Projekt 17399/01

Abluftbehandlungsanlage für Behälterreinigung

Projektdurchführung

Franz KaminskiWaggonbau GmbH
Kuhbrückenstr. 25
31785 Hameln

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Ziel dieses Projektes war, ein geeignetes Abluftbehandlungsverfahren für eine Reinigungsanlage für Eisenbahnkesselwagen zu entwickeln. Die ablufttechnische Problematik ist durch ein Vielstoffgemisch mit stark schwankenden Konzentrationen gekennzeichnet. Dies erschwert ebenso wie Kostenaspekte die Anwendung vieler im Industrieeinsatz bewährter Abluftbehandlungsverfahren. Es sollte speziell für den Anwendungsbereich Tankwagenreinigung eine deutliche Emissionsreduzierung und Umweltentlastung erreicht werden.
Die Reinigung von Tankfahrzeugen der chemischen Industrie oder der Mineralölindustrie findet aus Gründen des Umweltschutzes und der Arbeitssicherheit immer größere Beachtung. Gerade bei der Rei-nigung von Bahnkesselwagen bedeutet dieses den Umgang mit der gesamten Palette chemischer Produkte. Eine umfassende Kesselreinigung, die anschließend ein Begehen des Tanks ermöglicht, ist für die vierjährige Sicherheitsprüfung, für Wartungs- und Reparaturarbeiten und beim Wechseln des Ladeguts erforderlich. Rückstände der transportierten Chemikalien und Mineralölprodukte führen beim Reinigungsvorgang zur Belastung der Abluft und zu Schadstoffemissionen sowie Arbeitsplatzbelastungen in der Reinigungsanlage.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Lösungskonzept basiert auf einer neuartigen Verfahrenskombination aus Tieftemperaturkondensation, Adsorptionseinheit und Luftwäscher mit katalytischer Oxidation. Die Anlage ist so aufge-baut, dass in einem geschlossenen System gearbeitet wird. Dabei wird zunächst der Hauptteil der im Tankwagen nach einer Restentleerung verbliebenen Chemikalien ausgetrieben und in einer Kondensationsstufe einschließlich verdampfter Anteile zurückgehalten. In der anschließenden Reinigungsphase wird die Abluft über einen Luftwäscher geführt, der die Abluftbelastung aus der Kesselreinigung zurückhält und anschließend die Schadstoffe katalytisch oxidativ abbaut. Zusätzlich glättet eine mit einem Absorbens ausgestattete Behandlungseinheit eventuell auftretende Schadstoffspitzen. Es wird alternierend die aus den Tankkesseln abgesaugte, stark schadstoffhaltige Atmosphäre sowie die Raumluft der Reinigungshalle durch den Luftwäscher geführt. Eine kontinuierliche Überwachung der Anlage erfolgt über einen Flammenionisationsdetektor (FID).


Ergebnisse und Diskussion

Mit dem Einsatz der Abluftanlage können Umweltbelastungen bei der Kesselwagenreinigung deutlich verringert werden. Die Zielsetzungen bzgl. der Umweltverträglichkeit wurden erfüllt. Aktuelle Emissionsgrenzwerte werden eingehalten oder sogar unterschritten. Bei hoher Auslastung der Anlage im emissionsintensiven Zweischichtbetrieb gibt es Probleme mit der Kapazität des eingesetzten Luftwäschers. Versuche mit einer photooxidativen Luftreinigungsanlage der Firma Bioclimatic als weitere Reinigungsstufe werden durchgeführt.
Im Vergleich mit bisher angewendeten Verfahren bietet die Anlage folgende Vorteile:
· Es kommt ein komplett geschlossenes System bei der Reinigung von Stoffen mit höheren Dampfdrücken zur Anwendung. Damit werden sowohl diffuse gasförmige Emissionen als auch Arbeits-platzbelastungen durch Lösemitteldämpfe vermieden.
· Es erfolgt ein Abbau der Schadstoffkonzentration während des Reinigungsvorganges durch katalytische Oxidation in der Luftwaschereinheit.
· Eine Abwasserbelastung durch Schadstoffe wird vermieden. Die Einsatzmengen an Wasser und die anfallenden Abwassermengen sind vergleichsweise gering.
· In der Kondensationsanlage fallen Restinhaltsstoffe aus den Tankkesseln in konzentrierter Form an. Dies vermeidet große Mengen zu entsorgender Abwässer und Abfälle und vermindert Behandlungs- und Entsorgungskosten. Auch eine Aufbereitung und Rückgewinnung von Lösemitteln und Chemikalien wird möglich.
Das Abluftbehandlungsverfahren ist erweiterbar. Es bietet sich die Kombinationsmöglichkeit verschiedener Verfahren in einer Anlage. Dies steigert die Flexibilität, da eine Vielzahl zu reinigender Stoffe berücksichtigt und individuell behandelt werden kann. Ein hoher Wasseranteil in den Tankkesseln ist zu berücksichtigen, um Störungen durch Ausfrieren bis hin zur Gefahr des Verstopfens der Tieftemperaturkondensationsanlage zu vermeiden.
Mit dem eingesetzten Luftwäscher der Fa. Nilltech wird auf oxidativ-katalytischem Wege ein Schadstoffabbau auch für schwer abbaubare organische Verbindungen erreicht. Das Konzept eines rund um die Uhr-Betriebs sichert einen hohen Luftwechsel in der Behandlungshalle, verringert diffuse Emissionen und dient zur Regeneration des Wäschers. Auch für chlorierte Aromaten werden hohe Abbauraten erreicht, wobei über den Langzeitabbau das gesamte Chlor in mineralischer Form als Salzsäure ausgeschleust werden kann.
Für die errichtete Anlage besteht weiterer Optimierungsbedarf. Erst danach kann die ursprüngliche Zielsetzung, eine solche Abluftanlage auch anderen Anwendern anzubieten, umgesetzt werden. Für einen Vertrieb muss ein störungsfreier Dauerbetrieb mit geringem Betreuungsaufwand sichergestellt werden. Die Emissionswerte müssen sicher eingehalten werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Verbreitung der Projektergebnisse erfolgt vor allem branchenspezifisch über Kundenkontakte. Zu-dem sind Fachveröffentlichungen geplant.


Fazit

Die Kombination einer Tieftemperatur-Kondensationsanlage, einer Adsorptionseinheit zur Glättung von Emissionsspitzen und eines Luftwäschers mit katalytischer Oxidation stellt ein innovatives Verfahrenskonzept zur Behandlung von Emissionen aus der Kesselwagenreinigung dar. Das Konzept einer vollständig geschlossenen Behandlungsanlage vermeidet Emissionen. Durch Absaugmaßnahmen am Arbeitsplatz werden die Belastungen für Mitarbeiter und Umwelt zusätzlich vermindert. Der modulare Auf-bau erlaubt bei Bedarf eine Erweiterung um zusätzliche Behandlungsverfahren und verbessert die universelle Einsetzbarkeit. Es besteht weiterer Optimierungsbedarf, um die Betriebssicherheit der Anlage zu steigern und Emissionsüberschreitungen bei Spitzenbelastungen zu vermeiden. Auf Basis umfangreicher Betriebserfahrungen soll die neue Technologie bei der Kesselwagenreinigung weiter optimiert und verbreitet werden.