DE2502686A1

DE2502686A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von abluft

Info

Publication number: DE2502686A1
Application number: DE19752502686
Authority: DE
Inventors: Urban Dipl Ing Cleve
Original assignee: Wehrle Werk AG
Current assignee: Wehrle Werk AG
Priority date: 1975-01-23
Filing date: 1975-01-23
Publication date: 1976-07-29
Also published as: CH604802A5; FR2298360A1; FR2298360B1

Description

PATENTANWÄLTE

H. LEINWEBER hipping, H. ZIMMERMANN DIPL..INS, A. Gt τ. WENGERSKY. .■ j 'cn 9 g gg

8 München 2, Rosental 7, 2.au(₉.

Tel.-Adr. Leinpat München Telefon (089) 260388S

Postscheck-Konto: München 220 «-804

den 23. Januar 1975

Unser Zeichen

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WEHELE-WEBK Aa, 783 Emmendingen (Baden) Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abluft

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung τοπ Abluft in Verbindung mit Trocknungsprozessen, bei denen Brüden aus einem Trockner in mit im Kreislauf geführtem Kühlwasser gekühlten Kondensatoren kondensiert werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Insbesondere dient das Verfahren der Reinigung der beim Trocknen übelriechender Substanzen stets anfallenden geruchsbeladenen Raumabluft.

Trocknungsprozesse, insbesondere die Trocknung organischer Rohstoffe, werden in der Regel als indirekte Trocknung mittels Dampf, Heißwasser oder sonstiger wärmetragender Medien durchgeführt. Die bei der Trocknung entstehenden Brüdendämpfe werden in oberflächengekühlten Kondensatoren niedergeschlagen. Bei der Handhabung der zu trocknenden Produkte, der getrockneten Feststoffe, der Brüden und der Brüdenkondensate, die insbesondere

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im Bereich der organisch-chemischen Produktion mitunter widerlich riechen, läßt sich auch bei den besten und geschlossensten Anlagen kaum eine erhebliche Geruchsbelastung der Fabrikationsraumluft vermeiden.

Fabrikationsräume, in denen Trocknungsprozesse der zuvor beschriebenen Art durchgeführt werden, müssen aus Gründen der Arbeitshygiene und des Gesundheitsschutzes ständig durchgreifend belüftet werden. Mit der zunehmend dichteren Besiedelung und Industrieansiedlung und den dementsprechend zunehmend engere Grenzen ziehenden Immissionsschutzvorschriften kann eine solcherart geruchsbeladene Abluft nicht mehr ungereinigt in die Atmosphäre abgeblasen werden. Nach dem Absaugen der beladenen Luft muß diese in nachgeschalteten Reinigungsanlagen vor dem Ausblasen in die Atmosphäre zunächst chemisch und/oder physikalisch gereinigt werden. Die für die Errichtung einer Trocknungsanlage erforderlichen Investitionen werden so durch die für die Abluftreinigung erforderlichen Kosten empfindlich aufgestockt.

Wie bereits zuvor beschrieben, erfolgt die Kondensation der bei Trocknungsprozessen entstehenden Brüden heute üblicherweise in wassergekühlten Oberflächenkondensatoren. Noch vor ^; wenigen Jahren konnte die Eückkühlung des aufgewärmten Kondensatorkühlwassers problemlos in offenen, direkt in die At- ! mosphäre abblasenden Kühltürmen oder Einspritzkondensatoren erfolgen. Diesem Verfahren stehen jedoch heute nicht nur die ! verschärften Immissionsschutzvorschriften, sondern auch die er- , ι heblich gestiegenen Wasserkosten entgegen. Zur Vermeidung der j dadurch auftretenden Schwierigkeiten werden geschlossene Kühl- ; ; Wasserkreisläufe eingesetzt, wobei das Kühlwasser in Wärmeaustauschern rräickgekühlt wird. Insbesondere in kleinen und mittleren Fabrikationsanlagen liegt jedoch für die durch die Rück- :

