Staubbindung wie in der Natur
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- Erich Hauer
- vor 7 Jahren
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1 Staubbindung wie in der Natur System zur Luft- und Materialbefeuchtung sowie zur Staubbindung für technische Anlagen Dipl-Ing. Georg Buddenkotte,/ Christian Wiesner B+W Gesellschaft für Innovative Produkte mbh, Duisburg Das NALTEC -System zur Luft- und Materialbefeuchtung sowie zur Staubbindung für technische Anlagen basiert auf dem Einsatz künstlichen Wassernebels, welcher die gleichen Eigenschaften wie natürlicher Nebel aufweist. Er besteht aus superfeinen schwebefähigen Wassertröpfchen, die sich vielfältig einsetzen lassen. In der Schüttgutindustrie eignen sie sich zur Staubbekämpfung, sowie zur Befeuchtung von Materialien oder Produktions- und Lagerräumen. Werden geringe Mengen Wasser mit Druckluft in Spezialdüsen zerstäubt wie beim NALTEC -System, dann entsteht ein feiner Nebel. Zusätzlich wird ein Teil der Druckluft in einen so genannten Resonator geleitet, wodurch die Luft in Ultraschallschwingungen versetzt wird. Durch diese hohen Schwingungen reinigt sich die Düse selbst und arbeitet entsprechend wartungsfrei. Der Wasserdurchsatz kann je nach eingestelltem Druck und Düsentyp zwischen 10 und 500 l/h liegen. Außerdem besteht die Wahl zwischen Vollkegel- und Flachstrahlausführung. Die Tropfengröße variiert je nach Düsentyp und Druckbeaufschlagung von 1 bis 50 µm. In der Regel liegen 98 % aller Tropfen unter 20 µm. Der pro Düse individuell einstellbare Druck mit dem für die Aufgabenstellung optimalen Volumenstrom kann direkt an den Manometern abgelesen werden. Bild 1: Materialaufgabe auf ein Sieb 1
2 Durch robuste Steuersysteme mit Ventilen, Reglern, Manometern und der elektrischen Steuerung werden die einzelnen Nebelblöcke je nach Einsatzzone einzeln eingestellt und angesteuert. Die Betriebsweise wird den Betriebserfordernissen angepasst, von einfachen Ein / Aus Funktionen bis zu hochkomplexen Anlagen. So kann der Betrieb der NALTEC -Düsen mit den Produktionsanlagen verriegelt werden. Ein Durchblasen der Wasserleitung mit Druckluft gewährleistet eine einfache Frostsicherheit. Betriebssicherheit und Anlagenerweiterung Die Nebelanlagen sind einfach aufgebaut und benötigen so gut wie keine Wartung. Da nur die Naturprodukte Luft und Wasser eingesetzt werden, können sich keine Anlagenteile durch Verkleben zusetzen. Optional lassen sich sämtliche betriebswichtigen Funktionen auch überwachen. Bild 2: Förderbandabwurf auf Halde Vergrößert sich das Einsatzgebiet der Benebelungsanlage durch die Erweiterung von Betriebsanlagen, so kann das System auf einfache Art mitwachsen. Ändern sich für bereits installierte Systeme die Auslegungsparameter, so kann bei dieser Wasservernebelung z.b. nur der Wasserdurchsatz erhöht werden oder es werden Düsentypen getauscht bzw. zusätzliche Düsen an das vorhandene System angeschlossen. Da die Anlagen sowohl bei Wasser als auch bei der Druckluft im Niederdruckbereich bis max. 4 bar arbeiten, werden keine hohen Anforderungen an das Leitungssystem gestellt. Selbst bei Leckagen geht keine große Gefahr vom System aus. Durch die eventuell benötigten Kapselungen werden mögliche Gefahrenstellen weiter eingegrenzt. Ein Benässen von Anlagenkomponenten findet dank der Einhausung sowie aufgrund des relativ geringen Wassereinsatzes nicht statt. Die Wasserversorgung kann bei Einsatz spezieller Rückspülwasserfilter sehr wirtschaftlich durch Industrie-, Oberflächen- oder Regenwasser gedeckt werden. Dank des geringen Wassereinsatzes tritt kein Schmutzwasser oder Schlamm aus dem System aus. 2
