Gute Performance gegen Kalk: AQUABION bewährt sich unter Extrembedingungen

Als einer der Weltmarktführer für industrielle Filtrationssysteme ist die Donaldson Inc. mit Hauptsitz in Minneapolis im US-Bundesstaat Minnesota bekannt. An mehr als 100 Standorten bietet der Global Player heutzutage seinen Kunden mit 13.000 Mitarbeitern weltweit Hochleistungs-Produkte - sowie maßgeschneiderte Lösungspakete an: Die Produktpalette ist breit und zieht sich von der Druckluftaufbereitung über die industrielle Abluftreinigung bis hin zu ganzheitlichen Service-Angeboten. Druckluftspezialisten stellen Maximalforderungen Das in Flensburg befindliche Donaldson Werk ist Herstellerwerk und Entwicklungszentrum für Kälte-Druckluft- und Membrantrockner zugleich und kann sich dabei auf eine 50 jährige Erfahrung stützen. Um der Metall-, Druck- oder Textilindustrie sowie Karosserie- und Metallwerkstätten eine gleich bleibend hohe Qualität der Anlagen gewährleisten zu können, werden diese in der Herstellung regelmäßig überprüft sowie durch Weiterentwicklung stetig an aktuelle Anforderungen, zum Beispiel höhere Energieeffizienz, angepasst. Herkömmliche Entkalkung versagt im Testraum Zu Testzwecken installierte das Donaldson Werk eigens einen Testraum, der von einem vierköpfigen Team aus Ingenieuren und Facharbeitern genutzt sowie stetig an neue Erfordernisse adaptiert wird. In diesem Testraum lassen sich die maßgeblichen Einflüsse auf Kälte-Drucklufttrockner unter Extrembedingungen simulieren. Um das maximale Trocknungspotenzial verifizieren zu können, muss die Druckluft prinzipiell eine Feuchte von 100 Prozent aufweisen. Dazu wird in einem Dampferzeuger mit drei Heizschlangen à 7,5 kW Leitungswasser vollständig verdampft. Dieser Dampf wird anschließend der von einem Kompressor erzeugten Druckluft zugeführt, bevor diese in das zu testende Gerät einströmt. Im Verdampfungsprozess stellt jedoch der Ausfall von hartem Kalk eine gravierende Bedrohung für die Funktionsfähigkeit der Heizschlangen dar. Vor rund zwei Jahren hatten die Lebenszykluskosten eines vorgeschalteten Ionentauschers dessen Investitionskosten massiv überschritten – bei dennoch völlig unbefriedigendem Ergebnis. AQUABION auf dem Prüfstand Kai Scheppler, Entwicklungsingenieur des Projektes, suchte und stellte diesmal eine Alternativlösung auf den Prüfstand: Das galvanisch arbeitende Wasseraufbereitungssystem AQUABION der ION Deutschland GmbH. Dieses in Deutschland produzierte und zum Patent angemeldete Inline-System ist seit 2003 auf dem Markt und in den Durchmessern DN 10 bis DN 250 passend für jeden Rohrquerschnitt erhältlich. Als DN 25 wurde der AQUABION im April 2008 in die Zuleitung integriert und im März 2009 - nach fast einem Jahr - der ersten kritischen Revision unterzogen. Reinhard Wille, Leiter Vertrieb Industriekunden und langjähriger Mitarbeiter bei der ION Deutschland GmbH, Düsseldorf, hat sich danach vor Ort mit Dipl.-Ing. (FH) Kai Scheppler getroffen und direkt Erfahrungen und Ergebnisse zum AQUABION ausgetauscht. Reinhard Wille: Herr Scheppler, wir stehen hier in Ihrem Testraum vor dem Dampferzeuger, an dem Sie letzte Woche die jährliche Revision durchgeführt haben. Bevor wir über die konkreten Ergebnisse sprechen, habe ich eine grundsätzliche Frage. Normalerweise kommt der AQUABION in Brauchwassersystemen, Warmwasser- oder Kühlkreisläufen zum Einsatz, nicht aber in Verdampfersystemen. So ist auch die ION Deutschland GmbH sehr gespannt, wie ihr Gerät unter diesen Extrembedingungen abgeschnitten hat. Wodurch aber ergeben sich bei Ihnen diese Härtebedingungen? Dipl.-Ing.(FH) Kai Scheppler: Wir verdampfen normales Leitungswasser, welches in unserer Region eine mittlere Härte (9 Grad deutscher Härte) aufweist. Beim Verdampfen haben wir mit zwei „Stressfaktoren“ zu kämpfen: Schon ab 60 Grad Wassertemperatur fällt Kalk vermehrt aus – wir aber müssen den Verdampfer bei 200 Grad fahren! Außerdem fehlt jegliche Verdünnung, da das Wasser komplett verdampft. So wird der Kalk zu 100 Prozent an den Heizschlangen abgeschieden. Innerhalb kürzester Zeit reduzieren die harten Inkrustationen den Energietransport an den Heizschlangen nicht nur drastisch. Nein, sie führen unweigerlich auch zu deren Zerstörung. Nach einer Phase exorbitanten Energieverbrauchs bricht die Dampferzeugung letztendlich völlig zusammen. Reinhard Wille: Kalkausfall ist aus meiner langjährigen Erfahrung in der Tat eine massive Bedrohung derartiger industrieller Prozesse. Bereits eine Kalkschicht von nur 1 mm Stärke treibt den Energie- und Wasserbedarf für unsere Kunden nachweislich um bis zu 10 Prozent in die Höhe. Wie gehen Sie also normalerweise gegen diesen bedrohlichen Kalkausfall vor, der ja die Funktionsfähigkeit der gesamten Testanlage komplett in Frage stellt? Dipl.