Optymalizacja doboru urz¹dzeñ z wykorzystaniem programów doborowych

Transkrypt

1

2 Optymalizacja doboru urz¹dzeñ z wykorzystaniem programów doborowych Obliczenia stanowi¹ istotn¹ czêœæ procesu projektowania urz¹dzeñ ciœnieniowych. Prawid³owoœæ obliczeñ rzutuje na wiele czynników, przede wszystkim jednak poprawnoœæ dzia³ania i bezpieczeñstwo konstrukcji. Wybór w³aœciwych metod obliczeniowych determinuje równie mo liwoœci technologiczne wykonania wyrobu i bezpoœrednio przek³ada siê na wymiar ekonomiczny. Cykl ycia wymiennika ciep³a rozpoczyna siê od obliczeñ cieplnych i przep³ywowych, które wykonywane s¹ z wykorzystaniem dedykowanego oprogramowania. Podstawowym narzêdziem u ywanym w GEA jest ETCA autorskie oprogramowanie, dostêpne wy³¹cznie dla spó³ek koncernu GEA. Wyniki s¹ poparte w³asnymi badaniami oraz wieloletnim doœwiadczeniem GEA HX. Oprogramowanie to jest dedykowane do doboru cieplnego powietrznych, rurowych wymienników ciep³a, w szczególnoœci z rurami eliptycznymi. W przypadku niektórych projektów wykorzystywane jest HTRI profesjonalne oprogramowanie do doboru urz¹dzeñ do wymiany ciep³a, a przede wszystkim wymienników p³aszczowo rurowych. HTRI jest powszechnie rozpoznawanym standardem w projektowaniu wymienników ciep³a, poparte wieloletnim doœwiadczeniem i autorskim programem badawczym. Po przeprowadzeniu obliczeñ cieplnych i przep³ywowych, gdy ju znane s¹ podstawowe parametry pracy urz¹dzenia, nale y okreœliæ gruboœci materia³ów ciœnieniowych w odniesieniu do przepisów wed³ug których projektowane jest urz¹dzenie. W wiêkszoœci przypadków do tego celu wykorzystywane jest oprogramowanie DIMy. Program obejmuje szeroki zakres stosowanych norm (AD 2000, EN 13445, EN 12952, EN 12953, EN 14025, ASME Code Sec. VIII, Div. 1) oraz zintegrowan¹ bazê danych wykorzystywanych materia³ów. W przypadku zbiorników ciœnieniowych wg ASME, w szczególnoœci wymienników ciep³a p³aszczowo rurowych, stosowane jest narzêdzie COMPRESS, generuj¹ce modele, oraz raporty zgodnie z norm¹ ASME. Modele 3D COMPRESS s¹ wiod¹cymi systemami integracji w projektowaniu ca³ych instalacji. COMPRESS eliminuje czasoch³onne powtarzanie danych wymagane 1

3 przez inne oprogramowanie do projektowania ca³ych instalacji jak równie poszczególnych elementów sk³adowych. Kolejnym narzêdziem stosowanym w GEA jest Visual Vessel Design (VVD) profesjonalne oprogramowanie wspomagaj¹ce projektowanie zbiorników ciœnieniowych oraz p³aszczowo-rurowych wymienników ciep³a, zgodnie z norm¹ EN13445:2014. VVD jest uznawane przez ponad 40 jednostek notyfikuj¹cych (m.in. UDT, TUV, Bureau Veritas). VVD posiada zintegrowany modu³ graficzny, który pozwala na ³atw¹ i szybk¹ identyfikacjê danego elementu konstrukcji oraz wizualizacjê 3D na ka dym etapie obliczeñ urz¹dzenia ciœnieniowego. Program posiada równie zintegrowan¹ bazê danych materia³owych obejmuj¹c¹ ponad 2500 gatunków stali oraz bazê elementów zgodnych z normami europejskimi i amerykañskimi. Ostatnim etapem konstrukcji wymiennika, jest stworzenie dokumentacji szczegó³owej, która jest przekazywana do technologa. W zwi¹zku z tym, ka dego konstruktora GEA cechuje dobra znajomoœæ oprogramowania CAD 3D INVENTOR, z pomoc¹ którego powstaje model 3D urz¹dzenia, rysunek g³ówny, oraz ca³y zestaw szczegó³owych rysunków produkcyjnych. Marcin Karaœ (PhD) Engineering Manager, GEA Heta Exchangers / GEA Technika Cieplna Sp. z o.o. Phone / , Mobile marcin.karas@gea.com 2

