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Industrieverfahren Termische Rückgewinnung

Der Organische Rankine-Kreislauf eignet sich dank seiner unverwechselbaren Eigenschaften – vor allem der erforderlichen niedrigen Temperaturen – sehr gut für die Realisierung von thermischen Verwertungssystemen, bei denen thermische Abwärme genutzt wird, die bis dahin nicht genutzt werden konnte.

Die ORC Systeme von Zuccato Energia können Energie aus den meisten Industrieverfahren zurückgewinnen, bei denen Wärme involviert ist, wie z.B:

  • Öfen und Schmelzöfen in der Metall-, Glas-, Zement- und Keramikindustrie;
  • Kessel und Dampfgeneratoren in der Papier-, chemischen und petrochemischen Industrie;
  • Öfen, Trockner, Räucherkammern, Frittiertanks der Lebensmittelindustrie und Verbrennungsanlagen in der Tierfettverwertung.

Die reduzierten Abmessungen und Größen der ORC-Systeme von Zuccato Energia eignen sich hervorragend für eine gezielte Installation an der Anlage, genau dort wo die Abwärme entsteht, ohne die teuren Eingriffe in die Hauptsysteme, die bei großen Anlagen erforderlich sind. Dies vereinfacht die Nachrüstung in bestehende Anlagen, erhöht die Zuverlässigkeit des Systems und ermöglicht eine unerreichte Rückgewinnungsleistungsgrad, da es möglich wird, das am besten geeignete ORC-Modul an jedem Wärmeverlustpunkt so einzubauen, damit die spezifische Art und Menge der Abwärme verwertet und umgewandelt wird.

 

Einblicke

Der übliche Einbau erfolgt mit der Installation von Wärmetauschern in den Rauchgaskreislauf des Systems, jedoch gibt es noch mehrere andere Möglichkeiten, unter anderem auch die Verwendung von Wasser im geschlossenen Kreislauf als Trägerflüssigkeit garantiert Effizienz, Sicherheit und Einfachheit des Systems.Die ORC Zuccato Energia Module benötigen keine Brandschutzzertifizierung (CPI), da die Trägerflüssigkeit Wasser ist und die Arbeitsflüssigkeit weder entflammbar noch explosiv ist und die Module können bei Bedarf auch gemäß ATEX-Zertifizierung hergestellt werden.

Die elektrische Schnittstelle vor Ort mit den Mittelspannungskabinen führt zu einer Vereinfachung der Anlagentechnik und ermöglicht die in den “Industry 4.0”-Beiträge vorgesehene Hyperamortisation von 250%.

Metalliundustrie

Die Eisenmetallindustrie ist wahrscheinlich nicht der erste Bereich, der im Hinblick auf die Rückgewinnung von thermischem Abfall in Betracht gezogen wird, und verfügt normalerweise bereits über Anlagen, die auf der Dampftechnologie basieren, um einen großen Teil der Abwärme zurückzugewinnen.

Die ORC-Systeme von Zuccato Energia bieten jedoch die Möglichkeit, die Rückgewinnungsleistungsgrad weiter zu erhöhen, indem die hinter diesen Anlagen noch vorhandene Restwärme bei mittlerer Temperatur abgefangen wird. Dies geschieht mithilfe des Einbaus von speziellen Wärmetauschern in den Rauchgaskreislauf von Schmelzöfen oder Knüpelaufwärmöfen an strategischen Punkten:

  • Vor dem Gewebefilter, wo die Erzeugung von Strom mit der Senkung und Stabilisierung der Temperatur am Filtereingang einhergeht.
  • Nach jedem elektrostatischen Filter kann Energie von Wärme aus sauberen Dämpfen bei hoher Temperatur zurückgewonnen werden.

Die niedrige Betriebstemperatur der ORC-Systeme von Zuccato Energia ermöglicht auch weitere Möglichkeiten, um den Energieleistungsgrad zu erhöhen durch Nutzung der bisher nicht rückgewinnbaren Restwärme bei niedriger Temperatur:

    • Die im Kühlwasserkreislauf vorhandene Wärme – diese leicht umzusetzende Rückgewinnung bietet aufgrund des geringeren Wärmeverlustes im Kühlturm dank ihrer Umwandlung in Strom sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus ökologischer Sicht einen Gewinn.
    • Die Wärme aus den Schrott-Trocknungsöfen, welche zu niedrig für große Anlagen ist, eignet sich optimal für die Umwandlung in Strom über ein ORC-Modul.

