Pumpen für neuen Schwefelsäure-Prozess mit Wärmeauskopplung

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Ein Beitrag von Roland Höppener

Mit der Abwärme, die bei der Herstellung dieser Schwefelsäure entsteht, versorgt die Aurubis AG die östliche HafenCity in Hamburg mit CO2-freier Wärme. Um die Wärme auskoppeln zu können, muss die Schwefelsäureherstellung auf einem höheren Temperaturniveau als bisher ablaufen. Dafür wurde ein Teil der Kontaktanlage extra umgebaut. Hier erfolgt die Förderung der heißen Schwefelsäure durch Schwefelsäurepumpen der ITT Rheinhütte.

Hochkonzentrierte Schwefelsäure (> 90 % H2SO4) stellt zunächst einmal keinen besonderen Anspruch an die eingesetzten Werkstoffe. Konventionelle Chrom-Nickel-Edelstähle bilden eine feste  Passivschicht auf der Oberfläche, die vor weiterer Korrosion schützt. Durch den Einfluss von Temperatur und Strömungserosion wird die Passivschicht jedoch angegriffen und abgetragen. Ist die Abtragsrate größer als die der Neubildung, entsteht ein Materialverlust, sprich Korrosion.

Bei der Förderung von hochkonzentrierter Schwefelsäure kommt die RN‐B aus säurefestem ferritischen Stahlguss zum Einsatz.

Deshalb muss hier – bei der Förderung von hochkonzentrierter Schwefelsäure mit Temperaturen bis 125 °C – ein spezieller Werkstoff zum Einsatz kommen. Für diese und andere Anwendungen hat Rheinhütte die Chemienormpumpen der Baureihe RN aus einem speziellen, säurefesten, ferritischen Stahlguss (1.4136S) im Programm. Dieser Werkstoff bildet auf Grund seines hohen Chromanteils in der Legierung (etwa 30 % Cr) eine stabile, harte Chromoxid-Schutzschicht aus, die bei Temperaturen bis zu 140 °C zuverlässig die Korrosion der benetzten Oberflächen verhindert.

Abdichtung: Traditionell, aber sehr betriebssicher

Die Verantwortlichen der Aurubis AG haben sich – in Absprache mit und auf Empfehlung von Rheinhütte – in diesem Fall für ein traditionelles, aber auch sehr betriebssicheres Abdichtungssystem entschieden: eine hydrodynamische Wellenabdichtung. Sie arbeitet berührungsfrei und ohne Verschleißteile, erfordert keinerlei Wartung und eignet sich besonders für Dauerbetrieb, wie er in der Schwefelsäureanlage gegeben ist.

Mit Hilfe von Laufrad-Rückschaufeln und nachgeschaltetem Entlastungsrad wird der Wellendurchtritt hydrodynamisch vollkommen vom Pumpen- und Zulaufdruck entlastet. Das Medium wird von der Wellendurchführung ferngehalten, und die Pumpe ist während des Betriebs ohne Peripherieanlagen und ohne Verschleiß tropffrei dicht.

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