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wlb - Wasser, Luft und Boden 1/2015

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ABFALLTECHNIK/RECYCLING

ABFALLTECHNIK/RECYCLING Technisch vorbeugen statt teuer reinigen Kalk- und Korrosionsschutz für das Kühlsystem einer Müllverbrennungsanlage Helmuth Ziegler Die Müllverbrennungsanlage Weisweiler schützt das Kühlsystem ihrer Druckluftkompressoren mit einem galvanischen Wasserkonditionierungssystem effektiv und wirtschaftlich vor Verkalkung und Korrosion. In Eschweiler-Weisweiler, etwa 20 km östlich von Aachen, verwertet eine moderne Müllverbrennungsanlage (MVA) pro Jahr rund 360 000 t Abfall. Viele Teilprozesse der Entsorgungseinrichtung benötigen Druckluft, zum Beispiel zur Förderung von Medien oder zum Betrieb von Messstellen. Bereitgestellt wird die Druckluft von vier Kompressoren, von denen immer drei gleichzeitig in Betrieb sind, während der jeweils vierte als Reserve bei Störungen oder Wartungsarbeiten bereitsteht. Jeder der Kompressoren liefert pro Stunde etwa 1700 Nm 3 Druckluft. Dabei entsteht Abwärme. Diese überschüssige Energie wird über einen Kühlwasserkreislauf mit einem stündlichen Durchsatz von insgesamt ca. 37 000 l abgeführt. Leistungsverlust durch Kalkablagerungen „Trotz einer guten Aufbereitung sind im Kühlwasser gelöste Partikel und vor allem Kalk enthalten, die sich ohne weitere Maß- nahmen nach und nach in den Rohren der Kompressor-Kühler ablagern. Dadurch wird der Kühleffekt immer schlechter, bis die Kompressoren bei zu schlechter Kühlung nicht mehr arbeiten können“, berichtet Dipl.-Ing. Boris Cudina, der bei der MVA Weisweiler für die Prozesstechnik zuständig ist. Laut dem Diplom-Ingenieur müssen die Kompressoren dann außer Betrieb genommen und die Kühler aufwändig gereinigt werden. Ein zeitaufwändiger und deshalb auch teurer Vorgang. Galvanisches Wasserkonditionierungssystem Nach entsprechend schlechten Erfahrungen in den ersten Betriebsjahren suchten die Technikverantwortlichen der Müllverbrennungsanlage nach einer Alternative. „Durch den Erfahrungsaustausch mit anderen Betreibern wurden wir auf die Option Opferanode aufmerksam“, schildert Cudina. Im Jahr 2001 entschieden sich die MVA- Betreiber für den Einbau des Wasserkonditionierungssystems des Düsseldorfer Unternehmens ISB Watertec. Das zylindrische Aggregat wurde per Verschraubung in der Kühlwasserzulaufleitung vor den Kompressoren installiert. Im Inneren des Messingzylinders sind als Kernelemente des Verfahrens zwei hochreine Zinkanoden untergebracht. Zink und Messing sind unterschiedlich edle Metalle. In Verbindung mit Wasser baut sich zwischen beiden eine Potenzialspannung von bis zu einem Volt auf. Diese galvanische Behandlung veranlasst die Kalkpartikel im Wasser dazu, sich zu 15-fach vergrößerten Partikeln zusammenzuschließen. Diese Agglomerate werden von der Strömung leichter mitgeführt und weisen somit eine geringere Haftneigung auf. Um den galvanischen Wasserbehandlungseffekt zu verstärken, enthält das Wasserkonditionierungssystem zusätzlich vier Turbulenzkörper aus Polytetrafluorethylen (PTFE, „Teflon“) mit jeweils zugehörigen Turbulenzkammern. Sie erhöhen die Fließgeschwindigkeiten im und hinter dem Gerät. Schutz auch vor Korrosionseffekten Neben dem Schutz vor Verkalkung wirkt das Verfahren auch Korrosionseffekten entgegen. Der Zinkkörper wirkt nach dem seit Jahrzehnten aus dem Schiffsbau bekannten 01 Das Wasserkonditionierungssystem schützt in der MVA Weisweiler das Kompressoren-Kühlsystem zuverlässig und wirtschaftlich 02 Vier Kompressoren liefern die in vielen Prozessen benötigte Druckluft: gekühlt werden sie mit Kühlwasser aus einem Wasserkreislauf 38 wlb 1/2015

Anodenprinzip. An den Außenwänden von Schiffen werden Zinkplatten angebracht, die statt der Schiffshaut und der Antriebswelle korrodieren. Genau so schützt das hier beschriebene System Wasser führende Leitungen und Geräte vor aggressiven Wasserinhaltsstoffen, wie beispielsweise Chlor (Cl) und Sulfat (SO 4 2- ). Statt der Rohre und nachgeschalteten Aggregate korrodiert gezielt die Anode, die damit wie eine Sollbruchstelle wirkt. Zusätzlich reduziert das Wasserkonditionierungssystem die Ausprägung von Biofilmen und die damit verbundene mikrobiologisch induzierte Korrosion. Einfacher Austausch alle fünf Jahre Das Wasserkonditionierungssystem ist weit - gehend wartungsfrei; das einzige Verschleißteil ist die Zinkopferanode. Sie hält in Abhängigkeit von individuellen Faktoren zwischen fünf und sechs Jahren. Dann wird das gesamte Aggregat ausgetauscht. Bei der MVA Weisweiler fand im vergangenen Jahr bereits der zweite Wechsel statt. „Der Austausch dauert maximal 30 Minuten und kann problemlos von zwei Mitarbeitern unseres Betriebspersonals durchgeführt werden“, beschreibt Cudina. Einer der Hauptvorteile des galvanischen Verfahrens im Vergleich zu konkurrierenden Methoden ist der vollständige Verzicht auf Chemikalien. Neben der Kosteneinsparung für jegliche Betriebsstoffe entlastet dies das Abwasser. Ferner benötigt das System keine Fremdenergie. Einsparungen übertreffen Investitionskosten Die Betriebserfahrungen in Eschweiler- Weisweiler sind durchweg positiv. „Durch den Einsatz dieses Wasserkonditionierungsverfahrens konnten wir die Verschmutzung der Kühler und damit auch den Ausfall der Kompressoren nachweislich deutlich verringern“, freut sich Cudina. „Die bei Wartung und Reinigung der Kompressoren-Kühlsysteme eingesparten Kosten sind bereits nach zwei Jahren größer, als die Investitionskosten für das Opferanodensystem.“ Vor dem Hintergrund dieser Erfolgsgeschichte prüfen der Prozesstechniker und seine Kollegen derzeit, ob es weitere Einsatzmöglichkeiten für das Opferanodensystem in der MVA Weisweiler gibt. www.isb-watertec.de pH, Leitfähigkeit, Sauerstoff AL15 Autor: Helmuth Ziegler, Freier Redakteur, Veitshöchheim Elektrochemisches Handmessgerät AL15 ■ pH/Redox Leitfähigkeit/TDS Gelöster Sauerstoff Temperatur ■ Als Set im Koffer ■ Datenlogger ■ Großes LCD-Display ■ Schutzarmierung ■ RS 232 / USB AQUALYTIC ® Schleefstraße 12 44287 Dortmund Tel. (+49)231/94510-755 Fax (+49)231/94510-750 www.aqualytic.de verkauf@aqualytic.de