Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Kapitel 4 jedoch auf Grundlage einer längeren betrieblichen Lebensdauer, d. h. 18 Jahre, für Trockner und Gasturbine erstellt, dann ist der NPV für die Dampftrocknung mit Wirbelschichttrockner der niedrigste, z. B. niedrigste Kosten. Anlass für die Umsetzung Kosten- und Energieeinsparungen. Das durch die Trocknung der Schnitzel hergestellte Tierfutter kann länger gelagert werden als feuchtes Futter. Beispielanlagen Wird in sechs deutschen Zuckerfabriken eingesetzt (siehe Abschnitt 4.7.7.1.5). Referenzliteratur [65, Germany, 2002] 4.7.7.1.5 Vergleich zwischen Verdampfungs-, Hochtemperatur- und Zweistufentrocknung von Zuckerrübenschnitzeln Beschreibung Es wurden drei Anlagen in Deutschland untersucht. Die erste Anlage arbeitet mit Verdampfungstrocknung und Wirbelschichttrocknern (siehe Abschnitt 4.7.7.1.4). Die zweite Anlage arbeitet mit Hochtemperaturtrocknung und Trommeltrocknern (siehe Abschnitt 4.7.7.1.2). Die dritte Anlage arbeitet mit dem Zweistufenverfahren (siehe Abschnitt 4.7.7.1.3). In der ersten Anlage erfolgt Verdampfungstrocknung unter Verwendung von zwei Wirbelschichttrocknern. Das Trocknungsverfahren beginnt mit der Anlieferung der Rübenschnitzel aus der Presse. Der Dampf kommt mit 25 bar aus der Kesselhausturbine der zuckerproduzierenden Anlage. Am Ende des Trocknungsverfahrens werden die mit Melasse behandelten Rübenschnitzel zum Pelletieren und zu den Dampfrückgewinnungseinheiten transportiert. Die Einrichtungen zur Behandlung der Melasse sind Teil der Trocknungsanlage. Zu Beginn werden die Wirbelschichttrockner über Fördereinrichtungen und Messeinrichtungen mit den aus der Presse kommenden Rübenschnitzeln beschickt. Die Schnitzel passieren eine Zellenradschleuse und einen Schneckenförderer und gelangen in die erste der 16 Zellen, die um den Überhitzer angeordnet sind. Ein Ventilator, neben der Zellenradschleuse das einzige bewegliche Teil des Wirbelschichttrockners, bläst überhitzten Dampf, der von dem aus der Dampfturbine abgezogenen Dampf überhitzt wurde, durch die perforierten Bodenplatten in die Zellen. Dadurch bleiben die Schnitzel in der Schwebe und können leichter transportiert werden. Die Verdampfung der Flüssigkeit aus den Rübenschnitzeln findet in diesem Wirbelschichttrockner bei 3 bar statt. Der Sattdampf hat eine Temperatur von etwa 135 °C. Die schwereren Teilchen im unteren Bereich bewegen sich durch die offenen Wände der Zellen 1 bis 16, während die leichteren Teilchen nach oben in den konischen Teil des Wirbelschichttrockners getrieben werden und von dort über schiefe Ebenen und Führungsschienen in Zelle 16 gelangen. Um die Staubteilchen abzutrennen, wird der umlaufende Dampf mit Leitschaufeln in den oberen Teil des Wirbelschichttrockners gelenkt, der die Form eines Zyklons hat. Die Teilchen sammeln sich an der Außenwand des Zyklons und werden dort mittels Ejektor in Zelle 16 transportiert. Das getrocknete Material gelangt von Zelle 16 über Schneckenförderer und Schleuse in einen Zyklon. Von dort aus passieren die getrockneten Schnitzel eine weitere Zellenradschleuse und gelangen in einen Melasseschneckenförderer, in dem die Melasse zugesetzt wird. Danach werden die Schnitzel über einen Aufbereitungsschneckenförderer zur Pelletierstation transportiert. Der aus den Trocknern abgezogene Dampf hat einen Druck von etwa 3 bar. Der Trockner ist etwa 18 m hoch, wobei der untere Teil eine Höhe von 7,1 m und der obere Teil eine Höhe von 10,4 m aufweist. Das Gewicht beläuft sich auf 320 t. Abbildung 4.69 zeigt das Schema eines Wirbelschichttrockners, der für die Trocknung von Zuckerrübenschnitzeln eingesetzt wird. 552 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL
