Vorgewärmte Rohstoffe

Dipl.-Ing. Steffan Schammler

Für die Erwärmung von Gebinden bieten sich in der Praxis zwei Möglichkeiten an. Entweder wird der Lagerraum entsprechend temperiert, oder die Gebinde werden in Wärmekammern aufgeheizt. Die Erwärmung großer Räume, z. B. durch Nutzung von Abwärme aus vorhandenen Anlagenteilen, schließt jedoch eine gezielte Temperaturregelung aus. Wirtschaftlicher ist es, mit Wärmekammern zu arbeiten, da der Energieeinsatz effizienter erfolgt. Ein weiterer Vorteil liegt in der Variabilität der Aufstellmöglichkeiten.

Um Investitionskosten zu senken, werden Wärmekammern nach dem Baukastensystem in Containerbauweise hergestellt. Die kleinste Baugröße, die Thermobox, bietet Platz für vier, sechs oder acht Fässer à 200 l, auf Palette oder direkt eingestellt. Alternativ können zwei kubische Tankcontainer (KTC) à 1000 l gelagert werden. Die größten Wärmekammern fassen 96 Fässer à 200 l oder 18 KTCs.

Als Energieträger können je nach bauseitigen Möglichkeiten Dampf, Strom, Thermalöl oder Heißwasser eingesetzt werden. Eine integrierte Umluftheizung sorgt für eine gute Temperaturverteilung im Kammerinneren und schafft bei turbulenten Strömungsverhältnissen einen guten Wärmeübergang von der Luft ins Gebindeinnere. Die im Kammerinneren benötigte Temperatur wird mit Hilfe einer bedarfsgerechten Regelung gesteuert. Überhitzungen werden so vermieden. Zum Auffangen von eventuellen Leckagen ist unterhalb der 1. Stellebene der Wärmekammer eine Auffangwanne (nach WHG) integriert, die optional mit Leckagemeldern ausgerüstet wird. Eine Aufstellung der Wärmekammer kann je nach Einsatzfall sowohl in einer explosionsfreien als auch in einer explosionsgefährdeten Zone erfolgen. Die elektrischen Ausrüstungsteile werden entsprechend den örtlichen Bedingungen und den Betreibervorgaben ausgewählt und eingebaut. Ferner können die Wärmekammern sowohl im Freien als auch in Gebäuden aufgestellt und betrieben werden.

Neben diesen standardisierten Wärmekammern projektiert und baut Denios auch immer wieder individuelle Wärmekammern. So beispielsweise bei Saxol Chemie. Um eine definierte Menge eines pumpfähigen Stoffes für die Produktion mit einer Medientemperatur von 70 °C kontinuierlich bereitzustellen, ist es dort notwendig, den Inhalt einer Vielzahl von KTCs à 1000 l aufzuschmelzen und temperiert vorzuhalten. Aus Platzgründen entschied sich der Betreiber für die Aufstellung der Wärmekammern im Freien. Als Heizmedium wird vorhandener Dampf eingesetzt. Die Kammerinnentemperatur ist zwischen 60 und 120 °C je nach Bedarf regelbar.

Jede Kammer fasst 8 KTCs à 1000 l, die auf zwei Ebenen eingestellt werden. Die Außenseite der Wärmekammer besteht aus einer verzinkten und lackierten Stahldeckschale, die Innenseite aus Edelstahl, um Produktverunreinigungen zu vermeiden. Die im Boden integrierte Auffangwanne und alle im Inneren der Wärmekammer befindlichen Einbauten und Aggregate bestehen ebenfalls aus Edelstahl. Für die Überwachung des Füllstandes der Auffangwanne wurden entsprechende Leckagemelder eingebaut, die im Störfall das Anlagenpersonal akustisch und optisch alarmieren, um ein Auslaufen wassergefährdender Stoffe aus der Wärmekammer zu verhindern. Aufgrund ihrer großen Abmessungen konnten die Wärmekammern nur mehrteilig in Baugruppen transportiert werden. Die Montage erfolgte dann direkt am Aufstellort.

Für Stoffe, bei denen relevante Eigenschaften nicht bekannt sind, werden Leistungsparameter der Wärmekammern experimentell ermittelt. Da in diesen Fällen eine korrekte Wärmebedarfsberechnung auf Grund fehlender Stoffgrößen nicht möglich ist, wird der Wärmebedarf exemplarisch anhand eines Versuchsaufbaues ermittelt. Die Ergebnisse können dann im Scale-up auf entsprechend größere Wärmekammern hochgerechnet werden.

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