4 R&D d¹ enie do doskona³oœci poprzez optymalizacjê istniej¹cych oraz wdra anie nowych rozwi¹zañ w produkcji urz¹dzeñ procesowych GEA Technika Cieplna Sp. z o. o. specjalizuje siê w produkcji wysokosprawnych wymienników ciep³a. Wymienniki s¹ szeroko stosowane na ca³ym Œwiecie w przemyœle spo ywczym, papierniczym, tekstylnym, chemicznym, petrochemicznym, energetycznym, ciep³owniczym, maszynowym oraz motoryzacyjnym. Od roku 2011 w firmie funkcjonuje dzia³ Badañ i Rozwoju, którego pracownicy prowadz¹ projekty opieraj¹ce siê na œcis³ej wspó³pracy ze œrodowiskiem naukowym. Tylko sta³a wspó³praca œrodowiska naukowego z przemys³em daje mo liwoœci sprawnego rozwoju zarówno dla jednych jak i drugich. Wspó³praca Przedsiêbiorstwa z oœrodkami naukowymi podnosi mo liwoœci rynkowe oraz wp³ywa na sprawniejsze wprowadzanie innowacyjnych rozwi¹zañ, udoskonalanie istniej¹cych lub wprowadzanie zupe³nie nowych produktów. Ponadto firma posiada du y potencja³ innowacyjny, który zawdziêcza m³odej a zarazem ambitnej kadrze in ynierów. Intensywny wzrost cen energii w ró nych jej postaciach, sk³ania do ograniczenia jej zu ycia. Jednym ze sposobów ograniczenia energoch³onnoœci jest odzysk ciep³a odpadowego (spaliny, gor¹ce powietrze, czy ciecze ch³odz¹ce), przy pomocy wymiany ciep³a. Zastosowanie urz¹dzeñ procesowych w miejscach, gdzie wczeœniej nie by³y wykorzystywane stawia przed projektantami nowe wyzwania. Firma prowadzi projekty maj¹ce na celu zmniejszenie gabarytów produkowanych wymienników miedzy innymi poprzez badanie i optymalizacjê przep³ywów z wykorzystaniem numerycznej mechaniki p³ynów - CFD. Na rys.1 przedstawiono przygotowan¹ geometriê 3D ekonomizera, która to by³a podstaw¹ do prowadzenia symulacji numerycznych. Na rys. 2 przedstawiono przyk³adowe wyniki prowadzonych symulacji z wykorzystaniem numerycznej mechaniki p³ynów - CFD. 3

5 Rys. 1. Ekonomizer - model 3D Rys. 2. Przyk³adowe wyniki symulacji numerycznych Zmniejszenie masy produkowanych wymienników poprzez modernizacjê geometrii oraz zmianê tradycyjnych technik ³¹czenia na innowacyjne metody z wykorzystaniem klejenia. Klejenie pozwala na zastosowanie elementów o cieñszych œciankach, bez utraty wytrzyma³oœci ca³ego aparatu. Na rys. 3 przedstawiono przyk³ad po³¹czenia rura-sito z zastosowaniem klejenia. Rys. 3. Po³¹czenie rura-sito przy pomocy klejenia 4

