DE2511181A1

DE2511181A1 - Cleaning of waste gases - esp. from paint-drying ovens using oil as solvent for contaminants

Info

Publication number: DE2511181A1
Application number: DE19752511181
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Dr Kautt; Reinhard Ing Grad Kraus; Eugen Dipl Chem Dr Rogler; Peter Weingruell
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1976-09-16
Also published as: DE2511181B2; DE2511181C3

Abstract

In a process for cleaning waste gases contaminated with organic substances, esp. waste gases from paint drying ovens, the organic substances are removed by a solvent, introduced as a liq. phase and having a high b.pt. concn. of organic substances in the waste gas after treatment is lower than in conventional processes and subsequent cleaning of the gases is eliminated.

Description

Verfahren zur Reinigung von Abgasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen, die mit organischen Substanzen verunreinigt sind, insbesondere zur Reinigung der Abgase von Lackieranlagen. Method for cleaning exhaust gases The invention relates to a method for cleaning exhaust gases that are contaminated with organic substances, in particular for cleaning exhaust gases from paint shops.

Zur Reinigung der Abluft von organischen Substanzen sind Verfahren bekannt, bei denen die organischen Substanzen durch thermische oder katalytische Verbrennung bei geeigneter Konzentration dadurch entfernt werden, daß die Abluft beispielsweise als Verbrennungsluft für Brenner eingesetzt wird, Solche Abluftreinigungsverfahren werden insbesondere bei tacki eranlagen eingesetzt. Die thermische Verbrennung der Abluft läßt sich aber nur dann wirtschaftlich durchführen, wenn die für die Verbrennung benötigte Wärme aus der Abluft auch wiedergewonnen werden kann, oder wenn für andere Zwecke ohnehin öl-oder direktbefeuerte Öfen zur Verfügung stehen. Da das nicht immer der Fall ist, scheidet die thermische Verbrennung der Abluft überall da aus und muß durch Waschvorgänge ersetzt werden, wo beispielsweise Fernwärme vorliegt oder elektrische Energie zur Wärmegewinnung eingesetzt wird.There are procedures for cleaning the exhaust air from organic substances known in which the organic substances by thermal or catalytic Combustion at a suitable concentration can be removed by removing the exhaust air is used, for example, as combustion air for burners, such exhaust air purification processes are used in particular in tacki er systems. The thermal combustion of the Exhaust air can only be carried out economically if it is for combustion required heat can also be recovered from the exhaust air, or if for others Purposes anyway oil or direct fired ovens are available. Since that's not always is the case, the thermal combustion of the exhaust air is eliminated everywhere and must be replaced by washing processes where, for example, district heating is available or electrical energy is used to generate heat.

Es ist auch bekannt, organische Substanzen an festen Substanzen zu adsorbieren oder von ihnen absorbieren zu lassen. Ein anderes bekanntes und weit verbreitetes Re inigungsv erfahren ist das Auswaschen der organischen Substanzen durch direkte oder indirekte Kondensation in Wasser, das mit oder ohne zusätzliche Chemikalien zur oxydativen Zerstörung in sogenannten Festkörperkolonnen, aber auch in Einrichtungen mit einer mechanischen Wasserverwirbelung, wie beispielsweise in Venturiwäschern oder Schleuderradwäschern eingesetzt wird, wo die Abluft möglichst in innigen Kontakt mit dem Wasser gebracht wird. Diese bekannten Verfahren sind mit dem Nachteil behaftet, daß das Absorptionsverfahren nur dann wirtschaftlich ist, wenn geringe Abgaskonzentrationen vorliegen, was in der Regel durch die Vorschaltung einer Auswaschvorstufe erreicht wird. Das Auswaschen organischer Substanzen mit Wasser weist wiederum den Nachteil auf, daß in der Regel anschließend eine Abwasserbehandlung notwendig wird, was den Aufwand dieses Verfahrens beträchtlich erhöht. Dieser Aufwand wird noch größer, wenn dem Auswaschwasser chemische Substanzen zugemischt werden.It is also known to add organic substances to solid substances adsorb or allow to be absorbed by them. Another well-known and widely A common cleaning method is washing out the organic Substances by direct or indirect condensation in water, with or without additional chemicals for oxidative destruction in so-called solid columns, but also in facilities with a mechanical water turbulence, such as is used in venturi washers or centrifugal wheel washers, where the exhaust air is as possible is brought into intimate contact with the water. These known methods are has the disadvantage that the absorption process is only economical is when there are low exhaust gas concentrations, which is usually due to the upstream connection a pre-wash stage is achieved. Washing out organic substances with In turn, water has the disadvantage that wastewater treatment is usually carried out subsequently becomes necessary, which increases the cost of this process considerably. This effort becomes even greater if chemical substances are added to the wash water.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von Abluft, insbesondere ein Verfahren zur Reinigung der Abgase von Lackieranlagen vorzuschlagen, bei dem die erreichte Abluftkonzentration nach der Reinigung wesentlich niedriger als bei bisher bekannten Verfahren sein kann und bei dem Nachbehandlungen für das Reinigungsmedium entfallen.The present invention is based on the object of a method for cleaning exhaust air, in particular a method for cleaning exhaust gases from To propose painting systems in which the exhaust air concentration achieved after the Cleaning can be significantly lower than with previously known methods and there is no need for post-treatment for the cleaning medium.

