DE202023106138U1 - Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas - Google Patents

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Abstract

Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas, dadurch gekennzeichnet, dass umfassend: eine Wärmerückgewinnungseinheit, eine Kondensationsrückgewinnungseinheit und eine Tiefkühleinheit, wobei ein Heißseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit mit einem Luftauslass einer Beschichtungsmaschine verbunden ist, ein Heißseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinheit mit der Kondensationsrückgewinnungseinheit verbunden ist und einer der Heißseitenauslässe der Kondensationsrückgewinnungseinheit mit einem Kaltseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit verbunden ist, und der andere mit der Tiefkühleinheit verbunden ist, wobei ein Kaltseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinrichtung mit einem Rücklufteinlass der Beschichtungsmaschine verbunden ist, wobei die Tiefkühleinheit dazu ausgebildet ist, das NMP-Abgas aus der Kondensationsrückgewinnungseinheit auf < -23°C abzukühlen und abzuführen, wobei ein NMP-Kondensatauslass der Tiefkühleinheit und ein NMP-Kondensatauslass der Kondensationsrückgewinnungseinheit zusammengeführt und dann mit einer NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf das technische Gebiet der NMP-Abgasbehandlung und bezieht sich insbesondere auf eine Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas.
  • Stand der Technik
  • N-Methylpyrrolidon (kurz NMP) ist das am häufigsten verwendete Lösungsmittel bei der Herstellung von Metallionenbatterien. Es zeichnet sich durch geringe Toxizität, hohen Siedepunkt, starke Löslichkeit, gute Selektivität und gute Stabilität aus.
  • Das bei der Herstellung von Metallionenbatterien entstehende NMP-Abgas muss recycelt werden. Die üblicherweise verwendeten Behandlungsverfahren können in Rotationsradverfahren und Wasserwaschverfahren unterteilt werden. Das Rotationsradverfahren nutzt das Prinzip, dass Zeolith-Molekularsiebe unterschiedliche Adsorptionsfähigkeiten für verschiedene Moleküle haben, um NMP-Komponenten zurückzugewinnen. Die Leistung des Zeolith-Molekularsiebs im Rotationsrad nimmt nach kontinuierlicher Adsorption und Regeneration rapide ab. Es handelt sich um ein Verbrauchsprodukt und ist relativ teuer. Der Wasserwaschprozess nutzt das Prinzip der unendlichen Mischbarkeit von NMP und Wasser, um NMP-Komponenten im NMP-Abgas zurückzugewinnen. Wie in 1 dargestellt, wird das von der Beschichtungsmaschine ausgestoßene Abgas mit hoher Temperatur durch den Abluftventilator 100 zum Wärmerückgewinnungsabschnitt geleitet, wo in der Wärmerückgewinnungseinheit 200 ein Wärmeaustausch durchgeführt wird, um überschüssige Wärme zurückzugewinnen. Nach dem Verlassen der Wärmerückgewinnungseinheit 200 gelangt das Abgas der Beschichtungsmaschine in den Kondensationsrückgewinnungsabschnitt. Das Abgas der Beschichtungsmaschine gelangt zunächst in den Kühler 300 und führt einen Wärmeaustausch mit dem zirkulierenden Kühlwasser durch. Nachdem die Abgastemperatur auf 40 °C gesunken ist, wird NMP ausgefällt und gelangt dann in den Kondensator 400, um die Kondensation fortzusetzen. Ein Teil des Abgases nimmt nach dem Durchgang durch den Kondensator 400 Wärme in der Wärmerückgewinnungseinheit 200 auf und kehrt durch den Rückluftventilator 600 zur Beschichtungsmaschine zurück. Der andere Teil wird durch den Wasserwaschprozess verarbeitet (unter Verwendung des Wasserwaschturms 500 zur Wasserabsorption). Das aus dem Kondensator 400 austretende NMP-Kondensat, das aus dem Kühler 300 austretende NMP-Kondensat und die durch den Wasserwaschprozess erzeugte NMP-Wasserwaschflüssigkeit gelangen gemeinsam in den nächsten Abschnitt. Da während des Wasserwaschprozesses eine große Menge Wasser in die NMP-Waschflüssigkeit eingebracht werden muss, steigen die Kosten für die NMP-Reinigungsbehandlung im NMP-Kondensat.
