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Rührsysteme

Axial fördernde Rührsysteme sorgen für mehr Produktqualität in World Scale-Anlagen

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Rührsystem für große Reaktoren

Insbesondere in Großreaktoren für die Perlpolymerisation haben sich vor allem Rührsysteme bewährt, die mehrstufig und axial fördernd arbeiten. Das belegen zahlreiche ausgelieferte Anlagen. Eine speziell für diesen Polymerisationstyp ausgelegte Lösung basiert auf mehrstufigen Ekato-Viscoprop-Rührorganen, die den Prozess flexibler und energieeffizienter machen. In vielen Fällen steigt zudem die Qualität des Endproduktes – trotz zunehmender Reaktorgröße und den damit verbundenen Herausforderungen hinsichtlich Scale-up.

Herkömmlicherweise sind bei der Perlpolymerisation einfache, meist radial fördernde, einstufige Impeller-Rührorgane im Einsatz. Insbesondere in schlanken Behältern ist deren Mischwirkung im oberen Bereich des Behälters begrenzt. Die Vorteile des Ekato-Rührsystems gegenüber diesen einfachen Impellern sind leicht darstellbar, wenn man Resultate aus CFD-Untersuchungen für Großreaktoren vergleicht (Abb. 1). Vergleichend dargestellt sind Stromlinien und damit die Bahnen einzelner Volumenelemente – in die-sem Fall Monomertröpfchen – bei gleichem Leistungseintrag auf dem Weg von der Flüssigkeitsoberfläche in den Polymerisationskessel hinein. Während beim Impeller (links) infolge starker Rotation bis zum Einzug eines Monomertropfens sehr viel Zeit vergeht, ist durch das oberflächennahe, axial wirkende Viscoprop-Rührorgan (rechts) ein schnellerer Einzug von der Oberfläche und damit eine deutlich verbesserte Mischwirkung realisiert.

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Betrachtet man die Strömungsgeschwindigkeiten in der Nähe der Rührwelle und in der Umgebung der Rührorgane, so zeigt sich eine schnelle, axiale und nach unten gerichtete Strömung des Viscoprop-Rührers (Abb. 2). Dies wird durch die optimale Ausformung der Rührorgane und die Anpassung des Rührsystems inklusive Stromstörern an den jeweiligen Reaktionsbehälter erreicht. In der Nähe der Reaktorwand bildet sich ein entsprechend nach oben gerichtetes Strömungsprofil aus, das für hohe Wandgeschwindigkeiten sorgt. Der Gefahr von Ablagerungen wird so effektiv vorgebeugt, bietet doch der Reaktor trotz seiner Größe und schlanken Bauweise keine Totzonen.

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