DE2511181B2

DE2511181B2 - METHODS FOR CLEANING UP EXHAUST GAS FROM PAINTING SYSTEMS

Info

Publication number: DE2511181B2
Application number: DE19752511181
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl Chem Dr 7032 Smdelfingen Kautt Joachim Dipl-Ing Dr 7000 Stuttgart Kraus Reinhard 7031 Holzgerlingen Weingrull Peter 7032 Sindelfingen Rogler
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1978-01-12
Also published as: DE2511181A1; DE2511181C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der mit organischen Substanzen verunreinigten Abgase von Lackieranlagen. 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 Lackieranlagen 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.The invention relates to a method for cleaning exhaust gases contaminated with organic substances of paint shops. Processes are known for cleaning the exhaust air from organic substances which the organic substances by thermal or catalytic combustion at a suitable concentration can be removed in that the exhaust air is used, for example, as combustion air for burners will. Such exhaust air cleaning processes are used in particular in paint shops. The thermal Combustion of the exhaust air can only be carried out economically if it is suitable for combustion required heat from the exhaust air can also be recovered or if for other purposes oil or direct-fired ovens are available anyway. Since that is not always the case, they are separated thermal combustion of the exhaust air everywhere and has to be replaced by washing processes wherever 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 Reinigungsverfahren 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 Nachteil behaftet, daß das Absorpitionsverfahren 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 adsorb or absorb organic substances on or from solid substances allow. Another well-known and widely used 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 mechanical water turbulence, such as in Venturi washers or centrifugal wheel washers is used where the exhaust air is brought into contact with the water as closely as possible. These known processes have the disadvantage that the absorption process is only economical if low exhaust gas concentrations are present, which is usually due to the upstream connection of a pre-wash stage is achieved. The washing out of organic substances with water again has the disadvantage that in the Usually afterwards a wastewater treatment becomes necessary what the effort of this procedure increased considerably. This effort is even greater if the wash water contains chemical substances are mixed in.

Es ist schließlich auch bekannt (DT-AS 12 82 606) zur Rückgewinnung einer Kohlenwasserstoffkomponente, insbesondere von Cyclohexan aus dem Abgasstrom einer Olefinpolymerisation ein mineralisches Sperröl als Absorptionsöl einzusetzen. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, daß gegenüber anderen Rückgewinnungsverfahren von Lösungsmitteln aus Abgasen bei einer Olefinpolymerisationsanlage der größte Anteil des Verdünnungsmittels des Verfahrens wieder zurückgewonnen werden kann, und zwar durch einen kontinuierlichen Verfahrensablauf, der auch nicht beeinträchtigt wird, wenn der Abgasstrom Schwankungen unterliegt.Finally, it is also known (DT-AS 12 82 606) for the recovery of a hydrocarbon component, in particular of cyclohexane from the exhaust gas stream of an olefin polymerization as a mineral barrier oil Use absorption oil. This process has the advantage over other recovery processes of solvents from exhaust gases in an olefin polymerization plant is the largest proportion of the Diluent of the process can be recovered, by a continuous Process flow that is not impaired even if the exhaust gas flow is subject to fluctuations.

Zur Reinigung der Abgase von Lackieranlagen, wie sie im Kraftfahrzeugbau verwendet werden, ist dieses bekannte Verfahren wirtschaftlich jedoch nicht einsetzbar. For cleaning the exhaust gases from painting systems, as used in motor vehicle construction, this is known processes, however, cannot be used economically.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung der Abgase von Lackieranlagen bzw. der Anlagen zur Aufbringung von Unterbodenschutz vorzuschlagen, bei dem die Abluftkonzentration nach der Reinigung wesentlich niedriger als beiThe invention is therefore based on the object of a method for cleaning the exhaust gases from painting systems or to propose the systems for the application of underbody protection, in which the exhaust air concentration significantly lower after cleaning than at

