DE102008029431A1

DE102008029431A1 - Vorrichtung zur Lösemittelrückgewinnung

Info

Publication number: DE102008029431A1
Application number: DE102008029431A
Authority: DE
Inventors: Rainer Härle; Stephan Krauss
Original assignee: Prinovis Ltd and Co KG
Current assignee: PRINOTEC GMBH, 90471 NUERNBERG, DE
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2009-12-24
Also published as: US8407916B2; US20110000258A1; EP2304360A1; WO2009155888A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lösemittelrückgewinnung aus einem Lösemittel-Gasgemisch aus der Abluft von Druck-, Lackier- oder sonstigen Lösemittel verarbeitenden Anlagen, wobei aus einem wenigstens ein Öl enthaltenden Lösemittel-Gasgemisch durch einen Wärmetauscher 2 das Lösemittel-Gasgemisch auf eine Temperatur unterhalb der niedrigeren Kondensationstemperatur des Öles des Lösemittelgemisches abkühlt, wobei vor dem Wärmetauscher 2 ein weiterer, zweiter Wärmetauscher 3 vorgeschaltet ist, der das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur eines im Gemisch enthaltenen Öles abkühlt und beide Wärmetauscher 2, 3 eine Rückgewinnungseinheit bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lösemittelrückgewinnung aus einem Lösemittel-Gasgemisch, wie es z. B. in Druckereien, Lackierereien, Beschichtereien und dergleichen besteht. Das Lösemittel-Gasgemisch weist wenigstens ein Öl auf und wird durch einen Wärmetauscher auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des wenigstens einen Öls abgekühlt.
Eine derartige Vorrichtung ist aus EP 944423 B1 bekannt. Diese Vorrichtung zielt darauf ab, die Abluft von Trocknereinrichtung und Maschinenkapsel von Offset-Maschinen zu reinigen. Dabei wird die Abluft durch einen Verflüssiger zur Auskondensation der in der Abluft enthaltenen Zusatzstoffe oder Verunreinigungen und durch wenigstens ein Abscheiderelement zur weiteren Reinigung der Abluft hindurchgeleitet. Durch geschickte Konditionierung der Luftparameter der zur Zurückführung zu den Trocknern- und Maschinenkapseln vorgesehenen gereinigten Abluft ist es möglich, das Arbeitsplatzklima zu verbessern und Emissionen in die Umwelt zu reduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß eine so hocheffiziente Rückgewinnung von Ölen aus dem Lösemittel-Gasgemisch möglich ist, so daß aus dem Verfahren gewonnene Öle wieder in den Farb-Produktionskreislauf eingeführt werden können. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst, weiterbildende Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–26, ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Lösemittelrückgewinnung ist in den Verfahrensansprüchen 27 ff. beschrieben.
Die Erfindung setzt zunächst bei der Erkenntnis an, daß es aus Umwelt- und Kostengründen vorteilhaft sein kann, insbesondere teuere synthetische Öle, die in einem Lösemittel-Gasgemisch aus der Abluft von Druck- oder Lackiermaschinen enthalten sind, nicht einem umweltschädlichen Verbrennungsvorgang zuzuführen, wie dies bislang üblich ist, sondern die Abluft einerseits von solchen Ölrückständen zu reinigen, um sie dann im Verfahren weiterzuverwenden und die Öle wieder zu gewinnen, um sie einem Farbherstellungsvorgang wieder zuführen zu können. Dazu ist in der Vorrichtung vor dem üblichen Wärmetauscher wenigstens ein weiterer zweiter Wärmetauscher vorgeschaltet, der das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur eines im Gemisch enthaltenen Öls abkühlt, wobei beide Wärmetauscher eine Rückgewinnungseinheit bilden.
In vorteilhafter Weise ist in die Rückgewinnungseinheit ein dritter Wärmetauscher integriert, der dem zweiten Wärmetauscher vorgeschaltet ist und das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur des den höheren Kondensationspunkt aufweisenden Öles im Lösemittel-Gasgemisch abkühlt. Dadurch ist es möglich, in einer ersten Abscheiderstufe z. B. mineralische Öle auszuscheiden, die den überwiegenden Anteil des Ölsgehaltes eines Lösemittel-Gasgemisches ausmachen. In einer zweiten Stufe werden dann weit wertvollere synthetische Öle heraussepariert, in einer dritten Stufe (erster Wärmetauscher) Restölbestandteile und Wasser. Die aus den Wärmetauscherstufen abgezogene Abluft geht in einen Agglomerator und Tröpfchenfänger, um Aerosole auszufiltern, damit die Abluft zumindest zum Teil unter Einhaltung der TA-Luft auch in die Umwelt abgegeben werden kann. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erstmals mit Druckmaschinen eine gezielte Rückgewinnung von Lösungsmittelölen möglich, wobei sowohl mineralische, als auch synthetische Öle von vornherein so sauber getrennt werden, daß sie einem Farbproduktionsprozeß zugeführt werden können.
