SEKTOR
Der Sektor der Keramikindustrie sieht ein digitales Druckverfahren für das Aufbringen von Farben, Bildern oder Motiven auf die Oberfläche von großen Fliesen oder Platten vor und ermöglicht dadurch, eine hohe Qualität und Beständigkeit auf abwaschbaren Oberflächen, die hohen chemischen und mechanischen Einflüssen ausgesetzt sind, zu erzielen.
DIE UMWELTAUSWIRKUNG VON DIGITALDRUCKVERFAHREN BEI KERAMISCHEN MATERIALIEN
Die Farben werden mit einem organischen Träger aufgetragen, der sich beim anschließenden Einbrennen der Materialien in Substanzen umgewandelt, die sich durch eine äußerst niedrige Geruchswahrnehmungsschwelle auszeichnen und anschließend – bedingt durch die atmosphärischen Emissionen aus den Öfen – in die Umwelt freigesetzt werden und häufig zu Geruchsbelästigungen in der Umgebung führen.
EMISSIONSEIGENSCHAFTEN
Die atmosphärischen Emissionen aus digitalen Druckverfahren keramischer Materialien weisen die folgenden Eigenschaften auf:
| VARIABEL | EIGENSCHAFTEN |
|---|---|
| Temperaturen | Mittelmäßig erhöht, im Bereich von 140 bis 200°C |
| Präsenz von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) | Aldehyde, gekennzeichnet durch eine erhöhte Geruchsbelastung |
| Präsenz von anorganischen Verbindungen | Salzsäure und Fluorwasserstoffsäure, schwefelhaltiges Anhydrid, Ammoniak und Kohlenmonoxid |
| Präsenz von anorganischem Staub | Abgeleitet aus den oben beschriebenen Trockenneutralisationsverfahren für anorganische Säuren |
| Feuchtigkeit | Erhöht |
| Metalle | Präsent |
| Funktionszyklus | Während der Tages- und Nachtstunden, für die gesamte Dauer des Betriebs der Material-Backöfen |
ZIELVORGABEN BEI DER REINIGUNG
Die Ziele der Abluftreinigung bestehen im Wesentlichen darin, die Geruchsbelästigung durch atmosphärische Emissionen so weit wie möglich zu reduzieren, innerhalb der gesetzlichen Grenzwerte für die einzelnen vorhandenen Schadstoffe und ohne die Bildung von Sekundärschadstoffen zu verursachen, sowie mit akzeptablen Investitions- und Bewirtschaftungskosten für den Produktionsprozess.
DIE LÖSUNG MITTELS EINES REGENERATIVEN THERMISCHEN OXIDATIONSPROZESSES
Zur Lösung des Umweltproblems, das in einigen besonders kritischen Fällen bis hin zur Besorgnis der Anwohner in der Nähe der Produktionsanlagen reichte, wurden verschiedene Lösungsmöglichkeiten untersucht, die sowohl im Vorfeld der Produktionsprozesse (durch Eingriffe in die Formulierung der im Druckprozess verwendeten Druckfarben) als auch im Nachhinein durch die Installation einer Abluftreinigungsanlage Anwendung fanden.
Im letzteren Fall erwies sich die Technologie der regenerativen thermischen Oxidation als besonders effektiv.
Bei der regenerativen thermischen Oxidation handelt es sich um einen chemischen Prozess, bei dem organische Schadstoffe bei hohen Temperaturen und mit Hilfe von Sauerstoff, der normalerweise in den Emissionen enthalten ist, in Nebenprodukte umgewandelt werden, welche die Umwelt weniger belasten: Wasser und Kohlendioxid.
Da es für die Umwandlungsreaktion erforderlich ist, die Emissionstemperatur auf 800-900°C zu erhöhen, ist eine besonders effiziente Energierückgewinnung vorgesehen, die, bedingt durch die Verwendung spezifischer keramischer Füllkörper, in der Lage ist, die Betriebskosten so niedrig wie möglich zu halten, da ein Hilfsbrennstoff verwendet wird, der einen speziellen Brenner speist.
ERMITTELTE MASSNAHMEN ZUR ANWENDUNG IN DER KERAMIKINDUSTRIE
Die regenerative thermische Oxidation ist ein häufig angewandter Prozess zur Behandlung von
atmosphärischen VOC-enthaltenden Emissionen, die bei verschiedenen industriellen Produktionsprozessen freigesetzt werden.
Die Anwendung in der Keramikindustrie musste die Ermittlung und Applikation spezifischer Maßnahmen vorsehen, um die folgenden Ziele zu erreichen:
- das Erzielen höchster Reinigungsleistungen trotz einer Vielzahl von Schadstoffen unterschiedlicher Herkunft und chemischer Zusammensetzung durch eine spezifische Auslegung der Prozessparameter und den Einsatz modernster Emissionsminderungssysteme
- die Optimierung des Energieverbrauchs durch Installation der modernsten und effizientesten Technologien zur Energierückgewinnung
- die Kapazität, etwaigen Verschmutzungs- und Verstopfungserscheinungen zu widerstehen, welche durch die Präsenz anorganischer Stäube verursacht werden, und in jedem Fall die Erleichterung eventueller Reinigungsaktivitäten
- die Vereinfachung von Wartungsmaßnahmen durch die Realisierung eines Layouts, das speziell dafür konzipiert ist, einfache und sichere Wartungseinsätze zu ermöglichen und die Ausfallzeiten der Anlage auf ein Minimum zu beschränken
- die Langlebigkeit der Anlage aufgrund der Verwendung von Materialien und Bauteilen, die gegenüber korrosiven Substanzen beständig sind
- die Möglichkeit des Ersatzes von Anlagenkomponenten innerhalb eines begrenzten Zeitraums, die sich aufgrund der für diese Aktivität charakteristischen extremen Betriebsbedingungen verschlechtert haben könnten.
DIE ERZIELTEN ERGEBNISSE
Die Ergebnisse, die durch den Einsatz dieser Technologie in zahlreichen Anwendungen erzielt wurden, die bereits seit einiger Zeit installiert und in Betrieb sind, führen zur Bestätigung der Güte dieser Lösung, mit der die folgenden Ergebnisse erzielt werden konnten:
- das Verschwinden der Geruchsbelästigungen und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Umwelt
- das Erreichen von Schadstoffkonzentrationen in den atmosphärischen Emissionen, die deutlich unter den vorgeschriebenen Grenzwerten liegen
- das Ausbleiben der Formation organischer Mikroverunreinigungen
- die Begrenzung der Verwaltungskosten
- die Vereinfachung der ordentlichen und außerordentlichen Wartungsarbeiten
- keine Beeinträchtigung der der Reinigungsanlage vorgeschalteten Produktionsprozesse
- die Vorteile im Zusammenhang mit der Installation einer Anlage mit Industrie 4.0-Anforderungen