DE2428666A1

DE2428666A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen durch daempfe von farbstoffloesemitteln von oberflaechenbehandlungsstrecken, vorzugsweise von lackier-fertigungsstrecken verunreinigter luft

Info

Publication number: DE2428666A1
Application number: DE2428666A
Authority: DE
Inventors: Jozsef Dipl Ing Dr Domokos; Karoly Dipl Ing Kiss; Miklos Dipl Ing Preiszner
Original assignee: HAJTOMUEVEK ES FESTOBERENDEZE
Current assignee: HAJTOMUEVEK ES FESTOBERENDEZE
Priority date: 1973-07-04
Filing date: 1974-06-14
Publication date: 1975-01-09
Also published as: HU167762B; DD115945A5; CS196254B2; GB1466888A; IN142604B; SU845802A3

Description

PATENTANWÄLTE

du. O. DrrrMANN K. L. SCHIFF dr. A. v. FÜNER

DIPL. ING. P. STREHL

dr. TJ. SCHÜBBL-HOPF DIPL. ing. D. EBBINGI-IAUS

Hajtomüvek es IPestöberendezesek Cyara

D-8 MÜNCHEN 9O MARIAUILFPLATZ 2 &

FOSTADRESSE D-8 MÜNCHEN 95 POSTFACH 95 Ol 60

TELEFON (089) 45 83

TELEGR. AUROMARCPAT MÜNCHEN TELEX 5-23565 AURO D

DA/G-9456 14- Juni 1974

Verfahren und' Vorrichtung zum Reinigen durch Dämpfe von Farbstofflösemitteln von Oberflächenbehandlung-

strecken, vorzugsweise von Lackier-Fertigungsstrecken verunreinigter Luft · ...

(Priorität: Nr. HA-960 vom 4. Juli 1973, Ungarn)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung durch Farbstoff-Lösemitteldämpfe von Oberflächenbehandlungsstrecken, insbesondere von Lackier-Fertigungsstrecken verunreinigter technologischer Luft.

Bei Lackier-Fertigungsstrecken können die Lakierbetriebe, die zur Oberflächenbehandlung organische Löse- und Verdünnungsmit-

A09882/0905

-X-

tel "benutzen, im Hinblick auf den Umweltschutz stark beanstandet werden, da sie die Umgebungsluft stark verunreinigen und selbst dann vergiften, wenn zur Reinigung der technologischen Luft Waschverfahren angewendet werden. Bekanntlich kann nämlich das Waschverfahren ausschließlich bei solchen Einheiten mit Erfolg angewendet werden, die mit Kaltluft arbeiten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die sehr teuren Lösemittel bei diesem Verfahren in keiner Form zurückgewonnen bzw. weiter ausgenutzt werden können, zu ihrer Bindung aber große Wassermengen erforderlich sind, wobei dann auch die Wasserreinigung als Sonderproblem gelöst werden muß.

Das Ausmaß der Luftverunreinigung ist daraus zu ermessen, daß beispielsweise im Lackierbetrieb einer mittleren Automobilfa-

brik, wo stündlich rund 10 000 m Oberfläche mit einem in mehreren Schichten aufgetragenen Farbanstrich versehen werden, mit der verbrauchten Luft ca. 200 kg Lösemittel in die Umgebungsluft gelangen. Die bekannten organischen Farbstoff-Lösemittel haben schon in Konzentrationen von 2-3 g/m · auf lebende Organismen eine toxische Wirkung. Bei ungünstigen metereologischen Verhältnissen kann sich aus den allein in einer achtstündigen Schicht ausgetragenen 1400-1600 kg Lösemitteldämpfen eine Wolke bilden, die über einem Gebiet von nur einigen Hektar schwebt und ihren Luftraum Vergiftet.

Aus der DT-PS 1 173 839 ist ferner ein Lacktrocknungsofen bekannt, bei dem die Verunreinigungen der Luft auf katalytischem Wege oxidiert werden. Dies hat Jedoch den Nachteil, daß nicht sämtliche Verunreinigungen der Luft verbrannt werden können, da sie auf den gewählten Katalysator nicht ansprechen oder gar diesen vergiften. Der Katalysator muß daher jeweils entsprechend den zu oxidierenden Stoffen ausgetauscht werden.

