Prozesswärme

Abwärmenutzung bei einem Kupolofen

Der neue Rekuperator einer Schmelzerei ermöglicht es, zusätzlich bis zu 14 MW Abwärme wirtschaftlich nutzbar zu machen. Die Abwärme wird ganzjährig in einem benachbarten Lebensmittel-Konzern zur Dampferzeugung eingesetzt, wodurch pro Jahr bis zu 11.000 Tonnen CO2 eingespart werden.

 

Zusammenfassung

Ausgangsituation 

Die Georg Fischer Automobilguss GmbH produziert am Standort Singen (Baden-Württemberg) Gussteile aus Eisen für die Automobilindustrie. Die Erzeugung von Eisen erfolgt im Sphärogussverfahren mit einem Heißwind-Kupolofen. Ein Rekuperator erzeugt den nötigen Heißwind, der das Metall und den Brensstoff Koks mit Hilfe von eingeblasener Luft im Kupolofen zum Schmelzen bringt. 

Ziel des Vorhabens war es den alten Rekuperator durch ein neues Rekuperatorkonzept für zu ersetzen, welches eine effizientere Wärmerückgewinnung bzw. Abwärmenutzung ermöglicht. Durch die Erneuerung des Rekuperators können bis zu 14 MW zusätzlich an Abwärme aus dem Rauchgas zurück gewonnen werden. Da die benötigten Leistungen zur Erzeugung des Heißwindes für den Kupolofen und des Heißwassers konstant geblieben sind, war eine betriebsinterne direkte Nutzung der großen zusätzlichen Wärmemenge nicht möglich. Deshalb entschied das Unternehmen, die Abwärme an einen benachbarten Lebensmittel-Konzern (Maggi-Werk Singen, Nestlé Deutschland AG) zu liefern, der diese ganzjährig zur Sattdampferzeugung für die Lebensmittelkonservierung einsetzen und hierdurch große Mengen an Erdgas einsparen kann. 

 

Technische Lösung 

Durch ein Rohrleitungssystem wird heißes Thermoöl vom Rekuperator zu einem Sicherheitswärmetauscher auf dem Gelände des benachbarten Unternehmens transportiert. Aufgrund der geringen Entfernung sind die Wärmeverluste beim Transport äußerst gering. Das Thermoöl wird durch den doppelwandigen Sicherheitswärmetauscher geführt, der die Wärme an das Speisewasser des Dampfkessels abgibt und gleichzeitig verhindert, dass das Thermoöl in den Dampf eintritt. Für die neue Abwärmenutzung wurden beide Anlagen regelungstechnisch aufeinander abgestimmt. Bei Betriebsstillstand einer der Anlagen können die beiden Prozesse wieder entkoppelt werden: Fällt die Nestlé Deutschland AG als Wärmeabnehmer aus, wird die Abwärme des Kupolofens kontrolliert über einen Kühlturm an die Umgebung abgeführt. Sollte die Georg Fischer Automobilguss GmbH aus produktionstechnischen Gründen keine oder nicht ausreichend Wärme liefern können, kann die Nestlé Deutschland AG den Dampfkessel zusätzlich mit Erdgas beheizen. 

 

Ergebnis 

Die Nestlé Deutschland AG benötigt jährlich rund 75.000 MWh zur Sattdampferzeugung. Durch die Abwärmenutzung des Kupolofens können bis zu zwei Drittel des Erdgasverbrauchs der Nestlé Deutschland AG abgedeckt werden. Eine Erdgasmenge in der Größenordnung von 1.100 m³/h wird eingespart. Dadurch, dass weniger Erdgas zur Dampferzeugung benötigt wird, sinkt der CO2- Ausstoß um ca. 11.000 Tonnen CO2 pro Jahr. 

 

Schlussfolgerung 

Für Unternehmen in denen eine sehr hohe Abwärme anfällt ist diese Demonstrationsanlage ein gutes Beispiel dafür, dass der Stand der Technik bei der Abwärmenutzung bereits weit fortgeschritten ist und neue innovative Ideen ohne viel Kapitaleinsatz im Verhältnis zur Senkung von Umweltbelastungen umgesetzt werden können. 

Projektbeteiligte

Durchführende Institution

Georg Fischer Automobilguss GmbH

Technologieanbieter

Würz GmbH

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Abwärmenutzung bei einem Kupolofen

Projektnummer: 20119

Projektzeitraum: 2007 - 2009

Projektort: Deutschland (Baden-Württemberg)

Projektansprechpartner:

Frau Fischer

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Quelle: Umweltbundesamt (UBA)