de - Beste verfügbare Techniken (BVT) - Umweltbundesamt
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Kapitel 4 4.2.5 Wasserfreie Vakuumerzeugung Beschreibung Wasserfreie Vakuumerzeugung wird durch den Einsatz mechanischer Pumpensysteme mit geschlossenen Kreisläufen oder trockenverdichtenden Pumpen erzielt. Zum Beispiel können Drehschieber-Vakuumpumpen (mit oder ohne Ölschmierung) eingesetzt werden, um die Kontamination von Wasser mit den geförderten Substanzen zu verhindern (Abbildung 4.10). Dabei werden die Dämpfe bei reduziertem Druck durch einen Vorkondensator in eine Wälzkolbenpumpe gesaugt und von dort mittels zweier parallel angeordneter Drehschieber-Vakuumpumpen durch weitere Kondensatoren in die Abgasbehandlungsanlage (thermische Nachverbrennung) weitergeleitet. Die Pumpen benötigen Wasserkühlung. Prozess- Abgas Kondensator Wälzkolbenpumpe Kondensator Sammeltank für Kondensat Drehschieberpumpen Kondensator Abbildung 4.10: Beispiel für eine Vakuumerzeugung ohne Kontamination von Wasser Erzielte Umweltvorteile Vermeidung der Kontamination von Wasser bei der Vakuumerzeugung. Medienübergreifende Effekte Wahrscheinlich keine. Betriebsdaten Es liegen keine Informationen vor. Anwendbarkeit Breite Anwendbarkeit. Abgasbehandlung 132 Dezember 2005 OFC_BREF
Kapitel 4 Vorraussetzung ist, dass das Auskondensieren der Gase in der Pumpe verhindert werden kann, z. B. durch eine hohe Temperatur des Gases am Auslass. Trockenverdichtende Pumpen können insbesondere dann nicht verwendet werden, wenn der Gasstrom in relativ großen Mengen kondensierbare Substanzen (z. B. Wasserdampf), Staub, polymerisierende Substanzen oder Substanzen, die Ablagerungen bilden, enthält [62, D1 comments, 2004]. Trockenverdichtende Pumpen sind nur beschränkt einsetzbar, wenn der Gasstrom korrosive Substanzen enthält [99, D2 comments, 2005]. Wird Ölschmierung verwendet, können die geförderten Dämpfe die Ölschmierung bei Drehschieber-Vakuumpumpen beeinträchtigen [62, D1 comments, 2004]. Die Anwendung von trockenverdichtenden Pumpen ist für gewöhnlich auf die Temperaturklassen Ex T3 beschränkt und ein Einsatz für Anwendungen unter Ex T4- Bedingungen ist ausgeschlossen (*010A,B,D,I,X*). Wegen der hohen Zuverlässigkeit im Betrieb, dem niedrigen Wartungsaufwand und den niedrigen Kosten sind Wasserstrahl- und Dampfstrahlvakuumpumpen universell einsetzbar [62, D1 comments, 2004]. Bei der Herstellung von pharmazeutischen Wirksubstanzen kann die Wiederverwendbarkeit von Lösemitteln wegen Bedenken hinsichtlich Verunreinigungen oder Kreuzkontamination eingeschränkt sein [62, D1 comments, 2004]. Aus Sicherheitsgründen kann bei der Herstellung von Sprengstoffen die Rückgewinnung von Lösemitteln Einschränkungen unterliegen [99, D2 comments, 2005]. Wirtschaftliche Aspekte Die Investition für eine trockenverdichtende Pumpe ist viel höher als für eine Wasserringpumpe, aber die Kosten können über einen längeren Zeitraum hinweg aufgrund der Kosten für die Behandlung der Ringflüssigkeit ausgeglichen werden. *113I,X* liefert ein Beispiel für den Austausch von drei Wasserringpumpen gegen zwei neue trockenverdichtende Vakuumpumpen in einer Anlage. Tabelle 4.12 vergleicht die Betriebskosten der alten und der neuen Anlage. Die Investition für die neue Vakuumerzeugung einschließlich Sicherheitseinrichtungen und Installation betrugen netto EUR 89500 (175000 DEM) (1999). Die Amortisationszeit betrug dementsprechend ein Jahr. Menge/Jahr Kosten in EUR/Jahr Alte Anlage mit Wasserringpumpen: Energiebedarf 27 kW × 8000 h 216000 kWh 13250 Wasserverbauch (EUR 1,12/m 3 ) 2,8 m 3 /h × 8000 h 22400 m 3 25100 Anfallendes Abwasser (EUR 3,07/m 3 2,8 m ) 3 /h × 8000 h 22400 m (CSB: 1200 mg/l) 3 68770 Gesamt 107120 Neue Anlage mit trockenverdichtenden Pumpen (kein Abwasser): Energiebedarf 35 kW × 8000 h 280000 kWh 17180 Gesamt 17180 Einsparung von Betriebskosten 89940 Tabelle 4.12: Vergleich der Betriebskosten zweier Anlagen zur Vakuumerzeugung Für die Umrechnung von DEM in EUR wurde der Faktor 1 EUR = 1,95583 DEM benutzt Anlass für die Umsetzung Reduktion der Abwasserbelastung, wirtschaftliche Aspekte. Referenzliteratur und Beispielanlagen [9, Christ, 1999], [106, Koppke, 2000], *010A,B,D,I,X* OFC_BREF Dezember 2005 133
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Kapitel 4<br />
4.2.5 Wasserfreie Vakuumerzeugung<br />
Beschreibung<br />
Wasserfreie Vakuumerzeugung wird durch <strong>de</strong>n Einsatz mechanischer Pumpensysteme mit<br />
geschlossenen Kreisläufen o<strong>de</strong>r trockenverdichten<strong>de</strong>n Pumpen erzielt.<br />
Zum Beispiel können Drehschieber-Vakuumpumpen (mit o<strong>de</strong>r ohne Ölschmierung) eingesetzt<br />
wer<strong>de</strong>n, um die Kontamination von Wasser mit <strong>de</strong>n geför<strong>de</strong>rten Substanzen zu verhin<strong>de</strong>rn<br />
(Abbildung 4.10). Dabei wer<strong>de</strong>n die Dämpfe bei reduziertem Druck durch einen<br />
Vorkon<strong>de</strong>nsator in eine Wälzkolbenpumpe gesaugt und von dort mittels zweier parallel<br />
angeordneter Drehschieber-Vakuumpumpen durch weitere Kon<strong>de</strong>nsatoren in die<br />
Abgasbehandlungsanlage (thermische Nachverbrennung) weitergeleitet. Die Pumpen benötigen<br />
Wasserkühlung.<br />
Prozess-<br />
Abgas<br />
Kon<strong>de</strong>nsator<br />
Wälzkolbenpumpe<br />
Kon<strong>de</strong>nsator<br />
Sammeltank<br />
für Kon<strong>de</strong>nsat<br />
Drehschieberpumpen<br />
Kon<strong>de</strong>nsator<br />
Abbildung 4.10: Beispiel für eine Vakuumerzeugung ohne Kontamination von Wasser<br />
Erzielte Umweltvorteile<br />
Vermeidung <strong>de</strong>r Kontamination von Wasser bei <strong>de</strong>r Vakuumerzeugung.<br />
Medienübergreifen<strong>de</strong> Effekte<br />
Wahrscheinlich keine.<br />
Betriebsdaten<br />
Es liegen keine Informationen vor.<br />
Anwendbarkeit<br />
Breite Anwendbarkeit.<br />
Abgasbehandlung<br />
132 Dezember 2005 OFC_BREF