GKD MAXflow Chemieindustrie-2
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GKD MAXflow Chemieindustrie-2
Abwasserfiltration in der Chemieindustrie Individuelle Filtrationsleistung Filterschlamm als Briketts und Entsorgung von Im Chemiepark Marl – dem drittgrößten deutschen Industriepark seiner Art – fallen unter anderem auch quecksilberbelastete Abwasserströme an, die stark in Zusammensetzung und Menge variieren können. Diese Bedingungen stellen die Abwasserentquickung, die am dortigen Standort der PVC-Produzent VESTOLIT GmbH & Co. KG übernimmt, vor die Herausforderung, auf die variierenden Verschmutzungsgrade jederzeit optimal zu reagieren. Um die bei der Filtration entstehenden Filtrationsrückstände fachgerecht zu entsorgen, ist zudem ein kompliziertes Handling erforderlich. Im Zuge der Neuerrichtung der Entquickungsanlage entschied sich der integrierte Standortdienstleister Infracor GmbH in Zusammenarbeit mit seinem Kunden VESTOLIT für den Einbau mehrerer MAX Flow®-Filter mit integrierter Schlammverpressung der Firma GKD – Gebr. Kufferath AG. Im Chemiepark Marl sind auf einer Gesamtfläche von 6,5 Quadratkilometern im Norden des Ruhrgebiets rund 30 Unternehmen mit rund 100 Produktionsanlagen, drei Kraftwerken sowie zwei Kläranlagen ansässig. Der Chemie- und Dienstleistungsstandort ging aus der ehemaligen Chemische Werke Hüls AG hervor und bietet heute rund 10.500 Menschen einen Arbeitsplatz. Nachdem 1999 die Hüls AG mit der Degussa AG fusioniert hatte, fanden diverse Umstrukturierungsprozesse statt. Als Betreibergesellschaft fungiert der integrierte Standortdienstleister Infracor GmbH, eine Degussa-Tochtergesellschaft, die sich mit rund 2.500 Mitarbeitern um alle Belange der ansässigen Unternehmen kümmert. Dazu 1 zählen neben der Ver- und Entsorgung, Logistik und Technik auch Services aus den Bereichen Sicherheit, Umweltschutz und Kommunikation. 400.000 Tonnen PVC pro Jahr Eines der Unternehmen, das die Dienste der Infracor GmbH in Anspruch nimmt, ist die VESTOLIT GmbH & Co. KG. Die ehemalige Tochtergesellschaft der Hüls AG wurde 1999 von der damaligen DegussaHüls AG an eine private Investorengruppe unter Führung der Firma Candover Partners Ltd. verkauft. VESTOLIT betreibt im Chemiepark Marl die größten, voll integrierten Polyvinylchlorid(PVC)-Produktionsanlagen in Europa mit einer Kapazität von 400.000 Tonnen pro Jahr und beschäftigt 650 Mitarbeiter. Integriert bedeutet hier, dass die PVC-Produktion ausgehend von Energie und den Rohstoffen Ethylen und Steinsalz über die Zwischenprodukte Ethylendichlorid (EDC) und Vinylchlorid (VCM) bis hin zum Endprodukt Polyvinylchlorid (PVC) an einem Standort erfolgt. Der Marktführer für PVC-Fensterprofile und Pasten-PVC zur Herstellung von Bodenbelägen, Planenstoffen und Kfz-Unterbodenschutz sitzt in mehreren über das Gelände verteilten Gebäuden. Als Randbemerkung hier der Hinweis: adidas+Teamgeist™, der offizielle Ball der FIFA Weltmeisterschaftsball 2006™ enthält 20 Gramm Weich-PVC. Ein Schlüsselprodukt für die deutsche chemische Industrie – so auch für die PVC-Produktion in Marl – ist Chlor, mit dem etwa 60 Prozent ihres Umsatzes verbunden sind. Chlor ist überaus reaktiv, besitzt hohe chemische Energie, fördert die Herstellung wichtiger Zwischenprodukte und verleiht bestimmten Molekülen spezifische positive Eigenschaften. Auch