Zuverlässige Abscheidung von VOC in Chemie- und Pharmaprozessen

Sicher unter den Grenzwert

23.05.2018 In der Chemie und Pharmaindustrie entstehen Gase, Lösemitteldämpfe, Gerüche, eben alle volatilen organischen Komponenten, kurz VOC.

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Aktivkohleanlage DSC00339

Aktivkohle-Filteranlage mit 8 t Aktivkohle, Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung (WRG) und Heizregister. Luftvolumenstrom: 12.000 m³/h. (Bild: Kaweha)

Diese stellen in vielerlei Hinsicht eine Gefahr dar: Zum einen für die Gesundheit der Mitarbeiter, zum anderen für die Betriebssicherheit. Ungefiltert in die Außenluft abgeleitet, sind VOC auch eine Belastung für die Umwelt. Auch deshalb schreiben technische Regeln, Normen und Richtlinien Grenzwerte für die zulässigen Konzentrationen vor, die eingehalten werden müssen.

Zuerst einmal sollte die Belastung im Produktionsprozess festgestellt werden. Dazu werden die Massenkonzentration und die Massenströme an gasförmigen organischen Stoffen gemessen und als Gesamtkohlenstoff (mg/m³) angegeben und abhängig davon eine geeignete Filtertechnologie ausgewählt. Liegt die Beladung zwischen 50 bis 3.000 mg/m³ über dem Grenzwert, sind Aktivkohle-Filteranlagen eine wirtschaftliche Lösung, um VOC abzuscheiden: Sie zeichnen sich durch niedrige Investitions- und Betriebskosten aus. Oberhalb von 3.000 mg/m3 Gesamtkohlenstoff kommen weitere Systeme wie die autotherm betriebene thermische Nachverbrennung zum Einsatz.

Riesige Oberfläche, große Speicherkapazität

Die Aktivkohlefilteranlagen von Kaweha Absaugtechnik aus Lohfelden gibt es als Patronenfilteranlage mit bis zu 20 Patronen (50 kg Aktivkohle pro Patrone) oder als Schüttbettfilter mit bis zu 10 t Aktivkohlegranulat. Eine qualitativ hochwertige Kohle kann etwa 20 bis 25 % des Eigengewichtes Fremdstoffe aufnehmen. Der erforderliche Luftvolumenstrom, die gemessene Schadstoffbelastung, die Speicherfähigkeit der Aktivkohle, die Verweilzeit der Saugluft an der Kohle und eine gewünschte Standzeit bestimmen die Größe der Anlage sowie die Menge der Aktivkohle.

Aktivkohle besteht überwiegend aus Kohlenstoff mit hochporöser Struktur. Wie bei einem Schwamm sind die Poren miteinander verbunden. Die Oberfläche im Inneren des Granulates beträgt zwischen 300 und 2.000 m²/g. Damit entspricht die innere Oberfläche von vier Gramm Aktivkohle ungefähr der Fläche eines Fußballfeldes.

Im Vorfeld der Auslegung für eine Gesamtabsauganlage analysiert ein Team des Absaugtechnik-Spezialisten die Produktionsprozesse und Abläufe beim Betreiber vor Ort und erstellt aus den gewonnenen Daten und Informationen ein Absaugkonzept, das in ein maßgeschneidertes Anlagenlayout übertragen wird. Besonderes Augenmerk wird dabei auf Maßnahmen zum Brand- und Explosionsschutz gelegt. Nachdem die Anlage aufgebaut ist, wird der Explosionsschutz vor Inbetriebnahme durch eine befähigte Person nach §15 BetrSichV geprüft und eine entsprechende Bescheinigung erstellt. Unter Prozessbedingungen werden dann noch die Restemissionen in der Abluft gemessen, um zu dokumentieren, dass die vorgegebenen Grenzwerte sicher unterschritten werden.

Referenzanlagen erreichen in vielen Fällen Werte <3,0 mg/m³. Das Serviceangebot für die Betriebsphase umfasst die weiterführende Betreuung der Anlagen. Dabei wird die Beladung der Aktivkohle mit Fremdstoffen überprüft und festgelegt, wann die Aktivkohle ausgetauscht werden muss. Die vorschriftmäßige Entsorgung wird ebenfalls vom Anlagenlieferanten durchgeführt und nachgewiesen.

Heftausgabe: Juni 2018
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Über den Autor

Walter Koch, Kaweha Anlagentechnik
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