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| Dirk Gerlach Engineer
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Energieeffizienz bei Drehrohr-Thermolyseanlagen
Sehr oft führen wir Diskussionen über die Effizienz von Drehrohrbeheizungen. Manchmal sind solche Gespräche sehr emotional, so das wir einige Fakten gesammelt haben und einen Vergleich mit unserer MAXI-Anlage bei einem Durchsatz von 1t/h Altreifengranulat gerechnet haben.
Brutto Energieverbrauch
Natürlich gibt es deutliche Energieverluste bei der Beheizung mit Rauchgas, aber ganzheitlich gesehen muss der Blick auf den Bruttoenergieverbrauch gelenkt werden:
In der Berechnung berücksichtigen wir nur die Hauptparameter, die hier erläutert werden sollen:
- Im Fall der elektrischen Verbraucher ist auf den Brutto-Energieeinsatz zu achten, also auf die Produktion des elektrischen Stromes. Im Fall eines (betriebssicheren) Turbineneinsatzes beträgt die electrische Effizienz nur 33%, d.h. es wird die 3-fache Bruttoenergiemenge benötigt. Dementsprechend wird dann für 400 kW elektrischen Strom 1,2 MW an Bruttoenergie benötigt. Im gezeigten Diagramm kalkulierten wir mit 42% elektrischem Wirkungsgrad.
- In dem gezeigten Diagramm unterscheiden wir zwischen Anlagen-Betriebsstrom, der jeweils identisch ist und der Heizenergie mit jeweils gleicher Netto-Prozessenergie.
- In dem Fall höherer Brennertemperaturen sinken die (prozentualen) Wärmeverluste, aber die Herstellungskosten steigen :-(
- Für die induktive Beheizung rechneten wir mit den Werten für elektrische Beheizung. Wenn praktische Ergebnisse der laufenden Forschungsarbeit vorliegen werden diese angepasst.
Bitte beachten Sie: Die Werte wurden für unsere normale Prozesstemperatur kalkuliert. Bei Hochtemperaturanwendungen über 1000°C hat die elektrische Beheizung durchaus Vorteile.
Wärmeverluste
Bitte beachten Sie folgendes:
- Reifen-Thermolyse ist ein thermischer Prozess, bei dem Gase erzeugt werden. Dies können und sollten genutzt werden!
- Im Fall einer elektrischen Beheizung und einem nachgeschalteten Finishing, bei dem Wärme benötigt wird, z.B. Destillation oder Dampfaktivierung, muß diese Wärme ebenfalls elektrisch erzeugt werden (Stichwort Bruttoenergie, welche weiter ansteigen wird!)
- Im Fall der Gasbeheizung ist ein Rauchgas mit einer hohen Temperatur von ca. 600 °C vorhanden, welches relativ einfach zur Dampfproduktion in einem Abhitzekessel verwendet werden kann. Alternativ kann mittels Thermolöl-Wärmetauscher eine Destillation oder eine Kühlanlage betrieben werden. Dadurch werden sich die Wärmeverluste deutlich verringern!
Fazit
Bei der Thermolyse mit gleichem Durchsatz und gleichen Temperaturen werden auch in verschiedenen Systemen die gleichen Netto-Energien benötigt!
Wie diese Energie in das System gegeben wird und wieviel Bruttoenergie benötigt wird, ist dann die Frage ...
Wenn über Effizienz diskutiert wird, hat das ähnlich der CO2-Bilanzierung zu erfolgen. Wird die elektrische Energie in der eigenen Anlage erzeugt ist die Bilanzierung relativ einfach, da alle Wirkungsgrade bekannt sind.
Schwieriger wird es allerdings, wenn externer Strom benötigt wird, der aus einem Kohlekraftwerk kommt oder doch von einer Erdgasturbine oder doch von einem Windrad ???
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Dipl.-Ing.(FH) Dirk Gerlach • Leidenschaft für Innovation
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Ein Service der LEO GmbH.
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