エネルギー効率の高い廃熱回収の灯台

オーロビスグループの取り組み：持続可能性の向上

オーロビスグループは持続可能性の向上に向け、この方法を一つの精錬所で採用しています。ドイツのエネルギー供給会社であるenercity Aktiengesellschaftとの提携により、オーロビスはハンブルクのハーフェンシティ地区をカバーする地域暖房ネットワークの推進力となりました。このネットワークのエネルギーは、オーロビスが近隣の硫酸工場から回収する廃熱から供給されます。このプロセスには、腐食に強く高圧や極端な熱に耐えるよう設計されたアルファ・ラバルのプレート熱交換器技術が使用されています。

ハンブルクの中心部での廃熱回収

オーロビスグループは、世界最大級の銅の生産者およびリサイクル業者の一つであり、ハンブルクのエルベ川に位置するペウテ島に大規模な精錬所を運営しています。ここでは、ピロメタルルギー銅プロセスの副産物として二酸化硫黄ガスが発生します。このガスは硫酸工場でまず三酸化硫黄に変換され、その後液体硫酸に変換されます。このプロセス中、硫酸は継続的に希釈され、希釈は非常に発熱性の高いプロセスであり、かなりの量の熱を放出します。アルファ・ラバルのGPHEのおかげで、オーロビスはこの熱を回収し、地域暖房に利用することが可能です。

高い機器設計と材料に対する要求

オーロビスの初期の課題は、この種の地域暖房方式で使用される温水の初期温度が少なくとも90°Cである必要があることでした。その結果、濃縮硫酸のプロセス温度を約120°Cに上げるために、中間吸収塔を完全に再設計する必要がありました。この新しい中間吸収塔の導入は、すでに厳しいプロジェクトにさらなる複雑さを加えました。プロセス温度の上昇により、媒体の腐食性が大幅に増加しました。

このプロジェクトの熱交換器には、高い圧力と温度に耐えるだけでなく、非常に高い熱性能を提供し、オーロビスプロセスから地域暖房ネットワークへの効率的な熱移動を保証するために、非常に腐食に強い材料で構築する必要がありました。

挑戦に応える熱交換器

オーロビスはアルファ・ラバルに連絡し、厳しいプロセス環境に完全に適応したカスタマイズされたプレート熱交換器を設計するために協力しました。最終的なシステムは、最新のチャネルプレート設計を特徴とする8つの熱交換器で構成されていました。このうち3つの熱交換器は中間吸収塔のクーラーであり、ハステロイD-205素材で作られた半溶接ユニットでした。D-205は硫酸腐食に特に耐性のあるニッケルベースの合金であり、1990年代から世界中の多くの硫酸工場で実績のある性能を発揮しています。世界中で300以上のD-205ユニットが設置されており、この実証済みの材料は信頼性、安全性、および効率的な運転を確保するための明らかな選択肢でした。システムの残りの5つの熱交換器は、完全にガスケット化されたプレート熱交換器であり、3つの水-水熱交換器と2つの酸-酸インターチェンジャーです。

アルファ・ラバルの半溶接設計は、従来のガスケットプレート-フレーム熱交換器とは異なり、高い設計圧力と温度に対応する機械的疲労に耐えることができます。ユニークなプレート設計は非常に高い熱効率も保証し、温度差はわずか3°Cです。つまり、地域暖房ネットワークへの熱移動に使用される水媒体は、ユニットに入る熱い酸よりもわずかに低い温度で熱交換器を出ることができます。

さらに、プレート熱交換器はよりコンパクトであり、スペースの一部でより簡単でコスト効果の高い設置が可能です。