Atemschutz mit Aktivkohle

Luftschadstoffe und Verunreinigungen stammen aus einer Vielzahl von Quellen. Obwohl sie in geringen Konzentrationen vorliegen können, können sie schädliche und toxische Eigenschaften aufweisen.

In Chemie- und Industrieanlagen, Laboren und anderen Orten, an denen sich Menschen versammeln oder arbeiten, können luftgetragene Verunreinigungen in der Atmosphäre vorhanden sein. In solchen Umgebungen müssen Mitarbeiter Atemschutzgeräte und/oder Atemluftgeräte tragen, um Gesundheit und Wohlbefinden zu schützen.

In potenziell gefährlicheren Umgebungen wie Terroranschlägen, Konflikten und Notfällen, die Ersthelfer oder CBRN-Verteidigung erfordern, werden Atemschutzgeräte zum Schutz des Personals und zur Abwehr von toxischen Gasen und Dämpfen getragen, die in die Atmosphäre freigesetzt worden sein könnten.

Die langjährige Expertise von Chemviron in der Entwicklung neuer imprägnierter Kohletechniken und -produkte hat es Militär und Ersthelfern ermöglicht, neuen Herausforderungen im Atemschutz zu begegnen.

Atemschutzgeräte, luftgetragene Verunreinigungen und Aktivkohle

Die Hauptaufgabe eines Atemschutzgeräts besteht darin, den Träger vor dem Einatmen schädlicher Gase oder Dämpfe zu schützen. Sie entfernen die luftgetragenen Verunreinigungen, reinigen die Luft und machen sie sicher und sauber zum Atmen.

Solche luftreinigenden Atemschutzgeräte, auch als persönliche Schutzausrüstung (PSA) bezeichnet, gibt es in vielen Formen. Viele umfassen dicht sitzende Gesichtsmasken, die austauschbare Kartuschen oder Kanister enthalten. Diese kleinen Filter enthalten ein Bett aus spezialisierter Aktivkohle (historisch oft als Aktivkohle bezeichnet).

Wie funktionieren Aktivkohlefilter für Atemschutzgeräte?

Aktivkohlefilter für Atemschutzgeräte sind darauf ausgelegt, schädliche Gase oder Dämpfe durch physikalische und chemische Adsorptionsprozesse aus der Luft zu entfernen.

Bei der physikalischen Adsorption wird der luftgetragene Schadstoff durch anziehende Van-der-Waals-Kräfte in der Porenstruktur der Aktivkohle fixiert. Die Stärke dieser Anziehungskräfte hängt von der Art des Schadstoffs ab. Viele organische oder flüchtige organische Verbindungen (VOCs) werden durch physikalische Adsorption leicht entfernt.

Bestimmte anorganische Gase, wie Ammoniak (NH₃) und Schwefeldioxid (SO₂), werden jedoch nicht signifikant von der Porenstruktur der Aktivkohle angezogen, sodass ein zusätzlicher chemischer Adsorptionsprozess erforderlich ist. Dies beinhaltet die Imprägnierung der hochaktiven Aktivkohlebasis mit spezialisierten chemischen Lösungen.

Die chemische Adsorption ist eine chemische Reaktion in der Porenstruktur der Aktivkohle zwischen der Imprägnierverbindung und dem luftgetragenen Schadstoff. Diese Reaktion verändert die Eigenschaften des Schadstoffs und fixiert die resultierende Verbindung in der Aktivkohle-Struktur.

Die Qualität und die Eigenschaften des für den Imprägnierprozess verwendeten Aktivkohle-Ausgangsmaterials, typischerweise in Granulat- oder Pelletform, sind entscheidend für die Leistungsfähigkeit und Qualität des Endprodukts. Ein konsistenter und qualitativ hochwertiger Produktionsprozess ist dann entscheidend, um sicherzustellen, dass das Imprägniermittel fein in der Aktivkohle verteilt ist, um sowohl physikalische als auch chemische Adsorptionsmechanismen auszugleichen.

Der chemische Imprägnierprozess zur Herstellung einer bestimmten imprägnierten Kohle variiert je nach den Anforderungen der Adsorptionsaufgabe. Angesichts der kritischen Natur von Atemschutzanwendungen muss die in jedem Fall angewandte Imprägniertechnik ein feines Gleichgewicht zwischen dem erforderlichen Imprägniermitteltyp, der Imprägniermittelmenge und der Art und Form des Basis-Kohle-Ausgangsmaterials sein.

Da viele Atemschutzgeräte oft sowohl organische als auch anorganische Gasprobleme aufweisen, ist es wichtig, den Verlust der physikalischen Adsorptionskapazität durch die Zugabe von Imprägniermittel gegenüber der durch den Imprägnierprozess gewonnenen verbesserten Chemisorption zu berücksichtigen. Da eine imprägnierte Aktivkohle sowohl physikalische als auch chemische Adsorption leisten kann, macht diese Funktionalität sie ideal für Atemschutz- und Filteranwendungen.

Bestimmte Verbindungen wie kurzkettige Aldehyde können von physikalischen und chemischen Adsorptionsprozessen profitieren. In diesen Fällen ist zusätzliche Aufmerksamkeit erforderlich, um chemische Imprägniermittel sorgfältig auszuwählen, wobei deren Auswirkungen auf die physikalischen Adsorptionseigenschaften der Kohle zu berücksichtigen sind.

