Entwicklung eines Heizturms zur effizienten Wärmerückgewinnung aus warmer, feuchter und kontaminierter Abluft

Ansprechpartner: Benjamin Dietrich

Förderung: AiF (ZIM) KF 2840204ST3

Hintergrund

Im Trocknungsprozess von Papier werden die Papierbänder üblicherweise mit Luft überströmt, wobei die zur Trocknung notwendige Wärme aus beheizten Trommeln stammt, über welche die Papierbänder geführt werden. Der Luftstrom hat dabei die Aufgabe, die aus dem Papier verdampfte Flüssigkeit (Wasser) aufzunehmen und an die Umgebung abzutransportieren. Die Luft muss dabei vor dem Trocknungsprozess aufgeheizt werden, da bei höheren Temperaturen eine erhöhte Feuchteaufnahme und damit schnellere Trocknung realisiert werden kann und die Gefahr von Rekondensation über der Papierbahn auszuschließen ist, da auf die Bahn fallende Tropfen zu Fehlstellen führen. Es entsteht feuchte Abluft, die beispielsweise mit Fasern verschmutzt sein kann. Stand der Technik ist momentan, dass die Abluft entweder ungenutzt in die Umgebung gelangt, oder nur bis zur Tautemperatur enthitzt wird, da übliche, auf dem Markt vorhandene Wärmeübertrager (Glasröhren-WÜT, Lamellen-WÜT) ineffizient oder ungeeignet sind.

Forschungsarbeiten

In dem hier beantragten Projekt soll in Zusammenarbeit mit der Firma Kühlturm Karlsruhe (KTK) ein sog. Heizturm entwickelt werden, mit welchem es möglich ist, Wärme aus dem Abluftstrom zurück zu gewinnen, um diese weiter nutzen zu können. Weiterhin soll die verschmutzte Abluft gleichzeitig gereinigt werden, ohne dass der Heizturm an sich verschmutzt. Dadurch soll eine große Betriebsdauer gewährleistet sein.
Zur Entwicklung des Heizturms werden thermodynamische Modelle aufgestellt und entsprechende Berechnungen durchgeführt. Zur Validierung der Berechnungen wird parallel dazu eine Versuchsanlage aufgebaut, die es erlaubt, diverse Prozessparameter zu variieren.