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Brüdenkondensation

zur Energierückgewinnung

Brüden beinhalten große Energiemengen. Diese
Energie läßt sich zu einem erheblichen Anteil in einer Brüdenkondensation zurückgewinnen. Spezielle Düsen erzeugen ein definiertes Tropfenspektrum, so dass die Kondensation im freien Raum stattfindet. Dadurch können keine Ablagerungen an wärmeübertragenden Flächen erfolgen. Auch aus verschmutzten Medien kann die Energie zurückgewonnen werden, ohne das aufwendige Reinigungen erforderlich sind. In verschiedenen Schaltungen lassen sich die Kondensatoren optimal an die Nutzungs- möglichkeiten anpassen. In Kondensatoren mit speziellen Einbauten wird die Energie auch direkt in Schlämme und Flüssigkeiten schonend und verstopfungsfrei übertragen.

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Zweistufige Brüdenkondensation mit Energierückgewinnung

Die Lösung
Die Brüden einer Trocknungsanlage beinhalten den größten Teil der eingesetzten Energie. Durch Abkühlung der Brüden wird der Wasserdampf kondensiert und die Kondensationswärme freigesetzt. Für die Nutzung dieser Wärmeenergie gibt es zwei Möglichkeiten:

° Erzeugen von Warm-/Heizwasser, womit meist der Bedarf beispielsweise für die Faulung, den
thermisch-chemischen Zellaufschluss und die Betriebsgebäude gedeckt werden kann oder

° Erwärmung des Schlamms vor der Entwässerung, z.B. in einer Zentrifuge, wodurch ein höherer
Entwässerungsgrad erreicht, der Flockmittelbedarf gesenkt und der Wärmebedarf der Trocknung verringert
wird.

Ungeeignet für Schlammtrocknungsanlagen sind indirekt gekühlte Kondensatoren wie z.B. Rohrbündelapparate, da die Brüden aus dem Schlamm meist Fette, Öle und Staub enthalten, die zu Belägen führen. Häufige Reinigungen sind dann erforderlich.

Bewährt haben sich dagegen Mischkondensatoren, bei denen die Brüden in direkten Kontakt mit dem Kühlmittel gebracht werden. Geeignete Kühlmittel sind das rückgekühlte Kondensat selbst oder beispielsweise Betriebswässer, sofern sie arm an Härtebildnern sind.

Grundschema der Brüdenkondensation

Verfahrensprinzipien
Die Kondensation der Brüden erfolgt meist in mehreren Schritten. Im nebenstehenden Grundschema wird in der ersten Kondensationsstufe die Heizwärme aus den Brüden gewonnen. Über eine Düse wird rückgekühltes Kondensat fein in den Brüden verteilt und nimmt die Wärme auf, die Brüden kondensieren. Das dadurch erwärmte Kondensat wird von einer Pumpe im Kreislauf durch die Wärmetauscher gefördert. Aus dem Wärmetauscher kann Heizwasser mit einer Temperatur von bis zu 80 °C gewonnen werden.

Das rückgekühlte Kondensat wird wiederum zur Kondensation eingesetzt. Wird keine Heizwärme abgeführt, wird auch schon im ersten Mischkondensator die Wärme über das Kühlwasser abgeleitet. In der zweiten Kondensationsstufe wird die nicht verwertbare Restwärme aus den Brüden entfernt. Ein Demister mit Austauschkassette hält kleinste Tröpfchen aus dem Restluftstrom fern.

Nebenstehendes Schema zeigt eine Schaltung bei der die Abwärme zur Schlammvorwärmung genutzt wird. Der Schlamm wird am Kopf des Kondensators aufgegeben und strömt flockenschonend über die Kas-
kaden abwärts. Die in dem Unterteil eingeleiteten Brüden erwärmen den Schlamm auf ca. 50 - 60 °C.; höhere Temperaturen sind für die Ent-
wässerung nicht zweckmäßig. Der untere Teil des Schlammmisch-
kondensators ist soweit vergrößert, dass er als Vorlage für die Schlamm-
zuführpumpe zur Entwässerung aus-
reicht.

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Brüdenkondensation zur Schlammvorwärmung

In der zweiten Kondensationsstufe werden die Restbrüden in der Regel auf 30 bis 40 °C abgekühlt. Überschüssiges Kondensat fließt zur Kläranlage. Die Abluft, die den zweiten Kondensator verläßt, besteht dann neben nicht kondensierbaren Gasen nur noch aus einem sehr kleinen Anteil Wasserdampf. Diese Abluft wird zur vollständigen Desodorierung in den Feuerraum des Kessels, in die Belebung oder mit anderen Abluftströmen zur Reinigung in einen Biofilter geleitet.

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Abhängig von dem Inertgasanteil, meistens Luft, und von der gewünschten Kondensattemperatur kann aus den Brüden ein Großteil der Wärmeenergie in der Brüdenkondensation wieder zurückgewonnen werden. Dabei sind niedrige Luftanteile und geringe Kondensattemperaturen von Vorteil. Niedrige Luftanteile lassen sich meist in Kontakttrocknungsanlagen, z.B. Dünnschichttrockner und Lineartrockner realisieren. Die Kondensattemperatur ist abhängig von der erforderlichen Heizwassertemperatur.

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Zweigeschossige Brüdenkondensation

Brüdenkondensationen werden individuell den jeweiligen Randbedingungen angepaßt. So lassen sich in einer Brüdenkondensation auch Schlammvorwärmung, Heizwassergewinnung und Restwärmeabfuhr kombinieren. Eine jahreszeitlich abhängige Wärmenutzung ist dann möglich. Bei geringem Grundflächenbedarf lassen sich auch die Stufen übereinander wie nebenstehend dargestellt aufbauen.

PONDUS-Einspritz- und Schlammmisch-
kondensatoren werden für alle vorkommenden Leistungen gebaut, jedoch sollte jeder Trocknungsstraße eine eigene Kondensationsanlage zugeordnet werden.

°   Rückgewinnbarer Wärmeanteil           über 70 %
°   Kondensat-Ablauftemperatur             30 - 40 °C
°   Heizwassertemperatur                         bis 80 °C

Die Kondensatoren werden bei geringem Unterdruck betrieben und aus Edelstahl gefertigt.

Vorteile der Mischkondensation
Das Verfahren zeichnet sich durch wesentliche Vorteile aus:

Keine Verschmutzung wärmeübertragender Flächen und demzufolge keine aufwendige Reinigung von Wärmetauschern

Hohe Wärmeübertragungsleistung und kleine Apparate durch direkte Kondensation der Brüden

Schonende und verstopfungsfreie Vorwärmung von Schlämmen durch direkte Kondensation in Mischkondensatoren mit eingebauten Kaskaden

Optimale Anpassung an die jeweiligen Nutzungsmöglichkeiten der Abwärme durch verschiedene Schaltungen der Kondensationsstufen

Dreistufige Brüdenkondensation PONDUS Brüdenkondensation Klärschlammtrocknung Wärmerückgewinnung Brüden Abdampf Brüdenkondensation Trocknung Anlagen zur Schlammbehandlung Schlammtrocknung Klärschlammtrocknung

Dreistufige Brüdenkondensation: Heizwärme, Schlammvorwärmung und Restwärme
auf einer Großkläranlage

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