Ölnebel: was sie sind und wie man sie reduziert

Was ist Ölnebel? Um diese Frage zu beantworten, beginnen wir damit, den Unterschied zwischen einem homogenen und einem heterogenen Gemisch zu erläutern. Ein homogenes Gemisch zweier Substanzen zeigt einheitliche Merkmale und besteht aus Molekülen, die sich vollständig untereinander verbreiten und vermischen. Ein heterogenes Gemisch, hingegen, besteht aus zwei Substanzen, die dazu neigen, sich nach erfolgter Mischung voneinander zu trennen und ihre Kontaktfläche zu reduzieren. 

Ölnebel ist, in seiner spezifischen Beschaffenheit, ein heterogenes Gem-isch. Er besteht aus feinen Öltröpfchen, die in der Luft zerstreut sind.

Wie entsteht Ölnebel? 

Typischerweise entsteht Ölnebel bei Prozessen, bei denen Schmieröl oder Hydrauliköl verwendet wird. Diese Art von Flüssigkeit, die zu Beginn flüssig ist, vernebelt dann, indem sich eine feine Zerstäubung der Ölpartikel in der Luft bildet. 

Die Verneblung wird durch einen Anstieg der Temperatur hervorgerufen, der bei Kontakt mit heißen Oberflächen oder bei starker Reibung auftritt. Wenn dann das Öl, das während der Verdampfungsphase vorhanden ist, auf eine kältere Umgebung trifft, so tendiert es dazu, zu kondensieren.   

So bilden sich bei Entstehung des Luft-Öl-Gemisches Kondensationsbereiche, aus denen der oben erwähnte Ölnebel hervorgeht.

Wie behandelt man Ölnebel?

Ölnebel wird prinzipiell auf zwei Weisen behandelt und Tama Aernova bietet Produkte an, die auf die jeweilige Art und Weise zugeschnitten sind:  

Nach dem elektrostatischen Prinzip: Mit Filterzellen mit einer ionisierenden und einer auffangenden Einheit (Ionisator und Kollektor bei Antares-E, Explorer-E, AR).

Nach dem mechanischen Prinzip: Mit Filterpatronen aus Glasfaser, die einen Koaleszenzeffekt bewirken (Antares-M, Explorer-M, Hyper-Oil).

Worin besteht die elektrostatische Abscheidung? 

Die Behandlung der verschmutzten Luft besteht darin, zwischen den Emissions- und Sammelelektroden eine hohe Potentialdifferenz (Kontaktspannung) anzuwenden: So kommt es zur Entstehung eines starken elektrischen Feldes in der Nähe der Emissionselektroden. Dieses Feld bewirkt die Ionisierung des Luft-Öl-Gemisches (Vektor der verschmutzten Partikel) um die Oberfläche der Emissionselektrode herum; hierbei wird eine sogenannte Koronarentladung bewirkt.   

Das Luftgemisch, das durch die Kollektorplatten fließt, wird ionisiert. Daraufhin neigen die Ionen dazu, sich von der Koronarentladung zu entfernen, sich also in Richtung der Sammelelektroden zu bewegen. In dieser Phase kollidieren die entstandenen Ionen mit den, in der Suspension enthaltenen, verschmutzten Partikel. Hierbei entladen sich die Ionen (jedes Partikel kann durch mehrere Ionen elektrisch geladen werden, bis es eine hohe Ladung erreicht hat). Die beladenen Staubpartikel werden demzufolge in Richtung der Sammelelektroden angezogen und dort werden sie zurückgehalten und zu einem späteren Zeitpunkt entfernt. Das Hauptmerkmal der elektrostatischen Filter ist die hohe Abscheideeffizienz auch bei sehr feiner Körnung.  