Atemschutzfilter-Normen

Für den Personenschutz, industrielle Atemschutzgeräte und Hygieneanwendungen ist die britische und europäische Norm BS EN 14387 der gebräuchlichste Standard, der die Leistungskriterien für Atemschutzfilter abdeckt.

Die von dieser Norm abgedeckten Filtertypen sind wie folgt:

Typ A: Zur Verwendung gegen bestimmte organische Gase/Dämpfe mit einem Siedepunkt >65^oC, wie vom Atemschutzgerätehersteller angegeben.

Typ B: Zur Verwendung gegen bestimmte anorganische Gase und Dämpfe, wie vom Hersteller angegeben.

Typ E: Zur Verwendung gegen Schwefeldioxid und andere saure Gase und Dämpfe, wie vom Hersteller angegeben.

Typ K: Zur Verwendung gegen Ammoniak und organische Ammoniakderivate, wie vom Hersteller angegeben.

Typ AX: Zur Verwendung gegen bestimmte organische Gase/Dämpfe mit einem Siedepunkt < 65^oC, wie vom Hersteller angegeben.

Typ SX: Zur Verwendung gegen spezifisch benannte Gase und Dämpfe, wie vom Hersteller angegeben.

Spezialfilter Typ NOP3: zur Verwendung gegen Stickoxide, z. B. NO, NO₂, NO_X.

Spezialfilter Typ HgP3: zur Verwendung gegen Quecksilber.

Mehrzweck-Gasfilter, z. B. ABEK-Filter, sind eine Kombination aus zwei oder mehr der oben genannten Typen, ausgenommen Typ SX, und erfüllen die Anforderungen jedes Typs separat.

Zusätzlich zu den Typen werden Filter auch nach Klassen wie folgt definiert:

Klasse 1: Filter mit geringer Kapazität

Klasse 2: Filter mit mittlerer Kapazität

Klasse 3: Filter mit hoher Kapazität

In anspruchsvolleren Situationen, d. h. für Ersthelfer und CBRN-Filter, sind anspruchsvollere Standards erforderlich. Ein Aktivkohlefilter hat in der Regel zunehmend anspruchsvolle Adsorptionsanforderungen, und oft können spezifische Gasleistungsmerkmale gelten. Diese können länderspezifisch, EU-, NATO- oder militärspezifisch sein, wie MIL-SPEC oder NIOSH CBRN. Solche Standards können für Filter von Atemschutzmasken, Fahrzeugen, Schiffen, Gebäuden und Schutzräumen mit Filtern für den kollektiven Schutz gelten.

Dies ist eine sehr spezialisierte Anwendung, daher rufen Sie bitte die Experten von Chemviron an, um Hilfe und Unterstützung zu erhalten.

Beachten Sie, dass Atemschutz- und Gasmaskenfilter kleiner sind, in der Regel Dünnbettfilter mit einer feineren Kohlemasche, und Filter für Fahrzeuge oder Gebäude Tiefbettfilter mit einer gröberen Kohlebettschicht für verbesserte Druckabfallzwecke sind.

Darüber hinaus wird bei vielen Fahrzeugen, sowohl Personen- als auch Güterfahrzeugen, zunehmend ein Kohlefilterschutz als Innenraumluftfilter eingesetzt, um Passagiere und Fahrer vor unerwünschten Gerüchen und schädlichen Chemikalien zu schützen. Dazu gehören VOCs und Gase wie SO₂ sowie schwer zu entfernende Chemikalien wie Formaldehyd, H₂S und Ammoniak.

Welche Verunreinigungen können mit Aktivkohle entfernt werden?

Die Liste der Verunreinigungen – abgesehen von typischen VOCs –, die in Atemschutzfiltern mit solchen spezialisierten imprägnierten Aktivkohlen effektiv entfernt werden können, umfasst die folgenden:

Hinweis: Die in Klammern angegebene Bezeichnung nach der Gasbeschreibung ist die militärische Referenz für diesen Schadstoff, die oft in Normen und Spezifikationen verwendet wird.

Wie können wir Ihnen helfen?

Die effektivste Kohle hängt von der Anwendung, dem Filtertyp und der erforderlichen Gasleistung ab. Es ist wichtig anzugeben, ob spezifische Verunreinigungen oder Standards anwendbar sind.

Als europäischer Hersteller solcher spezialisierten imprägnierten Aktivkohlen seit über achtzig Jahren kann Chemviron erfahrene Beratung und Unterstützung bieten. Darüber hinaus produziert die Chemviron Cloth Division UK FLEXSORB® Aktivkohlevlies für eine Reihe von Spezialanwendungen. Dazu gehören imprägnierte Kohlevliese für Verteidigungs- und andere Luftfiltrationsanwendungen.

Wenn Sie also Hilfe bei der Verbesserung Ihrer Filterleistung, der Auswahl der Aktivkohle oder weitere Beratung benötigen, kontaktieren Sie unser Team.

Weitere Informationen zu VOCs und anderen Luftschadstoffen finden Sie in unseren verwandten Artikeln „Was sind flüchtige organische Verbindungen“ und „Was sind Luftschadstoffe“.