Heiße Ware

CT-Produktfokus: Neuheiten bei Wärmeübertragern zum Aufheizen und Abkühlen

08.07.2013 Das Flüssige muss durch das Runde oder Eckige! Jeder Prozess hat spezifische Anforderungen an die Anlagen. Jedes Produkt erfordert bestimmte Werkstoffe. Jeder Betreiber hat individuelle Vorlieben. Und für jeden dieser Punkte haben Apparatehersteller verschiedene Geräte im Portfolio - so auch für Wärmeübertrager. Einige Neuheiten aus den vergangenen Monaten für ganz unterschiedliche Bedürfnisse finden Sie in dieser Übersicht.

Wenn‘s lang halten muss

Standzeit rauf – Bei sehr hohen Temperaturen im Prozess ist der korrosive Angriff so groß, dass Sonderwerkstoffe für Wärmeübertrager eingesetzt werden müssen. Eine kosteneffizientere Möglichkeit dafür sind korrosionsbeständige Ekasic-Plattenwärmeübertrager aus Siliciumcarbid von ESK Ceramics. Die Wanddicke der keramischen Wärmeübertragerplatten, die mehrere Millimeter beträgt, lässt bei kompakter Bauform durch die hohe thermische Leitfähigkeit der SiC-Keramik (130 W/mK) ein Vielfaches der Einsatzdauer gegenüber metallischen Wärmeübertragern zu. Die Plattenwärmeübertrager lassen sich mit einem Betriebsdruck bis 16 bar und Temperaturen bis 200 °C beaufschlagen. Darüber hinaus ist die Neigung der SiC-Plattenwärmeübertrager zur Belagsbildung gering ausgeprägt: Im Vergleich zu Edelstahl-Platten zeigen sie eine mindestens um den Faktor 7 reduzierte Foulingrate. Sollten dennoch Medien verarbeitet werden, die inhärent von starker Belagsbildung begleitet sind, so erlaubt die Bauform eine einfache Anbindung herkömmlicher Reinigungsanlagen für das CIP-Verfahren. Zudem toleriert der keramische Werkstoff sehr aggressive Medien für die Belagsentfernung. Die Rahmenkonstruktion der Plattenwärmeübertrager mit den PTFE-Auskleidungen entspricht denen konventioneller Geräte. Die kompakten Apparate mit DIN-Flanschen bis DN80 haben eine hohe Leistungseffizienz. Aufgrund der hohen thermischen Leitfähigkeit der SiC-Keramik und der Plattenprägung lassen sich hohe k-Werte bis 9.000 W/m2K erzielen. Entsprechend geringere Flächen kommen in den Plattenpaketen für einen spezifizierten Leistungsübertrag zum Einsatz. Es stehen zudem vollverschweißte Varianten in der sogenannten monolithischen Ausführung zur Verfügung. Diese Apparate sind hermetisch dicht und haben ein besonders schnelles Ansprechverhalten. Die Plattenwärmeübertrager werden kundenspezifisch je nach Leistungsbedarf konfiguriert. Mehrgängige Varianten und Hybrid-Verschaltungen sind ebenso möglich wie die eingängige Standardversion.

Freie Fahrt für alle Medien – Die verschweißten Plattenwärmeübertrager Gea Bloc mit Double-Dimple-Prägung von Gea Heat Exchangers sind für extreme Druck- und Temperaturbereiche sowie feststoffhaltige Medien ausgelegt. Die Apparate haben eine hohe Wärmerückgewinnung, geringen Platzbedarf und einen geringeren Preis als herkömmliche Rohrbündelapparate. Bei der Version mit Double-Dimple-Prägung sorgt das Plattendesign für freien Fluss speziell bei hochviskosen Medien. Gleichzeitig ist der Druckverlust gering, sodass sie sich als Kondensator im Unterdruckbereich einsetzen lassen. Der freie Fließspalt des Plattendesigns sorgt für einen blockadefreien Betrieb bei feststoffhaltigen Medien. Dadurch verlängern sich die Betriebszeiten, und die Wartungszeiten verringern sich. Das Handling beim Öffnen des massiv verschraubten Gehäuses ist vergleichsweise einfach, was Reinigung und Inspektion vereinfacht. Die Comb-Technologie der Apparate sorgt für eine stabile und zuverlässige Verbindung zwischen dem Wärmeübertragerplattenpaket und den drucktragenden Teilen. Diese stabile Gesamtkonstruktion erhöht die Lebenszeit der Apparate und verringert die Betriebskosten weiter. Gleichzeitig verhindert die Konstruktion die Medienmischung verlässlich und sorgt für Prozesssicherheit. Der Wärmeübertrager ist in der Regel für Temperaturen bis zu 350 °C sowie einem Druck von 32 bar ausgelegt und wird in sechs Baugrößen geliefert.

