Kleiner Riese

VOC’s (Volatile Organic Compounds) werden von einer ganzen Reihe von industriellen und kommerziellen Produkten emittiert. Dazu gehören unter anderem Farben, Lacke, Reinigungsmittel, Klebstoffe, Haftmittel und Rohstoffe in der chemischen Industrie. Ehovoc bietet eine katalytische Verbrennungsanlage zur Abreinigung VOC-haltiger Abluft. Das Unternehmen gibt eine Garantie von zehn Jahren auf Katalysator und Wärmetauscher der RCO-Anlage Little Giant. Die erwartete lange Lebenszeit der Anlagen basiert auf der Erfahrung des Unternehmens mit weiteren gleichartigen Verbrennungsanlagen.

Der in der Abluftreinigungsanlage eingesetzte Katalysator wurde für den Automobilbereich entwickelt und erprobt. Er besteht aus einem Metallsubstrat, das mit einem platin- und palladiumhaltigen Coating beschichtet ist. Die speziell entwickelte Beschichtung ist resistent gegen Alterung durch hohe Temperaturen und Katalysatorgifte wie Phosphor, Schwefel, Calcium, Zink, etc. Die Porengröße der Beschichtung ist mit <20 nm so klein, dass Partikel nicht in die Poren eindringen und damit die aktive Oberfläche blockieren können. Nur gasförmige Substanzen haben die Möglichkeit einzudringen. In der katalytischen VOC-Verbrennung liegt die Verbrennungstemperatur bei etwa 300 bis 350 °C. Da eine temperaturbedingte Alterung des Katalysators bei etwa 800 °C beginnt, hat diese auch im Langzeiteinsatz keinerlei Einfluss auf die aktive Beschichtung. Da Partikel keinen Risikofaktor darstellen, bleiben nur die gasförmigen Katalysatorgifte. Edelmetalle reagieren nicht sensitiv gegenüber Schwefel und Chloriden, die häufig in VOC-Anwendungen vorkommen. Das größte Risiko stellen Silikonverbindungen dar, die in gasförmigem Zustand in die Poren eindringen und eine dünne Oxidschicht über die Edelmetalle legen könnten. Erstaunlicherweise hat sich in einer seit 13 Jahren laufenden Anlage mit teilweise hohen Silikonkonzentrationen ergeben, dass der Katalysator wie im Neuzustand funktioniert. Dabei läuft die Verbrennungsanlage mit 42 000 Nm³/h im Dreischichtbetrieb eines Farbenherstellers und es haben sich im Abgas auch andere Risikofaktoren wie Chloride und kleine Titaniumoxidpartikel gezeigt.

Mit der letzten und stringentesten Phase der EU-VOC-Richtlinie, die im Oktober 2007 in Kraft tritt, kommen viele Lösemittel verarbeitende Betriebe bei der Einhaltung der Grenzwerte in Konflikt. Mit Little Giant können die neuen Emissionsstandards ohne Veränderung des Produktionsprozesses eingehalten werden. Der Katalysator besteht aus Streifen gewellter Stahlfolie, die so angeordnet sind, dass eine Mixerstruktur entsteht. Dies erhöht den Massentransfer. Die Sherwoodzahl liegt mit 12, gegenüber herkömmlichen Substraten, mindestens um das Vierfache höher. Dadurch ist es möglich, Konvertierungsraten von 99,5 % zu erreichen. Die Verbrennungsanlage zeichnet sich darüber hinaus durch geringe Betriebskosten aus. Beispielsweise betragen die gesamten Betriebskosten – Energie- und Wartungskosten, Druckluftversorgung etc. – bei einer Anlage mit einer Kapazität von 4000 Nm³/h mit VOC-Konzentrationen von nur 0,4 g/Nm³ nur 1 Euro/h.

Für Little Giant wurde zudem ein Wärmetauscher mit verbesserten Wärmetransferkenndaten entwickelt. Wie auch schon beim Massentransfer, ist der Wärmetransfer um ein Vierfaches höher als in herkömmlichen Substraten. Das Design besteht, ähnlich dem Katalysator, aus gewellter Stahlfolie, die in einer Mixerstruktur angeordnet ist. Die Effizienz des Wärmetauchers liegt bei 96 %, was auch in geringen Temperaturbereichen einen sehr niedrigen autothermen Betriebspunkt ermöglicht – unter besonders günstigen Bedingungen sogar unter 0,4 g/Nm³. Das bedeutet, dass bei einer Lösemittelkonzentration von 0,03 % im Abgas bei einer Oxidation im Little Giant keine zusätzliche Energie zum Verbrennungsprozess notwendig ist. Bei thermischer Verbrennung sind die Konzentrationen für den autothermen Betriebspunkt höher, üblicherweise 1,3 g/Nm³.

Die Standardversion des Little Giant ist bis zu 18 000 Nm³/h so ausgelegt, dass sie in einem Standard-Frachtcontainer angeordnet werden kann. Das ermöglicht den einfachen Transport der Anlage sowie eine leichte und unkomplizierte Aufstellung. Die Anlage wird schlüsselfertig geliefert und kann in kürzester Zeit ohne weiteren Aufwand in Betrieb genommen werden. Einzig die Abgasleitung, Druckluft und Elektrizität müssen vorhanden sein. Größere Anlagen werden als Module geliefert, die in mehreren Containern (z. B. zwei Container für eine Anlage mit bis zu 36 000 Nm³/h) untergebracht sein können. Alle Anlagen sind vollautomatisch und passen sich den Schadstoffkonzentrationen an. Die Kontrolle oder Änderungen der Parameter können auch über einen Computer oder über ein GMS-Telefon erfolgen. Über diesen mobilen Zugang ist im Bedarfsfall auch eine erste Analyse bei Störfällen möglich. Die Informationsweitergabe an Mitarbeiter oder Wartungsfirmen kann einfach und nach kurzer Anleitung durch die Steuerung der Anlage ermöglicht oder widerrufen werden.

cav 433