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kühlung des Kühlwassers frei werdende Energie häufig keine Verwendungsmöglichkeit vor. Im Rahmen größerer Produktionsanlagen steht die Qualität der rückgewinnbaren Energie nicht sei-" ten wirtschaftlich in keinem Verhältnis zum erforderlichen Anlagenaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das mit möglichst geringen Investitionskosten die im Rahmen von Trocknungsanlagen auftretenden Probleme der Abluftreinigung und Rückkühlung des in geschlossenem Kühlkreislauf geführten Brüdenkondensationskühlwassers sowie der Erwärmung der Raum-Frischluft zu lösen vermag. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optimalen Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Reinigung von Abluft in Verbindung mit Trocknungsprozessen vorgeschlagen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß man (a) das Kühlwasser durch angesaugte Abluft direkt rückkühlt und die Abluft dadurch gleichzeitig reinigt, daß man (b) zur Erhöhung der Reinigungswirkung des Wassers enthärtetes, entcarbonatisiertes oder vollentsalztes Kühlwasser einsetzt und daß man (c) das Kühlwasser in einem Nebenkreislauf klärt.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen in den Kühlwasserkreislauf eines Oberflächenkondensators geschalteten Wasch-Kühlturm zwischen dessen wasserseitigem Zulauf und Ablauf eine ein- oder mehrstufige Reinigungsanlage geschaltet ist. Als einstufige Reinigungsanlage kann dabei je nach Belastung

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des Kühlwassers eine mechanische, chemische oder biologische Reinigungsstufe vorgesehen sein. Eine bevorzugte dreistufige Reinigung oder Klärung des geruchsbeladenen Kühlwassers kann aus einer Stufe zum Vorfällen, einer Stufe zur Bioklärung und einer Nachklärstufe bestehen. Eine für stark beladene Kühlwasser eingesetzte vierstufige Reinigungsanlage besteht beispielsweise aus einem Fettabscheider, einem Vorklärbecken oder Sammelbecken, einem Filter und einem Nachklärbecken, die in Reihe geschaltet sind.

Je nach dem Grad der Geruchsbelastung und der Wirksamkeit der Reinigungsanlage beträgt die Durchflußleistung im Nebenkreislauf vorzugsweise 1 - 10 $ , insbesondere etwa 3 - 6 fo. der Durchflußleistung im Kühlwasserhauptkreislauf.

In dem in den Kühlwasserhauptkreislauf geschalteten Wasch-Kühlturm wird das im Kondensator aufgewärmte Kühlwasser durch angesaugte beladene Abluft direkt rückgekühlt. Die Kühlwasserphase und die Abluftphase werden dabei im geschlossenen Kühlturm im Gegenstrom geführt, und zwar in der Weise, daß ein direkter und intensiver Phasenkontakt erfolgt. Die Abluft wird dabei mittels eines oder mehrerer Gebläse im Wasch-Kühlturm aufwärts geführt, während die zu kühlende Kühlwasserphase abwärts läuft. Die geruchsbeladene Abluft wird aus den Fabrikationsräuraen und bzw. oder anderen Quellen abgesaugt. Die in Ergänzung der abgesaugten Raumluft angesaugte Raumfrischluft wird vorzugsweise in Wärmeaustauschern aufgewärmt, die vor dem wasserseitigen Zulauf des Wasch-Kühlturms im Kühlwasserrücklauf des Kondensators liegen.

Zur Vermeidung eines Abfalls der Kühlleistung von Oberflächenkondensatoren ist es an sich bekannt, in geschlosse-

