Umlaufverdampfer in der Praxis und Schemazeichnung
WTP-Plattenpaket
Brüdenkondensator
Kondensator mit Umlaufverdampfer in der Platte, Versuchsaufbau der Testanlage in Zusammenarbeit mit der TH Köln
Kondensator mit Umlaufverdampfer und Nachkondensator
Dampferzeuger mit NachkondensatorWTP-Umlaufverdampfer
Kondensatoren mit Umlaufverdampfern
Unter dem Druck hoher Energiekosten sowie der Reduzierung des CO2-Ausstoßes versucht die chemische Industrie zunehmend, bisher nicht genutzte Potenziale zu erschließen. Die Entwicklung entsprechender Wärmeübertragungssysteme bedeutet für den Apparate- und Anlagenbau eine besondere Herausforderung. Gefragt ist daher ein innovativer Anlagenbau kombiniert mit prozesstechnischen Anwendungen. Eine Antwort hierauf sind Kopfkondensatoren auf Basis von Thermoblechen mit integriertem Umlaufverdampfer. Kondensatoren mit gleichzeitiger Dampfgewinnung schaffen die Möglichkeit, die freiwerdende Kondensationsabwärme auf hohem Temperaturniveau als Heizdampf in anderen Prozessstufen nutzbar zu machen, statt sie nutzlos über Kühlwasser abzuführen.
Durch diese Umwandlung der freiwerdenden Wärme in Dampf verbessert sich die Energiebilanz des Gesamtprozesses. Diese speziellen WTP-Kondensatoren haben gegenüber Rohrbündelwärmetauschern enorme Vorteile. Dies zeigt sich im geringerem Gewicht, dem geringeren umbautem Raum, der besseren Reinigungsmöglichkeiten und damit insgesamt geringeren Investitionskosten.
Als Verdampfer bieten sich Naturumlaufverdampfer an, die im Betrieb stabil und energetisch günstig laufen. Der Umlauf erfolgt eigenständig auf Grund der Dichtedifferenz zwischen dem Wasser bzw. dem Dampf-Wasser- Gemisch. Es muss lediglich das Ergänzungsspeisewasser auf den entsprechenden Druck gebracht werden. Beim Zwangsumlaufverdampfer muss dagegen hochwertige elektrische Pumpenenergie für die gesamte Umlaufmenge eingesetzt werden. Die Energieeinsparung bei der Wärmerückgewinnung verringert sich dadurch. Beim Naturumlaufverdampfer erfolgt der Wasserumlauf ohne Umwälzpumpe durch natürliche Konvektion aufgrund von Dampfblasenbildung. Die in das System über die Kondensation eingetragene Wärme überhitzt das Wasser auf der Innenseite des Verdampfers. Bei Plattenverdampfern führt dies in den Platten zur Bildung von Siedeblasen. Die Blasen steigen nach oben und erzeugen in dem Gemisch aus Wasser und Dampf einen Auftrieb, was entscheidend für den Umlauf ist. Im Dampfsammler am oberen Plattenende wird der Dampf von dem noch flüssigen Wasser getrennt, das dann über eine Rückführleitung am unteren Ende in den Verdampfer zurückgeführt wird. Die Forderung nach einem Dichteunterschied auf der Dampferzeugungsseite geht einher mit der Voraussetzung einer Mindesttemperaturdifferenz zwischen der Kondensationstemperatur und der zu erzeugenden Sattdampftemperatur.
Liegt die Kondensationstemperatur etwa 7 bis 10 Grad K oberhalb der beabsichtigten Dampferzeugungstemperatur, ist der Kondensationsprozess zur Restwärmenutzung mit Umlaufverdampfer geeignet.
