Die PlasmaAir AG liefert schlüsselfertige Anlagen zur Abluftreinigung von schadstoffbelasteten Abluftströmen aus Industrieanlagen.
Jede Anlage wird individuell konzipiert. Dazu müssen der Volumenstrom und die Luftinhaltsstoffe bekannt sein.
Um bei der Anlagenauslegung Prozesssicherheit zu erlagen, können mittels Technikumsanlagen Vorversuche durchgeführt werden. Dazu wird eine geeignete Testanlage zusammengestellt und die Versuche werden messtechnisch begleitet.
Die PlasmaAir konzentriert sich dabei auf Sonderanwendungen und gasförmige Inhaltsstoffe.
Die Anlagengröße wird auf den Schadstoffvolumenstrom angepasst. Es wurden bisher Anlagen von 100-100.000 Bm³/h Stunde realisiert. Die Anlagen werden schlüsselfertig aufgestellt und in Betrieb genommen (inklusive Abscheider, Ventilator, Schaltanlage, Rohrleitung und Ausblaskamin).
Anwendungen
Absorptionswäscher werden zur Reduzierung von gasförmigen Verunreinigungen eingesetzt. Absorbierbare Schadstoffe sind meist anorganische Verbindungen wie z. B.: Ammoniak NH3, Schwefelwasserstoff H2S, Chlorwasserstoff HCl, Schwefeldioxid SO2, Amine, etc.
Es wird unterschieden zwischen der physikalischen und der chemischen Absorption. Bei der chemischen Absorption wird durch Zugabe von Lauge oder Säure der Schadsoff gebunden. Bei beiden Verfahren werden grundsätzlich dieselben Anlagentypen benutzt., bei der chemischen Absorption wird die Anlage um die pH Wertstabilisierung erweitert.
Typische Anwendungsgebiete:
- Abluft aus galvanischen Anlagen – Schadstoffe: HCl, NH3, …
- Abluft aus Kernschießmaschinen – Schadstoffe: Amine, SO3
- Abluft aus der Halbleiterproduktion – Schadstoffe: HCl, NH3, SiH4
- Abluft aus Kläranlagen – Schadstoffe: H2S, NH3
- Abluft aus Reinigungsanlagen
Die Abluftströme aus den Produktionsprozessen werden in Absorptionswäschern von den Schadgasen auf Grundlage der Löslichkeit der Schadgase in Waschflüssigkeiten gereinigt.
Die eingesetzten Waschflüssigkeiten werden dem jeweiligen Schadstoff angepasst, um einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. Die Absorptionswäscher werden als Sprühwäscher (Düsenwäscher) oder als Füllkörperwäscher ausgeführt. Die Bauform kann grundsätzlich horizontal oder vertikal sein.
Neben Wasser als Absorbens werden schwache Säuren (z.B. Schwefelsäure) oder Laugen (Natronlauge) eingesetzt. Die Anlagen sind pH Wert geregelt. Der pH Wert wird durch Zugabe von konzentrierter Säure (Lauge) stabil gehalten. Die Dosieranlagen und die pH -Wert Messungen sind in der Anlagentechnik integriert. Die Füllstände und werden über eine Wasserzugabe konstant gehalten. Der Wasseraustausch kann automatisch z.B. über eine Konzentrationsmessung erfolgen.
Die PlasmaAir AG bietet standardmäßig vertikale Füllkörperwäscher an. Jeder Wäscher bzw. jede Abluftanlage wird angepasst auf den Volumenstrom und die Schadstoffinhalte verfahrenstechnisch angepasst.
Im Gegenstrom betriebene Absorptionswäscher schaffen für die physikalische und die chemische Adsorption günstige apparative Voraussetzungen, bei denen in kompakten Anlagen hohe Schadgasabscheideleistungen erreicht werden.
