DD292308A5 - METHOD AND DEVICE FOR THE CATALYTIC AND / OR THERMAL AFTERBURNING OF PROCESS EXHAUST AIR - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR THE CATALYTIC AND / OR THERMAL AFTERBURNING OF PROCESS EXHAUST AIR Download PDF

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DD292308A5
DD292308A5 DD90338189A DD33818990A DD292308A5 DD 292308 A5 DD292308 A5 DD 292308A5 DD 90338189 A DD90338189 A DD 90338189A DD 33818990 A DD33818990 A DD 33818990A DD 292308 A5 DD292308 A5 DD 292308A5
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Abstract

A process with improved economic efficiency for the catalytic and/or thermal post-combustion of process waste air containing organic compounds in variable concentration by passing the process waste air through a post-combustion zone is characterised in that, above a minimum value of the flow volume through the post-combustion zone, this flow volume is controlled so that the temperature increase of the process waste air in the post-combustion zone remains below a preset maximum value and below 1300 K, and in that the feed air to the post- combustion zone is preheated in such a manner that the post-combustion zone waste air has a temperature within a predetermined range. An apparatus for carrying out this process has a device for measuring the temperature increase in the post-combustion chamber, a device which controls the device regulating the feed air in the post-combustion chamber depending on the temperature increase in the post-combustion chamber, and a heating device installed in the post-combustion chamber feed air pipe.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dienen der katalytischer! und/oder thermischen Nachverbrennung von organischen Verbindungen in Prozeß-Abluft.The inventive method and the apparatus for performing the method are the catalytic! and / or thermal afterburning of organic compounds in process exhaust air.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist aus dem allgemeinen Fachwissen der Patentanmelderin bekannt, Abluft aus verschiedenen Prozessen, wie aus Trocknungsverfahren, die mit organischen Verbindungen belastet ist, durch Nachverbrennung in einer Nachverbrennungszone zu reinigen. Diese Nachverbrennung kann in Kombustoren, die mit Öl oder Gas beheizt werden, oder durch elektrisches Erhitzen oder an Oxidationskatalysatoren, vorzugsweise an mit Platinmetallen beschichteten Oberflächen, erfolgen. Es ist auch bekannt, die in der Nachverbrennungszone durch exotherme Reaktionen entstehende Verbrennungswärme dem Prozeß, aus welchem die Abluft stammt, wieder zuzuführen. Diese Rückgewinnung der Verbrennungsenergie führt nur dann zu einer positiven Energiebilanz der Prozeß-Abluftnachbehandlung, wenn die Temperatursteigerung dor Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungszone höchstens etwa 150K je Volumenprozent des verbrannten Luftsauerstoffes beträgt. Daraus ergibt sich, daß eine wirtschaftliche Abluftnachbehandlung nur bei Kreislaufführung der Verbrennungsluft oder bei sehr aufwendigem Wärmetausch oder unter weitgehender Aufkonzentration der Schadstoffe möglich ist. Derartige Maßnahmen können aber dazu führen, daß die SchadstoffKonzentration so hoch wird, daß bei der Verbrennung die Nachverbrennungsanlage überhitzt wird. Andererseits Können bei nichtkontinuierlichen Prozessen, wie insbesondere bei der Vakuum- oder Vakuumdrucktränkung, periodisch geringe Schadstoffmengen anfallen, was eine Aufkonzentrierung der Schadstoffkonzentration aufwendig und unwirtschaftlich macht.It is known from the general skill of the Applicant to purify exhaust air from various processes, such as drying processes that are contaminated with organic compounds, by post-combustion in a post-combustion zone. This post-combustion can be carried out in combustors heated with oil or gas or by electrical heating or on oxidation catalysts, preferably on surfaces coated with platinum metals. It is also known to reintroduce the combustion heat produced in the post-combustion zone by exothermic reactions to the process from which the exhaust air originated. This recovery of the combustion energy only leads to a positive energy balance of the process exhaust aftertreatment, when the temperature increase dor process exhaust air in the post-combustion zone is at most about 150K per volume percent of the combusted atmospheric oxygen. It follows that an economic exhaust air aftertreatment is possible only in recirculation of the combustion air or in very complex heat exchange or extensive concentration of pollutants. However, such measures can cause the pollutant concentration is so high that the afterburner system is overheated during combustion. On the other hand, in non-continuous processes, such as in particular in the vacuum or vacuum pressure impregnation, periodically generate small amounts of pollutants, which makes a concentration of the pollutant concentration consuming and uneconomical.

