Hochleistungsgebläse ersetzen Kompressoren bei der Schwefelsäureherstellung

Radialgebläse von Piller Blowers & Compressors sind in puncto Druckerhöhung ganz weit vorne. Das Design entspricht einem Gebläse, die Performance gleicht einem einstufigen radialen Turbokompressor. Größerer Betriebsbereich, einfachere Wartung sowie hohe Betriebssicherheit und einfache Bedienung zeichnen die Radialgebläse von PILLER gegenüber Turbokompressoren aus.

 

Radialgebläse von Piller Blowers & Compressors sind in puncto Druckerhöhung ganz weit vorne. Das Design entspricht einem Gebläse, die Performance gleicht einem einstufigen radialen Turbokompressor. Größerer Betriebsbereich, einfachere Wartung sowie hohe Betriebssicherheit und einfache Bedienung zeichnen die Radialgebläse von PILLER gegenüber Turbokompressoren aus.

Sie eignen sich für viele Einsätze, die bisher Turbokompressoren vorbehalten waren, wie z.B. der Einsatz in Verfahren der Schwefelsäureherstellung.

 

Die Gewinnung von Schwefelsäure H2SO4 erfolgt heute meist durch das Doppelkontaktverfahren. Ausgangspunkt für die Schwefelsäureproduktion ist die Herstellung von Schwefeldioxid SO2, welches durch Verbrennung von Schwefel anfällt. Anschließend erfolgt die katalytische Oxidation von Schwefeldioxid SO2 zu Schwefeltrioxid SO3. Letzteres wird schließlich in weiteren Schritten zu Schwefelsäure weiterverarbeitet. 


Im ersten Verfahrensschritt, wenn es um die Herstellung von Schwefeldioxid SO2 geht, findet der Verdichter seinen Einsatz. Flüssiger Schwefel wird in einem Schwefel-Verbrennungsofen unter Zugabe von Luft verbrannt. Der Luft wird zuvor in Trockentürmen mit 93-98%-iger Schwefelsäure die Feuchtigkeit entzogen. 
Der Verdichter fördert die vorgetrocknete Luft, die auch mitgerissene Säure aus dem Trocknerturm enthält, in die Brennkammer. Die erforderliche Druckerhöhung, die durch den Verdichter erzeugt wird ist typischerweise über 50kPa. 


Der Einsatz in der Herstellung technischer Schwefelsäure ist eine Herausforderung für jeden Verdichter und erfordert eine hohe Expertise. PILLER hat seine Radialgebläse speziell für den Einsatz in der Schwefelsäureproduktion entwickelt. So können passende Lösungen angeboten werden, um die Anforderungen des Kunden zu erfüllen.

Piller Blowers & Compressors setzt mit seinem Blower Design den Kompressoren entscheidende Vorteile entgegen

In der Schwefelsäureindustrie wurden bisher fast ausschließlich einstufige Turbokompressoren eingesetzt. Der Einsatz von PILLER Radialgebläsen in einer Schwefelsäureanlage in Tschechien zeigt, dass sie es jederzeit mit den Kompressoren aufnehmen können, wenn es um Druckerhöhungen geht und darüber hinaus sogar noch weitere Vorteile bieten.

 

Das Unternehmen hatte in seiner Säureanlage zwei Turbokompressoren im Einsatz. Einer davon als Standby Anlage, etwas älterer Bauart, so dass die Ersatzteilversorgung nicht mehr gewährleistet war. Eine Ersatzbeschaffung wäre teuer und mit langen Lieferzeiten verbunden gewesen. Bei dem zweiten Turbokompressor kam es immer wieder zu Schwingungsproblemen durch Anbackungen am Laufrad, d.h. die Betriebssicherheit war nicht gewährleistet.

 

Das Einkaufsgremium der Säureanlage entschied sich den älteren Standby-Kompressor durch die Hochleistungsgebläse von PILLER zu ersetzen und als Hauptkompressor zu nutzen. Nachdem sie verschiedene Hersteller von Kompressoren angefragt hatten, wurden sie auf die Hochleistungsgebläse von PILLER aufmerksam, weil sie von den hohen Druckerhöhungen erfahren haben.

 

„Oft kennen die Prozessbetreiber solcher Anlagen nur Kompressoren. Die Alternative, stattdessen ein Hochleistungsgebläse einzusetzen wird nicht in Betracht gezogen, da die Kunden davon ausgehen, dass die Druckerhöhungen, die sie benötigen von Gebläsen nicht erreicht werden können.“, so Dr. Steffen Kuberczyk, der den weltweiten Vertrieb bei Piller Blowers & Compressors verantwortet.

Für einen erfolgreichen Austausch der Kompressoren gab es u.a. die Anforderung, die Betriebssicherheit zu erhöhen und Stillstandszeiten zu minimieren

Die Turbokompressoren wurden sehr oft automatisch abgeschaltet, da sie zu hohe Vibrationen hatten. Wie Untersuchungen zeigten, lag dies im Wesentlichen an Anbackungen am Laufrad. Durch Vibrationen werden die Lager der Antriebe stark belastet und es kann unter Umständen sogar zur Zerstörung der Maschine führen. 

