DE19723846A1 - Abscheidevorrichtung für öl-, fett- und kühlschmierstoffhaltige Nebel und Dämpfe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung für öl-, fett- und kühlschmierstoffhaltige Nebel und Dämpfe, die in Fertigungshallen, vor allem in der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere bei spanabhebender Verformung, auftreten und aus arbeits- und gesund­ heits- sowie umwelttechnischen Gründen beseitigt werden müssen.

Die in den Arbeitsbereichen auftretenden partikel- und dampfförmigen Luftschadstoffe der für die spanende Verformung notwendigen Kühlschmierstoffe führen einerseits zur erhöh­ ten Rutsch-, Brand- und Explosionsgefahr, zur funktionellen Beeinträchtigung von Maschi­ nen, Elektroinstallationen und Steuersystemen und andererseits zu Haut- und Atemwegser­ krankungen sowie bei bestimmten Inhaltsstoffen zu erhöhtem Krebsrisiko.

Das Erfassen und Abscheiden der Kühlschmierstoff-Emissionen ist damit eine wesentliche Voraussetzung für den Arbeits- und Gesundheitsschutz in den betreffenden Produktions­ räumen und -hallen bzw. für den Umweltschutz, wenn die Hallen- und Erfassungsluft mehr oder weniger gereinigt als Fortluft in die Atmosphäre abgeleitet wird. Eine optimale Erfas­ sung der Emissionen bei möglichst geringem Absaugvolumen ist in Verbindung mit einer effizienten Abscheidung die Voraussetzung für einwandfreie lufthygienische Bedingungen der Reinluftrückführung bzw. der Ableitung der Fortluft ins Freie. Dabei sind die anfallenden Schadstoffmengen sehr unterschiedlich. Je nach Bearbeitungstechnologie, der erforderli­ chen Kühlschmierstoffmenge und -art können von wenigen Milligramm bis zu mehreren Gramm pro Kubikmeter Luft erfaßt werden, die in den Abscheidegeräten entsprechend den gesetzlichen Regelungen gereinigt werden müssen.

Für die Abscheidung von Kühlschmierstoffnebel werden gegenwärtig bevorzugt vier Ab­ scheideverfahren eingesetzt:

• - Prall- und Zentrifugalabscheider, die für hohe Konzentrationen meist als Vorabscheider in unterschiedlichen Konfigurationen und Baugrößen zum Einsatz kommen.
• - Filternde Abscheidersysteme mit unterschiedlichen Bauformen, Faserarten und Abreini­ gungsvarianten, die als Haupt- oder Nachabscheidestufe eingesetzt werden.
• - Elektrostatische Abscheider, die sektionsweise und mehrstufig aufgebaut werden, mehr oder weniger selbstreinigend sind und meist mit einem synthetischen Filter als Nach- oder Sicherheitsstufe kombiniert sind.
• - Naßarbeitende Abscheider, die insbesondere dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn neben den Kühlschmierstoffnebel zusätzlich auftretende Staubemissionen abgeschieden werden müssen; sie können in geringem Maße auch dampfförmige Emissionen abschei­ den.

Erfahrungen und Untersuchungen zeigten, daß beim Auftreten von Temperaturgradienten unterhalb der Erfassungslufttemperaturen Kondensationen in den den Erfassungseinrich­ tungen nachgeschalteten Bauelementen der lufttechnischen Anlage auftreten. Das führt zur Filmbildung an den Wänden und zu Tropfstellen an den nicht dichten Verbindungen. Vor und auch nach der Abscheidevorrichtung können diese kondensierten Kühlschmierstoffe über geeignete Sammelstellen aus dem lufttechnischen Anlagensystem ausgetragen wer­ den. Im Luftstrom vor der Abscheidevorrichtung kondensierte Tröpfchen werden in der nachfolgenden Abscheidevorrichtung nach einem der vorgenannten Verfahren auch wei­ testgehend abgeschieden. Tritt jedoch nach der Abscheidevorrichtung ein weiterer Kon­ densationseffekt auf, so werden diese tröpfchenförmigen Partikel wieder in die Hallenluft zurück geführt oder in die Atmosphäre abgeleitet. Vor allem im Winterbetrieb, d. h. bei relativ großen Temperaturgradienten zwischen der abgesaugten Hallen- oder Erfassungsluft und der Außenluft sind diese Kondensationserscheinungen stark sichtbar. Es kommt zur ver­ stärkten Ablagerung von Kühlschmierstoffteilchen in der Nähe der Abluftöffnungen und damit meist auf den Dächern der Produktionshallen. Zerstörungen der Dachhaut sind die Folge.

