DIABON. Rohrbündelwärmeaustauscher. Process Technology. Broad Base. Best Solutions.

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1 DIABON Rohrbündelwärmeaustauscher Process Technology Broad Base. Best Solutions.

2 CCarbon ist Zukunft. SGL Group The Carbon Company. Carbon ist ein Werkstoff mit einzigartigen Eigenschaften. Er ist unverzichtbar bei der Herstellung von Stahl, Aluminium und Solaranlagen. Carbon erhöht die Leistungsfähigkeit von Windkraftanlagen und verringert das Gewicht von Flugzeugen, Autos und Sportgeräten. Process Technology Die Business Unit Process Technology ist ein führender Anbieter von Anlagen, Apparaten, Bauteilen und Service-Dienstleistungen für die chemische und für verwandte Industrien. Unser Fokus liegt auf Hightech-Werkstoffen für anspruchsvolle chemische Anwendungen. Intelligente und nachhaltige Lösungen für verschiedenste Industrien belegen unsere starke Innovationskultur. Broad Base Unsere Materialbasis E Graphit E SiC E PTFE E Spezialmetalle E Stahl Carbon eignet sich als Ersatz für andere Werkstoffe und trägt zu einer Reduzierung des CO 2 Ausstoßes bei. Unser Leistungsangebot E Prozessauslegung E Engineering E Projektmanagement E Produktion und Montage E Inbetriebnahme E Kundenservice Die SGL Group ist einer der führenden Hersteller von Produkten aus Carbon und verfügt über ein umfassendes Portfolio an Produkten und Technologien, ein weltweit flächendeckendes Vertriebsnetz und moderne Produktionsstandorte in Europa, Nordamerika und Asien. Mit 9 Produktionsstätten in 8 Ländern und einem ständig wachsenden Vertriebs- und Servicenetzwerk sind wir immer in der Nähe unserer Kunden.

3 ZUVERLÄSSIGKEIT. EFFIZIENZ. NACHHALTIGKEIT. Unsere Stärke ist eine Broad Base von Kernkompetenzen, Produkten und Dienstleistungen. Auf dieser Grundlage bieten wir unseren Kunden Best Solutions. Für die Business Unit Process Technology bedeutet dies zuverlässige, effiziente und nachhaltige Lösungen. Best Solutions E Zuverlässigkeit In einem Markt, für den Zuverlässigkeit ein wesentlicher Erfolgsfaktor ist, machen wir keine Kompromisse bei Qualität und Sicherheit. Unsere Produkte liefern verlässliche Ergebnisse, unser Service ist schnell und kompetent. Das langjährige Vertrauen unserer Kunden beweist, dass wir unsere Versprechen halten pünktlich, spezifikationsund budgetkonform. E Effizienz Maßgeschneiderte, innovative Lösungen und ein integrierter Ansatz, der die Chemie, die Werkstoffeigenschaften, den Prozess und das Produktdesign umfasst, sorgen für herausragende Effizienz und hohen Kundennutzen: Höhere Ausbeuten, geringere Betriebskosten, geringere Wartungs- und Instandhaltungskosten, verlängerte Wartungsintervalle, geringere Stillstandszeiten und eine erhöhte Lebensdauer bedeuten für unsere Kunden einen Mehrwert, der sich u.a. in niedrigere Produktlebenszyklus-Kosten sowie einen schnelleren Kapitalrückfluss zeigt. E Nachhaltigkeit Für alle Industrien, die ressourcen- und energieintensive Prozesse betreiben, gewinnt Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung. Dank unserer innovativen Lösungen tragen mehr als 60 % unseres Umsatzes zur Schonung von Ressourcen, Einsparung von Energie und somit zur Verminderung von Treibhausgasemissionen bei. Inhalt DIABON Rohrbündelwärmeaustauscher 4 Technische Informationen 6 Konstruktionsmöglichkeiten 7 Eigenschaften und Anwendungen 8 Carbonfaserverstärkte Bauteile aus DIABON 9 Mehrfach-Rohrbündelwärmeaustauscher 10 Qualitätsmanagement und Kundenservice 14 Process Technology Unsere Produkte 15 3

