Herstellung von Kesselspeise- und Prozesswasser mit minimalem Restsauerstoffgehalt

Instandhaltungskosten reduzieren durch Kaltentgasung

Kaltentgasungsanlage mit einer Kapazität von 2500 l/h

Zur gewerblichen und industriellen Dampferzeugung werden unterschiedliche Techniken eingesetzt, unter anderem Raumkessel und Schnelldampferzeuger. Die ASA Horst Wieber GmbH aus Stuhr bietet jetzt ein innovatives Verfahren zur Kaltentgasung von Wasser an. Dabei wird das kalte Weichwasser über eine Membran, ähnlich der in einer Umkehrosmose geführt. Durch das besondere physikalische Prinzip, dem Zusammenspiel von großer Oberfläche und dem Anliegen eines Unterdrucks können Sauerstoff und andere Gase dem Wasser entzogen werden. So gelingt es, ohne großen Energieaufwand und hohen Chemikalieneinsatz den Sauerstoffgehalt von 8-10 mg/l auf unter 0,5 mg/l zu senken. Der Restsauerstoff kann dann leicht mithilfe geringer Mengen sauerstoffbindender Stoffe entfernt werden.

Die zur Erzeugung kleiner und mittlerer Dampfmengen häufig eingesetzten Schnelldampferzeuger (SDE) können bei Bedarf in kurzer Zeit Dampf liefern. Oft entstehen Probleme allerdings dadurch, dass bei der Nutzung von Schnelldampferzeugern – im Gegensatz zu Großraumkesseln, die über eine Entgasung in der Speisewasservorerwärmung verfügen – in der Regel keine gesonderte thermische Entgasung stattfindet. In einer Dampfanlage verschlechtern gelöste Gase, die mit dem Zusatzwasser ins System gelangen, den Wärmeübergang in den Verbrauchern und führen zur Korrosion an dampfberührten Anlagenteilen. Ganz besonders schädlich ist der Sauerstoff, der für die Korrosionsschäden maßgeblich verantwortlich ist.

Anlagenteile werden dabei direkt durch Materialverlust oder indirekt durch die Rostpartikel zerstört. Zur Verringerung dieser Auswirkungen erfolgt im Speisewasserbehälter der Schnelldampferzeuger bei hohen Temperaturen eine Teilentgasung, die aber nur begrenzt Wirkung hat, weil die Oberfläche für das Entweichen der Gase aus dem Wasser nicht groß genug ist. Zur Reduzierung des Restsauerstoffgehalts werden daher noch relativ hoch dosierte chemische Sauerstoffbinder eingesetzt.

Kaltentgasung bietet viele Vorteile
Das neue System lässt sich überall dort einsetzen, wo kaltes enthärtetes Wasser mit Temperaturen unter 25 Grad Celsius mit einem Durchfluss von bis zu 2500 l/h pro Gerät entgast werden soll. Der Energieaufwand dafür beträgt weniger als 500 Watt und ist im Vergleich zu einer thermischen Entgasung verschwindend gering. Ökonomische Effekte ergeben sich aus der verbesserten Energiebilanz und aus den geringeren Instandhaltungskosten. Die folgende Beispielkostenrechnung bezieht sich auf einen Schnelldampferzeuger mit einer Leistung von ca. 1,5 t/h. Die Investitionskosten bei Einsatz der Kaltentgasung belaufen sich auf ca. 18.000 Euro für die Erstbeschaffung.

Betriebskosten fallen in Höhe von ca. 1.500 Euro pro Jahr an. Demgegenüber fallen bei Ersatz der Dampfspirale im Schnelldampferzeuger jedes Mal Kosten in Höhe von ca. 10.000 Euro an. Einsparungen beim Chemikalieneinsatz, vermiedene Instandhaltungskosten durch Korrosion an Dampferzeugern, Rohrleitungen, sonstigen Einbauteilen und Endverbrauchern im Dampf- bzw. Kondensatnetz, Unterschiede im Energieeinsatz sowie die vermiedenen Ausfallzeiten wurden bei dieser Kalkulation noch nicht berücksichtigt.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten
Die Kaltentgasungstechnik hat ein großes Potential zur Erhöhung der Prozesssicherheit durch die Reduktion sowohl von Ausfallzeiten, Instandhaltungskosten und Energie als auch von Behandlungschemikalien. Der hohe Aufwand für die Sauerstoffentfernung im Weich- oder Umkehrosmosewasser und somit für die Vermeidung von Korrosion, kann deutlich gesenkt werden. Mit der neuen Technik steht dafür ein System zu Verfügung, das in Unternehmen jeder Größenordnung ökonomisch sinnvoll eingesetzt werden kann. Ein an die vorhandene Installation angepasster Einsatz der Kaltentgasung wird idealerweise begleitet von einer Optimierung der Chemikalien zur Behandlung des Wassers. Eine beispielhafte Anwendung der Kaltentgasung erfolgte in der Oberlausitz Kliniken gGmbH in Bautzen. Das neue physikalische System wurde im Juni 2016 in die bestehende Wasseraufbereitungsanlage integriert. Damit gelang es den Sauerstoffgehalt im Speisewasser deutlich auf einen Mittelwert von 0,03 mg/l zu reduzieren. Darüber hinaus verringert sich der Chemikalieneinsatz deutlich.

Einsatz in der Lebensmittelproduktion
Bei einer weiteren Anwendung in einem Nahrungsmittelbetrieb konnte beim zur Schnelldampferzeugung verwendeten Weichwasser der Sauerstoffgehalt von über 10 mg/l auf unter 0,5 mg/l abgesenkt werden. In einem dritten Anwendungsfall bei klassischen Großraumkesseln mit thermischem Entgaser kommen die Einspareffekte dadurch zustande, dass auf die thermische Entgasung und damit auf den Fegedampf verzichtet werden kann. Jährlichen Energieverlusten, die sich in fünfstelliger Höhe beziffern lassen stehen Betriebskosten von etwa 1.000 bis 2.000 Euro pro Jahr gegenüber.
 

Passende Anbieter zum Thema

Anlagenbau, Prozesstechnik, Automatisierung, Visualisierung, Engineering, Consulting, Hygienic Design, Montage Anlagen, Rohrleitungsbau, Thermische Produktbehandlung, Turn Key Projekte, Wartung und Instandhaltung