Drehrohr-Entlackungs-Anlagen für thermisches Recycling

Drehrohr-Entlackungs-Anlage UBC für HYDRO Neuss

Verfahrensbeschreibung:

• Drehrohr-Entlackungs-Anlage zur Entlackung und Entfernung von organischen Verbindungen und Verunreinigungen an gebrauchten Getränkedosen (Used Beverage Cans UBC) aus Aluminium. Das geschredderte UBC-Material stammt weitgehend auch aus dem Müllkreislauf oder aus Lagerstätten, also nicht aus dem Dosenkreislauf.
• Die Entlackung erfolgt in einem Drehrohr, das mit heissem Rauchgas beheizt wird.
• Das entlackierte UBC-Material wird zum Recycling in den Aluminium-Schmelzofen geführt.
• Das aus dem Drehrohr austretende Prozessgas wird in Prozessgasbrennern in der thermischen Nachbrennkammer (TNV) aufoxidiert.
• Im Luftvorwärmer (LuVo) erfolgt eine teilweise Wärmerückgewinnung.
• Die Rauchgase werden soweit notwendig zum Beheizen des Drehrohres genutzt.
  Der restliche Rauchgas-Teil wird einer nachgeschalteten Gasreinigungsanlage zugeführt.
• Das gewählte Verfahren stellt im Zusammenhang mit UBC aus dem Müllkreislauf und der Zerkleinerungs- und Sortieranlage eine Neuentwicklung beim Recycling von Aluminiumdosen dar.
   

• Die Entlackung beinhaltet organische Verbindungen wie Lackierungen, Aufkleber, etc.
  Die Entfernung von Verunreinigungen beinhaltet Inhaltsreste, anhaftende Teile wie z.B. Stäube, etc.
• Das angelieferte UBC-Material wird in einer vorgeschalteten Zerkleinerungs- und Sortier-Anlage vorbehandelt und anschliessend zur Entlackungs-Anlage transportiert.
  In der Entlackungs-Anlage wird das Material in ein direkt beheiztes Drehrohr eingetragen. Durch die innovative Prozessführung entstehen im Drehrohr verschiedene Reaktionszonen, mit denen die Teile weitgehendst von Lacken und anderen Anhaftungen befreit und blank aus dem Drehrohr ausgetragen werden.
  Das entlackierte Material wird über eine Förderstrecke in den Schmelzofen transportiert und dort zu flüssigem Primär-Aluminium eingeschmolzen.
• Das aus dem Drehrohr austretende Prozessgas wird in Prozessgasbrennern in der thermischen Nachbrennkammer aufoxidiert. Die Brennkammer verfügt auch über einen Erdgasbrenner, der als Stützfeuerung die Rauchgastemperatur in der Brennkammer auf konstante Temperatur hält.
  Im LuVo erfolgt eine teilweise Wärmerückgewinnung.
  Die Rauchgase werden soweit notwendig zum Beheizen des Drehrohres genutzt.
  Der restliche Rauchgas-Teil wird einer nachgeschalteten Gasreinigungsanlage zugeführt.

Hauptkomponenten

• Eintragsschurre mit Doppel-Klappenschleuse
• Drehrohrofen mit E-Antrieb
• Austrags-Schurre mit Doppel-Klappenschleuse
• Förderstrecke Drehrohr – Schmelzofen mit Feingut-Abscheidung
• Prozessgas-Ventilatoren
• Thermische Nachbrennkammer mit Prozessgasbrenner und Erdgasbrenner
• Luftvorwärmer LUVO mit Kühlluft-Ventilator
• Kanäle und Klappen
• Warmluftkamin
• Staubaustrag
• Sensorik
• Prozessleittechnik mit Bedienung, Beobachtung, Meldung, Archivierung
• NS-Schaltanlage
• Bühnen und Stahlbau

Hauptdaten

Kalt-UBC-Material-Zusammensetzung:

• Material:

UBC-Material aus Müllkreislauf / Lagerstätten

• Feuchte:

1,0 – 5,0 Gew-%

• Flüchtige mit Organik:

2,5 – 6,0 Gew-%

• Staub bezgl. trockenem Zustand:

max. 0,5 Gew-%

Weitere Kalt-UBC-Beschaffenheitsmerkmale:

• Korngrösse:

10 bis 100 mm

• Schüttdichte:

120 - 150 kg/m3

Kalt-UBC-Material-Eintragsmenge:

1500 bis 7100 kg/h

Betriebsdauer:

24 h/d und 7 d/w

Verfügbarkeit ohne Off-line Reinigung:

