Volatile Organic Compounds (VOC) sind flüchtige organische Verbindungen, die bereits bei Raumtemperatur als Gas oder Dampf auftreten. Neben natürlichen Quellen, wie Pflanzen und Tieren sowie Böden und den Meeren, entstehen sie vor allen Dingen durch die Industrie. Als vergleichsweise unscharfe Definition umfasst die Bezeichnung VOC eine Reihe unterschiedlicher Stoffe, wie zum Beispiel Aldehyde, Ketone und organische Lösemittel. Ihre zweifelhafte Berühmtheit verdanken die flüchtigen organischen Verbindungen der Tatsache, dass sie in artabhängigen Konzentrationen umwelt- und gesundheitsschädlich sein können. Im günstigsten Fall können sie sich durch Geruchsbelästigung bemerkbar machen, die zum Beispiel die Abluft in der Lebensmittelindustrie sowie in der Abwasser- und Abfallwirtschaft auszeichnet. Im schlimmsten Fall sind sie akut oder auch langfristig eine Gefahr für Mensch, Natur und Klima.
Da mit der Wissenschaft auch die Öffentlichkeit und die Politik um die Gefahren der VOC wissen, gelten bereits seit 2001 gesetzliche Vorschriften zu ihrer Reduzierung. Bundes-Immissionsschutzverordnung und übergeordnete europäische Richtlinien regeln zum Beispiel Grenzwerte für den Ausstoß von VOC beim Einsatz von Lösemitteln in unterschiedlichen Industriezweigen.
Als Ergebnis der gesetzlichen Bestimmungen ist die Menge der VOC im Rahmen industrieller Produktion in den letzten Jahrzehnten deutlich gesunken. Inzwischen hat der Ausstoß jedoch ein Niveau erreicht, welches die Vermutung nahelegt, dass allein durch die Reduzierung des Einsatzes der betroffenen Substanzen kein weiterer Rückgang zu erzielen ist. Entsprechend gewinnt die Eliminierung von VOC aus industrieller Abluft zunehmend an Bedeutung.
Konventionelle Abluftreinigungsverfahren, wie die Aktivkohlefilterung oder RTO-Anlagen, können bei der Reinigung VOC-belasteter Abluft vergleichsweise hohe Betriebskosten verursachen. Dies gilt vor allen Dingen dann, wenn sie in großen Abluftströmen in geringer Konzentration auftreten.
Als Entwickler und Konstrukteur innovativer Spezialanlagen zur Reinigung von Abluft und Gasströmen aus industriellen Produktionsprozessen sowie Abwasserbehandlungsanlagen bietet die uviblox® GmbH aus Berlin ein patentiertes Verfahren zur Entfernung von VOC. Mit ihm erfüllen Industriebetriebe die maßgeblichen Vorschriften der „Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA-Luft) und der 31. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (31. BImSchV)“.
Die regenerative Fotooxidation nutzt zwei kontinuierlich aufeinanderfolgende Verfahren: die Adsorption und die Fotooxidation. Die Reinigung der Abluft erfolgt im ersten Schritt, indem die Schadstoffe auf einem Adsorptionsrad gebunden werden. Die so gereinigte Abluft kann anschließend an die Umgebung abgegeben werden.
Im zweiten Schritt werden die gebundenen Schadstoffe durch Erhitzen des Adsorbtionsmaterials desorbiert und anschließend in einem deutlich reduzierten Luftvolumenstrom in potenzierter Konzentration in den UV-Reaktor und die katalytische Oxidation geleitet. Als Abbauprodukte der hier ablaufenden Prozesse verbleiben lediglich Kohlendioxid und Wasser.