  • Inhalt des vorliegenden Gebrauchsmuster
  • Der Zweck dieses Gebrauchsmusters besteht darin, eine Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas bereitzustellen, die das NMP-Abgas direkt kryogen auf <-23 °C abkühlen und dann NMP ausfällen kann, so dass der NMP-Gehalt im Abgas vor der Abgabe in die Atmosphäre auf den Emissionsstandard reduziert werden kann. Der gesamte Prozess erfordert kein Waschen mit Wasser und es wird keine zusätzliche Feuchtigkeit in das NMP-Kondensat eingebracht, was die Kosten der NMP-Reinigung senkt.
  • Um diesen Zweck zu erreichen, übernimmt das Gebrauchsmuster die folgenden technischen Lösungen:
    • Eine Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas umfasst eine Wärmerückgewinnungseinheit, eine Kondensationsrückgewinnungseinheit und eine Tiefkühleinheit, wobei ein Heißseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit mit einem Luftauslass einer Beschichtungsmaschine verbunden ist, ein Heißseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinheit mit der Kondensationsrückgewinnungseinheit verbunden ist und einer der Heißseitenauslässe der Kondensationsrückgewinnungseinheit mit einem Kaltseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit verbunden ist, und der andere mit der Tiefkühleinheit verbunden ist, wobei ein Kaltseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinrichtung mit einem Rücklufteinlass der Beschichtungsmaschine verbunden ist, wobei die Tiefkühleinheit dazu ausgebildet ist, das NMP-Abgas aus der Kondensationsrückgewinnungseinheit auf < -23°C abzukühlen und abzuführen, wobei ein NMP-Kondensatauslass der Tiefkühleinheit und ein NMP-Kondensatauslass der Kondensationsrückgewinnungseinheit nach dem Zusammenführen mit einer NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden sind.
  • In diesem Gebrauchsmuster durchläuft das NMP-Abgas aus der Beschichtungsmaschine zunächst die Wärmerückgewinnungseinheit, um Wärme zurückzugewinnen, und durchläuft dann eine Vorkondensation durch die Kondensationsrückgewinnungseinheit. Das NMP-Abgas nach der Vorkondensation entspricht nicht der Emissionsstandard. Nach dem Durchströmen der Tiefkühleinheit dieser Lösung kann das NMP-Abgas auf <-23 °C abgekühlt werden, um NMP auszufällen, sodass der NMP-Gehalt im Abgas auf den Emissionsstandard reduziert werden kann, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird. Das erzeugte NMP-Kondensat gelangt dann zur Wiederverwertung in den nächsten Abschnitt. Im Vergleich zu dem Wasserwaschverfahren wird dem NMP-Kondensat keine zusätzliche Feuchtigkeit zugeführt, was die Kosten der NMP-Reinigung senkt.
  • Als bevorzugte Lösung für die Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas umfasst die Tiefkühleinheit einen Verdampfer, einen Niederdruckkompressor, einen Zwischenkühler, einen Hochdruckkompressor, einen ersten Kondensator, ein erstes Drosselventil und ein zweites Drosselventil, wobei der Verdampfer einen Abgaskanal und einen Kältemittelkanal nebeneinander aufweist und ein Dampfauslass des Kältemittelkanals über den Niederdruckkompressor mit einem Dampfeinlass des Zwischenkühlers verbunden ist, wobei ein Dampfauslass des Zwischenkühlers über den Hochdruckkompressor mit einem Dampfeinlass des ersten Kondensators verbunden ist, wobei ein Kondensatauslass des ersten Kondensators über das zweite Drosselventil mit einem Kondensateinlass des Zwischenkühlers verbunden ist, wobei ein Kondensatauslass des Zwischenkühlers über das erste Drosselventil mit einem Einlass des Kältemittelkanals verbunden ist, wobei der Abgaskanal einen Abgaseinlass, einen Abgasauslass und einen NMP-Kondensatauslass aufweist, wobei ein NMP-Kondensatauslass des Abgaskanals mit einem NMP-Kondensatauslass der Kondensationsrückgewinnungseinheit nach dem Zusammenführen mit der NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden ist, wobei der Abgaseinlass des Abgaskanals mit dem Heißseitenauslass der Kondensationsrückgewinnungseinheit verbunden ist.
