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Die drei "E"-s der Verwaltung von Staubkontrollleistung: Exposition, Effizienz und Emissionen

Von Chrissy Klocker, Donaldson Industrial Air Filtration

Wenn es darum geht, die Leistung einer Entstaubungsanlage zu bewerten, wird in der Branche oft von der Filtereffizienz gesprochen. Wie gut Ihr Staubfilter funktioniert, ist aber nur ein Teil der Gleichung.

Es gibt noch zwei weitere wichtige Faktoren in Ihrem Belüftungssystem, die Sie überwachen sollten: Exposition und Emissionen. Im Folgenden erfahren Sie, warum Sie sich mit den einzelnen „E“-s befassen müssen und wie sie gemeinsam die Gesamtsystemleistung vorantreiben.

Exposition

In und um Ihren Herstellungsprozess herum müssen Sie Ihren Schwerpunkt auf die Staubreduzierung legen. Das betrifft:

  • Die Eigenschaften der Werkstoffe, die Sie herstellen oder an Ihrem Standort einsetzen
  • Die Standorte in Ihrem Prozess, an denen Mitarbeiter potenziell diesen Werkstoffen ausgesetzt sind

Ein qualifizierter Experte für Industriehygiene kann Ihren Standort auditieren, sich die verschiedenen Arbeitsätigkeiten und an den Arbeitsplätzen Ihrer Mitarbeiter Luftproben nehmen. So kann festgestellt werden, ob sie bei der Ausführung bestimmter Arbeiten durchschnittlichen oder hohen Verunreinigungskonzentrationen ausgesetzt sind.

Unterziehen Sie Ihren Standort nach dieser Prüfung einem Audit, um alle Quellen flüchtigen Staubs zu identifizieren und zu bewerten, ob Sie über eine angemessene Belüftungshaube verfügen. Die Belüftungshaube kann ein effektives Mittel zur Reduzierung von Staubexposition sein, allerdings nur dann, wenn sie effektiv entworfen wurde und ordnungsgemäß in der Nähe der Staubquelle positioniert ist. Möglicherweise stoßen Sie auf neue Staubentstehungsquellen, an denen Kontrollen hinzugefügt werden müssen.

Nachdem Sie die Haubenpositionen bestimmt haben, ist es wichtig, über die Haubengröße hinaus zu denken. Wenn bereits Hauben vorhanden sind, stellen Sie fest, ob an den einzelnen Abzugshauben ausreichend Luftvolumen abgesaugt wird oder ob Änderungen vorgenommen werden müssen. Ein Staubabscheider kann nur den Luftstrom filtern, den er erhält – wenn die Haube also 20 % des Staubs einfängt, erbringt das System eine Leistung von maximal 20 %, und zwar unabhängig davon, wie viel mehr Sie in die anderen Komponenten investieren.

Prüfen Sie als Nächstes Ihr Leitungssystem. Verfügen Sie ein logisches Rohrleitungsnetzwerk, um Staub oder Dämpfe von den einzelnen Hauben in den Staubabscheider zu leiten? Sind die Rohre groß genug, um die empfohlenen Mindestsrömungsgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten? Ist ausreichend Luftvolumen vorhanden, damit der Staub sich nicht im Luftkanal absetzt, sondern sich zum Staubabscheider bewegt?

Bei der Expositionskontrolle kann das Hauben- und Rohrleitungsdesign gar nicht hoch genug betont werden. Die Staubabscheiderleistung ist davon abhängig, wie gut Ihr System von Hauben und Rohrleitungen darauf eingespielt ist, Staub aus Expositionsbereichen zu einzufangen und zum Staubabscheider zu leiten.

Effizienz

Nachdem Sie sich mit dem Expositionsbereichen befasst haben, können Sie zum nächsten Schritt übergehen und erwägen, welche Entstaubungstechnologien Sie benötigen. Ein guter Staubabscheider liefert eine durchgängige und berechenbare Leistung ab. Das bedeutet, dass er die Verunreinigungen, die er hält, effektiv entfernt und gleichzeitig zu vorhersehbaren Energiekosten ein konstantes Luftvolumen aufrechterhält.

Die Größe und Form des Staubabscheiders beeinflussen, wie viel Lüfter- und Reinigungsenergie benötigt wird, um einen stabilen Betrieb aufrechtzuerhalten. Berücksichtigen Sie, wie viel Luftvolumen Sie benötigen und wie Sie das effizienteste System erhalten, um dieses Luftvolumen zu liefern. Wenn Ihr System Schwierigkeiten hat, den erforderlichen Volumenstrom aufrechtzuerhalten, oder übermäßig reinigt, wird möglicherweise eine neue Technologie benötigt.

Wenn Sie einen neuen oder vorhandenen Staubabscheider bewerten, sollten Sie auf die Filtereffizienz achten. Verlassen Sie sich dabei aber nicht nur auf die Bewertung eines neuen Filters. Hat ein Filter beispielsweise die Bewertung MERV 14, bedeutet das nur, dass er unter bestimmten Bedingungen – oder ganz ohne Staub – einen Prozentsatz des Teststaubs einfangen kann. Eine Filterbewertung ist mit dem Kraftstoffverbrauch eines Neuwagens vergleichbar – es ist gut, ihn zu kennen, aber er spiegelt selten die realen Bedingungen wider.

