Um neue Produkte herstellen zu können, musste die Nitrochemie Aschau GmbH ihren Multifunktionsreaktor umrüsten. Dieser Schritt war notwendig, um die erforderlichen Prozesstemperaturen von 150 auf etwa 260 °C anheben zu können. Das Unternehmen, das sich u. a. mit der Entwicklung und Herstellung von Silanen, Säurechloriden und Epoxiden beschäftigt, entschied sich für die TPC-Elektroheizung.
Christian Gleser, Uwe Grahmann,
Die TPC-Elektroheizung ermöglicht hohe Energieübertragungsraten und eine gleichmäßige Temperaturverteilung. Sie verhindert die Bildung von Hot-spots. Die wartungsfreundliche Heizung ist frei von bewegten Teilen, Pumpen oder Ventilen. Bei der Entwicklung der auch im Ex-Bereich einsetzbaren Anlage wurde der Umstand berücksichtigt, dass zur Vermeidung von Qualitätseinbußen nur eine geringe Temperaturdifferenz zwischen Heizwand- und maximaler Produkttemperatur zulässig ist.
Zur Verbesserung der Abkühlung der hochviskosen Endprodukte wurde von Ingra ein zusätzlicher Doppelmantelkühler mit integriertem statischen Mischer eingesetzt. Hierdurch konnte die Abkühlzeit ungefähr um den Faktor Drei verringert werden.
Aufbau und Wirkungsweise
Die TPC-Elektroheizung dient einerseits zur Realisierung hoher Medientemperaturen, kann aber auch als betriebssichere Begleitheizungen eingesetzt werden. Beim Durchgang eines Wechselstromes – er hat eine niedrige Spannung – durch die Rohrwandung bewirkt der ohmsche Widerstand ein gezieltes Aufheizen. Bei Rohren aus austenitischem Stahl fließt der Strom völlig gleichmäßig durch die komplette Wandung. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Temperaturverteilung und hohe Energieübertragungsraten von bis zu 30 W/cm2. TPC-Begleitheizungen sind besonders betriebssicher, weil keine bewegten Teile zum Einsatz kommen. Da zum Ausgleich des Wärmeverlustes nur geringe Energiemengen notwendig sind, kann ein einphasiger Wechselstrom eingesetzt werden. Ein Transformator reduziert die Spannung auf berührungssichere Werte.
Zum Erreichen hoher Medientemperaturen und hoher Energieübertragungsraten muss ein dreiphasiger Starkstrom eingesetzt werden. Die vollverschweißte Medienleitung wird in drei Schleifen aufgeteilt, wobei jede Schleife an eine Phase angeschlossen wird. Ein Thyristor, verbunden mit einer Temperaturregelung, übernimmt die präzise Temperatursteuerung.
Die TPC-Elektroheizung wird komplett montiert in einer Box anschlussfertig ausgeliefert. Die Heizung eignet sich für alle gasförmigen und flüssigen Medien, für Drücke von 1 bis 500 bar sowie für Temperaturen bis 1000 °C. Sie ist für Energien von 5 bis 5 000 kW ausgelegt.
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