  • Bei dieser Lösung wird der Niederdruck-Kältemitteldampf aus dem Kältemittelkanal des Verdampfers vom Niederdruckkompressor auf einen Zwischendruck komprimiert und dann zum Zwischenkühler geleitet, wo er Wärme mit der Kältemittelflüssigkeit im Zwischenkühler austauscht, wodurch der Niederdruckdampf in Sattdampf abgekühlt wird. Die Kältemittelflüssigkeit im Zwischenkühler wird teilweise in gesättigten Dampf verdampft, und der gesättigte Dampf gelangt gemeinsam in den Hochdruckkompressor. Nachdem es im Hochdruckkompressor auf den Kondensationsdruck komprimiert wurde, wird es zum ersten Kondensator geleitet, wo es zu einer gesättigten Flüssigkeit kondensiert. Die aus dem ersten Kondensator austretende Kältemittelflüssigkeit wird durch das zweite Drosselventil auf einen Zwischendruck entspannt und dann zum Zwischenkühler geleitet. Nach dem Wärmeaustausch mit dem Dampf aus dem Verdampfer im Zwischenkühler wird die teilweise verdampft und zum Hochdruckverdichter zurückgeführt. Der größte Teil der gesättigten Kältemittelflüssigkeit wird durch das erste Drosselventil auf den Verdampfungsdruck gedrosselt und gelangt dann in den Kältemittelkanal des Verdampfers, um zu verdampfen und Wärme aufzunehmen. Im Kältemittelkanal tauscht es Wärme mit der Außenwelt aus, um den Zweck der Kühlung zu erreichen. Der Niederdruckdampf vom Verdampfer gelangt zum Niederdruckkompressor. Ein solcher Zyklus kühlt das NMP-Abgas im Abgaskanal auf -26 °C ab. Das gebildete NMP-Abgas wird nach Erreichen des Standards abgeführt und das erzeugte NMP-Kondensat gelangt in den nächsten Abschnitt.
  • Als bevorzugte Lösung für die Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas umfasst die Kondensationsrückgewinnungseinheit einen Kühler und einen zweiten Kondensator, wobei ein Kaltseiteneinlass und -auslass des Kühlers jeweils mit zirkulierenden Kühlwasserleitungen verbunden sind und ein Kaltseiteneinlass und -auslass des zweiten Kondensators jeweils mit zirkulierenden gekühlten Wasserleitungen verbunden sind, wobei ein Heißseiteneinlass des Kühlers mit dem Heißseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinheit verbunden ist und ein Heißseitenauslass des Kühlers mit dem Heißseiteneinlass des zweiten Kondensators verbunden ist, wobei einer der Heißseitenauslässe des zweiten Kondensators mit dem Kaltseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit verbunden ist und der andere über einen Umwälzventilator mit dem Abgaseinlass des Abgaskanals verbunden ist, wobei ein NMP-Kondensatauslass des Kühlers, ein NMP-Kondensatauslass des zweiten Kondensators und der NMP-Kondensatauslass des Abgaskanals nach dem Zusammenführen mit der NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden sind.