> 97 %

Vorteile

• Recycling – Kreislaufwirtschaft - Rohstoffeinsparung
• Durch das Recycling von UBC in den Schmelzofen wird nur ca. 5 % der Energie benötigt, die für die Herstellung von Primär-Aluminium benötigt wird. Ausserdem kann etwa 85 % des eingesetzten UBC-Metalles wiederverwendet werden, was auch den Einsatz der natürlichen Rohstoffe reduziert.
• Im Schmelzofen geht der Verlust an Primär-Aluminium durch Krätzebildung deutlich zurück, weil die organischen UBC-Bestandteile fast vollständig reduziert sind.
• Im Vergleich zu anderen Recycling-Technologien wird eine weitere Brennstoff-Einsparung durch die Verbrennung der Prozessgase und die integrierte Wärmerückgewinnung erreicht.
• Bei Vollast wird der Erdgas-Brenner bis auf Minimallast zurückgeregelt, was den Erdgas-Einsatz reduziert.
• Das Warm-UBC-Material ist heiss, wodurch auch im Schmelzofen Brennstoff eingespart wird.
• Obige Vorteile führen zu entsprechend niedrigeren CO2-Emissionen und damit niedrigere CO2-Kosten.
• Einsatz von UBC-Material aus Müllkreislauf und Lagerstätten ist möglich, nicht nur reines UBC-Dosenmaterial.
• Die Verbrennung der Prozessgase in der Brennkammer wurde mit umfangreichen Analytikmessungen optimiert. Die unverbrannten Prozessgas-Bestandteile werden in der Brennkammer auf niedrige Konzentrationen reduziert.
• Der Betriebsbereich ist bis hinunter auf 20 % der nominalen Kalt-UBC-Mengen erweitert.
• Die Betriebsflexibilität wird gesteigert mit schnellen Laständerungen der Kalt-UBC-Mengen.
• Die Anlage wurde basierend auf  den umfangreichen Messungen und Versuchen von HUTTER FREI POWER optimiert.

Niedrige Schadstoff-Emissionen

• Die Zusammensetzung des Prozessgases ist innerhalb des Verfahrens weitgehend bestimmt durch die Zusammensetzung des Kalt-UBC-Materials und verschiedener Prozessparameter.
  Auf jeden Fall sind im Prozessgas auch gesättigte und ungesättigte komplexe Kohlenwasserstoff-Verbindungen vorhanden, die beim Design der Verbrennung berücksichtigt werden.
• Niedrige Schadstoff-Emissionen im Rauchgas werden überwiegend durch optimale Verbrennungsbedingungen des Prozessgases in der Brennkammer erreicht.
• Von einem unabhängigen Messinstitut gemessene Konzentrationen im Rauchgas nach Brennkammer sind:

• NOx als NO2:

44   mg/Nm3 bez. auf trockenes Rauchgas

• CO:

< 5  mg/Nm3 bez. auf trockenes Rauchgas

Projektumfang:

• Planung, Engineering, Auslegung, Lieferung, Montage und Inbetriebsetzung einer kompletten Drehrohr-Entlackungs-Anlage mit thermischer Nachbrennkammer, Erdgas-Brenneranlage, LuVo, Ventilatoren, Kanäle, Rohrleitungen und Armaturen, Instrumentierung, Elektrotechnik mit NS-Schaltanlage, Prozessleitsystem, Stahlbau und Bühnen.

HUTTER FREI POWER Leistungsumfang:

• Im Rahmen einer Restrukturierung hat Fa. VSH, Tochter der Fa. VOLKER WESSELS, die weitere Projektausführung mit Projektleitung, Verfahrenstechnik, Maschinentechnik, Inbetriebsetzungsleitung und Inbetriebsetzung an Fa. HUTTER FREI POWER (HFP) beauftragt. Bis zum ersten Betrieb wurden von HFP zahlreiche Umbauten und Verbesserungen identifiziert und umgesetzt. Mit den ersten Betriebsergebnissen wurde auch das Explosionsschutzkonzept weiterentwickelt. Dazu wurden zusammen mit der Fa. HYDRO ALUMINIUM als Endkunde detaillierte Messungen mit Instituten durchgeführt und ausgewertet. Die Klärungen mit dem Explosionsschutzgutachter führten zunächst zur Freigabe des Betriebs mit einer UBC-Menge von 4 t/h.
• Im August 2016 wurde zwischen den Vertragsparteien vereinbart, dass auch Fa. HYDRO ALUMINIUM die Unterstützung der Fa. HUTTER FREI POWER nutzen kann. Dieser Auftrag beinhaltete für die Entlackungs-Anlage die Bedienpersonalschulung, Analyse der Betriebsergebnisse, Unterstützung der Betriebsingenieure, Mitarbeit an der gemeinsamen Task Force und Unterstützung bei zukünftigen Anlagenumbauten.
• In der Doppel-Auftragnehmerrolle wurden auf Lieferantenseite weitere Versuche zur Erfassung und Erarbeitung von Grundlagen durchgeführt. Die aus den Testauswertungen abgeleiteten Umbauten führten vom Explosionsschutzgutachter zur Freigabe der Anlagen-Vollast. Ebenso wurden Restpunkte abgearbeitet und nach dem hoch-zuverlässigen zweiwöchigen Probebetrieb mit einer Verfügbarkeit von 98 % die vertragliche Abnahme erreicht.
  In der Rolle auf der Betreiberseite wurden verschiedene Optimierungen begleitet, die Ober-Inbetriebsetzungsleitung ausgeführt, sowie das Betriebsverhalten weiter analysiert und Weisungen für den Betrieb erlassen. Seit September 2017 kann die Entlackung kontinuierlich mit der vollen UBC-Menge fahren.

Kunden:

• VSH, heute TrappInfra Services, Wesel, Deutschland
• HYDRO ALUMINIUM Rolled Products, Neuss, Deutschland