Ähnlich einem Katalysator im Pkw wandelt ein Ecotec-Converter Öl und andere Kohlenwasserstoffe durch Oxidation in Wasser und Kohlendioxid um. Da selbst bei ölfrei verdichtenden Anlagen die Ansaugluft belastet sein kann, lassen sich so Verunreinigungen auch in diesen Fällen ausschließen.
Erzeugt man Druckluft mit ölfrei verdichtenden Schrauben- oder Kolbenkompressoren, muss sie noch lange nicht „absolut“ ölfrei sein. Denn die Druckluft enthält zumindest alle Bestandteile, die auch schon vorher in der angesaugten Luft enthalten waren. Wird die Luft direkt in der Werkshalle oder in der Nähe von Parkplätzen sowie Straßen angesaugt, gelangen zwangsläufig auch öl- und kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile in die Druckluft.
Insbesondere hochsensible Produktionsvorgänge benötigen deshalb eine zusätzliche Aufbereitung, für die sich der Ecotec-Converter (ETC) der Rotorcomp Verdichter GmbH aus Germering anbietet. Das gilt natürlich auch für öleingespritzt verdichtete Luft. Ähnlich der Arbeitsweise in einem Pkw-Katalysator reduziert der ETC „aktiv“. Das bedeutet, dass Kohlenwasserstoffe – katalytisch unterstützt – chemisch in Wasser und Kohlendioxid umgewandelt werden. Das Katalysatorsystem mit Makro-, Meso- und Mikroporen besitzt eine Oberfläche von rund 200 m²/g, auf welche die Luft-Öl-Moleküle auftreffen. Diese sogenannte „arbeitende Zone“ besteht aus aktiven, mit Sauerstoff-Atomen beladenen Zentren. Die Ölmoleküle werden hier kurzzeitig festgehalten und in Stücke gecrackt. Die freigesetzten Atome reagieren sofort mit dem Sauerstoff der Luft. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis die Ölmolekühle vollständig aufgespalten wurden.
Es handelt sich bei den Ecotec-Anlagen also nicht um ein Filter- oder Rückhaltesystem, sondern um eine Aufbereitungsanlage. Auch die vom Hersteller garantierte Standzeit von 15 000, bei neueren Anlagen sogar 30 000 Betriebsstunden, lässt sich so erklären. Druckluft aus dem ETC ist nicht nur deutlich besser als ISO 8573-1, Klasse 1, mit einem Restölgehalt unter 0,01 mg/m³, sie ist bei der neueren ETC-Generation außerdem silikonfrei.
Die Druckluft-Aufbereitung mit Aktivkohlefiltern, Aktivkohle-Adsorbern oder Faserfiltern liefert zwar ebenfalls absolut ölfreie und saubere Druckluft, sind allerdings Schwachstellen in jedem Druckluftsystem:
- Die Standzeit eines Aktivkohlefilters wird bei einer Betriebstemperatur von 21 °C definiert. In der Praxis treten jedoch 30 bis 40 °C auf. Bereits eine Erhöhung um 10 °C vermindert die Betriebsdauer um rund 90 %. Deshalb können sich die Standzeiten für Aktivkohle-Adsorber oder -Filter in der Praxis schnell auf weniger als 500 Betriebsstunden reduzieren. Zudem beginnen ab einer Temperatur von über 40 °C kurzkettige Kohlenwasserstoffe wieder aus der Aktivkohle zu desorbieren, wodurch auch prinzipiell noch funktionstüchtige Filter die notwendige Druckluftqualität nicht mehr liefern können.
- Die Aufnahmekapazität eines Filters (Adsorbers) – und damit seine Standzeit – ist definiert durch die Menge an Öl und Kondensat, die er maximal aufnehmen kann. Damit reduziert sich die Standzeit bei steigender Ölkonzentration und steigender relativer Feuchte. Im Falle eines Wasser- oder Ölschwalles kann die Aufnahmekapazität binnen weniger Minuten erreicht werden.
- Um eine kurzfristige Beladung durch Wasser- oder Ölschwall zu vermeiden, dürfte ein Aktivkohlefilter nur nach einem Kältetrockner eingesetzt werden. Die Konsequenz ist ölhaltiges Kondensat am Kältetrockner, das kostenaufwendig entsorgt werden muss.
Demgegenüber bieten die Ecotec-Anlagen eine prozesssichere, kostengünstige, umweltfreundliche und nahezu wartungsfreie Arbeitsweise ohne Kondensatprobleme. Sie eignen sich für Kompressorleistungen von 1 bis 50 Nm³/min und können entweder vom Hersteller des Kompressors direkt integriert oder als separate Anlage nachgerüstet werden.
Die laufende Wartung einer Ecotec-Anlage beschränkt sich auf eine reine Sichtkontrolle im Rahmen der üblichen Kompressorkontrollen. Anfallendes Kondensat ist wasserklar und absolut ölfrei, kann also sofort ohne Aufbereitung in die Kanalisation eingeleitet oder als Brauchwasser genutzt werden. Zudem verlängern sich die Standzeiten nachgeschalteter Feinstfilter deutlich, weil ihre Poren nicht mehr durch Öl verkleben können. Mittels konstruktiver Verbesserungen gelang es darüber hinaus, bei der neuen ETC-Generation einen Mittelweg zwischen zwei divergierenden Forderungen zu finden: Einerseits wird für einen möglichst geringen Druckverlust eine möglichst lange Verweilzeit im System gefordert, andererseits soll eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit die Ausscheidung selbst kleinster Ölpartikel garantieren.
Die gefundene Lösung formt kleinste dampfförmige Kohlenwasserstoffpartikel zu größeren Einheiten, unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, und erlaubt so den Abbau von Aerosolen auch bei niedrigen Geschwindigkeiten. Somit konnte der Druckverlust über den Ecotec-Converter und den Wärmetauscher von bisher 0,5 auf 0,23 bar reduziert werden. Dadurch ließ sich die garantierte Lebensdauer der neuen ETC-Generation unter normalen Betriebsbedingungen von bisher 15 000 auf 30 000 Stunden verdoppeln. Als interessanten Nebeneffekt verwandeln sie Silikon-Monomere zu Silikat und lösen so eines der schwierigsten Probleme für besonders sensible Anwendungsbereiche wie etwa im Lackierbereich, in der Elektronik-Industrie oder in der Reinraumtechnik. Denn bisher gibt es keine langlebigen Filter für Silikon.
Norbert Barlmeyer Fachjournalist in Bielefeld
Kosteneffizienz
Die Aufbereitung ölbelasteter Druckluft ist nicht nur fehleranfällig, sondern auch teuer. Nicht zuletzt die hohen Entsorgungskosten sind dafür verantwortlich. Werden Kohlenwasserstoffe in Wasser und Kohlendioxid umgewandelt, muss kein Öl entsorgt werden. Und diese aktive Arbeitsweise sorgt für eine lange Betriebsdauer.
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