DE19735322A1

DE19735322A1 - Durchlauflufttrocknungsanlage

Info

Publication number: DE19735322A1
Application number: DE1997135322
Authority: DE
Inventors: Paul Pastschenko; Bernhard Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1999-02-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchlauflufttrocknungs anlage mit einer thermischen Nachverbrennungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Durchlauflufttrocknungsanlage wird zur Lack trocknung von Automobilkarosserien verwendet. Die Karosserien werden dabei kontinuierlich, z. B. auf einem Förderband, durch eine Trockenkammer bewegt, die einzelne Heizzonen aufweist. In den Heizzonen strömt quer zur Transportrichtung ein Heiß luftstrom über die Karosserien, der jeweils im Kreislauf durch einen Wärmetauscher erwärmt wird. Das verdunstete Lö sungsmittel und andere Stoffe, die sich bei der Trocknung des Lacks durch diese Umluftheizung verflüchtigen, werden konti nuierlich über eine Abluftleitung aus der Trockenkammer abge zogen. Die abgezogene Abluft wird durch Frischluft ersetzt, die im Bereich der Eintritts- und Austrittsschleuse in die Trockenkammer strömt.

Die abgesaugte Abluft muß nach den gesetzlichen Vorschriften gereinigt werden, bevor sie ins Freie austritt. Dazu wird ei ne thermische Nachverbrennungsanlage verwendet, in der die Lösungsmittel und andere organische Stoffe in der Abluft ver brannt werden. Um eine quantitative Verbrennung zu erreichen, muß in der Brennkammer der Nachverbrennungsanlage eine Min desttemperatur vorliegen, die normalerweise bei etwa. 650°C bis 750°C liegt. Der Brenner der Nachverbrennungsanlage wird mit einem Brennstoff, beispielsweise Gas, betrieben. Die Wär metauscher für die Umluftheizung in den einzelnen Zonen der Trockenkammer sind mit ihrer heißen Seite an die Reingaslei tung angeschlossen, über die die Abluft nach ihrer Reinigung in der Nachverbrennungsanlage als Reingas oder Fortluft ins Freie strömt.

Bei der bekannten Durchlauflufttrocknungsanlage ist die Menge der abgesaugten Abluft konstant, und zwar ausgelegt auf den maximalen Durchsatz an zu trocknenden Karosserien.

Auch wenn die Stückzahl der zu trocknenden Karosserien pro Zeiteinheit reduziert wird, wird damit der Nachverbrennungs anlage der Abluftstrom in der gleichen, vorgegebenen Menge zugeführt. Da der Abluftstrom auf eine vorgegebene Temperatur im Brennraum erhitzt werden muß, um eine quantitative Ver brennung der organischen Schadstoffe zu erreichen, ist daher bei der bekannten Durchlauflufttrocknungsanlage der Verbrauch an Brennstoff auch bei nur teilweise genutzter Anlage unver ändert hoch oder höher, weil organische Schadstoffe als Brennstoff fehlen und mehr Gas zugesetzt werden muß.

Eine Herabsetzung des Abluftdurchsatzes verbietet sich aus sicherheitstechnischen Gründen (Explosionsgefahr), auch würde dies eine komplizierte Neueinstellung anderer Parameter der Trocknungsanlage, insbesondere der Umluftheizung erforderlich machen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Durchlaufluft trocknungsanlage, insbesondere zur Lacktrocknung von Automo bilkarosserien bereitzustellen, mit der der Energieverbrauch wesentlich herabgesetzt werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeich neten Durchlauflufttrocknungsanlage erreicht. In den Unteran sprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsge mäßen Durchlauflufttrocknungsanlage wiedergegeben.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung bei spiel haft näher erläutert, deren einzige Figur schematisch eine Durchlauflufttrocknungsanlage zeigt.

Danach wird einer tunnelförmigen Trockenkammer 1 das nicht dargestellte zu trocknende Gut, beispielsweise frisch lackierte Automobilkarosserien, über die Eintrittsschleuse 2 zu geführt und das getrocknete Gut über die Austrittsschleuse 3 entnommen. Das nicht dargestellte Gut wird beispielsweise durch ein gestrichelt dargestelltes Förderband 4 gemäß dem Pfeil 4' kontinuierlich durch die Trockenkammer 1 von der Eintrittsschleuse 2 zur Austrittsschleuse 3 bewegt.

