DE102013019126A1

DE102013019126A1 - Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms

Info

Publication number: DE102013019126A1
Application number: DE201310019126
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-05-07
Also published as: WO2015062570A2; WO2015062570A3

Abstract

Ein Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms umfasst die Schritte: – Bereitstellen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms; – Bereitstellen eines Agglomerationsmittels; – Einbringen des Agglomerationsmittels in den mit Lackoverspray verunreinigten Luftstrom; – Erzeugen von Agglomeraten aus Lackoverspray und Agglomerationsmittel; und – Abscheiden der Agglomerate aus dem Luftstrom.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms.
Ein solches Verfahren ist aus dem Stand der Technik zum Beispiel aus DE 10 2010 041 552 A1 , DE 10 2007 036 553 A1 oder DE 10 2010 051 085 A1 bekannt.
In DE 10 2010 041 552 A1 erfolgt die Reinigung nach dem Durchlassfilterprinzip, bei dem der kontaminierte Luftstrom durch einen Filter mit entsprechender Porenweite geführt wird. Um einer Verschmutzung der Filtermatten entgegenzuwirken, wird diese mit einem Filterhilfsmaterial, zum Beispiel Steinmehl, beaufschlagt. Ein Nachteil dieses Prinzips besteht darin, dass das Steinmehl kostenintensiv eingekauft und im kontaminierten Zustand entsorgt werden muss. Die Entsorgung stellt dabei eine zunehmend große Schwierigkeit dar. Insgesamt ist die für dieses Prinzip angewandte Verfahrenstechnik teuer und komplex, da Filtermatten und eine Steinmehl-Fluidisierung bereitgestellt werden muss. Zudem ist ein hoher Wartungs- und Instandhaltungsaufwand für die beweglichen Teile im Abscheider erforderlich.
In DE 10 2007 036 553 A1 ist eine Technologie basierend auf dem Prinzip der elektrostatischen Abscheidung beschrieben. Dabei wird der kontaminierte Luftstrom durch ein Abscheidemodul, welches aus einem unter Hochspannung stehenden und einem geerdeten Element besteht, hindurchgeleitet. Die Lackpartikel werden dabei aufgeladen und durch das gerichtete elektrische Feld zur geerdeten Platte gezogen. Die geerdete Platte wird mit einem Kühlmittel durchströmt, was die Kristallisation des sich im Luftstrom befindlichen Wassers auf der Oberfläche der Abscheideplatte bewirkt. Diese so erzeugte Eisschicht bindet das Lackmaterial und wirkt einem Verkleben entgegen. Zum Reinigen der Platte wird diese mit erwärmtem Kühlmedium durchströmt, so dass das Lack-Schmelzwasser-Gemisch in eine darunterliegende Auffangwanne abfließen kann.
Auch für dieses Prinzip ist eine durch die Kühlmittelversorgung und durch das Hochspannungsmodul teure und komplexe Verfahrenstechnik erforderlich. Auch der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand ist hoch. Zudem besteht eine Gefahr durch Hochspannung und Leckage der Kühlmittelversorgung.
Aus DE 10 2010 051 085 A1 wird der mit Lackoverspray kontaminierte Luftstrom an einem quer zur Strömungsrichtung verlegten Rohrbündel vorbeigeleitet, das nicht nur elektrostatisch aufgeladen, sondern an seiner Oberfläche zusätzlich mit einem Klebermaterial beschichtet ist. Die Reinigung erfolgt über eine längs den Rohren verschiebbare Lochplatte, welche die angelagerte Schicht aus Partikeln abschabt.
Auch mit diesem Prinzip ist aufgrund der Kühlmittelversorgung und des Hochspannungsmoduls eine teure und komplexe Verfahrenstechnik erforderlich. Zudem ist auch in diesem Fall der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand, insbesondere durch die im Luftkanal angeordneten und mit klebrigen Partikeln kontaminierten beweglichen Teile hoch.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms dahingehend weiterzubilden, dass sich die zu verwendende Technologie/Peripherie deutlich vereinfacht und sowohl der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand als auch mittels Energierückgewinnung der Energieverbrauch erheblich senkt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass sowohl vor als auch im Abscheideelement ein Agglomerationsvorgang herbeigeführt wird und so die Agglomerate bestehend aus Lackoverspray und Agglomerationsmittel über einen einfachen Massen Trägheitsabscheider, z. B. Massenträgheitsabscheider, abgeschieden werden können.
Ein weiterer Vorteil ist, dass ich in dem Abscheideelement keine beweglichen Teile befinden, die aufwändig gewartet und Instand gehalten werden müssten.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Teil der investierten elektrischen Leistung in Abwärme umgewandelt wird, welche im Serienlackierprozess regenerativ genutzt werden kann.
Im aktuellen Serienlackierprozess erwärmt sich die im Kreislauf geführte Luft und muss folglich nach der Abscheidung wieder gekühlt werden. Durch die vom Schnee eingebrachte Kälteenergie wird hierbei Kühlleistung eingespart.
Ein weiterer Vorteil ist, dass eine externe Abhängigkeit gegenüber Zulieferern von Additiven entfällt und somit zeitoptimiert gearbeitet werden kann.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Agglomerationsmittel Schneematerial, das in beliebiger Weise hergestellt werden kann, z. B. durch eine Schneelanze, und mit den nachfolgenden Eigenschaften als gegeben vorausgesetzt wird:

– nötige Anzahl sehr feiner Schneepartikel
– mit größtmöglicher Kollisionsoberfläche
– bei optimalem Folgevermögen innerhalb der Luftströmung (laminar/turbulent) und
– mit der erforderlichen Schneestabilität

Der Begriff „Agglomeration” bedeutet für die vorliegende Erfindung: im weitesten Sinne jede übliche Form der Agglomeration zusätzlich aber auch jede Form der Zusammenfügung, Vereinigung, Verschmelzung, Anhaftung oder chemische oder physikalische Verbindung von Substanzen in gleichen oder unterschiedlichen Aggregatzuständen. Gleiches gilt für den Begriff „Agglomerationsmittel”.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird der mit Lackoverspray verunreinigte Luftstrom in Turbulenz (z. B. als turbulente Scherschicht, dreidimensionale Rotations-Drall-Strömung o. ä.) versetzt. Hierfür bedarf es einer entsprechenden Peripherie, welche ein Optimum an Turbulenzintensität, ein Maximum an Agglomerationsmechanismen und einen minimalen Verschmutzungsgrad zur Folge hat.
Das Agglomerationsmittel, das in der bevorzugten Ausführungsform Schneematerial ist, wird in die Turbulenz eingebracht. Das Einbringen des Agglomerationsmittels bzw. Schneematerials ist abhängig von der Schneestabilität im Luftstrom und vom Ort der für den Prozess optimalsten Turbulenzintensität bei einer Ausnutzung der maximal möglichen Anzahl an Agglomerationsmechanismen. Nach dem Eintritt in den Agglomerationsbereich vermischen sich die Partikelströme und es kollidieren Agglomerationsmittel und Lackoverspray miteinander. In Abhängigkeit der die Kollision herbeiführenden Kräfte kommen die unterschiedlichsten Mechanismen zum Einsatz, welche eine Partikelagglomeration hervorrufen. Durch verschiedenste physikalische, chemische und auch mechanische Bindungsmechanismen haftet der Lackoverspray schließlich am Schneematerial.
Es erfolgen ebenso Agglomerationseffekte mit den entsprechenden Agglomerationsmechanismen in laminaren Strömungsbereichen. Eine Untersuchung der Schneebeschaffenheit und des Agglomerationscharakters bildet die Basis der anschließenden Kanaldimensionierung.
Der mit Agglomeraten beladene Luftstrom, bzw. in der bevorzugten Ausführungsform der mit Lack-Schnee-Schmelzwasser-Agglomeraten beladene Luftstrom, wird vorzugsweise einem Massenträgheitsabscheider zugeführt. Andere Abscheidesysteme sind ebenso denkbar. Zur Optimierung der Abscheidung, ist eine auf die Abscheidung der Agglomerate ausgelegte Dimensionierung des entsprechenden Trägheitsabscheiders und eine Simulation des Abscheidevorgangs günstig. Kennzeichnend für dieses Abscheideverfahren, ist die Kreislaufführung des Agglomerationsmittels.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010041552 A1 [0002, 0003]
DE 102007036553 A1 [0002, 0004]
DE 102010051085 A1 [0002, 0006]

Claims

Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms, mit den Schritten: – Bereitstellen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms; – Bereitstellen eines Agglomerationsmittels; – Einbringen des Agglomerationsmittels in den mit Lackoverspray verunreinigten Luftstrom; – Erzeugen von Agglomeraten aus Lackoverspray und Agglomerationsmittel; und – Abscheiden der Agglomerate aus dem Luftstrom.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Lackoverspray verunreinigte Luftstrom vor dem Einbringen des Agglomerationsmittels in Turbulenz gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Agglomerationsmittel nach der Bereitstellung des mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Agglomerationsmittel in die Turbulenz eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Agglomerationsmittel ein Schneematerial ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneematerial mittels Bürsten oder einer Rake von einem Vorrat abgetragen und unmittelbar in die erzeugte Turbulenz eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneematerial staubförmig in die Turbulenz injiziert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Agglomerate in einem Trägheitsabscheider abgeschieden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen einer Turbulenz durch Teilung des mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms, Einstellung von Geschwindigkeitsverhältnissen der geteilten Ströme und ein Zusammenführung der beiden Luftströme erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Geschwindigkeitsverhältnisse der geteilten Luftströme durch unterschiedliche Querschnittsveränderungen in Luftleitkanälen erzeugt wird.