Die Erfindung besteht darin, daß dirrt organischen Substanzen durch einen in der Flüssigphase eingesetzten hochsiedenden organischen Löser der Abluft entzogen werden. Dieses Verfahren kann mit allen bekannten Auswaschanlagen durchgeführt werden und zeigt gute Ergebnisse. Die besten Ergebnisse werden naturgemäß aber dann erreicht, wenn solche Anlagen eingesetzt werden, die eine möglichst große Kontaktzeit zwischen Abluft und Auswasohflüssigkeit zur Verfügung stellen, wie sie z.B. in der Form von Pu1#lkörperkolonnen, Giockenbodenkolonnen o.dgl. zur Verfügung stehen. Der uit d n Verfahren mit den organischen Bestandteilen der Abluft angereicherte und gesättigte Löser kann dann entweder verbrannt werden zur Nutzung des Energieinhaltes oder in einer bekannten Anlage zur Lösungsmittelregeneration aufgearbeitet werden.The invention consists in that dirrt organic substances through a high-boiling organic solvent for the exhaust air used in the liquid phase be withdrawn. This process can be carried out with all known washing systems and shows good results. Naturally, however, the best results will then be achieved achieved when such systems are used, which have the longest possible contact time between exhaust air and waste liquid, as e.g. in the Form of Pu1 # oil-body columns, Giockenboden columns or the like. be available. The uit d n process with the organic Components of the exhaust air enriched and saturated solvers can then either be burned for use the energy content or in a known system for solvent regeneration be worked up.

Die mit dem neuen Löser ernichte Abluftkonzentration liegt unter der durch Kondensation in Wasser erreichbaren, was darauf zurückzuführen ist, daß zu dem physikalischen Effekt der Kondensation der Effekt des Lösens hinzukommt. Das neue Verfahren weist auch den Vorteil auf, daß keine besondere Abwasserbehandlung notwendig wird und daß dieses Verfahren auch sehr vorteilhaft als Vorstufe für ein anschließendes Reinigungsad- und absorptionsverfahren eingesetzt werden kann.The exhaust air concentration achieved with the new solver is below the achievable by condensation in water, which is due to the fact that to In addition to the physical effect of condensation, there is also the effect of dissolving. That new method also has the advantage that no special wastewater treatment becomes necessary and that this process is also very beneficial as a preliminary stage for a subsequent cleaning adsorption and absorption process can be used.