In jedem Fall war es bei Verfahren zur Rückgewinnung der Verbrennungsenergie aus Nachverbrennungszonen bisher üblich, die Anlagengröße und den Volumenstrom dem maximalen Schadstoffanteil anzupassen, was bei wechselnden Konzentrationen der Schadstoffe oder organischen Verbindungen in der Prozeß-Abluft äußerst unwirtschaftlich ist, da bei vielen Prozessen der Schadstoffanteil periodisch erfolgt oder hinsichtlich der Menge stark schwankt. Zur Regelung des Luftvolumenstromes in Lackieranlagen ist es auch bereits bekannt, unter Verwendung empfindlicher und teurer Analysengeräte die Schadstoffkonzentration zu messen.In any case, it has hitherto been customary in processes for recovering the combustion energy from post-combustion zones to adapt the plant size and the volume flow to the maximum pollutant content, which is extremely uneconomical with varying concentrations of the pollutants or organic compounds in the process exhaust air, since in many processes the pollutant content occurs periodically or varies greatly in terms of quantity. To control the air volume flow in paint shops, it is also already known to measure the pollutant concentration using sensitive and expensive analyzers.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Verfahren zur katalytischen und/oder thermischen Nachverbrennung von Prozeß-Abluft mit wechselnder Konzentration organischer Verbindungen zu verbessern.The object of the invention is to improve processes for the catalytic and / or thermal afterburning of process exhaust air with varying concentration of organic compounds.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit in einem Verfahren zur katalytischen und/oder thermischen Nachverbrennung von organischen Verbindungen in wechselnder Konzentration enthaltender Prozeß-Abluft, bei dem eine erhöhte Wirtschaftlichkeit durch Anpassung der Betriebsbedingungen an den Schadstoffanfall erzielt wird.The problem underlying the invention was thus in a process for the catalytic and / or thermal afterburning of organic compounds in varying concentration containing process exhaust air, in which an increased efficiency is achieved by adjusting the operating conditions of the pollutant.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur kdtalytischen und/oder thermischen Nachverbrennung von organischen Verbindungen in wechselnder Konzentration enthaltender Prozeß-Abluft durch Führung der Prozeß-Abluft durch eine Nachverbrennungszone ist dadurch gekennzeichnet, daß man oberhalb eines Mindestwertes des Volumenstromes durch die Nachverbrennungszone diesen so regelt, daß die Temperaturerhöhung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungszone unterhalb eines vorgegebenen Maximalwertes und unterhalb 1300K bleibt, und daß man die Nachverbrennungszonen-Zuluft derart vorheizt, daß die Nachverbrennungszoiicn-Abluft eine Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereiches besitzt.The inventive method for kdtalytische and / or thermal afterburning of organic compounds in varying concentration containing process exhaust air by guiding the process exhaust air through a post-combustion zone is characterized in that above a minimum value of the volume flow through the post-combustion zone controls this so that the temperature increase the process exhaust air in the post-combustion zone remains below a predetermined maximum value and below 1300K, and preheating the post-combustion zone supply air such that the post-combustion exhaust air has a temperature within a predetermined range.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist in Verbindung mit allen Prozessen sinnvoll, die eine Prozeß-Abluft ergeben, in welcher die organischen Verbindungen wechselnde Konzentrationen haben, wie beispielsweise für das Verfahren zum Tränken oderThis process according to the invention makes sense in connection with all processes which produce a process exhaust air in which the organic compounds have varying concentrations, such as for example for the impregnation process or

Beschichten von Gegenständen gemäß der älteren deutschen Patentanmeldung P3842642.0 oder für andere Verfahren mit gekapselten Anlagen, z. B. mit Kammeröfen.Coating of articles according to the earlier German patent application P3842642.0 or for other methods with encapsulated systems, eg. B. with chamber furnaces.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Prozeß-Abluftnachbehandlung derart geregelt, daß sie sich je nach Schadstoffanfall selbsttätig stabilisiert, ohne daß eine aufwendige Analytik erforderlich ist. Die Temperaturerhöhung in der Nachverbrennungszone ist dem Schadstoffanfall äquivalent und gewährleistet bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Verfahrensmaßnahmen, daß die Prozeß-Abluft keine explosionsgefährliche Konzentration der Schadstoffe erreicht und daß die Prozeß-Abluft keine Schadstoffkonzentration erreicht, die zur Überhitzung der Abluftbehandlungsanlage führen würden. Bevorzugt wird der Volumenstrom durch die Verbrennungszone derart geregelt, daß die Temperaturerhöhung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungszone unterhalb 800K, vorzugsweise zwischen 300 und 500K bleibt. Der zu wählendeWith the aid of the method according to the invention, the process exhaust aftertreatment is controlled in such a way that it stabilizes itself automatically depending on the amount of pollutant, without the need for elaborate analysis. The temperature increase in the post-combustion zone is equivalent to the pollutant and ensures compliance with the method according to the invention that the process exhaust air reaches no explosive concentration of pollutants and that the process exhaust air reaches no pollutant concentration, which would lead to overheating of the exhaust treatment plant. Preferably, the volume flow through the combustion zone is controlled such that the temperature increase of the process exhaust air in the post-combustion zone below 800K, preferably between 300 and 500K remains. The one to choose

Temperaturbereich ergibt sich vorwiegend aus der Beständigkeit der verwendeten Werkstoffe.Temperature range results mainly from the resistance of the materials used.

Die Regelung des Volumenstromes in dem erfindungsgemäßen Verfahrens ist erst oberhalb eines bestimmten Mindestwertes des Volumenstromes erforderlich, da bei einem Volumenstrom nahe Null odei mit einem geringen Wert keine Probleme auftreten können, so daß in solchen Fällen das erfindungsgemäße Regelungssystem abschalten kann. Der festzulegende Mindestwert richtet sich nach dem gegebenen Regelbereich der verwendeten Vorrichtung zur Förderung des Volumenstromes sowie nach dem Gesichtspunkt der ausreichenden Durchspülung aller Anlagenteile.The regulation of the volumetric flow in the method according to the invention is only required above a certain minimum value of the volumetric flow, since at a volumetric flow near zero or at a low value no problems can occur, so that in such cases the control system according to the invention can switch off. The minimum value to be determined depends on the given control range of the device used to promote the volume flow and on the aspect of sufficient flushing of all system parts.