-Ing.(FH) Scheppler: Bis vor gut einem Jahr haben wir das Wasser mit einem vorgeschalteten herkömmlichen Ionentauscher entkalkt – allerdings unter großem Kraftaufwand. Bis zu sechs Mal pro Jahr mussten reihenweise 25 Kilogramm schwere Säcke mit Regeneriersalz hier hinauf in den Testraum gewuchtet werden. Trotzdem waren wir mit dem Ergebnis des Verfahrens, bei dem die Wasserhärte gegen Salz herausgetauscht wird, nicht zufrieden. Denn es mussten trotz der Anlage einmal im Jahr mit enormem mechanischem Einsatz die hartnäckigen Kalkinkrustationen von den Heizschlangen gekratzt werden, sofern die Heizschlangen nicht ohnehin zerstört waren und ganz ersetzt werden mussten. Dies trieb nicht nur den Mitarbeitern im Testraum regelmäßig den Schweiß ins Gesicht, sondern auch unseren Energie- und Wartungsaufwand deutlich in die Höhe. Deshalb habe ich vor gut einem Jahr die Testanordnung umkonstruiert und, sozusagen als Test im Test, Ihren AQUABION dem Verdampfer vorgeschaltet. Reinhard Wille: Welche Eigenschaften des AQUABIONS haben Sie damals bewogen, unser Aktivanodensystem diesem extremen Härtetest zu unterziehen? Dipl.-Ing. (FH) Kai Scheppler: Mein Vorgesetzter und ich hatten diverse Fachaufsätze zum Thema Kalkabscheidung gelesen. In einem wurde der AQUABION vorgestellt. Uns beeindruckte, dass die Aktivanode auch als Kalkwandler wirken soll: Sie soll den Kalk im kalten Wasser schon künstlich ausfällen und dabei dessen Struktur verändern. So soll sich der Kalk in größeren, filterbaren Partikeln stabilisieren. Als Filtrationsspezialisten sahen wir darin die Gelegenheit, den Kalk durch entsprechende Filter völlig von den Heizschlangen fernzuhalten – also abzufiltern. So integrierten wir hinter dem AQUABION einfach einen unserer eigenen 5 µm Donaldson Tiefenfilter. Reinhard Wille: Ich verstehe. Der AQUABION wirkt wie folgt: Das Kernstück ist eine Anode aus hochreinem Zink. Wie bei der traditionellen Opferanodentechnik entsteht zwischen dem edleren Metall des Gehäuses und dem unedleren Zink ein kontrolliertes Spannungsdifferential. Dieses induziert über die Leitfähigkeit im Wasser den Fluss eines Schutzstroms. Neben dem Schutz von Verdampfer und Rohren vor Korrosion bewirken die gelösten Ionen aktiv die Kalkwandlung durch Bindung: Der Kalk wird künstlich im kalten Wasser ausgefällt und stabilisiert sich dabei in mikroskopisch sichtbaren größeren Partikeln. Diese bestehen anstatt aus dem Mineral Kalzit aus dem Mineral Aragonit. Dieses ist träge und gesättigt und haftet an Oberflächen weniger stark an. Üblicherweise fließen die Kalkpartikel mit der Wasserströmung ab. Wie sahen nun konkret Ihre Ergebnisse aus? Dipl.-Ing. (FH) Kai Scheppler: Seit April 2008 lief die Anlage ganz ohne Leistungseinbußen! Mitte November 2008 mussten wir wegen eines andersartigen Defektes den Verdampfer öffnen und haben außerplanmäßig die Heizschlangen gesichtet. Wir trauten unseren Augen kaum: Die Heizschlangen waren völlig frei von Kalk! Auch der Filter war nahezu frei von Kalk. Wir fuhren mit dem Test unverändert fort. Im Zuge der Revision Mitte März 2009 prüften wir den Verdampfer nochmals. Wir sind heute höchst zufrieden, im AQUABION eine wirksame und ökologisch verantwortungsbewusste Maßnahme gegen Energie- und Wasserverschwendung gefunden zu haben. Wir werden innerhalb unserer Firmengruppe die hervorragenden Erfahrungen mit dieser Garantiemaßnahme für einen zuverlässigen sowie effizienten Testbetrieb gerne weiterempfehlen. Reinhard Wille: Danke, Herr Scheppler, für diesen höchst informativen Erfahrungsaustausch! Kontakt: Donaldson Filtration Deutschland GmbH Büssingstr.1 D- 42781 Haan www.donaldson.com