ίο bisher bekannten Verfahren sein kann, bei dem Nachbehandlungen für das Reinigungsmedium entfallen und mit dem ein wirtschaftlicher Einsatz möglich wird. Die Erfindung besteht darin, daß die organischen Substanzen durch in der Flüssigphase eingesetztes Spindelöl oder bei der Verarbeitung von Unterbodenschutz durch den Weichmacher des Unterbodenschutzes der Abluft entzogen werden. Dieses Verfahren kann an sich mit allen bekannten Auswaschanlagen durchgeführt werden und zeigt gute Ergebnisse. Die besten Ergebnisse werden naturgemäß dann erreicht, wenn solche Anlagen eingesetzt werden, die eine möglichst große Kontaktzeit zwischen Abluft und Auswaschflüssigkeit zur Verfügung stellen, wie sie z. B. in der Form von Füllkörperkolonnen, Glockenbodenkolonnen od. dgl. zur Verfügung stehen. Der mit dem neuen 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.ίο previously known method can be in which There is no need for post-treatment for the cleaning medium and it can be used economically. The invention consists in that the organic substances are used in the liquid phase Spindle oil or when processing underbody protection through the softener of the underbody protection extracted from the exhaust air. This process can be carried out with all known washing systems and shows good results. The best results are naturally achieved when Such systems are used that have the longest possible contact time between exhaust air and washout liquid make available, as z. B. in the form of packed columns, bubble cap columns or the like. Are available. The one with the new process with the organic components of the exhaust air enriched and saturated solvents can then either be burned to utilize the energy content or worked up in a known system for solvent regeneration.

Das neue Verfahren weist den Vorteil auf, daß keine besondere Abwasserbehandlung notwendig wird und daß es sich auch sehr vorteilhaft als Vorstufe für ein anschließendes Reinigungsad- und absorptionsverfahren einsetzen läßt. Diese bekannten Ad- und Absorptionsverfahren werden dann nämlich sehr wirtschaftlich. Es hat sich gezeigt, daß die Nachschaltung eines Ad- bzw. Absorptionsreinigungsverfahren zum Teil unnötig ist, weil durch die erfindungsgemäße Abluftreinigung Konzentrationswerte erreicht werden, die keiner weiteren Verringerung mehr bedürfen. 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. Das eingesetzte Spindelöl bzw. der Weichmacher des Unterbodenschutzes weisen auch den Vorteil uaf, daß sie einen nieorigen eigenen Dampfdruck besitzen, so daß sie bei Raumtemperatur der Flüssigphase vorliegen und auch bei Temperatursteigerungen, solange sich diese in gewissem Umfang halten, nicht selbst verdampfen und somit nicht wiederum als Abluftverunreinigung vorliegen. Durch den Einsatz des Spindelöles wird auch eine geruchsfreie Behandlung erreicht, die keine Nachbehandlung 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.The new process has the advantage that no special wastewater treatment is necessary and that it is also very advantageous as a preliminary stage for a subsequent cleaning adsorption and absorption process can be used. These known adsorption and absorption processes then become very economical. It has been shown that the subsequent connection of an adsorption or absorption cleaning process is sometimes unnecessary is because the exhaust air purification according to the invention achieves concentration values that none need further reduction. The advantage of the new process is that there are no chemicals are used, which then cause wastewater pollution, and that the organic Components of the exhaust air are almost free of water and are therefore used for a wide variety of purposes can be. The spindle oil used or the plasticizer of the underbody protection also show the advantage that they have their own vapor pressure, so that they are at room temperature the liquid phase and also with temperature increases, as long as these are to a certain extent hold, do not evaporate themselves and are therefore not present again as exhaust air pollution. By The use of spindle oil also results in an odor-free treatment that does not require any follow-up treatment power. A long operating time is also possible because the vapor pressure at the application temperature, which is around room temperature, is low, so that renewed contamination of the exhaust air is excluded.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden als Beispiel des Einsatzes einer Füllkörperkolonne erläutert werden. Selbstverständlich läßt sich dasThe process according to the invention is intended below as an example of the use of a packed column explained. Of course you can