Zuccato Energia, die für die Unterstützung im Anlagenbau auf externe ESCOs zurückgreift, ist in der Lage, auch in diesem Bereich Komplettlösungen anzubieten.

Keramikindustrie

Die Keramikindustrie verbraucht und verteilt gleichzeitig eine Menge Energie.

Je nach Ofentyp gehen bis zu 20 % der in einem Ofen zugeführten Wärmeenergie mit den Rauchgasen verloren, 25 % werden als Wärmeverlust durch die Ofenwände abgeführt und massive 55 % werden bewusst abgeführt, um die Produkte am Ende des Brennprozesses zu kühlen.

Zuccato Energia kann auf mehreren Ebenen eingreifen, um diese Verschwendung zu begrenzen.

  • Durch den Einbau von speziellen Wärmetauschern im heißesten Teil der Kühlphasen des Ofens ist es- dank einer Partnerschaft mit dem Inhaber eines speziellen Patentrechts – ist
  • möglich, bis zu 45% der von den Brennern erzeugten Wärme zurückzugewinnen;
  • Durch das Anbringen eines Wärmetauschers in der Rauchgasleitung vor dem Gewebefilter wird die Absenkung und Stabilisierung der Temperatur am Filtereintritt mit der Erzeugung von Strom gekoppelt;
  • Durch die Montage eines Wärmetauschers in der Rauchgasleitung hinter jeden elektrostatischen Filter ist es möglich, Wärme aus sauberen Rauchgasen bei hoher Temperatur zurückzugewinnen und so einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen.

Von einem normalen 4000 kWt Kachelofen, der 7600 kg/h Kacheln produziert, kann genügend Wärme für den Betrieb eines 175kWE Zuccato Energia ORC-Moduls von Zuccato Energia zurückgewonnen werden. Mit welcher mehr als 1GW pro Jahr in das Netz eingespeist werden kann, was eine schnelle Abschreibung der Investition ermöglicht.

Papierindustrie

Die Systeme von Zuccato Energia stellen auch eine ausgezeichnete Lösung zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Anlagen in der Papierindustrie dar.

Die niedrige Betriebstemperatur, die die Module von Zuccato Energia kennzeichnet, ermöglicht es schließlich, die großen Mengen an Restwärme zu nutzen, die in diesem Industriezweig zur Verfügung stehen und die bisher aufgrund ihrer niedrigen Temperatur nicht nutzbar war.

Ein Beispiel für solche nutzbaren Restwärmequellen sind z.B. die so genannten Rauchgase aus dem Papiertrocknungsprozess, ein Gemisch aus Luft und Wasserdampf, das normalerweise bereits zur Auswurf in der Atmosphäre gesammelt wird und in dessen Kreislauf ein Rauch-Wasser-Wärmetauscher relativ einfach eingesetzt werden kann mit dem Ziel, die Restwärme vor dem Austritt in die Atmosphäre zu entziehen.

Zuccato Energia, die für die Unterstützung im Anlagenbau auf externe ESCOs zurückgreift, ist in der Lage, auch in diesem Bereich Komplettlösungen anzubieten.

Glasindustrie

Die Glasindustrie hat mit der Keramikindustrie die Nutzung und Verteilung großer Wärmemengen gemeinsam.

Die Systeme von Zuccato Energia sind in der Lage, durch Rückgewinnung dieser Abwärme und deren Nutzung zur Stromerzeugung die Gesamtwirkungsgrad des Prozesses zu erhöhen und zu erheblichen Einsparungen beizutragen.

