DE102011002721A1 - Behälterreinigungsanlage - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Behälterreinigungsanlage mit wenigstens einer Hauptreinigungsstufe und wenigstens einer Vorbehandlungsstufe beschrieben, die jeweils mit erwärmten Behandlungsflüssigkeiten arbeiten. Um eine derartige Behälterreinigungsanlage energetisch effektiv betreiben zu können, wird vorgeschlagen, dass die Hauptreinigungsstufe und die Vorbehandlungsstufe zur Versorgung mit Wärmeenergie über einen gemeinsamen Wärmekreislauf mit Vor- und Rücklauf an ein Blockheizkraftwerk angeschlossen sind, wobei die Vorbehandlungsstufe im Rücklauf nach der Hauptreinigungsstufe angeschlossen und als Rücklaufkühler betreibbar ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Behälterreinigungsanlage der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.
- Behälterreinigungsanlagen, beispielsweise Reinigungsanlagen für Mehrwegbehälter in der Getränkeindustrie, sind relativ energieaufwändig im Betrieb. Diese Behälterreinigungsanlagen enthalten meist eine Mehrzahl von Behandlungsstufen, in denen die Behälter mit Reinigungsmittel bzw. Reinigungslauge behandelt werden, wobei in den meisten Behandlungsstufen das Reinigungsmittel eine erhöhte Temperatur aufweisen muss. Da das Reinigungsmittel anschließend verworfen, d. h. dem Abwasser zugeführt wird, sind bereits Bestrebungen bekannt, beispielsweise aus der
DE 32 05 956 , diese Behälterreinigungsanlagen energiesparender, insbesondere Wärmeenergie sparender, zu betreiben. Der Ansatz für eine energiesparende Ausgestaltung liegt jedoch bei den bekannten Behälterreinigungsanlagen in der Rückgewinnung von Abwärme. Dagegen erfolgt die Erwärmung der Behandlungsflüssigkeiten auf konventionelle Art, d. h. beispielsweise durch eine brennstoffbefeuerte Heizeinrichtung oder dergleichen. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Behälterreinigungsanlage energiesparend zu betreiben.
- Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Blockheizkraftwerke mit ihrer Kraft-Wärme-Kupplung sind energetisch sehr sinnvoll, da sowohl elektrischer Strom als auch Wärme am Ort des Verbrauches erzeugt werden und die oft sehr hohen Übertragungsverluste vermieden werden. Bislang sind. Blockheizkraftwerke überwiegend zur Beheizung und zur Stromversorgung von Gebäuden eingesetzt worden, ein Einsatz für Prozessenergie wurde zwar auch schon realisiert, stößt jedoch aufgrund der Tatsache, dass Blockheizkraftwerke nur begrenzt bedarfsgerecht Energie bereitstellen können, auf enge Grenzen.
- Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Möglichkeit vorgeschlagen, eine dieser Grenzen zu umgehen. Blockheizkraftwerke können im Allgemeinen keine geringen Temperaturdifferenzen verarbeiten. Sie wären deshalb für Wärmekreisläufe zum Erwärmen einer Hauptreinigungsstufe bei einer Behälterreinigungsanlage nur bedingt geeignet, da nach dem Aufheizen der Behandlungsflüssigkeit in der Hauptreinigungsstufe der Rücklauf nur auf ca. 83°C abgekühlt ist. Das Blockheizkraftwerk kann jedoch dieses relativ gering abgekühlte Wärmemedium nur schlecht wieder verarbeiten. Durch die erfindungsgemäße Lösung, eine Vorbehandlungsstufe als Rücklaufkühler zu betreiben, kann die Rücklauftemperatur so weit abgesenkt werden, bevorzugt auf etwa 70°C oder weniger, dass das Blockheizkraftwerk den Rücklauf besser verarbeiten kann.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Die Versorgung der Hauptreinigungsstufe und/oder der Vorbehandlungsstufe über Wärmetauscher stellt die konstruktiv einfachste Möglichkeit dar. Um als Rücklaufkühler in optimaler Effektivität zu wirken, wird. der Wärmetauscher der Vorbehandlungsstufe auf eine vorbestimmte Temperaturerniedrigung bzw. auf eine vorbestimmte Ausgangstemperatur ausgelegt.
- Schließlich ist eine Umgehungsleitung des Wärmetauschers der Vorbehandlungsstufe sinnvoll, sollte für die Hauptreinigungsstufe eine Energiemenge benötigt werden, die größer als die übliche Energiemenge ist, so dass eine Rücklaufkühlung nicht erforderlich und/oder nicht effizient ist.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung hier erläutert.
-
1 zeigt ein Blockschema einer erfindungsgemäßen Behälterreinigungsanlage1 . Die Behälterreinigungsanlage1 enthält die üblichen Reinigungs- und Behandlungszonen, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nur die wesentlichsten Zonen gezeigt sind. Dies sind insbesondere eine Hauptreinigungsstufe2 , in der die Behälter, insbesondere Mehrwegbehälter für den Getränkeverkauf, einer Hauptreinigung unterworfen werden. Die Hauptreinigung erfolgt mittels einer Behandlungsflüssigkeit, insbesondere einer Hauptlauge, mit einer Temperatur von z. B. 80°C. Die Lauge kann als Tauchbad oder in irgendeiner anderen Form mit den Behältern in Kontakt gebracht werden. - Der Hauptreinigungsstufe
2 sind eine oder mehrere Vorbehandlungsstufen3 vorgeschaltet, in denen die Behälter durch Behandlungsflüssigkeit, wie beispielsweise ebenfalls eine Lauge oder einfaches Wasser, vorbehandelt, und zwar wiederum in jeder geeigneten Form, wie beispielsweise Tauchen oder Abspritzen oder Überschwallen oder dgl.. Gleichzeitig sollen die Behälter für die Behandlung in der Hauptreinigungsstufe2 vorgewärmt werden, so dass Thermospannungen vermieden werden können, die beispielsweise bei Glasbehältern zu einem erhöhten Glasbruch führen, und das Vorbehandlungsergebnis verbessert wird. - Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Vorbehandlungsstufen
3 vorgesehen, und zwar ein Vorweichbad3a und eine Vorlaugestufe3b . Die Betriebstemperaturen der beiden Vorbehandlungsstufen3 sind geringer als in der Hauptbehandlungsstufe2 und liegen beispielsweise in der Vorbehandlungsstufe3a bei etwa 40°C und in der Vorbehandlungsstufe3b bei etwa 65°C. - Die Behälterreinigungsanlage
1 enthält weiterhin ein Blockheizkraftwerk4 üblicher Konstruktion, das zumindest die Wärmeenergie für den Betrieb der Behälterreinigung bereitstellt und die Anlage gegebenenfalls auch mit elektrischem Strom versorgt. Das Blockheizkraftwerk4 ist zu diesem Zweck über einen Wärmekreislauf5 mit Vor- und Rücklauf5a ,5b mit der Behälterreinigungsanlage1 verbunden. In den Wärmekreislauf5 wird Wasser mit einer Temperatur von z. B. 90°C eingespeist. - Zum Erwärmen bzw. zum Aufrechterhalten der Temperatur der Hauptreinigungsstufe
2 ist die Hauptreinigungsstufe2 über einen Wärmetauscher6 mit dem Vorlauf5a des Wärmekreislaufs5 verbunden. Der Wärmetauscher6 kann von jeder beliebigen Konstruktion sein und ist über eine Pumpe7 und eine Kreislaufleitung7a mit der Hauptreinigungsstufe2 verbunden. Die Pumpe7 fördert die Behandlungsflüssigkeit der Hauptreinigungsstufe2 aus dem Behandlungsbereich durch den Wärmetauscher6 und wieder in den Behandlungsbereich zurück. Das Wärmemedium des Wärmekreislaufs5 wird dadurch auf z. B. 83°C abgekühlt, wobei diese Temperaturverringerung zu gering ist, um vom Blockheizkraftwerk4 effektiv verarbeitet zu werden. - Deshalb ist in den Rücklauf
5b des Wärmekreislaufs5 nach dem ersten Wärmetauscher6 ein weiterer Wärmetauscher8 eingeschaltet, der als Rücklaufkühler für das Wärmeträgermedium im Wärmekreislauf5 wirkt. Als Kühlmittel dienen die kühleren Behandlungsflüssigkeiten in der Vorbehandlungsstufe3 , insbesondere die Behandlungsflüssigkeit der Vorweichlauge in der Vorbehandlungsstufe3b , die mit ca. 65°C etwas kühler ist als der Rücklauf5b aus dem ersten Wärmetauscher6 . Auch der Wärmetauscher8 ist über eine Pumpe9 und eine Kreislaufleitung9a mit der Vorbehandlungsstufe3b verbunden. Auf diese Weise kann der Rücklauf des Wärmeträgermediums aus dem Wärmekreislauf5 auf einen Bereich zwischen 68°C bis 88°C, insbesondere etwa 70°C gekühlt werden, wobei dies zur Vorlauftemperatur von 90°C einen ausreichenden Temperaturabstand darstellt, wie er vom Blockheizkraftwerk4 besser verarbeitet werden kann. - Der zweite Wärmetauscher
8 wird bevorzugt mit einer Umgehungsleitung10 gekoppelt, durch die der Rücklauf aus dem ersten Wärmetauscher6 den zweiten Wärmetauscher8 umgehen kann, wenn der Rücklauf aus dem ersten Wärmetauscher6 , beispielsweise beim Aufheizen der Hauptreinigungsstufe2 , bereits ausreichend gekühlt wurde, um das Blockheizkraftwerk4 wirtschaftlich betreiben zu können. - Bevorzugt wird die Pumpe
9 je nach Rücklauftemperatur aus dem ersten Wärmetauscher6 gesteuert, so dass die Kühlwirkung, die der zweite Wärmetauscher8 auf das Wärmeträgermedium im Wärmekreislauf5 ausübt, den Temperaturverhältnissen bzw. dem Wärmebedarf der Hauptreinigungsstufe2 angepasst werden kann, um dem Blockheizkraftwerk immer Wärmeträgermedium zurückzuführen, das in einem vom Kraftwerk wirtschaftlich verarbeitbaren Temperaturbereich liegt. - Eine beispielhafte Behälterreinigungsanlage wird z. B. wie folgt betrieben. Die erste Vorbehandlungsstufe
3a wird mit etwa 40° und die zweite Vorbehandlungsstufe3b , die Vorwärmlauge mit etwa 65° betrieben, wobei sich in der zweiten Vorbehandlungsstufe3b 10,3 m3 Vorwärmlauge befinden. Die Hauptreinigung erfolgt bei 80°C, wobei sich in der Hauptreinigungsstufe56 ,24 m2 Lauge befinden. Durch die die Vorbehandlungs- und Hauptreinigungsstufen durchlaufenden Behälter werden beispielsweise aus dem Vorweichbad3a 308 kW an Wärmeenergie in die Vorlaugestufe3b verschleppt und aus dieser wird eine Wärmeenergiemenge von 171 kW in die Hauptreinigung verschleppt. - Der vom Blockheizkraftwerk
4 in den Wärmekreislauf5 eingespeiste Wärmeträger hat 90°C und wird mit 21 bis 24 m3/h bereitgestellt und verlässt den Wärmekreislauf5 mit 68 bis 88°C (Mittelwert 70,5°C). Durch den ersten Wärmetauscher6 wird der Wärmeträger auf 83°C abgekühlt. - Die Pumpenleistungen der Pumpen
7 und9 betragen 80 m3/h. - Die angegebenen Werte können jedoch je nach Maschinentyp bzw. je nach Art der zu reinigenden Behälter stark schwanken. So kann beispielsweise die Temperatur der Reinigungsflüssigkeit zwischen 58 und 85°C liegen.
- Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise beide Vorbehandlungsstufen als Rückkühler eingesetzt werden. Die Temperaturbereiche können den entsprechenden und erforderlichen Betriebstemperaturen der Hauptreinigungsstufe bzw. der Vorbehandlungsstufe(n) angepasst werden. Die oben angeführten Temperaturen können schwanken, je nach Typ des eingesetzten Blockheizkraftwerkes bzw. der eingestellten Temperaturen in der Reinigungsanlage.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 3205956 [0002]
Claims (5)
- Behälterreinigungsanlage (
1 ) mit wenigstens einer Hauptreinigungsstufe (2 ) und wenigstens einer Vorbehandlungsstufe (3 ), die jeweils mit erwärmten Behandlungsflüssigkeiten arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptreinigungsstufe (2 ) und die Vorbehandlungsstufe (3 ) zur Versorgung mit Wärmeenergie über einen gemeinsamen Wärmekreislauf (5 ) mit Vor- und Rücklauf (5a ,5b ) an ein Blockheizkraftwerk (4 ) angeschlossen sind, wobei die Vorbehandlungsstufe (3 ) im Rücklauf (5b ) nach der Hauptreinigungsstufe (2 ) angeschlossen und als Rücklaufkühler betreibbar ist. - Behälterreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der Hauptreinigungsstufe (
2 ) mit Wärmeenergie über einen Wärmetauscher (6 ) erfolgt. - Behälterreinigungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der Vorbehandlungsstufe (
3 ) mit Wärmeenergie über einen Wärmetauscher (8 ) erfolgt. - Behälterreinigungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (
8 ) der Vorbehandlungsstufe (3 ) auf eine vorbestimmte Temperaturerniedrigung des Wärmemediums im Wärmekreislauf (5 ) ausgelegt ist. - Behälterreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wärmekreislauf (
5 ) eine Umgehungsleitung (10 ) des Wärmetauschers (8 ) der Vorbehandlungsstufe (3 ) vorgesehen ist.
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