Regenerative thermische Oxidatoren, auch RTOs (Regenerative Thermal Oxidizer) genannt, sind Maschinen, die mit regenerativen Wärmetauschern mit keramischen Massen ausgestattet sind, die aufgrund ihrer Kapazität, rasch Wärme zu speichern und abzugeben, einen hohen thermischen Nutzungsgrad aufweisen. Diese Eigenschaft ermöglicht es, Anlagen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 96 % zu realisieren.  Regenerative thermische Oxidatoren werden nach den spezifischen Anwendungs- und Prozessdaten konfiguriert und können in folgende Gruppen eingeteilt werden:  

  • Regenerative thermische 2-Kammer-Oxidatoren mit optionaler Kompensationskammer
  • Regenerative 3-Kammer-Oxidatoren (oder auch mit 5 oder 7 Kammern, basierend auf den zu behandelnden Durchflussmengen)

Diese Maschinen zur VOC-Reduzierung werden üblicherweise eingesetzt, wenn die Emissionen eine VOC-Belastung, eine Schadstoffkonzentration von 2-3 g/Nm3 oder mehr aufweisen. Diese Entscheidung hängt mit dem Bestreben zusammen, das Phänomen der Selbsterhaltung zu nutzen, ein Konzept, das wir weiter unten noch eingehender erläutern werden. Im Falle niedrigerer oder ähnlicher Konzentrationen stellen sie eine technologische Lösung dar, die aufgrund der hohen Wärmerückgewinnung die Betriebskosten (Verwaltungskosten) der Maschine minimieren kann.  

Regenerative Nachbrenner: Eigenschaften und Vorteile

  • Hohe Reinigungseffizienz (98-99,5 %)
  • Hohe thermische Effizienz (92-96 %)
  • Verringerte Produktion von Sekundärschadstoffen (CO, NOx)
  • Möglichkeit zusätzlicher Wärmerückgewinnung
  • Spezifische Auslegung für Schadstoffkonzentrationen von bis zu 25 % der LEL (UEG)
  • Unabhängiges Verbrennungssystem, um die korrekte Funktion der Anlage zu gewährleisten 
  • Modulares Verbrennungssystem zur Aufrechterhaltung der richtigen Betriebstemperatur bei unterschiedlichen Eingangs-Schadstoffbelastungen
  • Die Brennkammer ist mit feuerfesten Materialien ausgekleidet und mit einer hochdichten Keramikfaserisolierung versehen, um eine längere Lebensdauer der Anlage zu gewährleisten
  • Geringer Wartungsaufwand
  • Schaltanlage mit PLC und Remote-Unterstützung

Funktionsprinzip der regenerativen Nachbrenner

Struktur der regenerativen thermischen Oxidationsanlage

In einem ersten logischen Schritt geht es um die Absaugung des Schadstoffs: Dieser Prozess sieht die Verwendung eines Gebläses vor, das die Druckverluste des Systems überwinden soll. Wäre der Luftdurchsatz variabel, würde ein Ansaugregulierungssystem (Inverter) installiert, das in der Lage ist, den Energieverbrauch zu optimieren und sich an die Schwankungen des Durchflusses anzupassen.  Anschließend erfolgt der zweite Schritt, der sich mit der Reduzierung des Schadstoffs befasst. Die Anlage besteht generell aus drei Türmen mit keramischem Material, welche die Funktion haben, Wärme zyklisch zu speichern und abzugeben. Sie sind durch eine Brennkammer, die sich im oberen Teil befindet, miteinander verbunden. Im Detail:

  • Der erste Turm, der keramisches Material enthält, wird von kalter oder zumindest raumtemperierter Luft durchströmt, welche die zu entfernende Schadstoffladung (VOC) enthält. Dieser Turm absorbiert die Wärme, die sich in dem keramischen Material angesammelt hat, das mit dem heißen Abwasser in Berührung kommt, wie nachfolgend beschrieben.
  • Der zweite Turm wird dann von der gereinigten Warmluft aus der Brennkammer durchströmt, aus der er die Wärme absorbiert, die er wie zuvor beschrieben abgibt.
  • Der dritte Turm wird „gesäubert“, wie man im Fachjargon sagt. Da die Türme einem rekursiven Reinigungsprozess von angesammelten Schadstoffrückständen unterzogen werden müssen, um ihre Funktionsfähigkeit zu erhalten, muss dieser Prozess im Wesentlichen in abwechselnden Zyklen durchgeführt werden, so dass stets ein „sauberer“ Turm zur Verfügung steht, der aktiviert werden kann, wenn der bereits in Betrieb befindliche Turm gereinigt werden muss. Eine Reihe von speziell entwickelten und auf Zuverlässigkeit und Sicherheit geprüften Ventilen wechselt den Ein- und Auslass des Abwassers in den Reaktoren ab, wodurch ein zyklischer Prozess entsteht.