Da eine niedere Eingangskonzentration erreicht wird, die niedriger ist als die durch einen Auswaschvorgang mit Wasser übliche, werden die bekannten Ad- und Absorptionsverfahren sehr wirtschaftlich. Es hat sich aber gezeigt, daß in einigen Fällen tne Nachschaltung eines Ad- bzw. Absorptionsreinigungsverfahrens unnötig ist, weil durch die erfindungsgemäße Abluftreinigung Konzentrationswerte erreicht werden, die keiner weiteren Verringerung mehr bedurften. Der Vorteil des neuen Verfahrens liegt auch darin, daß keine Chemikalien eingesetzt werden, die anschließend eine Abwasserverunreinigung hervorrufen und daß die organischen Bestandteile der Abluft nahezu wasserfrei anfallen und damit den verschiedensten Verwendungszwecken zugeführt werden können.Since a lower input concentration is reached, the lower is more common than that caused by a washout process with water Ad and absorption processes are very economical. But it has been shown that in some cases without a downstream adsorption or absorption cleaning process is unnecessary because the exhaust air purification according to the invention results in concentration values can be achieved that did not require any further reduction. The advantage of the The new process is also due to the fact that no chemicals are used subsequently cause wastewater pollution and that the organic constituents the exhaust air is almost free of water and therefore has a wide variety of uses can be fed.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn als organische Substanzen hochsiedende Ole verwendet werden, die als billige Industrieprodukte vorliegen. Diese hochsiedenden Öle können paraffinischer, aromatischer oder naphtener Art sein, wobei bei den Ölen aromatischer Art das Lösevermögen am höchsten ist und sich daher hier besonders gute Ergebnisse zeigen.It has been found to be particularly beneficial when considered organic Substances high-boiling oils are used as cheap industrial products are present. These high-boiling oils can be more paraffinic, aromatic, or naphthenic Be kind, with the oils of aromatic nature the solvent power is highest and therefore, particularly good results are shown here.

Es ist auch möglich, Gemische aus mindestens zwei dieser erwähnten Arten als Löser einzusetzen und es hat sich beispielsweise gezeigt, daß sich Paraffinöl oder Heizöl recht gut für das erfindungsgemäße Verfahren eignet. Da es besonders darauf ankommt, bei dem neuen Verfahren Öle einzusetzen, die einen möglichst niedrigen eigenen Dampfdruck besitzen, damit sie sich bei Raumtemperatur in der Flüssigphase befinden und auch bei gewissen Temperatursteigerungen nicht selbst verdampfen und somit wieder als Abluftverunreinigung vorliegen, hat sich Spindelöl als besonders vorteilhaft zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen. Bei Einsatz dieses Spindelöles als flüssiges Lösungsmittel wird eine geruchsfreie Behandlung erreicht, die keine Nachbehalndlung notwendig macht. Es ist auch eine lange Betriebszeit möglich, weil der Dampfdruck bei der Anwendungstemperatur, die etwa bei Raumtemperatur liegt, gering ist, so daß auch eine erneute Verunreinigung der Abluft ausgeschlossen wird.It is also possible to use mixtures of at least two of these mentioned Species to use as a solver and it has been shown, for example, that paraffin oil or heating oil quite good for the method according to the invention is suitable. Since it is particularly important to use oils in the new process that have one Have the lowest possible vapor pressure of their own so that they are at room temperature are in the liquid phase and not even with certain increases in temperature evaporate themselves and thus present again as exhaust air pollution, has Spindle oil as particularly advantageous for carrying out the method according to the invention proven. When this spindle oil is used as a liquid solvent, an odor-free one is achieved Treatment achieved that does not require any follow-up treatment. It is also one long operating time possible because the vapor pressure at the application temperature, the is about room temperature, is low, so that renewed contamination the exhaust air is excluded.

