Mit ölfrei verdichtenden Kolbennachverdichtern lässt sich Kohlendioxid, das in der Getränkeindustrie oder bei chemischen Prozessen anfällt, für andere Prozesse, bei denen CO2 benötigt wird, komprimieren und wiederverwenden.
In der Getränkeabfüllung werden Behälter mit Kohlendioxid beaufschlagt, viele Erfrischungsgetränke werden mit CO2 versetzt. Gär- und Lagertanks sowie Filtrationsanlagen werden mit dem Gas leergedrückt, Brauwasser wird aufbereitet oder Lauge neutralisiert. In der alkoholischen Gärung wiederum entsteht CO2. Diesen und vielen anderen Prozessen ist gemeinsam, dass sich überschüssiges Kohlendioxid zurückgewinnen lässt, um es wiederzuverwenden. Dazu muss es aufgefangen und stark komprimiert werden.
Des Weiteren fällt CO2 in vielen chemischen Prozessen als Neben- oder Abfallprodukt an – zum Beispiel in Chemisch-Nickel-Anlagen oder in Düngemittel- und Biogasanlagen. Bei der Biogasaufbereitung muß der Methangehalt im Biogas erhöht und gleichzeitig Kohlendioxid und weitere unerwünschte Bestandteile entfernt werden. Dafür stehen diverse Verfahren zur Verfügung, etwa die Aminwäsche, die Druckwasserwäsche oder kryogene Verfahren. Auch bei der Ammoniaksynthese, die überwiegend zur Düngemittelherstellung angewandt wird, entstehen große Mengen CO2. Bei ausreichender Reinheit kann das Gas wirtschaftlich genutzt werden.
Diese Aufgabe können von CO2-Kolbennachverdichtern (auch Booster genannt) erledigt werden. Booster von Atlas Copco sind wassergekühlt, verdichten ölfrei und haben zwei Verdichterstufen. Mit ihnen lässt sich Kohlenstoffdioxid, das bei den genannten chemischen Prozessen oder in der Getränke- und Lebensmittelindustrie anfällt, auf einen Betriebsüberdruck von 11 bis 20 bar komprimieren. Die Maschinen sind für ihre absolut ölfreie Verdichtung vom Tüv gemäß ISO 8573-1, Klasse 0, zertifiziert.
Booster müssen immer individuell auf die jeweiligen betrieblichen Anforderungen ausgelegt werden. „Angesichts der potenziell hohen Nachfrage haben wir aber schon eine Serie mit vorkonfektionierten Standardgrößen definiert“, sagt Torsten Schremmer, Produktmanager bei Atlas Copco. Bei den Anlagen der Standardbaureihe sind alle Komponenten auf einem Stahlgrundrahmen angeordnet. Sie werden als Plug-and-Play-Systeme betriebsbereit ausgeliefert.
- Die Motorleistungen variieren zwischen 22 und 250 kW
- die Durchflussraten liegen zwischen 127 und 3176 kg CO2 pro Stunde.
- Die Booster sind werksseitig mit einer Steuerung ausgerüstet, die samt Display in einem Schaltschrank auf dem Grundrahmen installiert ist.
Wenn der Anwender kein trockenes, sondern feuchtes CO2 bereitstellt, sollte die Anlage mit einem Kondensatabscheider (optional) ausgestattet sein.
Aufgrund der Verdichtungsart gehören zu den Kolbennachverdichtern jeweils drei starke Pulsationsdämpfer.Der erste beruhigt das CO2 gleich nach dem Einlass, noch vor der ersten Verdichtungsstufe. In der ersten Stufe wird das Gas vorkomprimiert. Ein Zwischenkühler nimmt Wärme heraus, entlässt das Gas in den zweiten Pulsationsdämpfer, von dem aus es in der zweiten Verdichtungsstufe auf den Enddruck von zum Beispiel 20 bar komprimiert wird. Es folgen ein Nachkühler und der Austrittspulsationsdämpfer, ehe das verdichtete Kohlendioxid die Maschine verlässt und dem nachgelagerten Prozess zugeführt wird.
Bei den Boostern von Atlas Copco sind die beiden Verdichterstufen horizontal angeordnet und arbeiten nach dem Boxerprinzip. Durch diese Anordnung läuft die Anlage extrem ruhig und vibrationsarm und ist im Gegensatz zu vertikalen oder in L-Form angelegten Konzepten und ist darüber hinaus auch weitaus wartungsfreundlicher. Die Kammern horizontaler Booster lassen sich zu Instandhaltungszwecken viel besser erreichen, öffnen und warten.