Vor-Ort-Stickstofferzeugung im Technikum erlaubt Atex-konforme Prozesse

Trocknen unter Schutzgas

N2-System für einen AVA-Horizontalschaufeltrockner im Technikum
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Um leicht entzündliche Lösemittel wirtschaftlich verdampfen zu können, muss ein Kontakttrockner unter Schutzgas arbeiten. Der Mischerhersteller AVA Huep hat sich in seinem Technikum für die Direkterzeugung von Stickstoff mit den PSA-Geräten vor Ort entschieden. Dank des Druckwechselverfahrens lassen sich hohe Reinheiten bis zu 99,999 % und mehr erzeugen.

Helmut Huep, Richard Kertsch

Für das Verdampfen von entzündlichen Lösemitteln werden häufig Kontakttrockner eingesetzt. Meistens kommt das zu trocknende Produkt aus vorgeschalteten Aggregaten wie Zentrifugen, Filterpressen und Nutschen.
Es ist vielfach noch feucht und somit nicht freifließend. Aus diesem Grund werden Zwangsschaufeltrockner oder Zwangswendeltrockner eingesetzt, in denen das Produkt während des Trocknungsprozesses ständig durch ein Mischwerk umgeschaufelt wird. Der große Nachteil: Durch die Wendel ist eine Zündquelle gegeben. Es muss also entweder eine kontrollierte Atmosphäre erzeugt oder die Rotationsgeschwindigkeit der Wendel herabgesetzt werden.
Allgemein gilt, dass bei Umfangsge-schwindigkeiten von <1 m/s keine Explosionsgefahr besteht. Allerdings lassen sich die meisten Produkte bei diesen Umfangsgeschwindigkeiten nicht unter wirtschaftlichen Bedingungen trocknen. Es dauert zu lang und das Produkt bildet Agglomerate, die nicht mehr zerstört werden können. Daher ist es also sinnvoll, den Produkt-raum mit reinem Stickstoff zu überlagern, um so eine kontrollierte Atmosphäre zu erzeugen und den Trocknungsvorgang Atex-konform zu gestalten.
Vor dem Starten der Kontakttrocknungsanlage wird diese mit reinem Stickstoff gespült, sodass im Anschluss das Produkt eingebracht werden kann. Während des Trocknungsprozesses wird ebenfalls mit einem Stickstoffschleier je nach Anwendung zwischen 5 und 30 m³/h das Produkt überlagert. Durch diese Überlagerung findet zusätzlich noch eine schnellere Trocknung statt, da das Gas als Träger für die Feuchtigkeit dient.
Erzeugung vor Ort
Der Stickstoff lässt sich vor Ort beispielsweise mit Generatoren von Inmatec produzieren und das recht kosteneffizient: Durch die geringen laufenden Kosten können bei der Eigenproduktion im Vergleich zu einer externen Versorgung mit Stickstoffflaschen, -bündeln oder -tanks Kosteneinsparungen von bis zu 80 % erreicht werden. Und nicht nur das: Stickstoff selbst zu produzieren ist auch noch umweltfreundlicher. Es entfallen die vielen Fahrten zum Austausch von Bündeln, Flaschen und zum Füllen von Tanks. Eine vollkommene Amortisierung eines Generators ist innerhalb von ein bis zwei Jahren möglich. Zusätzlich bietet Inmatec die Möglichkeit, die Generatoren zu mieten oder zu leasen.
Zur Inertisierung (Schaffung einer kontrollierten Atmosphäre CA/modifizierten Atmosphäre MA) benötigt man sehr hohe Reinheiten des Stickstoffes, d. h. der Restsauerstoffgehalt muss sehr niedrig sein. Je reiner der Stickstoff, desto größer ist die Sicherheit vor Brand und Explosion bzw. Verpuffung. Mit der Inmatec-PSA-Technologie (Pressure Swing Adsorption = Druckwechselverfahren) lassen sich sehr hohe Reinheiten von 99,999 % und besser erzielen.
Anwendungsbeispiel
Inmatec hat das gesamte Technikum des Mischerherstellers AVA mit einem vollautomatischen Stickstoffsystem ausgestattet. Da im AVA-Technikum sehr unterschiedliche Produkte gefahren werden, lässt sich die Stickstoffkonzentration von 90 bis 99,5 % stufenlos einstellen. Alle PSA-Generatoren werden über ein WLAN-fähiges Touch-Control-Panel (TCP) gesteuert. Auf diese Weise lässt sich der Durchfluss am Ausgang des Generators und die Konzentration kontrollieren, den jeweiligen Arbeitsprozessen angleichen und somit der Druckluftverbrauch optimieren. AVA kann diese Daten in die eigene Software übertragen, sodass nach Versuchsende eine Berechnung für den Stickstoffverbrauch und die notwendige Konzentration sehr schnell ermittelt werden kann.
Da sich die Stickstoffgeneratoren auch zur Kleinstmengenerzeugung eignen, nutzt AVA die Generatoren im Technikum für einen weiteren Zweck: Statt sämtliche elektrischen Schaltschränke in druckdichter Ex d-Ausführung herzustellen, werden diese mit dem von den Generatoren gewonnenen N2 mit Überdruck gespeist. Somit ist auch hier ein Atex-konformes Betreiben möglich.
Halle 4.2, Stand P20
Online-Info www.cav.de/0509442
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