  • In der Hohlglasindustrie (Flaschen, Gläser usw.) ist es möglich, an verschiedenen Stellen in den Prozess einzugreifen:
    • Wärmerückgewinnung aus den Dämpfen vor dem Gewebefilter, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass die Temperatur des Gewebefilters reduziert und stabilisiert wird;
    • Wärmerückgewinnung nach dem elektrostatischen Filter, wo es möglich ist, eine Rückgewinnung von sauberen Dämpfen bei hoher Temperatur durchzuführen.
  • In der Flachglasindustrie ist es möglich, Wärme aus den sauberen Heißluftströmungen, die aus den Temperaturstabilisierungsverfahren kommen, zurückzugewinnen.

 

Zuccato Energia, die für die Unterstützung im Anlagenbau auf externe ESCOs zurückgreift, ist in der Lage, auch in diesem Bereich Komplettlösungen anzubieten.

Erdöl- und Chemieindustrie

Auch in der chemischen Industrie gibt es zahlreiche Prozesse mit Kühlphasen, deren Wärme vorteilhaft aus einem oder mehreren Zuccato Energia ORC-Modulen zurückgewonnen werden kann. Auf Wunsch können diese auch in einer ATEX-zertifizierten Version für den Einsatz in gefährlichen Umgebungen hergestellt werden.

Einige Beispiele:

  • Kohlenwasserstoff-Cracken: bei diesem Verfahren wird Ethylen bei einer Temperatur von 850 °C verwendet, dieses wird dann schnell auf 400 °C abgekühlt, um die Reaktion zu stoppen. Dieser Temperatursprung kann zur Erzeugung von Dampf oder überhitztem Wasser verwendet werden, um z.B. ein ORC-Wärmerückgewinnungssystem anzutreiben;
  • Reformieren: am Ausgang des letzten Reaktors wird der Flüssigkeitsstrom gekühlt und in einen Abscheider unter Druck geführt. Diese Kühlung und die Rauchgase aus den Reaktorheizkammern können zur Erzeugung von heißem oder überhitztem Wasser genutzt werden;
  • Ammonoxidation: industrielles Oxidationsverfahren, bei dem ein gasförmiges Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff, Ammoniak und Sauerstoff zu einem Nitril reagiert. Die Reaktion erfordert einen Druck etwas oberhalb des atmosphärischen Drucks und Temperaturen um 500 °C.

Zuccato Energia, die für die Unterstützung im Anlagenbau auf externe ESCOs zurückgreift, ist in der Lage, auch in diesem Bereich Komplettlösungen anzubieten.

Lebensmittelindustrie

Die Lebensmittelindustrie nutzt große Wärmemengen, aber die Temperatur der Abwärme ist für konventionelle Großdampfanlagen nicht immer ausreichend.

Hier kommt Zuccato Energia ins Spiel, deren Systeme in der Lage sind, Wärme bei Temperaturen zurückzugewinnen, die niedriger sind als die von kochendem Wasser. Außerdem verfügen wir über eine Reihe von verschiedenen Dimensionen der Anlage, die an die Bedürfnisse auch von Unternehmen geringerer Größe angepasst werden können.

Dies eröffnet eine breite Palette von Verwertungsmöglichkeiten an mehreren Punkten der Lebensmittelherstellungskette, von Öfen bis zu Räucherkammern und von Trocknern bis zu Frittiertanks.

Die geringen Abmessungen der ORC-Module von Zuccato Energia ermöglichen den Einbau in der Nähe des Abwärmeerzeugungspunktes und somit eine maximale Effizienz der Wärmerückgewinnung zu erreichen. Mit den fortschrittlichen technischen Merkmalen ist es uns möglich kundenorientierte Lösungen für praktisch jeden Bedarf des Sektors zu finden.

Zuccato Energia, die für die Unterstützung im Anlagenbau auf externe ESCOs zurückgreift, ist in der Lage, auch in diesem Bereich Komplettlösungen anzubieten.

Produkte

ULH Reihe

Niedrige Temperatur für die Wärmerückgewinnung

  • Niedertemperatur-Wärmequellen
  • Wärmerückgewinnung aus Motoren und Industrieverfahren
Entdecken Sie die Merkmale

LT Reihe

Primärerzeugung von Strom in kleinem Maßstab

  • Primärerzeugung von Strom in kleinem Maßstab (z.B. Biomassekessel)
  • Wärmerückgewinnung aus Öfen und Industrieverfahren
Entdecken Sie die Merkmale