Technische Entlüftung von Gefahrstoffschränken

In einem Sicherheitsschrank zur Lagerung von gefährlichen Stoffen sammeln sich schnell Gefahrstoffdämpfe an – zum Beispiel dann, wenn eingelagerte Gebinde nicht korrekt verschlossen sind oder kleinere Leckagen sowie eine äußere Benetzung der Behälter unbemerkt bleiben und der flüssige Gefahrstoff verdampfen kann. Um eine mögliche Aufkonzentration der Gefahrstoffdämpfe zu verhindern, sollten Sicherheitsschränke technisch entlüftet werden. Steckerfertige Umluftfilteraufsätze (UFA) haben sich dabei als kostengünstige und flexible Lösung in der Praxis bewährt. Mit der neuen Generation des UFA hat Asecos jetzt eine komplett überarbeitete Neuauflage seines Gerätes auf den Markt gebracht.

In vielen Industrieunternehmen gehört die Arbeit mit Gefahrstoffen zum Alltag, da es zahlreiche Tätigkeiten gibt, bei denen Chemikalien eingesetzt werden. Die notwendigen Gefahrstoffe müssen sicher und bestenfalls direkt am Arbeitsplatz aufbewahrt werden. Ihre Aufbewahrung erfolgt deshalb gesetzeskonform in brandschützenden Sicherheitsschränken, die für einen sicheren Explosionsschutz technisch entlüftet werden sollten. 

Im richtigen Mischungsverhältnis mit Luft und dem darin enthaltenen Sauerstoff können Gefahrstoffdämpfe explosionsfähige Atmosphäre bilden – dann reicht schon ein kleiner Funke, der z. B. durch elektrostatische Aufladung entstehen kann. Für jeden entzündbaren Gefahrstoff ist eine untere Explosionsgrenze (UEG) ermittelt und im Sicherheitsdatenblatt entsprechend angegeben. Diese Grenze gibt die Schwelle an, unterhalb der ein Gemisch aus brennbaren Dämpfen und Sauerstoff nicht explosionsfähig ist (= mageres Gemisch). Oberste Prämisse ist es daher sicherzustellen, dass die UEG nicht überschritten wird. 

Gängige Praxis ist es, Sicherheitsschränke technisch zu entlüften und so eine mögliche Aufkonzentration der Gefahrstoffdämpfe zu verhindern. Durch die TRGS 510 Anlage 3 2.2 wird zwar der Betrieb von Sicherheitsschränken ohne technische Belüftung ermöglicht, es müssen dann allerdings Ersatzmaßnahmen getroffen werden, die einen adäquaten Explosionsschutz gewährleisten. Dazu zählen z. B. Ex-Schutzzonen um den Schrank: Hier werden Bereiche definiert, die nur mit Auflagen genutzt werden dürfen. Für das tägliche Arbeiten wird schnell klar, das Ex-Zonen zu deutlichen Einschränkungen im Betriebsablauf führen. Zudem bleibt trotz der Alternativmaßnahmen ein gewisses Restrisiko, denn die aufgestauten Gase und Dämpfe im Schrankinnenraum bleiben ohne technische Entlüftung weiterhin vorhanden.

Flexible Umluftfilteraufsätze 

Eine Lösung stellen steckerfertige Umluftfilteraufsätze (UFA) dar. Mit der neuen Generation des UFA hat Asecos jetzt eine komplett überarbeitete Neuauflage seines Gerätes auf den Markt gebracht. Die kompakten Luftfiltergeräte ersetzen aufwendige bauseitige Maßnahmen zur Installation von festen technischen Entlüftungsanlagen. Sie lassen sich einfach steckerfertig auf die zu entlüftenden Schränke aufsetzen. 

Wand- bzw. Deckendurchbrüche und aufwendige Verrohrungen sind nicht nötig. Die Wahl des Aufstellortes der Sicherheitsschränke bleibt flexibel, da kein starrer Anschluss an einer technische Abluftanlage genutzt werden muss. Die Entlüftung über den Filter überzeugt aber nicht nur durch ihre Flexibilität: Häufig sind bauseitige Maßnahmen zur Installation von Abluftanlagen kostspielig und manchmal durch bauliche Gegebenheiten oder den Denkmalschutz auch gar nicht möglich. 

Ein weiterer Vorteil: Durch ihren Umluftbetrieb leiten die Filtergeräte keine geheizte oder aufbereitete Luft aus dem Arbeitsraum ins Freie, sondern geben sie in einem steten Kreislauf wieder an den Aufstellort des Schrankes ab. So entstehen keine Energieverluste. Die im Inneren der Geräte eingesetzte Filterkassette besteht aus korrosionsbeständigem, robustem Kunststoff und lässt sich vielfach wiederverwenden. Steht ein Filterwechsel an, beauftragt der Kunde den Hersteller des Gerätes mit dem Filtertausch. Die im Filter verwendete Aktivkohle wird dann durch den Hersteller einem Kreislauf zugeführt, fachgerecht aufbereitet und anschließend für andere, nicht so sensible, Einsatzzwecke wiederverwendet.  