  • Das NMP-Abgas gelangt in die Kondensationsrückgewinnungseinheit, nachdem es die Wärmerückgewinnungseinheit verlassen hat. Konkret tritt das NMP-Abgas zunächst in den Kühler ein, führt einen Wärmeaustausch mit zirkulierendem Kühlwasser durch, führt die erste Kühlung durch und fällt einen Teil des NMP aus, und tritt dann in den zweiten Kondensator ein, um die Kondensation fortzusetzen, und führt die zweite Kühlung durch, um einen Teil des NMP auszufällen. Das NMP-Kondensat vom Kühler, das NMP-Kondensat vom zweiten Kondensator und das NMP-Kondensat vom Verdampfer gelangen gemeinsam in den nächsten Abschnitt.
  • Als bevorzugte Lösung für die Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas umfasst die Tiefkühlbehandlungsvorrichtung auch einen Abluftventilator und der Heißseiteneinlass der Wärmerückgewinnungsvorrichtung über den Abluftventilator mit einem Luftauslass der Beschichtungsmaschine verbunden ist.
  • Bei dieser Lösung wird das von der Beschichtungsmaschine erzeugte NMP-Abgas zum Wärmeaustausch über den Abluftventilator zur Wärmerückgewinnungseinrichtung transportiert und überschüssige Wärme zurückgewonnen.
  • Als bevorzugte Lösung für die Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas umfasst die Tiefkühlbehandlungsvorrichtung auch auch einen Rückluftventilator umfasst und der Kaltseitenauslass der Wärmerückgewinnungsvorrichtung über den Rückluftventilator mit einem Rückluftauslass der Beschichtungsmaschine verbunden ist.
  • Bei dieser Lösung gelangt das NMP-Abgas, das zunächst durch die Wärmerückgewinnungseinheit und die Kondensationsrückgewinnungseinheit gekühlt wurde, dann zum Wärmeaustausch auf die Kaltseite der Wärmerückgewinnungseinheit und kehrt dann über den Rückluftventilator zur Beschichtungsmaschine zurück.
  • Vorteilhafte Wirkungen dieses Gebrauchsmusters: In diesem Gebrauchsmuster wird durch die Anordnung einer Tiefkühleinheit nach der Kondensationsrückgewinnungseinheit das von der Beschichtungsmaschine erzeugte NMP-Abgas einem Wärmeaustausch durch die Wärmerückgewinnungseinheit unterzogen, um überschüssige Wärme zurückzugewinnen, und gelangt dann zur Vorkühlung in die Kondensationsrückgewinnungseinheit. Das NMP-Abgas muss nach der Kondensation und Ausfällung eines Teils des NMP nicht mit Wasser gewaschen werden, d.h. es wird keine zusätzliche Feuchtigkeit in das NMP-Kondensat eingebracht. Durch die direkte Verwendung der Tiefkühleinheit kann der Großteil des NMP im NMP-Abgas ausgefällt werden, sodass das NMP-Abgas den Emissionsstandard erfüllen kann. Im Vergleich zum herkömmlichen Wasserwaschverfahren enthält das NMP-Kondensat keine äußere Feuchtigkeit, was die Kosten für das NMP-Recycling senkt.
  • Kurzdarstellung der Figuren
  • Um die technischen Lösungen in den Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters oder dem Stand der Technik deutlicher zu veranschaulichen, werden im Folgenden kurz die beigefügten Zeichnungen vorgestellt, die bei der Beschreibung der Ausführungsformen oder des Stands der Technik verwendet werden müssen. Offenbar handelt es sich bei den Zeichnungen in der folgenden Beschreibung nur um einige Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters. Für den Fachmann sind auch andere Zeichnungen nach den in diesen Zeichnungen dargestellten Strukturen ohne gestalterischen Aufwand möglich.
    • 1 ist eine schematische Darstellung des bestehenden Prozessablaufs der NMP-Abgasbehandlung.
    • 2 ist ein schematisches Flussdiagramm der Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgasgemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
  • Die Referenznummern in 1 lauten wie folgt:
    • 100. Abluftventilator; 200. Wärmerückgewinnungseinheit; 300. Kühler; 400. Kondensator; 500. Wasserwaschturm; 600. Rückluftventilator.
