Forschungsprojekte
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EHROD: Energieeffizienz im Heatset-Rollenoffset-Druck
Kurzbeschreibung (Deutsch)
Der Heatset-Rollenoffset-Druck ist das weltweit verbreiteteste Druckverfahren für den Druck von Zeitschriften, Katalogen und Werbebroschüren bei mittleren bis großen Auflagen. Aus energetischer Sicht bietet der Heatset-Rollenoffset-Druck erhebliche Verbesserungsmöglichkeiten. Aufgrund des Anstiegs der Energiekosten an den Herstellkosten (3 % auf 10 % in den letzten 10 Jahren) und aus ökologischen Gründen ist die Druckindustrie daran interessiert, die Effizienz des energieintensiven Trocknungsprozesses des Heatset-Rollenoffset-Druckverfahrens zu steigern. Dabei ist primär an der Beheizung der Trockner anzusetzen, die bisher durch Verbrennungsgas aus der Erdgas- und Lösemit-telverbrennung erfolgt.
Ein viel versprechendes und völlig neues Konzept stellt die Umstellung des Trocknungsprozesses auf eine indirekte Beheizung mit Prozessdampf aus einer flexiblen Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) basierend auf einem integrierten Gas-Dampf-(GiD)-Prozess dar. Die Beheizung des Trockners mittels Dampf aus einer GiD-Anlage hat dabei weiterhin den Vorteil, dass Wärmebedarfsschwankungen keine Rückwirkungen auf die Effizienz der KWK-Anlage haben.
Der GiD-Prozess wurde an der TU Dresden im Rahmen des durch das BMWi geförderten Projektes FKZ 0327485A untersucht, und in einer mittelständischen Druckerei bietet sich nunmehr die Mög-lichkeit einer Umsetzung dieser KWK-Technologie in Verbindung mit einer weiteren Energieeffizienzmaßnahme im industriellen Umfeld.
Das Vorhaben EHROD soll dazu dienen, diese neue Trocknungstechnologie verfahrens- und anlagentechnisch sowie bezüglich der Betriebsführung zu untersuchen und zu optimieren, um ihre technische Umsetzung im Heatset-Rollenoffset-Druck und auch darüber hinaus vorzubereiten.
Zur Erreichung der Zielstellung des Vorhabens sollen theoretische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt werden. Für die experimentellen Untersuchungen stehen an der TU Dresden eine GiD-Versuchsanlage mit Prozesswasserrückgewinnung und in der genannten Druckerei Versuchstrockner zur Verfügung, die aus dem Umbau von herkömmlichen Trocknern resultieren, ohne dass eine Entwicklung mit hinreichender Berücksichtigung ihrer Systemintegration und entsprechender wissenschaftlicher Begleitung stattgefunden hat. An diesen dampfbeheizten Versuchstrocknern sollen Untersuchungen zur Bestimmung optimaler Betriebsparameter für eine hohe Qualität der Druckerzeugnisse mit minimalem Energieeinsatz durchgeführt werden. Auf Basis der Versuchsergebnisse sollen Konzepte für die nächste Trocknergeneration entwickelt werden. Entsprechend der Wärmeanforderung der Trockner soll die Betriebsweise der GiD-Anlage hinsichtlich eines geringen Brennstoffeinsatzes optimiert werden. Zusätzlich sollen die Möglichkeiten zur Wasserrückgewinnung im GiD-Prozess und zur Verbesserung der Wärmenutzung der Druckerei untersucht werden. Den Abschluss bildet eine Bewertung der erreichbaren ökologischen und energiewirtschaftlichen Effekte der neuartigen Trocknungstechnologie.
Ein viel versprechendes und völlig neues Konzept stellt die Umstellung des Trocknungsprozesses auf eine indirekte Beheizung mit Prozessdampf aus einer flexiblen Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) basierend auf einem integrierten Gas-Dampf-(GiD)-Prozess dar. Die Beheizung des Trockners mittels Dampf aus einer GiD-Anlage hat dabei weiterhin den Vorteil, dass Wärmebedarfsschwankungen keine Rückwirkungen auf die Effizienz der KWK-Anlage haben.
Der GiD-Prozess wurde an der TU Dresden im Rahmen des durch das BMWi geförderten Projektes FKZ 0327485A untersucht, und in einer mittelständischen Druckerei bietet sich nunmehr die Mög-lichkeit einer Umsetzung dieser KWK-Technologie in Verbindung mit einer weiteren Energieeffizienzmaßnahme im industriellen Umfeld.
Das Vorhaben EHROD soll dazu dienen, diese neue Trocknungstechnologie verfahrens- und anlagentechnisch sowie bezüglich der Betriebsführung zu untersuchen und zu optimieren, um ihre technische Umsetzung im Heatset-Rollenoffset-Druck und auch darüber hinaus vorzubereiten.
Zur Erreichung der Zielstellung des Vorhabens sollen theoretische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt werden. Für die experimentellen Untersuchungen stehen an der TU Dresden eine GiD-Versuchsanlage mit Prozesswasserrückgewinnung und in der genannten Druckerei Versuchstrockner zur Verfügung, die aus dem Umbau von herkömmlichen Trocknern resultieren, ohne dass eine Entwicklung mit hinreichender Berücksichtigung ihrer Systemintegration und entsprechender wissenschaftlicher Begleitung stattgefunden hat. An diesen dampfbeheizten Versuchstrocknern sollen Untersuchungen zur Bestimmung optimaler Betriebsparameter für eine hohe Qualität der Druckerzeugnisse mit minimalem Energieeinsatz durchgeführt werden. Auf Basis der Versuchsergebnisse sollen Konzepte für die nächste Trocknergeneration entwickelt werden. Entsprechend der Wärmeanforderung der Trockner soll die Betriebsweise der GiD-Anlage hinsichtlich eines geringen Brennstoffeinsatzes optimiert werden. Zusätzlich sollen die Möglichkeiten zur Wasserrückgewinnung im GiD-Prozess und zur Verbesserung der Wärmenutzung der Druckerei untersucht werden. Den Abschluss bildet eine Bewertung der erreichbaren ökologischen und energiewirtschaftlichen Effekte der neuartigen Trocknungstechnologie.
Zeitraum
01.10.2015 - 30.06.2018
Art der Finanzierung
Drittmittel
Projektleiter
- Herr Prof. Dr. André Lerch
Weitere Leiter (außerhalb des Lehrstuhls)
Prof. Dr. Uwe Gampe (TEA), Prof. Dr. Norbert Mollekopf (TVT-UT)
Projektmitarbeiter
- Frau Dipl.-Ing. Astrid Weigert
- Frau Dipl.-Ing. Anita Haupt
Finanzierungseinrichtungen
- Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Kooperationspartnerschaft
national
Interne Kooperationspartner
- Professur für Thermische Energiemaschinen und –anlagen (TEA), Institut für Energietechnik, TU Dresden
- Professur für Thermische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik (TVT-UT), Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik, TU Dresden
Externe Kooperationspartner
- Industriepartner, Loratech GmbH (Deutschland)
Website zum Projekt
Relevant für den Umweltschutz
Ja
Relevant für Multimedia
Nein
Relevant für den Technologietransfer
Ja
Schlagwörter
Gasturbine, Dampfinjektion, GiD, Kondensator, Wasserrückgewinnung, Stickstoffoxide, Kondensatqualität, Heatset-Rollenoffset-Druck
Berichtsjahr
2015