Die Verdampfertechnologie als klassische thermische Trenntechnik ist für viele Anwendungen nach wie vor die beste verfügbare Technik. Wer dabei seine Betriebskosten senken will, sollte die Möglichkeit einer Systemnachrüstung durch Brüdenverdichtung in Betracht ziehen. GIG Karasek ist der Meinung, dass diese Technologie die heutigen Anforderungen der Industrie hinsichtlich Verfügbarkeit und Energieeffizienz optimal erfüllen kann.

Steigende Energiepreise treffen naturgemäß energieintensive Produktionsverfahren am stärksten. Die zusätzlich entstehenden Kosten lassen sich dabei selten an den Abnehmer weitergeben. Um die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten müssen Mittel und Wege gefunden werden, um die Produktionskosten zu senken.

Thermische Verfahren finden in vielen Industriebranchen Anwendung: Eindampfen, Reinigung von Abwässern, Lösungsmittelrückgewinnung, Trocknen, Kristallisieren und Stofftrennung durch Destillation sind nur einige Beispiele. Diese Prozesse arbeiten üblicherweise mit Heizdampf, der mit Öl oder Erdgas erzeugt wird. Um nun in einem 1-stufigen thermischen Verfahren eine Tonne Wasserdampfbrüden zu erzeugen, ist in etwa die gleiche Menge an Heizdampf erforderlich.

Die Herstellungskosten eines Produkts werden maßgeblich durch die Investitionskosten der erforderlichen Anlagen und deren Energiebedarf bestimmt. Die Investition lässt sich über einen Zeitraum von wenigen Jahren abschreiben, der Energiebedarf besteht in der Regel jedoch unverändert bis zum Nutzungsende.

Das Angebot an fossilen Brennstoffen hat sich seit vergangenem Jahr dramatisch verengt. Die Folgen sind explodierende Preise und Versorgungsengpässe. Auch weil sich die Energieversorgung als exzellente wirtschaftliche und politische Waffe einsetzen lässt. Um ökonomischer als der Wettbewerb produzieren zu können, erhält die Optimierung des Energieeinsatzes oberste Priorität.

Möglichkeiten zur Energieeinsparung

Grundsätzlich gibt es drei Möglichkeiten, um den Bedarf an Heizdampf - und damit Öl oder Erdgas - ganz beträchtlich zu reduzieren. Hierzu zählen zum Beispiel mehrstufige Anlagen und Anlagen, in denen die Energie mehrmals genutzt wird. Allgemein betrachtet nimmt der Heizdampfbedarf umgekehrt proportional zur Anzahl der Stufen ab. Auch kommen so genannte Dampfsparer zur Anwendung, die als Vorläufer der heutigen thermischen Brüdenverdichter (Dampfstrahlverdichter) gelten. Bei diesem Verfahren nimmt die bei niedriger Temperatur abzuführende Wärme gleichermaßen ab, der Kühlwasserbedarf sinkt entsprechend. Zum Betrieb der thermischen Brüdenverdichtung ist jedoch eine gewisse Dampfmenge erforderlich, die als Überschussbrüden an den Kondensator abgegeben werden muss.

GIG Karasek bietet bei Anwendungen der thermischen Trenntechnik mit der offenen Wärmepumpe (mechanische Brüdenverdichtung) eine zeitgemäße Möglichkeit der Energieeinsparung. Die erzeugten Wasserdampfbrüden werden hierbei auf ein höheres Druckniveau gebracht, so dass die Kondensationsenthalpie genutzt werden kann, um den eigenen Prozess in Gang zu halten. Anlagen mit mechanischer Brüdenverdichtung werden mit einem besonders niedrigen Energiebedarf betrieben, da hier im Gegensatz zum Dampfstrahlverdichter alle Brüden wiederverwendet werden können. Pro Tonne Wasserdampfbrüden ist dann eine vergleichsweise sehr geringe elektrische Antriebsenergie für den Motor des Verdichters aufzubringen und der andernfalls anfallende Kühlwasserbedarf entfällt. Grundsätzlich kann die mechanische Brüdenverdichtung mittels 1-stufiger Radialverdichter in der Bauweise als Hochdruckventilatoren oder Turboverdichter realisiert werden. GIG Karasek setzt im Falle der mechanischen Brüdenverdichtung auf Ventilatoren.

In der Vergangenheit wurde häufig - nicht zuletzt auf Grund der historisch noch günstigen Energiepreise - die Entscheidung zu Gunsten der energieintensiveren mehrstufigen Eindampfanlagen gefällt. Die seitdem explodierenden Energiekosten haben den Vorteil der günstigeren Investitionskosten längst überholt und zehren an den Gewinnen der Unternehmen. Eine Nachrüstung mit einer mechanischen Brüdenverdichtung lässt den Gewinn nach Inbetriebnahme sofort steigen - die Investitionskosten amortisieren sich in kürzester Zeit.
Bei der Auswahl und Umsetzung der passenden Energieeinsparungsmaßnahme müssen zahlreiche Anforderungen (Siedepunktserhöhung, Wärmeübergang, usw.) berücksichtigt werden. Voraussetzung für ein optimales Ergebnis sind Erfahrung und die genaue Kenntnis der Betriebsweise.

Einsparpotential bei der Brüdenverdichtung:

In einer Weizenstärkefabrik fallen aus der Weizenstärkeherstellung 40 t/h Abwasser an, welches als Feed in eine Eindampfanlage fließt. Die Abdampfleistung beträgt 35 t/h. Bei Ausführung als sechsstufige Eindampfanlage beläuft sich der Dampfverbrauch auf rund 6,3 t/h. Bei Dampfkosten von 30 €/t ergeben sich hier Energiekosten von 189 €/h.

Durch das Nachrüsten einer mechanischen Brüdenverdichtung wird Frischdampf lediglich zum Anfahren der Anlage und zum Ausgleich der Energiebilanz eingesetzt. Das bedeutet, die Anlage läuft fast ausschließlich mit elektrischer Energie. Der typische elektrische Energieverbrauch mit einer mechanischen Brüdenverdichtung beträgt in diesem Fall rund 700 kWh. Bei Stromkosten von rund 0,1 €/kWh ergeben sich 70 €/h. Dank der durchgeführten Energieeinsparung durch eine mechanische Brüdenverdichtung sinken die Betriebskosten der Eindampfanlagen um 129 €/h.