Die Ecopure® VAR-Technologie, ein direkt befeuertes thermisches Oxidationssystem, wird von Dürr bereits seit den frühen Tagen der Kohlefaserproduktion eingesetzt und ist seit dem Jahr 1988 in Betrieb.
Ein VAR-System besteht aus einer feuerfest ausgekleideten Brennkammer, einer Brennereinheit sowie Einspritzdüsen und Lanzen, durch die das Abgas aus den Kohlefaseroxidations- und Carbonisierungsöfen direkt in die Brennkammer eingedüst wird. Durch Verwirbelung und Erhitzung dieser Gase auf hohe Temperaturen mithilfe des Brenners, werden mehr als 99,9 % der Schadstoffe beseitigt und in unschädliche Wasser- und CO2-Dämpfe oxidiert. Das heiße Reingas, das die Brennkammer verlässt, kann dann für die Produktion von Dampf oder zur Erhitzung von Thermalöl, Wasser oder Frischluft verwendet werden. Diese wiederum können als Energiequelle für die Öfen genutzt werden.
Basierend auf den ersten Erfahrungen mit der VAR-Technik hat Dürr in den 1990-er Jahren ein spezielles Brennersystem und ein besonderes Verfahren für das Eindüsen der verschiedenen Abgase entwickelt. Bereits bei einer Oxidationstemperatur von etwa 850–900 °C lassen sich damit 99,9 % der Schadstoffe abreinigen und alle anderen relevanten Emissionsgrenzwerte in Europa, den USA und Asien einhalten. Gewöhnliche Systeme benötigen dafür bis zum heutigen Tag Temperaturen von über 1.100 °C. Selbst die Bildung von NOx wird bei der Ecopure® VAR auf ein Minimum reduziert, die NOx-Konzentration im Reingas liegt unter 20 ppm.
Mit dieser Brennertechnologie sorgen die Ecopure® VAR-Systeme von Dürr für enorme Einsparungen beim Brennstoff für die Abgasbehandlung und damit für erheblich niedrigere Betriebskosten.
Dürr bietet Ecopure® VAR-Systeme für die kombinierte Behandlung der Abgase aus Brenn- und Carbonisierungsöfen sowie Systeme zur ausschließlichen Behandlung der Abgase aus Carbonisierungsöfen.
Abhängig von Kohlefasertyp und Vormaterial können gelegentlich auch kleine Mengen von Silikonsubstanzen mit dem Abgas aus den Öfen abgegeben werden. Diese Silikonsubstanzen oxidieren in Feststoffe und können die Wärmerückgewinnungsanlage blockieren. Dürr bietet daher auch Spezialausführungen für Wärmerückgewinnungssysteme an, die eine solche Blockierung vermeiden bzw. sich während des Anlagenbetriebs automatisch reinigen.
Viele Kohlefaserhersteller reinigen ihre Abluft mit einem Dürr Ecopure® VAR-System, das die Wärmeenergie für den Produktionsprozess zurückgewinnt. Dabei ist die Temperatur des Reingases, das schließlich in die Atmosphäre gelangt, niedriger als die Temperatur des einströmenden Abgases. Der Vorteil für den Kohlefaserhersteller ist nicht nur ein umweltfreundlicher Prozess, sondern auch ein geringerer Energiebedarf.
Für Kohlefaserhersteller, die nicht die gesamte zurückgewonnene Wärme verwenden können, bietet Dürr die Möglichkeit, das Abgas aus den Brennöfen oder einen Teil davon in einer Ecopure® RTO-Anlage zu behandeln. Dabei handelt es sich um ein System mit regenerativer thermischer Oxidation – eine Technologie, die Dürr seit bereits 1996 bei verschiedenen Kohlefaserherstellern installiert hat.
Ecopure® RTO-Anlagen bestehen aus feuerfest ausgekleideten Regenerator-Behältern, Brennkammern mit Brennersystem und einem Luftleitsystem. Jeder Regenerator-Behälter ist mit keramischer Speichermasse gefüllt. Die Brennkammern enthalten die Brenner und verbinden die einzelnen Regenerator-Behälter miteinander.
Die dicht schließenden, zeitgesteuerten Ventile sind in das Luftleitsystem integriert und kontrollieren den erforderlichen Ablufteintritt und den Reingasaustritt in einen der Regenerator-Behälter. Das Abgas strömt von unten nach oben durch die keramische Speichermasse und wird dabei vorgewärmt. Bereits zu diesem Zeitpunkt wird ein großer Teil der Schadstoffe oxidiert. In der Brennkammer wird das Abgas auf seine endgültige Reaktionstemperatur erhitzt und der Reinigungsprozess abgeschlossen. Das Reingas durchströmt dann die anderen Behälter von oben nach unten und gibt seine Wärme an die keramische Speichermasse ab.
Dürr Ecopure® RTO-Anlagen überzeugen durch ihre extrem hohe thermische Effizienz von bis zu 97 %. Dadurch ist die Temperatur des Reingases, das aus den Ecopure® RTO-Anlagen ausströmt, nur etwa 30 bis 40 °C höher als die Temperatur des einströmenden Abgases. Ecopure® RTO-Anlagen können somit aufgrund der Freigabe von thermischer Wärme während des Oxidationsprozesses autotherm betrieben werden, also ohne jeglichen Brennstoffbedarf und schon bei niedrigen Schadstoffkonzentrationen im Abgas. Dürr Ecopure® RTO-Anlagen erzielen außerdem Ausbrandwerte von bis zu 99,9 % und erfüllen die relevanten gesetzlich vorgegebenen Reingaswerte aller Länder.
Durch die Kombination der Ecopure® VAR zur Abgasbehandlung von Carbonisierungsöfen und der Ecopure® RTO zur Behandlung der Oxidationsofenabgase liegt der Brennstoffbedarf des Abgasreinigungssystems nahezu bei Null. Es ist lediglich eine Zündflamme erforderlich. Zudem kann Wärme aus beiden Systemen gewonnen werden, wodurch der Energiebedarf für die Produktionslinie auf ein Minimum reduziert wird.
Mit mehr als 50 installierten Abgasreinigungsanlagen in Europa, den USA und Asien und mehr als 23 Jahren Betriebserfahrung stellt Dürr optimale Lösungen zur Abgasreinigung und Energieoptimierung aller Kohlefaser-Produktionsprozesse bereit – unabhängig davon, ob eine neue Linie gebaut oder vorhandene Linien nachgerüstet werden sollen.
Neben der Kohlefaserproduktion liefert der Dürr-Geschäftsbereich Environmental and Energy Systems auch Abgasreinigungsanlagen für das Kohlefaser-Recycling sowie die Fertigung von Verbundstoffen oder kunststoffimprägnierten Verbundstoffen. Außerdem bietet Dürr Abluftreinigungsanlagen für alle Prozesse der chemischen und pharmazeutischen Industrie, für Lackier- und Beschichtungsanwendungen sowie für Lösemittelprozesse und die Reduzierung von Geruchsbelästigungen.