Die Regelung des Volumenstromes durch die Nachverbrennungszone nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt derart,The regulation of the volume flow through the post-combustion zone according to the method according to the invention takes place in such a way that

daß bei einem Anstieg der Temperaturdifferenz, d.h. bei einem Anstieg der Schadstoffkonzentration, d.h. der Konzentration organischer Veibindungen in der Prozeß-Abluft, in der Nachverbrennungszone der Durchsatz der Prozeß-Abluft durch die Nachverbrennungszone erhöht und damit die Energieaufnahme der Prozeß-Abluft durch die Vorheizung reduziert wird. Das heißt, beim Anstieg der Temperaturdifferenz in der Nachverbrennungszone wird die Temperatur der in die Nachverbrennungszone eintretenden Prozeß-Abluft vermindert, was auch zu einer Reduzierung und damit Stabilisierung der Temperatur der aus der Nachverbrennungszone austretenden Prozeß-Abluft führt. Die Erhöhung des Durchsatzes der Prozeß-Abluft führt zu vermehrtem Ansaugen von Frischluft in dem Prozeß, erhöhter Rückführung von Nachverbrennungsabluft in die Prozeßluft und so zur Verdünnung des Schadstoffes. Da die Temperaturerhöhung in der Nachverbrennungszone der Schadstoffkonzentration folgt, wird auch so durch Nachführung des Volumenstromes die Temperatur stabilisiert. Zweckmäßig kann diese Regelung der Temperaturerhöhung der Prozeß-Abluft von dem Punkt des Verlassens des Prozesses zu dem Punkt des Verlassens der Nachverbrennungszone mit Hilfe einer schwankungsabhängigen Regelung des Prozeß-Abluftvolumenstromes dadurch unterstützt und begleitet werden, daß der Nachbehandlungszonon-Zuluft zusätzlich Frischluft zugemischt wird, durch welche die Schadstoffkonzentration in der Prozeß-Abluft reduziert und gegebenenfalls die Temperatur der Prozeß-Abluft herabgesetzt wird.that when the temperature difference, i. with an increase in pollutant concentration, i. the concentration of organic Veibindungen in the process exhaust air, increased in the post-combustion zone, the throughput of the process exhaust air through the post-combustion zone and thus the energy consumption of the process exhaust air is reduced by the preheating. That is, as the temperature difference in the post-combustion zone increases, the temperature of the process exhaust air entering the post-combustion zone is reduced, which also results in reduction and hence stabilization of the temperature of the process exhaust air exiting the post-combustion zone. The increase in the throughput of the process exhaust air leads to increased intake of fresh air in the process, increased recycling of Nachverbrennungsabluft in the process air and so to dilute the pollutant. Since the temperature increase in the post-combustion zone follows the pollutant concentration, the temperature is also stabilized by tracking the volume flow. Conveniently, this control of the temperature increase of the process exhaust air from the point of leaving the process to the point of leaving the post-combustion zone by means of a fluctuation-dependent control of the process exhaust air volume flow can be supported and accompanied by the addition of fresh air is added to the post-treatment zonon supply air which reduces the pollutant concentration in the process exhaust air and optionally the temperature of the process exhaust air is reduced.

Es ist denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Nachverbrennungszone durchzuführen, die ohne Katalysator arbeitet. In diesem Fall muß jedoch die Nachverbrennungszonen-Zuluft relativ hoch, gewöhnlich oberhalb 700°C, vorerhitzt werden, da die Zündtemperatur ohne Katalysator im Bereich von 450°C bis 500°C liegt und die Nachverbrennung mit annehmbarer Geschwindigkeit somit Temperaturen von mindestens 700°C in der Nachverbrennungszone benötigt. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine katalytische Nachverbrennungszone zu verwenden, die einen an sich bekannten Oxidationskatalysator enthält. Beispielswaise und zweckmäßig besteht dieser Oxidationskatalysator aus einem platinmetallbeschichteten Metallbandkatalysator, wie er für Nachverbrennungen bekannt ist. Durch die Verwendung eines Katalysators wird die Zündtemperatur der Prozeß-Abluft herabgesetzt, wie beispielsweise auf 300°C, so daß die Prozeß-Abluft vor der Nachverbrennungszone nur auf eine Temperatur von 300°C bis 500°C vorgeheizt werdenIt is conceivable to carry out the process according to the invention with a post-combustion zone which operates without a catalyst. In this case, however, the afterburner zone supply air must be preheated relatively high, usually above 700 ° C, since the ignition temperature without catalyst is in the range of 450 ° C to 500 ° C and post-combustion at a reasonable rate thus temperatures of at least 700 ° C needed in the post-combustion zone. For this reason, it is preferred to use in the process according to the invention a catalytic post-combustion zone containing a known oxidation catalyst. For example, and desirably, this oxidation catalyst consists of a platinum metal-coated metal ribbon catalyst, as it is known for afterburning. By using a catalyst, the ignition temperature of the process exhaust air is reduced, such as to 300 ° C, so that the process exhaust air are pre-heated before the post-combustion only to a temperature of 300 ° C to 500 ° C.

Mit Hilfe der Vorheizung muß die Nachverbrennungszonen-Zuluft auf die erforderliche Verbrennungstemperatur oberhalb der Zündtemperatur gebracht werden, welche davon abhängt, ob und welcher Katalysator in der Nachverbrennungszone verwendet wird. Das Vorheizen der Nachverbrennungszonen-Zuluft kann auf unterschiedliche Weis·) erfolgen, wie beispielsweise durch konventionelle elektrische Heizeinrichtungen oder durch Gas, Öl oder andere Brennstoffe beheizte Heizeinrichtungen. Eine solche beispielsweise elektrische Heizeinrichtung ist erforderlich, um die Nachverbrennungszonen-Zuluft auf die nötige Zündtemperatur zu bringen.With the aid of preheating, the post-combustion zone supply air must be brought to the required combustion temperature above the ignition temperature, which depends on whether and which catalyst is used in the post-combustion zone. The preheating of the post-combustion zone supply air can be done in different ways, such as, for example, by conventional electric heaters or heaters heated by gas, oil or other fuels. Such an example, electric heater is required to bring the post-combustion zone supply air to the required ignition temperature.

