Fallfilmverdampfer Einiges auf der Platte in Sachen Effizienz

Redakteur: Dominik Stephan

Fallfilmverdampfer werden immer dann eingesetzt, wenn thermisch leicht zersetzbare oder zu Verkrustung neigende Flüssigkeiten schonend verdampft oder konzentriert werden sollen. Jetzt spart eine neue Kosntruktion Gewicht, Aufwand und Kosten.

Firma zum Thema

Funktionsweise eines WTP-Fallfilmverdampfers
Funktionsweise eines WTP-Fallfilmverdampfers
(Bild: Lob)

In der chemischen Industrie eingesetzte Fallfilmverdampfer bestehen in der Regel aus senkrecht angeordneten Rohrbündelwärmeaustauschern mit einer Länge von 4 bis 10 Metern. Die gesamte Flüssigkeitsmenge wird dabei über Flüssigkeitsverteiler in die Rohre gegeben und, der Schwerkraft folgend, nach unten geleitet. Der entstehende Dampf wird entweder mit der Restflüssigkeit nach unten abgesaugt oder steigt gegen den Flüssigkeitsfilm nach oben.

Lob hat nun einen Fallfilmverdampfer mit WTP-Platten (Wärmetauscherplatten) entwickelt, bei dem der Dampf in die Platten geführt und das Produkt über die Platten geleitet wird. Das bietet im Vergleich zu herkömmlichen Rohrbündelwärmeaustauschern zahlreiche Vorteile. Zunächst beträgt das Gewicht dieser neuen Konstruktion nur ca. 35% des Gewichtes des Rohrbündels. Auch sind die Herstellungskosten des Apparates um fast 50% geringer. Das niedrigere Gewicht führt außerdem zu einem verringerten Aufwand beim Stahlbau und/ oder der zugehörigen Kolonne.

Auch in "großen Größen"

Aus verfahrenstechnischer Sicht ergeben sich weitere Vorteile. Der Plattenfallfilmverdampfer kann so konzipiert werden, dass er ziehbar und demzufolge im demontierten Zustand gut zu reinigen ist. Das zu verdampfende Produkt läuft außen über die Platte und der entstehende Dampf kann nicht nur nach oben oder unten abgezogen werden, sondern auch über die Seiten entweichen.

Bildergalerie

Bei Fallfilmverdampfern mit WTP-Technologie können Produkte mit hohen Viskositäten verdampft werden, wie etwa Zucker mit einer Viskosität von 450 mPa s. Je nach Produkt kommen unterschiedliche Verteiler zum Einsatz: Schwerkraftbasierte Rundloch- und Schlitzverteiler oder druckbasierte Rohrverteiler, die bevorzugt bei Produkten eingesetzt werden, die zum Anbacken oder Verkrusten neigen.

Ein weiterer Vorteil der WTP-Plattenfallfilmverdampfer ist, dass sie in Längen von bis zu 12 Metern produziert werden können. Herkömmliche Rohrbündelwärmeaustauscher werden meist nur mit einer Länge von 4 bis 10 Metern hergestellt. Dabei sind auch Sonderwerkstoffe wie Hastelloy und Titan möglich.

Um ein Trockenfallen an den Heizflächen und eine Überhitzung des Produktes mit der Gefahr von Produktzersetzungen und Anbackungen zu vermeiden, ist es bei Fallfilmverdampfern von entscheidender Bedeutung, eine gleichmäßige Benetzung der Verdampfungsfläche mit genügender Flüssigkeitsaufgabe zu gewährleisten. Dies führt dazu, dass etwa die 10- bis 15-fache Menge des zu verdampfenden Produktes auf den Fallfilmverdampfer aufgegeben werden muss. Die gewählte Berieselungsdichte hängt dabei von dem zu verdampfenden Produkt ab. Lässt sich das Produkt rückstandsfrei leicht in einen dampfförmigen Zustand versetzen, wie z. B. Wasser, kann eine niedrige Berieselungsdichte von 0,75 bis 1 m³/h pro Meter Kantenlänge gewählt werden. Die Richtwerte liegen im Allgemeinen zwischen 1,5 bis 2 m³/h pro Meter. Bei Produkten, die zu thermischer Zersetzung neigen, wird versucht, durch hohe Berieselungsdichten die entstehenden Anbackungen mit bis zu 4 m³/h pro Meter und darüber unter Druck abzuwaschen.

Effizienz im Fokus

In der Regel wird bei Plattenfallfilmverdampfern die Energie durch Dampf zugeführt, der die Rohre von außen beheizt. Werden zur Verdampfung hohe Temperaturen von exemplarisch 200° C benötigt, muss der Verdampfer für einen Betriebsdruck von 30 bar ausgelegt werden. Dies führt bei herkömmlichen Rohrbündelwärmeaustauschern häufig zu einem sehr schweren Rohrbündel mit dicken Rohrplatten und Wärmeaustauschermantel. Im Gegensatz dazu überzeugt der WTP-Fallfilmverdampfer durch die große Gewichtsersparnis – verbunden mit der bereits erwähnten Kostenreduzierung. Zusammenfassend kann man feststellen, dass WTP-Plattenfallfilmverdampfer immer dann besonders zum Einsatz kommen, wenn hohe Drücke gefragt sind und das Produkt schwierig zu handhaben ist.

(ID:44657011)