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Öl- und Emulsionsnebel-Abscheidung an BAZ

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Öl- und Emulsionsnebel-Abscheidung an BAZ

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In vielen Bereichen der Fertigung entstehen öl- oder kühlschmierstoffhaltige Aerosole, die aus Gründen des Umweltschutzes abgeschieden werden müssen. Gesetze und Verordnungen wie Bundesemissionsschutzgesetz oder TA-Luft schaffen hierfür die notwendige Grundlage.

Dipl. Ing. Herbert Mürmann,Ingenieurbüro für Lufttechnik

Die Schadstoffe, mit denen wir es hier zu tun haben, treten in physikalischen Erscheinungsformen, wie Aerosolen, Nebel, Stäuben, Rauch, Dämpfen und Gasen auf. Neben dem Umweltschutz spielt jedoch die Gesundheitsgefährdung der in den Fertigungsstätten arbeitenden Personen eine sehr wichtige Rolle. Dazu sagt die s. g. Arbeitsstätten-Verordnung (ArbStättV, herausgegeben vom Bundesarbeitsministerium BGBl. I, S. 729) in § 14 zum Schutz gegen auftretende Gase, Dämpfe, Nebel und Stäube Folgendes:
„Soweit in Arbeitsräumen das Auftreten von Gasen, Dämpfen, Nebel oder Stäuben in unzuträglicher Menge oder Konzentration nicht verhindert werden kann, sind diese an ihrer Entstehungsstelle abzusaugen und zu beseitigen. Sind Störungen an Absaugeinrichtungen nicht ohne weiteres erkennbar, so müssen die betroffenen Arbeitnehmer durch eine selbsttätig wirkende Warneinrichtung auf die Störung hingewiesen werden. Es müssen ferner Vorkehrungen getroffen sein, durch die die Arbeitnehmer im Fall einer Störung an Absaugeinrichtungen gegen Gesundheitsgefahren geschützt sind.“
In den Erläuterungen zu § 14 dieser Verordnung wird darauf hingewiesen, dass sich in Arbeitsräumen Gase, Dämpfe, Nebel und Stäube nur in einer Menge ansammeln dürfen, die keine Belästigungen, Gesundheitsschäden oder Explosionsgefahren zur Folge haben können. Die Unzuträglichkeit hängt von der Menge bzw. der Konzentration und der Art der Luftverunreinigung ab. Grenzwerte für gesundheitsschädliche Stof-fe sind in der Liste der maximalenArbeitsplatzkonzentrationen gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe (MAK-Werte) aufgeführt.
Der menschliche Körper kann durch die Haut, durch Inhalation oder oral diese Schadstoffe aufnehmen. Entsprechende Gesundheitsschäden sind die Folge.
Abscheidesysteme
Für die Bewertung und Bemessung, somit also für die Auswahl der Abscheidetechnik sind das Partikelspektrum sowie die physikalische Erscheinungsform der Aerosole von großer Bedeutung. Das Spektrum gibt Auskunft über die Größe (µm) und Anzahl der vorhandenen Partikel. Die Konzentration der Schadstoffe wird gravimetrisch ermittelt und in mg/m3 angegeben.
Das Abluftreinigungsproblem in der Metallverarbeitung konzentriert sich im Wesentlichen auf die Aerosolbildung durch Kühlschmierstoffe, die als wässrige oder ölige Emulsion weit verbreitete Anwendung finden.
Die bestehen aus den Basiskomponenten Wasser, Mineralöl oder synthetischen Kohlenwasserstoffen.
Als Abscheider für diese Aerosole kommen zum Einsatz:
n Elektrofilter
n Filternde Abscheider
n Prallblechabscheider
Die Funktion eines Elektrofilters beruht darauf, dass ungleichnamig elektrisch geladene Körper sich anziehen. Mit Hilfe einer Sprüh- oder Spitzenentladung (Korona), die man durch Gleichstrom hoher Spannung an einer Elektrode erzeugt, werden die im Gas schwebenden Teilchen aufgeladen und von einer flächenförmigen Gegenelektrode aus dem Gasstrom gezogen.
In Abb. 2 ist in vereinfachter Weise der Abscheidevorgang eines Elektrofilters dargestellt. Die im Gas schwebenden Staub- oder Nebelteilchen werden elektrisch geladen und an geerdeten Elektroden abgeschieden. Aufgeladen werden die Teilchen durch Ionen, die durch Sprühentladung – Korona – der unter 10 000 bis 80 000 V Gleichspannung stehenden Sprühdrähte erzeugt werden, indem zwischen Sprüh- und Niederschlagselektroden gebildeten elektrischen Feld werden die so geladenen Staub- oder Nebensachen vornehmlich von den Niederschlagselektroden angezogen.