6 Ponadto w przedsiêbiorstwie trwaj¹ prace nad zastosowaniem specjalistycznych pow³ok ochronnych, które umo liwi¹ stworzenie urz¹dzeñ procesowych mog¹cych pracowaæ w specyficznych warunkach przemys³owych. Na rys. 4 przedstawiono zdjêcia makroskopowe rur pokrytych jedn¹ z badanych pow³ok przed i po ekspozycji w komorze solnej. Rys. 4. Zdjêcia makroskopowe rur pokrytych jedn¹ z badanych pow³ok: a) przed komor¹ soln¹, b) po 10 dniowej ekspozycji w komorze solnej, c) po 40 dniowej ekspozycji w komorze solnej. Zmniejszenie ceny produkowanych wymienników poprzez ograniczenie iloœci u ytych materia³ów, dziêki zastosowaniu nowych konstrukcji i technik ³¹czenia, stosowanie materia³ów o ni szej odpornoœci oraz u yciu pow³ok ochronnych, spowoduje obni enie kosztów produkcji urz¹dzeñ procesowych. Dziêki tym zabiegom Nasze produkty stan¹ siê jeszcze bardziej konkurencyjne, za spraw¹ ni szej ceny dla klienta koñcowego a jednoczeœnie przy zachowaniu dotychczasowej trwa³oœci i funkcjonalnoœci. Marcin Czupala Lean manufacturing / R&D Manager GEA Heat Exchangers / GEA Technika Cieplna Sp. z o.o. Phone / , Mobile marcin.czupala@gea.com 5

7 Dwururowe wymienniki ciep³a (DTSHX) - Double Tube Wydajnoœæ i bezpieczeñstwo w przemyœle chemicznym Historia i rozwój Opracowana, pocz¹tkowo w celu zapewnienia bezpieczeñstwa transformatorów, technologia zabezpieczenia dwururowego w ostatnich latach jest wykorzystywana w coraz to nowszych zastosowaniach. Szczególnie w ga³êziach przemys³u w zakresie procesów, w których bezpieczeñstwo stanowi kwestiê kluczow¹. Taki stan rzeczy jest wynikiem wypadków, nowych norm prawnych oraz bardziej oszczêdnych rozwi¹zañ dla istniej¹cego sprzêtu i wyzwañ. G³ówne funkcje W przypadku awarii rur wymiennika ciep³a, noœniki technologiczne oraz noœniki ch³odnicze/grzewcze nie bêd¹ w aden sposób ze sob¹ mieszane. Za pomoc¹ optycznego i elektrycznego sygna³u bezobs³ugowy wy³¹cznik upustowy ostrzega operatora o uszkodzeniu.. Wymiennik ciep³a mo e kontynuowaæ swoj¹ pracê przez pewien okres czasu, a jego naprawa lub wymiana mo e nast¹piæ, przyk³adowo, w trakcie harmonogramowego przestoju. Dodatkowo, zapobiega siê pogorszeniu jakoœci samych noœników, dziêki czemu naprawa i czyszczenie orurowania nie jest konieczne. Sprzêt i opis funkcjonalny W zbiornikach dwururowych ka da rura danej wi¹zki jest stosownie otulona inn¹ rur¹ zewnêtrzn¹. Rury wewnêtrzne i zewnêtrzne zawieraj¹ce odrêbne œciany sitowe tworz¹ hermetycznie zamkniêt¹ przestrzeñ, która zapobiega wydostawaniu oraz przedostawaniu siê noœników. Po przeprowadzeniu testów ciœnieniowych i szczelnoœci, przestrzeñ zamkniêta pozostaje wype³niona azotem pod ciœnieniem atmosferycznym,oraz jest szczelnie odciêta i monitorowana za pomoc¹ wy³¹cznika upustowego. Nie istnieje potrzeba stosowania dodatkowych zabezpieczeñ ciœnieniowych. W celu obni enia odpornoœci cieplnej systemu dwururowego, wewnêtrzna rura jest hydraulicznie rozszerzana po jej instalacji, dziêki czemu szczelnie styka siê z rur¹ zewnêtrzn¹. Jednak e specjalne kana³y kapilarne w wewnêtrznej œcianie (w przypadku przecieku) zapewniaj¹ wzrost ciœnienia przeciekaj¹cego medium 6

