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Filtertechnik beim Nasslackieren spart Strom und schont die Umwelt

Das regenerierbare Trockenabscheidesystem RECLAIM bietet eine zuverlässige, kosten- und energieeffiziente Abscheidung von Lackoverspray. Eine Umluftführung bringt eine Energieeinsparung von 50% und die Hilfsstoffe können innerhalb des Prozesses mehrfach wiederverwendet werden und lassen sich selbst als „Abfall" noch nutzen.

Die Herausforderung im Sinne der Nachhaltigkeit:

Energie- und materialeffiziente Prozesse sind gefragt. Zum einen vom Kunden aus ökonomischen Gesichtspunkten um Betriebskosten zu senken, zum anderen von der Gesellschaft aus ökologischen Aspekten um unsere Umwelt zu schonen. Auch die Betreiber von Lackieranlagen haben mit Herausforderungen im Bereich Ressourceneffizienz zu kämpfen. Speziell der extrem hohe Energiebedarf für das Konditionieren der Zuluft von Lackieranlagen passt nicht mehr in die heutigen Rahmenbedingungen, genau so wenig wie der hohe Verbrauch an Hilfsstoffen. 
Hier galt es also speziell den Strombedarf sowie den Materialverbrauch zu untersuchen und zu optimieren.

Die Ausgangssituation:

Bisher sind für die Abscheidung von klebrigen Stoffen noch bevorzugt Nassabscheider verantwortlich. Die hohen Betriebskosten, die sich aus dem Verbrauch von Strom, Wasser und chemischen Hilfsstoffen sowie der dazugehörigen Entsorgung ergeben, veranlassen Betreiber von Lackieranlagen aber mehr und mehr zum Wechsel auf Trockenabscheidung. Bei diesem Abscheideverfahren sind die Betriebskosten, obwohl hier Filterwechsel nötig sind, deutlich geringer und gleichzeitig ist es schonender für die Umwelt. Aber auch hier gibt es Optimierungspotential, vor allem in Sachen Energiebedarf. Denn für das Konditionieren, also das Erwärmen und Befeuchten der Zuluft, die nötig ist, um die Luftqualität innerhalb der Lackierkabine zu erhalten, wird sehr viel Energie benötigt

Die Lösung:

 

Die neuen ProBran-Filter – regenerierbar und effizient

 Die Filterelemente werden online regeneriert, das heißt im laufenden Betrieb. „Für die neuen ProBran-Filter optimierten wir Geometrie, Oberflächenstruktur und Materialzusammensetzung", berichtet Joachim Haußmann, Salesmanager bei Keller Lufttechnik. „Das textile Filtermaterial mit selbsttragender Konstruktion ist mit einer Membran versehen, die eine glatte Oberfläche herstellt. Sie verhindert, dass sich das abzuscheidende Overspray zusammen mit dem Kalksteinmehl, dem Precoat-Material, mit dem der Filter bedeckt ist, in den Poren des Filters festsetzen kann." Dann ließe sich der Filter auch mit Druckluft nicht mehr reinigen. Bei vielen anderen Filtermedien mit den unterschiedlichsten Beschichtungsarten und Materialien ist dies nämlich teilweise der Fall. Die Beschichtung des ProBran-Filters stellt im Gegensatz dazu eine reine Oberflächenfiltration zuverlässig sicher.

Filter lassen sich mit einem Druck von nur 3,5 Bar abreinigen

„Durch die große Oberfläche und die optimierte Konstruktion des neuen Filtermediums verringert sich der Filterwiderstand um 40 bis 60 Prozent. Gleichzeitig benötigen wir aufgrund des reduzierten Versorgungsdrucks deutlich weniger Druckluft für die Abreinigung als bei seinem Vorgänger SINBRAN," sagt Haußmann. „Statt sechs sind es nur noch 3,5 Bar. Diese Optimierungen bedeuten einen großen Sprung, der sich im Energieverbrauch der Anlage deutlich niederschlägt." Gleichzeitig ist die neue Filtergeneration noch robuster und verträgt statt 60 Grad Celsius Dauertemperaturen von bis zu 110 Grad. Für die Nutzung der Anlage im Zusammenhang mit Lackierarbeiten ist die Freiheit der Filter von jeglichen sogenannten lackbenetzungsstörenden Substanzen (LABS), wie zum Beispiel Silikon, wichtig. „Wir überprüfen jedes einzelne Filterelement darauf hin und dokumentieren die Tests durch Rückstellmuster", erläutert Haußmann.

