Absaugung von Gasen und Dämpfen

Was sind Dämpfe?

Dämpfe entstehen, wenn ein Stoff in die Gasphase übergeht. Das geschieht auf zwei Wegen: durch Verdunstung einer Flüssigkeit bei Raumtemperatur oder durch Erhitzung, bei der ein Material zersetzt wird und gasförmige Produkte abgibt. In der Praxis treten drei Arten auf, die jeweils anderes verlangen.‍

• ‍Flüchtige organische Verbindungen (VOC). Lösemittel, Verdünner, Klebstoffe, Beschichtungen und Reinigungsmittel verdunsten von selbst, auch ohne Erhitzung. Denken Sie an eine Lackierstrasse, eine Klebestation oder ein Entfettungsbad.‍
• Thermische Zersetzungsprodukte. Beim Erhitzen, Schneiden, Schweissen oder Verbrennen zerfällt ein Material und es entstehen Gase, die im Ausgangsmaterial nicht enthalten waren. PVC gibt Chlorwasserstoff ab, Polyurethan Isocyanate, und bei nahezu jedem erhitzten Kunststoff entsteht Kohlenmonoxid.‍
• Prozess- und Reaktionsgase. Gase, die als Nebenprodukt des Prozesses selbst entstehen: Stickoxide und Ozon beim Schweissen, Ammoniak in bestimmten chemischen Verfahren, Reaktionsprodukte aus einem Einbrennofen.

Häufig fällt gleichzeitig Staub an. Ein Lichtbogen erzeugt sowohl ultrafeine Partikel als auch Gase; ein Extruder liefert Späne und VOC. Damit wird die Anlage eine Kombination aus zwei Techniken, nicht eine Wahl zwischen beiden.

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Warum Filtration hier anders funktioniert

An dieser Stelle steckt in der Praxis am häufigsten eine falsche Annahme.

Ein Schlauchfilter, ein Zyklon und ein HEPA-Filter arbeiten alle mechanisch: Sie halten Partikel zurück, die zu gross sind, um hindurchzukommen. Bei einem Gasmolekül greift dieses Prinzip nicht. Es ist um ein Vielfaches kleiner als das feinste Staubpartikel und passiert jedes Filtermedium, als wäre es nicht vorhanden.

Dämpfe werden deshalb über Adsorption oder Absorption erfasst - Sie binden das Molekül an ein anderes Material, statt es zurückzuhalten. Das verlangt Aktivkohle, einen Wäscher oder ein Oxidationssystem.

Dieser Unterschied hat zwei praktische Folgen.

• ‍Die Reihenfolge in der Anlage liegt fest. Die Gasreinigung kommt nach der Staubfiltration. Umgekehrt setzt sich die Aktivkohle mit Staub zu und verliert ihre Wirkung, bevor sie ein einziges Molekül aufgenommen hat.‍
• Sie sehen nicht, wann gewechselt werden muss. Beim Schlauchfilter steigt der Differenzdruck und Sie wissen Bescheid. Aktivkohle sättigt, ohne dass sich der Druck verändert. Wenn Sie es riechen, ist der Punkt, an dem sie noch wirkte, bereits überschritten. Der Wechsel erfolgt deshalb auf Basis von Durchsatz und Messung, nicht nach Gefühl.

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Gesundheitsrisiken

Was Dämpfe anrichten, hängt vollständig davon ab, um welchen Stoff es sich handelt. Drei Mechanismen treten am häufigsten auf.

• ‍Reizung und ätzende Wirkung. Saure Gase wie Chlorwasserstoff bilden Säure, sobald sie auf Feuchtigkeit treffen – also auch in den Atemwegen und an den Augen. Ammoniak und nitrose Gase wirken auf dieselbe Weise.‍
• Sensibilisierung. Isocyanate aus Polyurethan sind hier das bekannteste Beispiel. Der Körper kann eine dauerhafte Allergie entwickeln, mit Berufsasthma als Folge. Wer einmal sensibilisiert ist, reagiert danach bereits auf sehr geringe Konzentrationen, und das bedeutet in der Praxis das Ende der Arbeit mit diesem Material.‍
• Systemische Wirkung. Manche Lösemittel werden über die Lunge aufgenommen und wirken auf Nervensystem, Leber oder Nieren. Kohlenmonoxid verdrängt Sauerstoff im Blut. Das ist die Art von Exposition, von der man am Arbeitsplatz wenig merkt, bis es zu spät ist.

Welcher dieser Wege bei Ihnen zutrifft, steht im Sicherheitsdatenblatt Ihres Ausgangsmaterials oder Ihrer Beschichtung. Das ist der Ausgangspunkt, nicht der Produktname.

Was die Absaugung hier leistet

Bei Dämpfen geht zusätzlich etwas schief, das bei Staub weniger ins Gewicht fällt: Eine Maske vermittelt Scheinsicherheit. Eine gewöhnliche Staubmaske hält Gase überhaupt nicht zurück, und ein Gasfilter wirkt nur für den Gastyp, für den er gewählt wurde, und nur solange er nicht gesättigt ist. Die Erfassung an der Quelle ist hier also nicht nur wirksamer, sie ist oft die einzige Massnahme, die nachweislich greift.

