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Der Betriebsleiter 5/2019

Der Betriebsleiter 5/2019

PRÄZISE ABSTIMMUNG

PRÄZISE ABSTIMMUNG FÜHRT ZU KOSTENEFFIZIENTER ABGASREINIGUNG UMWELTTECHNIK Durch immer komplexere Produktionsprozesse in der Industrie steigen auch die Erwartungen an die Leistungsfähigkeit von Abgasreinigungsanlagen: Sie erfüllen im Optimalfall nicht nur die gesetzlichen Regelungen, sondern weisen auch eine vergleichsweise geringe Total Cost of Ownership (TCO) auf. Um diese Vorteile in der Praxis zu realisieren, müssen die eingesetzten Technologien präzise auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt sein. Autor: Dr. Dani Muse, Leiter Technologie, Centrotherm Clean Solutions GmbH & Co. KG, Blaubeuren Ein Beispiel ist der Prozess der Silizium-Epitaxie: Hier liegen toxische, korrosive und brennbare Abgase vor, für die prinzipiell verschiedene Gasreinigungstechnologien wie thermische Behandlung, Nasswäsche oder Trockenbettabsorption infrage kommen. Um bei derartig herausfordernden Prozessen mit vielen Chemikalien eine Lösung mit hoher Reinigungs- und Kosteneffizienz zu erhalten, sollten Gasreinigungsexperten hinzugezogen werden, die über Know-how in allen relevanten Verfahren verfügen und damit technologieoffen beraten können. So lässt sich die Anschaffung einer Anlage vermeiden, die zwar die gesetzlichen Anforderungen erfüllt, deren TCO jedoch deutlich höher liegt als mit einer präziser ausgewählten Technologie erzielbar gewesen wäre. Weltweit sind laut einer Untersuchung der WHO mehr als 90 Prozent der Menschen verschmutzter Luft ausgesetzt, etwa 7 Mio. sterben jährlich an den Folgen der Schadstoffbelastung. Angesichts dieser Zahlen sehen viele Industrieunternehmen die Abluft- bzw. Abgasreinigung als ein zum Teil sehr kostspieliges, aber notwendiges Übel an. Dabei birgt dieser Sektor großes Potenzial im Hinblick auf die Energieeffizienz ganzer Produktionsprozesse – z. B. wenn es gelänge, Wärme aus Abgasen mithilfe von Wärmeübertragern möglichst vollständig weiterzuverwenden und Medien, die in den Prozessen nicht verbraucht werden, stofflich und/oder energetisch zu nutzen. Den ersten Schritt dorthin bildet der Einsatz effizienter Abgasreinigungsanlagen. Bereits jetzt erfordern die stetig komplexeren industriellen Herstellungsprozesse, in denen immer mehr ver- S10 SUPPLEMENT 1/2019

01 Um höchste Effizienz hinsichtlich Reinigungsergebnis und Kosten zu erzielen, gilt es, aus den Abgasreinigungsverfahren richtig auszuwählen sowie optimal zu kombinieren: Bei der Silizium-Epitaxie fallen hohe Mengen an brennbaren sowie toxischen und korrosiven Gasen an – das einzige Verfahren, das alle Schadgase inklusive H 2 zuverlässig entsorgen kann, ist die thermische Behandlung; auch ihre TCO fällt im Vergleich mit der Trockenbettabsorption niedriger aus, sodass die Technologie in diesem Anwendungsfall zu bevorzugen ist schiedene Chemikalien zum Einsatz kommen, ein hohes Maß an Flexibilität und Kombinationsfreiheit im Bereich der Abgasreinigungssysteme. Dadurch werden Sonderlösungen zum Normalfall, die je nach Anforderungen auf verschiedene Technologien zur Gasreinigung zurückgreifen können. In der Halbleiter- und Photovoltaikindustrie beispielsweise sind dies im Wesentlichen die thermische Behandlung (Verbrennung), die Nasswäsche sowie die Trockenbettab- bzw. -adsorption an Aktivkohlen oder Granulaten. Um hier höchste Effizienz hinsichtlich Reinigungsergebnis und Kosten zu erzielen, gilt es, aus diesen Verfahren richtig auszuwählen sowie optimal zu kombinieren. Das betrifft im Besonderen Stoffe, die mit mehreren Technologien aufgereinigt werden können, wie bspw. Trichlorsilan, Bromwasserstoff, Bortrichlorid oder flüchtige organische Verbindungen (VOCs). DIE TECHNOLOGIEWAHL Als Grundlage für die Entscheidung, welche Technologie anzuwenden ist, sollten für jedes Projekt mehrere Aspekte individuell bewertet werden. Dies lässt sich am Beispiel der Photovoltaik- und Halbleiterindustrie gut aufzeigen: Neben den Investkosten der einzelnen Reinigungsverfahren sind insbesondere die Ausgaben für Betriebsstoffe wie Brenn- oder Inertgase, für Druckluft, Strom, Abwassergebühren (diese können je nach Standort stark variieren) sowie für Service- und Wartungsbedarf zu berücksichtigen. Bei der Trockenbettabsorption gilt es zudem, die Wechselintervalle für die Absorberfüllung zu beachten. Diese Kriterien werden als Total Cost of Ownership (TCO) zusammengefasst. Hinzu kommt die Bewertung der Reinigungseffizienz und des benötigten Platzes für die Aufstellung (Footprint). Bei einem Vergleich von thermischer Behandlung und Trockenbettabsorption beispielsweise sollte im Hinblick auf die TCO unter anderem bedacht werden, dass ein Brenner-Wäscher in der Anschaffung zunächst teurer, weil deutlich komplexer ist. Dafür reinigt er aber zuverlässig eine größere Bandbreite an Gasen ab als ein Trockenbettabsorber, dessen Füllung auf die Absorption einer oder weniger Gasarten optimiert ist. Im laufenden Betrieb benötigt der Brenner-Wäscher Brenngas, Luft und Strom, wobei die Brenngasmenge an die Schadgasmenge und -art angepasst werden kann. Der Trockenbettabsorber wird dagegen über die Zeit mit Schadstoffen beladen. Wenn die Kapazitätsgrenze erreicht ist, muss die Füllung gewechselt werden. In Abhängigkeit von der Schadstoffmenge, die über einen bestimmten Zeitraum hinweg anfällt, kann die TCO beim Trockenbettabsorber somit höher ausfallen als beim Brenner-Wäscher. Daher ist es wichtig, vor der Entscheidung über die Gasreinigungstechnologie den Prozess und die anfallenden Schadgase und Schadstoffmengen sowie deren zeitlichen Verlauf möglichst genau zu erfassen bzw. abzuschätzen und zu bewerten. Geschieht dies nicht, kauft der Kunde im schlimmsten Fall eine Anlage, die die gesetzlichen Anforderungen erfüllt, bei der aber die TCO deutlich höher liegt, als es mit einer anderen Technologie möglich wäre. BERATUNG IST ENTSCHEIDEND Unternehmen, die Luftverunreinigungen aus ihren Abgasen abscheiden müssen, sollten sich vor dem Kauf eines Abgasreinigungssystems umfassend über die verschiedenen Möglichkeiten und Anbieter informieren und am besten eine Abgasreinigungsfirma wählen, die alle für einen bestimmten Anwendungsfall relevanten Tsurumi.indd 1 12.04.2016 12:17:45 SUPPLEMENT 1/2019 S11

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