Nach der Grobentstaubung wird ein Schlauchfilter eingesetzt, weil die Grobentstaubung allein nur grobe Partikel aus dem Abgasstrom entfernt, feine Stäube und Schadstoffpartikel jedoch weitgehend ungehindert passieren lässt. Der Schlauchfilter übernimmt als zweite Reinigungsstufe die Abscheidung dieser Feinstpartikel und sorgt so dafür, dass die gesetzlichen Emissionsgrenzwerte sicher eingehalten werden. Die folgenden Abschnitte erklären, wie beide Stufen zusammenwirken und warum gerade bei der thermischen Bodenbehandlung auf keine der beiden Stufen verzichtet werden kann.
Wie funktioniert ein Schlauchfilter in der Abgasreinigung?
Ein Schlauchfilter ist eine textile Filteranlage, die Abgase durch schlauchförmige Filtermedien aus Gewebefasern leitet. Feinste Partikel lagern sich dabei auf der Filteroberfläche ab und bilden eine Filterkuchenschicht, die die Abscheideleistung mit der Zeit sogar weiter verbessert. Der gereinigte Gasstrom verlässt den Filter auf der Reinseite, während der abgeschiedene Staub periodisch abgereinigt und gesammelt wird.
Technisch funktioniert das Prinzip über mehrere Mechanismen gleichzeitig: Trägheitsabscheidung, Sperreffekt und Diffusionsabscheidung wirken parallel, sodass auch ultrafeine Partikel im Submikrometerbereich zuverlässig zurückgehalten werden. Die Abreinigung des Filterkuchens erfolgt in der Regel durch Druckluftstöße, sogenannte Jet-Pulse-Systeme, oder durch mechanisches Rütteln. Anschließend fällt der Staub in einen Sammelbehälter und wird als Filterstaub getrennt entsorgt.
In der Abgasreinigung industrieller Anlagen gilt der Schlauchfilter als eine der leistungsfähigsten Entstaubungstechnologien. Abscheidegrade von über 99 Prozent sind bei korrekter Auslegung erreichbar. Das macht ihn besonders geeignet für Anwendungen, bei denen der Reststaub strenge Grenzwerte einhalten muss.
Was leistet die Grobentstaubung allein – und wo liegen ihre Grenzen?
Die Grobentstaubung, typischerweise als Zyklon oder Mehrkanalabscheider ausgeführt, trennt grobe Partikel mit einem Durchmesser von etwa zehn Mikrometern und mehr aus dem Abgasstrom ab. Sie arbeitet ohne Filtermedien, allein durch Fliehkraft, und ist damit wartungsarm und robust. Für die Vorabscheidung großer Staubmengen ist sie gut geeignet, stößt jedoch bei Feinstäuben klar an ihre Grenzen.
Partikel unterhalb von fünf Mikrometern werden von Zyklonen nur unzureichend erfasst. Genau diese Feinstpartikel sind aber aus zwei Gründen besonders kritisch: Zum einen sind sie lungengängig und damit gesundheitlich relevant. Zum anderen tragen sie häufig einen überproportional hohen Anteil an Schadstoffen, da sich flüchtige organische Verbindungen und Schwermetallverbindungen bevorzugt auf kleinen Partikeloberflächen anlagern.
Die Grobentstaubung schützt den nachgeschalteten Schlauchfilter vor Überlastung und verlängert dessen Standzeit erheblich. Allein betrieben reicht sie jedoch bei Weitem nicht aus, um die gesetzlich vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte für Gesamtstaub zu unterschreiten.
Warum reicht eine einstufige Entstaubung bei thermischer Desorption nicht aus?
Bei der thermischen Desorption in einem Drehrohrofen entstehen Abgase mit einem besonders heterogenen Partikelspektrum. Neben groben Mineralstoffpartikeln aus dem behandelten Boden enthält das Abgas feine Stäube, Kondensationsprodukte und Schadstoffpartikel, die sich erst beim Abkühlen des Gasstroms bilden. Eine einstufige Entstaubung kann dieses breite Spektrum nicht vollständig erfassen.
Hinzu kommt, dass bei der thermischen Behandlung kontaminierter Böden Schadstoffe wie PAK, PCB oder Schwermetallverbindungen in den Gasaggregatzustand überführt werden und beim Abkühlen des Abgases wieder auf Partikeloberflächen kondensieren. Diese neu gebildeten schadstoffbeladenen Feinstpartikel entstehen erst nach dem Drehrohrofen und können von einer vorgeschalteten Grobentstaubung naturgemäß nicht erfasst werden. Der Schlauchfilter als nachgelagerte Stufe ist deshalb unverzichtbar.
Erst das Zusammenspiel beider Stufen stellt sicher, dass sowohl grobe Mineralpartikel als auch schadstoffbeladene Feinstäube zuverlässig aus dem Abgasstrom entfernt werden, bevor dieser in die weitere Reinigungskette gelangt.
Welche Schadstoffe hält der Schlauchfilter nach der Grobentstaubung zurück?
Der Schlauchfilter hält nach der Grobentstaubung vor allem partikelgebundene Schadstoffe zurück. Dazu gehören Schwermetallverbindungen wie Quecksilberverbindungen, Blei und Cadmium, die sich auf Feinstpartikeln anlagern, sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und polychlorierte Biphenyle (PCB) in partikulärer Form. Auch Dioxine und Furane (PCDD/PCDF) werden teilweise partikelgebunden abgeschieden.