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nen Kühlkreisläufen zur Unterdrückung der Kesselsteinbildung enthärtetes Kühlwasser einzusetzen. Überraschenderweise nimmt jedoch die Reinigungswirkung des Kühlwassers gegenüber der geruchsbeladenen Abluft mit einer Aufbereitung des Kühlwassers in unerwarteter Weise zu. Wie bereits beschrieben, wird daher als Kühlwasser enthärtetes, entcarbonatisiertes oder voll entsalztes Wasser verwendet, wobei die Reinigungswirkung gegenüber der Abluft in der genannten Folge der Wasseraufbereitung zunimmt. Ein voll entsalztes, sogenanntes "destilliertes" Wasser weist gegenüber der zur Rückkühlung des aufgewärmten Kühlwassers eingesetzten geruchsbeladenen Abluft die höchste Waschkraft im Hinblick auf die von der Abluft mitgeführten Geruchsstoffe auf. Andererseits ist voll entsalztes Wasser jedoch teurer als lediglich enthärtetes Wasser, so daß im Spezialfall die Wahl des Aufbereitungsgrades des Wassers eine Funktion der Investitionskosten der Gesamtanlage ist, wobei der Grad der Geruchsbeladung der Abluft und die Leistungsfähigkeit des Wasch-Kühlturms zu berücksichtigen sind.

Je nach Bauweise des eingesetzten Kühlturmes wird in die Abluftleitung des Kühlturms, die die gereinigte, mitunter aber noch recht feuchte Abluft führt, ein Demister eingeschaltet. Wenn die Bauweise des Kühlturms dies erlaubt, kann der Demister auch direkt auf dem Kopf des Kühlturmes aufgesetzt sein.

Wenn mehrere, voneinander getrennte Abluftquellen, insbesondere Fabrikationsräume, abgesaugt werden müssen, wird vorzugsweise ein aus mehreren wasserseitig miteinander verbundenen, luftseitig jedoch voneinander getrennten Kammern bestehender Wasch-Kühlturm eingesetzt. Solche Kuhltürme sind vorzugsweise so gebaut, daß die Kammern durch Trennwän-

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de im Inneren des Kühlturmes gebildet werden, die den Zweiphasenbereich und den Luftbereich des Turmes im Kopf abschließen und am Fuß des Turmes in der Weise in eine Wassersohle eintauchen, daß diese zwar unbehindert und kommunizierend strömen kann, daß die an ihre Oberfläche angrenzenden Luftkammern bzw. Zweiphasenkammern voneinander getrennt sind. Für den Fall, daß solche Türme mit Demistern ausgerüstet sind, ist vorzugsweise jede der Kammern mit einem eigenen Demister ausgerüstet. Eine optimale Steuerung und Regelung der Luftumwälzung in den einzelnen abzusaugenden Quellen wird erreicht, wenn man jeder der Kammern des Wasch-Kühlturmes ein eigenes Abluftgebläse zuordnet. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß eine solche Anlage insbesondere im Zusammenhang mit stark geruchsbelasteten Fabrikationsräumen, ohne wesentlich höhere Investitionskosten wesentlich bessere Leisungs- und Verbrauchskenndaten aufweist als eine entsprechende über Armaturen gesteuerte Anlage mit einem einzigen Zentralgebläse für alle Fabrikationsräurae in Verbindung mit einem einkammerigen Kühlturm. i

Der Vorteil des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung liegt in einer wesentlichen Senkung der Investitionskosten für die Errichtung von Anlagen zur Trocknung übelriechender Stoffe. Diese Senkung der Investitionskosten wird ' durch die Verwendung der abgesaugten beladenen Abluft zur ^! direkten Bückkühlung des im Kreislauf geführten Kühlwassers unter gleichzeitiger Waschung der Abluft erzielt. Durch diese ; Maßnahmen werden in verblüffend einfacher Weise das Problem der Abluftreinigung und der Kühlwasser rückkühlung in einer ' j gemeinsamen Anlage gelöst. !

j Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben.

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Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild der Vorrichtung der

