Biomasseheizkraftwerk mit zukunftsweisender Klärschlammtrocknung kombiniert

Autor: Patricia Pfister , 28.03.2022

Nachdem im mittelfränkischen Dinkelsbühl ein in der Insolvenz befindliches Biomasseheizkraftwerk mit thermischer Klärschlammverwertungsanlage ...

... von fünf Gesellschaftern mit synergetischen Kompetenzen in den Bereichen Abfallwirtschaft, Verwertung und Stromerzeugung übernommen wurde, können heute mit den erzeugten 64.000 MWh rund ein Drittel der Haushalte im Landkreis mit Ökostrom versorgt werden. Wirtschaftlicher Clou des Konzeptes ist jedoch die Nutzung der als Nebenprodukt bei der Stromerzeugung anfallenden Wärme: Ein Teil davon wird im eigenen Bandtrockner zur Trocknung von kommunalen Klärschlämmen aus rund 40 verschiedenen Kläranlagen verwendet.

Fünf Unternehmer entwickelten im mittelfränkischen Dinkelsbühl ein Konzept, das lokale Wertschöpfung und Nachhaltigkeit beispielhaft vereint. Von dem gemeinsam gegründeten Unternehmen TEAtherm GmbH profitieren Natur, Bürger und jeder der Betriebe der Gründer gleichermaßen. Basis war ein in der Insolvenz befindliches Biomasseheizkraftwerk mit thermischer Klärschlammverwertungsanlage: Die fünf Gesellschafter mit synergetischen Kompetenzen in den Bereichen Abfallwirtschaft, Verwertung und Stromerzeugung erwarben es zu gleichen Anteilen. Im April 2013 nahm die neu gegründete TEAtherm GmbH ihren Betrieb auf und produziert heute 64.000 MWh Ökostrom, mit dem rund ein Drittel der Haushalte im Landkreis versorgt wird. Wirtschaftlicher Clou des Konzeptes ist jedoch die Nutzung der als Nebenprodukt bei der Stromerzeugung anfallenden Wärme: Größter Abnehmer ist einer der Gesellschafter, eine hochmoderne Gärtnerei, der sie zur Beheizung seines zehn Hektar großen Gewächshauses in unmittelbarer Nachbarschaft des Kraftwerks einsetzt. Darüber hinaus wird ein Teil der Wärme in das Fernwärmenetz der Stadtwerke Dinkelsbühl zur Versorgung von Betrieben im Industriegebiet, Wohnhäusern und einer Hotelanlage eingespeist. Ein weiterer Teil wird im eigenen Bandtrockner zur Trocknung von kommunalen Klärschlämmen aus rund 40 verschiedenen Kläranlagen verwendet. Maßgeblichen Anteil an der hohen Effizienz der Klärschlammtrocknung hat das in dem Trockner eingesetzte Prozessband vom Typ 5099 PPS der GKD Gruppe. Nach siebenjähriger Laufzeit wurde es erstmals gewechselt und das TEAtherm-Team in der Bandmontage geschult.     

Qualitätsmanagement des Brennmaterials    
8.200 Stunden pro Jahr – das entspricht einer Verfügbarkeit von 93 Prozent – produziert das Kraftwerk mit einer Leistung von 8 MW Strom. Als Brennstoff kommt ausschließlich Landschaftspflegeholz zum Einsatz – also Holz, bei dem nicht die Nutzung im Bau­gewerbe oder für Möbel das Ertragsziel ist. Dieses beispielsweise bei der Rodung im ­Straßen-, Strom- oder Bahntrassenpflege anfallende Material unterliegt bei TEAtherm einem strengen Qualitätsmanagement mit zertifiziertem Herkunftsnachweis. Durch dieses strikte Qualitätsmanagement kommt es ­ zu weitreichenden Prozessoptimierungen. Damit werden nicht nur die Auflagen zum Erhalt der EEG-Vergütung erfüllt, sondern auch Brennstoffeinsatz, Anlagenausfälle und Ascheentsorgung minimiert.    

90.000 Tonnen nachwachsender Brennstoff
Von rund 80 regionalen Brennstofflieferanten erhält das Kraftwerk im Jahr 90.000 Tonnen Landschaftspflegeholz – 70 bis 100 Lkw-Ladungen in der Woche. Das Heizkraftwerk mit Dampfturbine hat eine maximale elektrische Leistung von 9,6 MW und wird mit 36 Tonnen Dampf pro Stunde gespeist. Der Turbinen-Abdampf wird bei einer Temperatur von 45 Grad Celsius kondensiert und zur Beheizung des benachbarten Gewächshauses genutzt. Im Vergleich zu konventionellen Fernwärmenetzen mit einer Temperatur von 90 Grad wird durch diese Abdampfnutzung nicht nur der Stromverlust durch Dampfentnahme aus der Turbine vermieden, sondern auch der elektrische Wirkungsgrad der Anlage gesteigert. Das Gewächshaus ist mit 40.000 MWh pro Jahr der mit Abstand größte Wärmeabnehmer.     