Die Rückgewinnungsqualität wird durch Patentanspruch 4 weiterverbessert, wobei Tröpfchenabscheider prinzipiell bekannt sind.
Besonders gut einsetzbar ist die Vorrichtung dann, wenn der Rückgewinnungseinheit eine Trocknereinheit vorgeschaltet ist, die während des Trocknungsprozesses ein gasförmiges Trocknungsmedium und ein Lösemittel-Gasgemisch mit den wenigstens zwei Ölen anreichert.
Zumindest ein Teil des für den Trocknungsprozesses verwendeten Trocknungsmediums kann das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine sein, wobei die aus der Verbrennungskraftmaschine resultierende mechanische Energie zumindest teilweise zum Betrieb der Rückgewinnungseinheit und/oder der Trocknereinheit verwendet werden kann, so daß sich ein weitgehend integriertes, geschlossenes System ergibt. Da es sich bei der Trocknereinheit des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht wie im Stand der Technik um einen weit verbreiteten integrierter Trockner (Verbrennung des diffundierenden Lösemittels innerhalb des Trockners zur Nutzung der bei der Verbrennung erzeugten Wärme zur Trocknung der Papierbahn) handelt, kann hier eine Verbrennungskraftmaschine mehrere Funktionen innerhalb des Verfahrens erfüllen. So kann einerseits die mechanische Energie zur Erzeugung von Strom, der wiederum für den Gesamtprozeß (Pumpen) verwendet werden kann und andererseits auch die Abgase der Verbrennungskraftmaschine zur Trocknung der Papierbahnen verwendet werden. Die Verbrennungskraftmaschine kann sowohl als Strömungsmaschine (Gasturbine) oder als Verbrennungsmotor (Hubkolbenmotoren, Kreiskolbenmotoren, Drehhubmotoren) ausgebildet sein. Die Wahl der Verbrennungskraftmaschine kann hierbei an der Größe der Druckerei und nach dem damit einhergehenden Trocknungsgas- und/oder Energiebedarf ausgelegt werden.
Zumindest ein Teil des Abgases der Verbrennungskraftmaschine kann einer Absorptionskältemaschine zugeführt werden, die daraus resultierende Kühlleistung läßt sich mit Vorteil zur Unterstützung des Betriebes der Rückgewinnungseinheit zur Kühlung weiterer Maschinen und/oder Klimatisierung des Betriebsgebäudes einer Druckerei verwenden. Dadurch, daß ein Teil des Abgases der Verbrennungskraftmaschine über eine Absorptionskältemaschine in Kühlleistung umgewandelt werden kann, ist für die Rückgewinnungseinheit im Idealfall „keine externe Energie” zum gezielten Einstellen der Temperaturen in den Wärmetauschern notwendig. Schließlich kann das der Absorptionskältemaschine zugeleitete Abgas derart gesteuert und geregelt werden, daß dieses eine Regelgröße für die Rückgewinnungseinheit (also für die Wärmetauscher), der Maschinenkühlung und/oder der Gebäudeklimatisierung dienen. Insbesondere die Steuerung und Regelung der Temperatur der Wärmetauscher ist dann notwendig, wenn der die Wärmetauscher durchsetzende Volumenstrom an aus den Trocknern abgeleiteten Gasen sich verändert. Die Steuerung und Regelung der Temperatur der Wärmetauscher indirekt über die zugeleiteten Abgase an die Absorptionskältemaschine (welche die Rückgewinnungseinheit mit Kalte versorgt) stellt eine sowohl technisch als auch konstruktiv einfache Steuerung und Regelung dar.
Die Ansprüche 11–13 befassen sich mit der Führung und Behandlung der innerhalb der Vorrichtung verwendeten Luftströme, weitere Vorrichtungsansprüche beziehen sich auf eine besonders vorteilhafte Kombination von Wärmetauschern, Agglomeratoren, Trocknereinheiten und Wärmekraftmaschine.