Diese Art von Heizeinrichtung ist also irgendeine, welcher Heizenergie von außerhalb der Verfahrensströme zugeführt wird. Um das Abluftnachbehandlungsverfahren besonders energiesparend und damit wirtschaftlich durchzuführen, ist es zweckmäßig, zusätzlich zu einer solchen Heizeinrichtung, welcher Heizenergie von außen, wie durch elektrischen Strom, Gas oder anderen Brennstoff, zugeführt wird, einen Wärmetauscher zu verwenden, in welchem die Nachverbrennungszonen-Zuluft vor der Einführung in die Nachverbrennungszone einem Wärmetausch mit der Nachverbrennungszonen-Abluft unterzogen wird. Wenn beispielsweise die Prozeß-Abluft den Prozeß, aus welchem sie stammt, mit einer Temperatur von 1000C bis 15O0C verläßt, kann sie mit Hilfe der Nachverbrennungszonen-Abluft mit einer Temperatur von 700°C bis 9000C durch Wärmeaustausch auf eine Temperatur von 3000C bis 500°C gebracht werden, so daß es nur noch geringer zusätzlicher Heizenergie von außen bedarf, um die Nachverbrennungszonen-Zuluft auf die in der Nachverbrennungszone erforderliche Zündtemperatur zu bringen. Der erwähnte Wärmetauscher wird in der Leitung für die Nachverbrennungszonen-Zuluft vor der mit Wärmeenergie von außen gespeisten Heizeinrichtung installiert, damit der Temperaturunterschied zwischen der Prozeß-Abluft und der Nachverbrennungszonen-Abluft im Wärmetauscher möglichst groß ist. Durch den Wärmetausch vor der Nacherhitzung mit Hilfe einer Heizeinrichtung, die Wärmeenergie von außen zugeführt bekommt, wie einer elektrischen Nacherhitzung, wird erreicht, daß die in der Nachverbrennungszone durch Nacherhitzen erforderliche Zündenergie, die durch den Katalysator ohnehin schon niedrig gehalten wird, weiter reduziert wird. Im Normalbetrieb sollte der Wärmetausch genügen, um der Prozeßabluft die für die Nachbrennung erforderliche Zündenergie zu geben, ohne daß eine weitere Nacherhitzung mit Hilfe elektrischer oder anderer Energie von außen erfolgt. Beim Anlaufen des Verfahrens oder nach Situationen, in denen die Nachverbrennungszonen-Ablufttemperatur stark reduziert wurde, ist die zusätzliche elektrische oder anderweitig von außen mit Energie versorgte Heizeinrichtung erforderlich, so daß diese gewöhnlich zum notwendigen Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört.This type of heater is thus any which is supplied with heating energy from outside the process streams. In order to perform the exhaust aftertreatment process particularly energy-saving and therefore economical, it is expedient, in addition to such a heater, which heating energy from the outside, as by electric power, gas or other fuel is supplied to use a heat exchanger in which the post-combustion zones supply air before the introduction into the post-combustion zone is subjected to a heat exchange with the post-combustion zone exhaust air. For example, if the process exhaust air leaving the process from which it comes, with a temperature of 100 0 C to 15O 0 C, it can by means of Nachverbrennungszonen-exhaust air at a temperature of 700 ° C to 900 0 C by heat exchange to a Temperature of 300 0 C to 500 ° C are brought, so that it only requires little additional heating energy from the outside to bring the Nachverbrennungszonen supply air to the required in the post-combustion zone ignition temperature. The mentioned heat exchanger is installed in the line for the post-combustion zone supply air in front of the heat energy supplied from the outside heater so that the temperature difference between the process exhaust air and the post-combustion zone exhaust air in the heat exchanger is as large as possible. By the heat exchange before reheating by means of a heater that receives heat energy from the outside, such as an electric reheating, it is achieved that required in the post-combustion zone by reheating ignition energy, which is already kept low by the catalyst anyway, is further reduced. In normal operation, the heat exchange should be sufficient to give the process exhaust air required for the afterburner ignition energy without further reheating using electrical or other energy from the outside. At start-up of the process or in situations where the post-combustion zone exhaust air temperature has been greatly reduced, the additional electrical or otherwise externally powered heater is required so that it is usually a necessary part of the apparatus of the present invention.

Die Nachverbrennungszonen-Zuluft wird vorzugsweise derart vorgeheizt, daß die Nachverbrennungszonen-Abluft eine Temperatur im Bereich von 450°C bis 10000C, vorzugsweise im Bereich von 7000C bis 900"C besitzt. Die Einstellung der Temperatur der Nachverbrennungszonen-Abluft innerhalb eines solchen vorbestimmten Bereiches gewährleistet einenThe post combustion zone supply air is preferably preheated so that the post combustion zone exhaust air has a temperature ranging from 450 ° C to 1000 0 C, preferably in the range from 700 0 C to 900 "C. The setting of the temperature of the post combustion zone exhaust air within a such predetermined range ensures a

ausreichenden Wärmetausch mit der Nachverbrennungszonen-Zuluft. Der bevorzugte Bereich von 700°C bis 900°C garantiert auch bei Vergiftung oder Ausfall des Katalysators, daß eine sichere Verbrennung der organischen Verbindungen in der Prozeß-Abluft noch gewährleistet ist.adequate heat exchange with the post-combustion zone supply air. The preferred range of 700 ° C to 900 ° C guaranteed even with poisoning or failure of the catalyst that a safe combustion of organic compounds in the process exhaust air is still guaranteed.