Das Gesamtsystem arbeitet dabei deutlich effizienter als konventionelle Reinigungsverfahren. So werden zum Beispiel im Reaktor deutlich niedrigere Reaktionstemperaturen benötigt und der autotherme Bereich schon bei geringerer Kohlenstofffracht erreicht. Darüber hinaus nutzt die Anlage Wärmetauscher, um Reaktionsenergie zurückzugewinnen. Diese wird sowohl für die Desorption als auch zur erhitzung der Abluft genutzt. Überschüssige Energie kann ausgekoppelt werden, wodurch die Energieeffizienz des Systems weiter gesteigert werden kann. Die Konzentration der Schadstoffe in einem kleineren Luftstrom ermöglicht zudem eine kompakte Bauform der uviblox® Abluftreinigungsanlagen.
Praxisbeispiel: Lackherstellung
Ein Einsatzbereich für das patentierte Verfahren ist die Abluftbehandlung bei Lackherstellung und Verarbeitung. Auch wenn immer mehr Hersteller organische Lösungsmittel durch Alternativen auf Wasserbasis ersetzen, gehören VOC unverändert zum Alltag in der Produktion und Verarbeitung von Farben und Lacken.
Die Schweizer Eclatin AG aus Lüsslingen im Kanton Solothurn nutzt deshalb eine Abluftreinigungsanlage der uviblox® GmbH.
Mit ihr wird die Abluft aus mehreren Produktionshallen mit einen Volumenstrom von bis zu 61.500 m³/h gereinigt. Die enthaltenen VOC mit einer Ausgangskonzentration von etwa 200 mg/m³ werden auf < 20 mg/m³ reduziert und abgebaut. Diese werden mit dem beschriebenen Verfahren in einem auf 3.150 m³/h reduzierten sekundären Abluftstrom auf 4.000 mg/m³ aufkonzentriert und im UV-Reaktor und der anschließenden katalytischen Oxidation abgebaut.
„Unsere Service-Mitarbeiter betreuen die Anlage in der Schweiz mit Wartungsarbeiten. Darüber hinaus kann die einwandfreie Funktion der Anlage per Fernzugriff überprüft werden.“, erklärt Johannes Münz, Vertriebsingenieur der uviblox® GmbH, „Das Verfahren zeichnet sich jedoch vor allen Dingen dadurch aus, dass es gegenüber konventionellen Verfahren deutlich geringere Betriebskosten und weniger Wartungsaufwand verursacht.“
Weiter Informationen zu dem Verfahren und dem Fallbeispiel finden Sie auch in der aktuellen Ausgabe des VDI Umwelt Magazin zur Luftreinhaltung (UV-Licht gegen flüchtige organische Substanzen (VOC) - ingenieur.de)
Da mit der Wissenschaft auch die Öffentlichkeit und die Politik um die Gefahren der VOC wissen, gelten bereits seit 2001 gesetzliche Vorschriften zu ihrer Reduzierung. Bundes-Immissionsschutzverordnung und übergeordnete europäische Richtlinien regeln zum Beispiel Grenzwerte für den Ausstoß von VOC beim Einsatz von Lösemitteln in unterschiedlichen Industriezweigen.
Als Ergebnis der gesetzlichen Bestimmungen ist die Menge der VOC im Rahmen industrieller Produktion in den letzten Jahrzehnten deutlich gesunken. Inzwischen hat der Ausstoß jedoch ein Niveau erreicht, welches die Vermutung nahelegt, dass allein durch die Reduzierung des Einsatzes der betroffenen Substanzen kein weiterer Rückgang zu erzielen ist. Entsprechend gewinnt die Eliminierung von VOC aus industrieller Abluft zunehmend an Bedeutung.
Konventionelle Abluftreinigungsverfahren, wie die Aktivkohlefilterung oder RTO-Anlagen, können bei der Reinigung VOC-belasteter Abluft vergleichsweise hohe Betriebskosten verursachen. Dies gilt vor allen Dingen dann, wenn sie in großen Abluftströmen in geringer Konzentration auftreten.
