Eine für alles

03.05.2024

Einzigartige Abluftreinigungsanlage reinigt hochkomplexe Abgase nahezu ohne fossile Energien

Bei Syngenta, einem der weltweit führenden Hersteller von Saatgut und Pflanzenschutzmitteln, stand am Werk im schweizerischen Monthey die Erneuerung beziehungsweise Ablösung dreier dezentraler Abgasverbrennungsanlagen an. So hatte das Unternehmen einen Engineering-Wettbewerb ins Leben gerufen, um die beste Lösung zu finden. Gewonnen hat Dürr mit einem einzigartigen Konzept für eine zentrale Anlage, die nahezu ohne fossile Energie auskommt und Syngenta bei seinem ehrgeizigen Ziel einer CO₂-freien Produktion unterstützt.

Zu Beginn des Projekts gab es eine wesentliche Frage, die sich das Unternehmen gestellt hat: Lassen sich unsere Bedürfnisse vielleicht besser mit nur einer zentralen Abluftreinigungsanlage erfüllen als mit drei dezentralen? Magnus Morsch, Global Customer Director Sales im Bereich der Umwelttechnik bei Dürr sieht darin eine philosophische Frage. Denn beide Umsetzungsvarianten haben ihre Daseinsberechtigung. „Es ist technisch gesehen schlicht einfacher, sich mit einer jeweils eigenen Anlage auf den entsprechenden spezifischen Prozess einzustellen. Mit Blick auf die Kosten für Bau, Betrieb, Instandhaltung und Energieeinsatz können zentrale Anlagen jedoch die bessere Wahl sein – vorausgesetzt, sie bieten die Flexibilität, verschiedenste Stoffe verarbeiten zu können.“

CO2-Bilanz als fester Parameter

Im Rahmen des Engineering-Wettbewerbs arbeiteten Projektteams verschiedener Anbieter Konzepte aus. Mithilfe dezidierter Berechnungsmodelle wog das Unternehmen das Für und Wider verschiedener Verfahren und deren Kombination ab. Syngenta entschied sich schließlich für das Konzept von Dürr und den Bau einer zentralen Abluftreinigungsanlage auf Basis der regenerativ-thermischen Oxidation (RTO). Dass Dürr den Ausschreibungswettbewerb für sich entschied, lag nicht nur an einem äußerst ausgeklügelten Verfahrenskonzept, das modular um das Herzstück, die Oxi.X RE RTO, gebaut ist. Eine weitere Anforderung von Syngenta war ebenso entscheidend: die Anlage bei hohen Schadstoffbeladungen weitestgehend ohne den Einsatz fossiler Energien zu betreiben, um CO₂-Emissionen und Energieverbrauch am Standort Monthey weiter zu senken. „Mit unserem Plan für verantwortungsvolles Wachstum haben wir uns verpflichtet, die Kohlenstoffintensität unserer globalen Aktivitäten bis 2030 um 50 Prozent zu reduzieren“, sagt Matteo Scalabrino, Projektleiter bei Syngenta. „Darum müssen wir proaktiv Maßnahmen ergreifen, um unsere Verfahren immer weiter zu verbessern. Der Abluftreinigungsprozess ist einer davon.“

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Bild 1: Abluftreinigungsanlage von Dürr reinigt Abgase nahezu ohne Einsatz fossiler Energien.

Eine, die alles können muss

Die neue, zentrale Abluftreinigungsanlage sollte an der Stelle einer aufgelösten Tankfarm entstehen. Für Dürr hieß das, die Anlage so zu dimensionieren, dass sie auf dieser geringen Fläche von ca. 35 x 35 Metern Platz findet und trotzdem noch Raum für die geplanten Ausbaustufen bietet. Die weitaus größere Herausforderung bestand in der intelligenten Kombination vorhandener und neu entwickelter Technologien, um den Auftrag von Syngenta zu erfüllen, alle Abluftströme in einer Anlage zu verarbeiten.

Was versteht man unter hochkomplexen Abgasen?

Bei gasförmigen Rückständen aus der chemischen Produktion handelt es sich meist um hochkalorische Gase durch hohe Konzentrationen an organischen Inhaltsstoffen. Das gilt für die Oxidation selbst, aber auch für die nachgeschaltete Rauchgaswäsche und die Wärmerückgewinnung. Und das ist erst recht der Fall, wenn mehrere unterschiedliche Stoffe zusammenkommen, die gleichzeitig behandelt werden sollen. „Wir haben es also mit einer hohen Vielfalt an Stoffen zu tun, die in ihren Betriebszuständen extrem variieren und in ihrem Aufkommen stark schwanken können“, bringt es Magnus Morsch auf den Punkt.