4 DIABON Rohrbündelwärmeaustauscher auf einen Blick Die Vorteile unserer Rohrbündelwärmeaustauscher aus DIABON Apparatebaugraphit Hoher Wirkungsgrad Große Übertragungsflächen (über 2000 m 2 ) möglich Preisvorteil bei mittleren und großen Austauschflächen Hohe Wärmeübertragungsleistung Geringe Erosionsneigung durch Verschleißschutz Geringe Druckverluste Alle Dichtungen sind außenliegend, daher gute Kontrollierbarkeit Einfache Reparaturmöglichkeiten Bei Dampfbeaufschlagung auf der Mantelseite hervorragende Abführung des Kondensates Völlige Entleerung der Medienräume Viele Möglichkeiten zur Werkstoffkombination bei Mantel und Kopfstücken (GFK, gummierter Stahl, le, Stahl/PTFE) Auf dieser Basis werden DIABON Rohrbündelwärmeaustauscher als Aufheizer, Kühler, Kondensatoren, Verdampfer und als Fallfilm-Verdampfer eingesetzt, besonders bei der Behandlung von Salzsäure Schwefelsäure Fluss-Säure Phosphorsäure Chlorierten Kohlenwasserstoffen Organischen und anorganischen Medien Abfallsäuren Verbrennungsgasen DIABON Rohrbündel 4

5 Korrosionsbeständigkeit Die Grundwerkstoffe unserer Rohrbündelwärmeaustauscher DIABON NS1 und NS2 sind gegen nahezu alle organischen und anorganischen Medien beständig. Für den Wärmeaustausch zwischen zwei korrosiven Medien liefern wir auf Wunsch Sonderausführungen mit geeignetem Korrosionsschutz des Mantels (Gummierung, PTFE, le, etc.) Rundschnurabdichtung Unsere langjährige Erfahrung hat gezeigt, dass die Rundschnurabdichtung wesentliche Vorteile gegenüber der Stopfbuchse bietet: Äußerst geringe Reibungswerte Geringe Anpresskräfte Universale Beständigkeit der Rundschnur Gute Kontrollierbarkeit, da außenliegend Leichte Einstellbarkeit Leichte Auswechselbarkeit Lange Betriebsdauer Geringe Wartungskosten Drücke und Temperaturen Für Rohre aus DIABON NS1 und NS2 wurde vom TÜV Süddeutschland eine maximal zulässige Materialtemperatur von 200 C bescheinigt. Darüber hinaus ist ein Festigkeitsnachweis bis G (32 N/mm 2 bei 0 Festigkeitsabfall bis 200 C) bei den Rohren möglich. Die Standardauslegung berücksichtigt für die Mantel- und Rohrseite wahlweise Drücke bis zu 6 bar Ü. Auf Sonderwunsch können mantelseitig bis 16 bar Ü und rohrseitig bis 12 bar Ü realisiert werden. Schulung Die Wartung der DIABON Rohrbündelwärmeaustauscher ist einfach. Deshalb kann sie auch vor Ort von Ihren Mitarbeitern durchgeführt werden. Auf Wunsch schulen wir im Rahmen einer Unterweisung Ihr technisches Personal. Reparaturen und Überholungsarbeiten können so noch schneller und wirtschaftlicher durchgeführt werden. Darüber hinaus sind unsere Fachleute natürlich jederzeit für Sie da egal, worum es geht. Und auch unser Ersatzteilservice erfolgt schnell und problemlos. Rohrbündelwärmetauscher mit DIABON NS1 Rohren Regelwerke Um weltweit dieselben Qualitätsstandards bieten zu können, sind die Rohrbündelwärmeaustauscher nach internationalen Vorschriften ausgelegt: AD-Merkblatt APAVE ASME BS ISPESL JIS Chinese Requirements Stoomwezen SVTI UDT Deutschland Frankreich USA Großbritannien Italien Japan China Holland Schweiz Polen 5

6 Technische Informationen über DIABON Rohrbündelwärmeaustauscher DIABON Rohrbündelwärmeaustauscher setzen sich aus folgenden Bauelementen zusammen: Je ein fest verspannter und ein gegenüber dem Mantel gleitender Rohrboden mit oder ohne Carbonfaserverstärkung Leitscheibengerüste mit DIABON Leitscheiben Hauben aus DIABON NS1/ NS2 oder anderen Werkstoffen. Je nach Anwendungsfall kann die Haube am beweglichen Boden durch ein doppeltes Verspannungssystem (Redundanz) gegen den Rohrboden verspannt werden Mantel aus Stahl, bei Bedarf mit Korrosionsschutz ausgekleidet oder in anderen Materialien Durch Umlenkstege in den Hauben sind mehrere Durchgänge im Rohrbündel möglich DIABON Rohrboden mit Verschleißschutzhülsen Technische Spezifikation d 1 [mm] d 2 [mm] t [mm] Rohre Rohrtyp Rohrtyp Rohrtyp Rohrtyp Material Sonstiges Rohrlänge Rohrbündel und Kopfstücke Mantel und Flansche Abnahme Auslegungsdruck Auslegungstemperatur 1 bis 9 Meter (Standard) DIABON NS1 / NS2 / HF1 / HF2 DIN-Stahl, P 265 GH CE, TÜV und andere autorisierte Prüfinstitute -1 / 6 bar Ü (Standard) 180 C (Standard) 6

