Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der Luftverdichtung in \u00f6leingespritzten Verdichtersystemen (Druckluftkompressoren) fallen \u00f6lhaltige Kondensate an, die in bisherigen Systemen mittels sogenannter \u00d6l-Wasser-Trennsysteme \u00fcber Schwerkraft in Wasser und \u00d6l getrennt werden. Die Beseitigung des Wasseranteils erfolgt durch Einleitung in das Kanalwasser \u00fcber Aktivkohlefilter. Diese m\u00fcssen regelm\u00e4\u00dfig entsprechend den wassergef\u00e4hrdenden \u00d6linhaltstoffen entsorgt werden. Andere Systeme (Emulsionsspaltanlagen) binden die Kohlenwasserstoffe in einen Filterkuchen ein, der entsprechend entsorgt werden muss.
\nDiese Trennsysteme sind im Alltagseinsatz keineswegs sicher. Es kommt stets zu \u00dcberschreitungen der kritischen Grenzen von zul\u00e4ssigen Abwasserwerten. Ziel des Vorhabens war es, ein Verfahren zu entwickeln bzw. weiterzuentwickeln, welches das \u00f6lhaltige Kondensat bei station\u00e4ren Luftverdichtersystemen sicher und umweltfreundlich sowie unter Vermeidung jeglicher Abwasserbelastung trennt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenF\u00fcr dieses Verfahren wurde ein thermisches System eingesetzt. Dieses System nutzt die thermische Energie in der Abluft des Verdichters. Die Abluft weist einen niedrigen Wasserdampfpartialdruck auf. Sie verf\u00fcgt \u00fcber eine erhebliche Wasseraufnahmef\u00e4higkeit. Berechnungen haben gezeigt, dass die Wasseraufnahmekapazit\u00e4t der warmen Abluft um eine vielfaches gr\u00f6\u00dfer ist als die anfallende Kondensatmenge. Die warme Abluft des Verdichters wird \u00fcber das angefallene Kondensat transportiert. Der Wasseranteil des Kondensates verdunstet. Da Verdichtergr\u00f6\u00dfe und Kondensatmenge in linearem Zusammenhang stehen, wird f\u00fcr unterschiedliche Kompressorengr\u00f6\u00dfen nur ein zu entwickelndes System gen\u00fcgen. Lediglich die geometrischen Gr\u00f6\u00dfen des Systems sind unterschiedlich entsprechend den Leistungsklassen auszulegen. Das Projekt diente dazu, diesen W\u00e4rmetauscher zu entwickeln, wobei der Luftverteilung (Str\u00f6mungs- und Verdunstungsgeschwindigkeit) und der Kondensatzuf\u00fchrung und Verteilung innerhalb des W\u00e4rmetauschers entscheidende Bedeutung zukommt. Die im Kondensat enthaltenden \u00d6ltr\u00f6pfchen m\u00fcssen dabei im W\u00e4rmetauscher verbleiben.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Projektrahmen wurde ein f\u00fcr die Kondensatbehandlung von Druckluftkompressoren neuartiger W\u00e4rmetauscher entwickelt, erprobt und auf seine Praxistauglichkeit untersucht. Zuerst musste die Fragestellung beantwortet werden, ob das im Kondensat enthaltene \u00d6l wieder in \u00d6ldampf \u00fcberf\u00fchrt und somit freigesetzt wird. Durch die Abk\u00fchlung der Druckluft unmittelbar nach dem Verdichteraustritt wird der Drucktaupunkt unterschritten. Es kommt zur Kondensatbildung. Dabei wird das aus dem Verdichter mittransportierte \u00d6l, das sich im dampff\u00f6rmigen Zustand befindet, mitauskondensiert. Der \u00d6lanteil im Kondensat wird im Verdunstungsw\u00e4rmetauscher auf eine Temperatur von 60\u00b0 C – 80\u00b0 C erw\u00e4rmt. Die \u00dcberlegung, dass das \u00d6l nur bei Ann\u00e4herung oder \u00dcberschreitung der Verdampfungstemperatur des \u00d6les, ab 200\u00b0 C wieder in nennenswertem Umfang in Dampfform \u00fcberf\u00fchrt wird, wurde durch Versuche best\u00e4tigt. Daneben kann ein Austrag von kleinen Partikeln und Wassertropfen ein Mitrei\u00dfen anhaftender \u00d6ltr\u00f6pfchen bewirken. Auch derartige \u00d6lfreisetzungen wurden nicht beobachtet. Weiterhin war die Fragestellung zu kl\u00e4ren, ob eine Trennung und vor allem eine Verdunstung der Wassermolek\u00fcle m\u00f6glich ist. Dies wurde durch die Versuche best\u00e4tigt.
