Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die bei spanabhebenden Metallbearbeitungsprozessen eingesetzten K\u00fchlschmierstoffe f\u00fchren aufgrund der sehr feinen Verd\u00fcsung und der Verdampfungseffekte bedingt durch die gro\u00dfen entstehenden W\u00e4rmemengen zu hohen gasf\u00f6rmigen Emissionen und Aerosolgehalten. Bei einem j\u00e4hrlichen Verbrauch von 78.000 t K\u00fchlschmierstoffen in Deutschland bedeutet ein gesch\u00e4tzter 20%iger Emissionsanteil die Freisetzung von j\u00e4hrlich 15.000 t. Das Projekt zielte auf die Abscheidung insbesondere feinteiliger Aerosole aus der abgesaugten Luft von Metallbearbeitungsmaschinen, da Aerosolpartikel mit einem Durchmesser kleiner 1,5 \u00b5m mit bisheriger Abscheidetechnik nur unzureichend abgeschieden werden konnten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenMit Messungen in der Praxis und in Laborversuchen wurden die Aerosolemissionen von Werkzeugmaschinen mit nicht wassermischbaren K\u00fchlschmierstoffen untersucht. Die Ergebnisse bildeten die Grundlage f\u00fcr die anschlie\u00dfende Optimierung von Aerosolabscheidern sowie eine komplette Neukonstruktion eines Aerosolabscheiders f\u00fcr nicht wassermischbare K\u00fchlschmierstoffe. Um die Grundlagen f\u00fcr die Optimierung von Aerosolabscheidern zu erarbeiten, wurden Erfahrungswerte aus der Praxis zusammengetragen, wobei neben dem firmeninternen Know-how der Fa. Handte auch Erkenntnisse bei Anwendern und Betreibern einflossen. Es wurden theoretische Betrachtungen und Messungen aus der Praxis ber\u00fccksichtigt und Untersuchungen bestehender Anlagen durchgef\u00fchrt. In Zusammenarbeit mit Zulieferern wurden unterschiedliche Materialien auf ihre potenzielle Eignung als \u00d6lnebel zur\u00fcckhaltende Gewirke in Aerosolabscheidern untersucht. Die Materialien wurden bei verschiedenen Einbaubedingungen in ihrer Leistungsf\u00e4higkeit beurteilt. Hierzu wurde ein Versuchsstand aufgebaut, in dem unter definierten Bedingungen verschiedene K\u00fchlschmierstoffe verdampft werden konnten. Somit war es m\u00f6glich, reproduzierbar Aerosolbelastungen zu simulieren. Die Optimierungsergebnisse an den Aerosolabscheidern wurden in Praxisversuchen in der Automobilbranche \u00fcberpr\u00fcft.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Mit dem Projekt konnten Aerosolnebelabscheider im Vergleich mit den bisherigen Standardger\u00e4ten in den Bereichen der Luftleistung, der erzielbaren Abscheidegrade f\u00fcr Partikel unter 2 \u00b5m sowie bei den Standzeiten der Demister (zur \u00d6labscheidung eingebaute Gewirke) optimiert werden. Im Projektverlauf konnten Gewirke ermittelt und in ihrer Einsetzbarkeit \u00fcberpr\u00fcft werden, die Partikelgr\u00f6\u00dfen mit einem Durchmesser bis zu 0,6 \u00b5m zu einem hohen Prozentsatz abscheiden k\u00f6nnen.
\nIn Praxisuntersuchungen an Metallbearbeitungsmaschinen konnten unterschiedliche Gewirke in ihrer Abscheideleistung f\u00fcr Aerosole unter realen Bedingungen getestet werden. Vergleichsmessungen zeigten je nach eingesetztem Gewirk starke Unterschiede insbesondere in ihrer Abscheideleistung, im Druckverlust sowie im Grenzkorndurchmesser, bis zu dem Aerosolpartikel zur\u00fcckgehalten werden. Die ausgew\u00e4hlten Gewirke konnten den Grenzkorndurchmesser auf 1 \u00b5m bzw. bis unter 0,8 \u00b5m senken, ohne dass der Druckabfall gegen\u00fcber weniger leistungsf\u00e4higen Abscheidern wesentlich anstieg.
