Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuen Technologie zur Behandlung von Abgasen bzw. Abluftstr\u00f6men mit siliziumorganischen Inhaltsstoffen. Zahlreiche Prozesse (z. B. Regranulierung von Kunststoffen, Kunststoffcompoundierung, etc.) sind betroffen. Dabei kommt eine sorptive, biologische oder katalytische Abgasreinigung aufgrund der vielfach rezepturbedingten bzw. zwangsweise vorhandenen Stoffvielfalt nicht in Frage. Aus \u00f6kologischer und \u00f6konomischer Sicht (niedrige Restschadstoffgehalte, niedriger Brennstoffverbrauch) w\u00e4re die thermische Abgasreinigung mit regenerativer Abluftvorw\u00e4rmung wegen ihrer extrem hohen Abluftvorw\u00e4rmung pr\u00e4destiniert. Dem steht entgegen, dass sich die Regeneratorspeichermassen mit dem Oxidationsprodukt (vorwiegend SiO2) aus den siliziumorganischen Verbindungen amorph belegen und somit verstopfen. Es soll eine mobile Technikumsanlage betriebsfertig erstellt und bei einem potenziellen Anwender eingesetzt werden (Der erste Einsatz fand bei CUTEC statt). Prim\u00e4res Ziel ist es dabei, das Oxidationsverhalten der siliziumorganischen Verbindungen zu untersuchen sowie das Systemverhalten mit Blick auf die Projektierung einer Hauptausf\u00fchrung zu ergr\u00fcnden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen des Forschungsvorhabens ist eine mobile Pilotanlage konzipiert und konstruiert worden, die aus den Hauptkomponenten Reaktor mit Regeneratoren und Brennkammerkopf (modularer Aufbau), pneumatisch betriebenem Klappensystem, Erdgasbrenner mit Gas- und Luftstrecke und Flameless-System besteht. Volumenstr\u00f6me, Dr\u00fccke und Temperaturen von Abgas, Zusatzbrennstoff, Brennerluft und Reingas sowie Temperaturen innerhalb der Regeneratorsch\u00fcttung werden kontinuierlich erfasst, um exakte Bilanzierungen der Anlage und genaue Beurteilungen des Temperaturprofils in den Regeneratoren zu erm\u00f6glichen. Die Regelung der Anlage wird \u00fcber eine SPS realisiert. Programmtechnisch kann aufgrund der ver\u00e4nderten Betriebsweise (Anfahrprozess, Temperatursteuerung) nicht auf Standardmodule f\u00fcr herk\u00f6mmliche RNV-Anlagen zur\u00fcckgegriffen werden, so dass hier eine Neukonzeption erfolgen muss. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sind die folgenden Versuchsabschnitte vorgesehen:
\n1.\tKonstruktion und Erstellung einer Versuchsanlage durch den Antragsteller.
\n2.\tErprobung und technische Validierung der Anlage bei CUTEC in Clausthal
\n3.\tErste Versuche mit siliziumorganischen Verbindungen bei CUTEC
\n4.\tDurchf\u00fchrung der Versuchskampagne bei der Firma ALBIS PLASTIC GmbH in Hamburg.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die von LTB gefertigte und vormontierte Anlage wurde bei CUTEC angeliefert, wo die Realisierung von MSR-Technik und Visualisierung, die technische Validierung und Versuchsdurchf\u00fchrung erfolgte. Zur Erzeugung von SiO2-Ablagerungen wurden die Verbindungen Baysilone-\u00d6l M50 und Vinyltrimethoxysilan \u00fcber eine Dosiervorrichtung zugef\u00fchrt. Nach Abschluss dieser Versuche wurde die Anlage heruntergefahren und entleert. Auf Grund der thermischen \u00dcberhitzung der Anlage als Folge einer unkontrolliert ho-hen Zudosierung organischer Stoffe wurden die in die Anlage eingebrachten Edelstahl-Layer so stark verformt, dass diese komplett erneuert werden mussten. Innerhalb der hei\u00dfesten Zone fanden sich Agglomerate von Kugeln. In den w\u00e4hrend des Normalbetriebs kalten Zonen der Sch\u00fcttung waren kaum Anlagerungen festzustellen w\u00e4hrend innerhalb der Reaktionszone vermehrt staubf\u00f6rmige Fraktionen von Siliziumdioxid auftraten. Das Feingut wies unterschiedliche Fraktionen auf, wobei ein Teil Abplatzungen von Kugeln darstellte. Bei der Feinstfraktion war davon auszugehen, dass es sich weitgehend um Oxidationsprodukte aus den zudosierten siliziumorganischen Substanzen handelte. Hieraus leitet sich ab, dass die Pilotanlage offensichtlich zielf\u00fchrend bez\u00fcglich der Oxidation siliziumorganischer Verbindungen arbeitet. Die vorher in