In Weiterbildung der Erfindung wird das aus der Rückgewinnungseinheit austretende Restgas zumindest teilweise als Prozeßgas der Trocknereinheit zugeführt und/oder zumindest teilweise unter Beimengung von Frischluft als Gebäuderaumluft verwendet. Beispielsweise kann die der Trocknereinheit zugeführte Prozeßluft als Sperrluft verwendet werden. Sperrgas wird in den Trocknereinheiten benötigt, um bei Durchführung einer Papierbahn durch die Trocknereinheit deren Eingangs- und Ausgangsbereich nach Art einer Schleuse derart zu verriegeln, daß möglichst kein innerhalb des Trockners befindliches Gas aus diesem austreten kann. Insbesondere bei der Verwendung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, das in der Regel einen beträchtlichen Anteil an CO₂ enthält, ist es notwendig, dieses CO₂-haltige Gas nicht unkontrolliert aus der Trocknereinheit entweichen zu lassen. Da ferner das Restgas aus der Rückgewinnungseinheit immer noch eine Temperatur von 20–80°C aufweist, ist die Verwendung dieses Gases als Sperrgas innerhalb der Trocknereinheit gut geeignet, da dieses die Trocknereinheit und den darin stattfindenden Trocknungsprozeß nicht negativ beeinflußt. Alternativ oder zusätzlich kann das aus der Rückgewinnungseinheit austretende Restgas unter Beimengung eines sauerstoffhaltigen Mediums (beispielsweise Frischluft) zur Klimatisierung der Betriebsräume der Druckerei verwendet werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist wenigstens einer der Wärmetauscher mehrstufig aufgebaut, so daß dieser beispielsweise mehrere Platten umfaßt, wobei wenigstens die erste Stufe (Platte) des zweiten und/oder dritten Wärmetauschers mit dem jeweils innerhalb des jeweiligen Wärmetauschers auszukondensierenden Öls benetzt wird. Durch die Benetzung zumindest der ersten Stufe des Wärmetauschers dem auszukondensierenden Öls wird die Effektivität des Wärmetauschers erhöht. Eine derartige Benetzung zumindest einer Stufe eines Wärmetauschers kann grundsätzlich auch bei den Agglomeratoren angewandt werden.
Im Hinblick auf eine möglichst niedrige Gesamtenergiebilanz für die Gesamtvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens zwei parallel betriebenen Rückgewinnungseinheiten derart steuerbar sind, daß die Verweildauer des Lösemittel-Gasgemisches in der Trocknereinheit beeinflußbar ist. Eine Steuerung der Verweildauer des Lösemittel-Gasgemisches läßt sich einerseits durch die Auslegung und die zumindest parallele Schaltung der Rückgewinnungseinheiten erreichen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Gasspeicher vorgeschaltet sein, der das Lösemittel-Gasgemisch bei erhöhtem Lösemittel-Gasgemischaufkommen speichert und konstant der Rückgewinnungseinheit zuführt. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die parallel geschalteten Trocknereinheiten derart unterschiedlich ausgelegt sind, daß die bei den jeweiligen Trocknern im höchsten Effizienzbereich anfallenden Abgase zur entsprechend ausgelegten Rückgewinnungseinheiten zuleitbar ist.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Wärmetauscher derart einstellbar, daß das von ihm den Agglomeratoren und/oder Tröpfchenabscheider zugeführte Medium eine definierte Temperatur aufweist. Der erste, den Agglomeratoren und/oder Tröpfchenabscheider vorgeschaltete Wärmetauscher erfüllt damit eine Doppelfunktion, zum einen soll er das Wasser und die Restölanteile, welche nicht aus den vorgeschalteten Wärmetauschern herausgetrennt werden konnten, abscheiden und als zweite Funktion soll das aus ihm austretende Gas auf eine definierte Temperatur abkühlen. Vorzugsweise ist diese definierte Temperatur auf den effizientesten Arbeitsbereich der Agglomeratoren und/oder Tröpfchenabscheider abgestimmt.
Das Verfahren, so wie es in Ansprüchen 27 ff. beschrieben ist, sieht vor, daß das aus einer Trocknereinrichtung stammende Lösemittel-Gasgemisch zu einer Rückgewinnungseinheit geleitet wird und während der Hindurchführung des Lösemittel-Gasgemisches durch die in Reihe geschalteten Bestandteile der Rückgewinnungseinheit wenigstens zwei Öle aus dem Lösemittel-Gasgemisch auskondensiert werden und jeweils in einem Sammler gesammelt werden. Die Bestandteile der Ölrückgewinnungseinheit umfassen einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher, wobei das Lösemittel-Gasgemisch zur ersten durch den zweiten Wärmetauscher und anschließend durch den ersten Wärmetauscher durchgeführt wird. Während das Lösemittel-Gasgemisch durch den zweiten Wärmetauscher hindurchgeführt wird, wird dieses dort gezielt auf die Kondensationstemperatur eines Öles abgekühlt. Im anschließenden Durchlauf des Lösemittel-Gasgemisches durch den ersten Wärmetauscher wird das Lösemittel-Gasgemisch unterhalb der niedrigsten Kondensationstemperatur der wenigstens zwei Öle des Lösemittel-Gasgemisches abgekühlt.
