Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Anlage zur Klärschlammverbrennung versorgt sich selbst mit Energie

22.09.2015

Die derzeit weltweit größte Anlage für die Verbrennung von Klärschlamm läuft jetzt nahezu energieneutral. Mit zwei neu installierten Dampfkesseln und einer Dampfturbine erzeugt sie mindestens 95 Prozent ihres Strombedarfs aus der Abwärme des Verbrennungsprozesses. Die Betriebskosten reduzieren sich um fast zehn Prozent.

Bisher wird in der Anlage aus der Abwärme nur Dampf mit niederem Druck erzeugt. Genutzt wird er in verschiedenen Verarbeitungsprozessen sowie in geringem Maß zur Stromerzeugung. Nun ersetzte der Kesselspezialist NEM, der zu Siemens gehört, aber weiter unter dem früheren Namen operiert, zwei der insgesamt vier Niederdruck-Dampfkessel durch Hochdruckkessel und installierte eine Turbine, die über einen Generator Strom erzeugt. Dadurch kann der Betreiber die anfallende Abwärme viel effizienter nutzen und neun Mal mehr Strom als bisher produzieren.


Einbau des Hochdruck-Dampfkessels in die Verbrennungsanlage. Die Stromerzeugung erfolgt über eine angeschlossene Turbine mit Generator.


Um die Dampfkessel in der Anlage montieren zu können, mussten Teile des Daches entfernt werden

Verbrennung und Rückgewinnung von Rohstoffen wird attraktiver

Alleine in Deutschland fallen pro Jahr etwa acht Millionen Tonnen entwässerter Klärschlamm an. Etwa ein Drittel des Schlamms wird landwirtschaftlich genutzt, dieser Anteil stagniert seit Jahren, was an den erhöhten Qualitätsanforderungen für Klärschlämmen liegt.

Daher wird die Verbrennung immer attraktiver, entweder in spezialisierten Anlagen oder als zusätzlicher Brennstoff in Zementwerken, Kohlekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen. Monoanlagen, die nur Klärschlamm verbrennen, haben den Vorteil, dass man im Schlamm enthaltene wertvolle Rohstoffe – allen voran Phosphor – abspalten und als Dünger wieder verwenden kann.

In den Niederlanden betreibt N.V. Slibverwerking Noord-Brabant (SNB) eine solche Monoanlage und verarbeitet im Jahr etwa 450.000 Tonnen entwässerten Klärschlamm. Verbrannt wird der getrocknete Schlamm bei einer Temperatur von etwa 900 Grad Celsius.

Abwärme wird wesentlich effizienter genutzt. Rückgewinnung von Phosphor zur Düngung


Ein maßgeschneiderter Kessel für spezielle Anforderungen

Bei der Nachrüstung der SNB-Anlage mit zwei Hochdruck-Dampfkesseln zur Stromerzeugung standen die Ingenieure des Kesselspezialisten NEM, der seit 2011 zu Siemens gehört, vor zwei Herausforderungen: Sie mussten die Kessel so konzipieren, dass sie in die seit 1997 bestehende Anlage hineinpassen. Außerdem mussten die Kessel bei teilweise laufendem Betrieb so schnell wie möglich installiert werden, damit der angelieferte Klärschlamm weiterhin verarbeitet werden konnte.

Die Experten realisierten einen Kessel, der die Spezifikationen für die Turbine – 450 Grad Celsius Dampftemperatur bei 60 Bar Druck – erfüllt, aber auch die vorgegebenen Beschränkungen für Größe und Gewicht einhielt. Erreicht haben sie dies unter anderem durch einen kleineren Durchmesser der Rohre im Kessel, der ihnen erlaubte, die Wandstärke und damit das Gewicht zu reduzieren.

Außerdem musste der Abstand der Rohre entsprechend der Höhenbeschränkung angepasst werden, wobei sie gleichzeitig die besonderen Eigenschaften des Brennstoffs berücksichtigen mussten. Besondere Aufmerksamkeit verlangte auch die Wahl der Dampftemperatur. Klärschlamm enthält eine Menge verschiedener chemischer Elemente, von denen manche bei sehr hohen Temperaturen Metall angreifen. Daher wurde Dampftemperatur auf 450 Grad Celsius beschränkt, obwohl sowohl Kessel als auch Turbine mit höheren Temperaturen arbeiten könnten.

Der Dampf treibt dann eine Siemens-Industriedampfturbine vom Typ SST 110 an. Die Turbine hat zwei parallel geschaltete Module. Das Hochdruckmodul wird mit 60 Bar Dampfdruck betrieben. Danach stellt das Niederdruckmodul den verbleibenden Dampf mit 2,5 Bar Druck als Prozessdampf bereit.

Genutzt wird dieser Niederdruckdampf vorwiegend für die Trocknung des Klärschlamms, der bei der Anlieferung etwa 75 Prozent Wasser enthält. Durch die Nachrüstung mit den Hochdruck-Kesseln entfiel der bisher eingesetzte, mit Niederdruckdampf betriebene Motor, über den mit einem Generator 450 Kilowatt elektrische Leistung erzeugt wurde. Stattdessen deckt die Anlage nun mit einem 3,5-Megawatt-Generator fast ihren gesamten Strombedarf.

Norbert Aschenbrenner


Kontakt

Herr Dr. Norbert Aschenbrenner

Redaktion

Siemens AG
norbert.aschenbrenner@siemens.com


Herr Florian Martini

Pressekontakt

Siemens AG
florian.martini@siemens.com

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens Pictures of the Future
Weitere Informationen:
https://www.siemens.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Care-O-bot® 4 macht sich selbstständig
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik