Lösemitteldämpfe und Staub folgen bei der Zoneneinteilung nach ATEX zwei vollständig getrennten Regelwerken. Dämpfe fallen unter die Zonen 0, 1 und 2, während Stäube den Zonen 20, 21 und 22 zugeordnet werden. Diese Systeme dürfen nicht vermischt werden, weil die physikalischen Eigenschaften beider Gefahrstoffe grundlegend verschieden sind. Der folgende Artikel erklärt, warum diese Unterscheidung für Betreiber praktisch relevant ist und welche Absaugtechnik für Lösemitteldämpfe und VOC tatsächlich geeignet ist.
Was macht Lösemitteldämpfe bei der Zoneneinteilung so besonders?
Lösemitteldämpfe sind gasförmig und verteilen sich unsichtbar im Raum. Sie bilden mit Luft zündfähige Gemische, sobald ihre Konzentration zwischen der unteren und oberen Explosionsgrenze liegt. Anders als Staubwolken, die sichtbar sind und sich absetzen, bleibt die Gefährdung durch Lösemitteldämpfe unsichtbar und kann sich schnell über größere Bereiche ausdehnen.
Dieser Unterschied hat direkte Konsequenzen für die Gefährdungsbeurteilung. Bei Staub lässt sich die Staubwolke oft lokalisieren und zeitlich begrenzen. Bei Lösemitteln hängt die Gefahrenzone stark von Verdunstungsrate, Raumgeometrie, Lüftungssituation und den spezifischen Stoffeigenschaften ab. Die Zoneneinteilung muss daher auf Basis der Gefährdungsbeurteilung nach der ATEX-Richtlinie 1999/92/EG und der technischen Norm DIN EN 60079-10-1 erfolgen, die ausschließlich für Gase und Dämpfe gilt.
Typische Herausforderung: Betriebe, die sowohl mit Lösemitteln als auch mit Stäuben arbeiten, müssen beide Zonensysteme parallel führen und dürfen sie nicht zusammenführen. Ein Bereich mit Lösemitteldampf erhält eine Gaszone, ein benachbarter Bereich mit Schleifstaub eine Staubzone. Beide Zonen erfordern jeweils eigene Schutzmaßnahmen und gegebenenfalls eigene Absauganlagen.
Welche Zonen gelten für Lösemitteldämpfe und warum unterscheiden sie sich von Staubzonen?
Für Lösemitteldämpfe gelten die Zonen 0, 1 und 2 nach DIN EN 60079-10-1. Zone 0 bezeichnet Bereiche, in denen ein zündfähiges Dampf-Luft-Gemisch ständig oder über lange Zeiträume vorhanden ist. Zone 1 gilt für Bereiche, in denen ein solches Gemisch gelegentlich auftreten kann. Zone 2 erfasst Bereiche, in denen dies nur selten und kurzzeitig der Fall ist.
Stäube folgen einem eigenen System: Zone 20 entspricht dem dauerhaften Vorhandensein einer Staubwolke, Zone 21 dem gelegentlichen, Zone 22 dem seltenen Auftreten. Diese Zonen basieren auf der Norm DIN EN 60079-10-2 und gelten ausschließlich für Stäube. Die Nummerierung mag ähnlich klingen, die Grundlage ist jedoch eine andere Physik.
Warum dürfen die Zonensysteme nicht vermischt werden?
Gase und Dämpfe verhalten sich grundlegend anders als Stäube. Dämpfe sind gasförmig und verteilen sich homogen. Stäube bestehen aus Partikeln, die sich absetzen, aufwirbeln und in Schichten akkumulieren können. Die Zündenergie, die Explosionsdruckentwicklung und die Ausbreitungscharakteristik unterscheiden sich erheblich. Wer Gaszone 2 und Staubzone 22 gleichsetzt, trifft falsche Schutzmaßnahmen und verstößt gegen die Anforderungen der ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG.
Was gilt bei gleichzeitigem Auftreten von Dämpfen und Stäuben?
Treten in einem Bereich sowohl Lösemitteldämpfe als auch Stäube auf, müssen beide Zonensysteme unabhängig voneinander bewertet und dokumentiert werden. Der Bereich kann dann gleichzeitig eine Gaszone und eine Staubzone tragen. In der Praxis bedeutet das: Betriebsmittel müssen für beide Gefährdungen zugelassen sein, und die Absaugtechnik muss beide Schadstoffarten getrennt behandeln.
Warum reicht die Absaugstrategie für Staub bei Lösemitteldämpfen nicht aus?
Eine Staubabsauganlage filtert Partikel aus der Luft, behandelt aber die Gasphase nicht. Lösemitteldämpfe passieren einen Partikelfilter ungehindert. Wer eine Staubabsauganlage für die Lösemittelabsaugung einsetzt, reduziert die Dampfkonzentration in der Raumluft nicht und erfüllt die Anforderungen des Ex-Schutzes nicht.
Der entscheidende Unterschied liegt im Wirkprinzip. Partikelfilter, auch hochwertige Schwebstoffstufen, sind auf die Abscheidung fester oder flüssiger Partikel ausgelegt. Lösemitteldämpfe liegen als Moleküle in der Gasphase vor und lassen sich nur durch Adsorption, zum Beispiel an Aktivkohle, oder durch thermische Nachverbrennung aus der Luft entfernen.
Aktivkohle wirkt dabei ausschließlich gegen die Gasphase. Gegen Partikel ist sie wirkungslos. Bei Prozessen, bei denen sowohl Staub als auch Lösemitteldampf entstehen, ist daher eine zweistufige Logik zwingend: Zuerst erfolgt die Partikelabscheidung über einen geeigneten Vorfilter oder Entstauber, danach die Gasphasenbehandlung über eine Aktivkohlestufe. Diese Reihenfolge ist nicht umkehrbar, da Partikel die Aktivkohle beladen und ihre Adsorptionskapazität vorzeitig erschöpfen würden. Informationen zu geeigneten Filtersystemen und Bauarten helfen bei der Auswahl der richtigen Stufen.
Wie wird die Explosionsschutzzone für Lösemitteldämpfe im Betrieb festgelegt?
Die Zoneneinteilung für Lösemitteldämpfe erfolgt auf Basis der Gefährdungsbeurteilung nach der ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG. Grundlage ist die technische Norm DIN EN 60079-10-1, die beschreibt, wie Gasbereiche bewertet und dokumentiert werden. Der Betreiber ist verpflichtet, ein Explosionsschutzdokument zu erstellen und auf aktuellem Stand zu halten.
In die Zonenfestlegung fließen mehrere Faktoren ein:
- Art und Menge des eingesetzten Lösemittels sowie dessen Verdunstungsrate
- Raumgeometrie und vorhandene Lüftungssituation
- Betriebsbedingungen: Temperatur, Prozessparameter, Öffnungszeiten von Behältern
- Wirksamkeit der technischen Lüftung und Absaugmaßnahmen
- Arbeitsplatzgrenzwerte nach TRGS 900 als Orientierung für die Stoffbewertung
Konkrete Grenzwerte für einzelne Lösemittel wie Ethanol, Isopropanol oder Aceton dürfen im Rahmen der Zonenfestlegung nicht pauschal übernommen werden. Die TRGS 900 liefert die Arbeitsplatzgrenzwerte, die als Grundlage der Gefährdungsbeurteilung dienen. Für die Zonenfestlegung selbst sind die explosionsrelevanten Kenngrößen des jeweiligen Stoffes maßgeblich, die dem Sicherheitsdatenblatt zu entnehmen sind.
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Zoneneinteilung und das Explosionsschutzdokument sind daher keine optionalen Unterlagen, sondern Pflichtbestandteile des Arbeitsschutzes.
Welche Absaugtechnik ist für Lösemitteldämpfe und VOC geeignet?
Für die Absaugung von Lösemitteldämpfen und flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) kommen Absauganlagen mit Aktivkohlestufe, thermische Nachverbrennungsanlagen oder eine Kombination beider Verfahren in Betracht. Die Wahl hängt von der Art des Lösemittels, der Konzentration, dem Volumenstrom und den Anforderungen an die Rückgewinnung oder Entsorgung ab. Eine Übersicht typischer Anwendungsbereiche zeigt, welche Prozesse welche Absaugtechnik erfordern.
Aktivkohleadsorption für niedrige bis mittlere Konzentrationen
Aktivkohlefilter sind für die Abscheidung von Lösemitteldämpfen bei niedrigen bis mittleren Konzentrationen geeignet. Die Aktivkohle adsorbiert die Dampfmoleküle physikalisch. Die Kapazität ist begrenzt und muss durch regelmäßigen Wechsel oder Regeneration aufrechterhalten werden. Für Gemische aus Staub und Lösemitteldampf gilt die bereits beschriebene zweistufige Logik: Partikelabscheidung zuerst, Aktivkohlestufe danach.
Nassabscheider bei reaktiven oder klebrigen Medien
Bei klebrigen, reaktiven, hygroskopischen oder elektrostatisch aufladbaren Medien sind Nassabscheider die geeignete Option. Sie binden Partikel und können in Kombination mit weiteren Stufen auch für die Vorreinigung vor einer Gasphasenbehandlung eingesetzt werden. Für reine Lösemitteldämpfe ohne Partikelanteil ist der Nassabscheider allein jedoch nicht ausreichend, da er die Gasphase nicht adsorptiv behandelt.
Wie ULMATEC bei der Lösemittelabsaugung und Zoneneinteilung unterstützt
Wir analysieren bei ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu. Für Lösemitteldämpfe und VOC bedeutet das konkret:
- Auslegung der Absauganlage auf Basis der Gefährdungsbeurteilung und der Anforderungen nach ATEX 1999/92/EG
- Zweistufige Filtration bei Staub-Dampf-Gemischen: Partikelabscheidung in der ersten Stufe, Gasphasenbehandlung über Aktivkohle in der zweiten Stufe
- Einsatz von ATEX-konformen Komponenten für alle Zonen 0, 1 und 2
- Hallenlüftungssysteme und Lösemitteldampfabsaugung, die Luftreinhaltung und Energieeffizienz verbinden
- Lieferung inklusive technischer Dokumentation und Unterstützung bei der Erstellung des Explosionsschutzdokuments
- Förderfähigkeit über BAFA und KfW prüfen wir gemeinsam mit Ihnen
Unsere Absauganlagen decken Luftvolumen von 3.000 bis 250.000 m³/h ab und lassen sich durch das modulare Baukastenprinzip auf Ihre spezifische Anwendung abstimmen. Wenn Sie Prozesse mit Lösemitteln oder VOC betreiben und die Zoneneinteilung sowie die passende Absaugtechnik klären müssen, kontaktieren Sie uns für eine projektspezifische Beratung.
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