1 hopfentrocknung mit gas 8. dezember 2009 – 15. arbeitszirkel hopfenring e.v., aiglsbach...
Post on 06-Apr-2015
110 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Hopfentrocknung mit Gas
Dietmar JelinekBayerngas GmbH
Poccistraße 980336 München
Telefon: 089/7200-384Email: dietmar.jelinek@bayerngas.de
2Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Vortragsgliederung
• Erdgas – der ideale Brennstoff für direkte Trocknungsprozesse
- Definition der direkten Trocknung- Verfahrenstechnische Vorteile- Emissionen
• Schadstoffarme Direkttrocknung mit Erdgasverbrennungsgasen
- Technische Möglichkeiten (Brennertechnik)- Energieeinsparung durch Direktbefeuerung- Sonstige Vorteile
• Praxisbeispiel- Energieverbund zwischen einem erdgasbefeuertem
Blockheizkraftwerk und einer Bandtrocknungsanlage zur Gemüse- und Kräutertrocknung
3Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Definition Direkttrocknung
Die direkte Trocknung mit Erdgas wird dadurch charakterisiert, dass die heißen Verbrennungsgase (Abgase) von Brennern, Gasmotoren, Gasturbinen usw. direkt zur Trocknung eingesetzt werden.
Das Verbrennungsgas erwärmt dabei das zu trocknende Gut im direkten Kontakt, nimmt die Feuchte auf und führt sie ab.
4Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Vorteile der Direkttrocknung
• Direkte Umsetzung von Primärenergie in Nutzenergie
• Günstige Anpassungsmöglichkeiten der Anlagenkonzeption an die Gutsstruktur (Einzelgegenstände; laufende Bahnen; Haufengüter; Flüssigkeiten; pastöse Stoffe)
• Geringes spezifisches Investitionsvolumen bezogen auf die Trocknerleistung
• Hohe Flexibilität in Bezug auf betriebsspezifische Anforderungen
• Breites Temperaturspektrum und gute Regelbarkeit
5Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Erdgas und Schadstoffe
Quelle: E.ON Ruhrgas AG
6Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Direkte Trocknung von Lebensmittelprodukten
• Grundsätzlich dürfen Lebensmittel mit Erdgas-Ver-brennungsgasen getrocknet werden, wenn sichergestellt ist, dass von diesen nur technisch unvermeidbare sowie gesundheitlich und geschmacklich unbedenkliche Anteile auf die Lebensmittel einwirken (§ 31 Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz)
• Lebensmittelhygiene-Verordnung schreibt vor, dass Lebensmittel keiner nachteiligen Beeinflussung ausgesetzt werden dürfen
• Aufgrund dieser sehr allgemein gehaltenen Formu-lierungen Unsicherheit bei Anlagenherstellern, Ämtern und Betreibern Forderung nach indirekten Beheizungssystemen
7Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Stickstoffoxid-(NOX)problematik
• Nitrosaminbildung aus proteinhaltigen Aminen (Trocknungsgut) und NOX aus Verbrennungsgasen
• Starke Abhängigkeit vom eingesetzten Trocknungsgut und den Temperaturverhältnissen
• Anfang der 80‘er Jahre bei der Malztrocknung direkter Zusammenhang zwischen Höhe der Nitrosaminbelastung und NOX-Gehalt Rauchgase
8Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Innovative Gasverbrennungssysteme
9Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Erdgas-Flächenbrenner
Gaszufuhr
Luftdüsen
Gasdüsen
Quelle: Maxon
10Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Prinzip des Flächenbrenners
11Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Direkttrocknung mit Erdgas ist Stand der Technik
• Zu den Anwendern der Direkttrocknung gehören renommierte Firmen wie Kraft Food, Tchibo, McDonalds und Emsland Stärke
• Direktbeheizung mit Erdgas wird im gesamten europäischen Raum angewandt
• Energetischer Vorteil: Wegfall der Umwandlungsverluste im Wärmetauscher (feuerungstechnische Wirkungsgrade 90…92% Nutzungsgrade nach Einrechnung der Betriebsbereitschaftsverluste + Strahlungsverlust <90%)
12Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Energieeinsparung bei Direkttrocknung ggü indirekt beheizten Systemen
• Beispiel Hordendarre mit Wärmeenergiebedarf 12.000 l Heizöl/a – zweistufiger Öl-Gebläsebrenner
• Abgasmessung Brennkammer- Sauerstoffgehalt Abgas 7,4 Vol-%- Abgastemperatur 171 °C- Abgasverlust 8,4%
• Über Direkttrocknung Vermeidung Brennkammer-Abgasverlust
- 8,4% von 12.000 l Öl = 1008 l Öl bzw. 10.100 kWh- Bei Energiepreis
• 45 Ct/l Einsparung 454 €
• 80 Ct/l Einsparung 806 €
13Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Abgasmessung Brennkammer
0
5
10
15
20
2516
:46
17:2
8
18:1
0
18:5
2
19:3
4
20:1
6
21:0
3
21:4
5
22:2
7
23:0
9
23:5
1
00:3
3
01:2
0
02:0
2
02:4
4
03:2
6
04:0
8
04:5
0
05:3
7
06:1
9
07:0
1
07:4
3
08:2
5
09:1
2
09:5
4
10:3
6
11:1
8
12:0
0
12:4
2
13:2
9
14:1
1
14:5
3
15:3
5
16:1
7
Vo
l-%
0
50
100
150
200
250
°C
Sauerstoffrestgehalt Abgas [Vol-%] Abgastemperatur nach Brennkammer [°C]
14Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Weitere Vorteile bei Direkttrocknung mit Gas
• Die Verbrennungsgase des Erdgases enthalten Wasserdampf. Deshalb läßt sich mit Ihnen häufig produktschonender trocknen als mit heißer Luft.