Verstärkte Kondensitionserscheinungen treten im Winterbetrieb aber auch in den innenlie­ genden lufttechnischen Bauelementen auf, weil die transportierte schadstoffbeladene Luft meist wärmer als die umgebende Hallenluft ist, so daß mit dem Erreichen der Taupunkt­ temperatur des Schadstoffgemisches Kondensation auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die unkontrollierte Kondensation von öl-, fett- und kühlstoff­ haltigen Nebel und Dämpfen an lufttechnischen Bauteile oder Bauteilen des Gebäudes zu verhindern und so die gesundheits- und umweltgefährdenden Wirkungen der Luftverunrei­ nigungen zu minimieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst. Es wurde gefunden, daß bei Kombination einer Kondensations- bzw. Entfeuchtungsstufe mit den üblichen Abscheideeinheiten eine ausreichende Abscheidung der öl-, fett- und kühlschmierstoffhaltigen Verunreinigungen aus der Abluft erzielbar ist, so daß es zu keinen weiteren unerwünschten Kondensationserscheinungen an anderen Bauteilen kommt und der Reinheitsgrad der gereinigten Luft einen Umluftbetrieb der lufttechnischen Anlage er­ möglicht bzw. bei Fortluftbetrieb keine Belastung der Umwelt eintritt.

Das nachfolgende Ausführungsbeispiel zeigt anhand der Abbildung eine mögliche erfin­ dungsgemäße Ausführungsform als kompakte Geräteeinheit.

Die Rohluft tritt dabei in den Rohrluftmischraum 1 ein. Das Staublech 2 gewährleistet eine gute Luftverteilung in dem Abstiegskanal 3 und eine gleichmäßige Anströmgeschwindigkeit des Vorabscheiders 4, der als Zentrifugalabscheider ausgebildet sein kann. Dieser Vorab­ scheider 4 hat die Aufgabe, größere Flüssigkeitspartikel abzuscheiden, zu einem Flüssig­ keitsfilm zu vereinigen und nach unten auszutragen. Gleichzeitig werden die staubförmigen Verunreinigungen an den feuchten Prallwänden gebunden und ebenfalls mit dem Flüssig­ keitsfilm ausgetragen.

Im nachgeschalteten Wärmetauscher 5, vorzugsweise einem Lamellenwärmetauscher, wird der Luftstrom soweit abgekühlt, daß entsprechend der erreichten Temperatur dampfförmige Substanzen kondensieren und ebenfalls nach unten ausgetragen werden. Als vorteilhafte Oberflächentemperatur des Wärmeübertragers 5 haben sich 2°C erwiesen. Bei Unterschreitung dieser Temperatur besteht die Gefahr, daß es durch den Wassergehalt im Luftstrom zur Vereisung des Wärmeübertragers 5 kommt.

Der Wärmeübertrager 5 kann über eine zentrale Kälteanlage, einen beigestellten oder gerä­ teintegrierten Verdichterkältesatz versorgt werden. Im Winterbetrieb ist es auch möglich, über einen Außenluftwärmeübertrager den Wärmeübertrager 5 mit der benötigten Tempera­ tur zu versorgen.

Die im Luftstrom kondensierten und mit dem Luftstrom getragenen Tröpfchen werden in einer nachfolgenden Filterstufe, z. B. einer Filterpatrone 7, abgeschieden. Die Filterpatrone 7 ist in einem dem Wärmeübertrager 5 nachgeordneten Patronenraum 6 angeordnet, der eine allseitige Beaufschlagung der Filterpatrone 7 gewährleistet. Die verschmutzten Filter­ patronen 7 können in bekannter Weise durch das Druckluftimpulsverfahren wieder regene­ riert werden. Hierzu sind im oberen Bereich des Gerätes ein Druckluftspeicher 10, ein Membranventil 11 und eine Düsenlanze 12 mit einer Druckluftdüse angeordnet. Die im Pa­ tronenfilter 7 gereinigte Luft gelangt in den Reinluftraum 8 und wird mittels eines freilaufen­ den Ventilator 9 als Umluft der Produktionshalle zugeführt oder als Fortluft ins Freie gelei­ tet.

Die im Vorabscheider 4, dem Wärmeübertrager und der Filterpatrone 7 abgeschiedenen, vorwiegend flüssigen, Verunreinigungen werden im unteren Bereich der Geräteeinheit ge­ sammelt und über den Flüssigkeitsaustrag 13 aus der Geräteeinheit geleitet.

Je nach Art und Intensität der Verunreinigung ist es auch möglich, mehrere Vor- und Nachabscheidestufen anzuordnen.

Zur Erwärmung der kühlen, gereinigten Luft kann über eine Regelklappe, ein Regelgitter o. ä. 14 erwärmte Hallenluft in den Reinluftraum eingeleitet und als Reinluftgemisch wieder in die Hallenatmosphäre abgelassen werden. Gegebenenfalls kann ein Wärmetauscher 15 vor oder nach der Regeleinrichtung zusätzlich zugeordnet werden.

Claims (5)

1. Abscheidevorrichtung für öl-, fett- und kühlschmierstoffhaltige Nebel und Dämpfe, ge­ kennzeichnet durch die Kombination ein oder mehrerer Abscheidestufen mit einer gekühl­ ten Kondensatabscheiderstufe in einer Geräteeinheit.

2. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensa­ tabscheidestufe als Wärmeübertrager (5), vorzugsweise Lamellenwärmeübertrager, aus­ gebildet ist.

3. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensa­ tabscheidestufe mindestens eine Vorabscheidestufe vor- und eine Feinabscheidestufe nachgeschaltet ist.

4. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Vorabscheider (4) um einen Zentrifugalabscheider handelt.

5. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach­ geschaltete Feinabscheidestufe eine Filterpatrone (7) ist.