DE2502686A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von abluft - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur reinigung von abluftInfo
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Description
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DIPL..INS, A. Gt τ. WENGERSKY. .■ j 'cn 9 g gg
8 München 2, Rosental 7, 2.au(9.
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den 23. Januar 1975
Z/XI/Sm
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- :
; 609831/0447 *
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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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— b —
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 (7)
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.
Wasch-Kühlturms (2) ein Wärmeaustauscher (17) zur Erwärmung angesaugter Raumfrischluft geschaltet ist.
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Date | Code | Title | Description |
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