Anlagenbau & Prozesstechnik

Pulver, Pasten oder Späne ausgeschleust

Absperrschieber als Austragsschleuse bei der Gewinnung von Glyzerin

11.06.2015 -

Die vielseitig anpassbaren Kammerer-Schleusen werden in der Regel eingesetzt, wenn eine kontinuierliche Prozessführung gewährleistet ­werden soll oder eine Sicherheitsarmatur gefordert ist. Ihre besonders zuverlässige Dichtigkeit ist ihr Markenzeichen.

Die Schleusen bestehen aus einer Kombination aus einem statischen oder dynamischen Dichtsystem sowie einem beständigen Dichtungsmaterial. Häufig sind sie im Umfeld von Dünnschichtverdampfern oder Reaktoren unter Verwendung von Vakuum wiederzufinden. Hierbei können verschiedene Produkteigenschaften durchgeschleust werden: von pulvrig, granulatförmig, über leicht pastös bis hin zu Metallspänen.

Anwendungsbeispiel Gewinnung von Glyzerin
Die Firma ecoMotion stellt Biodiesel, hauptsächlich aus Rapsöl sowie weiteren Pflanzenölen her und gewinnt gleichzeitig das Glyzerin aus den Abfallprodukten, um es weiterverwerten bzw. -verkaufen zu können. Das Glyzerin wird bis zu einem Reinheitsgrad von 99,9 % aufbereitet, um u. a. in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt werden zu können. Grundsätzlich ist Glyzerin beispielsweise auch in der Herstellung von Kunst- und Farbstoffen, sowie in Kosmetika enthalten. Häufig dient es als Weichmacher oder konserviert die materialeigene Feuchtigkeit.
Die Glyzerin-Gewinnung aus der Biodieselherstellung hinterlässt ein Abfallprodukt, das überwiegend Salz, und noch eine geringe Menge Glyzerin enthält. Der glyzerinfreie Anteil der Abfallprodukte wird M.O.N.G. (Matter Organic Non-Glycerol) genannt.
Absperrlösungen sind bei dem Austrag des M.O.N.G. mit mehreren Schwierigkeiten konfrontiert: Das Absperrsystem muss das Vakuum im Prozess absolut zuverlässig halten, den M.O.N.G. rückstandsfrei austragen und darf dabei von den Eigenschaften des M.O.N.G. nicht beschädigt werden. Diese Eigenschaften können von leicht rieselfähig, über manchmal anhaftend, stark abrasiv sowie chemisch-aggressiv reichen. Der Aggregatzustand kann entsprechend von feucht-pastös bis fest wechseln. Erschwerend kommt hinzu, dass der M.O.N.G. bedingt durch die Betriebseinstellungen seinen Aggregatzustand dahingehend ändern kann, dass er an der Austragsposition trocknen und somit stark abrasiv werden kann. Dies kann zu leichten Verblockungen  oder sogar zu einer vollständigen Beschädigung der Absperrarmatur führen, was einen Anlagenstillstand und somit einen vollständigen Produktionsausfall mit sich bringen kann.

