Clausthal-Zellerfeld. Die Clausthaler Verfahrens- und Energietechnik GmbH (CVET) hat gemeinsam mit ihren Projektpartnern die Förderzusage für das Forschungs- und Entwicklungsprojekt eiROX – elektrisch induzierte Regenerative Oxidation erhalten. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Technologie zur Behandlung industrieller Abluft, bei der der bisher erforderliche fossile Energieträger Erdgas durch elektrische Energie ersetzt werden kann. Darüber informiert CVET in einer Pressemitteilung.
Regenerative Nachverbrennungsanlagen (RNV) werden in zahlreichen Industriezweigen eingesetzt, um organische Bestandteile – beispielsweise Lösemittel – aus Produktionsabluft sicher zu oxidieren. Die Technologie nutzt thermische Speicher, sogenannte Regeneratoren, um die im Prozess vorhandene Wärme weitgehend zurückzugewinnen. Für das Aufheizen und für Betriebszustände, in denen die in der Abluft enthaltene Energie nicht ausreicht, werden konventionelle Anlagen jedoch in der Regel mit Erdgas betrieben.
Im 3D-Druck hergestellt
Genau hier setzt eiROX an: Die benötigte Wärme soll künftig elektrisch und induktiv direkt in die Oxidationszone eingekoppelt werden. Kern der Entwicklung sind speziell dotierte Formkörper aus Siliziumcarbid (SiC), die im 3D-Druck hergestellt werden. Sie nutzen das von außen erzeugte magnetische Wechselfeld und wandeln dessen Energie unmittelbar in Wärme um. Die Kombination aus regenerativer Nachverbrennung und Induktionsheizung sowie der Einsatz des dotierten SiC sowohl als keramisches Speichermaterial als auch als Energiewandler stellen wesentliche Innovationen des Projektes dar.
Ein weiteres Ziel geht über den reinen Ersatz des Brennstoffs hinaus: Die in den oxidierten organischen Abluftbestandteilen enthaltene chemische Energie soll als Hochtemperatur-Prozesswärme nutzbar gemacht werden. CVET entwickelt hierzu eine modellbasierte, sich selbst parametrierende prädiktive Regelung der Heißgasauskopplung. Damit soll die vorhandene Energie möglichst effizient genutzt und der Bedarf an elektrischer Heizenergie minimiert werden.
Zur industriellen Anwendung
Im Rahmen des auf 36 Monate angelegten Vorhabens wird in Clausthal-Zellerfeld ein Demonstrator im Scale-up-fähigen Maßstab aufgebaut und umfassend experimentell untersucht. Die Versuchsergebnisse dienen anschließend dazu, das Verfahren zu optimieren, das Berechnungs- und Regelungsmodell zu validieren und eine wirtschaftlich attraktive kommerzielle Anlagenlösung zu entwickeln. Nach rund 15 Monaten soll der Versuchsbetrieb beginnen; nach 36 Monaten sollen das Konzept einer kommerziellen Anlage und das Berechnungsmodell vorliegen.
Das Projekt umfasst insgesamt neun Arbeitspakete – von der Entwicklung der SiC-Formkörper über Engineering, Bau und Inbetriebnahme des Demonstrators bis zur experimentellen Verfahrensentwicklung und zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit.
Potenzial in der Automobilindustrie
Besonders groß ist das Potenzial beispielsweise in der Automobilindustrie. Für die Lacktrocknung werden heute überwiegend thermische Nachverbrennungsanlagen eingesetzt. Die Projektpartner gehen davon aus, dass durch eine Kombination aus eiROX, einer Verringerung der Abluftmenge und einer optimierten Trocknerbeheizung allein bei Lacktrocknerlinien in Deutschland CO2-Einsparungen in einer Größenordnung von rund 171.000 bis 277.000 Tonnen pro Jahr möglich sein könnten. Weitere Potenziale bestehen unter anderem bei der Abluftbehandlung von Lackierkabinen sowie in zahlreichen anderen Industriebranchen.
Partner aus Industrie und Forschung
Federführender Antragsteller und Projektkoordinator ist die Clausthaler Verfahrens- und Energietechnik GmbH (CVET). Weitere Partner sind die ENVIROTEC Umwelt- und Verfahrenstechnik GmbH, die Wahrheit Anlagenbau GmbH sowie die Technische Universität Clausthal, Abteilung Thermische Prozesstechnik.