Die nachhaltigen Stärken:

 

Energiesparender Umluftbetrieb

RECLAIM reinigt die Luft so gut, dass ein Umluftbetrieb bei automatischen Beschichtungsanlagen möglich und sinnvoll ist. Durch den hohen Abscheidegrad der ProBran-Filter werden bis zu 95 Prozent des abgesaugten Rohgases als vorkonditioniertes Reingas wieder in die Lackierkabine zurückgeführt. Das bringt ganz erhebliche Energieeinspareffekte. Die Energiekosten von Lackierkabinen lassen sich damit im Vergleich zu Anlagen, die mit Abluft arbeiten, um bis zu 50 Prozent reduzieren. 1.000 Kubikmeter Luft pro Stunde, die von außen zugeführt und erwärmt werden müssen, verschlingen jährlich 60 Megawatt Energie. Werden bei einem Absaugvolumenstrom von 16.000 Kubikmetern pro Stunde statt bisher 100 Prozent nur noch fünf Prozent der Luft von außen zugeführt und erwärmt, summieren sich die Einsparungen auf bis zu 60.000 Euro im Jahr. Innerhalb von eineinhalb bis drei Jahren hat sich RECLAIM dadurch amortisiert.

Einsparungen bei Nachbehandlung der Abluft

Durch den Umluftbetrieb kommt es zu einer Aufkonzentration von Lösungsmitteln (Volatile Organic Compounds, VOC), die als nicht feste Stoffe den Filter passieren. Das macht es nötig, rund fünf Prozent Frischluft zuzuführen. Die Anlage zur Behandlung dieser deutlich kleineren mit VOCs aufkonzentrierten Abluftvolumina, die gebraucht wird, um die Lösungsmitteldämpfe daraus zu entfernen, kann daher entsprechend kleiner ausfallen. Durch die höhere Lösungsmittelkonzentration kann eine thermische Nachbehandlung als Prozess ablaufen, der kaum weiterer Energiezufuhr bedarf. Das ist ein zusätzlicher Vorteil des Umluftbetriebs. Er trägt ebenfalls zur Senkung des Energieverbrauchs der  Abluftnachbehandlungsanlage sowie der Invest- und Betriebskosten bei.

Precoat-Material wiederverwertbar

Kalksteinmehl umhüllt den Filter mit einer Hilfsschicht. „Bei der Auswahl dieses Precoat-Materials legten wir aus Arbeitsschutzgründen Wert darauf, einen Stoff zu nutzen, der nicht mit anderen im Abscheider vorkommenden Stoffen reagiert – also inert ist", erklärt Haußmann. „Außerdem spielte die weltweite Verfügbarkeit des Materials eine Rolle." Ein weiterer wichtiger Aspekt: Das Kalksteinmehl, das sich mit den klebrigen Aerosolen verbindet, lässt sich mehrfach nutzen. Nach der Abreinigung des Filtermediums fällt es in einen Auffangbehälter, den Bunker, unten im Abscheider. Dort sorgt eine sogenannte Fluidisierung für eine Durchmischung, so dass die klebrigen Partikel mit Steinmehl umhüllt werden und das Gemisch aus Kalksteinmehl und Lackoverspray wieder nach oben auf die abgereinigten Filterelemente geblasen werden kann, um dort eine neue Filterhilfsschicht zu bilden.

Auch „Abfall" lässt sich noch nutzen

Die Online-Filterabreinigung erfolgt je nach Zusammensetzung des Lackoversprays entweder differenzdruck- oder zeitgesteuert oder als Kombination aus beiden. Erreicht zum Beispiel der Filterwiderstand einen maximalen Wert, reinigt ein Druckluftimpuls so viele Filterplatten hintereinander ab, bis ein als unterer Filterwiderstand definierter Wert erreicht ist. Ist das Kalksteinmehl schließlich mit Overspray gesättigt, wird es automatisch aus der Anlage ausgetragen und neues Kalksteinmehl zugeführt. Je nach Größe der Lackierkabinen und der RECLAIM Anlage unterscheiden sich die Ver- und Entsorgungsgebinde: Es stehen 25-Kilogramm-Säcke, Big-Bags oder Silos zur Verfügung. Das Reststoffgemisch aus Lackoverspray und Kalksteinmehl ist trocken und daher nach geltendem Abfallrecht ohne weitere Behandlung wiederverwertbar. Es kommen beispielsweise eine Nutzung in der Zementindustrie oder eine thermische Verwertung in Frage. Auch dies ist ein wichtiger Umwelt-Pluspunkt des RECLAIM Verfahrens.

Die Erfinder:

In enger Zusammenarbeit mit namhaften Kunden wurde RECLAIM von unserem Entwicklungsteam entsprechend den Anforderungen der Lackierindustrie ent- und weiterentwickelt.

Kurzprofil des Unternehmens:

Name: Keller Lufttechnik GmbH + Co. KG
Hauptsitz: Kirchheim unter Teck/Jesingen
Gründungsjahr: 1903
Mitarbeiter: 280
Lösungen: Entwicklung, Produktion und Vertrieb von Absauganlagen, Filter und Komponenten zur Luftreinhaltung
Internationalität: 3 Tochterunternehmen sowie 16 Auslandsvertretungen und Lizenznehmer in den wichtigsten Märkten in Europa, Asien und Amerika
URL: www.keller-lufttechnik.de | www.reclaim-keller.de