Wissen in Werkstoffen, deren Verarbeitung und Schweissverfahren Hochwertige Auskleidung von GFK-Apparaten

Redakteur: Luca Meister

Apparate für die Bereiche Chemie, Pharmazie, Biochemie oder Abgasbehandlung werden aus Kostengründen häufig aus glasfaserverstärkten Kunststoffen gefertigt. Bei Beaufschlagung mit aggressiven Chemikalien müssen sie gegebenenfalls durch besonders resistente Auskleidungen geschützt werden. Im vorliegenden Beitrag wird beschrieben, wie ein Basler Spezialist eine solche Aufgabenstellung am Beispiel einer Rauchgasquenche für eine Abfallverwertungsanlage angeht.

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Eine innere Auskleidung schützt das GFK der Quenche vor dem Angriff durch Gase und heiße, chemisch aggressive sowie korrosive wässrige Lösungen.
Eine innere Auskleidung schützt das GFK der Quenche vor dem Angriff durch Gase und heiße, chemisch aggressive sowie korrosive wässrige Lösungen.
(Bild: Klaus Vollrath)

«Die Reinigung von Abgasen aus Abfallverwertungsanlagen ist besonders anspruchsvoll, weil hier fast alles an gefährlichen und giftigen Substanzen anfällt, was überhaupt vorkommen kann», erläutert Serge Naegelin, Leiter Verkauf Technik in Kunststoff/ Absperrklappen bei der Angenstein AG in Aesch. Da private Verbraucher meist weder ausreichende Kenntnisse noch die Disziplin haben, um gefährliche oder umweltschädliche Substanzen aus dem Abfallstrom herauszuhalten, landet in den Öfen ein chaotischer Mix mit allen möglichen Ingredienzen. Da sich deshalb weder Art noch Eigenschaften der Schadstoffe im Abgas beeinflussen lassen, müssen die Anlagen und ihre Abluftfiltersysteme mit allen möglichen Giftstoffen und korrosiven Chemikalien fertigwerden. Hierzu gehören auch Dioxine, Furane, nitrose Gase und Säuren. Dementsprechend hoch sind die Anforderungen an die Anlagenbestandteile, die für die Abgasbehandlung zum Einsatz kommen: Sie müssen extrem widerstandsfähig gegen Angriffe durch Korrosion und chemische Substanzen jeglicher Art sein.

Die Quenche als «Hot Spot»

«Ganz besonders gilt dies für die sog. Quenche, in der die Rauchgase durch Besprühen mit Wasser rasch von hohen Temperaturen auf um die 55 Grad heruntergekühlt werden», ergänzt Dipl.-Ing. (FH) Sascha Paul, Leiter Auftragcenter Technik in Kunststoff bei der Angenstein AG. Diese schnelle Abkühlung verhindert die Bildung giftiger Dioxine und Furane. Gleichzeitig bildet sich jedoch durch die Reaktion der chemischen Fracht mit Wasser eine heisse, extrem giftige, abrasive und korrosive wässrige Lösung, welche alle ungeschützten Anlagenteile zerstören würde. In diesem Bereich verfügt das Unternehmen über spezialisiertes Know-how bei der Herstellung der Auskleidungen, mit denen die Quenche gegen den Angriff durch die heissen chemischen Gemische geschützt wird.

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Enge Kooperation

«Die fertigen Quenchen entstehen hierbei im Rahmen einer engen Kooperation von insgesamt vier spezialisierten Unternehmen, von denen jedes seinen besonderen Anteil am Gelingen des Gesamtprojekts hat», weiss S. Naegelin. Hauptauftraggeber ist die Hitachi Zosen Inova AG, ein weltweit führender Hersteller von schlüsselfertigen Abfallverwertungsanlagen. Zuständig für die Herstellung der zweiteiligen Grundkörper der Quenche aus Glasfaser-Verbundwerkstoff (GFK) ist die Rotaver Composites AG in Lützelflüh, die auf diesem Gebiet über sehr viel Erfahrung verfügt. Hervorzuheben ist die sehr hohe Temperaturbeanspruchung der Grundkörper: Die Arbeitstemperatur liegt bei bis zu 230 Grad, wobei eine zeitweilige Überschreitung auf 250 Grad für bis zu drei Stunden zulässig ist. Dafür müssen nicht nur hoch temperaturbeständige GFK-Komponenten gewählt werden, auch an die statische Ausführung werden sehr hohe Anforderungen gestellt.

Im Bereich der Quenche reicht allerdings selbst die per se gute chemische Beständigkeit des GFK-Materials nicht mehr aus, um dem kombinierten Angriff von Hitze und chemischen Substanzen bei damit einhergehender Abrasion standzuhalten. Für diese Komponenten sind deshalb spezielle Auskleidungen aus Kunststoffen mit hoher chemischer Beständigkeit auch bei hohen Temperaturen erforderlich. Für derartige Anforderungen liefert die Quadrant EPP AG in Lenzburg widerstandsfähige technische Kunststoffe wie «Symalit 1000 PFA».

Robuster Auskleidungswerkstoff

«Hierbei handelt es sich um einen Tetrafluorehtylen-Perfluoralkyvinylether (PFA) mit einer fast unbegrenzten Beständigkeit gegenüber Chemikalien», verrät S. Paul. Der durchscheinend-klare, teilkristalline Kunststoff zeichnet sich darüber hinaus durch gute mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften sowie Temperaturbeständigkeit bis 260 Grad aus. Weitere wichtige Eigenschaften sind geringe Auslaugungswerte, hervorragende Abriebfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsrissbildung sowie die intrinsische Beständigkeit gegen UV-Strahlung und Radioaktivität.

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