Overspray-Abscheidung im Zyklon – Erfahrungen aus dem ...

NASSLACKIEREN
Overspray-Abscheidung im Zyklon –
Erfahrungen aus dem Praxisbetrieb
Die Zyklontechnik wurde vor einigen
Jahren für die Trockenabscheidung
von Overspray entdeckt
und hat sich mittlerweile in
der Praxis durch einfache Handhabung
und einen hohen Wirkungsgrad
bewährt.
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Wie scheide ich den Overspray
ab? Diese Frage stellt sich in
den Lackierereien aller Größenordnungen.
Die Bandbreite, wie sie in der
betrieblichen Praxis zu beobachten ist,
reicht von sehr einfachen Abscheidetechniken
in kleinen handwerklich
geprägten Betrieben bis zur Auswa-
Praxisanwendung: Zyklon-Abscheider einer Lackieranlage für Motoren
Bilder: AB
schung im Wasserschleier oder aufwendigen
Konstruktionen bei Serienproduktion
mit großen Lackdurchsätzen.
Während im Bereich der trockenen
Abscheidung des Oversprays bisher für
geringere Lackdurchsätze beispielsweise
Filtermatten verbreitet waren,
existieren inzwischen auch selbstreinigende
Systeme wie Lamellen oder
Umlauffilter mit höherer Kapazität.
Seit einiger Zeit wurde auch die bekannte
und bewährte Zyklontechnik
auf die Abscheidung von Lackoverspray
angewandt.
Der vorliegende Artikel stellt
Erfahrungen aus Installationen von
Trockenabscheidungsanlagen mit Zyklonen
vor und zeigt technische sowie
wirtschaftliche Effekte, die sich aus
Praxisprojekten ergeben haben und in
eventuelle Kalkulationen einbezogen
werden sollten.
Nachdem sich zu diesem Thema die
Diskussion anhand einer Kurzveröffentlichung
entzündet hat (JOT
11/1999, S. 70 und 1/2000 S. 11), sollen
hier als Beitrag zu einer sachlichen Diskussion
Kriterien dargestellt werden,
die dazu begeitragen haben, Betriebe
zur Entscheidung zugunsten der
Trockenabscheidung zu motivieren.
Im folgenden wird über Fallkonstellationen
berichtet, bei denen – allein
aufgrund des Lackdurchsatzes betrachtet
– ebenso eine Nassabscheidung
infrage gekommen wäre. Es wird
deutlich, welche Gründe es auch für
Betriebe mit keineswegs ausgesprochen
niedrigem Lackdurchsatz für den
Einsatz einer Trocken- anstelle einer
Nassabscheidung gab.
Eingefahrene „klassische“ Spritzkabinen
mit Nassabscheidung des
Oversprays im Wasserschleier stellen
vor allem bei größeren Lackdurchsätzen
technisch und wirtschaftlich vernünftige
Lösungen dar, bergen allerdings
erfahrungsgemäß oft noch zahl-
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eiche Optimierungsmöglichkeiten.
Diese sollen bewusst nicht Gegenstand
dieses Artikels sein, ebensowenig
wie andere Behandlungsmethoden
des Oversprays wie die inzwischen eingeführte
innerbetriebliche Rückgewinnung.
Ein erstes Modellprojekt
Einer der ersten Anwender der
Trockenabscheidung durch Zyklone
bei mittlerem Lackdurchsatz war ein
Produktionsbetrieb, der Aluminiumteile
lackiert. Die Aufgabe, unterschiedlichste
Kleinteile in teilweise
kleinen Serien in zahlreichen Farbtönen
zu lackieren, erforderte eine Anlage
mit drei Spritzkabinen, alle ausgerüstet
mit konventioneller Nassabscheidung
und automatischem Schlammaustrag.
Der Betrieb hatte sich entschlossen,
im Rahmen eines größeren Umbaus
der Lackiererei seine Spritzkabinen
mit Nassabscheidung nicht wieder
zu installieren und statt dessen eine
neue Lackieranlage mit Trockenabscheidung
einzubauen. Lacksystem
(lösemittelhaltige Einbrennlacke) und
Applikation (manuell elektrostatisch)
wurden auch nach der Umstellung beibehalten.
Der Umbau wurde von dem
Planungsbüro AB Anlagenplanung,
Achim, konzipiert und betreut. Besonders
bewährt hat sich - auch vor den
Hintergrund einer möglichen finanziellen
Förderung – eine enge Abstimmung
von Betrieb, Anlagenplaner und
der Niedersächsischen Gesellschaft
zur Endablagerung von Sonderabfall
(NGS), Hannover, als begleitender
Institution und Berater.