In Sonderfällen hat es sich auch als möglich erwiesen, als organische Substanzen, die als Löser eingesetzt werden, unmittelbar die Substanzen einzusetzen, die als Verunreinigung in der Abluft vorliegen. So hat es sich beispielsweise bei der Reinigung von Abluft aus Lackieranlagen, in denen Unterbodenschutz verarbeitet wurde, als vorteilhaft erwiesen, den Weichmacher des Unterbodensehutzes selbst als Löser in bekannten Auswaschanlagen einzusetzen und es konnten gute Er gebnisse damit erzielt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, Absorptionsmittel in bekannter Weise zusätzlich zuzugeben, um damit die Abluftkonzentrationen noch niedriger zu halten. Das läßt sich erfindungsgzäß besonders wirtschaftlich durchführen, weil die Eingangskonzentration vor der Berührung der Abluft mit den Absorptionsmitteln geringer als bei bisher bekannten Verfahren ist.In special cases it has also proven possible to be organic Substances that are used as solvents, to use the substances directly, which are present as an impurity in the exhaust air. This is how it was, for example the cleaning of exhaust air from paint shops in which underbody protection is processed was found to be advantageous to use the plasticizer of the underbody cover itself as To use solvers in known washing systems and it was possible to get good results with it be achieved. Of course, it is also possible to use absorbents in a known manner Way to add in addition in order to lower the exhaust air concentrations even more keep. This can be carried out particularly economically according to the invention because the input concentration before the exhaust air comes into contact with the absorbents is less than with previously known methods.

Das erfindungsgeiäße Verfahren soll im folgenden am Beispiel des Einsatzes einer Yüllk##er#olonne erläutert werden. Selbstverständlich läßt sich das erfindungssqäß. Verfahren aber auch auf allen anderen bekannt Abluftreinigungsanlagen fahren, die bisher mit Wasser arbeiten.The method according to the invention is intended in the following using the example of the application a Yüllk ## er # olonne. Of course, this can be done according to the invention. However, this procedure also applies to all other known exhaust air purification systems that operate have been working with water so far.

Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung einer Füllkörperkolonne, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wurde, Fig. 2 Diagramme mit einem Gaschromatographievergleich, wobei die Werte des Rohgases und des nach der Behandlung erreichten Reingases bei einer Wäsche mit Spindelöl dargestellt sind und Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Entwicklung des Sorptionsvermögens einer rein organischen Phase (Spindelöl) über die Zeit aufgetragen ist.They show: FIG. 1 the schematic representation of a packed column, with which the method according to the invention was carried out, FIG. 2 with diagrams a gas chromatography comparison, with the values of the raw gas and the after Treatment achieved clean gas during a wash with spindle oil are shown and FIG. 3 is a diagram in which the development of the sorption capacity of a pure organic phase (spindle oil) is applied over time.

In der Fig. 1 ist eine bekannte Füllkörperkolonne gezeigt, die im wesentlichen aus einem Behälter 1 besteht, der in seinem unteren Bereich mit einem Zuführstutzen 2 für den Eintritt von Rohgas, das der Reinigung unterworfen werden soll, und an seiner Spitze mit einem Austrittstrichter 3 für den Austritt des gereinigten Reingases - versehen ist. Im mittleren Bereich ist der Behälter 1 mit einer Füllkörperschicht 4 versehen, über der eine Schicht von Absorptionsmittel 5 vorgesehen ist. Der von dem Pfeil 6 angedeutete Bereich stellt somit die für die Abgasreinigung zur Verfügung stehende Kontakt-Zone dar, in der das in dem Behälter 1 eintretende Rohgas mit der Auswaschflüssigkeit in Kontakt kommt, die im gezeigten Beispiel durch die Zuleitung 7 und durch schematisch an#edeutete Sprühdüsen 8 auf die Absorptionsschicht bzw. auf die Püilkörperschicht 4 verteilt wird und im unteren Bereich des Behälters 1 in einer Auffangzone 9 sich ansammelt. Von dort wird dieses in der Flüssigphase eingesetzte Lösungs- und Auswaschmittel, das im hier beschriebenen Beispiel Spindelöl 1,5 s ist, über eine Pumpe 10 wieder in die Leitung 7 befördert. Außerdem ist auch eine Ölaufbereitungsanlage 11 vorgesehen, mit der ein Teil des Spindelöles wieder aufbereitet und über die Leitung 12 dem Auffangbereich 9 wieder zugeleitet wird.In Fig. 1, a known packed column is shown, which in consists essentially of a container 1, which in its lower area with a Feed pipe 2 for the entry of raw gas that is subjected to cleaning should, and at its tip with an outlet funnel 3 for the outlet of the cleaned Clean gas - is provided. In the middle area is the container 1 with a packing layer 4, over which a layer of absorbent 5 is provided. The from The area indicated by the arrow 6 thus provides the area for exhaust gas purification standing contact zone, in which the raw gas entering the container 1 with the Leaching liquid comes into contact, which in the example shown through the supply line 7 and by means of spray nozzles 8 indicated schematically on the absorption layer or is distributed on the Püilkkörpererschicht 4 and in the lower area of the container 1 collects in a collecting zone 9. From there this becomes in the liquid phase Solvents and washout agents used, the spindle oil in the example described here 1.5 s is conveyed back into the line 7 via a pump 10. Besides is also an oil treatment system 11 is provided with which a part of the spindle oil processed again and fed back to the collecting area 9 via the line 12 will.