Ferner besteht bei dem bekannten Lacktrocknungsofen der Nachteil,

409882/0905

3 ~if28666

daß die Brennräume mit dem Arbeitsraum eine konstruktive Einheit bilden, durch die die Führung der Luftströme im Arbeitsraum maßgeblich bestimmt und die Bauform zum Kriterium der Prozeßlenkung wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung des unwirtschaftlichen Waschverfahrens zur Reinigung der durch Lösemitteldämpfe von Oberflächenbehandlung- und Lackier-Fertigungsstrecken verunreinigten Luft ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben; durch die nicht nur die in der Luft in Dampfform enthaltenen schädlichen Verunreinigungen beseitigt, sondern gleichzeitig auch die in den Verunreinigungen enthaltene Energie ausgenutzt und somit der Energiebedarf verringert wird. Dabei sollen sämtliche in der Luft enthaltenen Verunreinigungen ohne Austausch von Elementen oxidiert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die durch die Lösemitteldämpfe verunreinigte Luft aus den Einheiten der Lackierstrecke abgesaugt, gesammelt und die in der Luft enthaltenen gasförmigen verunreinigenden Kohlenwasserstoffe durch Zuführung von Fremdenergie thermisch oxidiert werden, und daß die sich aus dem exothermen Charakter des Prozesses ergebende Wärmeenergie in den Einheiten der Strecke, in denen Wärmeenergie benötigt wird, vorzugsweise in der Einbrenn- und Trocknungskammer ausgenutzt und schließlich die gereinigte Luft ins Freie abgeblasen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Austrittsöffnung der Organe, die die verunreinigte Luft aus den Einheiten der Lackierstrecke absaugen, an die Eintrittseite eines mit einer äußeren Energiequelle verbundenen, mit Brenneinrichtungen versehenen Reaktorraums angeschlossen ist, daß die Austrittsseite des Reaktorraumes direkt und / oder indirekt an einen mit einem Regulier- und Verteilerorgan versehenen Verteilerraum angeschlossen ist, und daß der Ver-

409882/0905

• . -f.

teilerraum eine ins Freie führende Leitung aufweist und mit einem Luttensystem verbunden ist, das die Wärmeenergie benötigenden Einheiten der Strecke mit Heizluft versorgt.

Das erfindungsgemäße' Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung beruhen auf der Erkenntnis, daß die Verbrennungswärme der zum Lackieren verwendeten Löse- und Verdünnungsmittel praktisch höher ist als die Verbrennungswärme der am häufigsten benutzten Brennstoffe. Die weit unter der Zündkonzentration liegende Lösemittelmenge wird durch Zufuhr von fremder Wärmeenergie verbrannt. Die sich aus dem exothermen Verbrennungsprozeß ergebende freiwerdende Wärmeenergie wird in den zu beheizenden Einheiten der Lackierstrecke ausgenutzt, wodurch der effektive Bedarf der Lackierstrecke an Fremdenergie verringert wird. Die im Reinigungszyklon freiwerdende En,ergie beträgt im erwähnten Beispiel einer Automobilfabrik ca. 2,2 bis 2,6 χ 10 kcal/h, wodurch die benötigte Fremdenergie des Trocken- und Einbrenntunnels der Lackierstrecke um ca. 40 bis 50% vermindert wird.

Die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird noch dadurch erhöht, daß erfindungsgemäß zwischen der Austrittsseite des Reaktorraumes und dem Verteilerraum ein Wärmetauscher vorgesehen ist, dessen Sekundärseite zwischen das an die Austrittsöffnung der Absaugorgane für verunreinigte Luft angeschlossene Sammelrohr und die Eintrittsöffnung des Reaktorraumes geschaltet ist.

Von Vorteil ist ferner, wenn erfindungsgemäß die Austrittsöffnung der Absaugorgane für verunreinigte Luft an den Sammel- und Verteilerraum angeschlossen ist, wobei die eine Abzweigung des mit einem Regulier- und Verteilungsorgan versehenen Verteilerraumes mit der Eintrittsöffnung des Reaktorraumes bzw. des vor dem Reaktorraum befindlichen Wärmetauschers verbunden ist, während die andere Abzweigung mit der Austrittsöffnung aus dem Reaktorraum bzw. mit dem von der Primärseite des Wärmetauschers

409882/0905

■ ο

ausgehenden Heißluftkanalsystem verbunden ist, durch das die Einheiten der Strecke beheizt werden. Schließlich ist es in wärmeökonomischer Hinsicht vorteilhaft, wenn auch in die die gereinigte Luft ins Freie führende Leitung ein Wärmetauscher eingebaut ist, dessen Sekundärseite mit dem an die Absaugorgane für die verunreinigte Luft angeschlossenen Sammelrohr bzw. mit dem Samnrel- und Verteilerraum verbunden ist.

Durch die Erfindung wird die dieser zugrunde liegende· Aufgabe vollständig gelöst. Ferner ergibt sich der Vorteil, daß erfingungsgemäß die Lösemitteldämpfe aus einer beliebigen Anzahl von Einheiten einer Lackierstrecke abgesaugt und ihre Wärmeenergie an beliebigen Stellen ausgenutzt werden kann.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine zum Seil geschnittene schematische Darstellung einer Lackier-Pertigungsstrecke.

