Diese mit regenerativen Wärmetauschern ausgestatteten Oxidatoren besitzen einen hohen thermischen Wirkungsgrad und ermöglichen in einigen Fällen einen autarken Oxidationsprozess, was zu einer erheblichen Einsparung bei den Betriebskosten führt.
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:
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.
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:
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.
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:
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:
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