8 do konkretnej wartoœci, w zale noœci od strony przecieku. Nastêpuj¹cy wzrost ciœnienia lub przeciek p³ynu w przestrzeni zamkniêtej spowoduje uruchomienie specjalnie zaprojektowanego wy³¹cznika spustowego. W przypadku zastosowania systemu DTSHX nie bêdzie mia³a miejsce potrzeba instalacji innych rodzajów oddzielnych obwodów, poniewa system zapobiega przedostaniu siê przeciekaj¹cego medium do obwodu p³ynu grzewczego/ch³odniczego lub vice-versa w jednym wymienniku ciep³a. Je eli wydostaj¹ce siê medium nie jest stanu lotnego, istnieje mo liwoœæ dostarczenia innego typu wykrywaczy przecieków, np. z wy³¹cznikami p³ywakowymi. Elektryczny sygna³ przecieku mo e byæ przes³any do obs³ugiwanego stanowiska kontrolnego lub innego systemu monitorowania. Przyk³ady zastosowania Technologia zabezpieczenia dwururowego mo e byæ wykorzystywana w wielu opisanych zastosowaniach i do wielu mediów w przemyœle chemicznym, prowadz¹c do wysokiej niezawodnoœci i dostêpnoœci procesów chemicznych przedstawionych w wielu odnoœnikach. Porównanie technologii DTSHX oraz rozwi¹zañ tradycyjnych Porównanie pokazuje przewagê technologii DTSHX nad tradycyjnymi rozwi¹zaniami (jednoœciennymi lub obwodami bezpoœrednimi) i opisane zostan¹ korzyœci gospodarcze w oparciu o studium przypadku. Typowe przyk³ady i zalety technologii DTSHX Podsumowane zostan¹ zalety technologii DTSHX w oparciu o typowe zastosowania przedstawione w formie odnoœników. Autor: JuergenVenter Kierownik ds. sprzeda y DTS EMEA GEA Renzmann & Grünewald GmbH Industriestrasse D Monzingen Niemcy Lektor: Wolfgang Siffring Wiceprezes ds. sprzeda y DTS GEA Renzmann & Grünewald GmbH Phone: Mobile: wolfgang.siffring@gea.com 7

9 Double Tube Safety Heat Exchangers (DTSHX) Efficiency and Safety for the Chemical Industry History and Development Originally developed for the safety of power transformers, during the last years the double tube safety technology went more and more into new applications in other industries with safety critical processes due to accidents, new legal standards and more economical solutions for existing equipment and challenges. Principal Functions In the event of a defect at the heat exchanger tubes the process media and the heating/cooling media will not be mixed in either way. A maintenance-free leakage switch alerts the operator with an optical and an electric signal. In case a defect occurs the heat exchanger can continue to operate for a certain period of time and it can be repaired or replaced for example during a scheduled shutdown. Also a spoilage of the process media is avoided and extensive and expansive repair and cleaning of the pipe work doesn t occur. Equipment and functional description In double-tube vessels each tube of the bundle is properly surrounded by another external tube. The inner and outer tubes each with an individual tube sheet are forming a hermetically sealed leakage space that does not allow either media to escape or penetrate the other media. After pressure and leakage tests the leakage space remains filled with nitrogen at atmospheric pressure and is closed off reliably and monitored by means of a leakage switch. Additional pressure safeguards are not necessary. To lower the thermal resistance of the double tube, the internal tube is hydraulically expanded after its installation and thus brought into close metallic contact with the respective outer tube. However, special capillary like ducts in this inner wall (in the event a leakage occurs) ensure that the penetrating medium will build up a certain pressure, depending on which side has a leak. The resulting pressure rise or liquid penetration in the leakage space will activate a leakage switch with special 8