• Die Oberflächen des Trockengutes bleiben länger und besser durchlässig für den Abtransport der Feuchte. Dadurch wird eine gleichmäßige Trocknung erreicht, was bei einer zu getrockneten Oberfläche nicht möglich ist.
• Produktemissionen, die beim Trocknen freigesetzt werden, lassen sich durch Brüdenrückführung in die Brennkammer minimieren.
15Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Spezifischer Wärmeaufwand
16Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Praxisbeispiel direkt befeuerter Bandtrockner
17Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Schema Wärmeverbund
18Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
NOX-Messungen
Meßpunkt NOX mg/m3 tr
NOX ppm
O2 Vol-%
Brennerrohrende Brenner 1 5,3 2,6 20,0
Brennerrohrende Brenner 2 9,7 4,7 19,3
Brennerrohrende Brenner 3 3,3 1,6 20,3
Brennerrohrende Brenner 4 2,5 1,2 20,7
Abluft Trockner gesamt 3,7 1,8 20,3
19Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Energiebilanz
• Systemgrenze Trockner (ohne BHKW)• Energieinput
- BHKW-Abwärme 47 kW- Gasbrenner 933 kW- Abluft-Kondensationswärmetauscher 276 kW- Gesamt 1256 kW
• Energieoutput- Abluftenergie 216 kW- Verdampfungswärme (1,54 t H2O/h) 1005 kW- Restglied (Strahlung, Rohrleitung etc) 35 kW- Gesamt 1256 kW
• Spez. Erdgasbedarf/kg H2O-Verd. 0,64 kWh/kg bzw. 547 kcal/kg
20Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Meßwertevergleich Sommer-Winter
Vergleich Zuluftzustand Sommer – Winter
Meß-/Berechnungs- Einheit Messung Messung
größe August 2000 Dezember 2001
Frischlufttemperatur °C 19 5
Zulufttemp. nach WT °C 62 56
Zuluftvolumenstrom m3/h 17.000 17.600
Wärmerückgewinnung kW 260 320
(WT 2 und BHKW-WT)
Erdgasvolumenstrom Nm3/h 82 93
Spezifischer Gasbedarf kWh/kg H2O 1,23 0,64
21Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Technische Daten Gas-BHKW
22Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
BHKW-Nutzungsgrad
Mess-, Zählwert- Einheit MittelwertRechengrößeSauerstoffrestgehalt Vol-% 0,0Kohlenmonoxid mg/m3 110Stickstoffoxide (NOX) mg/m3 514Methan mg/m3 2002Kohlendioxidgehalt Vol-% 11,7Abgastemperatur °C 97Abgasverlust % 4,1Erdgasvolumenstrom m3/h 44,8Erdgasenergieeinsatz kWh Hi/h 447Wärmeerzeugung kWh/h 263 th 58,9 %Stromerzeugung kWh/h 130 el 29,1 %Gesamtenergienutzung kWh/h 393 g 88,0 %
Die Abgasanalysenwerte beziehen sich auf das trockene Abgas. Die Meßwerte für CO, NOX und CH4 beziehen sich auf einen Restsauerstoffgehalt von 5 Vol-%.
23Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Anwendungstechnischer Service
• Unterstützung der (potenzieller) Kunden bei der Optimierung des Energieeinsatzes
• Durchführung wärmetechnischer Messungen zur Erfassung des wärmewirtschaftlichen Istzustandes
• Erfassung relevanter Größen in der Trocknung - Volumenströme- Feuchte- Temperaturen- Abgas-/Abluftanalyse- Emissionen
24Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Beispiel wärmetechnische Messung
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
07:0
007
:30
08:0
008
:30
09:0
009
:30
10:0
010
:30
11:0
011
:30
12:0
012
:30
13:0
013
:30
14:0
014
:30
15:0
015
:30
16:0
016
:30
17:0
017
:30
18:0
018
:30
19:0
019
:30
20:0
020
:30
21:0
021
:30
22:0
022
:30
23:0
023
:30
00:0
000
:30
01:0
001
:30
02:0
002
:30
03:0
003
:30
04:0
004
:30
05:0
005
:30
06:0
006
:30
07:0
007
:30
08:0
008
:30
09:0
009
:30
4. auf 5. November 2008
°C;
g/k
g
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
m3/h
Abgastemperatur Brennkammer nach WT [°C] Aussenlufttemperatur [°C] Warmlufttemperatur unter Darre [°C]
Feuchtablufttemperatur [°C] Feuchtebeladung Abluft [g/kg] Warmlufttemperatur über Darre [°C]
Erdgasvolumenstrom [m3/h]
25Hopfentrocknung mit Gas8. Dezember 2009 – 15. Arbeitszirkel Hopfenring e.V., Aiglsbach
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
top related