Wenn oben davon die Rede ist, daß die Regelung von Volumenstrom so erfolgen soll, daß die Temperaturerhöhung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungszone unterhalb eines vorgegebenen Maximalwertes liegt, so bedeutet dies gewöhnlich, daß man für den Temperaturunterschied zwischen zwei Punkten am Eingang der Nachverbrennungszone und am Ausgang der Nachverbrennungszone einen Sollwert festlegt, um den herum die Temperaturerhöhung schwankt. Die Obergrenzc dieses Schwankungsbereiches ist der vorgegebene Maximalwert. Wenn die Temperaturerhöhung sich diesem Maximalwert nähert, wird der Volumenstrom erhöht und gegebenenfalls Frischluft zugeführt, während bei Annäherung an den Minimalwert des Schwank'ungsbereiches um den Sollwert der Volumenstrom der Prozeß-Abluft reduziert und die Frischluftzufuhr gedrosseltIf it is mentioned above that the regulation of volume flow should be such that the temperature increase of the process exhaust air in the post-combustion zone is below a predetermined maximum value, this usually means that one for the temperature difference between two points at the entrance of the post-combustion zone and At the exit of the post-combustion zone, set a target value around which the temperature increase fluctuates. The upper limit of this fluctuation range is the predetermined maximum value. When the temperature increase approaches this maximum value, the volume flow is increased and, if necessary, fresh air is supplied, while, when approaching the minimum value of the fluctuation range around the set value, the volume flow of the process exhaust air is reduced and the fresh air supply throttled

Die den oben diskutierenden Wärmetauscher verlassende Nachverbrennungszonen-Abluft besitzt noch einen Wärmeinhalt, der es unwirtschaftlich machen würde, diese Abluft an die Umgebung abzugeben. Aus diesem Grund ist es besonders zweckmäßig, die Nachverbrennungszonen-Abluft, im Falle der Verwendung des oben diskutierten Wärmetauschers für den Wärmetausch mit der Nachverbrennungszonen-Zuluft hinter diesem Wärmetauscher, entweder direkt in die Prozeß-Zuluft oder Prozeß-Umluft des Verfahrens, aus dem die Prozeß-Abluft stammt, zurückzuführen und/oder einem Wärmetausch mit Prozeß-Zuluft oder Prozeß-Umluft für dieses Verfahren zu unterziehen. Auf diese Weise wird wenigstens ein Teil des restlichen Wärmeinhalts der Nachverbrennungszonen-Abluft in den Prozeß zurückgeführt, aus welchem die Prozeß-Abluft entnommen wurde. Dabei ist es von Vorteil, wenn man die Rückführung und/oder den Wärmetausch nach dem Energiebedarf des Verfahrens, aus dem die Prozeß-Abluft stammt, und einem vorgegebenen Minimum von Restsauerstoff, vorzugsweise zwischen 8 und 18 Vol.-%, besonders zwischen 14 und 16VoI.-%, in der Prozeß-Umluft regelt.The post-combustion zone exhaust air leaving the heat exchanger discussed above still has a heat content that would make it uneconomical to release this exhaust air to the environment. For this reason, it is particularly useful, the post-combustion zone exhaust air, in the case of using the above-discussed heat exchanger for heat exchange with the post-combustion zone supply air behind this heat exchanger, either directly into the process supply air or process circulating air of the process from which Process exhaust air is derived, attributed and / or subjected to a heat exchange with process supply air or process circulating air for this process. In this way, at least part of the residual heat content of the post-combustion zone exhaust air is returned to the process from which the process exhaust air was taken. It is advantageous if the recirculation and / or heat exchange according to the energy requirements of the process from which the process exhaust air comes, and a predetermined minimum of residual oxygen, preferably between 8 and 18 vol .-%, especially between 14 and 16VoI .-%, regulated in the process circulating air.

Es kann auch zweckmäßig sein, daß man die Temperaturerhöhung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungszone und die Temperatur der Nachverbrennungszonen-Abluft zusätzlich durch Zumischen von Frischluft zu der Nachverbrennungszonen-Zuluft regelt.It may also be expedient to additionally regulate the temperature increase of the process exhaust air in the post-combustion zone and the temperature of the post-combustion zone exhaust air by admixing fresh air to the post-combustion zone supply air.

Die Erfindung betrifft auch eine für das erfindungsgemäße Verfahren .-weckmäßige Vorrichtung mit einer Nachverbrennungskammer, die zweckmäßig einen Oxidationskatalysator, enthält, sowie mit einer Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung, einer Nachverbrennungskammer-Abluftleitung und Einrichtungen zur Beförderung und zur Regelung der Nachverbrennungskammer-Zuluft. Diese Vorrichtung besitzt erfindungsgemäß eine Eimichtung zur Messung der Temperaturerhöhung in der Nachverbrennungskammer, eine Einrichtung, die die Einrichtung zur Regelung der Nachverbrennungskammer-Zuluft in Abhängigkeit von der Temperaturerhöhung in der Nachverbrennungskammer steuert, und eine in die Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung eingeschaltete Heizeinrichtung.The invention also relates to a device according to the invention with a post-combustion chamber, which expediently contains an oxidation catalyst, as well as with an afterburner supply air line, a post-combustion chamber exhaust line and means for conveying and regulating the post-combustion chamber supply air. This device according to the invention has a Eimichtung for measuring the temperature increase in the post-combustion chamber, a device that controls the means for controlling the post-combustion chamber supply air in response to the temperature increase in the post-combustion chamber, and a switched-on in the afterburner supply air line heater.

Bevorzugt ist als Heizeinrichtung in die Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung ein Wärmetauscher, in den die Nachverbrennungskammer-Abluftleitung zum Wärmetausch mit der Prozeß-Abluft in die Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung mündet, und zwischen dem Wärmetauscher und der Nachverbrennungskammer eine Nachheizeinrichtung, vorzugsweise eine elektrische Heizeinrichtung, eingeschaltet ist.Preferably, as a heating device in the post-combustion chamber supply air line, a heat exchanger into which the post-combustion chamber exhaust duct opens for heat exchange with the process exhaust air in the post-combustion chamber supply air, and between the heat exchanger and the post-combustion chamber, a post-heater, preferably an electric heater is turned on.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Nachverbrennungskammer einen Oxidationskatalysator enthält. Um entsprechend der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform möglichst viel Wärmeinhalt der Abluft der -It may be advantageous if the post-combustion chamber contains an oxidation catalyst. In order according to the preferred embodiment described above as much heat content of the exhaust air -

Nahverbrennungskammer zurückzugewinnen, ist es zweckmäßig, daß in die Nachverbrennungskammer-Abluftleitung nachRecuperate near combustion chamber, it is appropriate that in the afterburner chamber exhaust duct after

dem Wärmetauscher zur Erwärmung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung ein weiterer Wärmetauscher für Wärmetausch mit der Prozeß-Zuluft oder Prozeß-Umluft des Verfahrens, aus dem die Prozeß-Abluft stammt, eingeschaltet ist.the heat exchanger for heating the process exhaust air in the post-combustion chamber supply air line another heat exchanger for heat exchange with the process supply air or process circulating air of the process from which the process exhaust air comes, is turned on.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Nachverbrennungskammer einen Oxidationskatalysator enthält.It may be advantageous if the post-combustion chamber contains an oxidation catalyst.

