Heraeus Precious Metals
Datengestützte Optimierung der thermischen Vorbehandlung im Edelmetallrecycling
Heraeus Precious Metals führt Edelmetallrecycling durch und möchte seinen Energieverbrauch bis 2025 um 20 Prozent im Vergleich zu 2019 senken. Am Standort Hanau wurde im Jahr 2023 der Prozess der energieintensiven thermischen Vorbehandlung (9 Stunden bei 500 °C) von edelmetallhaltigen Abfällen optimiert.
Projektbeschreibung
Für die Umsetzung dieses Optimierungsvorhabens wurde der erdgasgefeuerte Kammerofen mit dem höchsten Materialdurchsatz ausgewählt. Da die Zusammensetzung der Abfälle beim Edelmetallrecycling immer unterschiedlich ist, gibt es keine allgemeingültige Ofenlaufzeit. Um sicherzustellen, dass die kohlenstoffhaltigen Bestandteile hinreichend zersetzt sind, waren die Brennzeiten in der Regel länger als erforderlich.
Das Projektteam erstellte anhand historischer Daten einen digitalen Zwilling des Ofens, der alle wichtigen Prozessparameter wie Sauerstoffzufuhr oder zugeführtes Materialgewicht berücksichtigte. Zu diesem Zweck wurden sowohl bestehende Sensoren genutzt als auch neue in den Ofen eingebaut. Auf Basis historischer und neu gewonnener Daten wurden mehr als 20 Hypothesen über potenzielle Einflussfaktoren auf Verbrennungszeit und Gasverbrauch überprüft. Auf Grundlage der wichtigsten drei Parameter (Temperatur, Erdgasverbrauch und Drehzahl des Abluftventilators) entwickelte das Team einen vollautomatischen, datengesteuerten Entscheidungsalgorithmus zur Bestimmung des Verbrennungsprozessendes.
So wurde eine Verkürzung der durchschnittlichen Verbrennungszeit pro Charge von neun auf durchschnittlich sieben Stunden erreicht. Im Pilotofen führte dies zu einer jährlichen Einsparung von mehr als 1 GWh Energie und 213 t CO2e. Die Verkürzung der Prozesszeiten führt dazu, dass auch weniger Strom benötigt wird, wie zum Beispiel zur Beleuchtung. Das Prinzip soll auf weitere Öfen an anderen Standorten übertragen werden. Es wird eine Senkung von weiteren 400 t CO2e pro Jahr erwartet.
| Angaben zum Unternehmen | |
| Unternehmensname | Heraeus Precious Metals |
| Land/Bundesland | Deutschland / Hessen |
| Branche | Chemie / Edelmetall |
| Bewertungskriterien zum Projekt | ||
| Energieeffizienz | Senkung des Erdgasverbrauchs[1] Senkung des Stromverbrauchs[2] | 1.044 MWh / Jahr 14 MWh / Jahr |
| Prozentuale Energieeinsparung | 25 % (Prozess) | |
| Klimaschutz | CO2-Einsparung[3] | 213 t CO2e / Jahr |
| Wirtschaftlichkeit | Investitionen | 10.000 Euro |
| Amortisationszeit | 0 – 2 Jahre[4] | |
| Förderprogramme | Keine Angaben | |
| Übertragbarkeit | Es ist vorgesehen, das Verfahrensprinzip auf weitere Öfen an anderen Standorten der Heraeus Precious Metals zu übertragen. Konkret geplant ist das für den Standort Santa Fe Springs in den USA. Prinzipiell ist die Verkürzung der Brennzeiten auch bei der thermischen Behandlung von edelmetallhaltigen Abfällen in anderen Betrieben möglich. Der Einsatz eines digitalen Zwillings und die Sensoren lassen sich gut auf größere Betriebe übertragen. | |
[1] Die Erdgasersparnis beruht auf Messdaten für September 2023 bis Juni 2024 und wurde auf ein Jahr hochgerechnet.
[2] Die Stromersparnis wurde konservativ abgeschätzt.
[3] Der Anteil an Strom, für den Grünstromzertifikate vorliegen, wurde für die CO2-Berechnung nicht berücksichtigt.
[4] Berechnet man die Amortisationszeit nur mithilfe der Investition, liegt diese unter einem Jahr; bei Berücksichtigung des Arbeitszeitaufwands beträgt diese unter 2 Jahren.
