Das Konzept passt

Dipl.-Ing. Kerstin Bechtel, Dipl.-Phys. Hans-Georg Schinkel

Schaufeltrockner sind horizontal angeordnete Maschinen, die einseitig oder beidseitig gelagert sein können. In dem zylindrischen Behälter dreht sich eine Welle mit Rührschaufeln, die auf den jeweiligen Prozess angepasst werden. Die Beheizung erfolgt über einen Doppelmantel. Oft ist die Welle hohl und wird ebenfalls mit Dampf beheizt. Das Trockengut wird chargenweise eingefüllt und von den Rührschaufeln fortlaufend umgewälzt. Es erwärmt sich an der heißen Behälterwand und der Welle. Die aus dem Trockengut verdampfende Flüssigkeit wird abgesaugt. Schaufeltrockner werden zur Vakuumtrocknung von pastenartigem sowie dickflüssigem Trockengut eingesetzt, das z. B. in Filterapparaten oder Zentrifugen als Filterkuchen oder Dickschlamm anfällt. Es gibt aber auch Anwendungen mit Überdruck, der in der Regel nur im Bereich bis zu 6 bar liegt.

Bei den hier beschriebenen Schaufeltrocknern handelt es sich um beidseitig gelagerte, horizontale Maschinen von DVA (Deutsche Vakuumapparate Holland-Merten) in Roßla. Sie werden bei der CWK (Chemiewerk Bad Kös-tritz) in der Herstellung für Kieselsäureerzeugnisse betrieben. Die Kieselgele bzw. -sole werden unter anderem verwendet in der Herstellung von Katalysatoren, Farben und Lacken, Kosmetika, Pharmazeutika, als Füllstoff für Kunststoffe und in der Getränke- und Papierindustrie.

Die Schaufeltrockner werden vor der Trocknung des Endproduktes noch zusätzlich für die chemische Reaktion verwendet. Man hat hier also den Vorteil, dass für zwei Verfahrensschritte nur ein Apparat notwendig ist.

Im speziellen Fall mussten folgende Anforderungen des Betreibers an die Betriebsbedingungen, die Standzeiten und die Wartungsfreundlichkeit erfüllt werden:

Der Schaufeltrockner von DVA ist der erste dieser Art, der für einen solch hohen Betriebsdruck und unter den erschwerenden Bedingungen bei der Herstellung von Kieselsäureprodukten entwickelt wurde.

Die enormen Druck- und Temperaturbelastungen erforderten z. B. eine speziell kons-truierte Austragsarmatur, die sowohl robust als auch wartungsfreundlich gestaltet sein sollte. Bisher hat sich diese Armatur im harten Einsatzbetrieb bestens bewährt. Eine weitere Herausforderung für den Trockner waren die Anforderungen, die an das Vakuumsystem gestellt wurden. Neben hoher Saugleistung, Robustheit und geringem Lärmpegel war auch die Verträglichkeit gegenüber einem hohen Feuchtigkeitsgehalt der abgesaugten Brüden gefordert. Dies konnte nicht mit handelsüblichen Pumpen erreicht werden. Daher hat die DVA ihre seit 50 Jahren im Programm befindlichen Kolben-Nassluftpumpen neu aufgelegt und bei dieser Anlage zum Einsatz gebracht.

Eine weitere Besonderheit sind die durch Wärmeausdehnung hervorgerufenen Auslenkungen der beheizten Welle, die von der Dichtung aufgenommen werden müssen. Zusätzlich sind aufgrund der Länge der Schaufelwelle und der häufigen Temperaturwechsel ständige Axialbewegungen im Zentimeterbereich von der Wellenabdichtung zu kompensieren. Dies wurde über einen Rollbalg auf der Loslagerseite realisiert, der am Gehäuse der Gleitringdichtung befestigt ist.

Generell stellt die Abdichtung von Schaufeltrocknern für die Dichtungstechnik immer eine besondere Herausforderung dar. In den meist horizontal angeordneten Apparaten liegt die Dichtung teilweise im Produkt, d.h. es muss einerseits das Produkt selbst abgedichtet werden, andererseits aber auch der Gasraum. In diesen speziellen Anwendungsfällen sind deshalb häufig gesperrte Doppeldichtungen im Einsatz. Darüber hinaus sind bei der technischen Auslegung der Dichtung oft die Anforderungen der Explosionsschutzverordnung bzw. der Richtlinie 94/9/EG (Atex 95) zu beachten.

Die von EagleBurgmann in Kooperation mit dem Maschinenhersteller entwickelte Wellenabdichtung MR35 erfüllt die zuvor beschriebenen Anforderungen voll. Auch das zugehörige Sperrsystem TS 1016 mit Kühlschlange, Umwälzpumpe und Nachspeisepumpe kommt von EagleBurgmann. Die Dichtung wurde als montagefertige Cartridge-Einheit konzipiert, um eine einfache und schnelle Montage durch den Betreiber der Anlage zu ermöglichen. Die Lagerung der Maschine wird auf beiden Seiten durch ein in das Gehäuse der Gleitringdichtung integriertes Lager übernommen. Durch das bewährte stationäre Dichtungskonzept mit stationär angeordnetem Gleitring und rotierendem Gegenring reagiert die Dichtung sehr robust auf Prozessmedien mit hohem Feststoffgehalt, wie sie in diesem Anwendungsfall vorliegen.

Die produktberührten Oberflächen der Dichtung wurden besonders glatt poliert, um Produktanhaftungen zu vermeiden. Bedingt durch den hohen Druck von bis zu 20 bar wurden entlastete Gleitringdichtungen auf der Atmosphärenseite eingesetzt.

Eine weitere Besonderheit sind die sogenannten HS-Nuten, die die Schmierung der Dichtung verbessern und damit zu einer Erhöhung der Lebensdauer beitragen.

Durch die Atex-Zone-0-Konformität, der hier eingesetzten Gleitringdichtungen und die Überwachung der Sperrmediumstemperatur wird eine maximale Sicherheit der Anlage gewährleistet. Darüber hinaus erfüllen die Dichtungen die Anforderungen der TA Luft durch eine gezielte Abführung der Leckagen über eine Drainage.

cav 435

Burgmann – Lexikon der Gleitringdichtung

DVA – Deutsche Vakuumapparate Holland-Merten GmbH

CWK – Chemiewerk Bad Köstritz