Um entsprechend der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform möglichst viel Wärmeinhalt der Abluft derIn accordance with the preferred embodiment described above as much heat content of the exhaust air of

Nachverbrennungskammer zurück* gewinnen, ist es zweckmäßig, daß in die Nachverbrennungskammer-Abluftleitung nachNachverbrennungskammer back win *, it is appropriate that in the afterburner chamber exhaust duct after

dem Wärmetauscher zur Erwärmung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung ein weitererthe heat exchanger for heating the process exhaust air in the afterburner supply air line another

Wärmetauscher für Wärmetausch mit der Prozoß-Zuluft oder Prozeß-Umluft des Verfahrens, aus dem die Prozeß-Abluft stammt,Heat exchanger for heat exchange with the pro-Zuluft or process circulating air of the process from which the process exhaust air comes from

eingeschaltet ist.is turned on.

Zweckmäßig besitzt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Nachveibrennungskammer-Zuluftleitung eine Einrichtung zumSuitably, in the device according to the invention, the Nachveibrennungskammer-Zuluftleitung has a device for Zumischen von Frischluft zu der in ihr geführten Prozeß-Abluft. Weiterhin besitzt sie vorzugsweise eine Einrichtung, die dasAdding fresh air to the process exhaust air routed in it. Furthermore, it preferably has a device that the Verhältnis von in die Prozeß-Zuluft oder -Umluft zurückgeführter und an die Umgebung abgegebenerRatio of returned to the process supply air or exhaust air and discharged to the environment Nachverbrennungskammer-Abluft regelt, und zwar zweckmäßig in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der Prozeß-Luft.Nachverbrennungskammer-exhaust controls, and appropriately as a function of the oxygen content of the process air. Ausführungsbeispielembodiment In der beigefügten Zeichnung ist schematisch das Verfahren nach der Erfindung in Form eines Beispiels weiter erläutert. DieIn the accompanying drawing, the method according to the invention is schematically illustrated in the form of an example. The Zeichnung zeigt schematisch die Verfahrensführung.Drawing shows schematically the process control. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine Prozeß-Vorrichtung, wie ein Kammerofen, Trocknungsofen oder Trockner bezeichnet, inReference numeral 1 denotes a process device such as a chamber furnace, drying oven or dryer

welchem mit Hilfe des Ventilators 2 eine interne Umluftbewegung erzeugt wird. In dieser Vorrichtung 1 spielt sich also einwhich with the help of the fan 2, an internal circulating air movement is generated. In this device 1 so plays a

Prozeß, wie ein Trocknungsprozeß ab, dem die nachzuverbrennende Abluft entnommen wird.Process, such as a drying process from which the nachverbrennende exhaust air is removed. Über die Leitung 3 wird dem Trockner 1 Zuluft zugeführt, über Leif ^ 4 wird aus dem Trockner 1 mit organischen VerbindungenVia the line 3 the dryer 1 supply air is supplied via Leif ^ 4 is from the dryer 1 with organic compounds

(Schadstoffen) beladene Prozeß-Abluft abgeführt. Diese hat beispielsweise eine Temperatur von 100°C bis 15O0C. Sie wird durch den Ventilator 5 zu dem Wärmetauscher 6 geführt, in welchem sie im Wärmetausch mit Abluft der Nachverbrennungskammer 9(Pollutants) discharged process exhaust air dissipated. This has, for example, a temperature of 100 ° C to 15O 0 C. It is guided by the fan 5 to the heat exchanger 6, in which they in heat exchange with exhaust air of the afterburning 9th

auf eine Temperatur von beispielsweise 300°C bis 5000C gebracht wird. Über die Rohrleitung 7 gelangt die Prozeß-Abluft durch die Nachheizeinrichtung 8, wie beispielsweise eine elektrische Heizeinrichtung, die die Temperatur erforderlichenfalls auf die in der Nachverbrennungskammer 9 erforderliche Zündtemperatur anhebt.is brought to a temperature of for example 300 ° C to 500 0 C. Via the pipe 7, the process exhaust air passes through the after-heater 8, such as an electric heater, which raises the temperature, if necessary, to the required in the afterburner chamber 9 ignition temperature.

Von der Nachheizeinrichtung 8 gelangt die Prozeß-Abluft in die katalytische Nachverbrennungskammer 9, in welcher die organischen Verbindungen im wesentlichen vollständig verbrannt werden. Die Abluft der Nachverbrennungskammer 9 gelangt beispielsweise mit einer Temperatur von 700°C bis 9000C über die Leitung 10 zu dem Wärmetauscher 6, wo sie Wärmeenergie im Wärmetausch mit der kälteren Prozeß-Abluft abgibt.From the after-heater 8, the process exhaust air passes into the catalytic afterburning chamber 9, in which the organic compounds are substantially completely burned. The exhaust air of the afterburning 9 passes, for example, at a temperature of 700 ° C to 900 0 C via the line 10 to the heat exchanger 6, where it emits heat energy in heat exchange with the colder process exhaust air.

