Autorin: Vanessa, 18. April 2025, Kategorie: Anwendungen

Ⅰ Haupttypen von Industriegasen und Filtrationsherausforderungen

Industriegassysteme lassen sich in drei Kategorien einteilen, die jeweils spezifische Anforderungen an die Filtrationstechnologie stellen:

  • Druckluftsysteme: Sie müssen Schmierölnebel (0,1–5 μm), Wasserdampf und Rohrleitungspartikel bewältigen. Gase der Klasse A (Lebensmittel- und medizinische Qualität) erfordern einen Restölgehalt von <0,01 mg/m³.
  • Spezielle Prozessgase: Inertgase wie Helium und Argon sowie Metallionen müssen auf ppt-Niveau kontrolliert werden. Insbesondere elektronische Spezialgase für Halbleiter erfordern Partikel <0,003 μm.
  • Industrieabgase: Sie enthalten komplexe Komponenten wie flüchtige organische Verbindungen (VOC), saure Gase (SOx/NOx) und Schwermetallstaub und müssen Emissionsvorschriften wie NESHAP erfüllen. Eine Studie von Festo in Deutschland zeigt, dass unbehandelte Druckluft die Ausfallrate pneumatischer Komponenten um 300 % erhöhen kann.

II. Fokus auf Filtrationstechnologie und innovative Lösungen

Moderne industrielle Gasfiltration konzentriert sich auf drei Kernthemen:

  • Partikelrückhaltung: Durch den Einsatz von Gradientenfiltermaterialien (wie gesintertem Edelstahl mit PTFE-Beschichtung) wird die Effizienz von 0,1-μm-Partikeln auf 99,995 % erhöht; Abscheidung flüssiger Schadstoffe: Durch die Kombination von Zyklon- und Koaleszenztechnologie, wie beispielsweise der Oil-X-Serie von Atlas Copco, wird ein Restölgehalt von 0,003 ppm erreicht;
  • Adsorption chemischer Schadstoffe: Durch den Einsatz von Aktivkohle-/Molekularsiebmedien kann der Kobelco-Filter von Kobelco Ölnebel und saure Gase gleichzeitig entfernen.
  • Bemerkenswert ist, dass die neue EU-Verordnung 2023/1789 Nanopartikel in den obligatorischen Überwachungsbereich aufgenommen hat, wodurch die Filtrationsgenauigkeit in den Submikrometerbereich vordringt.

III. Filterklassifizierung und technologische Entwicklung

Die industrielle Gasfiltrationstechnologie hat eine umfassende Systemarchitektur entwickelt, die sich an unterschiedliche Anwendungsszenarien und Filtrationsgenauigkeiten anpasst:

  • Vorbehandlungsfilter: Der primäre Vorfilter übernimmt die Hauptaufgabe der grundlegenden Filtration und fängt hauptsächlich große Partikel über 5 Mikrometer ab. Dieser Filtertyp verwendet in der Regel gesinterte Metallgewebe oder synthetische Fasern als Filtermaterial und spielt eine Schlüsselrolle am Kompressoreinlass und am vorderen Ende der Rohrleitung.
  • Präzisionsfilter: Das Herzstück der industriellen Gasreinigung. Seine Filtrationsgenauigkeit erreicht in der Regel 0,1 Mikrometer. Diese Filterklasse muss sowohl eine hohe Filtrationseffizienz als auch einen geringen Druckabfall gewährleisten, was technisch relativ anspruchsvoll ist. Die derzeit gängige Lösung verwendet Glasfaserverbundwerkstoffe mit Gradientendichte und speziellen Oberflächenbehandlungsverfahren.
  • Ultrareinigungsfiltration: In der Halbleiter- und Pharmaproduktion usw. ist eine Filtrationsgenauigkeit von 0,003 Mikrometern erforderlich, und es gelten strenge Beschränkungen hinsichtlich der Abscheidung von Metallionen. Filter dieser Stufe verwenden häufig eine Verbundstruktur aus Keramikmembran und Molekularsieb, kombiniert mit einem speziellen Versiegelungsverfahren.

Im Hinblick auf technologische Entwicklungen erfährt die industrielle Gasfiltration Innovationen in drei Dimensionen. Materialseitig durchbricht der Einsatz neuer Nanomaterialien und biobasierter Werkstoffe kontinuierlich Leistungsgrenzen; im Strukturdesign haben sich Modularisierung und Integration etabliert; intelligente Transformation ermöglicht es herkömmlichen Filteranlagen, Wartungsintervalle vorherzusagen und die Energieeffizienz zu optimieren.

IV. Neueste technische Anforderungen für globale Anwendungsszenarien

Halbleiterfertigung

  • Technische Anforderungen: Filtrationsgenauigkeit von 0,1 nm, Metallionengehalt < 1 ppt;
  • Innovative Lösung: Mit Atomlagenabscheidung (ALD) beschichtetes Filterelement, kombiniert mit einem Plasmareinigungssystem;
  • Zertifizierungsstandard: neueste überarbeitete Version von SEMI F73-0621.

Biomedizin

  • Kernindikatoren: Sterilisationseffizienz > 6 log, Endotoxin < 0,001 EU/ml;
  • Technologischer Durchbruch: Graphenbasierte antibakterielle Filtermembran + gammastrahlenunterstützte Sterilisation;
  • Industriespezifikationen: FDA 21 CFR 210/211 GMP-Zusatzanforderungen.

Neue Energiebranche

  • Besondere Anforderungen: Hochdruck-Wasserstofffiltration (100 bar), explosionsgeschützt nach ATEX II 2G;
  • Lösung: Metallorganische Gerüstverbindungen (MOF)-Verbundwerkstofffilter;
  • Prüfnorm: ISO 22734-2023, neue Vorschriften für Wasserstoffenergieanlagen.

Lebensmittel- und Getränkeindustrie

  • Neueste Vorschriften: FSMA 204 erfordert vollständige Rückverfolgbarkeit der Filtration;
  • Technische Lösung: Blockchain-basiertes intelligentes Filtrationssystem;
  • Energieeffizienzanforderungen: Filtrationsenergieverbrauch <0,15 kWh pro Kubikmeter.

Schwerindustrielle Umgebung

  • Extreme Betriebsbedingungen: Temperaturtoleranz -50 °C bis 300 °C;
  • Innovatives Design: Stützstruktur aus Formgedächtnislegierung;
  • Haltbarkeitsnorm: ISO 16890-2024 Haltbarkeitsverlängerungstest.

Schwellenländer

  • Lokalisierungsanforderungen: Stabiler Betrieb bei hoher Luftfeuchtigkeit (rF > 95 %);
  • Technische Anpassung: Hydrophobe Nanobeschichtung + selbstentleerende Struktur;
  • Kostenkontrolle: Modulares Design reduziert die Wartungskosten um 30 %.

Mit Blick auf die Zukunft wird Trenntech seine drei strategischen Schwerpunkte weiter vertiefen: bahnbrechende Materialforschung, umfassende Integration digitaler Technologien und Optimierung umweltfreundlichen Designs über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Wir sind überzeugt, dass Trenntech durch kontinuierliche Innovation und globale Zusammenarbeit weitere bahnbrechende Lösungen im Bereich der industriellen Filtration hervorbringen und die globale Fertigungsindustrie auf dem Weg in eine sauberere und intelligentere Zukunft unterstützen wird.

Vanessa