Ergänzend werden dem Abgasstrom vor dem Schlauchfilter häufig Sorptionsmittel wie Aktivkoks oder Kalkhydrat zugemischt. Diese reagieren mit gasförmigen Schadstoffen und binden sie an Partikel, die dann gemeinsam mit dem Filterstaub abgeschieden werden. Auf diese Weise erweitert sich das Spektrum der zurückgehaltenen Stoffe erheblich:
- Saure Schadgase wie Salzsäure (HCl) und Schwefeldioxid (SO2) durch Kalkhydratzugabe
- Organische Spurenstoffe und Restmengen flüchtiger Verbindungen durch Aktivkoks
- Quecksilberdämpfe durch spezifische Sorptionsmittel
- Feinste Stäube aller Fraktionen durch das Filtergewebe selbst
Der Schlauchfilter ist damit nicht nur ein reines Entstaubungsaggregat, sondern bei entsprechender Betriebsweise ein kombiniertes Abscheide- und Sorptionssystem.
Wie wird der Schlauchfilter bei der thermischen Bodenbehandlung betrieben?
Bei der thermischen Bodenbehandlung wird der Schlauchfilter in einem definierten Temperaturfenster betrieben, das einerseits die Kondensation von Feuchtigkeit im Filtergewebe verhindert und andererseits die Sorptionswirkung der zugemischten Additive optimiert. Typische Betriebstemperaturen liegen zwischen 120 und 200 Grad Celsius, abhängig vom Taupunkt des Abgases und den eingesetzten Sorptionsmitteln.
Der Betrieb erfordert eine kontinuierliche Überwachung mehrerer Parameter:
- Differenzdruck über dem Filter als Indikator für den Beladungsgrad des Filterkuchens
- Abgastemperatur zur Vermeidung der Unterschreitung des Taupunkts
- Volumenstrom und Staubbeladung des Rohgases
- Reststaub auf der Reinseite als Maß für die Abscheideleistung
Die Abreinigung der Filterschläuche erfolgt zyklisch und druckluftgestützt, sodass der Filterkuchen kontrolliert abgetragen wird, ohne den Filtrationsprozess vollständig zu unterbrechen. Der anfallende Filterstaub gilt als gefährlicher Abfall und wird getrennt vom behandelten Material einer ordnungsgemäßen Entsorgung zugeführt. Das Stoffstrommanagement für diese Reststoffe ist ein integraler Bestandteil des Gesamtprozesses.
Welche gesetzlichen Anforderungen machen den Schlauchfilter zur Pflicht?
In Deutschland regelt die Verordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von Abfällen (17. BImSchV) die Emissionsanforderungen für Anlagen, die Abfälle thermisch behandeln. Sie schreibt für Gesamtstaub einen Tagesmittelwert von 10 mg/m³ und einen Halbstundenmittelwert von 30 mg/m³ vor. Diese Grenzwerte sind mit einer Grobentstaubung allein technisch nicht erreichbar.
Darüber hinaus legt die 17. BImSchV strenge Grenzwerte für eine Reihe von Einzelschadstoffen fest, darunter:
- Schwermetalle wie Cadmium, Thallium, Quecksilber und Blei
- Organische Verbindungen, ausgedrückt als Gesamtkohlenstoff
- Dioxine und Furane (PCDD/PCDF) in Nanogrammbereichen
- Saure Schadgase wie HCl, HF und SO2
Der Betrieb einer Anlage nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) setzt voraus, dass die Emissionsgrenzwerte dauerhaft eingehalten und durch kontinuierliche Messung nachgewiesen werden. Die Genehmigung einer thermischen Behandlungsanlage für kontaminierte Böden ist ohne eine mehrstufige Abgasreinigung, in der der Schlauchfilter eine zentrale Rolle einnimmt, in der Praxis nicht zu erlangen. Das Qualitätsmanagement einer solchen Anlage muss die Einhaltung dieser Anforderungen systematisch dokumentieren und sicherstellen.
Wie ARE Deutzen GmbH die sichere Abgasreinigung bei der thermischen Bodenbehandlung umsetzt
ARE Deutzen GmbH betreibt am Standort Deutzen in Westsachsen seit mehr als 30 Jahren eine thermische Bodenbehandlungsanlage mit einer mehrstufigen Abgasreinigung, in der Grobentstaubung und Schlauchfilter als aufeinander abgestimmte Reinigungsstufen zusammenwirken. Die Anlage ist nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz genehmigt und nach ISO 9001, 14001 und 50001 zertifiziert.
Für Kunden aus dem Tief- und Ingenieurbau sowie für Industriebetriebe, die kontaminierte Standorte sanieren, bedeutet das konkret:
- Thermische Behandlung von Böden mit komplexen Kontaminationen wie PAK, PCB, PFAS, Dioxinen und Schwermetallen in einem Drehrohrofen bei bis zu 560 Grad Celsius
- Mehrstufige Abgasreinigung mit Grobentstaubung, Schlauchfilter, thermischer Nachverbrennung, Rauchgaswäsche und Aktivkohlefilter
- Ordnungsgemäße Entsorgung aller anfallenden Reststoffe einschließlich Filterstaub
- Lückenlose Dokumentation und Emissionsüberwachung zur Absicherung der behördlichen Anforderungen
- Über 2,5 Millionen Tonnen behandelter mineralischer Stoffe als Nachweis langjähriger Betriebserfahrung
Wenn Sie ein Sanierungsprojekt planen oder kontaminierte Materialien sicher entsorgen möchten, sprechen Sie die Experten von ARE Deutzen direkt an. Alle Informationen zur thermischen Behandlung sowie die Kontaktdaten finden Sie auf der Website. Das Team steht für eine fachkundige Erstberatung zur Verfügung und begleitet Sie von der Abfallcharakterisierung bis zur abgeschlossenen Entsorgung. Jetzt Kontakt aufnehmen und gemeinsam die passende Lösung entwickeln.