Die Entwicklung von Brennersystemen bei Gautschi begann bereits im Jahr 1958. Bezüglich Energieverbrauch zum Schmelzen von Aluminium wurde von Gautschi in den 1990er Jahren mit dem VAREGA Regenerativbrennersystem ein neuer Maßstab gesetzt. Um nicht nur den heutigen Anforderungen der „Best Available Technology“ (BAT) zu genügen, sondern darüber hinaus auch höchste Anforderungen an die Umweltverträglichkeit zu erfüllen, wurde die Weiterentwicklung unter der Bezeichnung VAREGA^ENVICOM® auf den Markt gebracht.

REDUZIERTER ENERGIE VERBRAUCH / CO₂-Fußabdruck

Der VAREGA^ENVICOM® Brenner nutzt ein regeneratives Wärmerückgewinnungssystem, das die Verbrennungsluft auf bis zu 1050°C vorwärmt. Dadurch wird ein spezifischer Energieverbrauch zum Erwärmen von Aluminium von 20°C (fest) auf 720°C (flüssig) von unter 550 kWh/t Aluminium erreicht. Der CO₂-Fußabdruck liegt damit bei weniger als 110 kgCO₂eq pro geschmolzener Tonne Aluminium.

GERINGERE EMISSIONEN
Die hohe Verbrennungslufttemperatur bewirkt eine adiabatische Flammentemperatur von theoretisch 2272°C. Hohe Flammentemperaturen bewirken die Entstehung von im Abgas unerwünschten Stickoxiden. Zur Einhaltung strenger Emissionsgrenzwerte musste daher der Brennerkopf so weiterentwickelt werden, dass die Flammentemperatur deutlich reduziert wird. Dazu kommen zwei Methoden zum Einsatz:

• Gestufte Verbrennung (Staged Combustion)
  Durch die kontrollierte Aufteilung des Brennstoff-Luft-Gemischs in mehrere Zonen des Brennerkopfes wird die Flammentemperatur gezielt gesenkt, ohne die Verbrennungseffizienz zu beeinträchtigen.
• Interne Abgasrezirkulation (Internal Flue Gas Recirculation IFGR)
  Ein Teil der heißen Abgase wird im Brennraum mit der Verbrennungsluft vermischt. Dies führt zu einer Absenkung der Sauerstoffkonzentration und damit zu einer weiteren Reduktion der Flammentemperatur.

ERREICHTE MESSWERTE

Unter realen Bedingungen, in einem Gautschi 35 t Schmelzofen (SVE-35), mit einem 5MW VAREGA^ENVICOM® Beheizungssystem wurden folgende gemittelte Abgasmesswerte gemessen:

• NOx: ≤ 140 ppm
• CO: ≤ 44 ppm
• VOC/TOC: ≤ 5 mg/Nm³

VORTEILE

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit wurde die Positionierung der Flammenüberwachung im Brennerkopf optimiert. Das moderne Brennersteuerungssystem
beinhaltet hochwertige sicherheitsrelevante Mess-, Steuer- und Regelungseinheiten gemäß EN 746-2 oder vergleichbaren Normen. Separate Ventilatoren versorgen Pilot- und Hauptbrenner mit Kühl- und Verbrennungsluft, wobei die Verbrennungsluftzufuhr alternierend zwischen den Brennern geschaltet wird. Die Messung der Sauerstoffkonzentration im Ofenraum ermöglicht die präzise Regelung des Luft-zu-Gas Verhältnisses, sodass damit der Sollwert von 2 % Sauerstoffgehalt in der Ofenatmosphäre eingehalten wird. Ein Abgasventilator erzeugt den notwendigen Unterdruck, um die Abgase über das Regeneratormedium aus dem Ofenraum zu saugen. Der Ofendruck wird über eine Druckregelklappe in der Abgasleitung geregelt. Dank der zusätzlich direkt im Brenner integrierten Druck- und Temperaturmessungen ist eine kontinuierliche Prozessüberwachung möglich. Zusätzlich erlaubt die vollständige Integration in die Ofensteuerung eine Echtzeit-Visualisierung aller relevanten Betriebsdaten. So behalten Betreiber jederzeit den Überblick über den Prozess.