  • Die Referenznummern in 2 lauten wie folgt:
    • 1. Abluftventilator; 2. Wärmerückgewinnungseinheit; 3. Kondensationsrückgewinnungseinheit; 31. Kühler; 32. Zweiter Kondensator; 4. Tiefkühleinheit; 41. Verdampfer; 411. Abgaskanal; 412. Kältemittelkanal; 42. Niederdruckkompressor; 43. Zwischenkühler; 44. Hochdruckkompressor; 45. Erster Kondensator; 46. Erstes Drosselventil; 47. Zweites Drosselventil; 5. Rückluftventilator; 6. Umwälzgebläse.
  • Ausführliche Ausführungsformen
  • Die technische Lösung des Gebrauchsmusters wird im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und anhand spezifischer Ausführungsformen näher beschrieben.
  • Die beigefügten Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und stellen lediglich schematische Diagramme und keine physischen Diagramme dar und sollten nicht als Einschränkungen dieses Patents ausgelegt werden. Um die Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters besser zu veranschaulichen, können einige Komponenten in den Zeichnungen weggelassen, vergrößert oder verkleinert werden und stellen nicht die Größe des tatsächlichen Produkts dar. Für den Fachmann ist es verständlich, dass einige wohlbekannte Strukturen und ihre Beschreibungen in den Zeichnungen weggelassen werden können.
  • Dieselben oder ähnliche Bezugszeichen in den Zeichnungen der Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters entsprechen denselben oder ähnlichen Komponenten. In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass, wenn die Begriffe „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „innen“, „außen“ usw. vorkommen, die angegebenen Richtungen oder Positionsbeziehungen gelten basieren auf den beigefügten Zeichnungen. Dies dient nur der Zweckmäßigkeit der Beschreibung des vorliegenden Gebrauchsmusters und der Vereinfachung der Beschreibung, anstatt darauf hinzuweisen oder anzudeuten, dass das genannte Gerät oder Element eine bestimmte Ausrichtung haben, in einer bestimmten Ausrichtung konstruiert und betrieben werden muss. Daher dienen die zur Beschreibung der Positionsbeziehungen in den Zeichnungen verwendeten Begriffe nur zur Veranschaulichung und sollten nicht als Einschränkungen dieses Patents ausgelegt werden. Für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet sind die spezifischen Bedeutungen der oben genannten Begriffe entsprechend spezifisch verständlich Umstände.
  • Wenn in der Beschreibung des vorliegenden Gebrauchsmusters der Begriff „Verbindung“ oder dergleichen die Verbindungsbeziehung zwischen Komponenten angibt, sollte der Begriff im weitesten Sinne verstanden werden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben und eingeschränkt. Beispielsweise kann es fest verbunden, lösbar verbunden oder integriert sein; es kann mechanisch verbunden sein oder es kann elektrisch verbunden sein; es kann direkt verbunden sein oder es kann indirekt über einen Vermittler verbunden sein oder es kann sich um eine Kommunikation innerhalb zweier Komponenten oder um eine Interaktionsbeziehung zwischen zwei Komponenten handeln. Für den Durchschnittsfachmann sind die spezifischen Bedeutungen der oben genannten Begriffe in dem vorliegenden Gebrauchsmuster in bestimmten Situationen verständlich.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst die Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas dieser Ausführungsform einen Abluftventilator 1, eine Wärmerückgewinnungseinheit 2, Kondensationsrückgewinnungseinheit 3, eine Tiefkühleinheit 4 und einen Rückluftventilator 5, wobei ein Heißseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit 2 über den Abluftventilator 1 mit einem Luftauslass einer Beschichtungsmaschine verbunden ist, wobei ein Heißseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinheit 2 mit der Kondensationsrückgewinnungseinheit 3 verbunden ist, wobei einer der Heißseitenauslässe der Kondensationsrückgewinnungseinheit 3 mit einem Kaltseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit 2 verbunden ist, und der andere mit der Tiefkühleinheit 4 verbunden ist, wobei ein Kaltseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinrichtung 2 über den Rückluftventilator 5 mit einem Rücklufteinlass der Beschichtungsmaschine verbunden ist, wobei die Tiefkühleinheit 4 dazu ausgebildet ist, das NMP-Abgas aus der Kondensationsrückgewinnungseinheit 3 auf < -23°C abzukühlen und abzuführen, wobei ein NMP-Kondensatauslass der Tiefkühleinheit 4 und ein NMP-Kondensatauslass der Kondensationsrückgewinnungseinheit 3 nach dem Zusammenführen mit einer NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden sind.