Automatisierte Austragsschleuse
Die erste Quasi-Schleuse hat die Firma Emil Kammerer 1988 konstruiert, die einen Austrag des M.O.N.G. bei einer kontinuierlichen Prozessführung relativ automatisiert ermöglicht hat. In den darauffolgenden fast 30 Jahren wurde das Schleusensystem in Kooperation mit den jeweiligen Kunden so weiterentwickelt, dass die unterschiedlichen, kundenspezifischen Betriebsparameter ohne Qualitäts- oder Funktionseinbußen berücksichtigt werden konnten. Somit wird die Austragsschleuse optimal an die Betriebsbedingungen der jeweiligen Anlage angepasst, damit die Kunden technisch, chemisch und kommerziell bestmögliche Ergebnisse erzielen können. Inzwischen hat sich die modifizierbare Absperrlösung in der Praxis in diversen Kundenanlagen im In- und Ausland bewährt.
Typischerweise ist die Kammerer-Austragsschleuse unter einem Dünnschichtverdampfer bzw. -trockner eingebaut, der ein Vakuum im Bereich von 3 bis 10 mbar absolut aufweist. Der Großteil des Glyzerins wird durch Verdampfung sowie diversen Destillationsstufen herausgesogen. Ein Rückstand aus M.O.N.G., verbunden mit einem Rest-Glyzerin lagert sich im unteren Bereich ab. Die unmittelbar darunter liegende Schleuse besteht aus zwei absolut abdichtenden Kammerer-Absperrschiebern, die über einen Schleusenbehälter miteinander verbunden und gegeneinander verriegelt sind.
Das Produkt gelangt auf den oberen Trennschieber, wird hier angespart. Dieser obere Trennschieber wird dann geöffnet, damit die Restprodukte durch einen Schleusenbehälter hindurch auf den unteren Trennschieber fallen können; der obere Trennschieber wird geschlossen. Der Zwischenraum zwischen beiden Absperrschiebern wird unter Atmosphäre gesetzt. Erst anschließend kann das M.O.N.G. ausgetragen werden. Der Abfall bzw. die Salzrückstände weisen in der Regel einen Glyzerin-Anteil von ca. 3–10 % auf.

Integrierte Spülvorrichtungen
In der Praxis haben sich für diesen Spezialbereich die Trennschieber-Ausführungen FK sowie FDK mit integrierten Spülvorrichtungen bewährt. Der erste Buchstabe bzw. die ersten beiden Buchstaben verweisen auf das Abdichtsystem, der letzte Buchstabe gibt die Bauform des Absperrorgans an. Das K-Gehäuse beugt durch die nach unten hin trichterförmig enger zulaufende Bauweise einer möglichen Produktablagerung und in der Folge einem Produktaufbau vor. Die Abdichtsysteme F sowie FD werden im Besonderen bei gasdichten Absperranforderungen bevorzugt: Hierbei erfolgt ein aktives Anpressen des jeweiligen Abdichtmaterials und hinterher bei der Variante FD auch ein aktives Zurückpressen der Dichtung. Dieser Mechanismus stellt sicher, dass die Dichtungen möglichst schonend und gleichzeitig absolut zuverlässig arbeiten.
Alle 4 bis 5 Minuten gewährleisten die Austragsschleusen in der laufenden Produktion einen zuverlässig-kontinuierlichen Austrag. Zudem kann das Glyzerin in einer deutlich höheren Menge zur Weiterverwendung gewonnen werden, da das Abfallprodukt trockener und somit weniger glyzerinenthaltend ausgetragen werden kann. Ferner wurde in allen Anlagen eine signifikante Verbesserung der Standzeiten erreicht: Diese betragen bis zu 12 Monaten. Die Investition in das Austragsschleusen-System amortisiert sich binnen ein bis zwei Jahren.

Vielseitige Einsatzbereiche
Die Einsatzfelder für Kammerer-Schleusen sind mannigfaltig. In Abhängigkeit vom Anwendungsbereich sind verschiedene Nennweiten sowie Trennschieber-Typen möglich. Sämtliche Absperrschieber aus dem Produktportfolio können als Schleuse konstruiert und eingesetzt werden. Grundsätzlich wird ganz grob zwischen produkt-, druck- und vakuumdichten Absperrarmaturen unterschieden. In der standardmäßigen Bandbreite von DN 25 bis DN 600, sowie im Auslegungsdruck-Bereich von 10-4 bis 25 bar und einem Temperaturbereich von -20 °C bis 300 °C können Kammerer-Schleusen gebaut werden. Auch individuelle Sonderausführungen sind möglich.

Kontakt

Emil Kammerer GmbH

Mülheimer Str. 85
51469 Bergisch Gladbach

+ 49 02202 95528 0

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