3 Material- und Luftbefeuchtungsanlagen Da die erzeugten feinen Wassertropfen sehr leicht von den unterschiedlichen Materialien aufgenommen werden, lassen sich die gewünschten Feuchtigkeitsgehalte einfach herstellen. Die Luftfeuchtigkeit kann auf max. 98 % relative Feuchte erhöht werden, ohne dass es zu einem Wasserniederschlag kommt. Stattdessen werden die feinen Tropfen durch die vorhandene Raumwärme verdunstet. Der damit verbundene Wärmeentzug produziert eine spürbare adiabatische Kühlung. Bei einer Feuchtigkeitszugabe von 2 g pro Kubikmeter Luft kann ein Raum mit einer Temperatur von 30 C um 5 C gekühlt werden. Bild 3: Nebelsystem an einer Brecheraufgabe Entstaubungsanlagen und Reaktionsräume Feinste Wassernebel befeuchten den luftgetragenen Staub und beschweren ihn dadurch. Durch diese Gewichtszunahme sinken die Staubpartikel schnell auf den Materialstrom ab. Meist reicht eine Feuchtigkeitserhöhung von 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent aus, um feinen Staub im Materialstrom zu binden. In der Schüttgut- und Recyclingindustrie sorgt das NALTEC -System für Staubfreiheit an Brechern, Förderbandübergaben und Sieben, sowie bei der Silo- und Bunkerbefüllung durch Förderbänder, Radlader oder LKW. Der gebundene Staub bleibt ebenso wie das zur Vernebelung eingesetzte Wasser im Produktionsprozess und muss nicht separat entsorgt werden. Da der feine Wassernebel allerdings sehr luftgängig ist, müssen so genannte Reaktionsräume an den zu entstaubenden Punkten geschaffen werden. Diese gekapselten Reaktionsräume bzw. Einhausungen dienen dazu, den erzeugten Nebeltröpfchen Gelegenheit zu geben, mit den Staubpartikeln zu reagieren. Zusätzlich schützen sie das aufgebaute Nebelvolumen vor Zugluft oder Wind. In den Reaktionsräumen werden häufig mit hoher Geschwindigkeit eintretende turbulente Lüftströmungen durch Expansion beruhigt und ausgerichtet. Es wird eine weitgehende laminare Luftströmung erreicht. Auf 3
4 diese Weise wird das Anlagerungsverhalten der mikrofeinen Wasserpartikel an die Staubpartikel verbessert und bei minimalem Wasserverbrauch die angestrebte Wirkung erzielt. Reaktionsräume der Geräte und Bandanlagen sind im Vergleich zu den gekapselten Räumen der Absaugfilteranlagen etwas voluminöser. Der Aufwand für die Wassernebelentstaubung ist in Sachen Kapselgehäuse größer als bei Saugfilteranlagen jedoch kleiner im Bezug auf die Kosten für Rohrleitungen und Nebenanlagen. Außer dem beschriebenen Zweistoffsystem bei dem Wasser mittels Druckluft feinst vernebelt wird, bietet der Hersteller das Sprühsystem auch als Einstoff-Niederdruck-System an. Hier wird mit einem Wasserdruck zwischen 10 bis 15 bar gearbeitet. Dabei ist eine ähnliche Tropfenfeinheit wie beim Zweistoffsystem erreichbar. Der gesamte Anlagenaufwand ist sehr gering. Auch Kombinationen zwischen dem Ein- und Zweistoffsystem sind schon realisiert worden um z.b. eine optimale und kostengünstige Entstaubung zu gewährleisten. Einsatzgebiete der Einstoffbedüsung sind: Haldenabwürfe, Flächenbefeuchtung auch mit Ventilatoren, Torbedüsung als Wasserschleier und Sonstiges wo Windeinflüsse negative Auswirkungen haben oder gröbere Tropfen benötigt werden. Um eine größere Sprühweite der einzelnen Düsen zu erreichen, werden auch Ventilatoren mit Sprühkränzen eingesetzt. Dabei trägt die durch den Ventilator erzeugte Luftströmung den feinen Wassernebel mehrere Meter weit, um z.b. größere Flächen zu befeuchten. Die Anlagen können als stationäre, semimobile oder mobile Variante geliefert werden und sind für den Winterbetrieb auch beheizbar. Die gesamte beschriebene Anlagentechnik (Bild 4) kann auch komplett automatisiert und schlüsselfertig in vorhandene Werke integriert werden. Bild 4: Semimobile Wassernebeleinheit 4
5 Vorteile des Naltec -Systems flexible und schnelle Installation durch modularen Aufbau rasche Inbetriebnahme Betrieb mit vollentsalztem Wasser möglich geringer Wartungsaufwand durch selbstreinigende Ultraschalldüsen aus Edelstahl niedriger Energieverbrauch. keine zusätzliche Geräuschbelästigung durch niedrigen Geräuschpegel. keine Benässung oder Verschlammung der Materialien und Geräte. Bild 5: Entstaubung einer LKW-Beladung Quellen Bilder: B+W Gesellschaft für Innovative Produkte mbh Autor Dipl-Ing. Georg Buddenkotte, Christian Wiesner B+W Gesellschaft für Innovative Produkte mbh Musfeldstr D Duisburg Tel.: +49 (0) 203 / Fax: +49 (0) 203 / Internet: 5
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