Die ETC-Anlagen von Rotorcomp in Germering bei München arbeiten nach dem Verfahren der katalytischen Oxydation. Mit Ihnen lässt sich der Restölgehalt der Druckluft unabhängig vom Erzeugersystem auf den kaum mehr feststellbaren Restwert von 0,0025 mg/Nm³ oder besser reduzieren. Bei der BASF Coatings AG in Würzburg garantieren drei ETC-Converter sogar einen Ölrestwert von nur noch 0,001 mg/Nm³ - und das trotz der Erzeugung mit öleingespritzten  Schraubenkompressoren.

Allgemein wird die (falsche) Meinung vertreten, dass ein ölfrei verdichtender Schrauben-, Kolben- oder Turbo-Verdichter oder ein ölfrei verdichtendes Drehkolbengebläse auch ohne weitere Aufbereitung absolut ölfreie Druckluft liefert. In Wahrheit kann aber eine ölfrei verdichtende Anlage nur die Luftqualität verdichten, die sie ansaugt. Und diese Luft enthält selbst fernab der Städte Ölpartikel. Richtig heftig wird es in den Ballungsräumen der Großstädte. Nimmt man die Zahlen des Umweltbundesamtes in Berlin und der Landesämter für Umwelt, die sie in den „Lufthygiene-Berichten" veröffentlichen, als Grundlage, so ergibt sich z. B. für den Effnerplatz in München eine Kohlenwasserstoffbelastung von bis zu 3,05 mg/ Nm³ (gemessen wurden Kohlenwasserstoffe ohne Methan).
Auch öleingespritzte oder ölgeschmierte Verdichtersysteme und eine anschließende konventionelle ölfreie Aufbereitung führen nicht zu extrem ölarmer Druckluft-Qualität, wie sie für besonders sensible Einsatzfälle benötigt wird. Die internationale Norm ISO 8573-1 fordert zwar in der hohen Qualitätsklasse 1 einen Restölgehalt von maximal 0,01 mg/Nm³ für die Druckluft. Aber selbst diese geringe Konzentration kann die Produktion hochwertiger Produkte und/oder deren Verarbeitung empfindlich stören. Dafür sieht die ISO 8573 die Klasse „Null" vor, deren Grenzwerte durch die Anforderungen des jeweiligen Einsatzfalles nochmals gezielt verschärft werden. Rotorcomp setzt hier mit einem garantierten, maximalen Restölgehalt von < 0,0025 mg/Nm³ nach Einsatz ihres ETC-Converters neue Maßstäbe, die eine bisher unerreichte Fertigungsqualität ermöglichen.

Drei ETC-Converter bei BASF in ­Würzburg
Bei der BASF Coatings AG in Würzburg garantieren drei ETC-Converter sogar einen Ölrestwert von nur noch 0,001 mg/Nm³ - und das trotz der Erzeugung mit öleingespritzten Schraubenkompressoren. Die Druckluft wird als Regel- und Steuerluft in der Produktion, als Antriebsmedium für ex-geschützte Antriebe und Rührwerke und für die Lackanwendungstechnik innerhalb der Qualitätssicherung und der Entwicklung verwendet. Jürgen Zimmer, Leiter Werktechnik/Arbeitssicherheit: „Wir testen kontinuierlich jede Charge unter kundenspezifischen Voraussetzungen, indem wir die Verfahren und Abläufe bei unseren Kunden hundertprozentig praxisgerecht und detailgetreu nachstellen. Unsere Testeinrichtungen arbeiten mit denselben Lackierauto­maten, Bandgeschwindigkeiten und Temperaturen und mit identischer Druckluft-Qualität.
Die Decklacke sind auf Wasserbasis aufgebaut. Selbst minimale Ölbestandteile in der Druckluft führen sofort zu „Orangenhaut" und „Kratern" in der Lackierung. Druckluft mit geringst möglichen Ölanteilen ist deshalb eine unverzichtbare Voraussetzung für eine fehlerfreie Lackierung. Deshalb setzen wir für die absolut ölfreie Aufbereitung der Druckluft - übrigens genau wie z. B. unser Kunde BMW in München - ETC-Anlagen von Rotorcomp ein. Kontinuierlich durchgeführte Messungen bestätigen als Ölrestwert eine vernachlässigbare Minimalmenge von nur noch 0,001 mg/Nm³. Damit liegen wir um eine Zehnerpotenz besser als die Vorschrift und haben eine optimale Voraussetzung für eine fehlerfreie Lackierung", versichert Zimmer.

Blick in die Vergangenheit
In der Vergangenheit wurde die Druckluft 23 Jahre lang - genau wie heute - mit öleingespritzten, ungeregelten Schraubenkompressoren erzeugt (2 x 160 kW, Höchstdruck 8 bar). Sie wurde lediglich in einem Adsorptionstrockner getrocknet. Eine weitere Aufbereitung erfolgte nicht. Die Mitarbeiter in den Laboren am BASF-Standort Würzburg forderten jedoch immer bessere Druckluft-Qualitäten, die dann sehr arbeitsintensiv und auch nicht ohne Restrisiken durch Aktivkohlefilter erfüllt wurden. Außerdem stieg der Druckluft-Bedarf. Die Forderungen nach einem neuen Druckluft-Konzept wurden deshalb immer dringender. Da ein Umbau während des laufenden Betriebs nicht möglich war, wurde parallel zum Betrieb der alten Station eine komplett neue Station in einem neuen Gebäude errichtet. Diese neue Station wurde mit Unterstützung von Ludwigshafener Fachingenieuren von BASF SE ‚aus einem Guss' geplant und realisiert. Von großem Vorteil war, dass durch die alte Station genaue Kenntnisse über die erforderlichen Drücke und Druckluftmengen vorhanden waren. Für die Druckluft-Qualität bestand die Forderung: Restölgehalt nahe null.
„Im Vorfeld unserer Planungen für die neue Station haben wir auch unseren Kunden BMW in der Münchener Innenstadt besucht. Hier haben wir die ETC-Converter von Rotorcomp kennengelernt und entschieden, unsere Druckluft in der geplanten neuen Station ebenfalls mit ETC-Anlagen ölfrei aufzubereiten. Im Pflichtenheft für die neue Station forderten wird die unbedingte Einhaltung der Druckluft-Qualitätsklasse 1 der ISO 8573-1 mit der max. Ölkonzentration von 0,01 mg/Nm³. Dieses Limit konnten wir durch den Einsatz der ETC-Converter mit nur 0,001 mg/Nm³ sogar noch deutlich unterschreiten", bestätigt Zimmer.

Das Herzstück - der ETC-Converter
Die bei BASF in Würzburg verbauten ETC-Anlagen wurden für einen Höchstdruck von 16 bar und eine maximale Durchflussmenge von 40 m³/min bei 12 bar(ü) ausgelegt. Schon bei der Fertigung der Anlagen wurde auf eine absolute Öl- und Silikon-Freiheit der ETCs geachtet. Dies wurde vor der Auslieferung auch nochmals durch BASF mit sogenannten „Wischtuchtests" überprüft. Ein weiterer Punkt für die ETCs ist, dass sie zusätzlich zu den Kohlenwasserstoffen auch Silikon-Monomere aus der Druckluft entfernen.
Da bei der Erzeugung von Druckluft mit drehzahlgeregelten Kompressoren speziell bei niedrigeren Drehzahlen und bei Anfahrvorgängen kurzfristig ölhaltiges Wasser in größeren Mengen anfallen kann, wird dieses Wasser zunächst in jeder ETC-Anlage in einem Splash-Protection/Reinjection-System abgeschieden und dosiert wieder in den Converter der ETC-Anlagen eingeleitet. Auf diese Weise werden Störungen durch unkontrollierte Wasser- und/oder Ölschwälle und der Anfall ölhaltigen Kondensats vermieden.
Bisher wurden Öldämpfe durch Aktivkohlefilter und Aktivkohle-Adsorber zurückgehalten, kondensiertes Öl und Wasser in Form von Tröpfchen und Aerosolen wurde der Druckluft durch Faserfilter entzogen. Aktivkohle-Adsorber und Faser-Filter liefern zwar nahezu ölfreie und saubere Druckluft. Sie sind jedoch immer Schwachstellen in jedem Druckluftsystem, da ein Öldurchbruch unbemerkt und unvorhergesehen passieren kann.

ETC - Wartungsarm, prozesssicher, preiswert, umweltschonend
Demgegenüber wandeln die ETC-Anlagen Öl und andere Kohlenwasserstoffe in einem chemischen Oxidationsprozess zu Wasser und Kohlendioxyd um. Die komprimierte Luft ist danach mit einem garantierten ­Restölgehalt von < 0,0025 mg/m³ absolut ölfrei und entspricht damit der Klasse Null gemäß der ISO 8573-1. Die Anlagen bieten durch ihre prozesssichere, kostengünstige, umweltfreundliche und nahezu wartungsfreie Arbeitsweise gravierende Vorteile. Die Converter können entweder vom Hersteller des Kompressors direkt in die Verdichter-Anlage integriert oder als separate Anlage sofort oder später beigestellt werden.
Bei BASF in Würzburg wird die ca. 20 - 30 °C warme Luft zunächst vom Kompressor in die ETC-Splash Protection/Reinjection geleitet, anschließend im ETC Wärmetauscher auf ca. 180 - 190 °C vorgewärmt, um dann in den Converter einzutreten, dessen Betriebstemperatur ca. 200 °C beträgt. Das Katalysatorbett im ETC-Converter bietet dank seiner ausgeprägten Porenstruktur eine Oberfläche von ca. 150 m²/g, auf welcher die Ölmolekühle adsorbiert werden. Die Oberfläche besteht aus unzähligen, mit Sauerstoff-Atomen beladenen „aktiven Zen­tren". Die Ölmolekühle werden an diesen „aktiven Zentren" für Bruchteile von Sekunden gebunden und in Stücke gecrackt. Die freigesetzten Bruchstücke reagieren sofort mit dem Sauerstoff an den Zentren. Auf diese Weise werden die Ölmoleküle schrittweise oxidiert. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Ölmolekühle vollständig zu Kohlendioxyd und Wasser umgesetzt wurden. Als natürliche Bestandteile der Luft verlassen Wasser und Kohlendioxyd den Converter (Aus 1 mg Öl werden so 1,6 ppm CO₂ und 1,5 mg Wasser). Die Reaktion benötigt nur eine geringe elektrische Fremdenergie. Die ölfreie Druckluft verlässt den Converterbehälter mit ca. 190 °C, gibt im Gegenstrom im bereits erwähnten Wärmetauscher ihre Wärme zum Großteil an die Eingangsluft ab und wird so auf ca. 32 - 42 °C zurückgekühlt. Das nach dem ETC anfallende Kondensat kann ohne Aufbereitung in die Kanalisation eingeleitet oder als Brauchwasser genutzt werden.
Rotorcomp gibt eine Garantie auf die Funktion des Katalysators von 20.000 Bh unabhängig von Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit und bis zu einer Öleingangskonzentration von max. 200 mg/Nm.

Öleingespritzte Erzeugung und ­absolut ölfreie Aufbereitung
Die mustergültig realisierte neue Druckluft-Station wurde Anfang 2009 in einer großen Halle in Betrieb genommen. Die Zuluft tritt von draußen über groß dimensionierte Taschenfilter in das Gebäude ein, so dass Staub- und Schmutzpartikel hier bereits wirksam zurückgehalten werden. Die warme Abluft wird über direkt angeschlossene Abluftkanäle über das Dach abgeführt. Im Winter verhindert eine Teilrückführung dieser Abluft die Unterkühlung der Station. Erzeugt wird die Druckluft mit drei drehzahlgeregelten Schraubenkompressoren mit Öleinspritzkühlung (Antriebsleistung je 250 kW, Lieferbandbreite jeweils 8,5 bis 36,0 m³/min). Sie werden abwechselnd als Grundlast-, Spitzenlast- und Reserve-Anlagen gefahren. Die von den drei Schraubenkompressoren erzeugte Druckluft tritt dann mit einem Restölgehalt von 3 bis 5 mg/m³ in drei ETC-Anlagen ein, die jeweils einem Kompressor direkt zugeordnet sind.
Die danach absolut ölfreie Druckluft tritt über eine Sammelschiene in einen Nachkühler mit anschließendem Zyklonabscheider ein. Hier wird die Druckluft auf 35 °C herabgekühlt und mit dieser idealen Eintrittstemperatur in zwei nachfolgende Adsorptionstrockner geleitet, wo sie mit einem Drucktaupunkt von - 40 bis - 50 °C getrocknet wird. Diese redundant arbeitenden Trockner sind so groß ausgelegt, dass bereits eine Anlage die Druckluft von zwei Schraubenkompressoren (max. 72 m³/min) ohne Überlastung aufbereiten kann. Zu guter Letzt wird die Staubfracht der Druckluft durch Feinstfilter (0,01 μ) abgeschieden. Die Druckluft wird in einem Behälter zwischengespeichert, bevor sie mit einem kon­stanten Druck von 9,5 bar in das Werksnetz eintritt.

Absolut ölfreie Druckluft
„Unsere neue Druckluft-Station arbeitet jetzt seit 18 Monaten zu unserer vollsten Zufriedenheit. Die ETC-Anlagen arbeiten absolut wartungsfrei. Durch die absolut ölfreie Aufbereitung mit den drei ETC-Convertern verfügen wir jetzt über eine hervorragende Druckluft-Qualität, die mit einem Restöl-Anteil von nur noch 0,001 mg/m³ noch deutlich unter unseren Vorgaben liegt. Das Thema ‚Verschmutzung der Druckluft durch Restöl-Anteile' ist bei uns jetzt kein Thema mehr. Das sagen wir auch unseren Kunden, die uns schon wiederholt nach unseren Erfahrungen mit diesen Anlagen gefragt haben. Schließlich wollen alle Kunden unsere Produkte mit einem absolut einwandfreien Oberflächenfinish auf den Markt bringen. Die ETC-Anlagen bieten dafür einen sehr guten Weg. Das Konzept hat uns überzeugt", urteilt Jürgen Zimmer bei BASF, Würzburg.