Höhere Wärmeübertragung, keine Verstopfungsgefahr – Die HXC-Free-flow-Technologie hat Mersen speziell für Prozesse mit einem verschmutzten Medium und einem sauberen Medium konzipiert. Der Free-flow-Kanal zwischen den Platten des Wärmeübertragers ist bis zu 25 mm breit. Die Platten sind dazu ausgelegt, Turbulenzen zu erzeugen, sodass ein hoher Wärmeübertragungskoeffizient möglich wird. Diese Lösung bildet eine passende Kombination zwischen guter Wärmeübertragung, einfacher Wartung und Zugänglichkeit unter Vermeiden einer Verstopfungsgefahr.

Von flüssig bis fest

Dichtungseinsatz zwischen Rohren und Rohrböden überflüssig – In der Erprobung ist derzeit ein dichtungsfreier  Rohrbündelwärmeübertrager von Mersen, der komplett aus SiC besteht. Der Apparat kommt ohne einen Dichtungseinsatz zwischen den Rohren und den Rohrböden aus. Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften eignet sich SiC besonders zum Bau von Rohrbündelwärmeübertragern für Anwendungen in einem aggressiven Umfeld bei Temperaturen bis zu 500 °C. Der Werkstoff hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit (125 Wm-1K-1 bei 20°C) kombiniert mit Korrosionsbeständigkeit. Der Wärmeübertrager hat ein intelligentes Design, das einen Dichtungseinsatz zwischen den Rohrböden und den Rohren überflüssig macht. Die Dichtheit der Verbindung zwischen den Rohrböden und den Rohren schließt eine Kontaminierungsgefahr zwischen dem Prozessmedium und dem Servicemedium zuverlässig aus. Die Standard-Baureihe mit einer Austauschfläche zwischen 0,5 und 15 m2 ermöglicht den Einsatz in zahlreichen Anwendungen in Verfahren der Feinchemie zum Beispiel als Vorwärmer, Kondensatoren oder Rekuperatoren, wenn organische Lösemittel, Beizbäder oder Brom zum Einsatz kommen, aber auch bei der Säurerückgewinnung.

Hoher Durchsatz, hohe Energieeffizienz – Der Feststoff-Rohrbündelwärmeübertrager von Zeppelin Systems eignet sich für kontinuierliche Temperierung von granulären Produkten. Granulate haben einen besonders schlechten Wärmeübergang, sodass homogenes Erwärmen bzw. Abkühlen sehr schwierig ist. Mit dem Feststoff-Wärmeübertrager ist ein Durchsatz von 10 t/h möglich bei gleichzeitig hoher Energieeffizienz. Erprobt wurde der Wärmeübertrager bereits bei Kunststoffgranulaten, die für die Automobilindustrie bestimmt sind. Damit lassen sich aufgrund gleichmäßiger Erwärmung die Restmonomere – und damit auch die typischen Gerüche eines neuen Kunststoffes – entfernen. Beim Einsatz in der Prozessindustrie wird mit dem Wärmeübertrager das Produkt gekühlt, um in der pneumatischen Förderung Abrieb und Engelshaar zu reduzieren. Auch zur Erwärmung vor der Extrusion, um Energie einzusparen,  sowie generell zur Stabilisierung der Extrusionsbedingungen kommt der Feststoff-Wärmeübertrager zum Einsatz.[tw]

Heftausgabe: Juli 2013

Über den Autor

Tina Walsweer, Redaktion
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