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Die neue Ultraschalldüse JULIP von CS halbiert den Verbrauch an Zerstäubermedien

29.05.2017

Aufgrund mehrfacher Kundenanfragen hat CS Combustion Solutions eine einzigartige Düse entwickelt, die alle Vorteile einer typischen Ultraschalldüse mit einem drastisch reduzierten Zerstäuberbedarf von etwa 50 % verbindet. JULIP eröffnet ein enormes Potenzial: Betriebskostensenkungen bei gleichzeitiger Verbesserung der Effizienz von thermischer Oxidations- und Produktionsanlagen für Schwefelsäure.

Die Marktentwicklung zeigt, dass die Anforderungen an die Kapazität von thermischen Oxidationsanlagen und an den Durchsatz heizwertarmen Flüssigabfalls in Zukunft
weiter steigen werden – und zwar besonders in Produktionsanlagen für Schwefelsäure. Die wachsende Zahl von Ultraschalldüsen, die bei diesen Anwendungen zum Einsatz kommen, führt auch zu einem erhöhten Bedarf an Zerstäubungsmedien. Doch in
vielen Fällen stellen der begrenzte Druckluftvorrat und die Notwendigkeit, einen
Anstieg der Betriebskosten zu vermeiden, hemmende Faktoren dar.

CS verfügt über 25 Jahre Erfahrung bei der Ausstattung von Combustoren und thermischen Oxidationsanlagen mit Ultraschalldüsen. Deshalb wurden wir von
mehreren Kunden gebeten, eine Lösung zu finden, welche die Kapazität von Produktionsanlagen steigert, ohne dabei den Bedarf an Zerstäubermedium zu
erhöhen. CS hat diese Herausforderung angenommen und das Verfahren der Ultraschallvernebelung verfeinert, da diese Technologie nach wie vor Maßstäbe
für derartige Anwendungen setzt.

Typische Ultraschalldüsen bieten entscheidende Vorteile: Sie verstopfen selbst bei Langzeitbetrieb nicht und eignen sich für hochviskose und verschmutzte Flüssigkeiten. Sie haben einen Regelbereich von bis zu 1:10 sowie eine verlängerte Lebensdauer – aufgrund der geringen Geschwindigkeit und des niedrigen Drucks in der Flüssigkeitszuführung. Zusätzlich zeichnen sie sich durch eine feine, homogene Tröpfchenverteilung aus. Unser Ziel war es, eine Düse zu entwickeln, die weiterhin
diese Vorteile aufweist, aber gleichzeitig eine Reduktion des Zerstäuberverbrauchs
und somit auch niedrigere OPEX ermöglicht.

Nach einer Reihe von Tests hat CS nun eine völlig neue Generation von
Ultraschalldüsen geschaffen. Die neuartige Geometrie der JULIP-Düse führt zu
einer deutlichen Verbesserung aller Parameter in Bezug auf die Zerstäubungs-qualität (Tröpfchengröße und -verteilung). Der Zerstäuberverbrauch konnte in einigen Fällen sogar um ca. 50% gegenüber herkömmlichen Düsen reduziert werden. Konventionelle Ultraschallzerstäuber benötigen etwa 20 bis 30 % Zerstäubermedium (Nm³/h)
bezogen auf den Flüssigkeitsdurchsatz (l/h). Die JULIP-Düse kommt – bei zugleich verbessertem Sprühbild – mit nur 15 bis 20 % aus. Dadurch ist eine jährliche Betriebskosteneinsparung von bis zu 50 % möglich (Details siehe nachstehende
Tabelle). Besonders thermische Oxidationsanlagen mit mehreren Lanzen für die Einbringung von heizwertarmen Flüssigkeiten sowie Schwefelverbrennungsanlagen werden von dieser Senkung des Energieverbrauchs merklich profitieren.

Nach dem Abschluss ausführlicher interner Test- und Evaluierungsphasen sind die
neuen JULIP-Düsen bereits in mehreren Anlagen langjähriger CS-Kunden in Betrieb.

Jährliche Betriebskosteneinsparung von bis zu 50 % durch geringeren Zerstäuberverbrauch

Fallstudie basierend auf unserer am häufigsten eingesetzten Ultraschalldüse 

CS 6/4“ I-S

Bei Zugrundelegung eines Preises von Zerstäuberluft von 6 Eurocent/Nm³ führt
dies zu einer jährlichen Betriebskosten-Einsparung von 110.400,– Euro.
Die Berechnung basiert auf 8.000 Betriebsstunden im Jahr. Für diese Fallstudie wurde eine Ultraschalldüse mittlerer Größe verwendet.


Testanordnung mit Laser-Messgerät

 

Die technischen Daten der neuen Ultraschalldüse JULIP

Diese Daten wurden bei Tests des neuen Zerstäubersystems aufgenommen.
Für die Testreihe wurde Wasser als flüssiges Medium und Luft als Zerstäuber
verwendet. Die Tests basieren auf einem Lastfall von 1.500 m³/h Wasser und
220 Nm³/h Zerstäubungsluft. Tröpfchengröße, -geschwindigkeit und -verteilung
siehe unten:

 

Kumulierte sowie relative Frequenz der Tröpfchengröße in Prozent

Bereits auf dem Markt: Ultraschalldüse JULIP von CS

 

 

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