Ein wesentliches Ziel der Maßnahme
bestand darin, die Koagulierung
des Oversprays durch ein Verfahren zu
ersetzen, das die Entstehung von
Lackschlamm vermeidet. Dieser Teil
des Vorhabens wurde von der niedersächsischen
Landesregierung im Interesse
einer Vermeidung besonders überwachungsbedürftiger
Abfälle („Sonderabfälle“)
finanziell gefördert, und
zwar als Investition, deren Amortisati-
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on nicht aufgrund der eingesparten
Entsorgungskosten zu erwarten war.
Eng verbunden mit diesem Umbau
war die Optimierung der Abluftanlage
der Spritzkabinen, die bis dahin ein
sehr großes Volumen zu bewältigen
hatten. Als Beispiel einer Installation
in der betrieblichen Praxis wurde nach
einiger Zeit des Routinebetriebs das
Vorhaben von der NGS dokumentiert
(NGS-Empfehlung 23). Im Modellbetrieb
war die Entscheidung für ein Verfahren
ohne Koagulierung, Wasserbad
und dergleichen schon in einem frühen
Stadium gefallen, so dass sich die Frage
nach anderen Ansätzen zur Optimierung
der Lackiererei nicht mehr
stellte, sondern nun die Daten der neuen
Anlage mit denjenigen der früheren
zu vergleichen waren. Alle Zahlen wur-
Beispiel einer Lackierkabine mit Zyklonabscheidung
den von dem Betrieb ermittelt und als
Basis für die Dokumentation zur Verfügung
gestellt.
Die frühere Nasslackieranlage des
Betriebes war charakterisiert durch
einen Lackeinsatz von etwa 12 t/a, aus
dem wiederum 9 t/a ausgetragener
Lackschlamm sowie 18 m3 verbrauchtes
Kabinenwasser resultierten. Im
Hinblick auf die Koagulierung wurde
eine extrem kostenintensive Situation
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von etwa 40 000 DM/a für mehrere
Chemikalien angetroffen, die wiederum
in relativ hoher Lackschlammenge
resultierte. Dies illustriert eine häufige
Konstellation in Betrieben, nämlich
eine Koagulierung, deren Kosten durch
optimale Abstimmung von Lacksystem,
Koaguliermittel und dessen
Dosierung häufig noch bedeutende
Kostensenkungspotentiale birgt. Dennoch
gibt es auch bestimmte Konstellationen,
wo aus betrieblichen Gründen
nicht genau dosiert werden kann, so
dass das Optimierungspotential geringer
als erwartet ausfallen kann.
Nach dem Umbau bestehen zwei 6m-Kabinen
mit Trockenabscheidung
durch Zyklone mit jeweils einer nachgeschalteten
Filtermatte als Polizeifilter.
Insgesamt spart der Betrieb in der
Lackiererei jährlich etwa 60 000 DM an
Material- und Energiekosten sowie
etwa 20 000 Mark an Entsorgungskosten
ein. Neben diesen ökonomischen
Effekten ergab sich als ein wesentliches
Kriterium die Verbesserung des
Arbeitsumfeldes für die Mitarbeiter:
Es entfällt die gesamte Koagulierung
mit allen Zusatzaufgaben wie dem
Umgang mit Chemikalien und lösemittelhaltigem
Lackkoagulat.
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Lackschlamm entsteht überhaupt
nicht mehr; als einzige Abfälle aus der
Lackierung fallen lediglich Lackstaub
aus den Zyklonen sowie die beladenen,
verbrauchten Filtermatten an;
beides zusammen schlägt insgesamt
mit jährlich zirka 2,5 t zu Buche und
wird zusammen mit dem Gewerbeabfall
auf der Siedlungsabfalldeponie
entsorgt.
Als „Bonbon“ des Projektes ließ das
Unternehmen von seinem Lackhersteller
prüfen, ob die abgeschiedenen
Lackpartikel aus der Trockenabscheidung
wieder in den Produktionsprozess
des Lackherstellers im Sinne einer
echten Kreislaufführung eingearbeitet
werden können. Tatsächlich lässt sich
daraus grundsätzlich ein lösemittelhaltiger
1-K-Acryl-Recycling-Lack in
einem Grauton herstellen. Derzeit
akzeptiert der Markt ein solches Produkt
jedoch kaum, so dass von einem
geregelten Vertriebsweg (noch) nicht
gesprochen werden kann.