Funktionsweise unserer elektrostatischen Filter Antares-E und Explorer-E:

Die abgesaugte, mit öligem Schadstoff beladene Luft, fließt durch den Tropfenabscheider hindurch, wo die “Öltröpfchen” in der Luft zurückgehalten werden. Hiernach fließt die Luft durch einen metallischen Vorfilter, der die Luft gleichmäßig vor der elektrostatischen Abscheidung verteilt. Daraufhin durchfließt die Luft den elektrostatischen Filter, der aus einer ionisierenden Einheit (Ionisator) aus übereinander liegenden Platten, zwischen denen “ionisierende” Wolframdrähte positioniert sind, besteht. Diese werden mit einer Spannung von 8,5 KV versorgt und dienen zur Bildung eines elektrostatischen Feldes, aus dem positive Ladung an die Teilchen des verschmutzten Luftstromes abgegeben wird. Die elektrostatisch geladenen Teilchen durchqueren die auffangende Einheit (Kollektor), die aus übereinander liegenden Platten, die mit einer Spannung von 4,5 KV versorgt werden, und, dazwischen anderen, die geerdet sind, besteht. Die Partikel werden im Kollektor mittels der “geerdeten Platten” zurückgehalten und letztendlich entfernt. 

Die TANDEM-Ausführungen besitzen eine doppelte elektrostatische Zelle um die Abscheideeffizienz bei hohen Schadstoffkonzentrationen (höher als 40mg/Nm³) zu verbessern. Nach der elektrostatischen Abscheidung ist ein Nachfilter vorgesehen, der eine Rückführung der Schadstoffpartikel, aufgrund fehlender und unzureichender Wartung, verhindert. Die Ausführungen mit HEPA-Nachfilter stellen die bestmögliche Abscheideeffizienz dar. 

Was bedeutet Koaleszenz? Als Koaleszenz wird das physikalische Phänomen beschrieben, durch das die Partikel einer Substanz sich zu immer größeren Partikeln verbinden. Dieses Prinzip wird zum Beispiel genutzt, um die Öltröpfchen “stark zu vergrößern” und sie einfacher aus dem Luftdurchfluss zu entfernen. 

Dieser Vorgehensweise zugrunde liegt eine physikalische Größe, die Grenzflächenspannung (oder auch Oberflächenspannung) genannt wird. Sie beschreibt die energetischen “Kosten”, die man aufbringen muss, um zwischen zwei unterschiedlichen Phasen (man versteht hierbei Phasen, die sich nicht vermischen) eine Grenzfläche zu bilden. Da es auf energetischem Niveau typischerweise aufwendig ist, eine trennende Oberfläche zu bilden, neigen die beiden Phasen dazu, ihre Kontaktoberfläche zu reduzieren und es resultieren zwei getrennte Substanzen.

Die Filter können die Koaleszenzwirkung dank einer Oberfläche nutzen, die den Kontakt zwischen den zerstäubten Öltröpfchen fördert, sodass dieses spontane Phänomen kinetisch vereinfacht wird. 

Nachdem sie sich zusammengefügt haben, neigen diese größeren Tröpfchen aufgrund der Schwerkraft dazu, nach unten, in Richtung der unteren Seite des Filters zu fallen, wo sie dann gesammelt werden. Die gesäuberte Abluft wird dann durch einen Ventilator abgesaugt und zum Luftauslass geführt, frei von öligen Schadstoffen. 

Funktionsweise unseres Koaleszenz-Filters Hyper-Oil: 

Die Luft tritt von oben in die Filtereinheit ein und wird in Richtung des unteren Teils des Filters gerichtet. Im Sammelbecken ändert sich die Richtung des Luftstromes und er fließt weiter nach oben, indem er den Tropfenabscheider und danach ebenfalls den metallischen Vorfilter durchdringt. 

Hiernach durchfließt die Luft die äußere Filtermatte und die Patrone selbst. Die gereinigte Luft wird dann aus den Filterpatronen heraus gebündelt zum Filtermodul des HEPA-Filters (falls vorgesehen) geführt. Der Absaugventilator (falls vorgesehen) wird über der Filtereinheit positioniert. 

Ein PULL JET-System mit einem niedrigen Druck führt eine ständige Abreinigung durch, indem es die gefilterten Ölpartikel durch Drainage aus der Patrone und der Filtermatte herausleitet. Dieses technische Funktionsprinzip erlaubt es, HYPER-OIL im Dauerbetrieb anzuwenden.

Die gefaltete, aus Zellulose bestehende Patrone, garantiert eine Abscheideeffizienz höher als 98% bei Partikeln mit einer durchschnittlichen Größe von 2 Mikron. Danach, bei den Filterausführungen mit HEPA-Nachfilter, durchströmt die Luft den HEPA-Filter H13 (“Absolutfilter”) und es wird dadurch eine Abscheideeffizienz von 99,95 MPPS gemäß der Normen EN 1822 erreicht.