Nomen est omen

Markus Fleischli

Sind in einem kontinuierlichen Prozess zwei Komponenten homogen zu vermischen oder miteinander in Kontakt zu bringen, dann sind statische Mischer eine effiziente und zuverlässige Lösung. Es gibt sie in den unterschiedlichsten Ausführungen. Wesentlich ist dabei die Unterscheidung, ob die Strömung im Mischer laminar oder turbulent ist. Bei laminarer Strömung werden die Komponenten durch den Mischer in immer dünnere Schichten aufgeteilt, während bei turbulenter Strömung Wirbel erzeugt werden.

Ein traditioneller statischer Mischer besteht aus einem Gehäuse, das meistens aus einem Rohr und zwei Flanschen zusammengeschweißt ist. Darin sind mehrere Mischelemente eingebaut. Nötigenfalls hat es am Gehäuse einen Stutzen, durch den ein Additiv zugegeben werden kann.

Sulzer Chemtech hat nun mit dem Compact einen Mischer auf den Markt gebracht, bei dem vieles anders ist: Er besteht aus einem schmalen Ring ohne Flansche, der zwischen zwei Flansche einer Rohrleitung gespannt wird. In den Ring integriert sind ein einziges Mischelement sowie eine Dosierstelle für ein Additiv. Diese Einheit genügt, um eine homogene Mischung zu erreichen. Das Mischelement besteht aus drei Stegen mit speziell geformten Abrisskanten. Das Additiv wird hinter dem mittleren Steg zugegeben. Der Mischer ist für turbulente Strömung ausgelegt.

Ziel der Entwicklung war es, die Einbaulänge gegenüber traditionellen Mischern massiv zu reduzieren (Bild 1), ohne aber deswegen einen hohen Druckverlust in Kauf nehmen zu müssen. Existierende Mischer weisen entweder eine kurze Einbaulänge und einen hohen Druckverlust oder aber einen niedrigen Druckverlust bei großer Einbaulänge auf. Weitere Ziele waren einfache Auslegung, Installation und Reinigung. Zudem sollten die Kosten für Beschaffung, Installation, Betrieb und Unterhalt insgesamt minimiert werden.

Zahlreiche Experimente (Bild 2) und numerische Strömungsberechnungen (CFD – computational fluid dynamics; Bild 3) zeigten, dass die Ziele erreicht wurden:

Die Einbaulänge, d. h. der erforderliche Platz zwischen zwei Flanschen, beträgt nur 0,4 Nenndurchmesser. Wegen seines geringen Platzbedarfs kann der Compact zwischen zwei Flansche einer Rohrleitung eingefügt werden – eine äußerst einfache und kostengünstige Installationsart. Eine homogene Mischung wird bereits drei Rohrdurchmesser nach dem Mischer erreicht. Die Mischstrecke ist somit wesentlich kürzer als bei herkömmlichen statischen Mischern. Die Mischgüte ist dabei unabhängig vom Mischverhältnis. Der Druckverlust liegt im Bereich traditioneller Mischer, was angesichts der kurzen Einbaulänge und Mischstrecke bemerkenswert ist. Dank seiner Geometrie verstopft der Mischer nicht und ist leicht zu reinigen.

Der Compact ist in den sechs Standard-Nenndurchmessern 25, 40, 50, 80, 100 und 150 mm erhältlich. Andere Größen gibt es auf Anfrage.

Auch bei der Herstellung beschreitet Sulzer neue Wege. Zum ersten Mal wird der Mischer inklusive Ring aus dem Vollen gefräst. Diese Herstellmethode hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, zumindest für Nennweiten bis 100 mm – größere Mischer werden weiterhin geschweißt. Im Gegensatz zu Gussverfahren fallen praktisch keine Investitionskosten an. Zudem ist die Herstellmethode sehr flexibel bezüglich Werkstoff- und Geometrieanpassungen.

cav 444