7 Konstruktionsmöglichkeiten verschiedene Ausführungen Oberes Kopfstück mit seitlichem Stutzen und abnehmbarem Deckel Fallfilm-Kopfstück aus DIABON Gekühltes Kopfstück aus DIABON für hohe Gastemperaturen am Eintritt Standard- Stahlmantel Stahlmantel mit Verteilereinsatz am Eintritt Stahlmantel mit konischem Dampfeintrittsstutzen Stahlmantel mit 360 -Dampfverteiler Konisches Unterteil Stahl korrosionsfest ausgekleidet Verlängertes Unterteil aus DIABON zur Trennung der Gase und Flüssigkeiten 7

8 Eigenschaften und Anwendung der DIABON Graphitsorten Schliffbild von DIABON NS1 Schliffbild von DIABON NS2 DIABON NS1 DIABON NS2 Eigenschaften Standardmaterial für sehr viele Anwendungen in der chemischen Technik, dem Umweltschutz und artverwandten Industrien. DIABON NS1 ist ein dichter, kunstharzimprägnierter Apparatebaugraphit mit sehr homogener Materialstruktur. Dies bedingt eine exzellente Korrosions- und Temperaturbeständigkeit. Die maximal zulässige Materialtemperatur bei Dauerbelastung beträgt 200 C. Anwendung Standardmaterial für die Fertigung von Wärmeaustauschern sowie allen druck- und temperaturbelasteten Bauteilen. Eigenschaften Graphitwerkstoff für höchste Ansprüche. Dieser Graphit unterscheidet sich durch geringes Porenvolumen bei reduzierter Porengröße und höheren Festigkeitswerten. Die maximal zulässige Materialtemperatur beträgt 200 C. Anwendung Rohrböden und Rohre für Wärmeaustauscher bei erhöhter mechanischer Beanspruchung und/oder extrem korrosiven Medien und Lösungsmitteln. 8

9 Carbonfaserverstärkte Bauteile für ein Mehr an Sicherheit Durch die Entwicklung der Carbonfaserverstärkung von Bauteilen (DIABON HF) hat SGL Group einen Weg gefunden, die Betriebs - sicherheit von Bauteilen aus DIABON Graphit wesentlich zu ver - bessern bzw. deren Einsatzbereich bei kritischen Anwendungen zu erweitern. Die Faserverstärkung kommt bei Rohrböden, Kopfstücken und Kolonnenschüssen, insbesondere aber bei Rohren zum Einsatz. Eigenschaften von Graphitrohren durch Carbonfaserverstärkung Erhöhung des Berstdrucks Das Rohr wird unempfindlicher gegenüber Dampfschlägen und Überschreitungen des Betriebsdrucks, da je nach Rohrabmessung der Berstdruck des DIABON HF Rohres bei Raumtemperatur auf % des Wertes eines nicht gewickelten Rohres erhöht wird. Dichtheit eines defekten Rohres Entsteht in einem DIABON HF Rohr ein Längsriss infolge von Überbeanspruchung, so tritt bei diesem Rohr dennoch bis zu einem Differenzdruck von ca. 2 bis 5 bar keine nennenswerte Leckage auf. In jedem Fall wird das Ausbrechen von schalenförmigen Stücken aus dem Rohr und damit der Austritt großer Produktmengen verhindert. Der Apparat kann in der Regel ohne Unterbrechung bis zu einem geplanten Stillstand weiterbetrieben werden. Carbonfaserverstärkter Rohrboden DIABON HF Rohre Eigenschaften der Rohre im Vergleich Einheit DIABON HF1 1) DIABON NS1 Biegefestigkeit längs N/mm 2 >52 >52 Berstdruck bei 20 C bar ) mit SIGRAFIL HF verstärktes DIABON Rohr Berstdruck bei 50 C bar ) am gerissenen Rohr bei Innendruck mit Wasser Druckstoßfestigkeit relativ % ) effektiver Wert, errechnet aus der Wärmeleistung des Rohres Leckagedruck 2) 5) bar Ü ) abhängig vom Betriebsmedium Wärmeleitfähigkeit Maximale Materialtemperatur 4) W/(K m) C 50 3) 200 > ) Grenzdruck, bis zu dem bei kurzzeitigen Druckstößen am gerissenen Rohr kein nennenswerter Produktverlust auftritt 9

