Projekt 22532/01

Reduktion von VOC-Emissionen in niedrig- bis mittelbelasteten Abgasströmen

Projektträger

Camfil Handte APC GmbH
Ludwigstaler Str. 149
78532 Tuttlingen
Telefon: 07461/7011-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Reduzierung von flüchtigen organischen Komponenten in Abgasen z.B. von Gießereien hat eine hohe Umweltrelevanz und gewinnt zunehmend an Bedeutung.
Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Reduktion der VOC-Emissionen, welches den besonderen Anforderungen an eine mit niedrigen bis mittleren Konzentrationen von VOCs belastete Abluft, wie sie z. B. bei Gießereien anfällt, gerecht wird und in unterschiedlichsten Industriebereichen zum Einsatz kommen kann. Der angestrebte Meilenstein für die VOC-Emission soll eine Reduzierung um über 70 % der organischen C-Fracht sein. Bei Einzelkomponenten wie Benzol soll ein Wert der deutlich kleiner als der Grenzwert von 5 mg/m³ realisiert werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDen Ausgangspunkt für die Entwicklung stellt die Adsorption von VOCs im Flugstromverfahren an Zeolith (Adsorbens) dar. Anschließend soll eine Regeneration des Zeolith durch Desorption mittels geeigneter Verfahren (Ionisation, Thermische Regeneration, Mikrowellentechnik) erfolgen. Dies ermöglicht einerseits eine effiziente Aufkonzentration der VOCs im Desorptionsstrom mit anschließender thermischer Entsorgung und anderseits eine einfache, kostengünstige Kreislaufführung des Adsorbens. Zu diesem Zweck sind sowohl die Anlagen- und Verfahrenstechnik als auch die komplexe Mess- und Regeltechnik zu ent-wickeln und in einem Gesamtverfahren zu integrieren.


Ergebnisse und Diskussion

Im Rahmen des Projektes wurde eine Anlage zur Adsorption organischer C-Fracht im Flugstromverfah-ren entwickelt. Als Adsorbentien wurden insbesondere Zeolith aber auch Herdofenkoks (HOK) und Aktivkohle erprobt. Aufgrund der Erprobung des Verfahrens in unterschiedlichen Umgebungen (Lackieranla-ge/Gießerei) konnten die Verfahrensgrenzen und die bevorzugten Einsatzgebiete der Adsorbentien iden-tifiziert werden.
Weiterhin wurde im Projekt die Desorption mit unterschiedlichen Verfahren erprobt (Mikrowelle, Ther-misch und Ionisation). Dadurch konnten wichtige Erkenntnisse hinsichtlich der Eignung der Regenerationsverfahren gewonnen werden.
Im Einsatzgebiet der Lackieranlage konnte eine Eignung des Zeolithen zur Adsorption der organischen C-Fracht gezeigt werden. Hierbei ist die bevorzugte Desorption mittels des thermischen Verfahrens, da die Lösungsmittel direkt verbrannt werden. Da bei der Lackieranlage kein Staubaufkommen im Rohgas gegeben ist, werden sehr hohe Standzeiten erreicht.
Im Einsatzgebiet der Gießereien zeigte sich, dass die Adsorption mittels Zeolith aufgrund des hohen Ver-schmutzungsgrades des Rohgases durch Staubpartikel nicht optimal geeignet ist, bedingt durch die definierte Porenstruktur des Zeoliths. Deshalb wurden weitere Adsorbentien wie HOK und Aktivkohle unter-sucht. Es zeigt sich, dass sowohl mit HOK und Aktivkohle Abscheidungsgrade der organischen C-Fracht im Bereich von 50% erzielt werden können. Besonders positiv ist das Ergebnis, dass die kritische organische C-Fracht reduziert werden kann. So kann insbesondere Benzol sicher unter den Grenzwert von 5 mg/m3 gebracht werden kann. Ein weiteres positives Merkmal ist die deutliche Adsorption von Gerüchen, d.h. die Reduktion der GE/m3.
Weiterhin hat das Projekt gezeigt, dass die anforderungsgerechte Auswahl der Adsorbentien eine wichtige Rolle spielt. Hinsichtlich der Desorption konnte eine erfolgreiche Kombination aus thermischer Regeneration in Verbindung mit einer Ionisation und einem Katalysator, welcher bei Temperaturen < 80 °C ar-beitet, entwickelt werden.
Weiterhin kann die Regeneration des Zeolith als ausreichend bezeichnet werden, da in den Probeläufen nachgewiesen wurde, dass auch nach mehrmaligen Zyklen die Aufnahmefähigkeit des Zeoliths nicht merklich verringert wurde.
Durch den Einsatz der thermischen Regeneration in Kombination mit dem Ionisator statt eines Mikrowellenmoduls, können die Kosten der Filtrationsanlage weiter gesenkt werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Es erfolgte zu Ehren von Herrn Prof. Jens Weitkamp zum 65. Geburtstag die Präsentation eines Beitrages mit dem Titel Thermische Regenerierung von Zeolithpulver Typ X aus der VOC-Luftreinigung. Weiterhin erfolgte im Rahmen des Projektes aufgrund der Versuchanlagen die umfangreiche Präsentation bei den Anwendern Halberg Guss und Wutal Alumimium Guss, welche bereits Interesse an einer Anlage geäußert haben. Darüber hinaus wurden die Projektergebnisse auf der EMO 2007 in Hannover vom 17. bis 22. September 2007 auf unserem Stand in der Halle 7 präsentiert.


Fazit

Die Entwicklung eines Abgasreinigungssystems für VOCs in geringen bis mittleren Mengen (40 - 300 mg/m³) kann als erfolgreich abgeschlossen angesehen werden. Die Pilotanlage hat in der eigenen Lackiererei und bei zwei Pilotkunden (Gießereien) ihre Aufgabe zur vollsten Zufriedenheit erfüllt. Die Ent-wicklung des Verfahrens zur Reduktion von VOC-Emissionen in niedrig- bis mittelbelasteten Abgasströ-men konnte daher erfolgreich umgesetzt werden