Funktion und Sicherheit

In Funktion und Sicherheit stehen Umluftfiltergeräte der neuesten Generation beim Lagern von üblichen Lösemitteln (Kohlenwasserstoffverbindungen) festen Fortluftanlagen in nichts nach. Ein steckerfertig gelieferter UFA wird mit wenigen Handgriffen auf den Sicherheitsschrank aufgesetzt und dabei mit dem Abluftstutzen des Schrankes verbunden. Unmittelbar nach Anschluss an eine Stromquelle nimmt das Gerät dann bereits seine Arbeit auf.

Der Umluftfilteraufsatz von Asecos sorgt für einen mindestens 10-fachen Luftwechsel pro Stunde im Schrank. Das heißt: Die gesamte Luft im Innenraum des Schrankes wird mindestens 10 Mal pro Stunde komplett ausgetauscht. Dabei saugt der UFA die kontaminierte Luft über den Abluftanschluss aus dem Schrank ab und gibt diese gereinigt wieder an den Arbeitsraum ab. Der hierbei entstehende Unterdruck im Schrank wird durch frische Luft ausgeglichen, die über den Zuluftanschluss aus dem Arbeitsraum in das Schrankinnere nachströmt. Das Entstehen von explosionsfähiger Atmosphäre in gefährlicher Menge durch Aufkonzentration wird so bei passiver Lagerung im Schrank und bestimmungsgemäßer Nutzung sicher ausgeschlossen.

Die eingesaugte Schrankluft durchläuft ein 3,5 kg schweres, mehrstufiges Filterpaket sowie einen Schwebstoff-Vorfilter. Die in der Luft enthaltenen Schadstoffe werden in der Aktivkohle sicher zurückgehalten und zuverlässig aus der Luft entfernt. Die aufgereinigte Luft wird wieder an den Arbeitsraum abgegeben, nachdem sie noch einen zweiten, den sogenannten Polizeifilter, passiert hat. 

Leistungsfähige Aktivkohle 

Die im UFA verwendete Aktivkohle besitzt eine hochporöse Struktur. Ihre Poren sind dabei wie bei einem Schwamm untereinander verbunden. Wirksame Oberflächenkräfte (Adhäsion) halten die Gefahrstoffdämpfe an der Oberfläche der Aktivkohle fest. Wie groß und damit leistungsfähig die innere Oberfläche dieses Materials ist, zeigt folgender Größenvergleich: 2 Gramm der inneren Oberfläche der Aktivkohle entsprechen ungefähr der Fläche eines Fußballfeldes. 

Obwohl die Filtrationsleitung des Aktivkohlepaketes sehr groß bemessen ist, um lange Standzeiten der Geräte zu ermöglichen, ist eine sichere Überwachung der Adsorptionsleitung unerlässlich. Bei Umluftfiltergeräten der neuesten Generation wird daher die Filtersättigung permanent kontrolliert. Maschinell gefertigte, fein kalibrierte Sensoren kommen zum Einsatz. Sie messen die in der Abluft vorhandene Schadstoffkonzentration. Ergänzend wird auch die geförderte Abluftmenge ständig überwacht.

Über ein Farbdisplay am Gerät lässt sich die Filtersättigung und die jeweilige Abluftleistung jederzeit eindeutig ablesen. Ein Ampelsystem gibt den jeweiligen Filterzustand an. Zudem werden über das Display auch Betriebsstunden oder Fehlermeldungen kommuniziert. Bereits kleinste Überschreitungen festgelegter Grenzwerte registriert die UFA-Sensorik und meldet diese. Die Signalgebung erfolgt mit zweifacher Absicherung. So erscheint ein optisches Signal in Form einer eindeutigen Meldung auf dem Display. Bei kritischen Zuständen, die ein kurzfristiges Handeln erfordern (beispielsweise Havariefall im Schrankinnen mit Leckage), arbeiten die Umluftfilteraufsätze zusätzlich mit einem akustischen Signal. Ein vorhandener potentialfreier Alarmkontakt kann genutzt werden, um die Meldungen des UFA von einer zentralen Leitstelle aus zu überwachen.

Geprüft durch unabhängige Institute

Um die Verlässlichkeit eines Umluftfilteraufsatzes sicher nachweisen zu können, bieten unabhängige Prüfinstitute Tests der Geräte an. Ziel der Testung war es, die Wirksamkeit des Rückhaltevermögens für Kohlenwasserstoffe zu belegen. Verschiedene, typische Gefahrstoffe wie Ethanol, Aceton oder Diethylether wurden in unterschiedlichen Sicherheitsschranktypen und mit verschiedenen Inneneinrichtungen einer Prüfung unterzogen. Das Ergebnis: Der UFA kann Lösemitteldämpfe (Kohlenwasserstoffe) permanent bis zur Filtersättigung zu mehr als 99,999 Prozent zurückhalten. Die Funktion ist sowohl unter normalen Bedingungen als auch bei einem simulierten Unfall im Sicherheitsschrank, zum Beispiel dem Auslaufen einer großen Menge an gefährlicher Flüssigkeit, gewährleistet. 

Tipp: Bei der Auswahl von UFA-Geräten sollte immer nach einer Positivstoffliste gefragt werden. Diese Listen führen auf, welche Kohlenwasserstoffarten die Filter sicher zurückhalten können.

 

Autor
Sven Sievers
Bereichsleiter Produktmanagement & Produktentwicklung
Asecos