Die Trockenkammer 1 ist in Heizzonen 5 bis 9 unterteilt. Wie anhand der Heizzone 5 näher veranschaulicht, weist jede Heiz zone 5 bis 9 eine Heißluftaustrittsöffnung 11 auf, von der die Heißluft quer zur Transportrichtung 4' auf das zu trock nende Gut strömt, und eine Luftabsaugung 12 auf der dem För derband 4 gegenüberliegenden Seite, von der die Umluft über eine Leitung 13 zu dem Wärmetauscher 15 strömt, und von dort im Kreislauf zurück zu der Luftaustrittsöffnung 11. Die Luftabsaugung erfolgt durch ein Gebläse 14 in der Leitung 13. Die übrigen Heizzonen 6 bis 9 sind in gleicher Weise ausge bildet, d. h., ebenfalls mit Wärmetauschern 16 bis 19 verse hen.

Um das beim Trocknen verdunstete Lösungsmittel und sonstige flüchtige Schadstoffe aus der Trockenkammer 1 zu entfernen, wird durch die Trockenkammer 1 ein Luftstrom gesaugt.

Dazu ist eine Abluftleitung 21 vorgesehen, mit der die Abluft aus der Trockenkammer 1 mit einem Gebläse 22 abgesaugt wird. Die der abgesaugten Abluft entsprechende Frischluftmenge wird im Bereich der Eintrittsschleuse 2 und der Austrittschleuse 3 gemäß den Pfeilen 2' und 2'' bzw. 3' und 3'' in die Trocken kammer 1 gesaugt bzw. geblasen.

Die Frischluft kann dabei z. T. durch Hallenluft, die Abluft einer Tauchkabine oder dgl. gebildet werden, die über die Leitung 24 bzw. 25 zugeführt und über einen Verteiler 26 und Leitungen 27, 28 mit Ventilen 29, 30 im Bereich der Schleusen 2 und 3 als Frischluft 2'' bis 3'' einströmt. Die übrige Frischluft wird gemäß den Pfeilen 2' und 3' direkt in die Schleusen 2 und 3 gesaugt.

Die mit dem Gebläse 22 aus der Trockenkammer 1 über die Lei tung 21 abgesaugte Abluft wird einer thermischen Nachverbren nungsanlage 32 zugeführt. Die Luftzufuhr zu der Nachverbren nungsanlage 32 ist konstant, also insbesondere unabhängig von dem jeweiligen Durchsatz des zu trocknenden Gutes. Das heißt, die Trocknerabluft wird mit kontinuierlichem Durchsatz der Nachverbrennungsanlage 32 zugeführt.

Die Nachverbrennungsanlage 32 weist einen Brenner 33, bei spielsweise einen Gasbrenner, auf, mit dem die Lösungsmittel oder sonstigen organischen Schadstoffe in der Abluft quanti tativ verbrannt werden. Dazu muß die Temperatur in der Brennkammer 34 eine Mindesttemperatur, beispielsweise von et wa 630°C besitzen.

Damit die Abluft mit möglichst hoher Temperatur aus der Trocken kammer 1 abgesaugt wird, ist die Abluftleitung 21 an den mittleren Bereich der Trockenkammer 1 angeschlossen, in dem im allgemeinen die höchste Temperatur herrscht.

Die in der Nachverbrennungsanlage 32 gereinigte Abluft tritt als Reingas aus der Brennkammer 34 mit einer Temperatur von beispielsweise 450°C aus und strömt über die Reingasleitung 35 über den Schornstein 36 als Fortluft ins Freie.

An die Reingasleitung 35 sind hintereinander die Wärmetau scher 15 bis 19 für die Heizzonen 5 bis 9 angeschlossen, und zwar wie anhand des Wärmetauschers 15 der Heizzone 5 veran schaulicht, jeweils über eine Kreislaufleitung 38, die mit einem Ventil 39 versehen ist, wobei zwischen den beiden An schlüssen jeder Kreislaufleitung 38 ein weiteres Ventil 40 in der Reingasleitung 35 vorgesehen ist.

