Elektrisches Heizsystem von Denios

(Bild: Denios)

  • Die elektrische Erzeugung von Prozesswärme spielt eine entscheidende Rolle bei der Transformation der chemischen Industrie.
  • Während die Transformation hauptsächlich auf Hochtemperaturprozesse (über 1.000 °C) fokussiert ist, können vor allem Lösungen für niedrigere Temperaturen (bis 150 °C) rasch zur Dekarbonisierung beitragen.
  • Bei der Anschaffung elektrischer Heizsysteme sind je nach Anwendung verschiedene Auswahlkriterien zu berücksichtigen, welche die Prozesseffizienz und die Gesamtbetriebskosten erheblich beeinflussen können.

In vielen chemischen Verfahren werden Prozesstemperaturen bis 150 °C benötigt. Elektrische Lösungen für solche Temperaturen oder kleinere Produktionskapazitäten sind bereits auf dem Markt verfügbar. Unter bestimmten Bedingungen können dafür sogar Fördermittel beantragt werden, zum Beispiel im Rahmen der „Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft“.

Vor dem Kauf elektrischer Heizsysteme sollten jedoch neben den Anschaffungskosten auch andere Auswahlkriterien je nach individuellem Bedarf berücksichtigt werden. Diese können die Prozesseffizienz und die Gesamtbetriebskosten erheblich beeinflussen. Besonders bei thermischen Prozessen ist die Betrachtung der Gesamtbetriebskosten entscheidend, da neben der Anfangsinvestition vor allem die Energiekosten über die Lebensdauer des Produkts eine entscheidende Rolle spielen.

 

Heterogene Prozesse erfordern spezifische Lösungen

Elektrisch betriebene Lösungen für niedrige Prozesstemperaturen finden in einer Vielzahl von chemischen Prozessen Anwendung – entsprechend groß ist auch die Produktauswahl. Diese Vielfalt erfordert neben der gründlichen Analyse der Anforderungen eine sorgfältige Bewertung der verfügbaren Optionen, um die geeignete Lösung zu finden.

Vor der Kaufentscheidung für ein elektrisches Heizsystem sollten im Rahmen eines Beratungsgesprächs die Auswahlkriterien individuell bewertet werden, um die bestmögliche Lösung für die spezifischen Anforderungen des chemischen Prozesses zu finden. Lösungsanbieter mit einem breiten Produktportfolio und eigener Herstellung, können in der Regel ganzheitlicher beraten. Wenn sie auf das Feedback und die Anforderungen der Anwender eingehen, können sie zudem ihre Produkte und Dienstleistungen kontinuierlich verbessern und neue Lösungen entwickeln, um den sich wandelnden Bedürfnissen des Marktes gerecht zu werden.

Elektrisches Heizsystem von Denios
Die neuen kleinen Wärmekammern werden auf der Achema erstmals vorgestellt. (Bild: Denios)

Effizienz und Produktivität

Die gewählte Lösung sollte den benötigten Temperaturbereich abdecken, der für den spezifischen chemischen Prozess erforderlich ist und die erforderliche Wärmeenergie effektiv und effizient bereitstellen. Eine effektive Heizlösung ist in der Lage, die gewünschte Prozesstemperatur schnell und zuverlässig zu erreichen und aufrechtzuerhalten, selbst unter schwankenden Bedingungen. Die Energieeffizienz ist entscheidend, um den Energieverbrauch und die Betriebskosten möglichst gering zu halten.

Die Erwärmungsdauer ist besonders relevant, wenn es um zeitkritische Prozesse oder um Anwendungen mit häufigem Gebindewechsel geht. Ein schnelles Erreichen der Betriebstemperatur kann die Effizienz des gesamten Produktionsablaufs verbessern und die Gesamtleistung der Anlage optimieren.


Art und Anzahl der Gebinde

Informationen über die Art der Behälter, die in dem Prozess verwendet werden, einschließlich Material (zum Beispiel Stahl oder Kunststoff) und Größe (das heißt Volumen und Abmessungen) sowie Anzahl der Gebinde, die gleichzeitig beheizt werden müssen, sind entscheidend für die Auswahl des geeigneten Heizsystems. Denn sie können die erforderliche Heizleistung, die Dimensionierung und andere Aspekte der Lösung beeinflussen. Eine geringere Wärmeleitfähigkeit oder eine größere Menge an Gebinden erfordert möglicherweise eine höhere Heizleistung oder eine effektivere Wärmeübertragung, um alle Gebinde gleichmäßig zu erwärmen. Bei schwankenden Produktionskapazitäten sollte die Lösung skalierbar sein und sich an verschiedene Produktionskapazitäten anpassen lassen.

10. Engineering Summit

Engineering Summit
(Bild: CHEMIE TECHNIK)

Bereits zum zehnten Mal veranstalten die VDMA Arbeitsgemeinschaft Großanlagenbau und Hüthig Medien / CHEMIE TECHNIK den Engineering Summit. Vom 1. bis 2. Oktober 2024 treffen sich auf der branchenübergreifenden Kommunikationsplattform Führungskräfte aus allen Segmenten des Anlagenbaus sowie Betreiber und Zulieferer. Dort werden strategische Fragestellungen, Herausforderungen und Chancen des Anlagenbaus thematisiert. In diesem Jahr stehen die Aspekte Agilität in volatilen Zeiten, Verbesserung der Wirtschaftlichkeit, Produktivität und Nachwuchsgewinnung auf dem Programm. Nähere Informationen unter www.engineering-summit.de

Präzision und Regelbarkeit

Eine präzise Temperaturregelung ist in vielen chemischen Anwendungen entscheidend, insbesondere wenn spezifische Prozessbedingungen oder Materialanforderungen berücksichtigt werden müssen. Viele chemische Prozesse erfordern eine genaue Kontrolle der Prozesstemperatur, um die gewünschte Produktqualität und -konsistenz sicherzustellen. Selbst geringfügige Abweichungen von der optimalen Temperatur können zu unerwünschten Produktvariationen führen.