Mit einer solchen Füllkörperkolonne wurde die Abluft einer Karosserielackieranlage gereinigt, die mit einem Ofen zum Einbrennen von Grundlack und Unterbodenschutz an Karosserien versehen war. Beim angegebenen Beispiel entweichen etwa 30 bis 40 % des auf der Karosserie befindlichen Lackes beim Einbrennvorgang. Bei diesen von der Abluft aufgenommenen Bestandteilen handelt es sich in überwiegendem Maße um Lösungsmittel, die zur Erreichung der Verarbeitungsviskosität und für einen optimalen Verlauf des Lackiervorganges notwendig sind. Von dem auf der Karosserie befindlichen Unterbodenschutz entweichen im Ofen etwa 2 bis 4 % als gasförmige Abluftverunreinigung. In erster Linie handelt es sich hier um hochsiedende Weichmacher.With such a packed column, the exhaust air of a body painting plant was cleaned with an oven for baking base coat and underbody protection was provided on bodies. In the example given, about 30 to 40 escape % of the paint on the body during the baking process. With these from The components absorbed in the exhaust air are predominantly Solvents necessary to achieve the processing viscosity and for an optimal The course of the painting process are necessary. From the one on the body About 2 to 4% of the underbody protection escapes in the oven as gaseous exhaust air pollution. First and foremost, these are high-boiling plasticizers.

Die gezeigte Füllkörperkolonne nach Fig. 1 wurde von der aus der Lackieranlage kommenden Abluft in einer Menge von 500 m3/h beaufschlagt. Die Behandlungstemperatur lag bei 2000 und die im Gegenstrom erzielte Kontaktzeit der Abluft mit dem Spindelöl 1,5E betrug etwa 6 Jekunden, in der die Abluft von etwa 120°C auf 32°C abgekühlt wurde.The packed column shown according to FIG. 1 was taken from the paint shop coming exhaust air is applied in an amount of 500 m3 / h. The treatment temperature was 2000 and the contact time of the exhaust air with the spindle oil achieved in countercurrent 1.5E took about 6 seconds to cool the exhaust air from about 120 ° C to 32 ° C became.

In den Gaschromatographie-Diagraniinen der Eig. 2 wird die chemische Wirkungsweise der Wäsche sichtbar. Es ist zu erkennen, daß wieder und hochsiedende Bestandteile durch die Wäsche und durch die damit verbundene Abkühlung aus der Abluft herausgelöst und kondensiert wurden. Die in- beiden Gaschromatogrammen nach wie vor auftretenden Spitzen 13, 14 und 15 betreffen dabei Bestandteile, die sich nicht lösen lassen.In the gas chromatography diagrams of the Eig. 2 becomes the chemical Effect of the laundry visible. It can be seen that again and high-boiling Components through the laundry and the associated cooling from the exhaust air were dissolved out and condensed. The in both gas chromatograms remain as before occurring peaks 13, 14 and 15 relate to components that are not let loose.