  • Darüber hinaus umfasst die Kondensationsrückgewinnungseinheit 3 einen Kühler 31 und einen zweiten Kondensator 32. Die Tiefkühleinheit 4 umfasst einen Verdampfer 41, einen Niederdruckkompressor 42, einen Zwischenkühler 43, einen Hochdruckkompressor 44, einen ersten Kondensator 45, ein erstes Drosselventil 46 und ein zweites Drosselventil 47. Der Verdampfer 41 weist einen Abgaskanal 411 und einen Kältemittelkanal 412 nebeneinander auf, und der Abgaskanal 411 weist einen Abgaseinlass, einen Abgasauslass und einen NMP-Kondensatablass auf. Ein Kaltseiteneinlass und -auslass des Kühlers 31 sind jeweils mit zirkulierenden Kühlwasserleitungen verbunden. Ein Kaltseiteneinlass und -auslass des zweiten Kondensators 32 sind jeweils mit zirkulierenden gekühlten Wasserleitungen verbunden, wobei ein Heißseiteneinlass des Kühlers 31 mit dem Heißseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinheit 2 verbunden ist und ein Heißseitenauslass des Kühlers 31 mit dem Heißseiteneinlass des zweiten Kondensators 32 verbunden ist. Der Heißseitenauslass des zweiten Kondensators 32 ist mit zwei Leitungen verbunden, von denen eine mit dem Kaltseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit 2 verbunden ist, und die andere Leitung ist über das Umwälzgebläse 6 mit dem Abgaseinlass des Abgaskanals 411 verbunden. Der Dampfauslass des Kältemittelkanals 412 ist über den Niederdruckkompressor 42 mit dem Dampfeinlass des Zwischenkühlers 43 verbunden, und der Dampfauslass des Zwischenkühlers 43 ist über den Hochdruckkompressor 44 mit dem Dampfeinlass des ersten Kondensators 45 verbunden. Der Kondensatauslass des ersten Kondensators 45 ist über das zweite Drosselventil 47 mit dem Kondensateinlass des Zwischenkühlers 43 verbunden, und der Kondensatauslass des Zwischenkühlers 43 ist über das erste Drosselventil 46 mit dem Einlass des Kältemittelkanals 412 verbunden. Der NMP-Kondensatauslass des Kühlers 31, der NMP-Kondensatauslass des zweiten Kondensators 32 und der NMP-Kondensatauslass des Abgaskanals 411 sind nach dem Zusammenführen mit der NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden.
  • Das Funktionsprinzip der Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas in dieser Ausführungsform ist wie folgt:
    • Das aus der Beschichtungsmaschine austretende Hochtemperaturabgas (NMP-Abgas) wird über den Abluftventilator 1 zum Wärmerückgewinnungsbereich geleitet, wo in der Wärmerückgewinnungseinheit 2 ein Wärmeaustausch zur Rückgewinnung überschüssiger Wärme durchgeführt wird. Nach dem Verlassen der Wärmerückgewinnungseinheit 2 gelangt das NMP-Abgas in die Kondensationsrückgewinnungseinheit 3. Das NMP-Abgas gelangt zunächst in den Kühler 31 und führt einen Wärmeaustausch mit dem zirkulierenden Kühlwasser durch. Nachdem die Abgastemperatur auf 40 °C gesunken ist, wird NMP ausgefällt und gelangt dann in den zweiten Kondensator 32, um die Kondensation fortzusetzen. Im zweiten Kondensator 32 wird das NMP-Abgas durch die Zirkulation von gekühltem Wasser gekühlt. Nachdem die NMP-Abgastemperatur auf 15 °C gesenkt wurde, wird NMP im Abgas ausgefällt. Das aus dem zweiten Kondensator 32 kommende NMP-Kondensat und das vom Kühler 31 erzeugte NMP-Kondensat gelangen gemeinsam in den nächsten Abschnitt. Nachdem NMP durch die Kondensationsrückgewinnungseinheit 3 aus dem Abgas ausgefällt wurde, werden 90-95 % durch die Wärmerückgewinnungseinheit 2 erhitzt und über den Rückluftventilator 5 zur weiteren Verwendung in die Beschichtungsmaschine zurückgeführt, und 5-10 % werden weitergeleitet zur Tiefkühleinheit 4 durch den Umwälzventilator 6 zur Tiefkühlung. Bei etwa -26 °C wird NMP ausgefällt, wodurch der NMP-Gehalt im Abgas auf den Emissionsstandard reduziert wird, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird.