Als Entwickler und Konstrukteur innovativer Spezialanlagen zur Reinigung von Abluft und Gasströmen aus industriellen Produktionsprozessen sowie Abwasserbehandlungsanlagen bietet die uviblox® GmbH aus Berlin ein patentiertes Verfahren zur Entfernung von VOC. Mit ihm erfüllen Industriebetriebe die maßgeblichen Vorschriften der „Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA-Luft) und der 31. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (31. BImSchV)“.
Die regenerative Fotooxidation nutzt zwei kontinuierlich aufeinanderfolgende Verfahren: die Adsorption und die Fotooxidation. Die Reinigung der Abluft erfolgt im ersten Schritt, indem die Schadstoffe auf einem Adsorptionsrad gebunden werden. Die so gereinigte Abluft kann anschließend an die Umgebung abgegeben werden.
Im zweiten Schritt werden die gebundenen Schadstoffe durch Erhitzen des Adsorbtionsmaterials desorbiert und anschließend in einem deutlich reduzierten Luftvolumenstrom in potenzierter Konzentration in den UV-Reaktor und die katalytische Oxidation geleitet. Als Abbauprodukte der hier ablaufenden Prozesse verbleiben lediglich Kohlendioxid und Wasser.
Das Gesamtsystem arbeitet dabei deutlich effizienter als konventionelle Reinigungsverfahren. So werden zum Beispiel im Reaktor deutlich niedrigere Reaktionstemperaturen benötigt und der autotherme Bereich schon bei geringerer Kohlenstofffracht erreicht. Darüber hinaus nutzt die Anlage Wärmetauscher, um Reaktionsenergie zurückzugewinnen. Diese wird sowohl für die Desorption als auch zur erhitzung der Abluft genutzt. Überschüssige Energie kann ausgekoppelt werden, wodurch die Energieeffizienz des Systems weiter gesteigert werden kann. Die Konzentration der Schadstoffe in einem kleineren Luftstrom ermöglicht zudem eine kompakte Bauform der uviblox® Abluftreinigungsanlagen.
Praxisbeispiel: Lackherstellung
Ein Einsatzbereich für das patentierte Verfahren ist die Abluftbehandlung bei Lackherstellung und Verarbeitung. Auch wenn immer mehr Hersteller organische Lösungsmittel durch Alternativen auf Wasserbasis ersetzen, gehören VOC unverändert zum Alltag in der Produktion und Verarbeitung von Farben und Lacken.
Die Schweizer Eclatin AG aus Lüsslingen im Kanton Solothurn nutzt deshalb eine Abluftreinigungsanlage der uviblox® GmbH.
Mit ihr wird die Abluft aus mehreren Produktionshallen mit einen Volumenstrom von bis zu 61.500 m³/h gereinigt. Die enthaltenen VOC mit einer Ausgangskonzentration von etwa 200 mg/m³ werden auf < 20 mg/m³ reduziert und abgebaut. Diese werden mit dem beschriebenen Verfahren in einem auf 3.150 m³/h reduzierten sekundären Abluftstrom auf 4.000 mg/m³ aufkonzentriert und im UV-Reaktor und der anschließenden katalytischen Oxidation abgebaut.
„Unsere Service-Mitarbeiter betreuen die Anlage in der Schweiz mit Wartungsarbeiten. Darüber hinaus kann die einwandfreie Funktion der Anlage per Fernzugriff überprüft werden.“, erklärt Johannes Münz, Vertriebsingenieur der uviblox® GmbH, „Das Verfahren zeichnet sich jedoch vor allen Dingen dadurch aus, dass es gegenüber konventionellen Verfahren deutlich geringere Betriebskosten und weniger Wartungsaufwand verursacht.“
Weiter Informationen zu dem Verfahren und dem Fallbeispiel finden Sie auch in der aktuellen Ausgabe des VDI Umwelt Magazin zur Luftreinhaltung (UV-Licht gegen flüchtige organische Substanzen (VOC) - ingenieur.de)
