Qualitäts- und Feuchtigkeitsregelung bei der REA-Gipslagerung

09.01.2019 | von Richard Spaargaren

Zuverlässige qualitäts- und feuchtigkeitsgeregelte REA-Gipslagerlösung durch das ESI Eurosilo®-System im Uniper Kraftwerk MPP3 in Rotterdam.

1. Uniper MPP3-Kraftwerk in Rotterdam
1. Uniper MPP3-Kraftwerk in Rotterdam

Einführung

Die Firma ESI Eurosilo® entwickelte ein zuverlässiges System zur Silolagerung von nicht frei fließenden Schüttgütern (kohäsives Material) wie beispielsweise REA-Gips. Um Verstopfungen und Materialanbackungen aufgrund der schlechten Fließeigenschaften von REA-Nassgips zu vermeiden, konzipierte ESI Eurosilo® eine zentrale Scheibensäule, die mittig im Silo angebracht wurde. Das Material wird durch die von den horizontalen flachen Ringen gebildeten Schlitze zugeführt und senkt sich frei nach unten in der Säule ab. Seit den 1980er Jahren wurden in den verschiedensten Kraftwerken weltweit mehr als 60 dieser REA-Gipssilos von ESI Eurosilo® installiert [1]. Eines dieser Kraftwerke ist das MPP3-Kraftwerk von Uniper in Rotterdamm (Bild 1).


REA-Gips (REA: Rauchgasentschwefelungsanlage) ist ein Nebenprodukt bei der Energiegewinnung in Kraftwerken. Beim Rauchgasentschwefelungsvorgang wird dem Abgas Kalkstein zugeführt, welches mit dem giftigen Schwefeloxid aus den Abgasen reagiert. Wird eine hohe Produktqualität bei der anschliessenden Gipslagerung erreicht und niedrige Feuchtigkeitswerte gewährleistet, so kann der REA-Gips an Drittanbieter weiter verkauft werden. In enger Zusammenarbeit mit ACO wurde eine intelligente Feuchtemessung in das ESI Eurosilo®-System im Kraftwerk Uniper integriert. Die Feuchtesensoren überwachen und regeln den Feuchtegehalt während der Befüllung des Silos kontinuierlich.

Grundlegendes Funktionsprinzip des ESI Eurosilo® Systems

Das maßgeschneiderte ESI Eurosilo®-System im MPP3 Uniper-Kraftwerk bietet maximale Speicherkapazität bei minimalem Platzbedarf. Die gesamte REA-Gips Entwässerungsanlage befindet sich im oberen Bereich des Silos, wodurch ein separates Entwässerungsgebäude sowie der vertikale Transport des entwässerten Gipses mittels eines Förderbandes (3) eingespart werden.

2. REA-Gipssilo mit integrierter Entwässerungsanlage und Feuchtemessung
2. REA-Gipssilo mit integrierter Entwässerungsanlage und Feuchtemessung

Die REA-Gipsschlämme mit einem Wassergehalt von ca. 80% werden direkt in die Entwässerungsanlage im oberen Bereich des Silos (1) befördert. Zyklone reduzieren den Wassergehalt der Gipsschlämme in der ersten Stufe der Entwässerung auf etwa 50%. Die dabei entstehende Gipssuspension wird auf die Vakuumbandfilter aufgetragen, um ein Endprodukt mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 5% und 10% zu erhalten. Der entwässerte Gips kann zur Lagerung in das Silo (2) oder zum Bypass (5) transportiert werden. Das Produkt gelangt über einen mittig angebrachten Trichter in den Silolagerbereich. Eine kurze Förderschnecke befördert das Schüttgut zur Teleskoprutsche. In diesem Schneckenförderer ist ein ACO [2] Feuchtemessgerät (4) integriert, um den Feuchtigkeitsgehalt des eingehenden Gipses kontinuierlich zu überwachen. In der Teleskopschurre fällt das Produkt frei nach unten zum Schneckenrahmen und wird anschließend von den Transportschnecken im Silo verteilt.

Bei der Entleerung transportieren die Schnecken den gelagerten Gips zur Schlitzsäule in der Mitte des Silos. Das Material wird durch die horizontalen Schlitze geführt und fällt ungehindert über die Säule ab.

Der REA-Gips kann mittels einer Austragsschnecke im Entladebereich (3) in einen LKW geladen oder über ein Förderband weiter befördert werden.

Zuverlässige Feuchtigkeitsregulierung vor und während der Gips-Lagerung

Um ein verkaufsfähiges Produkt zu liefern muss für den REA-Gips ein Feuchtigkeitsgehalt von 10% oder niedriger gewährleistet werden. Damit die gewünschte Produktqualität erreicht wird, ist eine kontinuierliche Überwachung des Gipszuflusses mit einem digitalen Feuchtemesssensor (5) von ACO realisiert worden. Die Feuchtemssung wurde direkt in die Förderschnecke (4) integriert. Der Vorteil einer solchen Feuchtemessung ist die Echtzeitverfügbarkeit des gemittelten Feuchtemesswerts aus beiden Bandtrocknern.