Abbildung 4.69: Schematische Darstellung der Verdampfungstrocknung mit Wirbelschichttrocknern für die Trocknung von Zuckerrübenschnitzeln Kapitel 4 Etwa 2/3 des gesamten Abdampfes wird in den Trocknern mit einem Druck von 25 bar eingesetzt und zu Prozessdampf mit einem Druck von 3 bar umgewandelt. Daher kann der Druck- oder Enthalpiegradient von 25 auf 3 bar nicht – wie sonst in Zuckerfabriken üblich – zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden. Um den eigenen Anforderungen der Anlage zu genügen, und das betrifft auch den hohen Stromverbrauch der Trockner, ist es notwendig, eine andere Lösung als die sonst üblichen Dampfkraftwerke im Gegendruckbetrieb zu finden. Eine Möglichkeit ist die Nutzung einer Gasturbine, die für die Lieferung des maximalen zusätzlichen Strombedarfs ausgelegt ist. Da eine Gasturbine einen hohen Abgasverlust aufweist, ist der nachgeschaltete Dampferzeuger als Abgasheizkessel ausgelegt, der die thermische Energie aus den Abgasen der Gasturbine ausnutzt. Der Dampfkessel kann auch zusätzlich mit Heizöl befeuert werden, aber das mit Spezialbrennern ausgestatteten Feuerungssystems ermöglicht die Einhaltung der Abgaswerte der Betriebserlaubnis auch ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Ausstattung für die Rauchgasreinigung. Abbildung 4.70 zeigt ein KWK- und Dampfsystem einer zuckerproduzierenden Anlage, in der Zuckerrübenschnitzel mit Dampf getrocknet werden. RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 553
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Kapitel 4<br />
jedoch auf Gr<strong>und</strong>lage einer längeren betrieblichen Lebensdauer, d. h. 18 Jahre, für Trockner <strong>und</strong> Gasturbine<br />
erstellt, dann ist <strong>der</strong> NPV für die Dampftrocknung mit Wirbelschichttrockner <strong>der</strong> niedrigste, z. B. niedrigste<br />
Kosten.<br />
Anlass für die Umsetzung<br />
Kosten- <strong>und</strong> Energieeinsparungen. Das durch die Trocknung <strong>der</strong> Schnitzel hergestellte Tierfutter kann länger<br />
gelagert werden als feuchtes Futter.<br />
Beispielanlagen<br />
Wird in sechs deutschen Zuckerfabriken eingesetzt (siehe Abschnitt 4.7.7.1.5).<br />
Referenzliteratur<br />
[65, Germany, 2002]<br />
4.7.7.1.5 Vergleich zwischen Verdampfungs-, Hochtemperatur- <strong>und</strong> Zweistufentrocknung von<br />
Zuckerrübenschnitzeln<br />
Beschreibung<br />
Es wurden drei Anlagen in Deutschland untersucht. Die erste Anlage arbeitet mit Verdampfungstrocknung <strong>und</strong><br />
Wirbelschichttrocknern (siehe Abschnitt 4.7.7.1.4). Die zweite Anlage arbeitet mit Hochtemperaturtrocknung<br />
<strong>und</strong> Trommeltrocknern (siehe Abschnitt 4.7.7.1.2). Die dritte Anlage arbeitet mit dem Zweistufenverfahren<br />
(siehe Abschnitt 4.7.7.1.3).<br />
In <strong>der</strong> ersten Anlage erfolgt Verdampfungstrocknung unter Verwendung von zwei Wirbelschichttrocknern. Das<br />
