Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Praxisnahe Labortests mobiler Entstaubungssysteme mit abreinigbaren Filtern

Mobile Entstaubungssysteme mit integriertem Ventilator werden seit langer Zeit eingesetzt, um hohe Staubkonzentrationen am Arbeitsplatz zu reduzieren, wie beispielsweise lokale Staubemissionen. Im Fall der Schweißrauchabsaugung sind mittlerweile mit der DIN EN ISO 15012 Teil 1-4 normative Prüfprozeduren auf internationaler Ebene festgelegt. Dies ist bislang für andere Absaugsysteme noch nicht geschehen und sollte nun durch das ISO/PWI 16313 bzw. national durch den DIN-Normenausschuss Maschinenbau (NAM) - Arbeitsausschuss Luftfilter (SpA) im Rahmen eines „New work item proposal“ (PWI) erfolgen. Inzwischen ist der Normentwurf zurückgezogen worden, da sich das Gremium nicht auf eine einheitliche Prüfprozedur für alle unterschiedlichen Bauarten und -formen einigen konnte.

An diesem Punkt soll das hier beschriebene Projekt ansetzen: Ziel des Vorhabens ist es, basierend auf experimentellen Ergebnissen sowie einer Simulation zum Strömungsverhalten die beschleunigte Alterung von mobilen Entstaubungsanlagen im Labor zu untersuchen und somit eine Grundlage für kommende Normtests zu schaffen. Dabei soll unter anderem ermittelt werden, wie möglichst schnell ein stabiler Zustand des Systems, also ein konstanter Restdruckverlust nach Reinigung, erreicht werden kann. Auch ein Abgleich mit Filtermedien ist vorgesehen, um die Frage zu beantworten, ob Prognosen zum Langzeitverhalten auch schon anhand günstigerer Medientests möglich sind. Abschließend soll eine Empfehlung gegeben werden, wie das Realverhalten von mobilen Entstaubern durch Laborversuche prognostiziert werden kann. Diese Prüfmethode kann die Grundlage für zukünftige normative Vorgaben bilden.

Die in diesem Forschungsvorhaben gewonnenen Erkenntnisse werden die Wettbewerbsfähigkeit insbesondere kleiner und mittlerer Hersteller steigern, da sie ihre Produkte gezielter auslegen und weiterentwickeln können. Auch Kunden profitieren durch besser vergleichbare Daten bei der Auswahl eines mobilen Entstaubersystems.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel des Vorhabens war es, basierend auf experimentellen Ergebnissen sowie einer Simulation zum Strömungsverhalten die beschleunigte Alterung von mobilen Entstaubungsanlagen im Labor zu untersuchen und somit eine Grundlage für kommende Normtests zu schaffen.

Die beiden zur Verfügung gestellten mobilen Entstauber (im Abschlussbericht als Entstauber A und Entstauber B anonymisiert) bildeten mit Volumenströmen von 800 m³/h und 3200 m³/h den Querschnitt der am Markt vertretenen Geräte gut ab.

Es wurde eine Prüfvorrichtung aufgebaut und optimiert. Hierfür wurde die DIN EN ISO 21904-2, die den Aufbau zum Erfassen und Abscheiden von Schweißrauch beschreibt, als Vorlage genutzt.

Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten einen Erfolg in der Alterung der Filter, auch wenn diese sich von den real gealterten Filtern unterschieden. Jedoch spricht dies nicht gegen die Prüfprozedur, da diese Abweichung auf dem Unterschied zwischen den genutzten Stäuben beruht. Somit kann die Prüfprozedur genutzt werden, um das reale Verhalten

der Filter darzustellen. Jedoch müssen dafür die Stäube für die Alterung dem Einsatzgebiet der mobilen Entstauber angepasst werden.

Durch die numerische Berechnung von Druck, Geschwindigkeit und Partikelabscheidung im Rohgasraum konnte gezeigt werden, dass die Filterpatronen über der Höhe ungleichmäßig beladen werden. Verschiedene Variationsrechnungen wurden durchgeführt, wobei die Variation der Geometrie mit zwei Einlässen als einzige zu einer gleichförmigeren Beladung der Filterpatronen führte.

Die in diesem Forschungsvorhaben gewonnenen Erkenntnisse werden die Wettbewerbsfähigkeit insbesondere kleiner und mittlerer Filterhersteller steigern, da sie ihre Produkte gezielter auslegen und weiterentwickeln können. Auch Anwender der abreinigbaren Filter profitieren durch besser vergleichbare Daten bei der Auswahl eines mobilen Entstaubungssystems.