10 design. Provided a DTSHX is employed it will not be necessary to install different types of separate circuits since the escaping leakage media is safely prevented from entering the heating/cooling fluid circuit or vice-versa in one heat exchanger. If the leaking media is not gaseous other types of leakage detectors can be provided, f. e. with float switches. An electrical leakage signal can be transmitted to a manned control room or any other monitoring system. Examples of Application The double tube safety technology can be used in various applications and media in the chemical industry as described leading to a high reliability and availability of the chemical processes shown in many references. System Comparison between DTSHX technology and traditional solutions The comparison shows the advantages of a DTSHX against common solutions (single wall or intermediate circuits) and based on case study the economic benefit will be described. Typical examples and advantages of the DTSHX technology Based on typical applications shown as references the advantages of the DTSHX technology will be summarized. Author: JuergenVenter Sales Director DTS EMEA GEA Renzmann & Grünewald GmbH Industriestrasse 6 D Monzingen Germany Lektor: Wolfgang Siffring Wiceprezes ds. sprzeda y DTS GEA Renzmann & Grünewald GmbH Phone: Mobile: wolfgang.siffring@gea.com 9

11 Kompaktowe, sprytne, efektywne Mini Desublimatory Rozdzia³ substancji w przyrodzie Z desublimacj¹ zetkn¹³ siê ka dy z nas w œwiecie przyrody: tworz¹cy siê zim¹ szron powstaje w wyniku przejœcia wilgotnego powietrza bezpoœrednio do stanu sta³ego, wskutek czego powstaje osad w postaci kryszta³ków lodu. W procesie rozdzia³u mieszanin desublimacja jest nierzadko niedocenianym procesem wyodrêbnienia substancji. Jest ona korzystna zarówno pod wzglêdem stopnia filtracji i czystoœci produktu, a tak e bilansu œrodowiskowego oraz ekonomicznego. Ponadto niewielkich gabarytów desublimator mo e okazaæ siê pomocny przy wielu typowych problemach przemys³owych. Desublimacja to proces bezpoœredniej przemiany substancji ze stanu gazowego w fazê sta³¹ (krystaliczn¹). Na wykresie fazowym desublimacja ró ni siê od kondensacji pod wzglêdem termodynamicznym. Podczas gdy powy ej temperatury punktu potrójnego skrapla siê gaz z mieszaniny gazów (przypadek B), gaz ten poni ej temperatury punktu potrójnego mo e desublimowaæ wy³¹cznie ze stanu gazowego (przypadek A). Równie w przypadku C nastêpuje przemiana gazu ze stanu gazowego w stan sta³y, nie bezpoœrednio, lecz poprzez obejœcie poprzedniego procesu kondensacji. Pocz¹tkowo substancja gazowa jest ciecz¹, ale natychmiast zamarza na zimnej powierzchni, w przyrodzie nazywamy to zjawisko marzn¹cym deszczem. 10

12 Jeœli rozdzia³ substancji jest fizycznie mo liwy poprzez desublimacjê, wówczas proces ten jest w ma³ych oraz mniejszych strumieniach materia³ów wsadowych bardzo korzystnym rozwi¹zaniem pod wzglêdem ekonomicznym. W rodzinie desublimatorów firmy GEA dla tej kategorii zastosowañ istnieje model Pluto, zaprojektowany dla natê enia przep³ywu gazu od 5 do 500 kg/h. W przeciwieñstwie do wiêkszych modeli, zamiast rur ebrowanych zastosowano w nim lamele dziêki czemu ca³a konstrukcja jest szczególnie zwarta, a powierzchnia wymiany ciep³a wynosi do 100 m2. Typowym obszarem zastosowania modelu Pluto jest oczyszczanie obci¹ onych strumieni gazu. Zbiorniki paliwa lub zbiorniki w przemyœle chemicznym, które mog¹ zawieraæ tak e substancje ³atwopalne i wybuchowe, s¹ regularnie nara ane na dzia³anie gazów obojêtnych chemicznie. Takimi gazami obojêtnymi s¹ np. gazy szlachetne lub azot. Wraz z up³ywem czasu magazynowana substancja zanieczyszcza gazy ochronne. Aby resublimuj¹ca substancja nie ulatnia³a siê do atmosfery, stosuje siê desublimator, który ma na celu sch³odzenie powietrza. W tej sytuacji na ogó³ wystarcza instalacja tylko jednego urz¹dzenia Pluto bezpoœrednio na zbiorniku lub cysternie, poniewa prêdkoœæ akumulacji z regu³y zezwala na proces wsadowy. W przemyœle chemicznym i farmaceutycznym nie jest niczym niezwyk³ym, e w procesie produkcji nale y dostarczyæ pe³nowartoœciowych materia³ów, których zgodnie z po ¹dan¹ reakcj¹ nie powinno ju byæ w produkcie koñcowym. Przyk³adem tego jest jod, który pojawia siê rzadziej ni pozosta³e halogeny, dlatego jest dosyæ drogi i klasyfikuje siê go jako substancjê 11