In einer weiteren Ausbildung des Verfahrens wird bevor das Lösemittel-Gasgemisch durch den zweiten Wärmetauscher hindurchgeführt wird, durch einen dem zweiten vorgeschalteten dritten Wärmetauscher durchgeleitet. Dieser Wärmetauscher kühlt das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur des den höheren Kondensationspunkt aufweisenden Öles ab, so daß das dort abgeschiedene Öl separat von dem des zweiten Wärmetauschers in einem Behältnis gesammelt werden kann.
Insbesondere ein Verfahren, in dem das aus der Ölrückgewinnungseinheit austretende Gas zumindest zum Teil als Sperrgas für einen Trockner und/oder als Raumluft verwendet wird, ist hierbei vorteilhaft. Damit wird es ermöglicht, einen Gasführungskreislauf zumindest für einen Anteil des Gases zu schließen, so daß das ursprüngliche Trocknungsgas innerhalb des Trockners mit Lösemitteln angereichert wird, von dem Trockner in die Ölrückgewinnungseinheit geführt wird und dort von den Ölbestandteilen getrennt wird und nach der Ölrückgewinnungseinheit zumindest anteilig als Stützgas oder Sperrgas innerhalb der Trocknereinheit „wiederverwendet” kann. Hierbei bedeutet Stützgas, ein Gas innerhalb der Trocknereinheit, die zur Abstützung einer Papierbahn dient und nur in zweiter Funktion für die Trocknung der Papierbahn herangezogen wird. Da die Trocknung für das Stützgas zweitrangig ist, kann dieses auch eine niedrigere Temperatur aufweisen.
Das für den Trockner verwendete Trocknungsgas kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren von als das Abgas einer Kraftverbrennungsmaschine sein. Durch die hohe Temperatur des Abgases, das aus der Kraftverbrennungsmaschine austritt, eignet sich dieses gut zur Trocknung eines Mediums (Papierbahn) innerhalb des Trockners.
Ein weiterer Energiekreis läßt sich dadurch schließen, indem zumindest ein Teil des Abgases der Kraftverbrennungsmaschine einer Absorptionskältemaschine zugeleitet wird, die mit der aus ihr gewonnen Kälteleistung/Kälteenergie den ersten, zweiten, dritten Wärmetauscher und/oder Gebäudebereiche mit Kälteenergie versorgen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen
1 ein schematisches Blockschaltbild, in der eine Lösemittelrückgewinnungseinheit innerhalb eines Druckereitrocknungsprozesses eingebunden ist;
2 ein schematisches Blockschaltbild gemäß 1, in der die Lösemittelrückgewinnungseinheit und die Verwendungsmöglichkeiten des aus dieser austretenden Gase detailliert dargestellt ist;
3 ein schematisches Blockschaltbild eines detailliert dargestellten Wärmetauschers der Ölrückgewinnungseinheit;
4 ein schematisches Blockschaltbild zu den Verwendungsmöglichkeiten des Gases innerhalb der Gesamtvorrichtung.
In Zeichnungsfiguren 1 und 2 sind Wärmetauscher 2, 3, 4 einer Lösemittelrückgewinnungseinheit 5 dargestellt. Die Wärmetauscher 2, 3, 4 sind in Reihe geschaltet, so daß das Lösemittel-Gasgemisch zuerst den dritten Wärmetauscher 4, danach den zweiten Wärmetauscher 3, anschließend den ersten Wärmetauscher 2 und letztlich einen Agglomerator oder Tröpfchenabscheider 6 durchlaufen muß. Der dritte Wärmetauscher 4 kühlt das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur des den höheren Kondensationspunkt aufweisenden Öles ab und sammelt damit das höher kondensierende Öl in einem ersten Behältnis 7. Der zweite Wärmetauscher 3 kühlt das aus dem dritten Wärmetauscher 4 austretende Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur des noch im Lösemittel-Gasgemisch befindlichen Öles herab, so daß am zweiten Wärmetauscher 3 ein weiteres Öl abgeschieden wird, das in einem separaten zweiten Behälter 8 gesammelt wird.
Die Vorrichtung 1 ist vorteilhafterweise mit zwei Lösemittelrückgewinnungseinheiten 5 ausgestattet, die zueinander parallel geschaltet in den Gasführungsprozeß integriert sind. Dadurch kann beispielsweise ein Wärmetauscher 2, 3, 4 der ersten Lösemittelrückgewinnungseinheit 5 gewartet oder ausgetauscht werden während der Lösemittel-Gasgemischbehandlungsprozeß über die zweiten Lösemittelrückgewinnungseinheit 5' unverändert fortgesetzt werden kann.
