Sparen mit heißer Luft – Wärmerückgewinnung spart täglich 500 €. Der Lohndienstleister Inprotec benötigt für die Granulation verschiedener Stoffe Druckluft in großen Mengen und auf unterschiedlichen Druckniveaus.

In einer neuen Produktionslinie kommen die Drucklufttrockner mithilfe der Abwärme der Kompressoren ohne Fremdenergie aus; gleichzeitig wird die Prozessluft für das Trocknen des Granulats vorgewärmt.

Beim Heitersheimer Lohndienstleister Inprotec werden Zusatzstoffe für Waschmittel, Futtermittel oder die Bauchemie granuliert, damit sie besser weiter zu verarbeiten sind. Die 75 Mitarbeiter erzielen einen Umsatz von etwa 7,5 Mio. €. Das verwendete Wirbelschichtverfahren ist energieintensiv.

Ein möglichst effizienter Einsatz von Energie war daher das Ziel von Dr. Andreas Baranyai, Vorstand der Inprotec, als eine dritte Produktionslinie gebaut werden sollte.

Im Fokus stand eine grundsätzliche Änderung der Druckluftversorgung. Allerdings war hier Vorsicht angesagt, denn ein Druckluftausfall führt automatisch zum Stopp einer der Produktionslinien, in denen Zusatzstoffe für die chemische Industrie granuliert werden.

Zum Einsatz kamen vier drehzahlgeregelte Schraubenkompressoren des Typs ZR 160 VSD der Essener Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik.

„Eine Idee zur besseren Energieausbeute war, die Abwärme der Kompressoren direkt weiter zu verwenden", erklärt Baranyai, und zwar speziell für die Trocknung des von Inprotec hergestellten Granulats. Dafür brauche man rund 50.000 m3 ‚heiße Luft' pro Stunde und Anlage, wofür wiederum pro Linie eine Heizleistung von 2,5 MW installiert sei.

Da rund 80 % der Verdichterleistung bei der Drucklufterzeugung in Wärme umgesetzt wird, bot sich diese Energie zum Vorwärmen der Trocknungsluft an.

Die Kompressoren arbeiten ohnehin im Hochbetrieb, benötigt man doch im Schnitt für die Granulation pro Kilogramm Flüssigkeit rund 1 kg Druckluft - und damit bis zu 2.000 bis 3.000 kg Druckluft pro Stunde.

Wasserkühlung legt Basis für Energierecycling

Die Atlas-Copco-Kompressoren sind wassergekühlt, sodass sich die Abwärme gut über das Kühlwasser abführen und per Wärmetauscher weiternutzen lässt.

Da Inprotec mit den vier Kompressoren eine Leistung von zusammen 640 kW installiert hat, stehen bis zu 500 kW und durchschnittlich rund 400 kW Heizleistung zur Verfügung.

Angesichts des Bedarfs von 2,5 MW je Linie für das Erwärmen der Trocknungsluft steht hier also Energie zur Verfügung, die sich sinnvoll einsetzen lässt.

Pro Tag ergibt sich so eine durchschnittlicher Energiekosteneinsparung von 500 €.

Außerdem, so Vorstandsmitglied Baranyai, sei man so den Ärger mit den luftgekühlten Kompressoren los, die im Sommer regelmäßig ausgefallen seien. Bei den wassergekühlten Atlas-Copco-Anlagen ist das kein Problem, es lässt sich sogar eine konstante Vorlauftemperatur für die Nutzung der Abwärme gewährleisten.

Bei der Trocknung der Druckluft selbst wird ebenfalls keine Fremdenergie benötigt. Möglich machen dies Adsorptionstrockner des Typs MD 400.

Durch die intelligente Prozessführung genügt die Verdichtungswärme, um das Trockenmittel zu regenerieren - es muss also keine zusätzlich Wärme zugeführt werden.

Trotzdem kann anschließend über die Wasserkühlung der Kompressoren bis zu 80 °C heißes Wasser zur Verfügung gestellt werden - das Inprotec zum Vorwärmen der Trocknungsluft verwendet. Neben den Förderanlagen benötigen die Heitersheimer Druckluft an mehreren Stellen, wozu fünf Netze vorhanden sind:

Drei Netze mit ölfreier Sprühluft - je Produktionslinie eines -, um die Ausgangsflüssigkeiten zu zerstäuben,

• ein Netz mit der ebenfalls ölfreien Fluidisierungsluft zum Fördern der Granulate und schließlich
• ein weiteres separates Netz für die Steuerluft, um die Stellantriebe der Anlagen mit Energie zu versorgen.

Während die Steuerluft mit öleingespritzten Verdichtern erzeugt wird, müssen Sprühund Fluidisierungsluft betriebsmittelfrei, also ölfrei sein, da sie in Kontakt mit den Stoffen kommt, die beispielsweise als Waschmittelzusatz in Geschirrspültabletten oder als Nahrungsergänzungsmittel in Tierfutter Verwendung finden.

Drehzahlregelung senkt den Energieverbrauch zusätzlich

Ölfreiheit und Zuverlässigkeit waren deswegen neben der Energieeffizienz zwei wichtige Kriterien bei der Entscheidung für die Kompressoren. Auch der Druck der Sprühluft ist ein entscheidender Parameter.

Bei dünnflüssigem Ausgangsmaterial genügt ein geringer Druck für die Granulierung, überwiegend werden aber zwischen 5 und 6 bar benötigt.

Da zwei der vier Schraubenkompressoren allein für die Sprühluft der dritten Produktionslinie zuständig sind, kann Inprotec heute den Druck in einem weiten Bereich auf bis zu 7 bar einstellen.

Möglich macht dies die Drehzahlregelung der Kompressoren, angezeigt durch das Kürzel VSD für Variable Speed Drive.

Hier schließt sich auch wieder der Kreis zur Energieeffizienz. Speziell in der Drehzahlregelung sieht der Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. (ZVEI) das größte Einsparpotential in Deutschland im Bereich der Kompressoren, Pumpen und anderen Aggregate.

Denn auf diese Weise wird nur die Leistung aufgenommen, die auch wirklich benötigt wird.

Kontakt:
Reimund Scherff, Business Line Manager
Oil-free Air
Atlas Copco Kompressoren und
Drucklufttechnik GmbH
Tel.: 0201/2177-255
reimund.scherff@de.atlascopco.com
www.inprotec-ag.de