Der Artikel kompakt zusammengefasst
- Die industrielle Abluftreinigung befindet sich im Wandel. Steigende Energiekosten und Anforderungen an Emissionsschutz erfordern integrierte Systemkonzepte statt isolierten Lösungen.
- Integrierte Systemkonzepte betrachten den zu behandelnden Stoffstrom zusätzlich als Energiequelle und / oder als Option für zusätzliche Prozesse, beispielsweise eine Verdunstungskühlung.
Airtec Mueku GmbH
Energiekosten, Umweltauflagen und Nachhaltigkeitsdruck gehören zu den Herausforderungen vieler industrieller Unternehmen. Dabei liegen in der Abluft(reinigung) ihrer Produktionsprozesse oft bedeutende Potenziale, um den genannten Anforderungen begegnen zu können: mit ganzheitlichen Konzepten, die Emissionsminderung, Energieeffizienz und Wärmerückgewinnung systematisch kombinieren.
Industrielle Produktionsprozesse erzeugen in vielen Fällen erhebliche Mengen an Abluft – und damit auch große Energieströme, die häufig noch weitgehend ungenutzt bleiben. Da auch regelmäßig Emissionsgrenzwerte verschärft werden, stehen Unternehmen ohnehin vor der Aufgabe, ihre Abluftbehandlung neu zu denken. In diesem Kontext ist es sinnvoll, die Abluft als Ressourcenquelle zu verstehen und statt isolierten Einzelmaßnahmen integrierte Gesamtsysteme zu konzipieren.
„In vielen Betrieben wird warme oder sogar heiße Abluft noch immer als reines ‚Abfallprodukt‘ betrachtet. Dabei steckt darin ein enormes energetisches Potenzial“, erklärt Patric Hering, Geschäftsleitung Airtec Mueku, Anbieter ganzheitlicher Abluftreinigungs- und Emissionsminderungssysteme für industrielle Anwendungen. „Wer diese Potenziale systematisch erschließt, kann neben der notwendigen Verringerung der Emissionen auch einen wesentlichen Beitrag zur Senkung seiner Energiekosten generieren.“
Grenzen klassischer Abluftsysteme
Airtec Mueku GmbH
Sehr häufig ist selbst im jüngeren Anlagenbestand folgende Ist-Situation typisch: Die vorhandenen Abluftanlagen sind „historisch“ gewachsen und als Einzelanwendung geplant und gebaut worden. Hering: „In der Praxis existieren dann mit den heutigen Energiepreisen erhebliche Ineffizienzen: Warme Hallenluft wird über die Prozessabluft abgeführt, während parallel große Energiemengen aufgewendet werden, um Frischluft aufzuheizen. Bei fehlender Verzahnung von Abluft-, Zuluft- und Prozessluftsystemen sind die Betriebskosten unnötig hoch. Das Einsparpotenzial wird zumeist unterschätzt, sodass keine Initiative ergriffen wird.“
Eine moderne Abluftreinigung muss deshalb über die reine Emissionsminderung hinausgehen. Standardisierte Lösungen stoßen aber schnell an Grenzen. Hering: „In der Praxis sehen wir, dass jede Kundenanwendung spezifische Anforderungen hinsichtlich Luftmengen, Schadstoffzusammensetzung und Energiebedarf stellt. In der Konsequenz ist eine individuelle Auslegung erforderlich, die in einem ganzheitlichen Ansatz sämtliche Stoff- und Energieflüsse innerhalb einer Anlage bzw. der Produktionsumgebung berücksichtigt und intelligent miteinander verknüpft.“
Im Mittelpunkt steht der zu behandelnde Stoffstrom, der zusätzlich als Energiequelle und / oder -senke erschlossen wird. Durch die Integration von Wärmerückgewinnung, Prozesskühlung und Luftführung entsteht ein vernetztes Gesamtsystem mit geringerem Energieeinsatz bzw. mit geringeren Energiekosten.
Technologien im Zusammenspiel
Um diese Anforderungen umzusetzen, kommen heute etwa folgende Verfahren zum Einsatz, die gezielt miteinander kombiniert werden:
- Abluftwäscher, Filter- und Adsorptionssysteme übernehmen die Vor- oder Nachbehandlung und ermöglichen eine anwendungsspezifische Anpassung der Reinigung.
- Wärmerückgewinnung nutzt die in der Abluft enthaltene Energie, um beispielsweise Zuluft zu beheizen oder Prozesse thermisch zu unterstützen.