Wärmerückgewinnung und Selbstversorgung des regenerativen Brenners

Das ausgeklügelte Wärmeaustauschsystem, das durch die Verwendung spezieller keramischer Massen erreicht wird, ermöglicht eine Wärmerückgewinnung von bis zu 96 %, wodurch ein selbstwärmender Zustand der Verbrennungsanlage ermöglicht wird. Dies führt zu grundlegenden Einsparungen beim Hilfsbrennstoffverbrauch, zumindest bei Eingangs-VOC-Konzentrationen, die üblicherweise bei etwa 2 Gramm (Nmc/h) liegen. Die Art des keramischen Materials, das als Wärmespeichermedium dient, ist so optimiert, dass sowohl ein niedrigerer Stromverbrauch als auch ein geringerer Verbrauch an Hilfsbrennstoff gewährleistet ist und gleichzeitig Verstopfungserscheinungen durch die Präsenz von (organischen oder anorganischen) Partikeln minimiert werden. Die erhöhte Rückgewinnung, die durch die richtige Dimensionierung des keramischen Wärmetauschers erzielt wird, ermöglicht das Prinzip der Selbsterhaltung, daher die Bezeichnung „Regenerativer Nachbrenner“, d.h. dieser kann das Abschalten des Verbrenners ermöglichen, was dazu führt, dass der Brennstoffverbrauch der Maschine neutralisiert wird.  In diesem Fall ist es natürlich die Heizkraft des in die Brennkammer geleiteten Schadstoffs (VOC), welche die Verbrennungstemperatur aufrecht erhält und in diesem Fall eine regenerative thermische Oxidation bewirkt.     

Anwendbare anlagenbezogene Lösungen für regenerative Oxidatoren Brofind

  • Planbare Ausführungen: 2 Kammern, 2 Kammern mit Kompensation oder als Multi-Kammer-Ausführung
  • Flammenfreier Betrieb
  • Hot Bypass
  • Anwendungsspezifische Auswahl der Materialien (hohe Eintrittstemperatur, korrosive Gase)
  • Verwendung von Quencher und Wäscher für halogenierte Schadstoffe
  • Sekundäre Wärmerückgewinnung aufgrund der Lösungen zur Energierückgewinnung von Brofind
  • Brenner mit niedrigem NOx-Ausstoß
  • Schlüsselfertige Lieferung

Thermo-Oxidatoren mit Vor-/Nachbehandlung

Anlagen, bei denen Vor- oder Nachabscheidungssektionen in den Hauptoxidator integriert sind, werden eingesetzt, wenn komplexe Schadstoffströme mit mehreren verschiedenen Technologien behandelt werden müssen.

Die Vorbehandlungen und folglich die Vorabscheidungen dienen typischerweise dazu, den thermischen Oxidator sowohl mechanisch als auch verfahrenstechnisch zu erhalten, und sind darauf ausgerichtet, die Konzentration bestimmter Arten von Schadstoffen zu reduzieren, wie beispielsweise:

  • Organische Siliziumverbindungen
  • Anorganische Säuren
  • Anorganische Basen
  • Aerosole
  • Stäube
  • Overspray von Lacken
  • Ölnebel und/oder Kondensat-Mikrotröpfchen

Unter diesen Bedingungen werden geeignete Systeme wie Zyklone, Schlauch- oder Patronenfilter, Venturi-Wäscher (Scrubber) und Turmwäscher, Filterplatten, Aktivkohle-Adsorber, Demister verschiedener Art oder auch komplexere Systeme installiert, abhängig von der jeweiligen Einzelfallprüfung.

Für die Nachbehandlungen und somit für die Nachabscheidung werden üblicherweise Schnellkühlsysteme eingesetzt wie Quencher, gefolgt von Turmwäschern, möglicherweise mit Venturi-Vorabscheidung.

Manchmal müssen DeNOx-SCR- oder SNCR-Systeme eingesetzt werden, falls die Reduzierung der NOx aus bestimmten organischen Verbindungen wie Aminen erforderlich ist.

Die verschiedenen Nachabscheidungssysteme werden eingesetzt, wenn Schadstoffe am Einlass vorhanden sind, wie beispielsweise:

  • Halogenierte VOCs
  • Schwefelhaltige VOC
  • Stickstoffhaltige VOCs
  • Silane oder Siloxane

 

Geleistete Dienste

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  • 24-Stunden-Kundendienst und Support.
  • Unparteilichkeit bei den Empfehlungen der vorgeschlagenen Technologie, bedingt durch die verschiedenen Technologien zur Emissionsreduzierung, die Eigentum von Brofind®
    sind
  • Erfahrung seit 1993 in der Planung und Realisierung von Anlagen zur Reduzierung von VOCs

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