Temperaturen. Als Niedertemperaturverbraucher dienen die Elektrolysezelle einer Kupferanlage und die Auslaugung einer Zinkanlage.

Entscheidend war dabei, dass sich die Kupfer- und Zinkanlage in direkter Nähe zur Schwefelsäureanlage befand, wodurch sich das Leitungsnetz auf nur einen Kilometer beläuft. Dadurch halten sich sowohl die Investitionskosten als auch die laufenden Kosten, z.B. für die Pump­leistung in Grenzen.

So wird der Wärmetauscher zum Prozess–Sparschwein

Die Übertragung der Abwärme in der Anlage erfolgt über einen Schwefelsäurekühler, bei dem ein semi-verschweißter Plattenwärmetauscher mit Platten aus Hastelloy D 205 zum Einsatz kommt. Für das Heizungsgehäuse der Kupferelektrolyte werden gedichtete Plattenwärmetauscher aus Edelstahl 316 verwendet, zur Erwärmung der Zinksulfatlösung Spiralwärmetauscher aus 904 L.

Insgesamt konnten so bei der Kupfer- und Zinkanlage rund zehn Megawatt Dampf eingespart werden, erklären die Projektverantwortlichen. Die wichtigen Faktoren bei der Rentabilität derartiger Investitionen sind die Dampfkosten – 20 bis 25 Euro pro Tonne sind in europäischen Industrieanlagen nicht untypisch – und die Länge des benötigten Fernwärmenetzes.

Abwärme ist Geld: Wärmetauscher lohnt sich schneller als gedacht

Das lohnt sich, sind sich Fachleute sicher, und zwar häufig schneller als gedacht: Da die Niedertemperaturwärme bisher als Abwärme ungenutzt in die Umwelt abgegeben wurde, sind die Amortisationszeiten auch bei ungünstigen Parametern immer noch überraschend kurz.

Sogar, wenn die Dampfpreise niedrig sind und wie derzeit bei lediglich etwa zehn Euro pro Tonne liegen oder lange Distanzen zwischen den Anlagen überwunden werden müssen, kann die Amortisationszeit noch immer weniger als zwei Jahre betragen. Bei höheren Energiepreisen und kürzeren Distanzen kann sie sich sogar weniger als ein halbes Jahr belaufen. Eine Investition, die sich nicht nur für das Klima rechnet.

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