Effizientes Verfahren zur Abluftreinigung bei der Laser-Polymerbearbeitung

Laserstrahlung wird zunehmend zur Be- und Verarbeitung polymerer Werkstoffe eingesetzt. Dabei werden partikel- und gasförmige Prozessnebenprodukte emittiert. Die Emissionen werden aus der Luft herausgefiltert und die gereinigte Luft in die Umwelt abgeleitet. Die Zusammensetzung der Abluft in die Umwelt unterliegt dem Bundesimmissionsschutzgesetz (TA-Luft), dessen Einhaltung durch geeignete technische Vorrichtungen und Maßnahmen gewährleistet werden muss.

Mit konventionellen Abluftreinigungsanlagen werden diese Prozessnebenprodukte nicht effizient genug bzw. nicht unter wirtschaftlichen Kriterien entfernt, da

· sehr feine (<1 µm) und klebrige Partikelemissionen die Filtermedien verstopfen und somit in starkem Maße die Standzeiten der Filter verringern, · keine ausreichende Abscheidung von gasförmigen Kohlenwasserstoffemissionen erfolgt. Zur Lösung dieses Problems wurde in einem F&E-Projekt der Herding GmbH und des Laser Zentrums Hannover e.V. (LZH) das Verfahren der Oberflächenfiltration weiterentwickelt und für Prozessemissionen von Polymer- und Holzwerkstoffen qualifiziert. Bei dem sogenannten Precoating-Verfahren werden die teflonbeschichteten Sinterlamellenfilterelemente vor Beginn jedes Filtrationszyklus mit einem inerten Hilfsstoff (Precoatingmittel) bestaubt. An dieser Precoatingschicht werden die Partikelemissionen nahezu vollständig abgeschieden (>99,95%) und gleichzeitig die gasförmigen Emissionen bis zu 26 % adsorbiert. Der sich ausbildende Filterkuchen wird in regelmäßigen Intervallen durch eine Druckstoßreinigung abgelöst. Anschließend wird die regenerierte Filteroberfläche wieder mit frischem Precoatingmittel beschichtet, so dass Verstopfungen des Filtermaterials weitgehend unterdrückt und lange Standzeiten der Filterelemente erzielt werden.

Im Abluftstrom der Filteranlage sind noch verschiedene gasförmige Kohlenwasserstoffe enthalten, die in Art und Zusammensetzung in starkem Maße von dem bearbeiteten Werkstoff abhängen. Mit einer nachgeschalteten Aktivkohle-Adsorption werden diese gasförmigen Emissionskomponenten mit hohen Adsorptionsraten abgeschieden, so dass die Grenzwerte der TA-Luft eingehalten werden.

Mit der entwickelten Verfahrenskombination aus Precoatingverfahren und nachgeschalteter Aktivkohle-Adsorption lassen sich die komplex zusammengesetzten Prozessemissionen aus der Laser-Polymerbearbeitung zuverlässig unter Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte abreinigen. Das Verfahren eignet sich auch für den Einsatz bei Prozessen mit ständig wechselnden Werkstoffen. Für die Wirtschaftlichkeit unverzichtbar: es können mit geeigneter Anlagentechnik hohe Standzeiten realisiert werden.

Das LZH ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Technologie und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

Für mehr Information:
Laser Zentrum Hannover e.V.
Herr Michael Botts
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-151
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