der Werkstoff PVC profitiert vom Chloranteil, der ihn unter anderem witterungsbeständig, stabil und langlebig macht. Chlor kommt jedoch nicht 2 als freies Element in der Natur vor, sondern hauptsächlich in Form von Salzen – entweder als Feststoff in unterirdischen Lagerstätten oder gelöst im Meerwasser. Dort ist es mit Natrium als Steinsalz gebunden. PVC-Produktion mit neuer Membranelektrolyse VESTOLIT benötigt für die PVC-Produktion jährlich bis zu 450.000 Tonnen Salz. Durch die Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren wird die wässrige Salz-Wasser-Lösung (Sole) mit Hilfe von Elektrizität in seine Hauptbestandteile Chlor und Natrium aufgespalten. Dabei kommt ein Quecksilberfilm als Kathode zum Einsatz. Umgesetzt mit Wasser, entstehen aus dem Natrium die Koppelprodukte Natronlauge und Wasserstoff. Seit inzwischen über 65 Jahren wird am Standort Marl Chlor nach dem Amalgamverfahren hergestellt. Im Rahmen des größten Investitionsprojekts der Unternehmensgeschichte in Höhe von 100 Millionen Euro wird das Amalgamverfahren jetzt bis zum Herbst 2007 durch das neue umweltfreundlichere (weil quecksilberfreie) Membranverfahren ersetzt und nachfolgende Produktionsanlagen in ihrer Kapazität erweitert. Der Bau der neuen Membranelektrolyse mit einer Kapazität von 290.000 Tonnen Natronlauge und 260.000 Tonnen Chlor sowie einem Investitionsvolumen von 80 Millionen Euro stellt das größte Einzelprojekt dar. Die Umstellung ermöglicht Einsparungen im Stromverbrauch von ca. 26 Prozent und so einen erheblich verminderten CO2-Ausstoß. Hauptkontraktor für die neue Membranelektrolyse ist die Dortmunder UHDE GmbH. Daneben beauftragte VESTOLIT den Standortdienstleister Infracor GmbH mit der Einbindung der neuen Elektrolyse in die Standortinfrastruktur. Dazu zählt neben der Versorgung mit Energien und Hilfsstoffen auch der Bau einer neuen Abwasserentquickung. Diese reinigt 3 neben Wässern aus den Anlagen der VESTOLIT auch die bei anderen ansässigen Unternehmen und Produktionsbetrieben anfallenden quecksilberhaltigen Abwässer (zum Beispiel aus Klärschlamm- und Sonderabfallverbrennung). Das entquickte Abwasser wird dann zusammen mit den Fabrikationsabwässern Chemieunternehmen Schwankungen Betriebszustand in den Kläranlagen Zusammensetzung der aus einspeisenden des und den verschiedenen Standortes Menge Anlagen sind zugeführt. je nach vorprogrammiert. Kennzeichnend sind weiterhin sehr hohe Konzentrationsspitzen von Salzen, die besondere Ansprüche an die Korrosionsfestigkeit der Anlage stellen. Durch starke Regenfälle kann die Schadstoffbelastung des Abwassers aber ebenso schnell auch einmal sinken, wobei dann gleichzeitig große Durchsätze sicher behandelt werden müssen. Abwasserentquickung bei VESTOLIT Die Abwasserreinigung gliedert sich in drei wesentliche Schritte: Zunächst wird das gesammelte, sehr heterogen zusammengesetzte Abwasser konditioniert, das heißt auf einen einheitlichen pH-Wert eingestellt. In einem zweiten Schritt erfolgt die Zugabe von Natriumsulfid, wobei das im Abwasser gelöste Quecksilber in das ungefährliche Quecksilbersulfid (Zinnober) umgewandelt wird. Um das ausgefällte Quecksilbersulfid aus dem Wasser zu entfernen, wird in der Anschwemmfiltration das Filterhilfsmittel Aktivkohle im dritten Schritt zugesetzt. So werden neben dem Quecksilber auch andere