Hering: „Mit Wärmerückgewinnung lassen sich in vielen Anwendungen große Teile der vorher eingesetzten Energie wieder nutzbar machen. Ergänzend dazu lassen sich über eine Verdunstungskühlung Prozesse energieeffizient kühlen, während gleichzeitig Energie in den Abluftstrom verlagert und anschließend wieder verfügbar gemacht werden kann. Aus der anwendungsspezifischen Kombination der genannten Technologien entsteht dann ein modular aufgebautes Gesamtsystem, das mehrere Funktionen integral erfüllt: Reinigung, Heizung, Kühlung und Energierückgewinnung.“
Ein typischer Aufbau umfasst also von der Vorreinigung über die eigentliche Emissionsbehandlung bis hin zur nachgeschalteten Wärmerückgewinnung mehrere Stufen. Ergänzt wird dies häufig durch die Einbindung weiterer Energieströme, etwa aus anderen Prozessen oder -prozessstufen bzw. Nebenaggregaten. „Der größte Hebel liegt aber nicht in der Einzeltechnologie, sondern im Zusammenspiel der verwendeten Komponenten in dem projektspezifischen Konzept“, betont Hering. „Integrierte Systeme ermöglichen nicht nur eine höhere Energieeffizienz, sondern bieten auch eine deutlich bessere Anpassung an individuelle Gegebenheiten und Betriebsabläufe.“
Praxisbeispiel: Energiekreislauf in der Galvanotechnik
Welche Potenziale erschlossen werden können, zeigt sich insbesondere in energieintensiven Branchen wie der Galvanotechnik. Hier lassen sich durch die Kombination von Wärmerückgewinnung und Verdunstungskühlung geschlossene Energiekreisläufe realisieren.
Die bei den Prozessen entstehende Abwärme wird über die Abluft erfasst, zurückgewonnen und zur Beheizung der Zuluft genutzt. Gleichzeitig erfolgt die Kühlung von Elektrolyten über Verdunstungseffekte, wodurch der Strombedarf für eine klassische Kompressionskälteerzeugung verringert oder sogar ersetzt werden kann. So wird „Abfallenergie“ gezielt in den Prozess zurückgeführt und im Bestfall lassen sich Energiekreisläufe schließen und die Betriebskosten deutlich senken. Neben dem Energieverbrauch kann darauf auch eine geringere Lastspitze einzahlen.
Erfahrene Systemanbieter als Partner
Airtec Mueku GmbH
Wie in vielen anderen Branchen hängt der Erfolg der Umsetzung ganzheitlicher Konzepte auch von der Erfahrung der Realisierungspartner ab. Was konzeptionell sinnvoll und plausibel erscheint, ist nicht automatisch auch praxistauglich. Zumeist ist es aber umgedreht: Mit der Erfahrung vieler Projekte lassen sich Möglichkeiten und auch „Fettnäpfchen“ im Hauptprozess und in der Peripherie schneller erkennen und beurteilen und ein für die konkrete Anwendung optimales Konzept entwickeln. Hier setzen spezialisierte Komplettanbieter wie Airtec Mueku mit der Entwicklung sowohl technisch als auch wirtschaftlich optimaler Lösungen, die auch weitere Aufwendungen in der Betriebsphase und die Verfügbarkeit der Anlage berücksichtigen, an.
Ein weiterer entscheidender Faktor für die Systemimplementierung ist eine durchgängige Projektbegleitung. Airtec Mueku kann hier die gesamte Wertschöpfungskette von der Analyse bestehender Anlagen über Engineering und Fertigung bis hin zur Inbetriebnahme abdecken und verantworten.
Die eingangs beschriebene typische Ist-Situation vor einem Projekt zeigt, dass die Inbetriebnahme nur ein Meilenstein ist. Es schließen sich Wartung, Optimierungen, Anpassungen an sich verändernde Rahmenbedingungen sowie Retrofit-Lösungen an. So wird sichergestellt, dass die Anlagen dauerhaft effizient, zuverlässig und konform zu Auflagen betrieben werden können. „Die eigentliche Effizienz zeigt sich erst im laufenden Betrieb. Deshalb ist eine langfristige Begleitung nach der Installation unumgänglich“, erklärt Hering.
Wirtschaftliche und ökologische Vorteile
Die Vorteile integrierter Abluftkonzepte lassen sich vor allem anhand folgender Aspekte messbar machen:
- deutliche Einsparungen bei der Heizenergie
- verringerter Strombedarf für Kühlprozesse
- steigende Energiepreise wirken sich weniger aus
- geringere Betriebskosten insgesamt
- sichere Einhaltung gesetzlicher Vorgaben
Gleichzeitig leisten die Systeme einen wichtigen Beitrag zur Reduktion von CO2-Emissionen und zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen. Hering: „Unternehmen, die diesen ganzheitlichen Ansatz verfolgen, stärken auch ihre Zukunftsfähigkeit und Wettbewerbsstärke.“ Patrick Schulze, Journalist für Wordfinder
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