Sulfatgranulat-Produktion für die chemische Wasseraufbereitung
Ein Chemieunternehmen benötigte neue Pumpen, um Schwefelsäure und Prozesswasser zu Sulfatgranulat für die Wasseraufbereitung zu verarbeiten. Ein neues, synchronisiertes Pumpensystem und Smart Monitoring sichern die Produktion langfristig ab.
Die Kombinationspumpe verfügt insgesamt über sechs Pumpenköpfe: jeweils drei für die Schwefelsäure und das Prozesswasser.(Bild: Lewa)
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Alte Pumpenmodelle verhinderten langfristige Ersatzteilversorgung.
Ein neues System synchronisiert sechs Pumpenköpfe präzise.
Smart Monitoring gewährleistet Sicherheit und kontinuierliche Produktion.
Sauberes Wasser, der wichtigste Rohstoff der Welt, wird immer mehr zu einem Luxusgut, die Wasseraufbereitung gewinnt daher an Bedeutung. Ein Chemieunternehmen stellt an seinem Standort in Schweden zu diesem Zweck Sulfatgranulat her. „Die Herstellung von Sulfatgranulat für die chemische Wasseraufbereitung in einem kontinuierlichen Prozess ist eine sehr heikle Angelegenheit“, sagt Torsten Möller, Vertriebsmitarbeiter beim Pumpenhersteller Lewa in Schweden. Möller leitet das Projekt mit dem Kunden. Beim Verdünnen von konzentrierter Schwefelsäure reagiert diese stark mit Wasser. In der statischen Mischanlage können plötzlich Temperaturen von bis zu 300 °C entstehen, wobei die Aggressivität der Säure stetig zunimmt. „Bei Ausfällen, Defekten oder ungeplanten Stillständen der Anlage kann es zu einem Rückfluss aus dem Mischer in die Pumpen kommen“, erklärt Möller weiter. „Die Einheiten müssen daher sowohl der gefährlichen Säure als auch den hohen Temperaturen und den Druckschwankungen standhalten und dürfen keine empfindlichen Dichtungen haben.“
Am Produktionsstandort in Schweden waren bereits seit 1989 und 1990 zwei kombinierte Pumpensysteme des Herstellers mit jeweils fünf Pumpenköpfen für die Produktion von Sulfatgranulat im Einsatz. Das Chemieunternehmen ist seit über 30 Jahren mit diesen Pumpen äußerst zufrieden. Allerdings führt der Hersteller diese älteren Modelle nicht mehr im Programm, sodass die entsprechenden Ersatzteile nicht mehr verfügbar sind. „Der Kunde war aufgrund seiner langjährigen Erfahrung von der Zuverlässigkeit und hohen Funktionstüchtigkeit der Lewa-Pumpen überzeugt, sodass ich vorschlug, die eingestellten Modelle durch neue Pumpen desselben Herstellers zu ersetzen, um die Produktion für die nächsten Jahrzehnte zu sichern“, erläutert Möller. „Dies gab uns auch die Möglichkeit, die Pulsation und damit die Größe der Pulsationsdämpfer an den neuen Pumpen deutlich zu reduzieren.“
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Die Pumpe verfügt über eine elektrische Hublängen-Einstellung, um die Schwefelsäure-Mischungsrezeptur anzupassen.(Bild: Lewa)
Optimale Synchronisation der sechs Pumpenköpfe
Speziell für diese hochgradig sensible Anwendung entwickelte der Hersteller eine Ecoflow Kombinationspumpe mit insgesamt sechs M900-Pumpenköpfen: jeweils drei für die Schwefelsäure und das Prozesswasser. „Um die 85- bis 98-prozentige Schwefelsäure sicher pumpen zu können, müssen die Einheiten hermetisch dicht sein“, führt Möller aus. Die Produktlinie Ecoflow erfüllt diese Anforderung.
Bei der Pumpe für die Säure fiel die Wahl auf das Modell LDE3, das aus hochgradig korrosionsbeständigem Hastelloy hergestellt wird und somit dem aggressiven Medium standhält. Das kleinere Modell LDD3 ist für die Prozesswasserpumpe ausreichend. Um Probleme zu vermeiden, sollte verdünnte Schwefelsäure aus dem Mischer zurück in die Pumpen fließen, wählte das Chemieunternehmen als Material den Edelstahl 316L, da dieser sehr säurebeständig ist. Um die Schwefelsäure je nach Endprodukt flexibel verdünnen zu können, weist die LDD3 eine elektrische Hublängen-Einstellung von 0 bis 30 mm auf.
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Damit die beiden Medien störungsfrei in den statischen Mischer gelangen und keine starken chemischen Reaktionen auftreten, muss eine konstante Durchflussrate gegeben sein. „Um die Pulsation so niedrig wie möglich zu halten, haben wir die Phasen der einzelnen Pumpenköpfe eines Mediums um jeweils 120 Grad versetzt“, erklärt Möller. „Darüber hinaus unterscheiden sich die Frequenzen der LDD3 und der LDE3 um 60 Grad.“ Die Phasenverschiebung von 0/120/240 Grad für das Prozesswasser und 60/180/300 Grad für die Schwefelsäure führt zu einer nahezu perfekten Synchronisation der Pumpen über 360 Grad. Da die sechs Pumpenköpfe gut aufeinander abgestimmt sind, kommt das neue System mit deutlich kleineren Pulsationsdämpfern aus als bisher.
Als Herzstück der Anlage stellt die neue Kombination aus den Pumpen des Herstellers die kontinuierliche Produktion von Sulfatgranulat sicher. Damit nichts dem Zufall überlassen bleibt, wurden die Geräte mit dem Smart Monitoring des Herstellers ausgerüstet. Das System ermöglicht nicht nur, die Pumpen präzise zu steuern, sondern überwacht auch automatisch alle wichtigen Betriebskennzahlen rund um die Uhr und erkennt Störungen und Prozessabweichungen in Echtzeit.
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Durch die Kombination von integrierter Sensortechnologie und kompatibler Auswertungssoftware erfasst das System lückenlos beispielsweise Pulsationsänderungen oder Verschleißerscheinungen an den Pumpenventilen. Dabei werden bis zu 13.000 Werte pro Sekunde erzeugt, aus denen der Algorithmus aussagekräftige Kennzahlen berechnet. So lässt sich auch nachverfolgen, welche Komponenten die festgestellten Abweichungen verursachen. „Wenn zum Beispiel ein Ventil nicht mehr richtig funktioniert, weiß das Wartungspersonal sofort, welches Ventil in der Pumpe betroffen ist“, erklärt Möller. „Es ist nicht mehr nötig, alle zwölf Ventile einzeln zu öffnen und manuell zu prüfen, was viel Arbeitszeit spart.“
(Bild: Anastasiya Ri – stock.adobe.com / Hüthig Medien)
