DGUV Regel 109-002 - Arbeitsplatzlüftung - Lufttechnische Maßnahmen (DGUV Regel ...

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Abschnitt 6.4, 6.4 Abscheider
Abschnitt 6.4
Arbeitsplatzlüftung - Lufttechnische Maßnahmen (DGUV Regel 109-002)
Titel: Arbeitsplatzlüftung - Lufttechnische Maßnahmen (DGUV Regel 109-002)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Regel 109-002
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 6.4 – 6.4 Abscheider

Abscheider werden eingesetzt, um Luftverunreinigungen aus Abluft, Umluft oder Zuluft zu entfernen. Man unterscheidet Einrichtungen zum Abscheiden von

  • festen oder flüssigen Luftverunreinigungen (Partikelabscheider/Aerosolabscheider),

  • gas- oder dampfförmigen Luftverunreinigungen Gasabscheider).

Bei gleichzeitigem Vorhandensein von partikel- und gasförmigen Luftverunreinigungen ist es üblich, zunächst die partikelförmigen Stoffe und anschließend die gasförmigen Stoffe aus dem Luftstrom abzutrennen.

Die Auswahl geeigneter Abscheider ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Diese DGUV Regel kann nur einen groben Überblick über die Bandbreite der Abscheider geben. Sowohl Kenntnisse über die Zustandsformen der freigesetzten Luftverunreinigungen als auch Kenntnisse über die Wirkungsweise, Eignung und Einsatzbereiche des Abscheiders sind hierfür zwingend erforderlich. Anforderungen an die Abscheider sind in den Kapiteln 7 "Reinluftrückführung und Umluft" und 10.3 "Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen bei brennbaren Luftverunreinigungen/Abscheider" beschrieben.

Beim Betrieb der Abscheider ist auf die Einhaltung des Betriebsbereichs zu achten. Der Abscheidegrad ist von verschiedenen Parametern abhängig (Volumenstrom, Partikelkonzentration, Anströmgeschwindigkeit, Temperatur-/Feuchtebereiche, Partikelgrößenverteilung, Aufbau und Art des Filtermediums, etc.).

Abscheider sollten auf der Saugseite des Gebläses eingesetzt werden. Damit werden Emissionen zwischen Gebläse und Abscheider auch bei Auftreten von Undichtigkeiten vermieden. Gleichzeitig wird der Ventilator vor Verschmutzung und Abrasion geschützt.

6.4.1 Partikelabscheider

Partikelabscheider werden gemäß der Art ihrer Abscheidung unterschieden in:

  • Massenkraftabscheider

  • Filternde Abscheider

  • Elektrostatische Abscheider

  • Nassabscheider

6.4.1.1 Massenkraftabscheider

Massenkraftabscheider nutzen die physikalische Wirkung der Massenkraft (z. B. Schwerkraft, Trägheitskraft, Zentrifugalkraft). Sie trennen die Staubpartikel vom Trägergas aufgrund ihrer unterschiedlichen Wirkung auf Partikel und Gas.

Folgende Abscheideprinzipien und Bauformen werden eingesetzt:

  • Schwerkraftabscheider (Gegenstrom- und Querstromabscheider)

  • Fliehkraftabscheider (z. B. Zyklon)

Massenkraftabscheider sind wegen der starken Abhängigkeit des Abscheidegrads von der Partikelgröße oder -masse vorwiegend für grobe Partikel oder als Vorabscheider für filternde Abscheider geeignet.

Massenkraftabscheider sind in der VDI-Richtlinie 3676 näher beschrieben.

6.4.1.2 Filternde Abscheider

Bei filternden Abscheidern wird die aerosolhaltige/staubhaltige Luft durch ein Filtermedium (z. B. Papier, Gewebe, Vlies, Nadelfilz, Membran, Sinterkunststoffe, Sintermetallfilter) geleitet. Je nach der Wirkungsweise lassen sich filternde Abscheider in zwei Hauptgruppen einteilen:

  • Oberflächenfilter (abreinigbare Filter)

  • Tiefenfilter (Speicherfilter)

Staubsammelbehälter, die bei Abscheidern mit abreinigbaren Filtern zum Einsatz kommen, sollten eine kontaminationsarme Staubentnahme zulassen (z. B. durch verschließbare Behälter).

Filternde Abscheider sind in der VDI-Richtlinie 3677 näher beschrieben.

6.4.1.3 Elektrostatische Abscheider

In elektrostatischen Abscheidern werden die in der Abluft enthaltenen Aerosole elektrisch aufgeladen und an Niederschlagselektroden abgeschieden.

Es wird zwischen Röhren- und Plattenelektrofiltern unterschieden.

Röhrenelektrofilter werden ausschließlich für die Nassentstaubung, Plattenelektrofilter insbesondere zur Trockenentstaubung eingesetzt.

Elektrostatische Abscheider arbeiten mit geringen Druckverlusten und sind auch bei höheren Temperaturen geeignet. Der Abscheidegrad nimmt mit zunehmender Verschmutzung und höherer Strömungsgeschwindigkeit ab.

Elektrostatische Abscheider sind in der VDI-Richtlinie 3678 näher beschrieben.

6.4.1.4 Nassabscheider

In Nassabscheidern werden Aerosole von einer Flüssigkeit - in der Regel Wasser - benetzt und aufgenommen. Form und Oberfläche der Aerosole beeinflussen die Benetzbarkeit stark. Die anschließende Trennung des Reingases von der Flüssigkeit erfolgt durch einfache Umlenkung der Gasströmung oder in nachgeschalteten Prall- oder Zentrifugalabscheidern.

Nassabscheider werden nach den konstruktiven Merkmalen und nach den Arten der Flüssigkeitszugabe unterschieden in:

  • Venturiwäscher

  • Rotationswäscher, Desintegratoren

  • Wirbelwäscher

  • Strahlwäscher

  • Waschturm, Sprühwäscher

Nassabscheider sind in der Regel nicht geeignet, einen hohen Abscheidegrad bei Feinstäuben sicherzustellen.

Nassabscheider sind in der VDI-Richtlinie 3679 näher beschrieben.

6.4.2 Gasabscheider

Zur Abscheidung von gas- oder dampfförmigen Luftverunreinigungen werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Aufgabenstellung und Anwendungsmöglichkeit folgende verfahrenstechnische Prinzipien eingesetzt.

  • Adsorption

    z. B. mittels Aktivkohle für Lösungsmittel oder flüchtige organische Verbindungen (VOC) oder Adsorption von Styrol in Zeolithe

  • Absorption

    z. B. Auswaschen von Ammoniak, Schwefeloxiden, Stickoxiden in einem Wäscher oder chemische Bindung, z. B. Schwefeldioxid (SO2) mit Kalk und nach Oxidation zu Calciumsulfat (Entschwefelung)

  • Katalytische oder thermische Umwandlung

    z. B. Abgaskatalysator im Kraftfahrzeug, Nachverbrennung, Reduktion von VOC oder kombinierte Entschwefelung und Entstickung von Rauchgasen (DESONOX-Verfahren)

  • Biologische Umwandlung

    z. B. Biofilter gegen Gerüche oder Biofilter zur Abscheidung von z. B. Aminoverbindungen, Styrol, Kohlenwasserstoffverbindungen

  • Kondensation

    z. B. Abscheidung kondensierbarer Bestandteile in einem Kühler.