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Wärmeträgeröle

Wärmeträgeröle erschließen sich neue Einsatzgebiete

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp / Dr. Jörg Kempf

Wurde früher oft nur auf die Investitionskosten gesehen, werden nun verstärkt qualitativ höherwertige Wärmeträgeröle, wie hier in diesem Thermalöl-Erhitzer, gewählt, um die Betriebskosten dauerhaft zu minimieren. (Bild: Archiv)
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Wurde früher oft nur auf die Investitionskosten gesehen, werden nun verstärkt qualitativ höherwertige Wärmeträgeröle, wie hier in diesem Thermalöl-Erhitzer, gewählt, um die Betriebskosten dauerhaft zu minimieren. (Bild: Archiv)

Wärmeträger entscheiden über eine optimale Prozessführung und damit beispielsweise über einen niedrigen Energieeinsatz. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass das richtige Wärmeträgermedium ausgewählt wurde. Der Beitrag gibt wertvolle Tipps.

Um einen Prozess auf die richtige Temperatur zu bringen, werden in der Chemie nach wie vor 10 bar- und 32 bar-Schienen mit Dampf eingesetzt. Häufig ist dies mit Nachteilen verbunden, beispielsweise müssen die Reaktoren und Apparate für diese hohen Drücke festigkeitsmäßig dimensioniert werden.

„Die Tendenz geht ganz eindeutig zu Wärmeträgeranlagen mit Thermoöl, insbesondere mit synthetischen Ölen, die in weiten Temperaturbereichen, z.B. von –40 bis 300 °C, quasi drucklos eingesetzt werden können“, erklärt Dr. Dietmar Hunold, Geschäftsführer von Heat11. Wärmeträgeranlagen werden – im Vergleich zur herkömmlichen Reaktor-Temperierung mit Sole, Kühlwasser und Dampf – als Monofluid-Anlagen bezeichnet, da sie einen weiten Temperaturbereich mit nur einem Wärmeträger-Medium abdecken können. „Diese Anlagen vermeiden Nachteile, wie notwendige Dampfaufbereitung, mögliche Korrosionsschäden am Reaktor, Vermischung der einzelnen Wärmeträger beim Wechsel von z.B. Sole-Kühlung auf Dampfbeheizung etc.“, so Hunold.

Die Anforderungen an Wärmeträgeröle sind weit gefächert. „Die thermische Stabilität muss für die Anwendung ausreichend hoch sein, um einen möglichst langen und störungsfreien Betrieb zu gewährleisten“, zählt Susanne Lauterbach, zuständig für Wärmeträgeröle bei Fragol, auf. Zudem sollte das Produkt ökologisch möglichst unbedenklich und mit den üblichen Anlagenwerkstoffen verträglich sein. „Für Anwendungen im Kältebereich ist es entscheidend, dass wie im Fall des Therminol D12 die Viskosität des Wärmeträgeröls niedrig, der Flammpunkt jedoch möglichst hoch ist“, ergänzt Lauterbach.

Zudem muss auch das Preis-/Leistungsverhältnis stimmen. Dabei haben sich die Anforderungen an Wärmeträgeröle in den vergangenen zehn Jahren geändert. Fragol bemerkt heute ein anderes Kostenbewusstsein. „Wurde früher oft nur auf die Investitionskosten gesehen, werden nun verstärkt die Kosten des gesamten Lebenszyklus eines Produkts betrachtet und damit qualitativ höherwertige Wärmeträgeröle gewählt, um die Betriebskosten dauerhaft zu minimieren“, so die Expertin. In der Praxis ist dies deutlich spürbar – Zahlreiche Anlagenbetreiber stellten in den vergangenen Jahren auf das Hochtemperatur-Produkt Therminol 66 um.

Was fordert der Anlagenbauer

Der Anlagenbauer fordert in erster Linie gute Wärmeübertragungseigenschaften, d.h. eine hohe spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit. „Hinzu kommen eine geringe Viskosität, um die notwendige Antriebsleistung der Umwälzpumpen in einer wirtschaftlichen Größenordnung zu halten, eine hohe Thermostabilität und ein hoher Flammpunkt“, so Hunold. Ergänzend nennt er ein gutes Preis-/Leistungs-Verhältnis sowie kompetente Beratung und Service durch den Wärmeträger-Öl-Hersteller, die u.a. Ölanalysen einschließen.

Vor Fehlern ist man dennoch nicht gefeit. Matthias Schopf, MTS Manager bei Solutia warnt davor, die Rolle des Wärmeträgers für den Gesamtprozess zu unterschätzen. „Obwohl im Vergleich zur Gesamtinvestition der Wärmeträger nur einen geringen Anteil hat, ist die Performance des Wärmeträgers maßgeblich für einen effektiven Anlagenbetrieb. Kompromisse bei der Qualität des Wärmeträgers zugunsten des Preises führen zu Produktionsausfällen und aufwändigen Wartungs- und Reparaturarbeiten.“

Nach seiner Erfahrung werden zudem beim Anlagendesign angebliche Kleinigkeiten, wie Systeme zur Entgasung und Filtrierung, vernachlässigt. Er empfiehlt daher, immer eine Fachfirma in diesem Bereich zu konsultieren.

Ähnlich äußert sich Dr. Thomas Hildebrand, Manager Heat Transfer Fluids bei Sasol O&S Global Sales & Marketing, der Wärmeträgeröle klar als ein Konstruktionsmerkmal ansieht. „Ist der Wärmeträger auf das Wärmeträgersystem optimal abgestimmt, lassen sich unnötige Kosten, wie ein frühzeitiger Austausch, vermeiden und die Energieeffizienz des Wärmeträgersystems drastisch erhöhen“, so Hildebrand. So beeinflusst der Temperatureinsatzbereich maßgeblich die Lebensdauer einer Wärmeträgerflüssigkeit und damit auch des Wärmeträgersystems. „Die falsche Wahl einer Wärmeträgerflüssigkeit kann zu Ablagerungen oder sogar zu Verkokungen im System führen, die kostenintensiv beseitigt werden müssten“, beschreibt Hildebrand die Folgen.

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