Ganz ohne Kontakt

Dr. Marie-Luise Bopp

Phosphorsulfide dienen unter anderem als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Schmierstoff-Additiven. Dazu werden die Phosphorsulfide bei Thermphos im Chemiepark Knapsack als Schmelze in speziellen Wannen auf relativ hohem Temperaturniveau gehalten. Die Phosphorsulfide sollen in der Weiterverarbeitung verfestigt werden. Bisher wurde dafür zuerst Luft durch glühende Leiter erhitzt, die heiße Luft erwärmte dann die schmelzehaltige Wanne und brachte so schließlich das eigentliche Produkt auf die gewünschte Temperatur. Die indirekte Erwärmung in mehreren Schritten war sehr energieintensiv.

Auf der Suche nach mehr Energieeffizienz überlegte sich Thermphos zusammen mit InfraServ Knapsack, seinem Anlagenbauer und Instandhalter, verschiedene Alternativen der Wärmeleitung, wie etwa Aluminiumplatten oder gar Lavasteine. Die Herausforderung für die Techniker der InfraServ Knapsack bestand darin, Wärmequellen in einer Temperaturumgebung von rund +600 °C einsetzen zu müssen. Schließlich fiel die Wahl auf die Infrarot-Wärmetechnologie von Heraeus Noblelight, aus verschiedenen Gründen.

Infrarotstrahler übertragen Energie kontaktfrei und erzeugen erst im Material Wärme. Dadurch erfolgt die Erwärmung ohne Zwischenmedium und das steigert die Energieeffizienz. Infrarotwärme wird bei der Lacktrocknung oder der Kunststoffverarbeitung seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt, mit steigender Tendenz.

Infrarotstrahler besitzen eine hohe Wärmeübertragungskapazität und daher sind diese Wärmequellen sehr kompakt gebaut und lassen sich gut in bestehende Produktionslinien nachrüsten. Die QRC-Infrarotstrahler mit Nanoreflektor machen es jetzt noch leichter, mit sehr wenig bestehendem Platz auszukommen.

Die EMSR (Elektro-, Mess-, Steuer- und Regelungstechnik) der InfraServ Knapsack entwickelte ein Verfahren, bei dem die Phosphorsulfidschmelze durch ein Infrarotmodul von Heraeus Noblelight auf Temperatur gehalten wird, das mit mittelwelligen Infrarotstrahlern mit dem QRC-Nanoreflektor ausgestattet ist. Diese Strahler besitzen eine hohe Lebensdauer und halten unter schwefelhaltigen Dämpfen, Luftabschluss und Temperaturen zwischen +500 und +600 °C in der Umgebung die Temperatur der Schmelze stabil. Seit Thermphos das Infrarotsystem einsetzt, lässt sich eine deutliche Prozessverbesserung beobachten. Der Prozess kann aufgrund der kurzen Reaktionszeiten und der höheren Temperaturen jetzt besser kontrolliert werden und die Konsistenz der Schmelze ist einheitlicher. Zusätzlich wurde der Energieeinsatz deutlich verringert, es lassen sich gegenüber der vorher verwendeten Heizung etwa 10 bis 30 % Energie einsparen.

Ein QRC-Reflektor richtet die Infrarotwärme gezielt auf das Material und behält auch bei langer Einsatzzeit seine gute Reflektivität. Der Nanoreflektor besteht nicht aus Gold oder Metalloxiden, sondern aus opakem Quarzglas. Quarzglas ist äußerst hitzebeständig und weitgehend resistent gegen den Angriff von aggressiven Stoffen. Dank des sehr hohen diffusen Reflexionsvermögens des Strahlers mit dem weißen Reflektor können Wärmeprozesse stabilisiert und optimiert werden, da Prozessparameter wie die Temperatur und deren Homogenität besser eingehalten werden. Durch konstante und stabile Bedingungen wird beispielsweise die Qualität einer Beschichtung stark verbessert.

Online-Info www.cav.de/0909456