Intelligente Produktkombination, smarte Prozessführung

Rohrleitungen von insgesamt mehreren Kilometern Länge bringen die Abluftströme aus 70 Einzelquellen zur neuen Reinigungsanlage. Die Anschlüsse dort sorgen für die Zusammenführung der einzelnen Gebäudeabgase in einer Mischkammer. Hier können bereits einige Stoffe miteinander reagieren. Darum hat Dürr diese eigens für Syngenta entwickelte Kammer selbstreinigend konzipiert, sodass zum Beispiel Kristallbildungen automatisch entfernt werden können.

Bei hohem organischem Anteil in den Abluftströmen gleicht dieser nicht nur die Energieverluste der RTO aus, die üblicherweise ein Gasbrenner kompensiert. Tatsächlich muss dann sogar eine große Menge an heißem Gas abgeleitet werden, um die RTO-Anlage energetisch im Gleichgewicht zu halten. Dürr nutzt diese überschüssige Energie und führt sie in die auf die RTO aufgesetzte separate Reaktionskammer.

Wir können bei entsprechenden Schadstoffkonzentrationen in der Abluft den Energiebedarf für die Oxidation des CS₂-haltigen Abluftstroms durch die Überschusswärme der RTO-Anlage decken. Das Verfahren, das wir hier entwickelt haben, betreibt sich energetisch gesehen praktisch selbst.

Magnus Morsch, Global Customer Director Sales, Clean Technology Systems, Dürr Systems AG

Hinter der RTO-Anlage ist der Abluftwäscher (Sorpt.X SW) die nächste Station. Dieser Nasswäscher mit Füllkörperpackung überführt die sauren Komponenten nach der Verbrennung aus der Gasphase in die Flüssigphase, die schließlich in der Werksabwasserbehandlung entsorgt wird. Um die Betriebs- und Investitionskosten der Dampfkondensatentsorgung einzusparen, wird das Kondensat als Wäscherflüssigkeit genutzt.

Sind die organischen Verbindungen verbrannt und die anderen Schadstoffe aus den Abluftströmen ausgewaschen, bleiben lediglich Stickstoffkomponenten übrig. Hier sorgt die selektive katalytische Reduktion des NO_x durch die Anlage von Dürr schließlich noch für die Umwandlung der im Rauchgas vorhandenen Stickoxide. Am Ende des Reinigungsprozesses wird – nach nochmaliger gründlicher Messung – ausschließlich gereinigte Luft durch die Kamine in die Atmosphäre entlassen.

Bild 2: Dürr Abluftreinigungsanlage unterstützt Syngenta auf dem Weg zu CO2-freier Pflanzenschutzproduktion.

Fruchtbarer Boden, auch für Innovation

Durch die intelligente Nutzung der Energie aus den Schadstoffen kommen die beiden gekoppelten thermischen Anlagen nahezu ohne Brennerbetrieb aus, der ansonsten mit fossilen Brennstoffen gespeist werden müsste, um die Reaktionskammern auf Temperatur zu bringen. Für Syngenta und seine ehrgeizigen Pläne zur Reduktion des CO₂-Ausstoßes und des Energieverbrauchs ein großes Plus. „Erdgas wurde im Produktionsprozess in Monthey hauptsächlich als Brennstoff für die alten Verbrennungsanlagen benötigt. Dadurch, dass wir sie sukzessive aus dem Betrieb nehmen und durch die energieeffiziente Lösung von Dürr ersetzen, konnten wir bereits jetzt unseren Bedarf an fossilen Energien nachhaltig senken, was sich positiv auf unseren CO₂-Footprint auswirkt“, sagt Matteo Scalabrino, Projektleiter bei Syngenta.

Das Team bei Dürr freut sich, dass es bei Syngenta mit seinem innovativen Konzept auf offene Ohren stieß. Tatsächlich ist der Aufbau einer Abgasreinigungsanlage in dieser Form bislang einmalig. Die „selbstgenügsame“ Energieversorgung ist eine Erfindung, die zum Patent angemeldet wurde.

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