Die Aufgabe einer Abluft-Reinigungsanlage ist es, unangenehme und beunruhigende Gerüche zu entschärfen und so für frische Luft zu sorgen. (Bild: Dürr)
- Der Geruch von Kläranlagen für die Chemie- und Pharmaindustrie ist für Anwohner und Mitarbeiter nicht nur unangenehm, sondern häufig auch beunruhigend.
- Das Unternehmen aus dem Beispiel ersetzte daher die Biofilteranlage zur Abluftreinigung durch eine mehr-stufige RTO-Anlage.
- Die Anlage ist speziell für die hochkorrosive Abluft ausgelegt und gleichzeitig energieeffizient durch Wärme-Rückgewinnung.
ARA Rhein reinigt Abwasser im Umfang von rund 6 Mrd. l/a. Das Unternehmen ist der zentrale Abwasserentsorger im Kanton Basel, einem der weltweit bedeutendsten Zentren der Chemie- und Pharmaindustrie. Das dort anfallende Schmutzwasser ist ein Paradebeispiel dafür, wie vielfältig und schwankend die Schadstoffbelastung von Abwässern sein kann, die aus diversen chemisch-pharmazeutischen Industriebetrieben zusammenfließen. Abhängig von der jeweiligen Zusammensetzung der Abwässer variiert auch die zu behandelnde Abluft. Auf diese Schwankungen reagierte die Biofilteranlage der Kläranlage nicht mehr flexibel genug, sodass in der Umgebung der Geruch von Lösemitteln in der Luft hing. „Im Gegensatz zu Faulgerüchen aus kommunalen Kläranlagen ist ein Geruch nach chemischen Substanzen für Menschen nicht nur belästigend, sondern auch beunruhigend“, erklärt der Geschäftsführer Peter Müller. Zudem wurden kurzzeitig Emissionsgrenzwerte überschritten, da die bestehende Schlammverbrennung nicht mehr ausreichend dimensioniert war. Dafür musste eine Lösung gefunden werden.
Nicht nur unangenehm, sondern auch hochkorrosiv
Bei der Abluftreinigung von industriellen Prozessen setzt sich die regenerative thermische Oxidation (RTO) immer mehr durch. Dieses Verfahren bot sich auch in diesem Falle an, allerdings mit einer wesentlich anspruchsvolleren technischen Ausgestaltung der Abluft-Reinigungsanlage, als sie für viele andere Branchen erforderlich ist. Abwässer aus chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Industrien enthalten typischerweise eine Vielzahl an Kohlenwasserstoffen, schwefelhaltigen und anorganischen Verbindungen. Die Abluft, die daraus entweicht, ist hochkorrosiv und würde die gängigen Werkstoffe einer Abluft-Reinigungsanlage angreifen und auf Dauer zerstören. Deswegen plante und baute der Maschinen- und Anlagenbauer Dürr eine mehrstufige Ecopure-RTO-Anlage, die korrosionsfest ausgeführt ist.
Korrosionsfeste Sonderwerkstoffe schützen die mehrstufige RTO-Anlage vor Säuren, die sich bei der thermischen Oxidation bilden.
Die feuchte Luft, die aus der Kläranlage kommt, wird in der ersten Stufe – der Abluftkonditionierung – getrocknet, um Kondensationen in der RTO zu vermeiden. Dafür strömt die Luft zunächst über einen Tropfenabscheider und erhitzt sich anschließend in einem Wärmeübertrager. Das jeweilige Design der Wärmeübertrager muss den individuellen Anforderungen einer Kläranlage gerecht werden: Die richtige Bauart und chemische Zusammensetzung beeinflussen die Materialwahl sowie die notwendigen Wartungsabstände und somit die Verfügbarkeit der Anlage wesentlich. Über ein Gebläse gelangt die vorgetrocknete Luft dann in die nächste Stufe, die thermische Oxidation. Dort kommt es während des Verbrennungsprozesses zur Bildung von Säuren, die das Material der Anlage angreifen. Korrosionsfeste Sonderwerkstoffe schützen die Anlage vor dieser Gefahr. Sie bestehen aus einer Kombination hochwertiger Edelstähle, die unterschiedlich beschichtet sind. Die Konstruktion der Anlage erlaubt die Ausführung in diversen Werkstoffen und Beschichtungen, sodass sich die Anlage optimal auf unterschiedliche Schadstoffbelastungen anpassen lässt.
Wärmerückgewinnung spart Energie
Um sämtliche organische Bestandteile – und somit auch die Geruchsstoffe – zu verbrennen, muss die belastete Abluft auf mindestens 850 °C aufgeheizt werden. Dafür ist nur ein sehr geringer Einsatz an Primärenergie nötig, da ein integrierter keramischer Wärmeübertrager die Abluft bereits auf 820 °C erwärmt. Um das verbleibende Delta von 30 K zu schließen und die Betriebstemperatur zu erreichen, kommt ein mit Erdgas betriebener Brenner zum Einsatz. Der Prozess ist insgesamt sehr energieeffizient, da aus der heißen, gereinigten Luft die Wärme zurückgewonnen wird, um damit die kalte, ungereinigte Luft aufzuheizen.
In der letzten Stufe der Abluftreinigung entfernt ein Rauchgaswäscher alle sauren Schadstoffe, die sich während der Oxidation gebildet haben. Am Ende erreicht die Anlage einen Abreinigungsgrad von 99,9 %. „Die RTO-Anlage hat alle Erwartungen voll erfüllt. Wir haben keine Reklamationen mehr wegen Geruchsbelästigungen und halten die gesetzlichen Grenzwerte ein. Die Anlage ist hochverfügbar und läuft bislang ohne einen ungeplanten Stillstand. Außerdem sind die Betriebskosten so gering, wie sie uns Dürr prognostiziert hatte“, ist die positive Bilanz von Peter Müller nach dem ersten Jahr seit der Inbetriebnahme.