Elektro Kremationsöfen Voraussetzungen und deren Zukunft. Workshop 2017 Essen Dipl. Ing. Jochen Sembdner HS Anlagenbau GmbH, Stadthagen

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1 Elektro Kremationsöfen Voraussetzungen und deren Zukunft Workshop 2017 Essen Dipl. Ing. Jochen Sembdner HS Anlagenbau GmbH, Stadthagen

2 Auszug aus der 27. BImSchV 4 Emissionsgrenzwerte Anlagen dürfen nur so errichtet und betrieben werden, daß 1. die Emissionen von Kohlenmonoxid einen Stundenmittelwert von 50 mg je Kubikmeter Abgas, 2. die Emissionen von Gesamtstaub und organischen Stoffen, gebildet als Stundenmittelwert und in Übereinstimmung mit dem im Anhang 1 festgelegten Verfahren, die folgenden Emissionsgrenzwerte a) Gesamtstaub 10 mg/cbm, b) organische Stoffe, angegeben als Gesamtkohlenstoff, 20 mg/cbm und 3. die Emissionen von den im Anhang 2 genannten Dioxinen und Furanen, angegeben als Summenwert und gebildet als Mittelwert über die jeweilige Probenahmezeit, jeweils in Übereinstimmung mit dem im Anhang 2 festgelegten Verfahren, den Emissionsgrenzwert von 0,1 ng/cbm nicht überschreiten. 3 Feuerung (1) Soweit die Anlagen mit Brennern ausgerüstet sind, dürfen diese nur mit Gasen der öffentlichen Gasversorgung, Flüssiggas, Wasserstoff oder Heizöl EL betrieben werden. (2) Die Temperatur nach der letzten Verbrennungsluftzuführung muß mindestens 850 Grad C, ermittelt als Zehnminutenmittelwert, betragen.

3 Auszug aus der 27. BImSchV 12 Zulassung von Ausnahmen (1) Die zuständige Behörde kann auf Antrag des Betreibers Ausnahmen von Vorschriften dieser Verordnung zulassen, soweit unter Berücksichtigung der besonderen Umstände des Einzelfalles 1. einzelne Anforderungen der Verordnung nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand erfüllbar sind, 2. schädliche Umwelteinwirkungen nicht zu befürchten sind und 3. im übrigen die dem Stand der Technik entsprechenden Maßnahmen zur Emissionsbegrenzung angewandt werden. (2) Eine Ausnahme von 5 kommt insbesondere in Betracht, wenn Belange des Denkmalschutzes berührt sind. (3) Die zuständige Behörde kann die Ausnahme unter Bedingungen erteilen, mit Auflagen verbinden oder befristen.

4 Die wesentlichen Komponenten eines bestehenden Elektroofensystems (ABB und BBC) sind : Die Heizspiralen, 2 x 40 KW (HBK und NBK) Die gemauerten Verbrennungsluftkanäle Die separaten Gebläse für jeden Verbrennungsluftstrang Das Ofenpult zur Steuerung der Verbrennung Das Injektorgebläse zur Erzeugung des nötigen Unterdrucks im Ofen Der Kamin

