Effizienter und sicherer: Neue Methode zur Abluftreinigung von Fluorwasserstoffsäure-Kontamination
Fluorwasserstoffsäure ist in vielen Laboren und Industriezweigen unverzichtbar – doch ihre extreme Toxizität stellt Anwender vor große Herausforderungen. Bisherige Reinigungsverfahren für die Abluft sind aufwendig und teuer im laufenden Betrieb. Forschende des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL) haben nun eine neue Filtermethode in ACS Chemical Health & Safety vorgestellt, die auf einem speziellen Wabenkörper aus Löschkalk (Calciumhydroxid) basiert und bestehenden Systemen wirtschaftlich wie technisch deutlich überlegen ist.
Fluorwasserstoffsäure (HF) ist eine anorganische Verbindung, die wegen ihrer hohen Reaktivität in der Industrie und der Forschung vielfach zur Anwendung kommt. Ihre ätzende Wirkung macht sie beispielsweise in der Glas- und Keramikverarbeitung zu einem unverzichtbaren Reagenz und gleichzeitig zu einer hoch toxischen Substanz für den Menschen. Bei Hautkontakt dringt sie schnell in tiefliegende Haut- und Gewebeschichten bis zum Knochen ein und verursacht dabei schwerste Verätzungen sowie systemische Vergiftungen.
Bei der Handhabung im Labor verdunstet die Säure bereits bei Raumtemperatur und führt selbst bei geringster Konzentration in der Raumluft zu Korrosion von üblichen Arbeitsgeräten und Laborausrüstung. Um die Sicherheit des Bedienpersonals zu gewährleisten und Schäden an Laborgeräten und der umgebenden Ausrüstung zu verhindern, müssen daher strenge technische Standards erfüllt werden. Der Arbeitsplatzgrenzwert beträgt gemäß technischen Regeln für Gefahrstoffe 0,83 mg/m³.
Üblicherweise kommen sogenannte Nasswäscher als Abluftfilter zwischen Ventilatoren und Abzug zum Einsatz. Je nach Nutzungsintensität ist diese Abluftbehandlungsmethode jedoch kosten- und ressourcenintensiv. So fällt beispielsweise der Druck über dem Filter stark ab und die Ventilatoren müssen dagegen arbeiten, was einen höheren Stromverbrauch nach sich zieht.
Ein Forschungsteam am MPL hat kürzlich in ACS Chemical Health & Safety ein neues Verfahren auf Basis von Calciumhydroxid-Wabenkörpern vorgestellt. Es zeigt mit seinem neuen Filtersystem, welches in den Abluftstrom von Laborabzügen verbaut wird, eine neue Möglichkeit zur quantitativen Entfernung von HF auf. Die dabei berechneten Abluftkonzentrationen von HF sind 5.700-fach unterhalb des Grenzwertes. Dabei sind die Calciumhydroxid-Wabenmonolithen den bisherigen Methoden in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht signifikant überlegen. Gegenüber etablierten Methoden lassen sich die Investitions- und Wartungskosten um mehr als 95 % reduzieren. Da die Lösung vollständig ohne elektrische Energie auskommt, bleibt sie auch bei Stromausfällen zuverlässig in Betrieb – und verursacht keinerlei Energiekosten.
Dr. Ralf Keding, Erstautor der Veröffentlichung und als Chemical Officer für die Chemiesicherheit am MPL und Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM) verantwortlich, betont: „Den größten Mehrwert unserer Methode sehe ich in der sehr einfachen Handhabung, was in der Praxisumsetzung die Sicherheit beim Umgang mit Fluorwasserstoffsäure maßgeblich erhöht.“