Die Ventile 39, 40 sind vorzugsweise motorisch einstellbar. Sie können durch eine Klappe, einen Schieber oder ein anderes Absperrorgan gebildet sein. Gleiches gilt auch für alle ande ren in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung genannten Ventile der erfindungsgemäßen Anlage, auch wenn dies nicht ausdrücklich erwähnt ist.

Zum Anfahren der Anlage ist ein Stützbrenner 42 in der Rein gasleitung 35 zwischen den Wärmetauschern 16 und 17 vorgese hen.

Zwischen den Wärmetauschern 17 und 18, also stromaufwärts der letzten Wärmetauscher 18 und 19 für die Heizzonen 8 und 9 der Trockenkammer 1 ist an die Reingasleitung 35 eine Bypasslei tung 43 angeschlossen, die die Reingasleitung 35 mit der Ab luftleitung 21 verbindet. Die Bypassleitung 43 ist mit einem Ventil 44 versehen. Auch weist die Abluftleitung 21 stromauf wärts der Mündung der Bypassleitung 43 ein Ventil 45 auf.

Ein weiterer, letzter Wärmetauscher 47 ist in der Reingaslei tung 35 zur Erwärmung der aus der Hallenluft 24 und der Tauchkabinenluft 25 gebildeten Frischluft vorgesehen.

Mit der Bypassleitung 43 kann ein Teil des heißen Reingases der Abluft wieder zugeführt werden. Dieser Anteil kann bei spielsweise bis zu 20% des Reingases und mehr betragen, das die Nachverbrennungsanlage 32 erzeugt. Dadurch wird das Ab gas, das z. B. mit etwa 180°C aus der Trockenkammer 1 abge saugt wird, beispielsweise auf ca. 200°C, erwärmt. Um die vorgegebene Brennraumtemperatur von beispielsweise etwa 630°C aufrechtzuerhalten, kann damit die Brennstoffzufuhr zu dem Brenner 33 gedrosselt und damit Brennstoff eingespart werden. Der Anteil des über die Bypassleitung 43 der Abluftleitung 21 zugeführten Reingases muß so bemessen sein, daß auch die letzten Wärmetauscher 19 bzw. 47 noch mit einer ausreichenden Menge an Reingas mit einer ausreichend hohen Temperatur ver sorgt werden.

Zum anderen weist das Reingas durch die Verbrennung der orga nischen Schadstoffe einen geringeren Sauerstoffgehalt auf als die Abluft. Das heißt, während die Frischluft und damit die Abluft einen Sauerstoffgehalt von ca. 21 Vol.-% aufweisen, beträgt, wie festgestellt werden konnte, der Sauerstoffgehalt in dem aus der Nachverbrennungsanlage 32 austretenden Reingas etwa 19 Vol.-%, d. h., der Sauerstoffgehalt der Abluft wird um ca. 2 Vol.-% in dem Nachverbrennungsanlage 32 herabgesetzt. Damit die Nachverbrennungsanlage 32 zu einer quantitativen Verbrennung der organischen Schadstoffe führt, darf, wie festgestellt werden konnte, der Sauerstoffgehalt in der Ab luft, die der Nachverbrennungsanlage 32 zugeführt wird, 16 Vol.-% jedoch nicht unterschreiten.

Zur Regelung des über die Bypassleitung 43 abgezweigten Rein gasanteils ist daher stromabwärts des letzten Wärmetauschers 47 in der Reingasleitung 35 ein Temperaturfühler 48 vorgese hen, und in der Abluftleitung 21 stromabwärts der Bypasslei tung 43 eine Sauerstoffmeßsonde 49.

Das Ventil 44 in der Bypassleitung 43 kann damit so einge stellt werden, daß von der Reingasleitung 35 ein Reingas strom über die Bypassleitung 43 abgezweigt wird, der einer seits noch eine ausreichende Wärmezufuhr zu dem letzten Wär metauscher 47 und andererseits einen Sauerstoffgehalt in der Abluft von mindestens 16 Vol.-% sicherstellt.

Beispiel

Die Durchlauflufttrocknungsanlage wird durch einen Lacktrock ner für Automobilkarosserien gebildet, wie er schematisch in der Zeichnung dargestellt ist. Die Produktion beträgt 525 Ka rosserien pro Tag. Die Temperatur im Brennraum der Nachver brennungsanlage beträgt 630°C.

Bei geschlossener Bypassleitung 43 beträgt der Abluft/Frisch luft-Volumendurchsatz 16.000 Nm³/h. Zur Erwärmung dieser Ab luftmenge auf beträgt der Gasverbrauch pro Tag 2.742 m³.

Wenn die Bypassleitung 43 geöffnet wird, so daß 10% des Reingases im Kreislauf der Abluftleitung 21 zugeführt werden, werden nur noch 14.400 Nm³/h Frischluft angesaugt und durch die Nachverbrennungsanlage erwärmt. Dies bedeutet eine Erd gaseinsparung von ca. 247 m³ pro Tag.

Im einzelnen gilt dann, wie in der Zeichnung angegeben, fol gendes:
Die Menge der durch den Wärmetauscher 47 vorerwärmten Frisch luft (Hallenluft 24, Tauchkabinenluft 25) beträgt 12.000 Nm³/h, wobei je 6.000 Nm³/h dem Einlaß 2 über die Lei tung 28 und dem Auslaß 3 über die Leitung 27 zugeführt wer den. Je 1.200 Nm³/h mit 20°C werden direkt in den Einlaß 2 und Auslaß 3 gesaugt. 10% des Reingases der Reingasleitung 35, also 1.600 Nm³/h, werden über die Bypassleitung 43 der Abluftleitung 21 zugeführt, so daß mit dem Gebläse 22 der Nachverbrennungsanlage 32 insgesamt 16.000 Nm³/h zugeführt werden.

Die Temperatur der Abluft, die von der Trockenkammer 1 in die Abluftleitung 21 eintritt, beträgt 180°C. Durch das über die Bypassleitung 43 zugeführte heiße Reingas, wird die Abluft vor Eintritt in die Nachverbrennungsanlage auf 200°C aufge heizt. Die Temperatur des Reingases beträgt 450°C bei Aus tritt aus der Nachverbrennungsanlage 32. Nach dem letzten Wärmetauscher 47 beträgt die Reingastemperatur 180°C. Die An gaben "57%" "28%" usw. geben an, welcher Anteil des Reingases von der Reingasleitung 35 zu dem jeweiligen Wärmetauscher 15 bis 19 und 47 strömt.

Claims

1. Durchlauflufttrocknungsanlage mit einer Nachverbrennungs anlage, der die Trocknerabluft mit kontinuierlichem Durchsatz über eine Abluftleitung zugeführt wird, und ei ner an die Nachverbrennungsanlage angeschlossenen Rein gasleitung, durch die das aus der Nachverbrennungsanlage austretende Reingas ins Freie austritt, wobei an die Reingasleitung Wärmetauscher zur Umlufterwärmung in der Trockenkammer der Durchlauflufttrocknungsanlage ange schlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bypass leitung (43) vorgesehen ist, über die ein Teil des Rein gases der Abluftleitung (21) zugeführt wird.

2. Durchlauflufttrocknungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (43) an die Rein gasleitung (35) angeschlossen ist.

3. Durchlauflufttrocknungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (43) an die Reingasleitung (35) stromaufwärts wenigstens eines der Wärmetauscher (15 bis 19) angeschlossen ist.

4. Durchlauflufttrocknungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftleitung (21) an den mittleren Bereich der Trockenkammer (1) ange schlossen ist.

5. Durchlauflufttrocknungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Reingas leitung (35) stromabwärts der Bypassleitung (43) ein Tem peraturfühler (48) angeordnet ist, mit dem der Anteil des über die Bypassleitung (43) abgezweigten Reingases und die Brennstoffzufuhr zu der Nachverbrennungsanlage (32) geregelt wird.

6. Durchlauflufttrocknungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (48) stromab wärts des letzten Wärmetauschers (47) an der Reingaslei tung (35) vorgesehen ist.

7. Durchlauflufttrocknungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abluftlei tung (21) stromabwärts der Bypassleitung (43) eine Sonde (49) zur Sauerstoffmessung angeordnet ist, mit der der Anteil des über die Bypassleitung (43) abgezweigten Rein gases und die Brennstoffzufuhr zu der Nachverbrennungsan lage (32) geregelt wird.