10 Mehrfach-Rohrbündelwärmeaustauscher aus DIABON Apparatebaugraphit Neue Generation von Wärmeaustauschern Im Vergleich zu herkömmlichen Produkten verfügt der DIABON Mehrfach-Rohrbündelwärmeaustauscher über eine Wärmeaustauschfläche, die anstelle eines einzigen großen Rohrbündels nunmehr auf mehrere kleinere Rohrbündel aufgeteilt ist. Die Graphit-Rohrbündel werden jeweils in einen Mantel aus Kohlenstoffstahl eingebaut. Eines oder mehrere dieser Elemente können dann in ein Gestell mit Stützplatten integriert werden. Die Rohrbündel sind sowohl gegen die Stahlflansche als auch gegen die Kopfstücke mit O-Ringen abgedichtet. DIABON Bündel eines Mehrfach-Rohrbündelwärmeaustauschers Das besondere Konzept ermöglicht einfachen oder mehrfachen Gegenstrom oder mehrere unterschiedliche Anwendungen in einem Apparategestell, z.b. bei Die besonderen konstruktiven Merkmale führen im Ergebnis zu einer ganzen Reihe von Vorteilen: Kondensation Restgas- und Kondensatunterkühlung mit jeweils unterschiedlichen Kühlmedien Technisch Hohe Leistung bei kleiner Austauschfläche Flächenersparnis bis zu 40 % Modular aufgebaut Mehrfachanwendungen in einem Apparat Flexibel einsetzbar Beliebige Schaltungsmöglichkeiten Spannungsfreier Einbau der Rohrbündel 10

11 DIABON Mehrfach-Rohrbündelwärmeaustauscher (2-fach) Konstruktiv Konstruktion optimal angepasst an den Werkstoff Graphit Gleitdichtung für thermische Dehnung minimales axiales und radiales Spiel kurze Spannwege Identische und standardisierte Baugruppen (Rohrbündel, Module, Hauben usw.) Praktisches Dichtungssystem mit zuverlässigen O-Ringen und Dichtungsschnüren aus hochwertigen Materialien Flexibel ausführbar für Parallelanströmung Mehrfachanwendungen Operationell in der Anwendung Vertikale und horizontale Bauweise Anti-Fouling-Eigenschaften Optimal für CIP (Cleaning in Place) Erfüllt cgmp-anforderungen (current Good Manufacturing Practices) Automatische Entlüftung und Entleerung möglich Lange Wartungsintervalle Einfaches Handling Wartungsfreundlich Maximale Betriebssicherheit Optionales Schauglas ermöglicht Prozesskontrolle Ökonomisch Geringer Platzbedarf wegen kompakter Bauweise Niedriger Investitionsaufwand Bis zu 80 % Einsparungen bei Wartung und Reparatur 11

12 Mehrfach-Rohrbündelwärmeaustauscher aus DIABON Apparatebaugraphit Ein weiterer, ganz besonderer Vorteil dieser Bauart ergibt sich daraus, dass reiner Gegenstrombetrieb möglich ist und deshalb im Vergleich zu Standardapparaten die volle Temperaturdifferenz ausgenützt werden kann. Ferner ist für jeden Anwendungsfall eine individuelle und optimale Auslegung möglich. Dies kann zu einer Flächeneinsparung von bis zu 40 % führen. DIABON Mehrfach-Rohrbündelwärmeaustauscher (5-fach) Die optimierte Auslegung mit Anströmung auf jeweils zylindrische Rohrfelder garantiert für jedes Bündel identische Verhältnisse ohne Toträume bzw. unterströmte Zonen und Verwirbelungen. Aufgrund dieser Tatsache zeigen diese Apparate beim Betrieb mit Medien, die eigentlich von Haus aus zu Verschmutzung neigen, ein außergewöhnlich gutes Anti-Fouling-Verhalten. 12

13 Ein weiterer Vorteil dieser Bauart ist das einfache Handling. Da nur wenig Einzelteile vorhanden sind, beschränkt sich z. B. auch eine Demontage auf nur wenige Handgriffe, die völlig problemlos von den Betreibern selbst ausgeführt werden können. DIABON Mehrfach-Rohrbündelwärmeaustauscher (3-fach) Die Beschaffung eines Ersatzbündels erhöht die Verfügbarkeit des Apparates wesentlich. Bei einer Reinigung kann bei Bedarf ein Bündelwechsel innerhalb kürzester Zeit durchgeführt werden, was eine nahezu 100 %ige Verfügbarkeit der Apparate und somit auch der Anlagen garantiert. Die Mehrfachrohrbündelapparate können Defekte Rohrbündel können jederzeit auch mehrfach repariert in einem weiten Spektrum von chemischen Prozessen eingesetzt werden als: werden, was zu minimalen Instandhaltungskosten führt. Kühler Aufheizer Kondensatoren Verdampfer (Zwangs- und Naturumlauf) Fallfilm-Verdampfer Integralapparate zur Kondensation mit gleichzeitiger Restgaskühlung (Kältefalle) Aufheizung und Abkühlung von Beizbäder 13