13 niebezpieczn¹. Dziêki modelowi Pluto mo na odzyskaæ 99,5 procent sk³adników wartoœciowych pod wzglêdem chemicznym. Rozdzia³ substancji poprzez desublimacjê przewy sza inne metody wyodrêbnienia substancji ze wzglêdów ekologicznych, jak np. mycie rozpuszczalnikami. Pominiêty zostaje tutaj proces utylizacji rozpuszczalników. Stopieñ czystoœci produktu oraz filtracji jest wy szy w przypadku desublimacji. Poza tym równie korzystnie wypada bilans kosztów resublimatora; w normalnym u ytkowaniu oprócz rutynowych kontroli nie wymaga on praktycznie adnej konserwacji, nie wykazuje adnych ruchomych czêœci i dziêki swojej zwartej konstrukcji nie zajmuje zbyt du o powierzchni. Klasyczny problem w procesie rozdzia³u polega na tym, e generator pró ni zasysa zanieczyszczon¹ mieszaninê substancji i w ten sposób mo e zostaæ zatkany. Dla procesu PSA (bezwodnik ftalowy) GEA opracowa³a m.in. stacjê pró niow¹. Dziêki niej oraz dwóm modelom Pluto w procesie destylacji oczyszczane jest powietrze. W rezultacie nie dochodzi do zatkania dodatkowych promienników parowych s³u ¹cych do wytwarzania ciœnienia. Szczególn¹ cech¹ procesu PSA jest to, e ka dy model Pluto posiada dwie komory, aby móc osobno czyœciæ dwa strumienie gazowe i tym samym uniemo liwiæ wymieszanie siê desublimatów oprócz PSA powstaj¹ znacz¹ce iloœci produktów ubocznych. Oczyszczone strumienie gazowe zostaj¹ ponownie ze sob¹ po³¹czone w odcinku wylotowym. 12

14 GEA projektuje i produkuje desublimatory od roku 1954, pocz¹tkowo tylko na potrzeby procesu PSA. Mini-desublimatory wdro ono w roku Obecnie firma GEA dostarcza ka dy model, równie Pluto, jako produkt kompleksowy. Z uwagi na to, e firma oferuje zarówno us³ugi projektowe jak i produkcyjne, spe³niane s¹ wszystkie oczekiwania Klientów. Mo liwe jest równie spawanie nietypowych materia³ów. Przedsiêbiorstwo gwarantuje najwy sze bezpieczeñstwo urz¹dzeñ oraz procesów, co potwierdzaj¹ liczne miêdzynarodowe certyfikaty, które firma posiada. Frank Schmitter Director of Product Line Desublimators GEA Heat Exchangers / GEA Luftkühler GmbH Phone: +49 (0) , Mobile: +49 (0) frank.schmitter@gea.com 13

