14.06.2018 Dichtungen erhöhen Energieeffizienz
Manche Anwendungen in der Dichtungstechnik sind speziell, und zeigen deshalb die Leistungsfähigkeit von Dichtungsmaterialien umso deutlicher. Mit KLINGER®top-chem-2000- Dichtungen lassen sich bei einem Projekt in der Metallurgie Schmelzöfen effizienter betreiben.
Eigentlich ist ein Schmelzofen ja eine bekannte, einfache technische Anlage, aber wenn es um das Schmelzen von Silizium geht, wird alles schon etwas komplexer. Typische Rohstoffe sind Quarzit oder Quarzsand, aber diese geben das gebundene Silizium (als SiO2 vorhanden) nicht so gerne frei. Man muss das Silizium mit recht „brachialer“ Gewalt aus der chemischen Verbindung reißen. Dazu sind Temperaturen von über 2.000 °C nötig, die durch elektrische Lichtbogenöfen bei niedrigen Spannungen, aber sehr hohen Stromstärken erzeugt werden und damit in der Lage sind, den Sauerstoff aus der Verbindung zu reduzieren. Das entstehende Rohsilizium oder auch metallurgische Silizium wird für die Legierung von Stahlschmelzen verwendet und ist auch ein Ausgangsstoff für hochreines Silizium für die Solarindustrie und Mikroelektronik. Den entstehenden staubförmigen Anteil (z.B. Microsilica) nutzt man zur Verbesserung von Betonsorten und stabilisiert damit unter anderem Bohrlöcher bei der Erdöl- und Gasgewinnung.
Dieses Produktionsverfahren ist sehr energieintensiv und es entstehen erhebliche Mengen an Abwärme. Um diese Abwärme sinnvoll zu nutzen, werden Dampferzeuger eingesetzt und der entstehende Dampf wird über Turbinen zur Stromerzeugung eingesetzt. Im vorliegenden Fall werden ca. 180 GWh/a erzeugt, was laut Information des Anwenders einem Äquivalent von 12.000 Haushalten im Energieverbrauch entspricht. Das Anspruchsvolle der Anlagenkonstruktion liegt darin begründet, dass ein Teil der Rohrleitungen elektrisch isoliert sein muss. Auch wenn es „nur“ 6 bis 10 V an Isolationsspannung sind, wäre bei den hohen elektrischen Strömen ein elektrischer Kontakt gefährlich. Gleichzeitig hat man mit Dampftemperaturen von 260 - 270 °C und Dampfdrücken von 50 - 55 bar zu tun. Der übliche Einsatz von Graphitdichtungen ist hier aufgrund der Leitfähigkeit des Graphites nicht möglich.
Die KLINGER®top-chem 2000 zeigte sich hier als Alternative. Die hohe Druckstandfestigkeit und die gute Isolationswirkung zusammen mit der Eigenschaft, dass das Material bei diesen Temperaturen nicht aushärtet, lässt die Anlage nun seit fünf Jahren sicher und zuverlässig laufen. Und das, obwohl Einsatzdruck und Einsatztemperatur bereits knapp außerhalb des von KLINGER im p-T-Diagramm empfohlenen üblichen Einsatzbereiches liegen. Wesentlich ist jedoch, dass die mittlere elektrische Durchschlagfestigkeit der Dichtung ca. 3.600 V/mm beträgt und somit mehr als ausreichend für die Anwendung ist. Wenn wir also Stahl in guter Qualität nutzen, unsere Solarpanels für uns Strom erzeugen und unser Computer und Mobiltelefon unser Leben interessant machen, so hat das – aus prozesstechnischer Sicht – auch was mit der gewählten Dichtungslösung zutun.