Mit Hilfe der beiden Temperaturfühler 12 und 13 und des Reglers oder Rechners 11 wird die Drehzahl des Ventilators 5 und damit der Volumenstrom einerseits und die Nachheizeinrichtung 8 andererseits geregelt.With the help of the two temperature sensors 12 and 13 and the controller or computer 11, the speed of the fan 5 and thus the flow on the one hand and the after-heater 8 on the other hand is controlled.

Von dem Wärmetauscher 6 gelangt die Abluft der Nachverbrennungskammer 9 über die Leitung 14 zu dem Wärmetauscher 15, in welchem sie weiteren Wärmeinhalt an die aus dem Ventilator 23 kommende Umluft des Trockners 1 abgibt und dann mit einer Temperatur von 150°C bis 250°C über die Leitung 16 unt, den Ventilator 17 an die Umgebung abgegeben wird. Der Ventilator 17 wird mit Hilfe des Sauerstoffsensors 18 !(^Abhängigkeit von dem Sauerstoffgehalt im Trockner 1 geregelt.From the heat exchanger 6, the exhaust air of the afterburning chamber 9 passes via the line 14 to the heat exchanger 15, in which it emits further heat content to the circulating air coming from the fan 23 of the dryer 1 and then at a temperature of 150 ° C to 250 ° C on the line 16 unt, the fan 17 is discharged to the environment. The fan 17 is controlled by means of the oxygen sensor 18! (^ Depending on the oxygen content in the dryer 1.

Von der Leitung 14 zweigt eine Leitung 19 ab und führt über eine Drosselklappe 20 zu einer Leitung 21, die in den Trockner 1 mündet. Mit Hilfe dieses Leitungsweges kann bei Bedarf wenigstens ein Teil der Abluft der Nachverbrennungskammer 9 nach dem Wärmetausch in dem Wärmetauscher 6 direkt in den Trockner 1 eingeführt werden.From the line 14, a line 19 branches off and leads via a throttle valve 20 to a line 21, which opens into the dryer 1. If necessary, at least part of the exhaust air of the afterburning chamber 9 can be introduced directly into the dryer 1 after the heat exchange in the heat exchanger 6 with the aid of this conduction path.

Mit Hilfe des regelbaren Ventilators 23 wird ein Luftstrom aus dem Trockner 1 über den Wärmetauscher 15, die Leitung 25 und die Leitungen 27 und 21 als Umluft des Trockners 1 geführt. Diese Prozeß-Umluft wird in dem Wärmetauscher 15 durch Wärmetausch mit Abluft aus der Nachverbrennungskammer 9 erwärmt. Die Drosselklappe 20 und der Ventilator 23 werden mit Hilfe des Temperaturfühlers 22 in dem Trockner 1 geregelt. N With the aid of the controllable fan 23, an air flow from the dryer 1 via the heat exchanger 15, the line 25 and the lines 27 and 21 is performed as circulating air of the dryer 1. This process circulating air is heated in the heat exchanger 15 by heat exchange with exhaust air from the afterburning 9. The throttle valve 20 and the fan 23 are controlled by means of the temperature sensor 22 in the dryer 1. N

Claims (17)