Clausthal durchgef\u00fchrten Arbeiten haben den Betrieb der Pilotanlage bei ALBIS in Hamburg erheblich erleichtert. Um die Verfahrensparameter laufend \u00fcberwachen und eingreifen zu k\u00f6n-nen, wurde ein Telefonmodem installiert, das sich w\u00e4hrend des mehrmonatigen Versuchsbetriebes als sehr hilfreich erwiesen hat. Im Folgenden sind die weiteren, wesentlichen Erkenntnisse zusammengefasst: Das Betriebsverhalten der Anlage hat sich als unproblematisch herausgestellt. Mehrere Strom- und Druckluftausf\u00e4lle unterbrachen zwar den Versuchsbetrieb, der jedoch mit Hilfe des Modems wieder fortgesetzt werden konnte. Zwischenzeitlich hat die Anlage eine eigene Druckluftversorgung erhalten, so dass die Ausf\u00e4lle drastisch reduziert werden konnten. Die Temperaturmesstechnik, urspr\u00fcnglich ausgef\u00fchrt mit Absaugthermoelementen wurde versuchsweise durch einen mittig im Reaktor angeordneten Thermoelementbaum erg\u00e4nzt. Diese Konzeption hat sich als im Zusammenhang mit dem Ausbringen der keramischen Speichermasse als weniger geeignet erwiesen. Auch reicht nach den bisherigen Erfahrungen der Einbau \u00fcblicher Manteltemperaturf\u00fchler aus, um f\u00fcr die Regelung ausreichend genaue Temperaturwerte zu generieren. Bez\u00fcglich Siliziumdioxidanhaftungen als Folge der Oxidation siliziumorgani-scher Verbindungen ist ein \u00e4hnliches Verhalten verglichen mit den Ergebnissen aus Clausthal festzustellen. Die Anlage wurde einmal entleert und wieder bef\u00fcllt, wobei sich erwartungsgem\u00e4\u00df SiO2-St\u00e4ube in etwa halber H\u00f6he der Sch\u00fcttung angelagert haben. W\u00e4hrend der Versuchsphase wurden seitens ALBIS nur begrenzt Compounds mit siliziumorganischen Rezepturen hergestellt, so dass auch zugeh\u00f6rige SiO2-Anhaftungen nicht in massivem Umfang zu erwarten waren. Gleichwohl hat die Pilotanlage ihre Aufgabe diesbez\u00fcglich in vollem Umfang erf\u00fcllt. Weiter konnten auch keine Keramikkugelagglomerationen festgestellt werden, so dass hierdurch indirekt die zielf\u00fchrende Temperaturmessung sowie -Regelung best\u00e4tigt wird. Auch die erzielte Reingasqualit\u00e4t wurde untersucht, wobei die Erdgasdotierung einige Sekunden vor dem Wechsel der Str\u00f6mungsrichtung beendet wurde, um die Konzentration an S org. C im Reingas zu senken. Es zeigte sich im Fall der Schadstoffbeladungen bei ALBIS von bis zu ca. 150 mg\/m3n an S org. C, dass auch ohne Pufferbeh\u00e4lter bereits Reingaskonzentrationen von unter 20 mg\/m3n (FID) durchaus erzielbar sind. Die Versuchsanlage wird noch einige Monate bei ALBIS verbleiben, wobei die in diesem Zusammenhang stehenden Untersuchungen \u00fcber den Rahmen dieses Teilvorhabens hinausgehen. Dabei ist geplant, die Abluft eines Extruders, der vorwiegend Compounds mit siliziumorganischen Inhalts-stoffen herstellt, auf die Pilotanlage zu schalten und nicht wie bislang einen Teilstrom aus dem Gesamt-abluftvolumenstrom zu verwenden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
In 2005 Vortr\u00e4ge im Rahmen der VDI-Kolloquien Fortschritte in der Luftreinhaltetechnik und Spritzgie\u00dfen 2005 bzw. des International Symposium MBT 2005. Ver\u00f6ffentlichung in der Fachzeitschrift Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft. Vortrag beim GVC Fachausschuss-Hochtemperaturtechnik in 2006. Zwei weitere Vortr\u00e4ge sind bei Aufbereitungstechnik 2006, K\u00f6ln bzw. Abfalltagung 2006, Berlin angemeldet. Kontakte zu potenziellen Anwendern der neuen Reinigungstechnologie sind vorhanden, so dass gezielt Informationsmaterial verbreitet werden kann.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
m Rahmen der 1. Phase des Vorhabens wurde erfolgreich eine Technologie entwickelt und in einer Pilotanlage erprobt, die es gestattet, Abgase mit siliziumorganischen Verbindungen und insbesondere deren Oxidationsprodukt SiO2 in einer thermischen Abgasreinigungsanlage mit regenerativer Abluftvorw\u00e4rmung handhabbar zu machen<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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