Wärmetechnische Modellierung der Carbonatation und Möglichkeiten der Energieeinsparung

Bei Messungen an Carbonatationen wird in der Regel eine Abkühlung des eintretenden Kalkungssaftes festgestellt. Diese ist auf den hohen Wasserdampfgehalt des Carbonatationsabgases zurückzuführen. Der dabei auftretende Fortwärmestrom kann bis zu 5 MJ je 100 kg Rüben betragen. Unter Berücksichtigung der freiwerdenden Reaktionswärme im Carbonatationsapparat wurde ein Rechenmodell entwickelt, das die Enthalpieströme in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern berechnet. Die Rechenergebnisse werden mit den Meßergebnissen verglichen, die in sechs Zuckerfabriken in den Kampagnen 1992 und 1993 ermittelt wurden. Es lassen sich Beziehungen zwischen CO2-Ausnutzung, Beladungsgrad und Safttemperatur aufstellen. Es werden verschiedene Vorschläge zur Minderung des Fortwärmestroms diskutiert. In einer Studie am Beispiel der 1. Carbonatation wird die Wärmerückgewinnung aus dem Carbonatationsabgas und die Carbonatation unter erhöhtem Druck untersucht. Das Rechenbeispiel ergibt für die Druckcarbonatation eine mögliche Dampfeinsparung für die Zuckerfabrik um etwa 0,2 kg/100 kg Rüben, bei der Wärmerückgewinnung wird eine Dampfeinsparung von 0,15 kg/100 kg Rüben erwartet. Es werden Enthalpiebilanzen und die Pinch-Analyse angewendet und das System Zuckerfabrik betrachtet.