eventuell enthaltene Schwermetalle gebunden. Der Anschwemmfiltration ist noch eine Membranfiltration als Polier- und Polizeifilter nachgeschaltet. Bisher wurde diese Funktion durch zwei manuell anzuschwemmende und hintereinandergeschaltete Filterstufen erledigt. Dabei fiel am Ende der Filtration ein noch sehr 4 flüssiger Schlamm an, der zur Entsorgung händisch in Fässer umgefüllt werden musste. Hans-Dieter Grütering, 44, bei Infracor im Bereich Strategische Partnerschaften des Geschäftsgebietes Technik zuständig für Projekte, ist der verantwortliche Abwasserentquickung“. Projektmanager Er war im für das Teilprojekt „Neue Zuge der Neuerrichtung der Abwasserreinigung in den bestehenden Anlagengerüsten auf der Suche nach einem Filtrationssystem, Verschmutzungsgrade mit das Volumina zum reagiert einen und auf variierende gleichzeitig die Filtrationsrückstände gepresst zur Verfügung stellt. Hans-Dieter Grütering hatte klare Zielvorstellungen: „Wichtig war es, den Mitarbeitern vor Ort die körperlich anstrengende Arbeit zu erleichtern. Bis dato mussten sie in den Prozess von der Anschwemmung bis zur Entsorgung des flüssigen Schlamms manuell eingreifen.“ Daneben sollten durch ein stichfestes Abfallprodukt die Transportkosten gesenkt werden und im Sinne der Betriebssicherheit und Leistung ein optimaler Durchsatz gute Qualität ermöglichen. GKD als kompetenter Systemanbieter Unter dem Stichwort „Filtration inklusive Brikettierung“ führte die Suche Hans-Dieter Grütering im Frühjahr 2004 auf die Website von GKD, und so nahm er Kontakt zum dortigen Geschäftsbereich SOLID WEAVE auf. Bislang war ihm GKD nur als Lieferant für Filtermedien ein Begriff, nicht als Systemlieferant. Man einigte sich auf ausführliche Testreihen. Hier war zunächst die Frage zu klären, ob der Filterschlamm brikettierbar ist, und ob die MAX Flow®-Filter die gewünschte Filtrationsaufgabe leisten können. Die Testreihe nahm mehr Zeit in Anspruch als geplant, da man den ständig 5 wechselnden Grad der Schmutzfracht für die Versuchsanlage nur sehr schwer nachstellen konnte. Diverse Umbauten und Betriebsversuche mussten vorgenommen werden. „Durch die enge Verzahnung der Partner während der Testphase bekamen wir jederzeit schnelle und kompetente Hilfestellung von GKD“, resümiert Hans-Dieter Grütering. Es war unerlässlich, eine größere Bandbreite abzudecken. Nach knapp einem Jahr kamen die Partner im Oktober 2005 zu dem Ergebnis, dass die Filtration per MAX Flow®-Filter die Erwartungen deutlich erfüllt und das mit GKD entwickelte Konzept inklusive Brikettierung somit tragfähig ist. Im September 2006 werden fünf MAX Flow®-Filter bei VESTOLIT installiert und ihren Betrieb aufnehmen. Dr. Ing. Peter Fischer, 43, Technischer Projektleiter VESTOLIT und ist Mitglied sich der sicher: Betriebsleitung „Dank der Chlorerzeugung Anlagen mit bei 1.4539er Volledelstahlkorpus und einem dreilagigen YMAX®-Mischgewebe erwarten wir eine Reduktion des zu entsorgenden Abfalls um bis zu 50 Prozent.“ Der verantwortliche Projektmanager Wolfgang Klos, 43, bei VESTOLIT ergänzt: „MAX Flow® übertraf in der Testphase unsere Erwartungen bei Weitem. Die im Vergleich zu bislang in dieser Anwendung üblichen Filteranlagen günstigen Anschaffungskosten und Raummaße sprachen überdies für den Einsatz.“ Der Durchsatz durch die gesamte Anlage, die aus bis zu fünf Filterköpfen und bis zu acht vertikal angeordneten Scheibenfiltern besteht, wird bei 44 Kubikmetern pro Stunde liegen. Dabei schafft ein Filterkopf zwischen sieben und zehn Kubikmeter pro Stunde. Als Filtermedium wurde ein dreilagiges YMAX®-Mischgewebe aus monofilen und multifilen Fasern gewählt. Die YMAX®-Filtermembran hat einen mehrlagigen Aufbau. Mit den Komponenten Aufnahmevorrichtung in Form eines Abströmblechs und Drainagegewebe sowie einer Edelstahleinfassung am Außenrand bildet sie einen Scheibenfilter. Bei VESTOLIT setzt MAX Flow® bei der Filtration des 6 Abwassers nach Zuführung von Aktivkohle an. Der Filtrationsvorgang hängt vom Verschmutzungsgrad des Abwassers ab, auf den die Anlage automatisch reagiert. Die Sammlung der Schmutzpartikel und die damit verbundene Schließung der Filterporen löst einen Druckanstieg aus. So erkennt die Anlage automatisch, wann eine Rückspülung erforderlich ist und verhindert effizient die Verklebung der Poren/Filter bei der Filtration. Die in Intervallen zeitgesteuerte, pneumatische Rückspülung per Druckluftstoß in Verbindung mit Filtrat löst den Filterkuchen rückstandsfrei von der Filtermedienoberfläche. Anders als in den bisherigen Filteranlagen fällt als Endprodukt der abgetrennte Schlamm nicht in flüssiger Form an. Durch die integrierte Schlammverpressung werden stattdessen anschließend nicht nachtropfende Briketts mit einer minimalen Restfeuchte produziert. Möglich macht dies eine Kolbenvorrichtung mit Pneumatikzylinder in der Presskammer, die mit dem Brikettauswurf verbunden ist. So findet die Schlammverpressung bei laufendem Filtrationsbetrieb statt, wobei der Auswurf der Presslinge mit einem maximalen Stillstand von 15 Sekunden geschieht. Die stichfesten Presslinge (mit Aktivkohleanteil) landen automatisch in einem Behälter und lassen sich problemlos entsorgen und unter Tage deponieren. Positive Eigenschaften garantieren erfolgreichen Einsatz Folgende Vorteile der MAX Flow®-Filter haben VESTOLIT überzeugt: - Automatisierungsgrad: Durch die integrierte Schlammverpressung wird das Handling der Filtrationsrückstände bedeutend vereinfacht. Statt manueller, körperlich anstrengender Arbeitsschritte erlaubt die automatische Brikettierung eine problemlose und vor allen Dingen 7 saubere Entsorgung. Durch den Leitstand wird der Prozess überwacht. VESTOLIT erwartet, dass die zur Entsorgung anstehenden Briketts durch den geringeren Wasseranteil im Vergleich zum wässrigen Schlamm in ihrer Masse um über 50 Prozent reduziert sind. - Betriebssicherheit: Von hoher Bedeutung für den gesamten Chemiepark ist die jederzeit gegebene Betriebssicherheit der Anlage. Dr. Fischer betont: „Wenn die Verbrennungsanlagen ihr Abwasser nicht abführen können, stehen auf dem Gelände in kurzer Zeit viele Betriebe still.“ Ein längerer kompletter Stillstand der Entquickung – beispielsweise wegen Revision oder Instandhaltung – ist hier nicht denkbar und durch MAX Flow® auch nicht erforderlich. - Modularer Aufbau: Die modulare Auslegung der Anlage bietet die Möglichkeit, die Filteranlage jederzeit einer veränderten Kapazität des Betriebes anzupassen. So ließe sich bei Bedarf problemlos ein zusätzlicher MAX Flow®-Filter integrieren oder eine vorhandene Anlage ausbauen. Zudem arbeiten die Filterköpfe unabhängig voneinander. So können auch nur einzelne Filterköpfe