Trocknung von 20.000 Tonnen Nassschlamm
Für den Betrieb des Klärschlammtrockners werden bei TEAtherm rund 13.000 MWh Wärme eingesetzt. Der Bandtrockner der Firma Andritz hat eine Trocknungskapazität von 22.000 Tonnen Nassschlamm pro Jahr. Der jährliche Trockengutanfall beträgt 4.800 Tonnen. 20 m lang und 10 m breit, hat der Trockner einen Durchsatz von 2,7 Tonnen Nassschlamm pro Stunde. Für den Trockenprozess werden die mit 78 Prozent Wassergehalt angelieferten Schlämme in 80 mm Schichtdicke auf ein sich langsam vorwärts bewegendes Prozessband aus PPS aufgegeben und gleichmäßig verteilt. Über zwei Umluftgebläse wird die Luft im Trockner umgewälzt, in Wärmetauschern erhitzt und durch das Produkt zur Trocknung geführt. Gespeist wird der Trockner mit 8 bar 200 Grad heißem Dampf. So durchläuft der Schlamm auf dem Prozessband 30 bis 50 Minuten lang verschiedene Temperaturzonen – von 140 Grad Celsius am Trockneranfang bis 100 Grad Celsius am Ende. Dabei verdampft das Wasser im Schlamm und der Wassergehalt sinkt von 78 auf unter zehn Prozent am Trocknerausgang.    

Sieben Jahre Bandlaufzeit im Dauerbetrieb    
Bei der Inbetriebnahme der Anlage durch TEAtherm war auf dem Trockner noch ein GKD-Prozessband vom Typ 5099 PPS – rund 36 m lang, 3,80 m breit, mit L-Naht und Randbeschichtung – vorhanden. Werkstoffbedingt tritt bei diesem Bandtyp – anders als  bei Polyesterbändern – keine Hydrolyse auf, sodass die Gewebekonstruktion aus robusten Monofilen den hohen Flächengewichten dauerhaft standhält. In 3/2 Köperbindung gewebt, ist das Band auf der Unterseite durch seine Flächigkeit besonders resistent gegen Abschliff. Mit einer optimal auf den Trocknungsprozess abgestimmten Luftdurchlässigkeit von 4.300 l/m²/s und einem CFM-Wert von 660 gewährleistet es trotz der sehr geschlossenen Oberfläche einen effizienten Trocknungsprozess. Gleichzeitig reduziert die Webart bedingte, geringere Anzahl direkter Öffnungen den Staubdurchlass. Formstabilität bis 200 Grad und Resistenz gegen chemische Einflüsse bis pH-Wert 14 zeichnen es überdies aus. „Einfach ein zuverlässiges Band, das uns sieben Jahre lang gute Dienste geleistet hat“, lobt Jakob Friedrich, Geschäftsführer bei TEAtherm die ersten Erfahrungen mit dem GKD-Band. Er ergänzt: „Wir wissen von anderen Anlagenbetreibern, dass diese teilweise einmal pro Jahr ihr Band wechseln müssen.“  
 
Rundum-Service mit perfekter Schulung    
Als im siebten Einsatzjahr ein Bandriss auftrat, wollte TEAtherm ein ebenfalls noch vorhandenes Reserveband von GKD aufziehen. Allerdings fehlte der Mannschaft um Maschinenbauingenieur Friedrich dazu die nötige Erfahrung, sodass GKD um Hilfe gebeten wurde und diese auch prompt leistete. Zwei Tage lang war der von GKD entsandte Monteur vor Ort, um das Ersatzband aufzuziehen und gleichzeitig das TEAtherm-Team in der Bandmontage zu schulen. Dank einer spezifischen Abrollmöglichkeit in den Transportkisten kann das schwere Band direkt aus der Kiste mit einer speziellen Einzugshilfe mit Gurten in die Maschine eingezogen werden. Das ermöglicht nicht nur eine kräftesparende Montage ohne Kran, sondern macht sie auch materialschonender, da das Band nicht über den Boden in den Trockner gezogen wird. Wie wichtig diese Unterstützung war, zeigte sich bereits nach einem Jahr: Das vorgefundene Reserveband erwies sich als gebrauchtes Band, das deshalb ebenfalls ersetzt werden musste. „Wir haben ein neues Band ohne Problem selber aufgezogen“, sagt Friedrich und führt diesen Erfolg auf den hochwertigen Schulungsservice von GKD zurück. Auch die spezifischen Anforderungen von TEAtherm an ein Trocknerband erfüllt das 5099 PPS in jeder Hinsicht: Verschleißarm mit prozessspezifisch angepasster Luftdurchlässigkeit, reißfest bei Störstoffen und langen Standzeiten bietet es die Gewähr für einen dauerhaft effizienten Trocknungsprozess. Deshalb bestellte das Unternehmen auch umgehend ein neues Reserveband, denn das Fazit von Jakob Friedrich zu dem Prozessband und GKD fällt durchweg positiv aus: „Schnelle Lieferzeit, zuverlässiges Band und ein Service, auf den wir uns verlassen können.“ Beste Voraussetzungen für eine bereits angedachte Kapazitätserweiterung in der Klärschlammtrocknung.

Tags: ,

02 GKD Beim Band in guter Hand web2

 

TEATherm produziert in dem Biomasseheizkraftwerk mit Klärschlammtrocknung im mittelfränkischen Dinkelsbühl 64.000 MWh Ökostrom.

Foto: GKD/TEAtherm

03 GKD Beim Band in guter Hand web

 

Bereits bei der Anlieferung der fertig aufbereiteten Brennstoffe erfolgt bei TEAtherm die Qualitätseinstufung jeder einzelnen Lkw-Ladung.

Foto: GKD/TEAtherm

09 GKD Beim Band in guter Hand web

 

Eine spezifische Abrollmöglichkeit in den Transportkisten ermöglicht es, dass das schwere Band direkt aus der Kiste mit einer speziellen Einzugshilfe mit Gurten in die Maschine eingezogen werden kann.

Foto: GKD

06 GKD Beim Band in guter Hand web

 

Der Bandtrockner mit einem Prozessband vom Typ 5099 PPS von GKD hat eine Trocknungskapazität von 22.000 Tonnen Nassschlamm pro Jahr.

Foto: GKD/TEAtherm