Abwärmenutzung bei der HCl-Verbrennungsanlage
Die CABB Group stellt am Standort Gersthofen das chemische Vor- und Zwischenprodukt Monochloressigsäure (MCE) für die Pharma-, Lebensmittel-, Agrar- und Kosmetikindustrie her. Im Rahmen des Energiemanagements werden seit Jahren systematisch Maßnahmen zur Effizienzsteigerung entwickelt.
| Methode: | Abwärmenutzung bei der HCl-Verbrennungsanlage zur Dampferzeugung, Pinch-Analyse, Abhitze-Verdampfer |
| Branchentyp: | Chemieindustrie |
| Standort: | Bayern |
| Unternehmen: | CABB GmbH |
| Verfahren: | Abgasreinigung, thermische Nachverbrennung |
Ausgangszustand
In der HCl-Verbrennungsanlage des CABB-Produktionswerkes in Gersthofen wird das bei den Produktionsprozessen anfallende chlorwasserstoffhaltige Abgas (HCl-Abgas) von enthaltener Organik (z. B. Essigsäure) befreit und anschließend flüssige Salzsäure aus dem Abgas zurückgewonnen. Das HCl-Abgas tritt dabei nach Aufbereitung in den beiden Brennkammern mit rund 1.100 °C in einen nachgeschalteten Abhitzekessel (AHK) ein. Hier erfolgt bereits eine Wärmerückgewinnung zur Erzeugung von Dampf auf einem Druckniveau von 20 bar. Anschließend verlässt das HCl-Abgas den AHK je nach dessen Verschmutzungsgrad mit einer Temperatur zwischen ca. 250 – 350 °C und tritt in eine Quenche1 ein. Im Jahr 2020 wurde im CABB-Produktionswerk in Gersthofen eine Pinch-Analyse mit dem Ziel erstellt, vorhandene Abwärmequellen und passende Wärmesenken betriebsübergreifend zu identifizieren. Für die Nutzung der Abwärme des HCl-Abgases kamen verschiedene Möglichkeiten in Frage. Als technisch und wirtschaftlich beste Lösung erwies sich, die Abgaswärme zur Deckung des Energiebedarfs der HCl-Verbrennung zu nutzen.
| Angaben zum Projekt | ||
| Energieeffizienz | Senkung des Energieverbrauchs | 2,9 GWh/a Dampf[1] 280 MWh/a Strom |
| Prozentuale Energieeinsparung | 7 % bezogen auf den Dampfbedarf des Standorts | |
| Klimaschutz | CO2-Einsparung | 750 Tonnen CO2e / Jahr[2] |
| Wirtschaftlichkeit | Investitionen | 500.000 Euro mit Förderung |
| Amortisationszeit | 3,5 Jahre unter Berücksichtigung der Förderung | |
| Förderung | Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz (EEW): Modul 5, Förderwettbewerb | |
[1]Der Dampf wird nicht in Gas umgerechnet, da es sich um fremdbezogenen Dampf vom Standortversorger handelt, welcher vorrangig über die Verbrennung von Ersatzbrennstoff erzeugt wird (nur bei Revision des EBS-Kraftwerks erfolgt Dampferzeugung mittels Erdgases)
[2]Emissionsfaktor wird vom Versorger mit 0,15 t CO2/t Dampf ausgewiesen. Stromversorger weist Stromkennzeichnung mit 639 g CO2/kWh Strom aus
Maßnahmen
Um die Abwärme des HCl-Abgases nutzen zu können, wurde ein Abhitze-Dampferzeuger konstruiert und eingebaut. Aufgrund der hohen Aggressivität der Abgase wurde dazu ein Rohrbündelwärmeübertrager aus Inconel Stahl (Nickel-Chrom-Molybdän-Niob-Legierung) durch ein spezialisiertes Unternehmen für Anlagenbau und Apparatebau (Schrader Apparatebau) als Sonderbau gefertigt.
Der Abhitze-Verdampfer verfügt über eine Leistung von 360 kW und wird zur Dampferzeugung auf einem Druckniveau von 3 bar genutzt. Der Dampf wird für den Eigenbedarf der Anlage (Speisewassertemperierung, Brennkammerkühlung etc.) genutzt. Gleichzeitig reduziert die Senkung der Abgastemperatur den Kühlbedarf über Kühltürme und verringert dadurch auch den Stromverbrauch um 280 MWh/a. In den Sommermonaten kann auf einen zusätzlichen Einsatz von ca. 200.000 m³/a Flusswasser zur Kühlung der Quenche verzichtet werden.
Der Einbau des Abhitze-Verdampfers wurde im Jahr 2024 abgeschlossen. Mithilfe eines Dampfzählers wird die zusätzliche Dampferzeugung des Abhitze-Dampferzeugers gemessen. Die Stromeinsparung an den Kühltürmen kann über vorhandene Stromzähler und einen Vorher-/Nachher-Vergleich ermittelt werden.
