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Schwierige Anforderungen an Material und Sicherheit

 

Ausgangslage für dieses Projekt war eine Expertise, die STAHN electronics im Auftrag der Regionalen Entsorgungsanlage Niedergösgen AG (RENI) ausführte und dabei das bestehende System auf ihre Funktionstüchtigkeit und Sicherheit hin untersuchte. Dabei wurden Mängel in der Funktionsweise (Sicherheit) und der Beständigkeit des Materials entdeckt. Aufgrund dieser Tatsachen wurde STAHN electronics für die Ausführung eines sicheren und beständigen Systems beauftragt, welches den strengen Anforderungen genügen sollte.

Salzsäure Bespeisung

Für die Ausführung der elektrischen Installation haben wir mit unseren Partner JOST Brugg AG und für die Anlagen spezifischen Installationen mit Huber AG Windisch zusammengearbeitet.

Ätzende Umgebungsluft
Die Herausforderung bestand grössten Teils an der Beständigkeit des verwendeten Materials für die Installation und die Steuerungskomponenten. C ÄtzendDie Verwendung von Salzsäure (systematischer Name Chlorwasserstoffsäure) die eine wässrige Lösung des Gases Chlorwasserstoff (Summenformel HCl) ist, ist eine starke anorganische Säure und zählt zu den Mineralsäuren. Die Salze der Chlorwasserstoffsäure heissen Chloride. Das bekannteste Chlorid ist das Natriumchlorid (NaCl, Kochsalz). Ohne Problem zersetzt auch schon eine in der Luft angereicherte Menge dieser Säure metallene Materialien. Das Hantieren mit Salzsäure erfordert eine geeignete Schutzvorrichtung für Menschen, um sich vor der zersetzenden Wirkung dieser Säure ausreichend schützen zu können.

Spezialausführung für Schaltschrank (Steuerung) und Installation
Die Evaluation der zu verwendenden Komponenten für die Steuerung und elektrische Installation erwies sich als sehr aufwändig, da die Hersteller oft nicht gerade über derartige Beständigkeiten ihrer Komponenten bescheid wussten und zuerst auch noch intern abklären mussten. Es stellte sich heraus, dass viele Standardkomponenten so nicht eingesetzt werden konnte und wir deshalb auf Materialien und Ausführungen greifen mussten, die auch preislich höher lagen, als herkömmliche Materialien.

Der Schaltschrank selbst wurde mit einer verstärkten Kunststoffausführung und einer Schutzklasse von IP66 bearbeitet. Mit dem Druckregulierventil wird ein Überdruck innerhalb des Schrankes aufgebaut, um allfällige Aussenluft vom Innern des Schrankes und somit von der empfindlichen Elektronik fern halten zu können. Als Steuerung dient eine Zentraleinheit (SPS) der Reihe CJ1M von Omron electronics AG und als Bedienung wurde ein Touch Screen der Modelreihe NT21S eingesetzt.

CJ1 Serie

Sämtliche Befehls- und Meldegeräte wurden zusätzlich mit einer Chemikalienbeständigen Schutzabdeckung versehen. Auch die Kabelverschraubungen für hohe Ansprüche in der Technik bestehen aus Polyvinyldifluorid PVDF. Sie sind geeignet für den Einsatz im chemischen Bereich, bei hohen Temperaturen und bei Langzeit- UV- Belastungen.

Funktionsweise
Die Anlieferung und Befüllung der Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure HCl) erfolgt in einem separaten Kreis in den Aussentank. Mit einer Schlauchquetschpumpe Startbildschirmwerden die Behälter der Membranfiltration und Tagestank befüllt. Die Befüllung der Membranfiltration soll über eine manuelle Betätigung des START- Taster’s erfolgen (Chargen für Mischverhältnis) und die des Tagestankes automatisch gesteuert werden, mittels einer Niveauregelung. Als Sicherheit ist je ein Sicherheitsschalter an beiden Behälter vorgesehen. Als zusätzliche Sicherheit werden an verschiedenen Standorten NOT-AUS Schalter montiert, die einen sofortigen Stromunterbruch an allen Aktoren verursachen.

Prinzipschema

Der Tagestank wird im Normalbetrieb immer automatisch nachgefüllt, sobald der Salzsäurestand im Tank ein bestimmtes Niveau (ca. 30cm über dem Tankboden) unterschritten hat. Die Schlauchquetschpumpe schaltet sich ein und pumpt über ein Membranventil Salzsäure aus dem Aussentank in den Tagestank. Sobald der Tank voll ist (bei ca. 90cm über dem Tankboden) wird die Pumpe gestoppt und das Ventil geschlossen.

Der Membranfiltrationstank wird bei Bedarf gefüllt. Der Benutzer kann eine EinstellungenFüllmenge in % des Tankinhaltes eingeben und anschliessend diese Menge abfüllen lassen. Beim Abfüllen wird die Salzsäure dann mit Wasser verdünnt, damit ein Salzsäuregehalt von 10-15% erreicht wird.

Bedient wird die Anlage über ein Touch-Screen Terminal. Ausser dem Terminal sind nur die Fehlerrückstelltaste und ein paar Meldeleuchten auf der Schaltschrankfront angebracht.

Wartung
Bei der Konzipierung der Steuerung für die Salzsäurebespeisung wurde grossen Wert auf die Beständigkeit gegenüber Salzsäure gelegt. Wo überall möglich wurde Material eingesetzt, welches eine hohe chemische Beständigkeit aufweist. Eine 100% Beständigkeit gibt es jedoch nicht. Längere Einwirkungen von Salzsäure können Verfärbungen und schlimmstenfalls die mechanische Festigkeit beeinträchtigen. Deshalb sollten Salzsäurelachen und Spritzer an den Bedienelementen und Komponenten sofort weggewischt werden. Meldeleuchten, Tasten und Bedienterminal sind durch eine Silikonkappe geschützt. Sollte eine dieser Kappen beschädigt oder stark verfärbt sein, so sollte sie umgehend ausgetauscht werden. Auch sollten beschädigte Sicherheitselemente wie Notaustaster, Schwimmerschalter, Sicherheitsschalter bei Beschädigung umgehend ersetzt werden.

Um Salzsäuredämpfe im Schaltschrank zu vermeiden, wird der Schrank mit Überdruck belüftet. Es ist unbedingt auf sauber Druckluft zu achten, verschmutzte Filter sind bei jeder Revision zu reinigen bzw. zu ersetzen. Mit diesen Servicemassnahmen ist ein zuverlässiger Einsatz des Systems auf lange Sicht möglich, sowie die Einhaltung der Sicherheit für Mensch und Umwelt, sind gewährleistet.


Referenz:

Regionale Entsorgungsanlage Niedergösgen AG (RENI)
Herrn Volker Wittmann
Langackerstrasse 16
CH-5013 Niedergösgen

Tel.: 062 858 30 60
Fax: 062 858 30 70

Um mehr über die Regionale Entsorgungsanlage Niedergösgen AG (RENI) zu erfahren können Sie die Webseite besuchen. --> www.reni-ag.ch


 
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Letzte Änderung: 24. 05. 2021 by Roger Stahn (Webmaster) 
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