(5) Digitales ACO Feuchtemesssystem in einer Duplex-Förderschnecke
(5) Digitales ACO Feuchtemesssystem in einer Duplex-Förderschnecke

Der von ACO gelieferte digitale Sensor basiert auf der kapazitiven Feuchtemesstechnik [3]. Die Sensorelektronik besteht aus einem robusten Goldgehäuse mit einer widerstandsfähigen keramischen Messfläche.

Während der Silobefüllung detektiert die Feuchtemessung den Feuchtigkeitsgehalt des Gipses im 10-Sekundenzyklus und zeigt einen Trend der Ergebnisse (6) in der Leitwarte an. Anhand dieser Ergebnisse kann der Bediener entscheiden, ob der Gips im Silo gelagert wird oder nicht.

Die Kalibrierung erfolgte über die Entnahme von Materialproben während des Füllprozesses. Diese wurden nach der Entnahme in einem Labor analysiert. Anschliessend wurden die Feuchtewerte der Proben, den zum Zeitpunkt der Probeentnahme vorliegenden internen Werten des Feuchtemesssystems, zugeordnet und hinterlegt. (6). Bei der Kalibrierung der ACO-Feuchtemessung im Kraftwerk Uniper MPP3 wurde die Kalibeirung durch einer Vielzahl von Laborproben verifiziert.

(6) Feuchteüberwachung des gelagerten REA-Gipses im Kraftwerk Uniper
(6) Feuchteüberwachung des gelagerten REA-Gipses im Kraftwerk Uniper

Um den Feuchtigkeitsgehalt des Gipses während der Lagerung kontinuierlich im optimalen Bereich zu halten, ist ein patentiertes Entwässerungssystem im Siloboden installiert. Denn bei längerer Lagerung wandert die Feuchtigkeit tendenziell langsam in die unteren Schüttgutschichten im Silo und erhöht so den Feuchtigkeitsgehalt in diesem Bereich. Um dem Problem entgegenzuwirken wird beim Entwässerungsvorgang des Silos das Wasser über eine Membran (Geotextil) und eine Schicht aus körnigem Material, in welchem die Drainage verbaut ist, abgeleitet (7).

Optional kann eine Vakuumeinheit installiert werden, um die Wirksamkeit des Entwässerungssystems noch weiter zu erhöhen. Das Wasser des Entwässerungssystems wird im REA-Herstellungsprozess wiederverwendet.

Qualitäts- und Feuchtigkeitsregelung bei der REA-Gipslagerung

Vorteile des individuell angefertigten Eurosilo®-Systems mit Online-Feuchtemessung im Kraftwerk MPP3 Uniper

  • keine Umweltbelastung, durch geschlossene Lagerung im Silo
  • maximale Speicherkapazität bei minimalem Platzbedarf
  • sicherste Speichermethode auf dem Markt
  • maximale logistische Kontrolle und Flexibilität
  • einfache Lagerung und Rekultivierung von REA-Gips nach längeren Lagerzeiten, durch Wegfall von Blockaden und Materialanbackungen
  • minimale Betriebs- und Wartungskosten
  • hohe Verfügbarkeit, durch geringe Ausfallzeiten
  • zuverlässige Feuchtigkeitskontrolle der Lagerung mit dem Online-Feuchtemesssystem von ACO (8)
  • zuverlässige Feuchtigkeitsregulierung während der Lagerung, durch ein patentiertes Drainagesystem
Qualitäts- und Feuchtigkeitsregelung bei der REA-Gipslagerung
Qualitäts- und Feuchtigkeitsregelung bei der REA-Gipslagerung

Quellenangaben:

Dieser Artikel entstand in enger Zusammenarbeit zwischen ESI Eurosilo und ACO - Automation Components.


[1] ESI Eurosilo - Lagerung ohne Materialanhaftungen

[2] ACO - Feuchtemessung - Gips

[3] ACO - Wie funktioniert eine kapazitive Feuchtemssung?

Weitere Anwendungsfälle zu Feuchtemesssystemen für Gips

Anwendungsbeispiel für eine ACO Feuchtemessung von Gipsplatten.

Gipsfaserplatten

Anwendungsbeispiel einer Feuchtemessung für REA Gips auf einem Vakuumbandtrockner. Feuchtesensoren erfassen den Wassergehalt der REA-Gips und überwachen gleichzeitig die Funktion des Vakuumbandfilters.

REA-Gips

Gips

Gips

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