Die Lösung:

Patentierte Quetschöldämpfer-Lagerung von PILLER

Patented squeeze oil damper bearing of PILLER

Patentierte Quetschöldämpfer-Lagerung von PILLER

 

Das von PILLER patentierte Lagersystem – der Quetschöldämpfer – bietet durch seine Technologie einen großen und resonanzfreien Betriebsbereich und die Möglichkeit, mit bestimmten Unwuchten wie sie bei Ablagerungen/Anbackungen entstehen zu arbeiten. Das Quetschöldämpfer Lagerungssystem ist sehr einfach im Aufbau, extrem verlässlich und auch der Wartungsaufwand ist wesentlich geringer als bei konventionellen Kompressorlagerungen. 

Wassereindüsung  

Water injection

Wassereindüsung am Laufrad des Gebläses

 

PILLER Hochleistungsgebläse können optional mit einer saugseitigen Wassereindüsung ausgestattet werden, um Ablagerungen auf dem Laufrad zu verhindern. Diese Möglichkeit kommt meist dann zum Einsatz, wenn der Prozess sehr feucht ist und relativ viel Feststoffe durch das PILLER Hochleistungsgebläse gefördert werden. Speziell für diesen Prozess der Schwefelsäureproduktion – basierend auf flüssiger Schwefelverbrennung – ist extrem trockene Prozessluft unabdingbar, daher kann hier die Laufradreinigung durch Wassereindüsung nur erfolgen, wenn die Anlage im Rahmen der Wartung heruntergefahren wird. Hier bietet die Wassereindüsung den Vorteil, dass die Wartung erleichtert wird, da die Laufräder sonst meist manuell gereinigt werden.

Blower Design basiert auf modularer Bauweise

PILLER Blower Design

PILLER Blower Design

 

Darüber hinaus stand nur ein kleines, begrenztes Zeitfenster zur Verfügung in dem der Ersatz der Kompressoren realisiert werden musste. Der Einbau der PILLER Hochleistungsgebläse konnte realisiert werden, da das Design auf modularer Bauweise mit standardisierten Komponenten unter Wahrung kundenspezifischer Anforderungen basiert. Das lässt wesentlich kürzere Lieferzeiten als für Kompressoren zu und macht den Einbau der PILLER Hochleistungsgebläse im Prinzip zu einer „Plug and Play“ Lösung.

Maschinenverfügbarkeit: Service- und wartungsfreundlich

„Bei unserer Entscheidung für die Gebläse von PILLER haben natürlich auch Aufwendungen für die Instandhaltung eine Rolle gespielt“, so: Dipl. Ing. Zuzana Hechtová, Mechanical Technologist der Anlage.

 

Im Rahmen der Wartungs- und Servicefreundlichkeit hält das Gebläse Design von PILLER noch einige weitere entscheidende Vorteile bereit. Ein zusätzliches Plus ist die gute Zugänglichkeit zu den Einzelkomponenten. So können Dichtringe gewechselt werden ohne das Laufrad auszubauen. Die Ölfilter sind während des Betriebs austauschbar, weil umschaltbare Doppelfilter verwendet werden. Sollte es dennoch im Langzeitbetrieb zu Verschleißerscheinungen kommen, besteht im Rahmen der Instandhaltung auch die Möglichkeit, das Laufrad neu auszuwuchten und sowohl das Laufrad als auch das Gehäuse vor Ort nachzuschweißen. Das verkürzt in der Wartung die Stillstandzeiten der Gebläse erheblich und erhöht die Maschinenverfügbarkeit. Schließlich sind hier Zeit- und Kostenfaktoren entscheidend, denn bei der Anschaffung von neuem Fertigungsequipment gehen die Überlegungen weit über die reinen Investitionskosten hinaus. Die Instandhaltung als Wertschöpfungsfaktor gewinnt zunehmend an Bedeutung.

Richtige Dimensionierung erhöht die Energieeffizienz

Überdimensionierung verschwendet Energie. Wahre Energiefresser sind dabei oft überdimensionierte Gebläse- oder Verdichtersysteme. 
Nicht so bei PILLER, hier wird jedes Gebläse kundenspezifisch exakt auf die geforderten Betriebsbedingungen ausgelegt. Durch eine sorgfältige und angepasste Auslegung des Gebläse-Systems können große Energieeinsparungen erzielt werden. Da die Effizienz abhängig vom Auslegungspunkt verschiedener Verdichter stark variiert sollte man bereits bei der Auswahl auf die entsprechenden Kriterien achten.

 

„Nicht nur im Bereich der Schwefelsäureanlagen ersetzen unsere Hochleistungs-gebläse Kompressoren. Wir bekommen immer mehr Anfragen aus unterschiedlichen Verfahrensprozessen unabhängig von Branchen. Wo früher Kompressoren eingesetzt wurden setzt man heute auf unser Gebläse Design mit all seinen Vorteilen“, so Dr. Kuberczyk. 

 

Ein Vergleich von Hochleistungsgebläsen mit Turbokompressoren lohnt sich allemal!

 

Erschienen in: Verfahrenstechnik 12/2019

PILLER Video – Einblick in die Produktion

Starten Sie das Video, verschaffen Sie sich einen Eindruck von unserer Fertigung! Welche Arbeitsstationen gibt es? Mit welchen High-End-Maschinen wird gearbeitet und wie wird die Qualität sichergestellt?