Erfindung entsprechend einem der einfachsten Ausführungsbeispiele und

Fig. 2 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die in der Fig. 1 gezeigte einfachste Ausbildung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung besteht aus einem Kondensator 1, einem Gegenstrom-Wasch-Kühlturm 2, einer Wasseraufbereitungsanlage 3 und einer Kläranlage 4. Die heißen, aus dem Trockenprozeß stammenden Brüden werden über die Brüdendampfleitung 5 auf den Kondensator 1 gegeben. Das Brüdenkondensat wird über die Ablaufleitung 6 abgezogen. Das durch die Kondensation der Brüden aufgewärmte Kühlwasser läuft über die Kühlwasserrücklaufleitung 8 zum Kopf des Kühlturmes 2 zurück. Das im Kühlturm rückgekühlte Kühlwasser wird über den Kühlwasservorlauf 7 wieder dem Kondensator 1 zugeführt. Aus der Kühlwasservorlaufleitung 7 zweigt eine Nebenkreisleitung 9 ab, die ca. 5$ der Durchsatzleistung der Kühlwasservorlaufleitung 7 aufnimmt. Das über die Nebenkreislaufleitung 9 abgezweigte Kühlwasser wird in der Kläranlage 4 gereinigt und über die Ablaufleitung 10 des Nebenkreislaufes in die das aufgewärmte Kühlwasser zum Turm des Kühlturmes 2 zurückführende Leitung 8 eingeleitet.

Der mit der feuchten gereinigten Abluft das geschlossene Kühlwasserkreislaufsystem verlassende Wasseranteil wird über die Frischwasserzulaufleitung 11, die Wasseraufbereitungsanlage 3 und die Leitung 12 ebenfalls in die Kühlwasserrücklaufleitung 8 gegeben. Die Steuerung der

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Frischwasserzufuhr kann in an sich bekannter Weise erfolgen, vorzugsweise unter Steuerung durch einen am Fuß des Kühlturmes 2 eingebauten liveaumesswertgeber.

Die von der Quelle über ein Gebläse 13 angesaugte geruchsbeladene Abluft wird über die Zuluftleitung 14 am Faß des Kühlturmes 2 eingeblasen, strömt dem vom Kopf des Kühlturmes herabrieselnden aufgewärmten und abzukühlenden Kühlwasser entgegen und verläßt den Kühlturm am Kopf über die Abluftleitung 15 in die Atmosphäre. Die Gegenstrumführung des Kühlwassers und der Abluft bewirkt die Bückkühlung des aufgewärmt aufgegebenen Kühlwassers durch die Abluft und gleichzeitig das Auswaschen der von der Abluft mitgeführten Geruchsstoffe durch das Kühlwasser.

Die in der Fig. 2 dargestellte Anlage unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Anlage vor allem durch den Einsatz eines mehrkammerigen Kühlturmes und durch die Reinigung des Brüdenkondensates und des Kühlwassers in einer gemeinsamen Kläranlage. Das zu reinigende Kühlwasser wird entweder aus der Kühlwasservorlaufleitung 7 oder direkt am Fuß des Kühlwasserturmes 2 abgezweigt und der Kläranlage 4a bis 4d zugeführt. In diese das zu reinigende Kühlwasser führende lebenkreislaufleitung 9 mündet die das Brüdenkondensat führende Ablaufleitung 6 des Oberflächenkondensators 1. Die Kläranlage besteht aus einem Fettabscheider 4a, einem nachgeschalteten Vorklärbecken (Sammelbecken) 4b, einem Filter 4c und einem Nachklärbecken 4d. In der Regel kann der abzulassende Abwasseranteil bereits nach dem Filter 4c über eine Ablaufleitung 10a abgezweigt werden. Zumindest der dem Kühlwasserkreislauf zurückzuführende Anteil des gereinigten Abwassers wird jedoch dem Nachklärbecken 4d zugeführt. Der für die Rück-

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führung nicht "benötigte Anteil des Ablaufs aus dem Nachklärbecken wird über eine Leitung 10b abgelassen. Der nicht abgelassene Anteil des gereinigten Abwassers wird über die Leitung 10c, in die dann auch die Frischwasserleitung 11 mündet, der Masseraufbereitung 3 zugeführt. Das aufbereitete aus dem lebenkreislauf stammende Kühlwasser gelangt dann zusammen mit dem in derselben Aufbereitungsanlage 3 aufbereiteten Frischwasser über die Leitung 12 in den wasserseitigen Zulauf zum Kühlturm 2.

Der Vorteil dieser Schaltung liegt in der gemeinsamen Klärung des Kühlwassers und des Brüdenkondensats in einer einzigen gemeinsamen Kläranlage und in einem praktisch auf Null reduzierten Frischwasserverbrauch.