15 Stofftrennung, einfach der Natur abgeschaut Desublimation kennt jeder aus der Natur: Wenn sich im Winter Raureif bildet, ist das in der Luft enthaltene Wasser direkt in den festen eisförmigen Zustand über-gegangen. Desublimation ist in der Verfahrenstechnik aber auch ein zuweilen unterschätztes Stofftrennverfahren. Dabei sind Produktreinheit und Abscheidegrad ebenso wie die Kosten-und Umweltbilanz ausgezeichnet. Ein (kleiner) Desublimator kann darüber hinaus bei einer ganzen Reihe typischer Problemfälle helfen. Desublimation ist der direkte Phasen-übergang eines Stoffes aus der gasförmigen in die feste (kristalline) Phase. Im log p/t-diagramm ist Desublimation von Kondensation abgegrenzt. Während oberhalb des Tripelpunkts ein bestimmtes Gas aus einem Gasgemisch kondensiert (Fall B), kann diese Gas unterhalb des Tripelpunkts ausschließlich aus der Gasphase desublimieren (Fall A). Auch im Fall C wechselt das Gas im Ergebnis von der gasförmigen in die feste Phase, allerdings nicht direkt, sondern über den Umweg vorheriger Kondensation. Der gasförmige Stoff wird zunächst flüssig, gefriert aber sofort auf der kalten Oberfläche in der Natur kennen wir das Phänomen als Eisregen. 14

16 Sofern Stofftrennung durch Desublimation physikalisch möglich ist, ist diese bei kleinen und kleinsten Stoffströmen als Trenntechnik eine überzeugende wirtschaftliche Lösung. In der GEA-Desublimatorenfamilie gibt es für diese Anwendungskategorie das Modell Pluto, konzipiert für einen Gasdurchsatz von fünf bis 500 kg pro Stunde. Anders als bei den größeren Modellen kommen keine Rippenrohre zum Einsatz, sondern Lamellen sie ermöglichen eine besonders kompakte Bauform und verfügen über eine Wärmeaustauschfläche von bis zu 100 Quadratmetern. Ein typischer Anwendungsfall für den Pluto ist die Reinigung belasteter Abgasströme. Treibstofftanks oder Lagertanks in der chemischen Industrie, die auch brennbare oder explosionsgefährdete Stoffe enthalten können, werden regelmäßig mit reaktionsträgen Gasen beaufschlagt. Solche Inertgase sind zum Beispiel Stickstoff oder Edelgase. Im Zeitverlauf werden die Schutzgase mit dem gelagerten Stoff kontaminiert. Um das Entweichen eines desublimierbaren Stoffs in die Umwelt zu vermeiden, kommt ein Desublimator als Atmungskühler zum Einsatz. Bei dieser Anwendung wird meist die Installation nur eines einzelnen Plutos direkt auf dem Behälter oder Tankwagen ausreichen, da die Anreicherungs-geschwindigkeit in der Regel einen Chargenprozess erlaubt. In der chemischen und pharmazeutischen Industrie ist es nicht ungewöhnlich, dass im Produktionsprozess wertvolle Stoffe zugeführt werden müssen, die aber nach einer gewünschten Reaktion im Endprodukt nicht mehr enthalten sein sollen. Ein Beispiel ist Jod, das seltener vorkommt als die übrigen Halogene, 15

