Produktion von Vanadiumverbindungen
Gleitschieberventile stabilisieren Prozesstemperatur
Das Gleitschieberventil Typ 8621 mit Flanschanschluss im Einsatz in der Dampfleitung bei U.S. Vanadium. Die Baulänge entspricht der eines Sitzkegelventils der gleichen Nennweite. Quelle: U.S. Vanadium
Schubert & Salzer Control Systems GmbH
Der Schwede Nils Gabriel Sefström entdeckte vor fast 200 Jahren ein neues Element. Inspiriert von der Farbenpracht seiner chemischen Verbindungen nannte er es „Vanadium“, nach der skandinavischen Göttin der Schönheit Vanadís (Freyja). Heute werden die reinsten Vanadiumverbindungen der Welt im industriellen Maßstab von der Firma U.S. Vanadium hergestellt. Gleitschieberventile von Schubert & Salzer sorgen dafür, dass hierbei die optimale Prozesstemperatur erreicht und gehalten wird.
U.S. Vanadium in Arkansas, USA, ist ein Anbieter bei der Herstellung von Vanadiumverbindungen. Vanadiumlegierter Stahl wird eingesetzt in Brücken, Gebäuden, Autoteilen, in der Luft- und Raumfahrt sowie in Schiffen, Pipelines und in vielen anderen Bereichen. Die dadurch mögliche Leichtbauweise kann einen wichtigen Beitrag dazu leisten, diese Bereiche ressourcenschonender und effizienter zu machen.
Bekannt ist U.S. Vanadium vor allem für die von ihr hergestellten Verbindungen Vanadiumpentoxid (V2O5) und Vanadiumtrioxid (V2O3). Bei der Produktion der beiden Stoffe wird der, nach eigenen Angaben, höchste Reinheitsgrad der Welt erreicht. Eingesetzt werden diese superreinen Verbindungen in Spezialanwendungen wie etwa in Farbstoffen, Speziallegierungen oder als Katalysator bei der Schwefelsäure-Produktion. Vor allem die Energiewende befeuert aktuell die Nachfrage, denn extrem reine Vanadiumoxide sind die entscheidende Grundkomponente für den Betrieb sogenannter Vanadium-Redox-Flow-Batterien, mit denen sich Energie im großen Maßstab nachhaltig und ressourcenschonend speichern lässt. Denn Vanadium-Redox-Flow-Batterien sind als Energiespeicher nahezu grenzenlos skalierbar und verfügen über eine hohe Lebensdauer mit 15.000 bis 20.000 Lade- und Entladezyklen.
Produktion von Vanadiumoxiden
Als Grundstoff für die Herstellung der Vanadiumoxide dient eine Vielzahl industrieller Abfallstoffe wie beispielsweise Schlacke aus der Stahlindustrie. Diese wird fein gemahlen und mit Natriumsalzen oxidiert, wodurch wasserlösliche Verbindungen aus Natrium und Vanadium entstehen. Um diese mit maximaler Effizienz aus der Schlacke auszulaugen, wird die Suspension auf exakt 95 °C erhitzt.
Bei diesem kontinuierlich ablaufenden Prozess kam es in der Vergangenheit immer wieder zu Temperaturschwankungen. Aufgrund der permanent zugeführten und sich ändernden Eingangsmengen ist es schwierig, die optimale Temperatur der Suspension von 95 °C exakt zu erreichen und zu halten. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung und zur Steigerung der Effizienz, hat U.S. Vanadium an zentraler Stelle im Prozess eines der ersten in den USA hergestellten Flansch-Gleitschieberventile Typ 8621 von Schubert & Salzer getestet.
„Die Inbetriebnahme des Ventils hätte nicht einfacher sein können. Der Stellungsregler ist selbsteinstellend. Sobald die Anschlüsse für die Zuluft und die Stromversorgung hergestellt sind, muss nur noch die Selbstjustierung eingeleitet werden. Die Gleitschieberkonstruktion des Ventils macht die Installation zu einem Klacks, da ein kleinerer Stellantrieb zur Steuerung des Ventils ausreicht, wodurch die Gesamtgröße kompakter wird“
erklärt Ben Davis, Prozessingenieur und Projektleiter bei U.S. Vanadium
Das pneumatische Gleitschieberventil Typ 8621, konstruiert nach ASME B16.34, API RP 553, API 598, ASME B31.1 und ASME B31.3 inkl. Flanschanschluss nach ASME B16.5, eignet sich ideal für eine große Bandbreite verfahrenstechnischer Regelaufgaben. Quelle: Schubert & Salzer Control Systems
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