Trocknungsverfahren beginnt mit <strong>der</strong> Anlieferung <strong>der</strong> Rübenschnitzel aus <strong>der</strong> Presse. Der Dampf kommt mit 25<br />
bar aus <strong>der</strong> Kesselhausturbine <strong>der</strong> zuckerproduzierenden Anlage. Am Ende des Trocknungsverfahrens werden<br />
die mit Melasse behandelten Rübenschnitzel zum Pelletieren <strong>und</strong> zu den Dampfrückgewinnungseinheiten<br />
transportiert. Die Einrichtungen zur Behandlung <strong>der</strong> Melasse sind Teil <strong>der</strong> Trocknungsanlage.<br />
Zu Beginn werden die Wirbelschichttrockner über För<strong>der</strong>einrichtungen <strong>und</strong> Messeinrichtungen mit den aus <strong>der</strong><br />
Presse kommenden Rübenschnitzeln beschickt. Die Schnitzel passieren eine Zellenradschleuse <strong>und</strong> einen<br />
Schneckenför<strong>der</strong>er <strong>und</strong> gelangen in die erste <strong>der</strong> 16 Zellen, die um den Überhitzer angeordnet sind. Ein<br />
Ventilator, neben <strong>der</strong> Zellenradschleuse das einzige bewegliche Teil des Wirbelschichttrockners, bläst<br />
überhitzten Dampf, <strong>der</strong> von dem aus <strong>der</strong> Dampfturbine abgezogenen Dampf überhitzt wurde, durch die<br />
perforierten Bodenplatten in die Zellen. Dadurch bleiben die Schnitzel in <strong>der</strong> Schwebe <strong>und</strong> können leichter<br />
transportiert werden. Die Verdampfung <strong>der</strong> Flüssigkeit aus den Rübenschnitzeln findet in diesem<br />
Wirbelschichttrockner bei 3 bar statt. Der Sattdampf hat eine Temperatur von etwa 135 °C.<br />
Die schwereren Teilchen im unteren Bereich bewegen sich durch die offenen Wände <strong>der</strong> Zellen 1 bis 16,<br />
während die leichteren Teilchen nach oben in den konischen Teil des Wirbelschichttrockners getrieben werden<br />
<strong>und</strong> von dort über schiefe Ebenen <strong>und</strong> Führungsschienen in Zelle 16 gelangen. Um die Staubteilchen<br />
abzutrennen, wird <strong>der</strong> umlaufende Dampf mit Leitschaufeln in den oberen Teil des Wirbelschichttrockners<br />
gelenkt, <strong>der</strong> die Form eines Zyklons hat. Die Teilchen sammeln sich an <strong>der</strong> Außenwand des Zyklons <strong>und</strong><br />
werden dort mittels Ejektor in Zelle 16 transportiert. Das getrocknete Material gelangt von Zelle 16 über<br />
Schneckenför<strong>der</strong>er <strong>und</strong> Schleuse in einen Zyklon. Von dort aus passieren die getrockneten Schnitzel eine<br />
weitere Zellenradschleuse <strong>und</strong> gelangen in einen Melasseschneckenför<strong>der</strong>er, in dem die Melasse zugesetzt wird.<br />
Danach werden die Schnitzel über einen Aufbereitungsschneckenför<strong>der</strong>er zur Pelletierstation transportiert. Der<br />
aus den Trocknern abgezogene Dampf hat einen Druck von etwa 3 bar.<br />
Der Trockner ist etwa 18 m hoch, wobei <strong>der</strong> untere Teil eine Höhe von 7,1 m <strong>und</strong> <strong>der</strong> obere Teil eine Höhe von<br />
10,4 m aufweist. Das Gewicht beläuft sich auf 320 t. Abbildung 4.69 zeigt das Schema eines Wirbelschichttrockners,<br />
<strong>der</strong> für die Trocknung von Zuckerrübenschnitzeln eingesetzt wird.<br />
552 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL