Dosierpumpen in unterschiedlichen Applikationen

Dosieren im Ex-Bereich
Zum Aufbereiten des Kesselspeisewassers kommt in einer Kraftwerkanwendung Ammoniaklösung zur pH-Wertanhebung auf > 9 zum Einsatz. Die hierfür konzipierte Ammoniak-Ansetz- und Dosierstation stellt aus kundenseitig bereitgestelltem 25%igen Ammoniak und vollentsalztem Wasser eine 4- bis 5%ige Ammoniaklösung her. Exakt auf die benötigte Kapazität der Anlage abgestimmt, wurde die plattenmontierte Dosierstation mit einem 500-l-PE-Behälter mit Zumessgefäß, zwei Membrandosierpumpen und einem Mess- und Regelgerät ausgestattet. Bei der Planung der plattenmontierten Dosierstation berücksichtigte der Hersteller alle sicherheitsrelevanten Aspekte: Da im Zumessgefäß Ex-Zone 1 herrscht, wurde, um den Ex-Schutz zu ermöglichen, der Niveauschalter über einen Trennschaltverstärker als eigensicherer Stromkreis konzipiert. Ebenso wurde an eventuell austretende Chemikalien gedacht: Sie werden in einer Wanne, in der die Dosierstation sowie der 500-l-PE-Behälter stehen, aufgefangen. Die übersichtliche Bauweise und ihr kompakter, anschlussfertiger Aufbau ermöglichen eine einfache Installation und leichte Bedienung.

Richtig Dampf machen
Rund 900 m unter der Erde arbeiten die Bergleute vom Salzbergwerk in Borth bei Wesel – in einer Bergbauregion, die vor allem durch Kohle, das Schwarze Gold, bekannt wurde. Seit 80 Jahren bauen Unternehmen dort aber auch Salz – das Weiße Gold – ab, 1,2 Mio. t im vergangenen Jahr. Wer dabei nur an Speisesalz denkt, liegt falsch. Rund ein Drittel landet als Auftausalz auf glatten Straßen und Bürgersteigen. 27 % der jährlichen Fördermenge vertreibt  Esco (European Salt Company), die zum weltweit größten Salzproduzenten  K+S gehört, als Gewerbesalz. Dieses kommt beispielsweise bei der Erdölförderung als Spüllösung für Bohrlöcher zum Einsatz. Besonders hochwertige Produkte sind Pharma- und Speisesalze, zu deren Produktion eine Siedesalzanlage genutzt wird. Welche Rolle Kesselspeisewasser auch in einem Salzbergwerk spielt zeigt ein weiteres Beispiel. Hier behandelt der Betreiber das Wasser mit einer vollautomatischen Ansatz- und Dosierstation.

Schutz vor Ablagerungen
Unter anderem benötigt die Herstellung von Siedesalz viel Energie, die ein Kesselhaus auf dem Werksgelände mittels Dampf bereitstellt. Damit die Dampferzeuger reibungslos funktionieren und die Anlage hinreichend vor Korrosion geschützt ist, muss der Betreiber das Kesselspeisewasser behandeln. Denn der Verdampfungsvorgang konzentriert die Inhaltsstoffe des Wassers stark auf. Ohne das Dosieren von Chemikalien bilden sich Ablagerungen, die den Dampfkessel beschädigen können. Das Unternehmen setzt daher eine Speisewasserdosierung ein. „Die kompakte Station regelt Ansatz und Dosierung der Chemikalien automatisch“, erklärt Frank Maruhn, Leiter MSR und Planung bei Esco. Die Ansatz- und Dosierstation ist speziell auf die Bedürfnisse der Produktionsanlage abgestimmt. Sie vermischt Natronlauge, Natriumsulfit und KSF11 in einem 500 l großen PE-Ansatzbehälter mit demineralisiertem Wasser und dosiert die Lösung anschließend dem Kesselspeisewasser zu.