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Aktuelle Erfahrungen
und Resümee
In einigen Lackierereien, in denen
aus Sicht des Lackdurchsatzes auch die
Nassabscheidung des Oversprays in
Frage kommt, wurden Spritzkabinen
mit Nassabscheidung des Oversprays
im Wasserschleier gegen Trockenabscheidungsanlagen
mit Zyklonen ausgetauscht.
Die Erfahrungen zeigen,
dass sich insbesondere in folgenden
Bereichen Effekte ergeben:
◆ Arbeitsumfeld
◆ Betriebs- und Entsorgungskosten.
Aus Sicht der Betriebsführung
zeichnet sich diese Technik durch problemlose
Handhabung und geringen
Wartungsaufwand aus. Die robusten
Zyklon-Abscheidesysteme – eine Entwicklung
der AB Anlagenplanung
GmbH – arbeiten mit einem Wirkungsgrad
von etwa 99 %, sind gut
zugänglich und damit leicht zu reinigen.
Als Intervalle für den Filterwechsel
haben sich in der Praxis übliche
Zeiträume von durchschnittlich 4
Wochen herausgebildet; manche Be-
Funktionsprinzip; der Zyklonabscheider
arbeitet mit einem Wirkungsgrad
von 99%
triebe wechseln aus Sicherheitsgründen
alle zwei Wochen, es dürften aber
mit zunehmender Erfahrung auch
noch längere Wartungsintervalle zu erzielen
sein.
Gegenüber einer Nassabscheidungsanlage
entfallen der Umgang mit
Koagulierungschemikalien sowie deren
Lagerung, es entsteht auch kein
Aufwand für die Pflege des Wasserbades
mehr – ganz abgesehen von möglichen
Geruchsbelästigungen aufgrund
von Fäulnisprozessen in der Anlage.
Auch entstehen keine Lackschlämme,
so dass in diesem Punkt ebenfalls
Lagerung, Behandlung und Entsorgung
komplett entfallen. Bei Bedarf
lässt sich der Lackstaub sortenrein im
Zyklon abscheiden; interessant könnte
dies zukünftig vor dem Hintergrund
eines möglichen Recyclings der Lackteilchen
werden. Aufgrund der gegenwärtig
unproblematischen Entsorgung
der Lackstäube und Filtermatten - in
der Regel als Gewerbeabfall - besteht
hierfür derzeit kaum Motivation.
Die Zyklone sind in der Lage, den
Overspray der verschiedensten Lacktypen
abzuscheiden, so dass bei Ein-
satz eines anderen Lacksystems keine
erneute oder angepasste Einstellung
vorgenommen werden muss. Das
Spektrum der bereits eingesetzten und
problemlos abgeschiedenen Lacksysteme
erstreckt sich beispielsweise von
lösemittelhaltigen Lacken (1K und 2K)
für Armaturenteile, Lampen und
medizinische Geräte über lufttrocknende
Lacke für Motorenteile bis hin
zu Wasserlacken für Armaturen. Auch
zur Abscheidung des Klebers von
Autoinnenteilen wurde die Zyklontechnik
bereits erfolgreich eingesetzt.
Vergleicht man in puncto Wirtschaftlichkeit
die Nassabscheidung im
Wasserschleier (inklusive Peripherie
wie Koagulierung, Lackschlammbehandlung
und Bodenwanne) mit der
Zyklontechnik, so bewegen sich die
Investitionskosten in einer ähnlichen
Größenordnung. Bei den Betriebskosten
fallen bei der beschriebenen
Trockanabscheidung vor allem die
niedrigeren Kosten der Entsorgung
und der Koagulierung des Oversprays
ins Gewicht, eventuell auch noch weitere
betriebsspezifische Faktoren. Diese
Kosten sind individuell höchst
unterschiedlich und kaum zu verallgemeinern.
Allein hierdurch lässt sich in
der Regel eine betriebswirtschaftlich
interessante Amortisation nicht erreichen,
auch angesichts der Kosten einer
Anlage bis – je nach Größe – über
100 000 Mark.
Für die Betriebe, die sich für die
Trockenabscheidung entschieden
haben, erwiesen sich als ebenso interessant
und nutzbringend wie niedrige
Betriebskosten aber auch diejenigen
Faktoren, die sich nicht unmittelbar in
Mark und Pfennig ausdrücken lassen.
Dazu muss ein Betrieb individuell
abwägen, in welcher Weise er diese
beschriebenen „weichen“ Faktoren
für sich bewertet. So sollte vor allem
dann, wenn eine Lackieranlage – beispielsweise
in der Größenordnung des
Modellbetriebes – komplett erneuert
werden soll, die Trockenabscheidung
durch Zyklone in Betracht gezogen
werden. ■
Der Autor: Dr. Christoph Semisch
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