Drehrohr-Entlackungs-Anlagen für thermisches Recycling

Beschreibung der Drehrohr-Entlackungs-Anlagen

Die Drehrohr-Entlackungs-Anlage dient der Entlackung und Entfernung von organischen Verbindungen und Verunreinigungen an Aluminium-Teilen. Die entlackierten Aluminium-Teile werden zum Recycling in den Schmelzofen geführt.

Beispiele für einsetzbares Material sind gebrauchte Getränkedosen (Used Beverage Cans UBC), Fensterprofile, Teile vom Automobilbau, Wärmetauscher und andere Aluminiumteile. Das geschredderte UBC-Material kann aus dem Müllkreislauf oder aus Lagerstätten stammen, muss also nicht aus dem Produktionsprozess oder Dosenkreislauf beschafft werden.
 

Die Entlackung beinhaltet organische Verbindungen wie Lackierungen, Aufkleber, etc.
Die Entfernung von Verunreinigungen beinhaltet Inhaltsreste, anhaftende Teile wie z.B. Stäube, etc.

Das angelieferte und zu entlackende Material wird je nach Beschaffenheit in einer vorgeschalteten Zerkleinerungs- und Sortier-Anlage vorbehandelt und anschliessend zur Entlackungs-Anlage transportiert.
In der Entlackungs-Anlage wird das Material in ein mit Rauchgas 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 mit 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.

Neue Generation von Drehrohr-Entlackungs-Anlagen

• Im Rahmen der Inbetriebsetzung der Drehrohr-Entlackungs-Anlage für Hydro Aluminium in Neuss hat HUTTER FREI POWER in verschiedenen Themenbereichen Grundlagenforschungen betrieben und zahlreiche Versuche durchgeführt.
• Dazu haben wir Analytik-Messungen im Prozessgas und Rauchgas durchführen lassen. In einer ersten Phase durch ein Hochschulinstitut, in der zweiten Phase durch ein spezialisiertes Messinstitut.
• Die zugehörigen Versuchsprogramme und den Messumfang wurden von HUTTER FREI POWER spezifiziert. Das Augenmerk lag nicht nur im Normalbetrieb sondern auch in den Betriebsstörungen, die für das Explosionsschutzkonzept und die Risikobetrachtung massgebend sind.
• Die Messresultate hat HUTTER FREI POWER zusammen mit den Beteiligten analysiert und Erkenntnisse über die Vorgänge und Zusammenhänge in der Entlackungs-Anlage gewonnen.
• HUTTER FREI POWER hat die Anlage mit zusätzlicher Sensorik ausgerüstet, bei kritischen Sensorik-Bedingungen wurden neue Messtechnologien erprobt und nach den Auswertungen fest eingebaut.
• HUTTER FREI POWER hat über einer Zeitdauer von knapp 2 Jahren hat systematisch das Betriebsverhalten analysiert und stand im intensiven Austausch mit dem Anlagenbetrieb.
  Somit konnten viele Zusammenhänge erarbeitet werden, die wiederum in den Anlagenbetrieb eingeflossen sind.
• Das Explosionsschutzkonzept hat HUTTER FREI POWER massgebend weiterentwickelt und in Zusammenarbeit mit dem Explosionsschutz-Gutachter angepasst.
• Mit den Betriebserfahrungen und oben erwähnten Erkenntnissen hat HUTTER FREI POWER die Anlage optimiert.
• Basierend auf den oben beschriebenen Erkenntnissen hat HUTTER FREI POWER ein Anlagensimulations-Modell mit speziell zu-geschnittenen Bauteilen entwickelt, das bei der Projektentwicklung, Projektierung und Auslegung anwendet wird.

Weiterentwicklung

• Die Drehrohr-Entlackungs-Anlage basiert auf der von HUTTER FREI POWER optimierten Drehrohr-Entlackungs-Anlage für Hydro Aluminium in Neuss, jedoch hat HUTTER FREI POWER die Anlage in folgenden Bereichen weiterentwickelt.
• Verlängerung der Reisezeit auf 6 Monate.
• Erweiterung des Betriebs-Einsatzbereiches und der einsetzbaren UBC-Materialqualitäten
• Optimierte Entlackung des UBC-Materials durch optimierte Führung der Stoffströme und der Parameterwahl.
• Optimierte Schaltung auf der Prozessgasseite zum robusten Verhalten der unverbrannten Gas-Bestandsteile in Betriebsstörungen.
• Anpassung des Explosionsschutzkonzeptes auf obige Änderungen
• Anpassungen und Verbesserungen der Aufstellung

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 und Sicherheitskamin
• Staubaustrag
• Sensorik
• Prozessleittechnik mit Bedienung, Beobachtung, Meldung, Archivierung
• NS-Schaltanlage
• Bühnen und Stahlbau
   

Betrieb

• Betriebsdauer:

24 h/d und 7 d/w

• Erwartete Reisezeit zwischen Off-line Reinigungsstillständen:

6 Monate

• Erwartete Verfügbarkeit ohne Off-line Reinigungsstillstände:

> 97 %

Vorteile

• Recycling – Kreislaufwirtschaft - Rohstoffeinsparung
• Durch das Recycling von Aluminium 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 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 Verbindungen durch die Entlackungs-Anlage fast vollständig entfernt 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 entlackierte Material ist heiss, wodurch auch im Schmelzofen Brennstoff eingespart wird.
• Obige Vorteile führen zu entsprechend niedrigeren CO2-Emissionen und damit niedrigere CO2-Kosten.
• Niedrige Rauchgas-Schadstoffemissionen durch speziell entwickelte und gesteuerte Verbrennung in der thermischen Nachbrennkammer.
• Einsatz von UBC-Material aus Müllkreislauf und Lagerstätten ist möglich, womit die Beschaffungskosten tief gehalten werden können.
• Die Reisezeit zwischen zwei Offline-Reinigungsstillständen beträgt ca. 6 Monate, wodurch die Jahres-Verfügbarkeit entsprechend höher liegt.
• 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 Einsatzmenge erweitert.
• Die Betriebsflexibilität wird gesteigert mit schnellen Laständerungen der Kalt-UBC-Mengen.
• Das Verfahren basiert auf einer bewährten Anlage und ist basierend auf den umfangreichen Messungen und Versuchen von HUTTER FREI POWER weiterentwickelt.

Hohe Verfügbarkeit

• innovatives Verfahren mit Weiterentwicklung basierend auf betriebsbewährter Anlage
• integriertes Systemdesign mit Berücksichtigung von spezifischen Kundenanforderungen
• robustes Design
• qualitativ hochwertige Komponenten mit bewährtem Design
• ausgewählte Redundanzen
• ausgeprägter Schwerpunkt auf Qualitätsüberwachung vom Projekt-Start bis zur Abnahme

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