Projekt 22651/01

Umwelt schonendes Verfahren zur Be- und Entlüftung von Arbeitsplätzen beim Einsatz von stark emittierenden Schadstoffen während der Herstellung von lösemittelhaltigen Lacken und Farben

Projektträger

Warnecke & Böhm GmbH
Westerbergstr. 12
83727 Schliersee
Telefon: 08026/94070

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Am 11. März 1999 wurde in Brüssel die so genannte VOC-Richtlinie (Lösungsmittel-Richtlinie für flüchtige organische Verbindungen) verabschiedet. Anlagen zur Herstellung lösungsmittelhaltiger Lacke sind von den Forderungen der Richtlinie betroffen, die im Jahre 2001 als Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 1999/13/EG über die Begrenzung von Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen in bundesdeutsches Recht umgesetzt wurde. Danach müssen auch Altanlagen bis zum 31.10.2007 vorschriftsmäßig umgerüstet werden. Bisher wird bei der lüftungstechnischen Erfassung von emittierenden Schadstoffen eine raumübergreifende Belüftung verwendet, die eine intensive Verteilung und Vermischung mit emittierenden Schadstoffen verursacht. Das bedeutet für Mensch und Umwelt eine erhebliche schädliche Belastung und erhöht zudem durch das unkontrollierte Entweichen den Verbrauch an Lösungsmitteln. Bei der geplanten Entwicklung entsteht eine gezielte anlagentechnische Be- und Entlüftung der Arbeitszone, die messtechnisch überwacht und nur dann eingeschaltet wird, wenn die freigesetzten Emissionen durch das Lackmischen die vorgegebenen Werte der Arbeitsplatzkonzentration überschreiten.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Gesamtvorhaben gliederte sich in zwei Projektphasen. In der ersten Phase ging es um die Errichtung eines Versuchsstandes zur Erprobung verschiedener technischer Konzepte mit den folgenden Schwerpunkten: Mathematische Modellierung der Prozessgrößen und Definition der Messpunkte; Auswahl und Erprobung von Abdichtungs- und Kühlsystemen sowie der dafür erforderlichen Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik; Auswahl und Erprobung der Quellauslässe entsprechend der Lösungsansätze; Beschaffung der erforderlichen Komponenten für den Bau der Versuchsanordnungen; Errichtung und Erprobung einer Versuchsstation mit einer optimalen Belüftungsvariante.
Die zweite Phase befasste sich mit der Einrichtung und Anpassung der Pilotanlage für weitere acht Betriebsräume im Rahmen eines Investitionsvorhabens. Im Mittelpunkt stand auch hier die Erarbeitung von technischen Lösungen, womit folgende Zielstellungen wegweisend unterstützt werden sollten: Auswer-tung der Versuchsergebnisse für die Planung und den Bau der Pilotanlage; Entwicklung und Realisierung der Pilotanlage; Entwicklung und Optimierung der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik sowie der Steuerungssoftware.


Ergebnisse und Diskussion

Es wurde eine neue Methode für die Erfassung flüchtiger organischer Lösungsmitteldämpfe entwickelt, die nach der Ausbildung von Luftschleiern mit geringen Volumenströmen funktioniert. Mit der praktizierten Luftströmung können die produktionsbedingten handwerklichen Tätigkeiten an den Mischgefäßen ungehindert ohne die Benutzung von Verdeckelungen oder Abdichtungen ausgeführt werden.
Die Lüftungsleistungen und ihre Strömungsintensität werden über einen Gasmonitor gesteuert. Damit kann die lüftungstechnische Anlage in ihrer Intensität dem Bedarf angepasst werden, so dass sie nur bei Vorhandensein von belasteter Umgebungsluft in Betrieb gesetzt wird.
Mit der entwickelten Luftführung beim Umgang mit organischen Lösungsmitteln haben sich die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) soweit verbessert, dass wegen der Geringfügigkeit keine Nachmessungen mehr erforderlich sind.
Es konnte eine Minimierung der abgeleiteten Emissionen auf ein Drittel der Ursprungswerte registriert werden. Die lüftungstechnische Anlage wurde mit einer Energierückgewinnung ausgestattet, die im Vergleich mit anderen Heizperioden, wie dem Winter 2007/2008, zu einer Reduzierung des Energieverbrauches um etwa 40 Prozent beitragen kann.
Nach Abschluss aller Montagearbeiten lassen sich bezüglich der drei Hauptziele des Vorhabens die folgende Ergebnisse zusammenfassen:

Humanisierung der Arbeitsplätze
Durch arbeitsschutztechnische Messungen konnte eine sehr deutliche Reduzierung der Arbeitsplatzkonzentrationen an luftfremden gasförmigen Schadstoffen nachgewiesen werden. Entsprechend der Technischen Regelwerke (TRGS 402 und TRGS 900) liegen die gemessenen Konzentrationen der luftfremden gasförmigen Schadstoffe unterhalb von 10 Prozent der jeweiligen Grenzwerte. Weitere arbeitsplatzbezogene Messungen können aufgrund dieser geringen Konzentrationen an luftfremden Stoffen entfallen.

Reduzierung der freigesetzten Emissionen
Die Ergebnisse einer ersten Kontrolle der Abgaswerte bei der Freisetzung am Kaminaustrag verweisen auf eine Reduzierung der Emissionsmassenströme von ursprünglich ca. 8 kg C/h auf weniger als 4 kg C/h. Der Emissionsmassenstrom bezieht sich hierbei auf den Kohlenstoffanteil in den verdampfenden Lösungsmitteln. Die Feststellung gilt als gesichert, dass eine Reduzierung der freigesetzten Emissionen auf 50 Prozent der Ausgangswerte erreicht wurde.

Wirtschaftlichkeit
Der Energieverbrauch wurde mit Hilfe von eingebauten Wärmemengenzählern registriert. Es ist allerdings nicht möglich, einen Vergleich zu den Ergebnissen der vergangenen Heizperioden aufzustellen, weil die lufttechnische Anlage erst jetzt über die technischen Einrichtungen zur Registrierung der Wärmemengen verfügt. Auf der Basis von Erfahrungen mit den verwendeten Anlagenkomponenten zur Wärmerückgewinnung lässt sich prognostizieren, dass eine Einsparung von 35 Prozent des Einsatzes an Wärmeenergie erreicht werden kann.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Entwicklungsergebnisse werden im Rahmen der Berichterstattung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt veröffentlicht. Weitere Möglichkeiten bestehen durch Präsentationen vor Ort und in Zusammenarbeit mit dem Amt für Technischen Umweltschutz des Landratsamtes in Miesbach.


Fazit

Die neu entwickelte technische Lösung für ein umweltschonendes Verfahren zur Be- und Entlüftung von Arbeitsplätzen beim Einsatz von stark emittierenden Schadstoffen während der Herstellung von lösungsmittelhaltigen Lacken und Farben sorgt dafür, dass Lösungsmitteldämpfe durch die Ausbildung von Luftschleiern gebündelt werden. Das Verfahren verhindert die Ausbreitung von luftfremden gasför-migen Schadstoffen in den Produktionsräumen und führt zu einer Verminderung der Schadstofffrachtenim Abgas und zu einer Verringerung der Schadstoffbelastung der Atemluft an den Arbeitsplätzen.