Im tatsächlichen Betrieb wird ein Filter in einem regenerativen Staubabscheider oft bei hoher Staubbeladung impulsgereinigt. Neben dem Staub, der sich im Laufe der Zeit auf dem Filter ansammelt („Staubkuchen“), muss der Staubabscheider auch neu eintretenden Staub bewältigen. Wenn ein Staubabscheider einen stabilen Betriebspunkt erreicht, ist die Staubkonzentration auf dem Medium tausende Male höher als die Einlassbelastung.  Daher erhalten wir durch eine Bewertung des Staubabscheiders in Hinblick auf seine Leistung bei stabilem Sollwert einen besseren Eindruck von der Leistung des Belüftungssystems.

Emissionen

Als Auslassemission gilt alles, das den Staubabscheider durchquert. Nehmen wir an, Ihr Lüfter saugt gefilterte Luft vom Staubabscheider hin zu einem Auslasspunkt. Es ergeben sich einige Fragen, die beantwortet werden müssen: „Welche Qualität hat die gefilterte Luft, die ich entweder zurück ins Gebäude oder als Abluft nach draußen leite? Was -außer gefilterter Luft- könnte sich im Luftstrom noch befinden? Sind noch Partikel, Dämpfe oder Gase vorhanden? Stellt irgendeine dieser Fragen ein Problem dar? Welche weiteren Handlungen sind erforderlich?“

Verlässliche Antworten auf diese Fragen erhalten Sie nur durch systematische Tests. Eine Firma, die die Luftqualität überwacht, kann Stack-Tests durchführen, um das Volumen und die Konzentration von Material, das am Auslass eines Staubabscheiders austritt, zu messen. Für einige Anlagen sieht die US-Umweltschutzbehörde (EPA) eine kontinuierliche Emissionsüberwachung vor. Für andere Anlagen gilt OSHA oder andere Standards, die eine Reihe von Testmethoden und Expositionsgrenzen für entweder Emissionen oder Mitarbeiter vorschreiben.

Nachdem Sie Ihren Belüftungsbedarf eingeschätzt und Ihre Emissionsgrenzen verstanden haben, wenden Sie sich an Ihren Lieferanten für Staubabscheider oder Filter, um die richtige Technologie für Ihren Prozess zu finden. Dieser Partner kann Ihnen erklären, wie viel Energie und Reinigungsaufwand sich aus den Staubbelastungsanforderungen ergeben und wie Sie Emissionsziele kosten- und energieeffizient erreichen. Ein Satz Ausrüstung bietet zwar eine annehmbare Filterlebensdauer zu einem niedrigeren Startpreis, verursacht aufgrund von kleinen Filtern aber auch stark komprimierte Luft und höhere Reinigungskosten. Ein eher großzügig dimensionierter Staubabscheider hat einen höheren Kaufpreis, benötigt aber aufgrund geringer Filterabreinigungen weniger Druckluft und einen niedrigeren Energieverbrauch. Außerdem führt eine geringere Anzahl von Filterreinigungen zu weniger Auslassemissionen.  


Verwalten der 3 Es

Der Zweck eines Staubkontrollsystems ist es, die Schwellenwerte für Exposition und Emissionen einzuhalten – also für die Leistungsindikatoren, die wirklich zählen. Die Effizienz eines Staubabscheiders und Filters ist das Ergebnis der Erreichung dieser Ziele.

Da jede Anlage irgendwie einzigartig ist, müssen Sie unter Umständen mit mehreren Experten zusammenarbeiten, um die 3 Es zu verwalten:

  • Mit einem Experten für Industriehygiene, der die Qualität der Innenluft und potenzielle Mitarbeiterexpositionen einschätzt und Empfehlungen ausspricht, wie mit diesen umzugehen ist; 
  • Mit einer Luftqualitätsüberwachungsfirma, die die Auslassemissionen gegen die Luftqualitätsziele testet; und
  • Mit einem qualifizierten Industrieluftdesigner, der eine Entstaubungsanlage gemäß dem von der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) veröffentlichten Handbuch für Industriebelüftungsdesign fertigt.

Stellen Sie sicher, dass Sie diese Experten bei allen Änderungen Ihrer Anlagen oder Prozesse miteinbeziehen. Änderungen der Entstaubungsanlage können das empfindliche Gleichgewicht in Bezug auf das Luftvolumen im gesamten System stören. Ein Beispiel: Wenn Sie eine weitere Rohrleitung in das System einbringen, kann dies einen Pfad mit geringem Widerstand erzeugen, der Luft aus den ursprünglichen Quellen ableitet. Lassen Sie sich von einem Industrieluftdesigner über Systemänderungen beraten. Durch Nachprüfungen für Exposition und Emissionen wird außerdem bestätigt, dass das überarbeitete System wie beabsichtigt funktioniert.

Siehe Klockers Artikel „The Three E's in Dust Collection“ in der Februar-Ausgabe 2018 von Powder & Bulk Solids.

Chrissy Klocker ist bei der Donaldson Company, Inc. in der Abteilung Industrial Air Filtration als Applications Engineering Manager tätig. Sie ist Mitglied des Planungsausschusses der Industrial Ventilation Conference in Lansing, Michigan, USA, bei der sie in den letzten fünf Jahren auch Vorträge hielt. Klocker besitzt einen B.S. in Civil Engineering von der North Dakota State University und einen Master of Business Communication von der University of St. Thomas in St. Paul, Minnesota. 

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