Der GegenstrOTO-Wasch-Kühlturm 2 ist durch eine oder mehrere Trennwände 22 in entsprechend viele Kammern 21 geteilt. Diese Kühltürmkammern 21 sind luftseitig hermetisch voneinander getrennt, aber wasserseitig am Fuß des Turmes 2 in einer gemeinsamen Wassersohle miteinander verbunden. Jede der Kammern 21 ist einem Fabrikationsraum 16 bzw. Abluft-quelle zugeordnet, aus dem die geruchsbeladene Abluft mittels eines Gebläses 13 abgesaugt wird, und zwar in der Weise, daß jedem einzelnen der Fabrikationsräume 16 und jeder zugehörigen Kühlturmkammer 21 ein eigenes Gebläse 13 zugeordnet ist. Weiterhin weist jede der Kühlturmkammer 21 am Kopf des Kühlturmes einen eigenen Demister auf. Die von den Geruchsstoffen gereinigte und in den Demistern von mitgerissenen Tröpfchen befreite Abluft wird über eine gemeinsame Austragsleitung 15 in die Atmosphäre geblasen. Durch diese Anordnung können luftdruckseitig vollkommen voneinander getrennte Abluftanlagen in einen einzigen geschlossenen Kühlwasserkreislauf mit

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direkter Kühlwasserrückkühlung geschaltet werden.

Eine besonders günstige Wärinebilanz der Anlage wird erreicht, wenn man das aufgewärmte Kühlwasser im Kühlwasserrücklauf 8 nicht direkt zum Kopf des Kühlturmes 2 zurückleitet, sondern zuvor durch Wärmeaustauscher 17 führt, die die γόη Gebläsen 18 über Leitungen 19 angesaugte Frischluft vor ihrem Einlaß über Zuluftleitungen 20 in die abgesaugten Fabrikationsräume 16 erwärmt. Mit anderen Worten dient also das im Kondensator 1 erwärmte Kühlwasser nicht nur der Reinigung der geruchsbeladenen abgesaugten Abluft aus den Fabrikationsräumen, sondern gleichzeitig der Beheizung dieser Räume.

Die Erfindung ermöglicht also durch eine überraschende Funktionskopplung bei Trockungsprozessen eine unerwartet hohe Senkung der Investitions- und der Betriebskosten für solche Anlagen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Eeinigung γοη Abluft in Verbindung mit Trocknungsprozessen, bei denen Brüden aus einem Trockner in mit im Kreislauf geführtem Kühlwasser gekühlten Kondensatoren kondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) das Kühlwasser durch angesaugte Abluft direkt rückkühlt und die Abluft dadurch gleichzeitig reinigt, daß man

(b) zur Erhöhung der Eeinigungswirkung des Wassers enthärtetes, entcarbonatisiertes oder vollentsalztes Kühlwasser einsetzt und daß man (c) das Kühlwasser in einem Nebenkreislauf klärt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das im Kondensator aufgeheizte Kühlwasser vor der Eückführung zur Kühlung zur Erwärmung angesaugter Baumfrischluft verwendet.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen in den Kühlwasserkreislauf (7, 8) eines Oberflächenkondensators (1) geschalteten Wasch-Kühlturm (2), zwischen dessen wasserseitigern Zulauf (8) und Ablauf (7) eine ein- oder mehrstufige Eeinigungsanlage (4; 4a - d) geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen in der Abluftleitung (15) des Wasch-Kühlturmes (2) liegenden Demister.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasch-Kühlturm (2) mehrere luftseitig getrennte, wasserseitig miteinander verbunde-

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ne Kammern (21) enthält, die bei nachgeschaltetem Demister je mit einem eigenen Demister ausgerüstet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kammern (21) ein eigenes Kühlturm-G-ebläse (13) zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kühlwasserablauf (3) des Kondensators (2) und den wasserseitigen Zulauf des
Wasch-Kühlturms (2) ein Wärmeaustauscher (17) zur Erwärmung angesaugter Raumfrischluft geschaltet ist.

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