5 Elektroofen Vorderansicht

6 Elektroofen Rückansicht

7 Schaltpult für Elektroofen

8 HBK für Elektroofen

9 Aufbau Elektroofen mit gemauerten Luftschächten

10 Aufbau Elektroofen mit gemauerten Luftschächten

11 Derzeit angebotene Vorschläge für Teil und Totalausmauerung Elektroofen mit gemauerten Luftschächten

12 Heizspiralen für Elektroofen HBK und NBK

13 Elektroofen mit Stahlrohrleitung für VBL

14 Elektroofen mit Stahlrohrleitung für VBL

15 Elektroofen - Neuaufbau

16 Elektroofen - Neuaufbau

17 Heizspiralen - Anschluß HBK

18 Typische Reaktion von Schamotte und Heizspiralen in der NBK

19 Heutiger Stand der Heizspiralenansteuerung Mit den Kenntnissen aus Korrosionsversuchen, Strömungs- und Temperatursimulation wurden erste Konstruktions- und Handlungsanweisungen für das Brennkammersystem entwickelt. Zusätzlich wurden die Erkenntnisse in die Entwicklung einer Heizspiralensteuerung eingebracht. Weiterhin wurden in Zusammenarbeit mit eneg Energiespeicher und Systeme mit variabler Lastaufnahme identifiziert und deren optimaler Einsatz untersucht. Eine innovative Regelung der Heizspirale sowie eine Heizspiralenüberwachung wurden entwickelt. Die Entwicklungen wurden zu einem Steuerungs-Prototyp zusammengefasst, der in den Elektro-Krematorium-Prototyp integriert wurde. Die neue Steuerung soll nun in einem weiteren Schritt in der Lage sein, über ein intelligentes Lastmanagement zur Netzstabilisierung beizutragen. Hierzu müssen Energiespeicher und Systeme mit variabler Lastaufnahme identifiziert und integriert werden. In einem weiteren Schritt werden wir demnächst ein weiteres Forschungsprojekt zu diesem Thema in Angriff nehmen.

20 Schaltpult für Elektroofen mit neuer Steuerung

21 Bundes-Immissionsschutzgesetz 22, BimSchG Pflichten der Betreiber nicht genehmigungsbedürftiger Anlagen (1) Nicht genehmigungsbedürftige Anlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dass 1. schädliche Umwelteinwirkungen verhindert werden, die nach dem Stand der Technik vermeidbar sind, 2. nach dem Stand der Technik unvermeidbare schädliche Umwelteinwirkungen auf ein Mindestmaß beschränkt werden und 3. die beim Betrieb der Anlagen entstehenden Abfälle ordnungsgemäß beseitigt werden können.

22 Verweilzeit (aus neuer VDI 3891) ab 2012 Verweilzeit Es muss eine ausreichende Reaktionszeit zwischen den Reaktionspartnern zur Verfügung gestellt werden. Sie sollte für den Abgasstrom im Auslegungspunkt (mittlerer Abgasvolumenstrom), beginnend ab Eintritt in die Abgasnachbrennkammer bis zum Eintritt in den Abgaskühler, mindestens 1,5 s betragen. (Entwurf VDI 3891, Stand , ICS / NA AA N0136)

23 Elektro - Flachbettofen Diese Bilder sind aus Gründen des Urheberschutzes nicht für die Veröffentlichung im Internet zugelassen und werden auf Anfrage bereitgestellt!

24 Elektro - Etagenofen Diese Bilder sind aus Gründen des Urheberschutzes nicht für die Veröffentlichung im Internet zugelassen und werden auf Anfrage bereitgestellt!

25 Einplanung mit Elekro - Ofen (Neubau)

26 Strompreise in Deutschland

27 Entwicklung Erdgaspreis in Deutschland

28 Entwicklung der Energiepreise im Vergleich

29 Fazit: für die Betrachtung der Ofensysteme Elektro Gas und Öl Systeme: 1. Verfahrenstechnisch: - Elektroöfen können über Nacht auf Temperatur gehalten werden (Gas Öl - Öfen unterliegen der Einzelbetrachtung (Sicherheitsaspekte)) - Verweilzeitberechnung (1,5 sec laut VDI 3891) erfolgt bei Elektroöfen nicht mit Abgaskanal, bei Gas und Öl Öfen mit Abgaskanal je nach Temperatur - Einstellungen im Luftmanagement bei Elektroöfen umfangreicher da keine Brenner zum Nachheizen - Reparatursituation in der Nachbrennkammer kann nur durch eine separate Konstruktionsbetrachtung des Ofen erleichtert werden (Zugang zu den Heizelementen) - Lösungen zu Standzeiterhöhungen für die Heizspiralen müssen Basis für Neuauslegungen der Öfen sein

30 Fazit: für die Betrachtung der Ofensysteme Elektro Gas und Öl Systeme: 1. Energetisch: - unsichere Aussagen zu den Preisentwicklungen für Strom, Gas und Öl - unterschiedliche Betrachtungen (Bund und Bundesländer, Privat oder Kommune) zu den Fördermöglichkeiten - Wegfall der Ökosteuer seit 2006 für Rückerstattungen aus den Verbräuchen in der Nachbrennkammer (Gas) - sinnvoller Einsatz von ORC Anlagen, da aus Wärme Strom produziert werden kann (bei Gas und Öl Öfen mindestens 2 Energieträger) - Autarke Lösungsplanungen für Elektroöfen möglich

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! HS Anlagenbau GmbH Dipl. Ing. Jochen Sembdner Stadthagen, Echternstrasse 14