Projekt 13898/01

Reinigung von kohlenmonoxidbelasteter Luft im Kfz-Gewerbe

Projektdurchführung

A + F Anlagen-, Umwelt- und Filtertechnik GmbH + Co.Umwelttechnik KG
Otto-Hahn-Str. 16
61381 Friedrichsdorf

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In den Reparaturhallen von Kfz-Werkstätten kommt es wegen unvermeidlicher Fahrzeugbewegungen durch Autoabgase zu einer Erhöhung der Kohlenmonoxid (CO)-Konzentration. Dies führt häufig zu einer kritischen Belastung der Hallen-Luft, insbesondere in den Wintermonaten, wenn die Tore für Rangiermanöver nur kurz geöffnet werden. Zur Überwachung und Steuerung der Werkstättenkonzentration an CO mit dem Ziel der Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben wurde ein neuartiges Kompakt-Katalysator-Umluftfilter entwickelt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Prototyp einer Filtereinheit wurde entworfen, gebaut und als Luftreinigungssystem auf seine Praxistauglichkeit untersucht, indem es in eine Kfz-Werkstatt integriert wurde. Bei der Werkstatt handelt es sich um eine Halle von 120 m² bei einem Volumen von 600 m³. Die Schadstoffimmission in der Halle kommt durch Ein- und Ausparken sowie durch das Einrangieren auf die Hebebühnen-Arbeitsplätze zustande. Die Ventilator-Volumenleistung des Kompaktfilters betrug ca. 2.200m³/h. Mit dieser Volumenleistung konnte rechnerisch ein 3-4facher Volumenwechsel in der Stunde in der Werkstatt realisiert werden. Das Filter besteht aus Ventilator, Aktiv-Kohlefilter-Vorfilter und Niedertemperatur-Oxidationskatalysator. Die technische Spezifikation des Oxidationskatalysators ist dergestalt, dass bei Temperaturen unter 20°C Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid aufoxidiert wird.
Das Kompaktfilter ist abgestimmt auf die verunreinigte Hallenluft mit Partikeln (Dieselmotoremissionen, DME), Kohlenmonoxid, Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen. Die Hallenluft wird über ein Zuluft-Register angesaugt und durch das Vor- und Hauptfilter gedrückt und durch ein Ausblasregister der Hallenluft wieder zugeführt. Die von den Schadstoffen befreite Luft verbleibt in der Halle. Das Filter arbeitet also im Umluftbetrieb.


Ergebnisse und Diskussion

Die Vorteile des neuartigen Umluftfilters zielen auf die drei Gebiete:
- Gesundheitsschutz: die Einhaltung des MAK-Wertes wird sicher gewährleistet.
- Umweltschutz: die Hallenabluft wird gereinigt, Schadstoffe werden gebunden/oxidiert, sie werden nicht in die Umgebung emittiert.
- Energie: wertvolle Heizenergie wird eingespart, da warme Hallenluft insbesondere in den Wintermonaten in der Halle verbleibt.

Während der Erprobung des Umluftfilters wurden die folgenden Abscheidegrade für Schadstoffe erreicht:
Stickoxide
Bei einem Luftvolumenfluss von ca. 2.200 m³ Abluft durch das Filter werden zwischen 80 und 90 % des Stickstoffdioxides und ca. 50 % des Stickstoffmonoxides herausgefiltert.
Kohlenwasserstoffe
Erhöhte HC-Konzentrationen von 3 ppm werden in Kfz-Hallenluft häufig registriert. Eine derartige Konzentration wurde durch das Kompaktfilter nahezu vollständig aus der Hallenluft herausgefiltert.
In einem besonderen Fall wurden 48 ppm HC in der Halle gemessen. Hier war der HC-Gehalt der Hallenluft nach Filterdurchgang auf ca. 6 % (3 ppm) der ursprünglichen Konzentration gefallen.
Partikelförmige Schadstoffe
Die Abscheiderate für Partikel zwischen 1 mm und 20 mm beträgt bei halbmaximaler (1.100m³/h) und maximaler (2.200 m³/h) Lüfterleistung mit 80-100%. Im Submikron-Partikel-Bereich zwischen 0,5 mm und 1,0 mm werden bei voller Lüfterleistung über 50% der Partikel abgeschieden.
Kohlenmonoxid
Das Kompakt-Filter war mit Edelmetall-Katalysator in Monolithenform ausgerüstet und konnte bei einem Volumenstrom von 2.200m³/h über 90% CO in CO2 umzuwandeln.
Die Lebensdauer des verwendeten, kommerziell verfügbaren Niedertemperatur-Oxidationskatalysators entspricht noch nicht den Ansprüchen an einen mehrjährigen Einsatz in einer Kfz-Werkstatt. Zudem stellt der in allerjüngster Zeit dramatisch angestiegene Preis des im Katalysator verwendeten Palladiums ein kostenkalkulatorisches Problem dar.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Am 27.6.2000 wurde das Umluftfilter Vertretern der Umweltbehörde der FHH, dem Amt für Arbeitsschutz und der bundesdeutschen Automobil-Fachpresse und am 10.8.2000 auf dem Treffen der Technikberater der Landesinnungen beim Zentralverband des Deutschen Kraftfahrzeuggewerbes vorgestellt.
Das Kompaktfilter errang einen Platz unter den 10 besten Einsendungen beim Innovationspreis 2000 des Senats der Freien und Hansestadt Hamburg und konnte in einem eigenen Betrag präsentiert werden.


Fazit

Es konnte gezeigt werden, dass der Prototyp eines Umluftfilters für Hallenabluft in einem Kfz-Betrieb erfolgreich betrieben werden kann.
Schwierigkeiten erwachsen neuerdings aus der Verfügbarkeit geeigneter Katalysatoren. Dies liegt unter anderem am dramatischen Preisanstieg der verwendeten Edelmetalle, die sich in den vergangenen Jahren um über 1.000% verteuert haben.