  • Das Funktionsprinzip der Tiefkühleinheit 4 ist: Der Niederdruck-Kältemitteldampf aus dem Kältemittelkanal 412 des Verdampfers 41 wird durch den Niederdruckkompressor 42 auf einen Zwischendruck komprimiert und dann zum Zwischenkühler 43 geleitet, wo er Wärme mit der Kältemittelflüssigkeit im Zwischenkühler 43 austauscht, um den Niederdruckdampf in gesättigten Dampf abzukühlen. Die Kältemittelflüssigkeit im Zwischenkühler 43 wird teilweise zu gesättigtem Dampf verdampft, und der gesättigte Dampf gelangt gemeinsam in den Hochdruckkompressor 44. Im Hochdruckkompressor 44 wird er auf einen Kondensationsdruck komprimiert und dann zum ersten Kondensator 45 geleitet zu einer gesättigten Flüssigkeit kondensiert werden. Die aus dem ersten Kondensator 45 austretende Kältemittelflüssigkeit wird durch das zweite Drosselventil 47 auf einen Zwischendruck dekomprimiert und dann zum Zwischenkühler 43 geleitet. Im Zwischenkühler 43 tauscht sie Wärme mit dem Dampf aus dem Verdampfer 41 aus und wird teilweise verdampft, bevor er zum Hochdruckkompressor 44 zurückkehrt. Der größte Teil der gesättigten Kältemittelflüssigkeit wird durch das erste Drosselventil 46 auf den Verdampfungsdruck gedrosselt und gelangt dann in den Kältemittelkanal 412 des Verdampfers 41, um zu verdampfen und Wärme aufzunehmen, und tauscht im Kältemittelkanal 412 Wärme mit der Außenwelt aus, um Kühlzwecke zu erreichen. Der aus dem Verdampfer 41 austretende Niederdruckdampf gelangt zum Niederdruckkompressor 42 usw.
  • Es ist zu beachten, dass die oben genannten spezifischen Implementierungsmodi lediglich bevorzugte Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters und der verwendeten technischen Prinzipien sind. Der Fachmann sollte verstehen, dass auch verschiedene Modifikationen, äquivalente Ersetzungen, Änderungen usw. am vorliegenden Gebrauchsmuster vorgenommen werden können. Solange diese Umwandlungen jedoch nicht vom Geist des Gebrauchsmusters abweichen, sollten sie alle im Schutzbereich des Gebrauchsmusters liegen. Darüber hinaus sind einige in der Beschreibung und den Ansprüchen dieser Anmeldung verwendete Begriffe nicht einschränkend, sondern dienen lediglich der Erleichterung der Beschreibung.