4 0 9 8 8 2/0905

Die als Ausführungsbeispiel dargestellte Lackier-Fertigungsstrecke besteht aus einer Farbspritz-Kabine 1, einer Vortrocknungszone 2 und einem Trocknungsofen.3. Die verunreinigte Luft wird aus der Spritzkabine 1 mit einem Absaugorgan 4 und aus der Vortrocknungszone 2 mit einem Absaugorgan 5 abgeaugt. Die Austrittsstutzen der Absaugorgane 4 und 5 sind an ein Ableitungssammelrohr 6 angeschlossen.

Die im Trocknungsofen 3 verunreinigte Luft wird über eine Leitung 7 abgeleitet. Das Sammelrohr 6 und die Leitung 7 sind an die Saugseite eines Ventilators 8 angeschlossen. Die Druckseite des Ventilators 8 führt zu einem Verteilerraum 9. Der Verteilerraum 9 ist mit nicht dargestellten Verteil- und Regulierorganen ausgerüstet, die dafür zu sorgen haben, daß die vom Ventilator 8 abgeblasene verunreinigte Luftmenge teils zur Entrittsseite des Reaktorraumes 12 gelangt, der mit einer über die Leitung 10 gespeisten, an eine fremde Hilfsenergiequelle angeschlossenen Brenneinrichtung 11 versehen ist, und teils unter Umgehung des Reaktorraumes 12 in einen Kanal 13 gelangt und als Heizluft dem Trocknungsofen 3 zugeführt wird. Der Reaktorraum und die dazu gehörige Brenneinrichtung ist zugleich auch die Heizeinrichtung für die Brennkammer 3· Vor dem Reaktorraum 12 und hinter dem Verteilerraum 9 ist ein Wärmetauscher 14 eingebaut, dessen Primärseite an die Austritts seite des Reaktorrauraes 12 bzw. an einen Verteilerraum 15 angeschlossen ist. In dem Verteilerraum 15 sind gleichfalls in der Zeichnung nicht dargestellte Regulier- und Verteilungsorgane vorgesehen, mit deren Hilfe die dem Wärmetauscher 14 entströmende Luftmenge teils oder ganz über einen weiteren Wärmetauscher 16 mit dem. ins Freie führenden Rohr 17 oder mit dem Heizluft-Zuführungskanal 13 des Trocknungsofens 3 verbunden wird. Die Sekundärseite des Wärmetauschers 16 ist zwischen das Ableitungssammelrohr 6 und die Saugseite des Ventilators 8 geschaltet.

409882/0905

Im Betrieb wird zunächst mit Hilfe einer Fremdenergiequelle die Brenneinrichtung 11 in Betrieb gesetzt. Danach wird der Saugventilator 8 angelassen, wodurch die verunreinigte Luft, und zwar aus der Spritzkabine 1 und der Vortrocknungszone 2 mit Hilfe der Absaugorgane 4 und 5 und aus dem Trocknungsofen 3 über die Leitung 7 in den Verteilerraum gelangt. Von hier strömt ein Teil der verunreinigten Luft über die Sekundärseite des Wärmetauschers 14 erwärmt in den Reaktorraum 12, wo die in der Brenneinrichtung 11 freigewordene Wärmeenergie die in der Luft in Dampfphase vorhandenen Kohlenwasserstoffe thermisch oxydiert, während nach Maßgabe des exothermen Charakters der Reaktion weitere Wärmeenergie frei wird. Die durch die thermische Oxydation gereinigte Heißluft durchströmt die Primärseite des Wärmetauschers 14 und gibt einen Teil der Wärme an die in den Reaktorraum 12 einströmende verunreinigte Luft ab. Aus dem Wärmetauscher gelangt die gereinigte Luft, die schon einen Teil ihrer Wärmeenergie abgegeben hat, in den Verteilerraum 15, von wo ein Teil der Heißluft durch den Wärmetauscher 16 geleitet wird, dessen Sekundärseite die über das ableitende Sammelrohr 6 eintretende Abluft vorwärmt, wonach die gereinigte Luft, die ihre Wärmeenergie schon großenteils abgegeben hat, über das Rohr 17 ins Freie abgeblasen wird. Der andere Teil der in den Verteilerraum 15 gelangten Heißluft wird in den Luftkanal 13 für Zufuhr von Heizluft geleitet, in dem sich diese mit der aus dem Verteilerraum 9 hergeleiteten kalten Abluft innig vermischt. In dem Transportkanal 13 für die Heiz.-luft findet eine innige Vermischung der beiden Luftströme statt; der warme gereinigte Luftstrom gibt seine Wärmeenergie an den Trocknungsofen 3 ab, wo das Trocknen und Einbrennen der mit Lack zu versehenden Oberflächen erfolgt. Die. im Trocknungsofen 3 abgekühlte Luft strömt über die Leitung 7 wieder zur Saugseite des Ventilators 8 zurück.