17 deswegen recht teuer und im Übrigen als Gefahrstoff klassifiziert ist. Mit Hilfe des Pluto können 99,5 Prozent des wertvollen chemischen Elements zurückgewonnen werden. Stofftrennung durch Desublimation ist anderen Stofftrenn-verfahren, zum Beispiel der Wäsche mit Lösungsmitteln, aus Umweltschutzgründen überlegen. Eine Entsorgung von Lösungs-mitteln entfällt. Die Produktreinheit und der Abscheidegrad sind im Fall der Desublimation höher. Aber auch sonst ist die Kostenbilanz eines Desublimators günstig; im bestimmungsgemäßen Einsatz ist er bis auf routinemäßige Sichtprüfungen praktisch wartungsfrei, weist keine bewegten Teile auf und verbraucht durch seine kompakte Bauform wenig Fläche. Ein klassisches Problem in der Prozesstechnik besteht darin, dass der Vakuumerzeuger ein bereits kontaminiertes Stoffgemisch ansaugt und so verstopfen kann. Für den PSA (Phthalsäure Anhydrit) -Prozess hat GEA beispielsweise eine skidmontierte Vakuumstation entwickelt. Darin wird mit dem Einsatz von zwei Plutos die gesättigte Leckluft der Destillation gereinigt. Hierdurch wird ein Verstopfen der nachgeschalteten Dampfstrahler zur Vakuumerzeugung verhindert. Eine Besonderheit im PSA-Prozess besteht darin, dass jeder Pluto zwei Kammern hat, um zwei Gasströme getrennt reinigen und ein Vermischen der Desublimate neben PSA fallen Nebenprodukte in nennenswerter Menge an verhindern zu können. Die gereinigten Gasströme werden im Austritts-öbereich wieder vereinigt. 16

18 GEA entwickelt und fertigt seit 1954 Desublimatoren, seinerzeit zuerst für den PSA-Prozess. Mini-Desublimatoren kamen 1982 ins Programm. Heute liefert GEA jedes Modell, auch den Pluto, als maßgeschneidertes Produkt. Weil Konstruktion und Fertigung in einer Hand sind, können Kundenanforderungen gleich welcher Art berücksichtigt werden. Auch das Schweißen von Sondermaterialien ist möglich. Hohe Apparate- und Verfahrenssicherheit sind selbstverständlich, ebenso eine Vielzahl internationaler Zertifizierungen. Dipl.-Ing., Dipl.-Wirt.-Ing. Frank Schmitter Director of Product Line Desublimators GEA Heat Exchangers / GEA Luftkühler GmbH Phone: +49 (0) , Mobile: +49 (0) frank.schmitter@gea.com 17

19 Eliminacja ograniczeñ wydajnoœci ch³odnic powietrznych Wstêp GEA Airflow Services specjalizuje siê w zwiêkszaniu wydajnoœci i niezawodnoœci ch³odnic powietrznych. Kluczowym elementem oszacowania wydajnoœci i optymalizacji tych urz¹dzeñ jest przeprowadzenie wizji lokalnej oraz okreœlenie rzeczywistych parametrów pracy ch³odnic. Po zebraniu niezbêdnych danych, szczegó³owy raport obejmuje g³ówne przyczyny niskiej wydajnoœci ch³odnic powietrznych i przedstawia dzia³ania, które nale y podj¹æ w celu doskonalenia funkcji ciep³a. Tematyka wyst¹pienia Podczas prezentacji zostan¹ przedstawione w³asne doœwiadczeniami, GEA Airflow Service zaprezentowane zostan¹ ró norodne przypadki, które mia³y miejsce na ca³ym œwiecie. Poprzez te przyk³ady, zostan¹ omówione typowe problemy ch³odnic powietrznych zwi¹zane z wydajnoœci¹ oraz zostan¹ przedstawione dzia³ania naprawcze i reorganizacyjne. Autor: Loïc Michaud Managing Director GEA Airflow Services GEA Heat Exchangers / GEA Airflow Services Phone: , Mobile: loic.michaud@gea.com 18

20 Air-coolers debottlenecking Context Indeed, most of the air-coolers are usually more than 15 years old and therefore we cannot them to meet the design running point (fans airflow, pressure). After collecting all data from site, a fully detailed report is issued which includes all main reasons for air-coolers underperformance and actions to be taken to improve heat duty. Presentation With proven experience, GEA Airflow Services propose to present you different case studies of site surveys which have been conducted worldwide. Through these examples, air-coolers typical performance issues will be discussed and corrective actions / revamping will be presented. Author: Loïc Michaud Managing Director GEA Airflow Services GEA Heat Exchangers / GEA Airflow Services Phone: , Mobile: loic.michaud@gea.com 19

21

22