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 Energieversorgung in der Antarktis: Ist solarer Wasserstoff eine Alternative zu Erdöl?
22.05.2019 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Vom Lichtdoping für Gemüse bis zur Wasseraufbereitung
17.05.2019 | Technische Universität Berlin

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: Direkte Abbildung von Riesenmolekülen

Physiker am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) konnten riesige zweiatomige Moleküle erzeugen und mit einem hochaufgelösten Mikroskop direkt abbilden.

Die optische Auflösung einzelner Konstituenten herkömmlicher Moleküle ist aufgrund der kleinen Bindungslänge im Sub-Nanometerbereich bisher nicht möglich....

Im Focus: New studies increase confidence in NASA's measure of Earth's temperature

A new assessment of NASA's record of global temperatures revealed that the agency's estimate of Earth's long-term temperature rise in recent decades is accurate to within less than a tenth of a degree Fahrenheit, providing confidence that past and future research is correctly capturing rising surface temperatures.

The most complete assessment ever of statistical uncertainty within the GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP) data product shows that the annual values...

Im Focus: Geometrie eines Elektrons erstmals bestimmt

Physiker der Universität Basel können erstmals zeigen, wie ein einzelnes Elektron in einem künstlichen Atom aussieht. Mithilfe einer neu entwickelten Methode sind sie in der Lage, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons im Raum darzustellen. Dadurch lässt sich die Kontrolle von Elektronenspins verbessern, die als kleinste Informationseinheit eines zukünftigen Quantencomputers dienen könnten. Die Experimente wurden in «Physical Review Letters» und die Theorie dazu in «Physical Review B» veröffentlicht.

Der Spin eines Elektrons ist ein vielversprechender Kandidat, um als kleinste Informationseinheit (Qubit) eines Quantencomputers genutzt zu werden. Diesen Spin...

Im Focus: The geometry of an electron determined for the first time

Physicists at the University of Basel are able to show for the first time how a single electron looks in an artificial atom. A newly developed method enables them to show the probability of an electron being present in a space. This allows improved control of electron spins, which could serve as the smallest information unit in a future quantum computer. The experiments were published in Physical Review Letters and the related theory in Physical Review B.

The spin of an electron is a promising candidate for use as the smallest information unit (qubit) of a quantum computer. Controlling and switching this spin or...

Im Focus: Optische Superlinsen aus Gold

Oldenburger Forscher entwickeln neues optisches Mikroskop mit extrem hoher Auflösung

Eine kegelförmige Spitze aus Gold bildet das Kernstück eines neuen, extrem leistungsfähigen optischen Mikroskops, das Oldenburger Wissenschaftler in der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Effizientes Wertstoff-Recycling aus Elektronikgeräten

24.05.2019 | Veranstaltungen

Früherkennung 2.0: Mit Präzisionsmedizin Screeningverfahren weiterentwickeln

23.05.2019 | Veranstaltungen

Kindermediziner tagen in Leipzig

22.05.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Schweißen ohne Wärme

24.05.2019 | Maschinenbau

Bakterien in fermentierten Lebensmitteln interagieren mit unserem Immunsystem

24.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Wie Einzelzellen und Zellverbünde beim Navigieren zusammenwirken

24.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics