Förderung von Kohlendioxid mit einer mehrstufigen Pumpe

Kohlensäure oder Kohlenstoffdioxid (Kohlendioxid, Kohlenstoffoxid (IV), CO₂) – ein farbloses Gas (unter Normalbedingungen), das sich leicht in Wasser löst.

Abgesehen von der allgemein bekannten Tatsache, dass es ein wichtiger Bestandteil des Photosyntheseprozesses ist, wird diese Substanz in der Lebensmittel-, Pharma-, Landwirtschafts- und Maschinenbauindustrie weit verbreitet eingesetzt.

Im technologischen Prozess der Kohlendioxidproduktion ist der Einsatz von Transportmitteln für das Produkt unerlässlich, insbesondere einer Pumpeneinheit. Kohlendioxid befindet sich bei niedriger Temperatur und hohem Druck im flüssigen Zustand.

Auf dem Foto unten ist eine vertikale mehrstufige Pumpe zu sehen, die in einer Produktionslinie für Kohlensäure installiert ist. Auf der Oberfläche der Pumpe und der Absperrarmaturen ist Frostbildung (gefrorener Wasserdampf aus der Luft) zu erkennen.

Ein Merkmal dieses Pumpentyps ist die Fähigkeit, durch die Anzahl der auf einer Welle hintereinander angeordneten Laufräder einen hohen Druck zu erzeugen. Diese Konstruktion ermöglicht Druckwerte von 3 bis 25 bar.

Ein Nachteil der vertikalen Anordnung ist die Gefahr der Bildung von Dampf-Luft-Blasen im oberen Teil der Pumpe durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, was zum lokalen Sieden von Kohlendioxid führen kann.

Gerade in diesem Teil der Pumpe befindet sich die Gleitringdichtung. Dieses Bauteil verhindert das Austreten von Flüssigkeit aus der Arbeitskammer und sollte durch die geförderte Flüssigkeit gekühlt werden. Da sich jedoch eine Dampf-Luft-Zone bildet, in der die Dichtung ohne Flüssigkeit arbeitet (sogenannter „Trockenlauf“), verringert sich die Lebensdauer der Dichtung erheblich.

Bei „Trockenlauf“ kommt es zu schnellem Verschleiß der Reibpaare und zum Schmelzen der Gummidichtungen.

Um dieses Problem zu lösen, kann ein Bypass-Rohr (Bypass) verwendet werden. Dieses Bauteil der Pumpenverrohrung ermöglicht die Ableitung der Dämpfe in die Saugleitung und verhindert so die Bildung einer Dampf-Luft-Blase im Bereich der Gleitringdichtung.