\nWeitere Praxisuntersuchungen an Schleifprozessen der Automobilindustrie zeigten bei hochbelasteter Abluft mit sehr feinteiligen Aerosolen (Partikeldurchmesser ausschlie\u00dflich kleiner 3 \u00b5m) sehr gute Abscheideleistungen f\u00fcr Aerosole bis zu einer Gr\u00f6\u00dfe von 0,6 \u00b5m. Unterhalb dieses Durchmessers l\u00e4sst die Abscheideleistung nach. Untersuchungen im Technikum zu weitere Einflussfaktoren zeigten, dass eine unterschiedliche Neigung der eingebauten Demister auf die Abscheideleistung eher eine untergeordnete Rolle spielt und die Einfl\u00fcsse der Umgebungstemperatur deutlich h\u00f6her sind. Hier bieten sich weitere Potentiale f\u00fcr die Optimierung zum Praxiseinsatz der Abscheider.
\nBei der Projektarbeit wurden auch grundlegende Schwachstellen der bisherigen Abscheidetechnik erkannt, wie z. B. das Herausl\u00f6sen neuer \u00d6ltr\u00f6pfchen aus hoch beladenen Abscheideeinbauten und damit einer m\u00f6glichen Schadstofffreisetzung aus den Abscheidern heraus. Dies wurde in einer kompletten Neukonstruktion hochwirksamer Abscheider ber\u00fccksichtigt, indem bei mehrstufig wirkenden Abscheideeinbauten jetzt die weitestm\u00f6gliche Abscheidung kleinster Aerosolpartikel schon in die erste Abscheidestufe vorverlegt wird, sodass die zweite Stufe als Sicherheitsfilter zum Zur\u00fcckhalten dort herausgel\u00f6ster \u00d6ltr\u00f6pfchen genutzt werden kann. Diese Entwicklung tr\u00e4gt wesentlich zur Weiterentwicklung der Luftreinigungstechnik bei.
\nDie Arbeiten zur Entwicklung von Aerosolabscheidern sollen fortgesetzt werden, da ein weiterer Optimierungsbedarf erkennbar ist. Ziel der weitern Arbeiten ist der Einsatz geeigneter Gewirke, um h\u00f6chste Abscheideleistungen zu erzielen und gleichzeitig einen geringen Druckverlust und damit g\u00fcnstige Energiekosten zu erreichen. Die Zusammenarbeit mit dem Projektpartner an der Universit\u00e4t Karlsruhe wird fortgesetzt. Die im Projekt errichtete Versuchsanlage wird dort weiter eingesetzt.
\nEin weiteres Ziel ist, die Gewirke so zu optimieren, dass auch bestehende Anlagen problemlos nachger\u00fcstet werden k\u00f6nnen, um im Bedarfsfall Emissionen schon durch Wechseln der Demister deutlich senken zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Projekt und die entwickelte Abscheidetechnik wurde in verschiedenen Fachzeitschriften pr\u00e4sentiert, z. B. in Maschine und Werkzeug im Mai 2004.
\nIn der Internet-Pr\u00e4sentation von Fa. Handte nimmt die Aerosolabscheidung breiten Raum ein.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Aus \u00f6konomischer und \u00f6kologischer Sicht ist das Projekt als erfolgreich zu bewerten. Die Abscheideleistung von Aerosolabscheidern wurde im ganzen erh\u00f6ht. Die Emissionen nicht wassermischbarer K\u00fchlschmierstoffe, einem umweltrelevanten Luftschadstoff, k\u00f6nnen deutlich verringert werden. Es ist gelungen, die Abscheidetechnik f\u00fcr feinste \u00d6lnebel so zu verbessern, dass die Partikelgr\u00f6\u00dfengrenze bis zu der eine wirksame Aerosolabscheidung erreicht wird, deutlich von bisher 1,5 \u00b5m auf unter 0,6 \u00b5m redu-ziert werden konnte. Diese Feinstfraktion an \u00d6l-Aerosolen spielt bei gravimetrischen Messungen zwar eher eine untergeordnete Rolle, ist aber aufgrund ihrer hohen Teilchenzahl und ihrer Lungeng\u00e4ngigkeit als Luftschadstoff von gro\u00dfer Bedeutung. Eine verbesserte Aerosolabscheidung bei der Abluftreinigung metallverarbeitender Betriebe bietet aufgrund der hohen Anzahl derartiger Anlagen und Betriebe in Europa ein beachtliches Umweltentlastungspotential. Dieses soll mit der Entwicklung neuer Abscheider und der Nachr\u00fcstung von Altanlagen ausgesch\u00f6pft werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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