\nDas Hauptproblem war eine technische Ausgestaltung des W\u00e4rmetauschers, um das Kondensat mit m\u00f6glichst viel thermischer Energie aus der Abluft des Verdichters zu beaufschlagen. Ein Kondensatbad, welches mit der warmen Abluft des Verdichters lediglich \u00fcberstrichen wird, ist nahezu wirkungslos, da das \u00d6l im Kondensatbad aufgrund der Schwerkraft aufschwimmt und somit den Wasseranteil von Luft und W\u00e4rme isoliert. Also kam hier nur ein W\u00e4rmetauscher in Frage, der das Kondensat quer zur Luftrichtung bewegt. Hierzu wurde ein Querstromw\u00e4rmetauscher entwickelt, der das Kondensat im oberen Teil aufnimmt, st\u00e4ndig in Bewegung h\u00e4lt und die Oberfl\u00e4chenspannung des Kondensates nutzt, um dessen Flie\u00dfgeschwindigkeit quer zur Abluftrichtung unter ein bestimmtes Niveau zu begrenzen. Das Kondensat und die Abluft ben\u00f6tigen eine ausreichende Verweilzeit, um den Wasseranteil des Kondensates in einem Verdunstungsprozess aufzunehmen. In intensiver Entwicklungs- und Optimierungsarbeit konnte hier eine technische L\u00f6sung erzielt werden, die die gestellten Anforderungen erf\u00fcllt. Hierbei wurde ein sehr geringer Druckverlust im Abluftstrom durch den W\u00e4rmetauscher erreicht, der f\u00fcr die Praxis vernachl\u00e4ssigbar ist.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die \u00d6ffentlichkeit wurde auf der Messe Stone-Plus in N\u00fcrnberg (24-27.5.01) intensiv \u00fcber diese neue Technik und in Fachzeitschriften informiert. Der VDDF (Verein Deutscher Druckluft-Fachleute) hat diese neue Technik in der eigenen Zeitschrift ver\u00f6ffentlicht. Im Internet wird diese Technik durch den VDDF dargestellt (www.vddf.de).<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mittels der Abw\u00e4rmenutzung des Verdichters wurde ein Kondensat-Trennsystem entwickelt, welches sowohl in fahrbaren als auch in station\u00e4ren Kompressoren eingebaut werden kann. Dieses thermische Kondensat-Trennsystem ist den bisherigen Systemen bei station\u00e4ren Verdichtern unter Umweltgesichtspunkten weit \u00fcberlegen, da es weder Abfall durch regelm\u00e4\u00dfig anfallendes \u00f6lbelastetes Filtermaterial erzeugt, noch belastete Abw\u00e4sser zu beseitigen sind. Da es keine zus\u00e4tzliche Energie ben\u00f6tigt und auch unter Kostengesichtspunkten f\u00fcr den Anwender attraktiver als die bisherigen Systeme ist, wird sich dieses System sicherlich durchsetzen.
\nBei fahrbaren Verdichtern wurden bisher die \u00f6lhaltigen Kondensate oftmals auf der Baustelle eingeleitet. Aufgrund der technischen Weiterentwicklung werden zunehmend Kondensataufbereitungssysteme gefordert und eingesetzt. Die Kondensate werden auf der Baustelle aufgefangen, der \u00d6lgehalt dort mit Kleinanlagen oder in zentralen Anlagen weitgehend abgetrennt. Dies wird in der Praxis jedoch ungen\u00fcgend realisiert. F\u00fcr den Anwender vor Ort sind Beh\u00e4lter f\u00fcr die in erheblichem Umfang anfallenden Kondensate, die er dort vorhalten, mit zur\u00fccknehmen und bei hohen Kosten entsorgen muss, zu umst\u00e4ndlich. Die Akzeptanz ist gering. Hier bietet sich das neue Kondensat-Trennsystem an. Es wird in die fahrbaren Verdichter fest installiert. Der Kondensatanfall wird ohne Umweltbelastungen weitestgehend verdunstet und damit an die Umgebungsluft zur\u00fcckgegeben. Nur der geringe \u00d6lanteil im Kondensat, der ca. 0,5 % ausmacht, wird aufgefangen und ist, gekoppelt mit der Kompressorenwartung, zu entsorgen. Dieses System kann in vorhandene Kompressoren jederzeit nachger\u00fcstet werden.
\nInsgesamt kann hierbei von einer deutlichen Umweltentlastung gegen\u00fcber dem Ist-Zustand ausgegangen werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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