Qualitäts- und Feuchtigkeitsregelung bei der REA-Gipslagerung

Einführung

ESI Eurosilo® bietet ein zuverlässiges System zur Lagerung nicht frei fließender Schüttgüter wie REA-Gips (FGD-Gypsum) in einem Silo. Um Blockaden zu vermeiden, die durch die schlechten Fließeigenschaften dieser Materialien entstehen, wurde eine geschlitzte Zentralsäule entwickelt, die eine unkomplizierte Austragung ermöglicht – unabhängig von der Lagerdauer. Seit den 1980er-Jahren wurden weltweit mehr als 60 REA-Gipssilos an zahlreichen Kraftwerksstandorten installiert [1]. ESI Eurosilo® entwickelte eine maßgeschneiderte Nachrüstlösung für die Lagerung von REA-Gips im MPP3-Kraftwerk in Rotterdam, das Uniper gehört (1).

REA-Gips (Flue-Gas Desulfurization Gypsum) ist ein Nebenprodukt, das durch chemische Rauchgasreinigungssysteme entsteht, welche das giftige Schwefeldioxid aus den Abgasen entfernen. Wird beim gelagerten Gips ein niedriger Feuchtegehalt eingehalten, kann das Produkt an Dritte verkauft werden. In Zusammenarbeit mit ACO wird im Uniper-Kraftwerk eine Feuchtemessung in das ESI-Eurosilo®-System integriert, um den Feuchtegehalt während der Silobefüllung kontinuierlich zu überwachen und zu steuern.

Grundlegendes Funktionsprinzip des ESI Eurosilo® Systems

Das maßgeschneiderte ESI-Eurosilo®-System im MPP3-Kraftwerk von Uniper kombiniert minimalen Platzbedarf mit hoher Speicherkapazität. Die komplette REA-Gips-Entwässerungsanlage befindet sich oberhalb des Silospeichers. Dadurch entfällt ein separates Entwässerungsgebäude sowie der vertikale Transport des entwässerten Gipses über ein Förderband (3).

Die REA-Gipssuspension mit einem Wassergehalt von etwa 80 % wird direkt zur Entwässerungsanlage oben auf dem Silo gepumpt (1). Zyklone reduzieren den Wassergehalt der Suspension in der ersten Entwässerungsstufe auf rund 50 %. Die so entstandene Gipsaufschlämmung wird auf Vakuum-Bandfiltern verteilt, um ein Endprodukt mit einem Feuchtegehalt zwischen 5 % und 10 % zu erreichen. Der entwässerte Gips kann entweder in das Silo zur Lagerung eingebracht werden (2) oder in den Bypass gefördert werden (5). Das Produkt gelangt durch einen zentral montierten Trichter in den Silobereich. Eine kurze Schnecke transportiert das Schüttgut zum teleskopischen Einfüllschacht. In diese Schnecke ist ein ACO-Feuchtemessgerät [2] (4) integriert, das den Feuchtegehalt des einlaufenden Gipses kontinuierlich überwacht. Im Einfüllschacht fällt das Material frei auf den Schneckenrahmen und wird anschließend über Förderschnecken im Silo verteilt.

Während der Austragung fördern die Schnecken den gelagerten Gips zur geschlitzten Mittelsäule im Zentrum des Silos. Das Material gelangt durch die horizontalen Schlitze und fällt frei im Inneren der Säule nach unten. Der REA-Gips kann über eine Austragsschnecke, die im Verladebereich installiert ist (3), in einen Lkw oder auf ein Förderband übergeben werden.

Zuverlässige Feuchtigkeitsregulierung vor und während der Gips-Lagerung

Uniper muss gewährleisten, dass der REA-Gips einen Feuchtegehalt von 10 % oder weniger aufweist, um ein verkaufsfähiges Produkt bereitzustellen. Durch das maßgeschneiderte ESI-Eurosilo®-System im MPP3-Kraftwerk wird diese Qualität erreicht. Grundlage ist die kontinuierliche Überwachung des einlaufenden Gipsstroms durch einen digitalen ACO-Feuchtesensor (5), der in die Einfüllschnecke integriert ist (4). Vorteil: Die kombinierten Feuchtewerte beider Bandfiltertrockner stehen zur Verfügung.

Der digitale Sensor von ACO basiert auf der kapazitiven Feuchtemesstechnik [3]. Die Elektronik ist in einem robusten, vergoldeten Gehäuse mit widerstandsfähiger keramischer Messfläche untergebracht. Das Gerät erfasst den Feuchtegehalt des Gipses während der Silobefüllung alle 0,1 Sekunden und zeigt im Leitstand einen Trendverlauf der Messungen an (6). Auf Basis dieser Informationen entscheidet der Bediener, ob der Gips im Silo eingelagert wird oder nicht.

Die Kalibrierung der ACO-Feuchtemessung im MPP3-Kraftwerk erfolgte durch Vergleich verschiedener Laborproben mit dem digitalen Ausgangssignal des Sensors. Die Proben – jeweils mit unterschiedlichen Feuchtegehalten – wurden während des Befüllvorgangs entnommen und im Labor analysiert. Die Ergebnisse wurden dem digitalen Ausgang des Sensors zugeordnet, um den Feuchtegehalt des REA-Gipses während des Befüllprozesses korrekt darzustellen (6).

Um den Feuchtegehalt des Gipses während der Lagerung weiter zu verbessern, ist am Siloboden ein patentiertes Drainagesystem installiert. Bei längerer Lagerung wandert Feuchtigkeit langsam in die unteren Schüttgutschichten, wodurch der Feuchtegehalt in diesem Bereich steigt. Dieses Wasser wird über eine Membran (Geotextil) und eine Schicht aus Granulat abgeführt, in der die Drainagerohre installiert sind (7). 

Optional kann eine Vakuumeinheit ergänzt werden, um die Wirksamkeit des Drainagesystems weiter zu erhöhen. Das gesammelte Wasser wird in der REA wiederverwendet.

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

• Keine Umweltbelastung durch geschlossene Lagerung
• Minimaler Platzbedarf bei großer Speicherkapazität
• Sicherste Lagerungsmethode am Markt
• Maximale logistische Kontrolle und Flexibilität
• Einfache Lagerung und Rückgewinnung von REA-Gips auch nach langen Lagerzeiten, da Blockaden vermieden werden
• Geringe Betriebs- und Wartungskosten
• Hohe Anlagenverfügbarkeit durch minimale Ausfallzeiten
• Zuverlässige Feuchtekontrolle vor der Lagerung durch das Online-ACO-Feuchtemesssystem (8)
• Zuverlässige Feuchtekontrolle während der Lagerung durch ein patentiertes Drainagesystem

Quellenangaben:

This article was created in close cooperation between ESI Eurosilo and ACO - Automation Components.

[1] ESI Eurosilo - storage without block-ups

[2] ACO - Moisture measurement - Gypsum

[3] ACO - How does a capacitive moisture measurement work?

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

[1] ESI Eurosilo – storage without block-ups
[2] ACO – Moisture measurement – Gypsum
[3] ACO – How does a capacitive moisture measurement work?