Clariant: Auf Nummer sicher gehen

Norbert Heitmann, Horst Krewin, Jürgen Ahlfeldt

In der technischen Anwendung kommen Pigmente als feinverteilte Feststoffe, u. a. in Druck- und Gebäudeanstrichfarben sowie in Lackfarben, vor. Weiterhin werden Pigmente zum Einfärben von Kunststoffen und für Textildrucke verwendet. Bei den farbgebenden Stoffen wird unterschieden zwischen den anorganischen Pigmenten wie Titandioxid oder Chromatpigmenten sowie den organischen Pigmenten. Hierzu gehören z. B. die sehr farbintensiven Azo-Pigmente. Azo-Pigmente werden weltweit produziert, u. a. im Rhein-Main-Gebiet auf dem Gelände des Industrieparks Höchst. Auf dem Gelände befinden sich mehrere große Produktionsstätten der Clariant GmbH für Azo- und High-Performance-Pigmente. In den automatisierten Produktionsanlagen von Clariant überwachen und steuern moderne Prozessleitsysteme die Produktion und gewährleisten bei höchstem Sicherheitsstandard immer eine gleich bleibend hohe Qualität der Pigmente. Ausgangsstoffe für die Pigmentproduktion sind u. a. aromatische Amine. In getrennten Anrührkesseln werden sie zu Lösungen bzw. Suspensionen aufbereitet und anschließend zur Synthese in einen Reaktionsbehälter gepumpt (Bild 1). Nach der chemischen Reaktion wird das Pigment abfiltriert, getrocknet und gemahlen. Je feiner die Kristalle des Pigments gemahlen werden, umso intensiver ist dessen Farbstärke. Pigmente mit hoher Farbstärke haben Korngrößen im Mikrometerbereich. Die sauren und alkalischen Lösungen sowie die abrasiven Suspensionen mit Feststoffgehalten von bis zu 10 % beanspruchen in hohem Maß alle flüssigkeitsberührten Bauteile der Produktionsanlage. Anrührkessel und Reaktionsbehälter aus Stahl, ausgekleidet mit Hartgummi, haben sich ebenso bewährt wie stahlgummierte oder mit PTFE ausgekleidete Rohrleitungen. Absperr- und Regelarmaturen sind meist aus Stahl, ummantelt mit dem Fluorkunststoff PFA.

Die Förderung der chemisch aggressiven und abrasiven Ausgangsstoffe stellt hohe Ansprüche an die in der Pigmentproduktion eingesetzten Kunststoffpumpen. Auf der Suche nach zuverlässig arbeitenden Pumpen hat sich Clariant letztendlich für die Chemienormpumpe der Bauart NPC aus PFA mit der Einzel- bzw. Doppelgleitringdichtung Munsch-REA entschieden. Im Jahr 2003 wurde die erste Pigmentanlage mit diesem Pumpentyp ausgerüstet. Aus betriebswirtschaftlichen Gründen hat man kurze Zeit später weitere Pumpen gleicher Bauart bei Munsch bestellt. Inzwischen sind in zwei von drei Azo-Betrieben am Standort Höchst Chemienormpumpen der Bauart NPC im Einsatz.

Bewährt hat sich die Chemienormpumpe NPC in den Azo-Pigmentproduktionsanlagen insbesondere aufgrund ihrer Bauweise. Die Wandstärke des PFA-Spiralgehäuses beträgt ca. 10 mm. Daher sind hohe Verschleißreserven bei abrasiven Suspensionen vorhanden. Durch den Fluorkunststoff ist die Pumpe chemisch universell beständig. Die drehrichtungsunabhängige, metallfreie Einzelgleitringdichtung Munsch-REA-C ist unempfindlich gegen Feststoffe und durch wenige Ergänzungsteile erweiterungsfähig zu einer Doppel-Gleitringdichtung Munsch-REA-C/D. Die formschlüssige Laufradbefestigung verhindert das Losdrehen des Laufrades bei falscher Motordrehrichtung. Somit werden auch Fahlbedienungen verziehen. Darüber hinaus ist das Aggregat wartungsfreundlich. Demontage und Montage der Gleitringdichtung sind sehr einfach; Justier- und Einstellarbeiten entfallen.

Der Strömungsverlauf in der NPC wurde nach modernsten Methoden berechnet. Das bedeutet, Investitions- und Instandhaltungskosten können durch kleinere Pumpen sinken, die Installationskosten reduzieren sich durch geringere Kabelquerschnitte und kleinere Motorschalter. Die hohen Wirkungsgrade sorgen für Einsparungen bei den Energiekosten.

In den PFA-Pumpen, die in der Azo-Pigmentproduktion eingesetzt sind, erfolgt in Abhängigkeit des Förderguts und Einsatzorts die Wellendichtung entweder mit einer Einzel- oder Doppelgleitringdichtungen. Werden lediglich feststoffbeladene Flüssigkeiten vom Pumpeninnenraum zur Atmosphäre abgedichtet, wird die Einzelgleitringdichtung REA-C bevorzugt (Bild 3, links). Bei auskristallisierenden Suspensionen erfolgt die Wellendichtung mit der Doppelgleitringdichtung REA-C/D (Bild 3, rechts). Das Kühlen und Schmieren der Gleitflächen erfolgt entweder drucklos durch Quenchen oder mit einer drucküberlagerten Sperrflüssigkeit, z. B. Weißöl. Eine Thermosiphon-Sperrdruckanlage ist dafür erforderlich (Bild 2).

Mit zunehmender Anzahl von eingesetzten Chemienormpumpen der Bauart NPC konnten die Azo-Betriebe Produktions- und Instandhaltungskosten einsparen. Produktionsstörungen durch Pumpenausfälle bzw. Pumpenreparaturen konnten in den beiden letzten Jahren soweit reduziert werden, dass die Azo-Betriebe zusammen jährlich einen hohen fünfstelligen Betrag sparten.

cav 435

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Pumpenlexikon

Literatur