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 Elektromobilität: Forschungen des Fraunhofer LBF ebnen den Weg in die Alltagstauglichkeit
27.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

nachricht Wärme in Strom: Thermoelektrische Generatoren aus Nanoschichten
16.03.2017 | Universität Duisburg-Essen

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: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit