Innovationsprojekt Klimaschutz
Klimaschutzprojekte mit besonderer Strahlkraft und besonders hohem Innovations-Niveau wurden und werden vom Land NRW als „Innovationsprojekt Klimschutz“ ausgezeichnet.

Projekte aus Kommunen und Unternehmen
Kommunen und Unternehmen sind für die Umsetzung von Energiewende und Klimaschutz wichtige Akteure. Vorbildliche Good-Practice Projekte von Städten und Gemeinden sowie von kleinen und größeren Unternehmen finden Sie hier.

Rückschau

Von September 2016 bis März 2019 wurde das EFRE-geförderte Projekt „Zwischenpräsentation der KlimaExpo.NRW – die MitmachExpo“ durchgeführt.

Leverkusen, Nordrhein-Westfalen

Dampf ist Geld wert: Levaco Chemicals setzt auf Venturidüsen-Kondensatableiter

Bei Levaco Chemicals im Chempark Leverkusen sorgt Prozessdampf für ordentlich Hitze in den Reaktoren. Damit der Energieträger so effizient wie möglich genutzt werden kann, setzt das Chemieunternehmen auf Venturidüsen-Kondensatableiter von EBE Engineering aus Essen. Ausgangspunkt für die Optimierung war die Masterarbeit eines Betriebsingenieurs im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen. Unterm Strich reduziert die technische Umrüstung den Dampfverbrauch um rund 20 Prozent.

Die Chemiebranche zählt zu den energieintensiven Industrien. Für sie wird der Kostendruck angesichts steigender Energie-Preise weiter zunehmen. Und das wirkt sich wiederum negativ auf die Wettbewerbsfähigkeit aus. Dabei lassen sich durch Umorganisation, den Einsatz effizienterer Technologien und optimierte Energieerzeugung im Idealfall Einsparpotenziale von bis zu 20 Prozent erschließen.

So gesehen ist der Chempark Leverkusen ein Hotspot für die Erschließung von Effizienz-Potenzialen. Mittendrin hat Levaco Chemicals seinen Firmensitz und Produktionsstandort angesiedelt. Dort stellt das Unternehmen unterschiedliche Chemiespezialitäten wie Dispergiermittel, Emulgatoren, Netzmittel, Entschäumer und Superabsorber für zahlreiche Branchen her. Der zur Unternehmensgruppe Diersch & Schröder gehörende Hersteller blickt dabei als ehemaliger Bestandteil des Bayer-Konzerns auf eine mehr als 50-jährige Erfahrung in der Chemieproduktion zurück.

Um sich erfolgreich am Markt zu behaupten, arbeitet Levaco daran, seine Effizienz fortlaufend zu verbessern und damit seine Produkte – bei hoher Qualität – zu wettbewerbsfähigen Preisen anbieten zu können. So optimiert das Unternehmen gezielt sein Energiemanagement, mit dem Ziel Einsparmöglichkeiten zu identifizieren. Dampf gehört hier zu den wirkungsvollsten Stellschrauben, denn er wird in erheblichen Mengen für die Produktion in den Reaktoren benötigt. Geliefert wird der Energieträger vom Chemieparkbetreiber Currenta. Lässt sich bei den Prozessen Dampf einsparen, zahlt sich das für Levaco aus – weil Kosten reduziert werden. Entsprechend führen Dampfverluste oder Einbußen bei der Energieübertragung zu höheren Kosten, schlechterer Produktivität in den Reaktoren und zu einem höheren Energiebedarf. Das kann zum Beispiel durch eine schlechte Effizienz bei Kondensatableitern verursacht werden.

Im Rahmen seiner Masterarbeit in Wirtschaftsingenieurwesen an der Hochschule für Ökonomie & Management FOM in Essen, entschied sich der Levaco-Betriebsingenieur Tom Hummel für die vergleichende Analyse zwischen Kugelschwimmer-Kondensatableitern und bisher noch nicht im Unternehmen installierten Venturidüsen-Kondensatableitern. „Als Mitglied im Energiemanagementteam unseres Unternehmens bin ich ständig auf der Suche nach Wegen, Energie einzusparen. Die Analyse der Kondensatableiter erwies sich als perfekt, um die Unternehmensinteressen und die meinen unter einen Hut zu bringen“, so Hummel.

Insgesamt sind 36 Reaktoren auf dem Betriebsgelände im Einsatz. Ihr Fassungsvermögen reicht dabei von drei bis 25 Kubikmeter. Pro Reaktor sind ein bis zwei Kondensatableiter installiert, zusätzlich werden sie in großer Zahl für die Dampfbegleitheizungen benötigt. Zusammengenommen sind mehr als 250 Kondensatableiter verschiedener Bauart (Bimetall, thermisch, mechanisch) an den Dampfsystemen installiert.

Hummel begann sein Projekt mit der Untersuchung der Messergebnisse der bestehenden Kondensatableiter an einem der drei größten Reaktoren. Dafür identifizierte der Betriebsingenieur zunächst zwei Produkte mit einem breiten Referenzbereich. Beide Produkte unterscheiden sich besonders durch ihre physikalischen Eigenschaften, insbesondere in ihrer Viskosität. Dies hat zur Folge, dass die benötigten Dampfmengen und die Aufheizzeiten sich unterscheiden. So war es möglich, einen breiteren Arbeitsbereich der Kondensatableiter zu untersuchen.

In dem Reaktor werden 27 verschiedene Produkte mit unterschiedlich vielen Einsatzstoffen hergestellt. Die jährliche Gesamttonnage des 20-Kubikmeter-Reaktors beträgt ca. 3.600 Tonnen. Die Anlage wird mit 30 bar Dampf betrieben und verbraucht davon im Jahr ca. 200 Tonnen. Im Herbst 2019 wurde ein geplanter Wartungsstillstand genutzt, um Venturidüsen-Kondensatableiter von zwei verschiedenen Herstellern einzubauen. Da die Venturidüsen-Kondensatableiter allen europäischen Abmessungsnormen für den Ventileinbau entsprechen, sind sie mit Standard-Kondensatableitern problemlos austauschbar.

Die Analyse ergab, dass die Venturidüsen-Kondensatableiter vom ersten Hersteller durchschnittlich 22,4 Prozent weniger Dampf benötigen als die herkömmlichen Ventile. Beim zweiten Hersteller lagen die Einsparungen bei 18,8 Prozent. Bei beiden Produkten findet also – unter der Nutzung des Venturidüsen-Kondensatableiters – eine Reduktion des Dampfbedarfs im Vergleich mit den Kugelschwimmer-Kondensatableitern statt. Hauptgrund ist, dass Venturidüsen-Kondensatableiter nicht über bewegliche Teile verfügen, die verschleißen und damit zu einem größeren Dampfverbrauch führen können.

Zudem konnte mit dem Venturidüsen-Kondensatableiter Aufheizzeit eingespart werden. Durch die höhere Dampfeffizienz lässt sich die Produktionsgeschwindigkeit erhöhen und damit beim Batchbetrieb die Produktionsmenge erhöhen. Beim ersten Hersteller konnte eine durchschnittliche Zeitersparnis von ca. 27 Minuten (entspricht 16,6 Prozent) festgestellt werden, beim zweiten Produkt betrug die durchschnittliche Einsparung ca. 4 Minuten (11,3 Prozent). Hummel: „Das könnte das an der anfänglichen Arbeitsweise des Venturidüsen-Kondensatableiters liegen. Da der Kondensatableiter bei kaltem Kondensat (Wasser) als normale Düse funktioniert, wird die Flüssigkeit schneller aus dem Heizregister abgeführt und der Dampf kann den Prozess schneller aufheizen. Ein weiterer möglicher Grund ist, dass durch die kontinuierliche Abgabe des Kondensates durch den Venturi-Kondensatableiter die benötigte Wärmeenergie schneller in den Prozess eingebracht werden kann, wodurch ebenfalls Zeit eingespart wird.“

Da Levaco viele unterschiedliche Produkte produziert, fallen unterschiedliche Massenströme an Kondensat an. Neben der Dampf- und Zeiteinsparung ist deshalb auch die Flexibilität der Venturidüsen-Kondensatableiter ein sehr überzeugender Vorteil. Denn aufgrund der wechselbaren Düse kann flexibel auf ggf. aufkommende Änderungen des Kondensatmassenstromes eingegangen werden, der bei einem Produktwechsel entstehen könnte. Ein zusätzlicher Pluspunkt sind die äußerst geringen Wartungsintervalle des Venturidüsen-Kondensatableiters und der integrierte Schmutzfänger– dadurch lassen sich Instandhaltung auf einem minimalen Level halten.

Nach dem positiven Resultat sollen die Venturidüsen-Kondensatableiter am baugleichen Reaktor bestehende Ableiter ersetzen. Die Wahl fiel dabei auf Venturidüsen-Kondensatableiter von EBE Engineering aus Essen. Zu der Entscheidung trägt auch bei, dass die Venturidüsen-Kondensatableiter deutlich günstiger in der Anschaffung sind als die Kugelschwimmer-Kondensatableiter. Durch die Dampfeinsparung des Venturidüsen-Kondensatableiters amortisiert sich der Austausch deshalb bereits nach ca. 1,5 Jahren. Langfristig ist geplant, alle defekten Kondensatableiter an den größeren Reaktoren durch Venturidüsen-Kondensatableiter des Essener Herstellers zu ersetzen.

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