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Im Industriepark Kalle-Albert in Wiesbaden werden in einem Clariant-Betrieb Tenside in flüssiger und fester Form hergestellt. Diese Basistenside, bekannt unter den Namen ®Hostapur SAS, sind seit vielen Jahren ein wesentlicher Bestandteil von Wasch- und Reinigungsmittel-Typen für Haushalt und Industrie, wobei sich die Anforderungen an diesen Grundstoff gewandelt haben.Ging es früher nur um hohe Wirksamkeit und gutes Preis-/Leistungsverhältnis, zählen heute auch Umweltverträglichkeit und Sicherheit dazu.

Aufgabenstellung:

Eine heiße Schmelze wird auf ein Kühlband aufgebracht und zu Pellets geformt. Hierbei entstehen leicht paraffinhaltige Rauche, die abzusaugen sind. Bislang wurde das über einen liegenden, 3-stufigen Prallflächen-Tropfenabscheider mit einer Ventilatorleistung von 15 kW realisiert, dessen Filtereinsätze häufig aufwändig gereinigt werden mussten. Der hohe Energieverbrauch, die Wartungsintensität und der Wunsch die Emissionen weiter zu minimieren, waren der Auslöser, dass sich der zuständige Betriebsingenieur Arndt Sloykowski für eine Alternative interessierte und mit UAS in Kontakt getreten ist.

Die Lösung:

Die Aufgabenstellung, die bisherige Technik und die zu filternden Stoffe wurden vom UAS-Engineering untersucht und eine technische Machbarkeit geprüft. Als Grundlage einer zeitgemäßen und zukunftsfähigen Lösung wurde ein elektrostatischer Filter vorgeschlagen.

Hierbei gelangt die schadstoffbeladene Abluft nach einem Vorfilter (Abscheiden grober Partikel) in den Ionisator. In ihm werden die verbliebenen feinen Schadstoffpartikel und Aerosole durch ein elektrostatisches Feld positiv aufgeladen. Das Feld liegt kontinuierlich an und die Partikel nehmen innerhalb von 100stel Sekunden die Ladung an. Die geladenen Teilchen lagern sich auf den geerdeten Platten des Kollektors ab und die gereinigte Luft wird abgeführt. Durch das elektrostatische Prinzip können Abscheide-Leistungen von 96 - 99 % erreicht werden, selbst Kleinstpartikel (0,01 μm) werden erfasst.

Die Kollektor- oder auch „Abscheideplatten“ sind bei diesem System so geformt, dass die abgeschiedenen Aerosole bzw. ölige Bestandteile zum Sammelbehälter hin ablaufen und der Filter sich somit partial selbst reinigt, was die Einsatzzeit des Filterelements verlängert. Eine Art „Rückspülen“ oder „Bypass-Flow“ ist nicht nötig. Über die Kernkomponente SH-M20 hinaus wurde die Erfassung der drei Ansaugstellen an der Bandanlage optimiert und zur genauen Ansaugregulierung jeweils mit Drosselklappen ausgestattet. Die Rohrleitung wird nun zentral in den Filter geleitet, der zur besseren Regulierung zusätzlich mit einer Frischluftklappe ausgestattet ist.

Mithin kann der Elektrofilter seine Vorteile hinsichtlich Abscheideleistung ausspielen:

Gegenüber dem alten System konnte die Abscheideleistung von paraffinhaltigen Aerosolen um ca. 70 % verbessert werden und liegt somit weit unter den geforderten Werten nach TA-Luft. Die Schadstoffe laufen sehr gut ab, was das Handling gegenüber dem vorigen Prallflächen–Tropfenabscheider wesentlich vereinfacht und dem Betreiber Planungssicherheit gibt.

 

Der Leistungsbedarf hat sich von vorher 15 kW auf jetzt 1,5 kW reduziert, unter Energieeffizienz- und Kostenkriterien ein wesentlicher Zusatzpunkt. Im Vergleich zu dem vorher installierten Prallflächen–Tropfenabscheider hat sich ebenso der Platzbedarf massiv verringert.
Hinzu kommt, dass der Elektrofilter keine Ersatzteile oder „aufwändige Reinigung“ vor Ort benötigt. Ist die Standzeit von ca. 1/2 Jahr erreicht, entnimmt der Betreiber mit geringem Wartungseinsatz die „verbrauchten“ Filtereinsätze, setzt neue ein und gibt den ersten Satz zur umweltgerechten Reinigung an die UAS-Filterwaschanlage. Der Filtersatz steht dann zum nächsten Turnus wieder zur Verfügung.

Ihre Vorteile:

  • Energie-effiziente innovative Lösung
  • Extrem hohe Abscheidequote
  • Weite Unterschreitung geforderter Grenzwerte
  • Reduktion von Wartungskosten
  • Reduktion von Ersatzteilkosten
  • Verminderung von Stillstandszeiten
  • Ökologische Vorteile durch Wiederverwendung der Filtereinsätze
  • Höhere Planungssicherheit bei Wartungsintervallen

Technische Eckdaten

  • Filter: SH-M20 T, zweistufiger Elektrofilter mit mechanischer Vorabscheidung
  • Absaugleistung, nominal: 4.000 m³/h
  • Filterfläche: 52 m²
  • Leistungsaufnahme des Ventilators: 1.5 kW
  • Abmessung (LxBxH): 2500 x 700 x 800 mm
  • Filtergewicht: ca. 400 kg

Wir bedanken uns bei Clariant Produkte (Deutschland GmbH) für die Freigabe des Artikels und Bildmaterials.

Information Herstellung von Alkansulfonaten

Fachsprachlich heißt es, dass das sekundäre Alkansulfonat (hier: ®Hostapur SAS) durch die Sulfoxidation von n-Paraffinen synthetisiert wird. Dies geschieht nach dem „Hoechst-Licht-Wasser-Verfahren“ in einem Viellampenreaktor, dem über Begasungseinrichtungen das Gasgemisch aus SO2 und O2 zugeführt wird. Unter seiner UV-Licht-Einstrahlung und in Gegenwart von Wasser findet die Reaktion statt. Es folgt die Abtrennung der Produktphase. Nach ihrer Aufkonzentrierung im Vakuum, der Abtrennung der Schwefelsäure und Neutralisation des Konzentrats mit Natronlauge, wird mit überhitztem Wasserdampf das restliche Paraffin abgetrieben. Die zurückbleibende Schmelze verarbeitet man schließlich zu Pellets. So entstehen sehr helle Reaktionsprodukte von hoher Qualität. Diese sog. „Basistenside“ zeigen hervorragende ökologische, toxikologische und ökonomische Eigenschaften. Aufgrund ihrer ausgeprägten Grenzflächenaktivität und der produktspezifischen Eigenschaften besitzen sie eine universelle Anwendungsbreite.

Co-Autoren: Jörn Jacobs, Fachjournalist (bdfj), IHW Marketing
Alwin Braun, Carlo Saling, UAS

Bild 1 Herstellung von Alkansulfonaten
Bild 2 SmogHog® Elektrofilter
Bild 3 Herstellung von Alkansulfonaten
Bild 4 SmogHog® Gesamtansicht
Bild 5 SmogHog® Gesamtansicht

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