Die Wahl der besten Verdampfungstechnik für Gärreste und Schlämme
Aufgrund ihrer dicken, zähflüssigen Beschaffenheit gehören Gärreste und Schlämme zu den Materialien, die am schwierigsten effizient und effektiv zu verdampfen sind. Die Vorteile in Bezug auf die Handhabung, Entsorgung und Behandlung können jedoch erheblich sein. Es besteht zwar ein großes Interesse am Einsatz von Verdampfungstechniken mit mechanischer Brüdenkompression (MVR), aber aufgrund der komplexen Beschaffenheit von Gärresten ist die MVR nicht immer die beste Wahl.
Die elektrische Energie, die bei der MVR eingesetzt wird, ist normalerweise wesentlich billiger als die thermische Energie, die für die traditionelle Verdampfung benötigt wird. Allerdings gibt es bei der Verwendung von MVR – insbesondere bei sehr dicken und zähflüssigen Produkten – eine Reihe wichtiger Überlegungen, die die Investitionskosten (und die Komplexität) einer MVR-basierten Verdampfungslösung in die Höhe treiben können. Es ist daher sehr wichtig, dass all diese Elemente von Anfang an berücksichtigt werden.
MVR GEGENÜBER TRADITIONELLER VERDAMPFUNG
Bei herkömmlichen Verdampfungstechniken wird eine Hochtemperaturflüssigkeit (z. B. unter Druck stehender Dampf) verwendet, um die Temperatur des Produkts über seinen Siedepunkt zu erhöhen, so dass Wasser (und andere flüchtige Verbindungen) ausgetrieben werden und eine konzentriertere Lösung zurückbleibt. Die Hauptenergiequelle für diesen Prozess ist daher der Brennstoff, der zur Erhitzung des Wassers (Dampf) im Kessel verwendet wird, z.B. Gas oder Öl.
Bei der MVR wird der Dampf, der aus dem Produkt im Verdampfer austritt, in einen Kompressor geleitet, der den Druck (und damit die Temperatur) erhöht. Dieser Dampf, der nun oberhalb des Siedepunkts des Produkts liegt, wird dann als Betriebsflüssigkeit für den Verdampfer verwendet. Da der Kompressor einen Elektromotor verwendet, wird der Prozess durch Elektrizität und nicht durch Wärmeenergie angetrieben. Da der Kompressor den verdampften Dampf wiederverwendet/recycelt, wird viel latente Wärme zurückgewonnen, was die MVR in Bezug auf die Betriebskosten zu einer der günstigsten Methoden der Wasserverdampfung macht.
EINSCHRÄNKUNGEN DER MVR
Aufgrund der Funktionsweise der MVR gibt es jedoch einen relativ geringen Temperaturunterschied zwischen der Betriebsflüssigkeit und dem Siedepunkt des Produkts, was bedeutet, dass die Wärmeübertragung zwischen den beiden begrenzt ist und Sie eine große Oberfläche benötigen, um dies zu erreichen.
Im Gegensatz dazu können Heizkessel einen maximalen Dampfdruck von bis zu 8 oder 10 bar liefern, was eine effektive Temperatur von 160°C oder 180°C bedeutet. Der größere Temperaturunterschied bedeutet, dass weniger Übertragungsfläche erforderlich ist und Sie einen viel kleineren Wärmetauscher verwenden können.
Aufgrund der dicken Beschaffenheit und des hohen Verschmutzungspotenzials vieler Gärreste und Schlämme benötigen Sie in den meisten Fällen eine relativ große Oberfläche, um eine ausreichende Wärmeübertragung zu erreichen. Aufgrund der Einschränkungen von Kompressoren in Bezug auf die Temperatur der Betriebsflüssigkeit können die erforderlichen Wärmetauscher und Pumpen in der Tat außergewöhnlich groß sein, was die Investitionskosten und den Energiebedarf erhöht.
BESONDERE PROBLEME MIT GÄRRESTEN UND SCHLÄMMEN
Gärreste und Schlämme erfordern oft eine Vorbehandlung, um Schwebstoffe und/oder Ammoniak vor der Verdampfung zu entfernen – was zusätzliche Kosten verursacht. Da kein Schlamm dem anderen gleicht, testen wir bei HRS immer das Material, mit dem ein Kunde arbeiten wird, um nicht nur die beste Wärmetauscherlösung für den Verdampfungsprozess zu bestimmen, sondern auch die eventuell notwendige Vorbehandlung.
SCHLUSSFOLGERUNGEN
Die Verdampfung von Gärresten und Schlämmen mit MVR ist sicherlich möglich und HRS Heat Exchangers hat solche Systeme geliefert, wo sie geeignet waren. Unsere Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass eine sorgfältige Abwägung, einschließlich der Systemänderungen, die für eine effiziente und effektive Verdampfung des Projekts erforderlich sein können, unerlässlich ist, um die geeignetste und wirtschaftlichste Technologie für jedes Projekt zu bestimmen.