Pulverlackrückgewinnung

Die Aufgabe einer Pulverlack-Rückgewinnungsanlage ist es, Overspray zurückzugewinnen und dem Recyclingprozess zuzuführen. Gleichzeitig sollen Pulverlackpartikel aus der Abluft entfernt werden, bevor sie in die Atmosphäre abgelassen wird.

Es gibt zwei Arten von Abscheideanlagen:

  • Zyklonabscheider
  • Kartuschenabscheider

(Es gibt zahlreiche Ausführungen von Abscheideanlagen, die nach diesen beiden Prinzipien arbeiten.)

Zyklonabscheider

Der Eingang zum Zyklonabscheider ist mit der Lackierkabine verbunden, der Ausgang mit einem geeigneten Abzugsgebläse. Der versprühte Pulverlack gelangt mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 m/s zum Eingang des Zyklonabscheiders.
Beim Eintritt in die Zyklonkammer wird die Luft-/Pulverlackmischung tangential in eine rotierende Bewegung versetzt, die dazu führt, dass eine Fliehkraft auf die Partikel wirkt. Die größeren und schwereren Partikel werden zu den Außenwänden der Abscheidekammer getragen und fallen dort herunter; die Partikel sammeln sich am Boden. Die leichteren Fraktionen bleiben im Luftstrom, der am Boden durch einen Kegel umgelenkt wird, sodass der Luftstrom eine ansteigende Spirale aus Luft und Pulverlackpartikeln bildet, die dann über den zentralen Abzug zu einem Filterabscheider gelangt.
Bei Standardpulverlacken können 95 % des Oversprays zurückgewonnen werden. Bei Lackieranlagen, bei denen ein hoher Prozentsatz der Partikel eine Partikelgröße < 10 µm besitzt, sinkt der Wirkungsgrad der Pulverlackrückgewinnung (auf bis zu 85 %). Es wird daher zusammen mit dem Zyklonabscheider ein Kartuschenfilter eingesetzt, um zu verhindern, dass kleine Pulverlackpartikel in die Atmosphäre gelangen.

Trotz dieser Beschränkungen sind Zyklonabscheider zur Pulverlackrückgewinnung beliebt, insbesondere wenn Farbwechsel vorgenommen werden, da die Reinigung im Gegensatz zu Kartuschenfiltern relativ einfach ist. Auch in automatischen Systemen mit hohen Durchsatzraten können Zyklonabscheider Overspray laufend mit der gewünschten Geschwindigkeit sammeln.

Ein weiterer Vorteil der Zyklonabscheider-Rückgewinnung ist es, insbesondere bei Farbwechseln, dass aufgrund des Reibungskontakts der Pulverlackpartikel untereinander und des „Rückpralls“ nur wenig oder keine Pulverlackpartikel an den Wänden des Zyklonabscheiders haften bleiben. Das bedeutet, dass in vielen Fällen nur der Pulversammelbunker gründlich gereinigt werden muss, bevor Farbwechsel vorgenommen werden. In vielen Zyklonabscheidern können die Kegel entfernt und ersetzt werden, wenn Ersatzteile im Lager vorrätig sind. Der verunreinigte Kegel kann dann gereinigt werden, während das Ersatzteil im Betrieb genutzt wird.

Der rückgewonnene Pulverlack wird über einen Drehschieber aus dem Zyklonabscheider entnommen und anschließend gesiebt, um Verklumpungen und Fremdkörper zu entfernen. Der rückgewonnene Pulverlack wird dann in einem vordefinierten Verhältnis mit dem ursprünglichen Pulverlack gemischt.

Da der Wirkungsgrad des Zyklonabscheiders davon abhängt, ob eine hohe Partikelgeschwindigkeit in dem Zyklonabscheider aufrecht erhalten werden kann, muss der Kartuschenfilter hinter dem Zyklonabscheider so ausgelegt sein, dass die benötigte Geschwindigkeit in der gesamten Anlage stabil gehalten werden kann.

Die Filtermedien sollten einfach und häufig gereinigt werden können. Die Gewebefilter, die in der Vergangenheit eingesetzt wurden, schieden den Pulverlack an der Innenseite der Sackfilter ab. Das widerspricht den Anforderungen an einen hohen Produktionsdurchsatz, da die Sackfilter regelmäßig gereinigt werden müssen.

Eine bessere Methode ist die Anordnung einer Reihe von Kartuschenfiltern in einem Metallgehäuse, sodass sich der Pulverlack an der Außenseite der Filter ablagert und dann durch in Gegenrichtung strömende Druckluft entfernt wird. Diese Druckluftreinigung erfolgt alle 30 Sekunden entgegen dem Luftstrom des Zyklonabscheiders. Der Gesamtwiderstand dieses Mehrfach-Kartuschenfiltersystems kann an den Zyklonabscheider angepasst werden, sodass der Wirkungsgrad des Zyklonabscheiders erhalten bleibt.

Kartuschenfilter

Bei diesem Verfahren gelangt Overspray aus der Lackierkabine in ein Gehäuse mit mehreren Kartuschenfiltern.

Typische Filtermaterialien:

  • Papierkartuschen
  • Sinter-Lamellenfilter (Kunststoff)
  • Polyestergewebe

Die Kartuschenfilter trennen den Pulverlack von der Luft, wobei die Pulverlack-Luftmischung von der Kartuschenaußenseite aus durch ein Filtermaterial zur Kartuscheninnenseite gelangt. Das Filtermaterial hält den Pulverlack zurück, während die Luft das Gewebe passiert und in die Atmosphäre abgegeben wird.

Bei der Nutzung des Filters sammelt sich der zurückgehaltene Pulverlack an der Eingangsseite der Kartusche und bildet eine Pulverlackschicht, die luftdurchlässig ist und den Filterwirkungsgrad erhöht, allerdings auch den Widerstand für den Luftstrom. Diese Pulverlackschicht muss laufend entfernt werden, damit der Filterduchgangswiderstand nicht zu hoch wird. Die zurückgehaltenen Pulverlackpartikel werden regelmäßig durch Einblasen von Druckluft entgegen der Strömungsrichtung von der Filteraußenseite entfernt. Die Druckluft zur Entfernung der Ablagerungen wird mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck max. 0,2 Sekunden lang in Abständen von 30 Sekunden entgegen der Strömungsrichtung eingeblasen. Weil sie nur für eine kurze Dauer auf einen Teil des Filters wirkt, hat sie praktisch keine Auswirkung auf den Hauptluftstrom, sodass eine kontinuierliche Filterkennlinie gewährleistet ist.

Die Pulverlackpartikel des Kartuschenfilters fallen dann in einen Sammelbunker, werden dort gesiebt und wieder in die Anlage zurückgeführt.

Kartuschenfilter haben einen extrem guten Wirkungsgrad mit bis zu 99 %. Der Wirkungsgrad hängt von der Art des eingesetzten Filters und der regelmäßigen Reinigung ab.

An die Materialausgabe des Zyklonabscheiders bzw. der Kartuschenfilter-Rückgewinnungsanlage muss sich ein staubdichter Verschluss anschließen, beispielsweise ein Drehschieber, mit dem der zurückgewonnene Pulverlack über ein integriertes Sieb dem ursprünglichen Pulverlack zudosiert werden kann.