Die Gesamtvorrichtung 1 zeichnet sich insbesondere durch eine der Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5' vorgeschalteten Trocknungsanlage 9 aus, die wiederum aus mehreren Trocknereinheiten 10, 10', 10'' besteht. In den Trocknereinheiten kann beispielsweise eine bedruckte Papierbahn (nicht dargestellt) getrocknet werden. Die aus dem Trocknungsprozeß der bedruckten Papierbahn aus den Druckfarben stammenden Lösemittel reichern das Trocknungsmedium (Gas) an und wird der Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5' zugeführt, um die einzelnen Ölbestandteile des Lösemittel-Gasgemisches auszuscheiden. Als Trocknungsmedium für die Trocknungsanlage 9 wird dabei das Abgas 11 einer Verbrennungskraftmaschine 12 verwendet. Das durch den Verbrennungsprozeß der Verbrennungskraftmaschine 12 temperierte Abgas 11 eignet sich als Trocknungsmedium zur Trocknung der Papierbahn. Die aus der Verbrennungskraftmaschine 12 resultierende mechanische Energie kann beispielsweise über einen Generator 13 zur Erzeugung von elektrischer Energie 14 herangezogen werden und diese elektrische Energie kann zum Betrieb der Rückgewinnungseinheit 5, 5', der Trocknungsanlage 9 und/oder weiteren technischen Einrichtungen der Vorrichtung 1 verwendet werden.
Ein Teil des Abgases 11 der Verbrennungskraftmaschine 12 kann zur weiteren Optimierung der Gesamtenergiebilanz einer Absorptionskältemaschine 15 zugeführt werden. Die aus der Absorptionskältemaschine 15 resultierende Kühlleistung/Kühlenergie 16 wird dabei den Wärmetauschern 2, 2', 3, 3', 4, 4', der Ölrückgewinnungseinheit 5, 5', zur Kühlung weiterer Maschinen 17 und/oder zur Klimatisierung von Gebäudeteilen denen zugeleitet. Darüber hinaus kann über ein Steuer- oder Regelglied 18 die Verteilung des Abgases 11 der Verbrennungskraftmaschine 12 anteilig an die Trocknungsanlage 9, die Absorptionskältemaschine 15 oder der Umwelt vorgeschalteten Abgasreinigungsanlage (nicht dargestellt) zugeleitet werden. Durch ein derartiges Steuer- oder Regelglied 18 und/oder ein weiteres Steuer- oder Regelglied (nicht dargestellt), das zur Verteilung der Kälteleistung 16 der Absorptionskältemaschine 15 an die Wärmetauscher 2, 2', 3, 3', 4, 4' verwendet wird, kann damit eine Teilregelung der Leistung zumindest von Teilen der Gesamtvorrichtung 1 vollzogen werden. Beispielsweise kann ein sich verändernder Abgas-/Trocknungsbedarf der Trocknereinheit 10, 10', 10'' durch die beiden oder durch eines der Steuer- oder Regelglieder 18 kompensiert werden. Grundsätzlich kann die Trocknungsmediumszuführung zu der Trocknungsanlage 9 in Volumen und/oder Temperatur variabel sein, insbesondere durch Beimengung von Frischluft kann dies auf einfache Weise eingesteuert werden. Das aus der Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5' austretende Restgas 19 wird zumindest teilweise aus dem System (dem industriellen Prozeß) in die Umwelt 20 abgegeben. Ferner kann ein der Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5' nachgeschaltetes Steuer-/Regelglied 21 das aus der Rückgewinnungseinheit 5, 5' austretende Restgas 19 ganz oder teilweise wieder als Prozeßluft der Trocknungsanlage 9 zuführen und/oder zumindest teilweise unter Beimengung von Frischluft und/oder durch den Kühloutput 16 der Absorptionskältemaschine 15 behandelte Frischluft weiteren Maschinen 17 und/oder Gebäudeteilen 23 (Raumklimatisierung) zugeführt werden.
Das aus der Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5' austretende Gas 19 wird durch einen Nachkühler 24 geführt und innerhalb der Trocknungsanlage 9 zumindest teilweise als Sperrgas 25 und/oder als Stützgas 26 verwendet werden. In Zeichnungsfigur 1 ist das den Trocknereinheiten 10, 10', 10'' zugeführte Gas 19 das als Sperrgas 25 und/oder Stützgas 26 verwendet wird, dargestellt. Hierbei ist erkennbar, daß dem Gas 19 für diese Anwendungen Frischluft 22 beigemengt sein kann. Als Sperrgas 25 wird innerhalb des Trocknungsprozesses das Gas verstanden, das eingangs- und ausgangsseitig der Papierbahnführung in der Trocknereinheit 10, 10', 10'' dafür verwendet wird, daß weiteres Gas (z. B. Trocknungsgas) der Trocknungsanlage 9 nicht aus dieser austreten kann. Das Sperrgas 25 hat damit eine Schleusenfunktion. Das Stützgas 26 wird verwendet, um die Papierbahn „schwebend” zu lagern und ein Wiederlager für eine verstärkt auf die Papierbahn wirkende Trocknungsgasbeaufschlagung zu bilden.