Die Vorzüge sind:
- Große Grenzschichten Gas/Flüssigkeit, die ständig erneuert werden
- Geringe apparative Druckverluste durch Einsatz von Hochleistungsfüllkörpern
- Verfügbarkeit der Absorptionswäscher und der Einbauten in korrosionsbeständigen Materialien (u. a. Kunststoffe, Edelstähle, Keramikwerkstoffe)
Diese Wäscher werden vorzugsweise als Füllkörperkolonnenwäscher aufgebaut. Meist reagieren die Schadstoffe im Wasser sauer oder basisch. Daher sind die Kolonnen meist aus Kunststoff gefertigt. Es bietet sich hierzu PP oder PE an. Bedingt durch diese Werkstoffe ist der Temperaturbereich auf maximal 60°C begrenzt. Bei höheren Ablufttemperaturen ist ein Kühler oder eine Quench vorzuschalten.
Der Druckverlust des Wäschers ist hauptsächlich vom Durchmesser und der Berieselungsdichte bestimmt. Der Abscheidegrad hauptsächlich von der Höhe der Füllkörperschüttung. Während der Durchmesser beim Standardwäscher über den Luftvolumenstrom bestimmt ist, muss die Schütthöhe für jeden Anwendungsfall berechnet und angepasst werden.
Ethanol-/Isopropanolabscheidung aus der Abluft
Bei Reinigungsprozessen z.B. bei der Brennstoffzellenfertigung, bei der Färbung von Eiern oder bei Alkoholschlichten fällt ein Abluftstrom mit hohem Gehalt an Ethanol oder Methanol oder Isopropanol an, der nicht ungereinigt an die Umgebung abgegeben werden darf. Es müssen die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte von 50 mg/m3 unterschritten werden.
Die PlasmaAir AG hat dazu einen speziell zur Abscheidung leichtflüchtiger Kohlenwasserstoffe aus Abluftströmen entwickelt. Dieser besteht aus einer Kolonne mit mehreren Düsenböden, die durch physikalische Absorption die Alkohole aus dem Abgasstrom entfernt.
Der Wäscher wird individuell an die jeweilige Abluftproblematik angepasst.
Das Verfahren
Beim Düsenbodenwäscher werden wasserlösliche Komponenten aus der Gasphase durch eine Flüssigkeit (Absorptionsmittel) aus der Abluft abgeschieden. Als Absorptionsmittel wird Wasser verwendet. Die Flüssigphase wird im Gegenstrom zur Gasphase auf die Siebböden im Inneren der Kolonne eingebracht. Dabei strömt die Flüssigphase über einen Schachtauslauf im Siebboden von einem Siebboden zum nächsten. Die Gasphase durchströmt den Siebboden, wodurch sich eine Sprudelzone auf dem Siebboden bildet, in welcher der Gasaustausch stattfindet. Die Gasmoleküle, die über polare funktionelle Gruppen verfügen, werden in der Flüssigkeitsphase absorbiert.
Über die Dimensionierung der Siebböden, deren Anzahl und die Durchsatzmenge an Flüssigkeit kann bei gegebener Rohgaskonzentration der Reingaswert unterhalb bestehender Grenzwerte garantiert werden.
Das mit Schadstoff beladene Wasser kann einer biologischen Klärstufe (Kläranlage) zugeführt werden. Dies ist allerdings nur möglich, wenn die Konzentration des Schadstoffes nicht wassergefährdend bzw. unbedenklich ist. Dies sollte mit dem Betreiber der entsprechenden Kläranlage vorab geklärt werden, um einem nachhaltigen Umweltschutz gerecht zu werden.
Vorteile des Düsenbodenwäschers
- geringer apparativer Aufwand
- geringe apparative Druckverluste durch Siebböden
- kein Bedarf einer Wasserumwälzpumpe
- Korrosionsbeständigkeit (Apparatur aus Kunststoff oder Edelstahl (Abb:1))
- niedrige Investitions- und Betriebskosten
- das Abwasser kann direkt in die Kläranlage abgeführt werden (Einleitgrenzwert 2 g/l)
- niedriger Wartungsaufwand
Neben der kostengünstigen Bauweise ist ein weiterer Vorteil dieses Anlagenkonzeptes, dass die Vorlaufzeit und die Nachlaufzeit sehr kurz sind. Dies bedeutet, dass die Anlagen bei Bedarf ein- bzw. abgeschaltet werden können.
