Vakuumbetrieb

Der Betrieb unter atmosphärischem Druck verändert das Phasenverhalten. Flüssigkeiten sieden bei niedrigeren Temperaturen. Gelöste Gase werden leichter freigesetzt. Die Vakuumtrennung eignet sich für wärmeempfindliche Materialien, die Rückgewinnung von Lösungsmitteln und Entgasungsanwendungen, bei denen atmosphärischer Druck zu einer Zersetzung führen oder eine übermäßige Erwärmung erfordern würde.

Auslegung des Separators

Horizontaler oder vertikaler Behälter in vakuumfester Ausführung. Gaseinlass oder Flüssigkeitszufuhr, Dampfraum zur Entkopplung, Tropfenabscheider zur Verhinderung von Mitnahme, Dampfauslass zum Vakuumsystem, Flüssigkeitsauslass zur nachgeschalteten Verarbeitung. Die Konstruktion verhindert ein Zusammenfallen unter äußerem Atmosphärendruck.

Strukturelle Anforderungen

Durch den Außendruck entsteht eine Druckbelastung, die dem normalen Innendruck entgegenwirkt. Die Behälterwände müssen unter Umständen mit Versteifungsringen versehen werden, um ein Zusammenfallen zu verhindern. Die Konstruktion ist schwerer als bei atmosphärischen Behältern gleicher Größe. Die Auslegungsberechnungen erfolgen gemäß den Vorschriften für Außendruckbehälter in ASME Abschnitt VIII.

Betriebsdruck

Das Vakuum reicht je nach Anwendung von leichtem (700 mmHg) bis zu tiefem (10–50 mmHg absolut) Vakuum. Bei der Vakuumdestillation liegt das Vakuum typischerweise bei 50–100 mmHg. Bei Entgasungsvorgängen liegt es bei 100–300 mmHg. Der Auslegungsdruck umfasst das volle Vakuum zuzüglich einer Sicherheitsmarge.

Materialauswahl

Kohlenstoffstahl für den Einsatz unter Außendruck. Edelstahl für korrosive Umgebungen. Verstärkungsringe oder dickere Wandstärken sorgen für Widerstandsfähigkeit gegen Außendruck. Die Stutzen sind so konstruiert, dass Spannungskonzentrationen vermieden werden.

Anwendungen

Oberteilauffangbehälter von Vakuumdestillationskolonnen, Flash-Trommeln für Rohvakuumtürme, Vakuumsysteme zur Lösungsmittelrückgewinnung, Entgasung von Polymeren, Vakuumtrennung in chemischen Prozessen sowie alle Anwendungen im Bereich der Niederdrucktrennung.

Dampfbehandlung

Vakuumpumpen oder Dampfauswerfer sorgen für einen Unterdruck. Nicht kondensierbare Gase werden zum Vakuumsystem geleitet. Kondensierbare Dämpfe können im Abscheider oder in nachgeschalteten Anlagen kondensieren. Durch die richtige Auslegung des Vakuumsystems wird der Betriebsdruck aufrechterhalten.

Pegelsteuerung

Füllstandsmessgeräte überwachen den Flüssigkeitsbestand. Regler stimmen die Entnahme- und Zufuhrraten der Flüssigkeit aufeinander ab. Ein Schutz vor zu hohem Füllstand verhindert, dass Flüssigkeit in das Vakuumsystem gelangt und die Pumpen beschädigt. Ein Alarm bei zu niedrigem Füllstand weist auf Probleme bei der Zufuhr hin.

Entgasungswirkungsgrad

Ein niedrigerer Druck verbessert die Entfernung von gelöstem Gas. Durch Rühren oder Sprühdüsen wird die Oberfläche vergrößert, wodurch die Entgasung beschleunigt wird. Die Verweilzeit ermöglicht die Gasfreisetzung. Durch eine geeignete Auslegung lassen sich die angestrebten Werte für den Gehalt an gelöstem Gas erreichen.

Sicherheitshinweise

Eine Vakuumentlastungsvorrichtung verhindert einen übermäßigen Unterdruck, falls das Vakuumsystem ausfällt. Atmosphärische Entlüftungsöffnungen schützen vor einem Zusammenbruch. Durch ordnungsgemäße Isolierungsmaßnahmen wird verhindert, dass während der Wartungsarbeiten Vakuum entsteht. Die Konstruktion erfüllt die Sicherheitsanforderungen für den Vakuumbetrieb.

Baunormen

Auslegung gemäß ASME Abschnitt VIII mit Berechnungen des Außendrucks. Für den Vakuumbetrieb zugelassene Werkstoffe. Verstärkung gemäß den Anforderungen der Norm. Dimensionierung der Überdruck- und Entlüftungsvorrichtungen zum Schutz vor Unterdruck. Vollständige Dokumentation mit statischer Berechnung.

ERGIL-Vakuumseparatoren sorgen für eine zuverlässige Phasentrennung unter Unterdruck in der Raffinerie, der chemischen Industrie und bei Spezialanwendungen.