Durch eine präzise Temperaturregelung lässt sich zudem der Energieverbrauch optimieren, indem nur so viel Energie wie nötig für den Prozess bereitgestellt wird. Dies trägt zur Energieeffizienz bei und kann die Betriebskosten senken. Eine genaue Kontrolle der Prozesstemperatur kann auch dazu beitragen, potenzielle Sicherheitsrisiken zu minimieren, indem gefährliche Bedingungen wie Überhitzung oder unkontrollierte Reaktionen vermieden werden.


Integration und Sicherheit

Die nahtlose Integration der Heizlösung in bestehende Anlagen und Prozesse ist entscheidend und sollte ohne größere Umbauten möglich sein. Die Handhabung und Logistik der Gebinde, inklusive Größe und Anzahl, beeinflussen maßgeblich die Integration und die Effizienz sowie Sicherheit des Betriebs. Besonders in Umgebungen mit chemischen Substanzen muss die Lösung den geltenden Sicherheitsstandards entsprechen und einen sicheren Betrieb sicherstellen.

Eine benutzerfreundliche Bedienung und einfache Wartung des Systems reduzieren Fehlerquellen, minimieren Ausfallzeiten und sorgen für eine kontinuierliche Produktion. Ein Anbieter mit qualitativ hochwertigem Kundenservice und technischem Support kann bei der Implementierung unterstützen, indem er Beratung, Installationsanleitung und Schulungen für das Bedienpersonal bereitstellt.

Zu den gängigsten Lösungen für einzelne Gebinde gehören Heizmäntel.
Zu den gängigsten Lösungen für einzelne Gebinde gehören Heizmäntel. (Bild: Denios)

CT-Fokusthema Wasserstoff

(Bild: Corona Borealis – stock.adobe.com)

In unserem Fokusthema informieren wir Sie zu allen Aspekten rund um das Trendthema Wasserstoff.

 

  • Einen Überblick über die ausgewählten Artikel zu einzelnen Fragestellungen – von der Herstellung über den Transport bis zum Einsatz von Wasserstoff – finden Sie hier.
  • Einen ersten Startpunkt ins Thema bildet unser Grundlagenartikel.

Sicherstellung des Betriebs

Zur Sicherstellung einer lückenlosen 24/7-Überwachung des Heizprozesses empfiehlt sich die Implementierung eines Condition-Monitorings. Diese Lösung ermöglicht eine kontinuierliche Dokumentation und erkennt Prozessabweichungen sofort. Trotzdem können während des Betriebs Probleme oder technische Herausforderungen mit der Heizlösung auftreten. Ein fachlich versierter Kundendienst sollte bei der Fehlerdiagnose und -behebung helfen können, um Ausfallzeiten zu minimieren und die Produktivität aufrechtzuerhalten.
Regelmäßige Wartung und Instandhaltung sind entscheidend für die langfristige Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Heizlösung. Werden diese Leistungen bereits beim Kauf mit dem Anbieter vereinbart, kann dies die planmäßige Durchführung von Wartungsarbeiten unterstützen und sicherstellen, dass die Heizlösung dauerhaft ordnungsgemäß funktioniert.


Verschiedene Lösungen für verschiedene Anwendungen

Die gängigsten elektrischen Heizsysteme für Fässer und IBC sind Lösungen für einzelne Gebinde, wie Fassheizer und Heizmäntel. Für größere Mengen kommt typischerweise ein im Gebäude integrierter Wärmeraum oder eine autarke Wärmekammer zum Einsatz, welche auch für die Aufstellung im Freien geeignet sein kann.

Anschlussfertige Heizsysteme für Prozesswärme bis 150 °C bietet zum Beispiel Denios. Die Lösungen umfassen Heizmäntel und Fassheizer für einzelne Gebinde sowie verschiedene Wärmekammergrößen für ein bis zwölf IBC oder vier bis 48 Fässer als Standard- oder Individuallösungen. Aufgrund verstärkter Anfragen von Anwendern hat der Hersteller in den letzten Monaten intensiv an der Entwicklung kleiner elektrisch betriebener Wärmekammern für ein oder zwei IBC beziehungsweise vier bis acht Fässer gearbeitet.

Die Wärmekammern unter dem Namen HB (Heating Box) wandeln Strom effizient in Prozesswärme bis 120 °C um und ermöglichen ein schnelles Aufheizen der eingestellten Gebinde. Die Effizienz wird durch Wärmesimulationen belegt, welche von den Ingenieuren genutzt wurden, um die Luftführung und Isolierung zu optimieren. Die neuen Wärmekammern werden erstmals auf der Achema 2024 präsentiert.

Achema 2024, Halle 4.0 – J8

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