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Vorschriften und Regelwerk

Massgeblich ist die Gefahrstoffverordnung. Sie verpflichtet zur Gefährdungsbeurteilung und gibt die Rangfolge der Schutzmassnahmen vor: erst Substitution, dann technische Massnahmen an der Quelle, dann organisatorische, Atemschutz zuletzt. Bei sensibilisierenden Stoffen wie Isocyanaten gilt zusätzlich das Minimierungsgebot, auch unterhalb des Grenzwerts.

Anders als bei Staub hat nahezu jede gasförmige Komponente einen eigenen Arbeitsplatzgrenzwert nach TRGS 900. Einen allgemeinen Dampfgrenzwert, auf den Sie zurückgreifen könnten, gibt es nicht. Ihre Beurteilung beginnt also damit festzustellen, welche Stoffe freigesetzt werden, und das folgt aus Ihren Materialien und Ihrem Verfahren. Die Expositionsermittlung erfolgt nach TRGS 402 und DIN EN 689.

Daneben wiegt die Emissionsseite hier schwerer als bei Staub. Führen Sie Dämpfe ins Freie ab, greifen die Anforderungen der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) sowie Ihre Genehmigung nach Bundes-Immissionsschutzgesetz. Für VOC sind diese Anforderungen streng, da sie zur Ozonbildung in der Aussenluft beitragen. Eine Lösung, die innen ausreicht, kann auf der Reinluftseite dennoch genehmigungsrelevant sein.

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Branchen, in denen Dämpfe eine Rolle spielen

• Metallbearbeitung und Schweissbetriebe
• Kunststoffverarbeitung: Extrusion, Spritzguss und thermisches Schneiden
• Lackier-, Beschichtungs- und Druckbetriebe
• Chemie und Pharmazie
• Gummi- und Composite-Verarbeitung
• Abfall- und Recyclingwirtschaft
• Labore und technische Werkstätten

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Wie saugen Sie Dämpfe wirksam ab?

Das Prinzip ist dasselbe wie bei Staub - erfassen, wo es entsteht - aber die Technik dahinter ist eine andere.‍

• ‍Die Erfassung an der Quelle bleibt die Basis. Dämpfe verteilen sich schneller als Staub, weil sie nicht absinken, sondern sich mit der Raumluft vermischen. Was Sie an der Quelle verpassen, bekommen Sie mit Raumlüftung nicht mehr weg.‍
• Erst Staub, dann Gas. Fällt auch Staub an, wird dieser zuerst abgeschieden. Andernfalls läuft Ihre Gasreinigung mit Material voll, das dort nicht hingehört.

Für die Gasreinigung selbst gibt es drei Wege:‍

• Aktivkohle bindet die Moleküle an die enorme innere Oberfläche der Kohle. Geeignet für die meisten VOC und organischen Dämpfe und die am häufigsten eingesetzte Lösung. Die Kohle sättigt und muss periodisch gewechselt oder regeneriert werden.‍
• Nasswäsche löst das Gas in einer Flüssigkeit, gegebenenfalls mit einem Reagenz. Das Mittel der Wahl bei sauren Gasen wie Chlorwasserstoff und bei Ammoniak, wo Aktivkohle wenig ausrichtet.‍
• Thermische oder katalytische Oxidation verbrennt die Dämpfe zu Kohlendioxid und Wasser. Interessant bei hohen, konstanten VOC-Konzentrationen, wo der Kohlewechsel sonst zu einem laufenden Kostenfaktor wird.

Welcher Weg passt, hängt vom Stoff, von der Konzentration und davon ab, ob die Belastung konstant oder spitzenlastig ist. Unsere Ingenieure ermitteln das je Situation.

Geht es bei Ihnen speziell um Schweissrauch oder um das Erhitzen von Kunststoff, sehen Sie auch unsere Seiten zu Schweissrauch und Polymerstaub - dort ist die Technik für diese Verfahren ausgearbeitet.

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Kiekens: Ihr Spezialist für industrielle Gas- und Dampfabsaugung

Mit über 100 Jahren Erfahrung in der industriellen Absaugtechnik entwickeln und bauen wir Anlagen, die Staub und Dämpfe in einem einzigen System erfassen. Vom punktuellen Absaugsystem mit Aktivkohlenachfilter bis hin zur zentralen Anlage mit Gaswäsche.

Wir beginnen mit einer Bestandsaufnahme: Welche Materialien werden verarbeitet, was passiert bei Erhitzung, wie konstant ist die Belastung und was wird nach außen abgegeben? Anschließend übernehmen wir Planung, Installation und Wartung aus einer Hand. Mit dem Clean Air Plan halten wir Ihre Anlage das ganze Jahr über in Topform - inklusive des rechtzeitigen Austauschs von Filtermedien, deren Sättigungsgrad von außen nicht erkennbar ist.

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