Reduzieren Sie Ihren Kohlenstoff-Fußabdruck mit Wärmetauschern
Überall auf der Welt bemühen sich Privatunternehmen und Regierungsbehörden, die mit ihren Aktivitäten verbundenen Treibhausgasemissionen (THG) zu reduzieren. Dazu gehört auch der verstärkte Einsatz von erneuerbaren und kohlenstoffarmen Energiequellen und die Verbesserung der Energieeffizienz ihrer Prozesse.
Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) entfallen mehr als 40 % der bis 2040 erforderlichen Emissionsminderung auf die Energieeffizienz. Szenario für nachhaltige Entwicklung. Außerdem: „Nach dem Efficient World Scenario der IEA reichen die derzeit vorhandenen kosteneffizienten Technologien aus, um die globale Energieeffizienz bis 2040 zu verdoppeln.
Wärmetauscher sind eine solche bestehende, kosteneffektive Technologie. Technologisch seit über einem Jahrhundert bewährt, bedeuten Entwicklungen bei Materialien und Design, dass viele Arten von Wärmetauschern, wie z.B. solche mit Wellrohren und Energierückgewinnung, heute energieeffizienter sind als je zuvor.
Die größten Effizienzvorteile von Wärmetauschern ergeben sich, wenn sie die Wiederverwendung eines möglichst großen Teils der während eines Prozesses (wie Erhitzen, Kühlen, Pasteurisieren, Verdampfen usw.) erzeugten oder verbrauchten Wärmeenergie ermöglichen. Die effizientere Verteilung von Wärme in den Produktionsanlagen gilt als Schlüsselfaktor für die Verbesserung der Effizienz und die Reduzierung der Treibhausgasemissionen in Branchen wie der chemischen Raffination, der Wasseraufbereitung und der Fertigung.
Beispiele für Wärmerückgewinnung mit Wärmetauschern
Das erste typische Beispiel finden Sie in der Lebensmittelproduktion, wenn wir uns ein Produkt vorstellen, das pasteurisiert werden muss. Das Produkt muss auf die für die Pasteurisierung erforderliche Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt werden, um Haltbarkeit und Qualität zu erhalten. Dies wird durch den Einsatz von zwei Wärmetauschern erreicht. Der erste verwendet heißes Wasser, um die Temperatur zu erhöhen, während der zweite gekühltes Wasser verwendet, um das Produkt wieder abzukühlen. Beim zweiten Verfahren wird die Temperatur des Kühlwassers deutlich erhöht. Es gibt drei Möglichkeiten, mit diesem erhitzten Wasser umzugehen: Entsorgen Sie es oder leiten Sie es an anderer Stelle ab; kühlen Sie es erneut zur Wiederverwendung; oder kühlen Sie es erneut zur Wiederverwendung, aber verwenden Sie einen Teil der darin enthaltenen Wärme zur Deckung des Wärmebedarfs für die Pasteurisierungsphase. Diese dritte Option nutzt die Wärmerückgewinnung oder Wärmerückgewinnung, wodurch die Menge an neuer Energie, die für die anschließenden ersten Erhitzungsphasen benötigt wird, reduziert wird.
Ein zweites Beispiel zeigt, wie die bei einem Prozess übrig gebliebene Wärme zurückgewonnen werden kann, um sie an anderer Stelle zu nutzen. Viele anaerobe Vergärungsanlagen (AD-Anlagen) verwenden Wärmetauscher, um die während des AD-Prozesses anfallenden Gärreste zu pasteurisieren, so dass sie als landwirtschaftlicher Dünger verkauft werden können. Die „überschüssige“ Wärme, die erzeugt wird, nachdem das System zwei Stunden lang gelaufen ist, wird zum Vorwärmen des Gärrestes verwendet, wodurch die Gesamtwärmebelastung reduziert und die Gesamteffizienz der Anlage verbessert wird, da mehr Energie erzeugt wird, die für den Export oder andere Zwecke zur Verfügung steht, anstatt für die Pasteurisierung benötigt zu werden.
Schließlich kann die Kombination mehrerer Wärmetauscher oft die größten Energievorteile bringen, zum Beispiel in einem Mehrfachverdampfungssystem wie dem HRS DCS Digestate Concentration System. Hier werden Wärmetauscher und Verdampfung eingesetzt, um das Volumen zu reduzieren und die Konzentration von Schlämmen und Gärresten zu erhöhen. In der ersten Verdampfungsstufe werden flüssige Gärreste erhitzt und ein Zyklonabscheider verwendet. Der in diesem ersten Zyklus erzeugte Dampf (in der Regel bei 70˚C) wird dann als Heizmedium für den zweiten Effekt verwendet, wobei der Prozess wiederholt wird. Der anschließende Dampf (in der Regel bei 60˚C) wird dann als Heizmedium für den dritten Zyklus verwendet. Die Anzahl der Effekte richtet sich nach der Menge der benötigten Trockenmasse und der verfügbaren überschüssigen Wärme, bis zu einem Maximum von vier Zyklen. Nach der letzten Stufe wird der Dampf wieder zu Wasser kondensiert und diese Wärme wird genutzt, um das ankommende Produkt vor der ersten Verdampfungsstufe vorzuwärmen.