Claims (5)

  1. Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas, dadurch gekennzeichnet, dass umfassend: eine Wärmerückgewinnungseinheit, eine Kondensationsrückgewinnungseinheit und eine Tiefkühleinheit, wobei ein Heißseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit mit einem Luftauslass einer Beschichtungsmaschine verbunden ist, ein Heißseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinheit mit der Kondensationsrückgewinnungseinheit verbunden ist und einer der Heißseitenauslässe der Kondensationsrückgewinnungseinheit mit einem Kaltseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit verbunden ist, und der andere mit der Tiefkühleinheit verbunden ist, wobei ein Kaltseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinrichtung mit einem Rücklufteinlass der Beschichtungsmaschine verbunden ist, wobei die Tiefkühleinheit dazu ausgebildet ist, das NMP-Abgas aus der Kondensationsrückgewinnungseinheit auf < -23°C abzukühlen und abzuführen, wobei ein NMP-Kondensatauslass der Tiefkühleinheit und ein NMP-Kondensatauslass der Kondensationsrückgewinnungseinheit zusammengeführt und dann mit einer NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden sind.
  2. Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefkühleinheit einen Verdampfer, einen Niederdruckkompressor, einen Zwischenkühler, einen Hochdruckkompressor, einen ersten Kondensator, ein erstes Drosselventil und ein zweites Drosselventil umfasst, wobei der Verdampfer einen Abgaskanal und einen Kältemittelkanal nebeneinander aufweist und ein Dampfauslass des Kältemittelkanals über den Niederdruckkompressor mit einem Dampfeinlass des Zwischenkühlers verbunden ist, wobei ein Dampfauslass des Zwischenkühlers über den Hochdruckkompressor mit einem Dampfeinlass des ersten Kondensators verbunden ist, wobei ein Kondensatauslass des ersten Kondensators über das zweite Drosselventil mit einem Kondensateinlass des Zwischenkühlers verbunden ist, wobei ein Kondensatauslass des Zwischenkühlers über das erste Drosselventil mit einem Einlass des Kältemittelkanals verbunden ist, wobei der Abgaskanal einen Abgaseinlass, einen Abgasauslass und einen NMP-Kondensatauslass aufweist, wobei ein NMP-Kondensatauslass des Abgaskanals mit einem NMP-Kondensatauslass der Kondensationsrückgewinnungseinheit nach dem Zusammenführen mit der NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden ist, wobei der Abgaseinlass des Abgaskanals mit dem Heißseitenauslass der Kondensationsrückgewinnungseinheit verbunden ist.
  3. Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensationsrückgewinnungseinheit einen Kühler und einen zweiten Kondensator umfasst, ein Kaltseiteneinlass und -auslass des Kühlers jeweils mit zirkulierenden Kühlwasserleitungen verbunden sind und ein Kaltseiteneinlass und -auslass des zweiten Kondensators jeweils mit zirkulierenden gekühlten Wasserleitungen verbunden sind, wobei ein Heißseiteneinlass des Kühlers mit dem Heißseitenauslass der Wärmerückgewinnungseinheit verbunden ist und ein Heißseitenauslass des Kühlers mit dem Heißseiteneinlass des zweiten Kondensators verbunden ist, wobei einer der Heißseitenauslässe des zweiten Kondensators mit dem Kaltseiteneinlass der Wärmerückgewinnungseinheit verbunden ist und der andere über einen Umwälzventilator mit dem Abgaseinlass des Abgaskanals verbunden ist, wobei ein NMP-Kondensatauslass des Kühlers, ein NMP-Kondensatauslass des zweiten Kondensators und der NMP-Kondensatauslass des Abgaskanals nach dem Zusammenführen mit der NMP-Rückgewinnungsflüssigkeits-Zufuhrleitung verbunden sind.
  4. Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass umfassend auch einen Abluftventilator und der Heißseiteneinlass der Wärmerückgewinnungsvorrichtung über den Abluftventilator mit einem Luftauslass der Beschichtungsmaschine verbunden ist.
  5. Tiefkühlbehandlungsvorrichtung für NMP-Abgas nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass umfassend auch einen Rückluftventilator umfasst und der Kaltseitenauslass der Wärmerückgewinnungsvorrichtung über den Rückluftventilator mit einem Rückluftauslass der Beschichtungsmaschine verbunden ist.
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