Nufarm: Hart im Nehmen

Die australische Nufarm Ltd. zählt weltweit zu den führenden Herstellern von chemischen Produkten und Herbiziden. Letztere werden auch im österreichischen Linz produziert und von dort aus in 80 Länder exportiert. Eines dieser Pflanzenschutzmittel ist 2,4 D-Säure. Bei dessen Herstellung entsteht in der Hauptreaktion ein Abgas, das im Produktionsprozess weiterverarbeitet wird. Voraussetzung für die Nutzung der Abgase ist allerdings die zuverlässige Entfernung organischer Bestandteile. „Für diesen prozessinternen Reinigungsschritt setzen wir als Waschmedium 96 %ige Schwefelsäure ein. Da wir es außerdem mit Chloriden zu tun haben, benötigten wir einen Gaswäscher, der korrosionsbeständig ist. Darüber hinaus sollte er unter Überdruck betrieben werden können und natürlich hohe Ausfallsicherheit bieten“, erklärt Manfred Schertler, Projektmanager bei Nufarm. Mit dieser Aufgabenstellung wandte sich Schertler an VUM, einem in Herxheim ansässigen Ingenieurbüro für Verfahrens- und Messtechnik.

Bei der Wahl des Werkstoffes setzten die aggressiven Medien Schwefelsäure und Chloride sowie die Anforderungen hinsichtlich der Druckbeständigkeit dem Ingenieurbüro enge Grenzen. Eine Materialalternative, die sowohl druck- als auch korrosionsbeständig ist, wäre Hastelloy gewesen. Allerdings hätte dies relativ hohe Kosten verursacht.

Die wirtschaftlich günstigere Lösung bei vergleichbaren technischen Eigenschaften stellte ein Druckbehälter aus Stahl mit einer Korrosionsschutzbeschichtung aus ETFE dar. Sie wurde im Rotationsverfahren ChemResist aufgebracht. Das vom Dettinger Beschichtungsspezialisten Gutbrod entwickelte Verfahren ermöglicht die Auskleidung sehr komplexer und großvolumiger Bauteile in einem Stück mit einer Schichtdicke bis zu 8 mm. Das pulverförmige ETFE wurde in definierter Menge in den Stahlbehälter eingebracht. Die Beschichtung erfolgt in einem über der Schmelztemperatur des Fluorpolymers betriebenen Ofen, in dem das Bauteil prozessgesteuert über alle Raumachsen rotiert wird. Das feine Polymerpulver verteilt sich dadurch gleichmäßig und wird gleichzeitig thermisch fixiert. Auf diese Weise entsteht ohne Verwendung von Klebstoffen ein fester, homogener Verbund zwischen Auskleidung und Metalloberfläche in einer gleich bleibend hohen Qualität.

Die 4 mm dicke ETFE-Beschichtung des Druckbehälters zeichnet sich durch eine absolut glatte und anti-adhäsive Oberfläche aus. Sie hält den Angriffen durch die Schwefelsäure und Chloride dauerhaft stand und schließt darüber hinaus Probleme durch Permeation und Spannungsbrüche weitestgehend aus. Durch den festen Verbund mit der Metalloberfläche ist die Gefahr des Kollabierens der Beschichtung beim Auskleiden großer Teile ebenfalls gebannt. Das Rotationslining eröffnet dadurch auch interessante Perspektiven für den Einsatz im Vakuum.

VUM entwickelte einen Gaswäscher, der mit Abmessungen von 550 x 220 x 150 cm (HxBxT) optimal in die Produktionsanlage integriert werden konnte. Er ist für einen Gasdurchsatz von 350 m3/h, einen Druckbereich von -0,1 bis +1 bar( ü) und eine Arbeitstemperatur von 60 °C ausgelegt. Nicht zuletzt wegen der Medien wurde der Wäscher in die Kategorie IV der Druckgeräterichtlinie (RL 97/23/EG) eingestuft. Auslegung und Ausführung des Druckapparates erfolgten nach Modul G, die Vorprüfung und Abnahme führte der TÜV Pfalz durch. Betrieben wird der Wäscher bei 0,5 bar( ü) und einer Temperatur von 40 °C. Die Konzeption des Wäschers als Füllkörperkolonne mit vorgeschaltetem Strahlwäscher gewährleistet einen geringen Druckverlust im Gas. Mehrere in die Kreislaufleitung integrierte Doppelmantelrohre, Außenrohr Edelstahl, Innenrohr Hastelloy, sorgen für eine zuverlässige Kühlung, so dass die Reaktions- und Pumpenwärme aus dem Gaswäscher abgeführt werden kann. Um eine möglichst hohe Ausfallsicherheit der Anlage zu gewährleisten, wurde der Einfluss jeder einzelnen Komponente des Wäschers berücksichtigt. Dies hatte beispielsweise zur Folge, dass die Kreislaufpumpen redundant ausgeführt wurden.

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