Zentral gesteuert
Für die Speisewasserdosierung füllt die Magnetdosierpumpe Gamma/L drei Chemikalienkonzentrate zunächst aus je 250 l großen PE-Behältnissen in ein Zumessgefäß um. Eine zentrale Steuereinheit (SPS) wählt die Konzentratdosierpumpen nacheinander an und gibt die vorgegebenen Mengen in das Gefäß. Von dort gelangen die Chemikalienkonzentrate über ein Membranventil in den Ansatzbehälter, wo sie die Anlage mit dem VE-Wasser sorgfältig verrührt. Eine Motordosierpumpe mit Sauggarnitur und einer Dosierleistung von 120 l/h füllt die Speisewasserdosierung anschließend in einen Vorratsbehälter um, der 999 l speichert. Auf diesem sind weitere vier Magnetdosierpumpen installiert, die die Chemikalien kontinuierlich dem Kesselspeisewasser zuführen.

Einfaches Bedienen
Zusätzlich setzt das Salzunternehmen eine weitere, autarke Ansatz- und Dosierstation für Natronlauge ein, die für den manuellen Ansatz betrieben wird. „Auf diese Weise können wir von der automatischen Steuerung zur manuellen Bedienung wechseln – schnell und einfach“, kommentiert Maruhn. Einfach ist auch das Auswechseln der Chemikalien, da Konzentrate und die vollständige Lösung nachgefüllt werden. „Und müssen wir mal ein Teil der Station austauschen, wird das neue schnell geliefert“, berichtet Maruhn. Dieser Service ermöglicht das richtige und zuverlässige Behandeln des Kesselspeisewassers und damit die kontinuierliche Produktion von Siedesalz. Wie hermetisch dichte Dosierpumpen die Prozesssicherheit erhöhen, zeigt folgendes Beispiel.

Zulieferer vor Ort
Zahlreiche renommierte Produzenten, Dienstleister und Forschungseinrichtungen haben sich in Leuna, einem modernen Chemiestandort, angesiedelt. Die Nachbarschaft belebt das Geschäft: Viele der dort produzierten Chemikalien dienen anderen Herstellern vor Ort als Ausgangsstoff. Einer der Zulieferer arbeitet mit Phosphorsäure, Schwefelsäure und Kaliumhydroxid und benötigte eine Lösung, um diese aggressiven Flüssigkeiten sicher zu dosieren.

Sicherheit ist Trumpf
Die Entscheidung fiel auf eine Dosieranlage mit vier Membrandosierpumpen. Diese fördern pro Stunde zwischen 7 und 100 l bei Gegendrücken bis 180 bar. Manometer überwachen den Gegendruck permanent – steigt er zu hoch, ermöglichen Sicherheitsventile die nötige Druckentlastung. Ebenfalls trägt die Doppelmembran der Sicherheit zu, die die medienberührende Seite hermetisch abschließt. Die Drehzahl der Pumpen steuerte ein Frequenzumrichter, der seinerseits per Profibus an die zentrale Leitwarte angebunden ist, bedarfsabhängig. Weitere Pluspunkte sind die hohe Dosiergenauigkeit von ± 0,5 % sowie ein wartungsarmer Betrieb.

Fazit
Die aufgeführten Beispiele verdeutlichen, dass moderne Dosierpumpen und Dosiersysteme nicht nur die harten Anforderungen der Chemie und Petrochemie durch dort herrschende Prozessbedingungen erfüllen. Darüber hinaus ermöglichen sie auch in nicht industriellen Anwendungen eine hohe Betriebssicherheit durch ihre hermetische Dichtheit. Gleichzeitig stehen sie für eine hohe Verfügbarkeit  aufgrund ihrer langen Lebensdauer. Ihre einfache, jedoch zuverlässige Funktionsweise reduziert den Energiebedarf auf ein Minimum, und ein genaues sowie bedarfsgesteuertes Dosieren reduziert den Chemikalienverbrauch auf ein Minimum. Und nicht zuletzt ermöglichen bruchsensierende Pumpen- und Trennmembranen sowie zuverlässige Fehlererkennungsmechanismen selbst im Schadensfall einen unterbrechungsfreien Prozess.

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