Reinigung von "verschmutzter" Keramikfliesenproduktion

Reinigung von "verschmutzter" Keramikfliesenproduktion

Die Energieeffizienz in Brennöfenund anderen Prozessschritten der Keramikproduktion ist recht gering, und die Schadstoffemissionen sind derzeit unhaltbar hoch. Aber da die Kosten für fossile Brennstoffe steigen und die Regierungen immer strengere Vorschriften für den Ausstoß von Kohlendioxid erlassen, wenden sich Keramikunternehmen zunehmend kreativen Lösungen zu, um ihren Klima-Fußabdruck zu reduzieren.

"Kohlendioxid-Emissionen sind für viele energieintensive Industrien ein häufiges Problem, und jede primäre oder sekundäre Maßnahme, die Sie umsetzen, um Kohlendioxid-Emissionen zu reduzieren, ist gut", sagt Dra Irina Celades Lopez, die für den Bereich Nachhaltigkeit im Keramisches Technologisches Institutin Castellón, einer Stadt in Spanien, zuständig ist.

Luca Manzini, Verantwortlicher für das Energiemanagement bei der Ceramiche Atlas Concorde SpaTeil der Gruppo Concorde in Italien und Partner im Rahmen des EU-geförderten Projekts ETEKINA, stimmt dem zu: "Alle Keramikkonzerne hier in Italien investieren massiv in die Energieeffizienz. Man braucht viel thermische Energie, um Keramik herzustellen. Wir versuchen, Abwärme zurückzugewinnen, um unsere Hauptkosten, nämlich Erdgas, zu senken."

Mit Brennöfen, die bis zu 1250 Grad Celsius erreichen können, Schadstoffen wie Kohlendioxid und Schwefeldioxid, die freigesetzt werden, und Litern von Trinkwasser, die in Abwasser umgewandelt werden, hat die Keramikfliesenherstellung nicht gerade den Ruf, umweltfreundlich zu sein.

Gabriele Frignani, der für Gruppo SACMIeinem multinationalen Unternehmen, das fortschrittliche Technologien für die Keramikindustrie und andere Sektoren liefert, merkt an, dass niemand erwarten sollte, dass Industrielle plötzlich zu Öko-Kriegern werden, wenn es keinen finanziellen Anreiz gibt.

"Die Industrie ist im Allgemeinen überhaupt nicht an Umweltfragen interessiert, es sei denn, sie kann dieses Thema in höhere Umsätze umwandeln", sagte er. "Die Vorstellung, dass von der Industrie eine neue Renaissance in Sachen Umwelt ausgehen kann, ist nicht nur romantisch, sondern völlig losgelöst von der Realität."

Bei der Herstellung von keramischen Fliesen beispielsweise wird dem Rohton und den Materialien Wasser zugesetzt, so dass ein Ton-Wasser-Gemisch, der sogenannte Schlicker, entsteht, der einen Wassergehalt von 32-38% aufweist. Der Schlicker wird in einem Sprühtrockner getrocknet, das Wasser verdunstet und die Luftfeuchtigkeit wird auf ca. 6-7% reduziert. Schließlich werden die Keramikfliesen gepresst.

Die keramische Industrie bezieht für diesen Prozess Trinkwasser, weil es billiger ist als die Reinigung von Abwasser, so Frignani. Obwohl auch bei diesem Prozess Wasser ausgetrieben wird, wurden bisher keine Maßnahmen ergriffen, um es zurückzugewinnen, obwohl einige prospektive Studien durchgeführt wurden. In Spanien hat die Wasserknappheit die Industrie jedoch dazu gebracht, teilweise recyceltes Wasser und teilweise Trinkwasser zu verwenden, und das ist ein Beispiel, dem andere Länder folgen könnten. In Wirklichkeit wird Trinkwasser aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen nur für die Zubereitung von Glasuren und Druckfarben benötigt.

Die europäische Keramikindustrie experimentiert mit Wärmerohr-Wärmetauschern (HPHEs), um die Energie, die bei der Verrohrung heißer Öfen verloren geht, zurückzugewinnen und an einen anderen Punkt der Produktionskette zu übertragen.

Anstatt die Wärme zu entsorgen, will Ceramiche Atlas Concorde Spa sie auffangen und dann in anderen Prozessen innerhalb der Anlage nutzen. Die HPHEs, die im Rahmen des ETEKINA-Projekts entwickelt werden, werden dabei helfen.

