Abluftreinigung und Energierückgewinnung

In Unternehmen der Beschichtungsindustrie, z.B. im Bereich der Pulverlacke, werden auf unterschiedliche Materialien Pulverlacke aufgetragen und anschließend bei Temperaturen von ca. 180 bis 220°C getrocknet. Bei der Trocknung der beschichteten Bauteile werden organische Verbindungen freigesetzt und über Abluftleitungen in die Umgebungsluftimitiert. Die Abluftkonzentrationen für den Gesamtkohlenstoffgehalt liegen im Bereich von 220mg/m³ bei einer Ablufttemperatur von max. 180°C.

Bauteilen können mit unterschiedlichem Material kontinuierlich in Prozessanlagen oder diskontinuierlich in Lackierkabinen beschichtet werden. Die kontinuierlich arbeitende Prozessanlagen werden im Umluftverfahren betrieben. Dabei wird die Abluft in den Beschichtungslinien nur anteilig durch Frischluft ersetzt, so dass die VOC-Konzentration in den Prozessanlagen ansteigt. Typische VOC-Konzentrationen in der Abluft liegen bei ca. 4000 mg/m³. Die Dämpfe werden in einem nachfolgenden Verfahrensschritt thermisch nachbehandelt, bzw. verbrannt.

Diskontinuierlich betriebene Lackieranlagen bestehen aus Lackierkabinen. Diese Lackierkabinen sind mit einem Abscheider und einem Ventilator ausgerüstet, so dass die Lackierabluft direkt in den Abluftkanal und somit in die Umgebungsluft abgegeben wird. Typische VOC-Konzentrationen in der Abluft liegen bei ca. 500mg/m³, die derzeit mit Wäschern und/oder Aktivkohlefiltern gereinigt wird. Der Nachteil der Aktivkohle ist, dass die Sättigung der Aktivkohle mit Abluftinhaltsstoffen nur unzureichend bestimmbar ist.

Beschichtet werden unterschiedliche Materialien wie Holz, Metalle oder Kunststoffe. Die Beschichtungen enthalten entweder hohe Lösungsmittelanteile oder, bei den wasserbasierten Beschichtungsmitteln, geringe Lösungsmittelanteile. 

Bei der Beschichtung oder im anschließenden Trocknungsprozess werden aliphatische Lösungsmittelanteile wie Butylglykol oder Dimethylformamid oder aromatische Lösungsmittel wie Benzylalkohol oder Kondensationsprodukte aus der Polymerbildung wie Formaldehyd in die Abluft abgegeben. Neben den VOCs können aber auch Stäube entstehen, die in der Abluft nachweisbar sind. Diese Emissionen werden auf ihren VOC-Gehalt oder mit Geruchseinheiten bewertet.

Die in der Beschichtungsindustrie und in Lackierbetrieben frei werdenden Schadstoffe können mit der UV-Ozon-Technologie und mit einem Kombinationsverfahren bestehend aus Plasma und UV-C neutralisiert werden.

Mit der UV-Ozon-Technik können besonders polare organische Monoverbindungen oder komplexe Mischungen aus unterschiedlichen organischen Verbindungen abgebaut werden. Dabei erfolgt der oxidative Abbau der organischen Verbindungen auf Basis einer radikalischen Reaktionskaskade.

Mit der kombinierten Technologie aus Plasma und UV-C werden auch unpolare organische Verbindungen wie langkettige Esterverbindungen abgebaut. Dabei wird mit dem Plasma in der ersten Stufe der radikalische Prozess eingeleitet. Der nachfolgende UV-C-Prozess unterstützt ihn und erhöht die Wirksamkeit. Als zusätzliches Modul wird zwischen der Plasmatechnik und der UV-C-Technik ein Wasserdiffusor eingesetzt, um die Reaktivität in der nachgeschalteten UV-C-Einheit zu optimieren. Untersuchungen zeigen, dass so auch VOC-Gehalte oberhalb von 1g/m³ abbaubar sind.

Die Wärme in der Abluft lässt sich zurückgewinnen um sie dann erneut in den Prozess einzubringen.

Voraussetzung für den Einsatz dieser Technologien sind die Kenntnis der Abluftinhaltsstoffe, deren Gehalt in der Abluft sowie der physikalischen Parameter wie die relative Luftfeuchte und die Ablufttemperatur. Auf Basis dieser Werte können energetisch hocheffiziente Abluftreinigungsanlagen aufgebaut und betrieben werden.

• Die TA Luft wird eingehalten
• Der Energieverbrauch ist relativ gering
• Wärme aus der Abluft kann zurückgewonnen und neu in den Prozess eingebracht werden.