Als filternde Abscheider werden vornehmlich Einwegfilter eingesetzt. Die Filterelemente werden nach der Sättigung ausgetauscht und entsorgt. In Folge der ständig steigenden Umweltauflagen fallen solche Filter oftmals in die Kategorie Sondermüll und ihre Beseitigung geht zu Lasten steigender Kosten.
Bei den Prallblechabscheidern wird durch geschickte Führung der Luft eine Prallwirkung erzeugt, wodurch die luftfremden Bestandteile über die Zentrifugalbeschleunigung herausgeschleudert werden. Schließlich lagern sie sich an den Profilwänden ab.
Abscheidesystem Aeroex
Eine wesentlich verbesserte Abscheideleistung zeigt das in den letzten Jahren entwickelte System Aeroex auf, das sich durch folgende Vorteile auszeichnet.
• Abscheidegrad bis zu 98 %
• Mechanische Abscheidung (keine Kosten für Wasser, Strom oder Filtermatten)
• In den meisten Fällen selbstreinigend
• Partikelabscheidung ab 1 µm (mit Agglomerator ab 0,5 µm)
• Lange Standzeiten
• Funktionssicherheit
• Einfache Handhabung
• Keine Speicherfunktion im Abscheidebereich
Das Profil des Aeroex-Systems wurde so entwickelt, dass sich die Luft durch Strömungsschikanen hindurchzwängen muss. Durch Schwerkraft-Prall- und Kondensationseffekte ohne Hilfsmedium (z. B. Wasser und Hilfsenergie (Elektrizität) werden Partikel und Tröpfchen abgeschieden (siehe Bild 3).
Aeroex-Abscheidesysteme werden vorrangig im fluiden Aerosolbereich eingesetzt (Fluide, Öle, Fette, Emulsionen). Das Aeroex-System ist geeignet für den Einbau in Lüftungsgeräte, Abluftrohrsysteme zum direkten Aufsetzen auf Maschinen und als Raumabscheider.
Abscheideelement Typ G
Das Grundelement für ein Aeroex-V-Modul ist das Einzelelement Typ G, das bei der Abscheidung von Aerosolkonzentration aus Abluftströmen bis 1 750 m3/h im Abluftsystem geeignet ist. Es wird zu einem V-Modul zusammengesetzt und damit lassen sich Abluftströme beliebiger Größe zusammenfassen. Das V-Modul besteht aus zwei Abscheideelementen Typ G und kann z. B. in ein Gehäuse (siehe Bild 4) eingebaut werden.
Der Aeroex-Axialabscheider wurde konzipiert für die Absaugung und Abscheidung von Schadstoffströmen bis 2 500 m³/h direkt am Entstehungsort. Sein typisches Erscheinungsbild ist die runde Bauform mit Außendurchmesser von 315 bis 500 mm und wird komplett aus Chromnickelstahl 1.4301 gefertigt. Er eignet sich für den vertikalen Einbau im Abluft-Rohrsystem bzw. zum direkten Aufsatz auf Metallbearbeitungszentren (siehe Abb. 1). Das runde kriechöl- und wasserdichte Gehäuse kann für die Wartung in Ober- und Unterteil leicht abnehmbar geteilt werden. Die Verbindung erfolgt mittels kriechöldichtem Schnellspannband.
Die Anschlussstutzen für Roh- und Reingas mit einem Bord von 6 mm sind für Klemm-Schnellverschlüsse vorgesehen. Das innen liegende Abscheideelement „Aeroex-Koaxial“ ist als Abscheidekranz ausgebildet (siehe Abb. 5). Die abgeschiedenen Öl- oder Emulsionsteilchen werden durch einen Ablauf über Syphon entweder direkt in die Maschine abgeleitet oder in einen gesonderten Behälter.
Für Partikelabscheidung ab 0,5 µm wird im Inneren des Gerätes (siehe Abb. 4) nach dem Abscheidekranz ein Agglomerator nachgeschaltet. In der Abb. 1 ist der Aeroex-Axialabscheider über zwei Bearbeitungszentren zu sehen. Der Rohgas-eintritt erfolgt von unten und das Kondensat wird der Maschine direkt über eine Kondensatleitung zugeführt. Reinluftseitig wird die gereinigte Abluft zu einem Sammelventilator geführt, der die Abluft über Dach entsprechend den behördlichen Vorschriften ins Freie bläst.
– mav 397
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