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Staubemissionen Deutschland

Durch den Einsatz von Entstaubungsanlagen in der Industrie und Energiewirtschaft konnte der Grobstaubanteil gewichtsmäßig seit den 80er Jahren erheblich zurückgedrängt werden.

Datenquelle: Umweltbundesamt, Nationale Trendtabellen für die deutsche Berichterstattung atmosphärischer Emissionen, Emissionsentwicklung 1990-2010 (Endstand 15. April 2012)

Industriestäube

In vielen industriellen Prozessen dient Luft als Arbeitsmedium und wird dabei in der Zusammensetzung verändert bzw. nimmt Fremdstoffe auf, z.B. bei der pneumatischen Schüttgutförderung. Viele Stäube sind gesundheitsschädlich, toxisch oder explosionsfähig und schädigen Mensch und Umwelt. Soll die Luft später wieder aus dem Prozess in die Atmosphäre zurück geführt werden, müssen die Fremdstoffe dieser Luft entzogen werden. Oft wird als Arbeitsmedium auch ein anderes Gas verwendet, beispielsweise Stickstoff. Auch dann müssen die Fremdstoffe gefiltert werden, um entweder das gereinigte Gas in den Prozess zurückführen zu können oder wertvolle Produkte zurück zu gewinnen.

Die in den staubhaltigen Gasströmen enthaltenen Staubpartikel können in der Regel ein Korngrößenspektrum von 0,1 bis 1.000 µm aufweisen.

Technische Verfahren zur Staubabscheidung

Die Trennung von Staubpartikel und Gas erfolgt durch unterschiedliche Entstaubungsverfahren und Staubabscheider.

  • Schwerkraftabscheider (z.B. Absetzkammer)
  • Zentrifugalkraftabscheider (z.B. Zyklon)
  • Nassabscheider (Rotationswäscher, Hochleistungswäscher, etc.)
  • Elektrische Abscheider (Elektrofilter)
  • Filternde Abscheider (Gewebe, Vliese, Nadelfilze ohne HEPA-Qualitäten)


Abb.: Abscheidegrade unterschiedlicher Entstaubungsverfahren. Die Abscheidegrade stehen immer in Abhängigkeit zur Korngröße.
(Bank, Matthias Dr., Basiswissen Umwelttechnik, 2006)

Grundlagen der Partikelabscheidung

„Für den Transport der Partikeln an die Kollektoren kommen prinzipiell Trägheitskräfte, auf der Diffusion beruhende Kräfte und elektrische Kräfte in Betracht. Des Weiteren spielt der Sperreffekt, das heißt ein Auftreffen allein aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Partikeln, eine Rolle."

Für eine Abscheidung ist neben dem Auftreffen auch das Haften der Partikeln an den Kollektoren entscheidend. Die hier erwähnten Mechanismen werden in der VDI 3677 Blatt 2 ausführlich beschrieben.

Mit zunehmender Staubeinlagerung nimmt die Wechselwirkung der Partikeln untereinander zu. Die Abscheidung kann durch das System Partikel/Einzelkollektor nicht mehr befriedigend beschrieben werden; es kommt zu Dendritenwachstum und Brückenbildungen. Bei weiterer Staubzugabe erfolgt die Abscheidung nahezu ausschließlich durch den Sperreffekt an der Oberfläche des Filtermediums in dem dort gebildeten Filterkuchen. Die Abscheideleistung von Gewebefiltern verbessert sich entscheidend mit der Zeit, das heißt mit der pro Flächeneinheit des Filtermediums abgeschiedenen Partikelmasse.


Quelle: VDI 3677, Blatt 1, Filternde Abscheider, Oberflächenfilter

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