"Wir werden auf diese Weise etwas Erdgas einsparen. Die Idee ist kein Durchbruch in der Technologie, es ist nicht so, als ob man zum Mond fliegen würde. Es ist etwas, das wir in gewissem Umfang bereits tun. Aber bis jetzt hatten wir nicht die Technologie, um die Abgasenergie des Ofens zurückzugewinnen" ,sagte Manzini.

Die ETEKINA-Wärmetauscher werden an zwei Öfen in der neuen Pilotanlage bei Ceramiche Atlas Concorde Spa getestet. Luca Manzini erwartet, dass die Initiative zu Einsparungen zwischen 120.000 und 180.000 Euro für die Anlage führen wird. Das entspricht 400.000 Kubikmetern Erdgas, was 2 % der gesamten Wärmeproduktion entspricht.

"Eigentlich wird es sogar etwas mehr sein, da die Anlage einen hohen Anteil an Eigenproduktion hat, da eine Erzeugungsanlage im Werk selbst vorhanden ist", sagte er.

Innerhalb des Technischen Keramikinstituts in Spanien befasst sich Celades Lopez auch mit Wärmerohren als potenziellem Vehikel für die Wärmeübertragung innerhalb von keramischen Anlagen. Für sie ist ein Hauptvorteil von Wärmerohren, dass sie resistent gegen wechselnde atmosphärische Bedingungen sind und schnell und effektiv arbeiten, egal wie die Umgebungstemperatur oder der Druck sein mögen.

"Manchmal findet man in der Industrie Umgebungen, die sehr korrosiv sind, mit vielen Schadstoffen, und [die Wärmerohre] funktionieren immer noch richtig", sagte sie.

Ihre Abteilung ist auch am DREAM-Projekt beteiligt, das ein Simulationsmodellentwickelt , um das thermische Verhalten von Keramikprodukten während des Brennvorgangs zu katalogisieren.

"[Unser Ziel ist es,] zu versuchen, diese Wärmerohre im Kühlbereich der Brennphase zu installieren, um die Temperatur während des Kühlzustands zu harmonisieren, was [eine] heikle Phase bei der Herstellung von Keramikfliesen ist", sagte sie. Die Abkühlphase bei der Herstellung von Keramikfliesen ist besonders heikel, weil Spannungen innerhalb der Keramikstücke zu Brüchen führen können.

Gabriele Frignani ist ebenfalls an dem DREAM-Projekt beteiligt. Er ist ein großer Fan davon, wie Wärmerohre genutzt werden können, um Wärme von Wärmestrahlern weg und zu Wärmeverbrauchern hin zu transportieren.

"Einer der Vorteile bei der Verwendung der Heatpipe-Technologie ist, dass wir immer sicher sind, dass die Luft, die wir zu anderen thermischen Maschinen des Prozesses bewegen, sauber ist. Es gibt keine Vermischung zwischen der Luft, die wir erwärmen, und der Luft, die möglicherweise verunreinigt sein könnte, zum Beispiel aus dem Brennbereich des Ofens", sagte er.

Die Effizienz von Wärmerohren ist auch etwas höher im Vergleich zu Standard-Wärmetauschern, die für ähnliche Anwendungen verwendet werden.

Eine weitere Methode, um die Produktion von Keramikfliesen "grüner" zu machen, besteht darin, die vorhandenen Maschinen energieeffizienter zu nutzen. Manzini ist dabei, seine Mitarbeiter zu schulen und über kleine Optimierungen und Anpassungen zu informieren, die innerhalb des Fliesenproduktionsprozesses vorgenommen werden können, um die Effizienz zu steigern.

"Wenn man einen besseren Weg findet, die Maschinen zu betreiben, ist das billiger, aber man muss auch die Menschen mit einbeziehen. Die Leute sind oft nicht wirklich bereit, ihre Gewohnheiten zu ändern!", lacht er. "Es ist eine langwierige Arbeit, aber es muss getan werden, was das Bewusstsein angeht."

Aber solche Umstellungen sind manchmal unvereinbar mit den Ergebnissen, die sich ein Kunde für eine bestimmte Fliese wünscht. Deshalb können Innovationen wie die Wärmerohre von ETEKINA einen Mehrwert bieten.

"Wenn der Markt nach Fliesen mit bestimmten Eigenschaften verlangt, die nur durch Methoden mit hoher Energieverschwendung erreicht werden können, können Sie mit ETEKINA die Wärme, die normalerweise verschwendet würde, zurückgewinnen und in die Anlage zurückführen", so Manzini.

Autor: Catherine Collins