betrieben werden, während andere zeitweise nicht aktiv sind. - Kompakte Größe der Anlage: Das kühlschrankgroße MAX Flow®Gehäuse mit bis zu acht senkrecht angeordneten Scheibenfiltern überzeugt durch sein geringes Raumvolumen. Die alte Apparatur benötigte die vier- bis fünffache Fläche. Die neuen MAX Flow®-Filter passen sich optimal in die verfügbare Freifläche des vorhandenen Apparategerüstes ein und ersparen VESTOLIT zusätzliche bauliche Aktivitäten. - Wartung und Instandhaltung: Dr. Fischer entschied sich auch aus Handhabungsgründen bewusst gegen eine größere Anlage: „Nach meinen Erfahrungen sind große Anlagen komplizierter bei der Wartung und Instandhaltung. Große Hebwerkzeuge zum Öffnen oder Reparieren 8 der Anlage sind bei MAX Flow® nicht erforderlich. Die anfallenden Arbeiten sind problemlos von einem einzelnen Mitarbeiter zu erledigen.“ - Umweltschutz: VESTOLIT Umweltmanagementsystems wurde 1996 im nach der Rahmen seines EG-Öko-Verordnung (EMAS) validiert, 2000 nach DIN EN ISO 14001 zertifiziert und Ende 2005 im letzten Audit bestätigt. Durch den Einsatz der MAX Flow®-Filter werden die erforderlichen Grenzwerte auch in Zukunft weiterhin erreicht. Für GKD stellt die Implementierung von MAX Flow® in der Chemieindustrie einen weiteren Filtrationsanlage Meilenstein dar: „Nach in der Entwicklung erfolgreichen der modernen Anwendungen in der Honölfiltration, wie etwa in der Automobilindustrie, freuen wir uns, MAX Flow® ab Herbst 2006 auch in der Chemieindustrie erfolgreich einzusetzen“, erklärt Sascha Schönecken, 31, Projektleiter MAX Flow® aus dem Geschäftsbereich SOLID WEAVE der GKD – Gebr. Kufferath AG. SOLID WEAVE™ – führende Kompetenz in Filtermedien Der Geschäftsbereich SOLID WEAVE der technischen Weberei GKD – Gebr. Kufferath AG steht für Entwicklung und Fertigung gewebter Filtermedien aus Edelstählen und anderen Materialien. Anspruchsvolle neue Produkte und Webtechnologien – eine der modernsten Feinstdrahtwebereien der Welt wurde in Düren in Betrieb genommen – sind die Stärken des Lösungsanbieters. Universelle Module der Marke SOLID WEAVE™ sind ebenso wie prozessspezifisch gewebte, optimierte Filtermedien international renommiertes Gütesiegel. Zugleich steht SOLID WEAVE™ by GKD für Kostenführerschaft bei bewährten Filtermedien und -komponenten für die mechanische Verfahrenstechnik. 9 GKD beschäftigt weltweit 533 Mitarbeiter, davon 382 in Düren. Drei autarke Geschäftsbereiche – SOLID WEAVE für die Sieb- und Filtertechnik, WEAVE IN MOTION für die Transport- und Prozessbandtechnologie sowie CREATIVE WEAVE für Architektur und Design – gewährleisten den globalen Erfolg. Durch sechs Werke – zwei in Deutschland, die übrigen in USA, England, Südafrika und China –, einer Niederlassung in Dubai sowie Vertretungen in aller Welt sichert GKD die Nähe zu den weltweiten Marktpartnern. 15.882 Zeichen inkl. Leerzeichen GKD – Gebr. Kufferath AG auf der ACHEMA 2006 Halle 5.0, Stand F 25 – F 27 Nähere Informationen: GKD – Gebr. Kufferath AG Metallweberstraße 46 D-52353 Düren Telefon: +49 (0) 2421/803-0 Telefax: +49 (0) 2421/803-227 E-Mail:solidweave@gkd.de www.solidweave.de Abdruck frei, Beleg bitte an: impetus.PR Ursula Herrling-Tusch Charlottenburger Allee 27-29 D-52068 Aachen Telefon: +49 (0) 241/189 25-10 Telefax: +49 (0) 241/189 25-29 E-Mail:herrling-tusch@impetus-pr.de 10