1. Verfahren zur katalytischon und/oder thermischen Nachverbrennung von Prozeß-Abluft mit organischen Verbindungen in wechselnder Konzentration, durch Führung der Prozeß-Abluft durch eine Nachverbrennungszone, dadurch gekennzeichnet, daß man oberhalb eines Mindestwertes des Volumenstromes durch die Nachverbrennungszone diesen so regelt, daß die Temperaturerhöhung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungszone unterhalb eines vorgegebenen Maximalwertes und unterhalb 1300K bleibt, und daß man die Nachverbrennungszonen-Zuluft derart vorheizt, daß die Nachverbrennungszonen-Abluft eine Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereiches besitzt.1. A method for catalytically and / or thermal afterburning of process exhaust air with organic compounds in varying concentration, by guiding the process exhaust air through a post-combustion zone, characterized in that above a minimum value of the volume flow through the post-combustion zone controls this so that the Increase in temperature of the process exhaust air in the post-combustion zone below a predetermined maximum value and below 1300K remains, and that preheating the post-combustion zone supply air such that the post-combustion zone exhaust air has a temperature within a predetermined range. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Volumenstrom durch die Nachverbrennungszone derart regelt, daß die Temperaturerhöhung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungszone unterhalb 800K, vorzugsweise zwischen 300 und 500K bleibt.2. The method according to claim 1, characterized in that one controls the volume flow through the post-combustion zone such that the temperature increase of the process exhaust air in the post-combustion zone below 800K, preferably between 300 and 500K remains. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer katalytischen Nachverbrennungszone arbeitet.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one works with a catalytic post-combustion zone. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator in der Nachverbrennungszone einen Oxidationskatalysator, vorzugsweise einen platinmetallbeschichteten Metallbandkatalysator verwendet.4. The method according to claim 3, characterized in that the catalyst used in the post-combustion zone is an oxidation catalyst, preferably a platinum metal coated metal strip catalyst. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nachverbrennungszonen-Zuluft dadurch vorheizt, daß man sie durch eine Heizeinrichtung, vorzugsweise eine Kombination aus Wärmetauscher und elektrischer Heizeinrichtung, führt.5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that preheating the Nachverbrennungszonen supply air by that they are by a heater, preferably a combination of heat exchanger and electric heater leads. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nachverbrennungszonen-Zuluft vorheizt, indem man sie vor der Einführung in die katalytische Nachverbrennungszone einem Wärmetausch mit der Nachverbrennungszonen-Abluft unterzieht.6. The method according to claims 3 to 5, characterized in that preheating the Nachverbrennungszonen supply air by subjecting them to heat exchange with the post-combustion zone exhaust air prior to introduction into the catalytic oxidation zone. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nachverbrennungszonen-Zuluft derart vorheizt, daß die Nachverbrennungszonen-Abluft eine Temperatur im Bereich von 450 bis 10000C, vorzugsweise von 700 bis 9000C besitzt.7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that preheating the Nachverbrennungszonen supply air such that the post-combustion zone exhaust air has a temperature in the range of 450 to 1000 0 C, preferably from 700 to 900 0 C. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nachverbrennungszonen-Abluft in die Prozeß-Zuluft oder -Umluft des Verfahrens, aus dem die Prozeß-Abluft stammt, zurückführt und/oder mit der Prozeß-Zuluft oder -Umluft für dieses Verfahren wärmetauscht.8. Process according to claims 1 to 7, characterized in that the Nachverbrennungszonen-exhaust air in the process supply air or -Umluft the process from which the process exhaust air comes, traced back and / or with the process supply air or -Ueiluft for this process heat exchanges. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rückführung und/oder den Wärmetausch nach dem Energiebedarf des Verfahrens, aus dem die Prozeß-Abluft stammt, und einem vorgegebenen Minimum von Restsauerstoff, vorzugsweise zwischen 8 und 18 Vol.-%, besonders zwischen 14 und 16Vol.-%, in der Prozeß-Umluft regelt.9. The method according to claim 8, characterized in that the recycling and / or heat exchange according to the energy requirements of the process from which the process exhaust air comes, and a predetermined minimum of residual oxygen, preferably between 8 and 18 vol .-%, especially between 14 and 16Vol .-%, regulated in the process circulating air. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperaturerhöhung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungszone und die Temperatur der Nachverbrennungszonen-Abluft zusätzlich durch Zumischen von Frischluft zu der Nachverbrennungszonen-Zuluft regelt.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that additionally controls the increase in temperature of the process exhaust air in the post-combustion zone and the temperature of the post-combustion zone exhaust air by admixing fresh air to the post-combustion zones supply air. 11. Vorrichtung zur katalytischen und/oder thermischen Nachverbrennung von Prozeß-Abluft mit organischen Verbindungen in einer Nachverbrennungskammer, einer Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung, einer Nachverbrennungskammer-Abluftleitunp und Einrichtungen zur Beförderung und zur Regelung der Nachverbrennungskammer-Zuluft, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12,13) zur Messung der Temperaturerhöhung in der Nachverbrennungskammer (9), eine Einrichtung (11), die die Einrichtung zur Regelung der Nachverbrennungskammer-Zuluft in Abhängigkeit von derTemperaturerhöhung in der Nachverbrennungskammer steuert, und eine in die Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung (4, 7) eingeschaltete Heizeinrichtung (6, 8).11. A device for the catalytic and / or thermal post-combustion of process exhaust air with organic compounds in an afterburner, an afterburner chamber supply air duct, a Nachverbrennungskammer Abluftleitunp and means for transporting and controlling the post-combustion chamber supply air, characterized by means (12,13 ) for measuring the temperature increase in the post-combustion chamber (9), means (11) controlling the means for controlling the post-combustion chamber supply air in response to the temperature increase in the post-combustion chamber, and a heater connected in the post-combustion chamber supply air line (4, 7) (6, 8). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizeinrichtung in die Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung (4,7) ein Wärmetauscher (6), in den die Nachverbrennungs-Abluftleitung (10) zum Wärmetausch mit der Prozeß-Abluft in die Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung (4,7) mündet, und zwischen dem Wärmetauscher (6) und der Nachverbrennungskammer (9) eine Nachheizeinrichiung (8), vorzugsweise eine elektrische Heizeinrichtung, eingeschaltet ist.12. The device according to claim 11, characterized in that the heating device in the post-combustion chamber supply air line (4,7), a heat exchanger (6) into which the post-combustion exhaust duct (10) for heat exchange with the process exhaust air in the Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung (4,7) opens, and between the heat exchanger (6) and the post-combustion chamber (9) a Nachheizeinrichiung (8), preferably an electric heater is turned on. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverbrennungskammer (9) einen Oxidationskatalysator enthält.13. The apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the post-combustion chamber (9) contains an oxidation catalyst. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nachverbrennungskammer-Abluftleitung (10,14,16) nach dem Wärmetauscher (6) zur Erwärmung der Prozeß-Abluft in der Nachverbrennungskammer-Zufuhrleitung (4,7) ein weiterer Wärmetauscher (15) für Wärmetausch mit der Prozeß-Zuluft oder -Umluft des Verfahrens, aus dem die Prozeß-Abluft stammt, eingeschaltet ist.14. Device according to claims 11 to 12, characterized in that in the post-combustion chamber exhaust duct (10,14,16) after the heat exchanger (6) for heating the process exhaust air in the afterburner chamber supply line (4,7) another Heat exchanger (15) for heat exchange with the process supply air or -Ueiluft the process from which the process exhaust air comes, is turned on. 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverbrennungskammer-Zuluftleitung (4,7) eine Einrichtung zum Zumischen von Frischluft (5) zu der in ihr geführten Prozeß-Abluft aufweist.15. Device according to claims 11 to 14, characterized in that the post-combustion chamber supply air line (4,7) comprises means for admixing fresh air (5) to the guided in their process exhaust air. 16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (17,20) besitzt, die das Verhältnis von in die Prozeß-Zuluft oder -Umluft zurückgeführter und an die Umgebung abgegebener Nachverbrennungskammer-Abluft regelt.16. Device according to claims 14 and 15, characterized in that it has a device (17,20), which regulates the ratio of returned to the process supply air or -Ueiluft and discharged to the environment after-combustion chamber exhaust air. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinrichtung (17,20) das Verhältnis in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der Prozeß-Luft (18) regelt.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the regulating device (17,20) controls the ratio as a function of the oxygen content of the process air (18).
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