In Zeichnungsfigur 3 ist ein Wärmetauscher 2, 2', 3, 3', 4, 4' der Gesamtvorrichtung detaillierter dargestellt. Hierbei ist erkennbar, daß dieser beispielsweise aus drei Stufen 27, 28, 29 besteht. Derartige Stufen 27, 28, 29 können beispielsweise plattenförmig ausgebildet sein und dienen dazu, daß an ihnen sich das auszukondensierende Öl anlagert und zu einem Sammelbehälter 7, 8 zugeführt wird. Um den Effizienzgrad der Wärmetauscher 2, 2', 3, 3', 4, 4' zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn eine Benetzung zumindest der ersten Stufe 27 des zweiten oder dritten Wärmetauschers 3, 3', 4, 4' mit dem jeweils auszukondensierenden Öl ausgeführt wird. Dies hierfür verwendete Öl kann entweder aus dem Sammelbehälter 7, 8 und/oder einem weiteren zusätzlichen Ölreservoir 30 entnommen werden. Dieses Verfahren kann auch für die Agglomeratoren und/oder Tröpfchenabscheider 6 verwendet werden. Durch die Benetzung zumindest der ersten Stufe 27 wird die Anlagerung ähnlichen Öles aus dem Lösemittel-Gasgemisch erleichtert.
Das in Zeichnungsfigur 2 dargestellte Steuer-/Regelglied 31 verteilt die aus der Trocknungsanlage 9 das austretende Lösungsmittelgasgemisch an die Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5'. Dabei ist bei der Verteilung darauf zu achten, daß die wenigstens zwei parallel betriebenen Ölrückgewinnungseinheiten 5, 5' derart angesteuert werden, daß die Verweildauer des Lösemittel-Gasgemisches in der Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5' beeinflußbar ist. Beispielsweise können die beiden parallel geschalteten Lösemittelrückgewinnungseinheiten 5, 5' unterschiedlich dimensioniert sein und damit eine unterschiedliche Leistungsfähigkeit im Punkte Lösemittelrückgewinnung haben. Insbesondere dann kann je nach Menge des zu behandelnden Lösemittel-Gasgemisches die oder beide Lösemittelrückgewinnungseinheiten 5, 5' verwendet werden, um einen definierten Volumenstrom bzw. eine definierte Verweildauer des Lösemittel-Gasgemisches in der Rückgewinnungseinheit 5, 5' zu gewährleisten. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß ein zu rasches Durchführen von Lösemittel-Gasgemisch durch die Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5' die Effektivität der Rückgewinnungseinheit 5, 5' wesentlich beeinträchtigt.
Insbesondere die Steuerung und Regelung des ersten Wärmetauschers 2, 2' ist bedeutsam, da dieser die Abgabetemperatur des ihn durchlaufenden Gases wesentlich prägt. Die Effektivität des Agglomerators und/oder Tröpfchenabscheider 6 ist wiederum von der Temperatur des ihn durchlaufenden Gases abhängig. Damit ist der erste Wärmetauscher 2, 2' gegebenenfalls durch die Kühlleistungszuleitung 16 der Absorptionskältemaschine 15 derart zu steuern und zu regeln, daß das ihn verlassende Gas eine definierte, auf den Agglomerator und/oder Tröpfchenabscheider 6 abgestimmte Temperatur aufweist.
In Zeichnungsfigur 5 sind weitere Verwendungsmöglichkeiten des Gases innerhalb der gesamten Anlage nochmals schematisch dargestellt, dabei wird das Abgas 11 der Verbrennungskraftmaschine 12 den Trocknungsdüsen, Stützgasdüsen (Stützgas 26) und/oder den Sperrgasdüsen (Sperrgas 25) zugeführt. Das aus diesen jeweiligen Düsen abgegebene Gas wird den Wärmetauschern 2, 2', 3, 3', 4, 4' der Lösemittelrückgewinnungseinheit 5, 5' zugeführt und nach deren Durchlauf zur Verwendung als Stützgas 26, Sperrgas 25 als Fortluft (Umwelt 20) und/oder durch Beimengung von Frischluft 22 als Raumluft für die Gebäude 23 verwendet. Insbesondere durch die Rückkoppelung des Abgases 19 zu den Stützgasdüsen oder den Sperrgasdüsen wird trotz intensiver Verwendung von Trocknungsgas, Stützgas und Sperrgas gegenüber dem Stand der Technik ein insgesamt wirtschaftliches System erreicht. Dies bedeutet, daß mit einer derartigen Gasrückführung „gasverschwenderischere” Trocknertypen für den (beispielsweise Druckereibetrieb) Papiertrocknungsprozeß verwendet werden können.
Bei Verwendung des Gases 19 für die Stützgasdüsen oder für die Sperrgasdüsen kann dem Gas 19 Abgas 11 der Verbrennungskraftmaschine 12 beigemengt werden.

1: Vorrichtung
2, 2': Wärmetauscher (erster)
3, 3': Wärmetauscher (zweiter)
4, 4': Wärmetauscher (dritter)
5, 5': Lösemittelrückgewinnungseinheit
6: Agglomerator/Tröpfchenabscheider
7: Behälter
8: Behälter
9: Trocknungsanlage
10, 10', 10'': Trocknereinheit
11: Abgas v. 12
12: Verbrennungskraftmaschine
13: Generator
14: Strom
15: Absorptionskältemaschine
16: Kühlleistung
17: Maschinen
18: Steuer-/Regelglied
19: Gas
20: Umwelt
21: Steuer-/Regelglied
22: Frischluft
23: Gebäude
24: Nachkühler
25: Sperrgas
26: Stützgas
27: Stufe 1 v. 10
28: Stufe 2 v. 10
29: Stufe 3 v. 10
30: Ölreservoir
31: Steuer-/Regelglied

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 944423 B1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Lösemittelrückgewinnung aus einem Lösemittel-Gasgemisch aus der Abluft von Druck-, Lackier- oder sonstigen Lösemittel verarbeitenden Anlagen, wobei aus einem wenigstens ein Öl enthaltenden Lösemittel-Gasgemisch durch einen Wärmetauscher (2) das Lösemittel-Gasgemisch auf eine Temperatur unterhalb der niedrigeren Kondensationstemperatur des Öles des Lösemittelgemisches abkühlt, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Wärmetauscher (2) ein weiterer, zweiter Wärmetauscher (3) vorgeschaltet ist, der das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur eines im Gemisch enthaltenen Öles abkühlt und beide Wärmetauscher (2, 3) eine Rückgewinnungseinheit bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel-Gasgemisch wenigstens zwei Öle mit unterschiedlichen Kondensationstemperaturen enthält und der zweite, dem ersten vorgeschaltete Wärmetauscher (3) das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur des temperaturhöher kondensierenden Öles abkühlt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückgewinnungseinheit einen dritten Wärmetauscher (4) umfaßt, der dem zweiten Wärmetauscher vorgeschaltet ist und das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur des den höheren Kondensationspunkt aufweisenden Öles abkühlt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückgewinnungseinheit (5) einen Agglomerator und/oder einen Tröpfchenabscheider (6) umfaßt, der dem ersten Wärmetauscher (2) nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens zwei parallel geschaltete Rückgewinnungseinheiten (5) umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückgewinnungseinheit (5, 5') eine Trocknereinheit (10, 10', 10'') vorgeschaltet ist, die während des Trocknungsprozesses ein gasförmiges Trocknungsmedium und ein Lösemittel-Gasgemisch mit den wenigstens zwei Ölen anreichert.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des für den Trocknungsprozeß verwendeten Trockungsmediums das Abgas (11) einer Verbrennungskraftmaschine (12) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Verbrennungskraftmaschine (12) resultierende mechanische Energie zumindest teilweise zum Betrieb der Rückgewinnungseinheit (5, 5') und/oder der Trocknereinheit (10, 10', 10'') verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Abgases (11) der Verbrennungskraftmaschine (12) einer Absorptionskältemaschine (15) zugeführt wird und die daraus resultierende Kühlleistung (16) zumindest zur Unterstützung des Betriebs der Rückgewinnungseinheit, zur Kühlung weiterer Maschinen (17) und/oder zur Klimatisierung von Gebäuden verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das der Absorptionskältemaschine (15) zugeleitete Abgas (11) als Regelgröße für die Rückgewinnungseinheit (5, 5'), der Maschinenkühlung (17) und/oder der Gebäudeklimatisierung dient.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung der Abgase (11) der Verbrennungskraftmaschine (12) zur Absorptionskältemaschine (15) derart regelbar ist, daß ein veränderlicher Abgas-/Trocknungsmediumsbedarf der Trocknereinheit (10, 10', 10'') durch die Absorptionskältemaschine (15) kompensierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsmediumszuführung zu der Trocknereinheit (10, 10', 10'') in Volumen und/oder Temperatur durch Beimengung von Frischluft variabel einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Rückgewinnungseinheit (5, 5') austretende Restgas zumindest teilweise aus dem System in die Umwelt freisetzbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Rückgewinnungseinheit (5, 5') austretende Restgas (19) zumindest teilweise als Prozeßluft der Trocknereinheit (10, 10', 10'') zuführbar ist wird und/oder zumindest teilweise unter Beimengung von Frischluft (22) der Gebäuderaumluft beimengbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die der Trocknereinheit zugeführte Prozeßluft zumindest teilweise als Sperrgas (25) verwendbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die der Trocknereinheit (10, 10', 10'') zugeführte Prozeß- oder Sperrluft ein sauerstoffhaltiges Medium beimengbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Wärmetauscher (2, 3, 4) mehrstufig aufgebaut ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine erste Stufe (27) des zweiten und/oder dritten Wärmetauschers (3, 3', 4, 4') mit dem jeweils auszukondensierenden Öls benetzbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeratoren (6) mit zumindest einem der dort abzuscheidenden Öle benetzbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5–19, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei parallel betriebenen Rückgewinnungseinheiten (5, 5') derart steuerbar sind, daß die Verweildauer des Lösemittel-Gasgemisches in der Rückgewinnungseinheit (5, 5') beeinflußbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei abzuscheidenden Öle ein mineralisches und ein synthetisches Öl umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Lösemittelrückgewinnung in einem Kreislauf einer im Rollen-Off-Set-Betrieb arbeitenden Druckerei eingebunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wärmetauscher ein Luft-Wasserwärmetauscher ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wärmetauscher derart einstellbar ist, daß das von ihm den Agglomeratoren und/oder Tröpfchenabscheider (6) zugeführte Medium eine definierte Temperatur aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknereinheit wenigstens zwei parallel arbeitende Trockner umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und/oder dritte Wärmetauscher (3, 3', 4, 4') als Luft/Luft-Wärmetauscher mit Kaltwasserregelung ausgebildet ist.
Verfahren zur Rückgewinnung wenigstens eines Lösemittels aus einem aus einem Trocknungsprozeß einer Druckereimaschine resultierenden Lösemittel-Gasgemisches mit folgenden Verfahrensschritten: – Ableiten eines aus einer Trocknereinrichtung stammenden Lösemittel-Gasgemisches zu einer Rückgewinnungseinheit, – Hindurchführen des Lösemittel-Gasgemisches durch die in Reihe geschalteten Bestandteile der Rückgewinnungseinheit, aufweisend: – einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher, wobei – das Lösemittel-Gasgemisch zuerst durch den zweiten Wärmetauscher und anschließend durch den ersten Wärmetauscher durchgeführt wird und – das Lösmittel-Gasgemisch im zweiten Wärmetauscher gezielt auf die Kondensationstemperatur eines Öles abgekühlt wird und – im ersten Wärmetauscher des Lösemittel-Gasgemisches unterhalb der niedrigsten Kondensationstemperatur des wenigstens zwei Öle aufweisenden Lösemittel-Gasgemisches abgekühlt wird, – Sammeln des zumindest am zweiten Wärmetauscher abgeschiedenen Öles.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel-Gasgemisch vor dem Durchleiten in den zweiten Wärmetauscher durch einen dritten Wärmetauscher hindurchgeführt wird, der das Lösemittel-Gasgemisch gezielt auf die Kondensationstemperatur des den höheren Kondensationspunkt aufweisenden Öles abkühlt und das dort abgeschiedene Öl separat von dem des zweiten Wärmetauschers in einem Behältnis sammelt.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel-Gasgemisch nach dem ersten Wärmetauscher durch einen Agglomerator und/oder einen Tröpfchenabscheider hindurchgeführt wird und die dort abgeschiedenen Öle und Reste gesammelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27–29, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Rückgewinnungseinheit austretende Gas zumindest zum Teil als Sperrgas und/oder Stützgas für einen Trockner und/oder als Raumluft verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumluft ein Frischluftanteil beigemengt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27–31, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel-Gasgemisch einen durch einen Trockner hindurchgeführtes Abgas einer Kraftverbrennungsmaschine ist und die hohe Temperatur des Abgases zur Trocknung eines Mediums innerhalb des Trockners verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Abgases der Kraftverbrennungsmaschine einer Absorptionskältemaschine zugeleitet wird, die mit der aus ihr gewonnenen Kälteenergie den ersten, zweiten, dritten Wärmetauscher und/oder Gebäudebereiche mit Kälteenergie versorgt.