14 Qualitätsmanagement und Kundenservice Kundenservice Jederzeit und Überall Qualitätsmanagement Wir betreuen die Systeme und Apparate unserer Kunden über die gesamten Lebensdauer. Es ist unser Ziel, allen Kunden jederzeit und überall den bestmöglichen Service zu bieten. Kontinuierliche Qualitätssicherung ist ein integraler Bestandteil der SGL Group Philosophie. Unser Qualitätsmanagement- System ist gemäss ISO 9001: 2008 zertifiziert. Um für unsere Kunden eine gleichbleibend hohe Produkt- und Servicequalität zu garantieren, arbeiten wir mit einem kennzahlorientierten Qualitätsmanagement-System. Abhängig von den jeweils erforderlichen Normen sind wir in der Lage, die Anforderungen der Druckgeräterichtlinie (PED) 97/23/EC Annex III, Modul H/H1, AD 2000 Merkblatt N2 sowie der ASME U Stamp, Sektion VIII, Part UIG zu erfüllen. E Instandhaltung Lieferung von Original-Ersatzteilen, Fehleranalyse, Reparatur, Montage E Schnelle Hilfe bei betrieblichen Notfällen E Inbetriebnahmeunterstützung E Beratungsleistungen zur kontinuierlichen Verbesserung Zur optimalen Betreuung unserer Kunden arbeiten unsere Spezialisten in einem weltweit integrierten Netzwerk eng zusammen. 14

15 Process Technology Unsere Produkte System Solutions E Synthesen E Destillation und Konzentration E Reinigung E Verdünnung E Absorption E Desorption E Thermische Nachverbrennung und Rückgewinnung E Reaktoren und Konverter E Wärmespeicherung E... Equipment Solutions E Graphit und SiC Wärmeaustauscher Rohrbündel-, Block- und Plattenausführung E Kolonnen und Einbauten E Behälter E Quenchen E Pumpen E Berstscheiben E PTFE Rohrleitungen und Kompensatoren E PTFE Schläuche E... After Sales Services E Instandhaltung E Notfallunterstützung E Inbetriebnahme E Beratungsleistungen E... 15

16 Regionale Verkaufs- und Servicezentren Zentral- und Ost-Europa SGL CARBON GmbH Werner-von-Siemens-Straße Meitingen/Germany Telefon Telefax Südeuropa, Naher Osten, Afrika SGL CARBON Technic S.A.S. 18, Avenue Marcel Cachin Saint Martin d Heres/France Telefon Telefax pt-europe@sglgroup.com Asien, Ozeanien SGL CARBON Far East Ltd. Shanghai 1208, Shanghai Oriental Plaza 31 Wujiang Road/China Telefon Telefax pt-asia@sglgroup.com Indien SGL CARBON India Pvt. Ltd. Plot No. E-100, MIDC Ranjangaon Village: Karegaon, Taluka: Shirur Dist. Pune /India Telefon pt-india@sglgroup.com Amerika (Nord/Süd) SGL CARBON Technic, LLC Drake Road Strongsville, Ohio/USA Telefon Telefax pt-americas@sglgroup.com eingetragene Marken der SGL CARBON SE /0 3NÄ Printed in Germany Diese Angaben entsprechen dem aktuellen Stand unserer Produktkenntnisse und sollen allgemein über unsere Produkte und deren Anwendungsmöglichkeiten informieren. Im Hinblick auf die Unterschiedlichkeit der möglichen Anwendungen sind die Angaben nur als allgemeine Informationen zu verstehen, die keine bestimmten Eigenschaften der Produkte für jeden konkreten Einsatzfall garantieren. Im Auftragsfalle sind daher die für den Anwendungsfall erforderlichen Eigenschaften konkret bei uns abzufragen. Unser technischer Service wird auf Anfrage dann umgehend ein Eigenschaftsprofil für den konkreten Anwendungszweck mitteilen. Process Technology SGL CARBON GmbH Söhnleinstraße Wiesbaden/Germany