Die Spitze 13 zeigt den Anteil des Lösungsbenzoles# die Spitze 14 ist Butylazetat, während 15 den Anteil des 1#rtraktionsmittels zeigt. Bei allen anderen Bestandteilen läßt sich aber eine sehr gute Lösungs- bzw. Kondensationsqu@te erreichen.The tip 13 shows the proportion of benzene # the tip 14 is butyl acetate, while 15 shows the tractive agent level. At all other constituents can be a very good solution or condensation qu @ te reach.

Um festzustellen, wie lange das flüssige organische Lösungsmittel als Idsungssubstanz eingesetzt werden kann, wurde mit gleichen Versuchsbedingungen ein Langzeitversuch durchgeführt. Die Fig. 3 zeigt das Ergebnis dieses Versuches, wobei die Reingaskonzentration, die also an dem Austrittstutzen 3 gemessen wurde, in mgC/m3 angegeben ist, die in bekannter Weise mit einem Flgsmenionisationsdetektor festgestellt wurde.To determine how long the liquid organic solvent can be used as Idsungssubstanz, was with the same test conditions carried out a long-term test. Fig. 3 shows the result of this experiment, where the clean gas concentration, which was measured at the outlet nozzle 3, is given in mgC / m3, which in a known manner with a Flgsmenionisationsdetektor was established.

Es zeigte sich, daß mit dem eingesetzten Spindelöl auch nach 16-tägigem Betrieb mit ein- und derselben nicht aufbereiteten oder behandelten Spindelölienge eine Reingaskonzentration von 400 mgC/m3 nicht überschritten wurde. Die Menge von 300 mgC/m3 wurde etwa nach 6 Tagen erreicht, so daßd#utlich wird, daß das eingesetzte Spindelöl bis zu einer zulässigen Reingaskonzentrat ion von 300 mgC/m3 6 Tage lang unverändert eingesetzt werden kann und erst dann, wenn diese Konzentration nicht überschritten werden darf, entweder ausgewechselt und für andere Zwecke verwendet werden, oder zumindestens zum Teil wieder aufbereitet werden muß. Wird als zulässige Grenze 400 mgc/m3 angesetzt, so läßt sich absehen, daß Spindelöl ohne Aufbereitung ausreichen wird, um diese Konzentration einhalten zu können.It was found that with the spindle oil used, even after 16 days Operation with one and the same unprocessed or treated spindle oil a clean gas concentration of 400 mgC / m3 was not exceeded. The amount of 300 mgC / m3 was reached after about 6 days, so that it is obvious that this started Spindle oil up to a permissible pure gas concentration of 300 mgC / m3 for 6 days can be used unchanged and only if this concentration is not may be exceeded, either exchanged and used for other purposes or at least partially has to be reprocessed. Is considered permissible If the limit is set at 400 mgc / m3, it can be foreseen that spindle oil will not be treated will be sufficient to maintain this concentration.

Ähnliche Ergebnisse ergeben sich auch mit anderen organischen Lösungsmitteln, wie sie in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung erwähnt sind.Similar results are obtained with other organic solvents, as mentioned in the claims of the present application.

Claims

=============== 1. Method of cleaning exhaust gases containing organic Substances are contaminated, especially for cleaning exhaust gases from paint shops, characterized in that the organic substances by one in the liquid phase high-boiling organic solvents used are removed from the exhaust air.

2. The method according to claim 1, characterized in that as organic Substances high-boiling oils are used.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the high-boiling oils are paraffinic in nature.

4. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the high-boiling oils are aromatic.

5. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the high-boiling oils are of the naphthenic type.

6. The method according to claims 1 and 2 and claims 3 to 5, characterized in that the high-boiling oils are mixtures of at least two of the types mentioned in claims 3 to 5 are provided.

7. The method according to claim 6, characterized in that as a mixture Paraffin oil or heating oil is used.

8. The method according to claim 6, characterized in that as a high-boiling point Oil spindle oil is used.

9. The method according to claims 1 and 2 for cleaning the exhaust air of paint shops in which underbody protection is processed, characterized by that the plasticizer of the underbody protection is used as the organic substance.

10. The method according to claim 1, characterized in that the organic Substances adsorbents are added.

L e r s e i t e