Die infolge der thermischen Oxydation der die Luft verunreinigte !Kohlenwasserstoffe frei werdende Wärmeenergie ermöglicht

409882/0905

nach der Erwärmung des Reaktorraumes eine Verminderung der Zufuhr an Fremdenergie in den Reaktorraum, da nunmehr der Trocknungsofen auch durch die aus der Verbrennung der Kohlenwasserstoffe gewonnene Wärmeenergie erwärmt wird.

Ein großer Vorteil der Erfindung ist, daß die Heizenergie für den Trocknungsofen 3 zum großen Teil durch die bei der Abluftreinigung freiwerdende Energie gedeckt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zur Reinigung der Abluft praktisch kaum noch Energie erforderlich ist, da der die Verunreinigungen in der Ablauft verbrennende Reaktorraum 12 gleichzeitig auch der Feuerraum des Trocknungsofens ist.

Patentansprüche

409882/0905

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Reinigung durch Farbstofflösemittel-Dämpfe von Oberflächen-Behandlungsstrecken, vorzugsweise von Lack-Fertigungsstrecken verunreinigter Abluft, dadurch gekennzeichnet , daß von den technologischen Einheiten der Fertigungsstrecke die mit den Dämpfen der Farbstofflösemittel verunreinigte Abluft abgesaugt wird, daß danach die in der abgesaugten Luft in Gasphase zugegenen, verunreinigenden Kohlenwasserstoffe unter Verwendung von Fremdenergie thermisch oxydiert werden, während die sich aus der exothermen Natur des Prozesses ergebende Wärmeenergie zum Anheizen der eine Beheizung erfordernden technologischen Einheiten der Fertigungsstrecke ausgenützt wird, und daß schließlich die gereinigte Luft nach Entzug der Wärmeenergie ins Freie abgelassen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Austrittsleitung (6, 7) der Absaugorgane (4, 5, 8) zum Absaugen der Abluft von den technologischen Einheiten (1, 2, 3) der Fertigungsstrecke an die Eintrittsseite des mit; einer Fremdenergiequelle verbundenen Brenneinrichtung (11) versehenen Reaktorraum (12) angeschlossen sind, während die Austrittsseite des Reaktorraumes (12) direkt oder indirekt an den mit einem Regulier- und Verteilungsorgan versehenen

409882/0905

Verteilerraum (15) angeschlossen ist, wobei der Verteilerraum (15) eine ins Freie führende Leitung (17), sowie eine Leitung enthält, die an den Kanal (13) zur Versorgung mit Heißluft der eine Beheizung benötigenden technologischen Einheiten angschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das an eine Fremdenergiequelle angeschlossene wärmeerzeugende Organ der eine Beheizung erfordernden technologischen Einheiten der Lackierstrecke, vorzugsweise des Trocknungsofens (3)> als ein mit der Austrittsleitung der Organe (4, 5, 6) zum Absaugen der Abluft von den technologischen Einheiten (1, 2, 3) der Fertigungsstrecke direkt und / oder indirekt verbundener Reaktorraum (12) ausgestaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und "3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Austrittsseite des Reaktorraumes (12) und dem Verteilerraum (15) ein Wärmetauscher (14) vorgesehen ist, dessen Sekundärseite einerseits mit den AustrittsÖffnungen (6, 7) der die verunreinigte Abluft absaugenden Organe und andererseits mit der Eintrittsseite des Reaktorraumes (12) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß hinter den Austrittsöffnungen (6, 7) der die verunreinigte Abluft absaugende Organe

409882/0905

(4·, 5, 6) ein Sammel- und Verteilerraum (9) für verunreinigte Luft ausgebildet ist, wobei die eine Abzweigung seines Austrittsstutzens mit dem Reaktorraum (12) bzw. mit der Eintrittsöffnung des vor dem Reaktorraum

(12) befindlichen Wärmetauschers (14) verbunden und die andere Abzweigung an das vom Reaktorraum (12) bzw. der Primärseite des Wärmetauschers ausgehende Luftkanalsystem

(13) angeschlossen ist, das die eine Beheizung benötigende technologische Einheit (3) mit Heißluft versorgt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß in die ins Freie führende Abblasleitung (17) ein Wärmetauscher (16) eingebaut ist, dessen Sekundärseite mit der Austrittsleitung (8) der die verunreinigte Abluft absaugenden Organe (4, 5) bzw. mit dem.Sammel- und Verteilerraum (9) verbunden ist.

409882/0905

AZ,

Leerseite