Optimierte UV-Niederdruck Lampen ermöglichen die Reinigung und Verringerung der Schadstoffe in der Abluft einer Gießerei durch Photooxidation.
Bei der Herstellung von Gussteilen werden VOC´s freigesetzt. Diese gelangen in der Abluft über einen Luftkanal oder Schornstein in die Umwelt. Optimierte UV-Niederdruck Lampen ermöglichen die Reinigung und Verringerung der Schadstoffe in der Abluft einer Gießerei durch Photooxidation. Ermöglicht wurde dies durch die gemeinsame Entwicklung einer maßgeschneiderten UV-Niederdrucklampe von xpuris und Excelitas Noblelight.
Gussformen und Gusskerne für die Automobilindustrie werden aus Sand und Bindern hergestellt. Beim Aushärten dieser Formen werden VOC’s, also chemische Schadstoffe, freigesetzt. In einer Gießerei ist es zudem besonders heiß – so beträgt die Ablufttemperatur bis zu 70°C, während die relative Luftfeuchtigkeit unter 5% liegt.
Eine Gießerei eines namhaften deutschen Automobilherstellers, die vor kurzem ihre Produktion erweitert hatte, konnte mit ihrer bestehenden UV-Anlage die behördlich festgelegten Grenzwerte nicht mehr erfüllen. Zusätzlicher Installationsraum für eine Erweiterung der vorhandenen UV-Reaktoren stand nicht zur Verfügung. Zudem stieg die Ablufttemperatur durch die Einführung eines geänderten Produktionsprozesses.
Der Anlagenbetreiber war auch mit der Lebensdauer der bisher eingesetzten Standard UV-Lampen (G-Lamps) nicht zufrieden, da diese entweder aufgrund der hohen Temperaturen sehr häufig ausgetauscht werden mussten oder die erforderlichen UV-Werte bereits nach kurzer Zeit nicht mehr erreichten.
Laut behördlicher Vorgaben müssen Unternehmen Richtlinien für die mit der Luft freigesetzten Schadstoffe einhalten. Die Abbaurate musste in diesem Anwendungsfall mehr als 50% (von 70 mg/Nm³ auf 30 mg/Nm³) betragen. Die Luftmenge, die in der Gießerei nach außen geleitet werden musste, betrug 83.000 Nm³/h und hatte damit ein verhältnismäßig großes Volumen. Hauptinhaltsstoffe waren unter anderem Amine, Benzol, Phenol und Formaldehyd.
Die gesamten flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) beliefen sich auf durchschnittlich bis zu5 kg/h.
Effizienzsteigerung und Einhaltung von Grenzwerten bei begrenztem Raum
Da für die räumliche Vergrößerung des bestehenden UV-Reaktors kein Platz vorhanden war, mussten die eingesetzten Lampen bei gleicher Stückzahl um ein Vielfaches effizienter sein. Daher wurden folgende Ziele formuliert: Zunächst musste die Anpassung auf maximale VUV-Leistung bei erhöhten Ablufttemperaturen erfolgen. Ein weiterer wichtiger Punkt war die Minimierung des VUV-Leistungsabfalls über die geplante Lebensdauer von 10.000 Stunden der Lampen. Darüber hinaus war es essenziell, dass die VOC-Grenzwerte nach dem Umbau und der Produktionserweiterung eingehalten wurden. Die maximal installierte Leistung durfte etwa 240 kW nicht überschreiten. Schließlich war auch die Reduzierung der Betriebskosten ein zentrales Ziel des Projekts.
Neues Lampendesign: Optimale Kombination von Quarzglas und Beschichtung für verbesserte Leistung und Langlebigkeit
Zusammen mit dem Anlagenbauer xpuris, entwickelte Excelitas Noblelight eine individuell für die Betriebsbedingungen optimierte Niederdruck UV-Lampe. Das neue Lampendesign verbindet die Eigenschaften von synthetischem und dotierten Quarzglas und ermöglicht so die Ozonerzeugung und CIP-Reinigung im Reaktor und den ozonfreien Betrieb außerhalb des UV-Reaktors. Die Longlife Beschichtung minimiert die Solarisation
des Quarzglases und steigert die Lebensdauer der Lampen.
Hochleistungsamalgam-Lampen NAQ bieten im Vergleich zu konventionellen Quecksilber-Niederdrucklampen zahlreiche Vorteile. Sie liefern eine deutlich höhere VUV-Leistung und zeichnen sich durch eine geringe Abnahme der Leistung während der gesamten Nutzungsdauer aus. Darüber hinaus benötigen sie nur einen geringen Installationsraum, um eine hohe VUV-Leistung zu erzielen. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Temperatur-Sensitivität, was die Effizienz und Zuverlässigkeit der Lampen unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen erhöht. Insgesamt tragen diese Eigenschaften zu erheblichen Kosteneinsparungen bei.
Die Excelitas UV-Lampen sind nunmehr seit über zwei Jahren erfolgreich im Einsatz. Seitdem werden die Emissionswerte zuverlässig eingehalten und die hohe Lebensdauer wirkt sich positiv auf die Ausfallzeiten der Anlage aus.
“Wir wissen, dass unser Kunde mit den neuen Lampen die Abluftwerte perfekt einhalten kann.”, so Norbert Franke, CEO von xpuris, “Durch die tolle Zusammenarbeit zwischen xpuris und Excelitas Noblelight konnten wir eine echte Innovation entwickeln.”
Über Excelitas Technologies
Excelitas ist ein führender Anbieter von fortschrittlichen, lebensbereichernden Technologien, und beliefert internationale Marktführer in den Bereichen Life Sciences, Advanced Industrial, Halbleiter der nächsten Generation, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung. Excelitas hat seinen Hauptsitz in Pittsburgh, PA, USA, und ist ein unverzichtbarer Partner bei der Konzeption, Entwicklung und Herstellung photonischer Technologien. Das Unternehmen bietet Kunden auf der ganzen Welt herausragende Innovationen aus den Bereichen Sensorik, Detektion, Bildgebung, Optik und Speziallichtquellen.
Excelitas treibt mit seinen Innovationen viele relevante Megatrends voran, die wegweisend für die Zukunft sind, darunter Präzisionsmedizin, industrielle Automatisierung, künstliche Intelligenz, vernetzte Geräte (IoT) und die Modernisierung des Militärs.
Kontakt
Excelitas Noblelight GmbH
Wiebke Rustler
Reinhard-Heraeus-Ring 7
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