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Zinkbäder effizient absaugen

Mehr Nachhaltigkeit durch intelligente Strömungsführung

 

Die Herausforderung im Sinne der Nachhaltigkeit:

Neben den Aspekten des Umweltschutzes spielt heutzutage auch die Energieeffizienz und die Minimierung von Life Cycle Costs (LCC) von industriellen Abluftanlagen eine wichtige Rolle. Die Lösung - eine optimale Verknüpfung dieser Anforderungen - soll durch eine neu zu konzipierende Anlage geschaffen werden. Die Herausforderung besteht darin, mit einer wissenschaftlich fundierten Strömungsführung und einer optimierten Anordnung mehrerer Raucherfassungspunkte die effektive Absaugung der gesamten Zinkbadoberfläche darzustellen.

Die Ausgangssituation:

Bei der Feuerverzinkung von Stahlteilen durchläuft das Verzinkungsgut verschiedene Prozess-Schritte. Nach der Vorbehandlung erfolgt die intensive Feinreinigung der Stahloberfläche im Flussmittelbad, um die Reaktionszeit des Stahls mit dem flüssigen Zink zu erhöhen. Auf den Trocknungsvorgang im Trockenofen folgt das Eintauchen des Verzinkungsgutes in eine flüssige Zinkschmelze. Die Verarbeitungsleistung beträgt ca. 6 Tonnen Rohgut bei 5-6 Tauchungen je Stunde. Die Betriebstemperatur des Zinkbades liegt bei ca. 450°C. Während des Tauchvorgangs, bei welchem die Einhausung des Zinkbades vollständig geschlossen ist, reagiert die Stahloberfläche mit dem flüssigen Zink, wobei das Flussmittel beim Eintauchen eine Endreinigung der Stahloberfläche vornimmt und somit die Reaktion unterstützt. Hierbei entstehen gas- und staubförmige Emissionen aus Zinkoxid, Zinkchlorid oder Ammoniumchlorid, welche in die Umgebungsluft gelangen.

Zum Schutz der Umwelt und der Mitarbeiter müssen diese Emissionen zuverlässig erfasst, abgesaugt und höchst effektiv filtriert werden. Bei den bisher eingesetzten Raucherfassungssystemen gelingt dies nur mit sehr hohen Absaugluftmengen, aber einem niedrigen Erfassungsgrad. Beim Projekt der Firma Otto Lehmann in Neutraubling bei Regensburg soll in der Haube ein einzelner Absaugpunkt mit einer ursprünglich erforderlichen Luftmenge von ca. 80.000 m³/h installiert werden. Die ungewöhnlich großen Abmessungen des Zinkbades (15m x 1,5m) erschweren eine Erfassung der Abgase über nur einen Absaugpunkt sehr.

Die Aufgabe besteht demnach darin, durch eine mittels Strömungssimulationen untermauerte Führung der Emissionen sowie durch optimierte Raucherfassung die gesamte Badoberfläche effektiv und mit einem möglichst geringen Volumenstrom abzusaugen.

Die Lösung:

Zur Optimierung der Absaugleistung in der Feuerverzinkung bei Otto Lehmann wird eine Reihe Venturi-Düsen entlang der oberen Abschlussleiste der beweglichen Einhausung des Zinkbades installiert.

Ein über den Boden der geschlossenen Einhausung geführter Luftstrom, ein sogenannter Luftschleier, macht es zudem möglich, auch die sich am Boden absetzenden Emissionen zu erfassen und in Richtung der Absaugdüsen zu transportieren. Das richtige Verhältnis zwischen abgesaugter Luftmenge und durch den Luftschleier zugeführter Luftmenge sowie die korrekte Einstellung der zugehörigen Luftgeschwindigkeiten kann durch eine Strömungs-simulation am Institut für Energieverfahrenstechnik und Fluidmechanik der HAW (Hochschule für angewandte Wissenschaften in Amberg) ermittelt werden.

Nachhaltige Stärken

Hauptvorteile:

  • Wesentliche Steigerung der Energieeffizienz durch Halbierung des erforderlichen Volumenstromes von auf 40.000m3/h.
  • Deutliche Optimierung des Energiehaushalts durch reduzierten Energie- und Platzbedarf.
  • Konsequente Senkung der Lebenszyklus- und daraus resultierenden Ersatzteilkosten mit gleichbleibenden Betriebsbedingungen.
  • Umweltfreundlich: Wertstofferhaltung durch Wiederverwendbarkeit bzw. Regenerierfähigkeit des patentierten Herding-Sinterlamellen-Filtermediums.

Nutzen

  • Vollständige Entnahme der Zuluft für den Luftschleier aus der bereits temperierten Reinluft der Herding Filteranlage, ermöglicht
  • durch den Einsatz der speziellen Herding-Sinterlamellen-Filtertechnologie, basierend auf reiner Oberflächenfiltration.
  • Günstige Auswirkung durch die Luftzirkulation auf den Wärmehaushalt der geschlossenen Kabine durch Umluftführung.

Weitere Vorteile

  • Umweltfreundliche, sichere und saubere Entsorgung der teilweise dampfförmigen und korrosiven Emissionen aus dem Zinkbad durch ein im Filter zirkulierendes mineralisches Hilfsmittel. Geschütztes automatisches Ausschleusen bei Sättigung über eine Zellenradschleuse aus der Filteranlage in ein Big-Bag-System.
     
  • Zuverlässige und wirtschaftliche Abscheidung durch den abreinigbaren, wieder verwendbaren, patentierten und für seine überaus lange Standzeiten bekannten Herding-Sinterlamellenfilter mit einem Reingasstaubgehalt von < 0,2mg/Nm3.

Der Erfinder:

Dipl. Ing. Walter Herding: Das Prinzip der reinen Oberflächenfiltration mit einem biegesteifen Filterelement.


Kurzprofil des Unternehmens:


Herding GmbH Filtertechnik ist Hersteller von Filtermedien, Entstaubungsanlagen und Filteranlagen für die Industrie. In über 35 Jahren hat sich der Filterspezialist Herding Filtertechnik zu einem weltweit agierenden Komplett-System-Lieferanten für die gesamte Industrie entwickelt. Trockenentstaubung, Aerosolabscheidung und Materialrückgewinnung sind Schwerpunkte unserer Tätigkeit. Im gezeigten Bereich der Zinkbadabsaugung kommt der eigens entwickelte und patentierte Herding Sinterlamellenfilter, welcher auf Basis reiner Oberflächenfiltration arbeitet, zum Einsatz.

Kurzprofil des Unternehmens:

Name: Herding GmbH Filtertechnik
Hauptsitz: 92224 Amberg/Opf.
Gründungsjahr: 1977
Mitarbeiter: ~ 250
Lösungen: Herding Sinterlamellen-Filter, Entstaubungsanlagen, Filteranlagen and Flüssigfiltration
Internationalität:

Eigene Herding-Gesellschaften in:
Belgien, China, Frankreich, den Niederlanden, Polen, Schweiz, Tschechien und den Vereinigten Staaten.

Durch Kooperationspartner vertreten in: Argentinien, China, Großbritannien, Indien, Mexiko, Spanien, Schweden, Taiwan, Thailand und der Türkei.