Glanzkohlenstoffträger im Grünsand - S&B Industrial Minerals GmbH

GLANZKOHLENSTOFFTRÄGER
3. Gaschromatographische Trennung der
eluierten Einzelkomponenten
Das Einzelnkomponenten des Gemisches
werden über einen Gaschromatographen
aufgetrennt.
4. Identifkation der Einzelkomponenten
Mit einem Massenspektrometer (MS)
oder einem Flammenionisationsdetektor
(FID) werden die Einzelkomponenten
quantitativ nachgewiesen.
Bild 4. Zersetzungsprozesse in der Gießform
her die Verdampfungstemperaturen von Wasser
und flüchtigen organischen Bestandteilen,
den Zersetzungs- und Schwellbereich vom
Kohlenstaub und Kernbindemitteln sowie den
Pyrolysebereich organischer Stoffe [14]. Die
Kenntnis über Zeitpunkt, Ort und Bedingungen
der Schadstoffentstehung ist hier von elementarer
Bedeutung.
Zu diesem Zweck wurden die Zersetzungsprozesse
(und die dabei entstehenden
Zersetzungsprodukte), wichtiger Vertreter der
Kohlenstoffträger bei unterschiedlichen Parametern
untersucht.
Zur Charakterisierung der verschiedenen
Glanzkohlenstoffbildner wie Harz, Naturasphalt,
Kohlenstäube, werden Stickstoff-,
Schwefel-, Sauerstoffverbindungen sowie Aliphate,
mehrkernige Aromate und BTX-Verbindungen
in Betracht gezogen. Die klassischen
Formstoffkenngrößen wie Glühverlust, C-Gehalt,
Flüchtige geben alleine keinen Hinweis
auf die PAK Bildung und nur relativ auf die
Emissionswerte und Gerüche.
Die Bestimmung der BTEX- Emissionen erfolgt
in der Regel nach VDI 3865 Bl. 3 und
kann wie folgt kurz beschrieben werden:
1. Sammlung der Komponenten aus der
Luft / Gasphase im Gießversuch
Die Luftprobe wird auf Aktivkohle adsorbiert.
2. Elution vom Probenröhrchen mit
Lösungsmittel
Danach werden mit einem Lösungsmittel
die organischen Komponenten
(z.B. BTEX/PAK) eluiert.
Bild 5. Freiwerdende Produkte werden zum Teil von der umgebenden Form absorbiert und vom Arbeitsraum
freigehalten [1
In der Praxis gibt es verschiedene Möglichkeiten
der Probensammlung beim Gießen und
Auspacken. Z.B. mit Hilfe einer Abzugshabe
über der Testform mit Anschluss an Aktivkohleröhrchen,
Probebeutel für die Bestimmung
von Gerüchen, FID (Flammenionisationsdetektor
für VOC-Bestimmung).
Versuchsbedingungen wie die Temperatur,
Prüfkörperdicke, zeitliche Änderungen der
Konzentration. Strömungswiderstand etc. haben
einen entscheidenden Einfluss auf das
Ergebnis. Bei der Mischung verschiedener
Glanzkohlenstoffbildner können Wechselwirkungen
auftreten, die zu einer Erhöhung bzw.
einer Verringerung der auftretenden Emissionsmengen
führt.
Der sich ausbildende Temperaturgradient
kann mit einer Filterwirkung verglichen werden
– die im Bereich der Heißzone gebildeten
Zersetzungsprodukte kondensieren sich in
kälteren Bereichen, verbleiben im Formstoff
und können nicht detektiert werden.
Um diese Unsicherheiten zu berücksichtigen
bzw. zu vermeiden wurde eine moderne
Methodik der Probesammlung angewendet
(siehe Bild 6).
Dabei wird der Formstoffprobekörper in
die Testform gestellt die an die Aktivkohleröhrchen,
Behälter zur dynamischen Bestimmung
der Gasmengen und Gerüche angeschlossen
sind. Beim Abguss wird die Probe
fast vollständig pyrolysiert und anschließend
BTEX und PAKs bestimmt.
Die Weiterentwicklung richtet sich auf jedem
Fall auf die Reduzierung der Emissionen
(BTEX, PAH, Geruch etc.) bei gleich bleibenden
Fertigungssicherheit und Gussqualität aus.
Des Weiteren sollte die Geruchsentstehung
durch den Einsatz neuer Rohstoffe und
Materialien (Systemprodukte) minimiert werden.
Das Bestreben ist, die Inhaltsstoffe (Kohlenwasserstoffe)
soweit wie möglich zu reduzieren.
Die erste Möglichkeit ist eine exakte Dosierung
des C-Trägers auf dem niedrigsten Niveau.
Je wirksamer ein Stoff, umso geringer
kann die Zusatzmenge sein.
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11/2010 GIESSEREI-PRAXIS