Biofilter sind eine CO2 neutrale Alternative zu Verbrennungsverfahren und geeignet für Konzentrationen bis ca. 500 mg org C/Bm³.
Als Biofilter bezeichnet man ein Abluftreinigungsverfahren zur Behandlung wasserlöslicher, mikrobiologisch abbaubarer Luftinhaltstoffe. Durch die biologische Oxidation – also Elimination der Schadstoffe – resultieren, im Gegensatz zu anderen Verfahren, keine Entsorgungskosten der im Filter aufkonzentrierten Schadstoffe.
Biofilter haben sich speziell für große Abluftvolumenströme bei der Eliminierung von organischen Kohlenwasserstoffen und geruchsintensiven Schadstoffen als wirtschaftliches und zuverlässiges System bewährt. Große Anlagen werden vornehmlich als Flächenfilter oder als stapelbare Einzelmodule ausgeführt. Gegenüber den niedrigeren Investitionskosten beim Einsatz eines Flächenfilters, steht eine höhere Betriebssicherheit sowie ein niedrigerer Grundflächenbedarf beim Containerfilter, da die Schüttung vor störenden Umwelteinflüssen geschützt ist und sich die relativ kleine Flächeneinheit, bezüglich der homogenen Durchströmung, beeinflussen lässt. Ein weitaus größerer Vorteil liegt in der einfachen Erweiterbarkeit entsprechender Systeme, durch die Möglichkeit der Stapelung der Einzelmodule. Je nach Einsatzbereich muss die Abluft vor dem Biofiltereintritt konditioniert werden. Hierfür kommen spezielle Wäscher zum Einsatz, um die Bereiche wie Fettabscheidung, Staubabscheidung, Temperierung und Befeuchtung abzudecken.
Im Vorfeld der Anlagenplanung können mit unserer mobilen Testanlage Pilotversuche durchgeführt werden. Ziel dieser Versuche ist die optimale Anpassung an die kundenspezifischen Anforderungen.
Beispiel: Biofilteranlage zur Abscheidung von Styrol aus der Produktion von Elektromotoren
In der Planungsphase wurde das Verfahren mittels einer Versuchsanlage verifiziert. Basierend auf den Ergebnissen wurde eine Anlage für 10.000 Bm³/h Abluft mit einer Styrolkonzentration von bis zu 400 mg/m³ und einer Ablufttemperatur von 30 °C gebaut. Die Anlage besteht aus folgenden Komponenten:
- Vorwäscher zur Befeuchtung und Vorabscheidung ausgeführt als Füllkörperwäscher
- Technikcontainer mit Ventilator, Schaltanlage, Lauge und Düngerdosierung
- 2 x 12 m Biofiltermodule in Containerbauweise mit Bedüsung
- Ausblaskamin
- 2x FID zur Überwachung
Die großen Vorteile eines Nassabscheiders sind die unübertroffene Robustheit und Wartungsfreundlichkeit, sowie verfahrenstechnische Vorteile, wenn es darum geht, gasförmige Partikel abzuscheiden, oder die gereinigte Luft bei bestimmten Prozessen zu konditionieren.
Staubabscheider
Venturi Staubabscheider und Wirbelwäscher bieten hocheffiziente und wartungsarme Abscheidung von Stäuben bei der Bearbeitung von brand- und explosionsgefährdeten Materialien.
Das Wirkprinzip der Nassabscheidung
Die im Gasstrom dispergierten Partikel werden mit einer Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht, um sie darin zu binden. Dazu muss eine möglichst große Phasengrenzfläche zwischen Gas (Luft) und der Flüssigkeit erzeugt werden. Es erfolgt eine Strömungsumlenkung des Gases. Durch die Massenträgheit bewegen sich die Partikel zur Flüssigkeitsoberfläche hin und werden dort eingebunden oder angelagert.
Die Vorteile des Nassabscheiders für Staub:
- Betrieb ohne Filterelemente
- sicherste Lösung für die Bearbeitung von brand- und explosionsgefährdeten Materialien
- für viele Anwendungen geeignet
- hoher Abscheidegrad bei höchster Betriebssicherheit
- wartungsarm