b5 erfindungsgemäße Verfahren aber auch auf allen anderen bekannten Abluftreinigungsanlagen fahren, die bisher mit Wasser arbeiten. Es zeigt
F i g. 1 die schematische Darstellung einer Füllkörper-b5 method according to the invention but also run on all other known exhaust air purification systems that previously work with water. It shows
F i g. 1 the schematic representation of a packing

kolonne, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wurde,column with which the process according to the invention was carried out,

F i g. 2 Diagramme mit einem Gaschromatographievergleich, wobei die Werte des Rohgases und des nach der Behandlung erreichten Reingases bei einer Wäsche mit Spindelöl dargestellt sind undF i g. 2 diagrams with a gas chromatography comparison, with the values of the raw gas and the after the clean gas achieved during a wash with spindle oil are shown and

Fig.3 ein Diagramm, in dem die Entwicklung des Sorptionsverrnögcns einer rein organischen Phase (Spindelöl) über die Zeit aufgetragen ist.3 shows a diagram in which the development of the Sorptionsverrnögcns of a purely 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 Rohrgas, 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 Kontaktzone 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 angedeutete Sprühdüsen 8 auf die Absorptionsschicht bzw. auf die Füllkörperschicht 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 Auswaschrnittel, das im hier beschriebenen Beispiel Spindelöl 1,5 E ist, über eine Pumpe 10 wieder in die Leitung 7 befördert. Außerdem ist auch eine (^aufbereitungsanlage 11 vorgesehen, mit der ein Teil des Spindelöles widder aufbereitet und über die Leitung 12 dem Auffangbereich 9 wieder zugeleitet wird.In Fig. 1 is a known packed column shown, which consists essentially of a container 1, which in its lower region with a Feed nozzle 2 for the entry of pipe gas that is to be subjected to cleaning, and at his Tip is provided with an exit funnel 3 for the exit of the purified clean gas. In the middle In the area, the container 1 is provided with a packing layer 4, over which a layer of absorbent 5 is provided. The area indicated by the arrow 6 thus provides the area for exhaust gas cleaning Available contact zone, in which the raw gas entering the container 1 with the scrubbing liquid comes into contact, which in the example shown by the supply line 7 and indicated schematically Spray nozzles 8 is distributed on the absorption layer or on the packing layer 4 and in the lower area of the container 1 accumulates in a collecting zone 9. From there it is used in the liquid phase Solvent and wash-out agent, which in the example described here is spindle oil 1.5 E, via a pump 10 promoted back into line 7. In addition, a (^ processing system 11 is provided with which a Part of the spindle oil is processed and fed back to the collecting area 9 via 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 Bei3piel 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% aiii gasförmige Abluftverunreinigung. In erster Linie handelt es sich hier um hochsiedende Weichmacher.With such a packed column, the exhaust air of a body painting system was cleaned, which with an oven for baking base coat and underbody protection on car bodies. At the In the example given, about 30 to 40% of the paint on the body escapes during the baking process. Most of these components are absorbed by the exhaust air around solvents that are necessary to achieve the processing viscosity and for an optimal flow of the Painting process are necessary. Escape from the underbody protection on the body in the oven about 2 to 4% aiii gaseous exhaust air pollution. First and foremost, these are high-boiling plasticizers.

Die gezeigte Füllkörperkolonne nach F i g. 1 wurde von der aus der Lackieranlage kommenden Abluft in einer Menge von 500 m³/h beaufschlagt. Die Behandlungstemperatur lag bei 20° C und die im Gegenstrom erzielte Kontaktzeit der Abluft mit dem Spindelöl 1,5 E betrug etwa 6 Sekunden, in der die Abluft von etwa 120° C auf 32° C abgekühlt wurde.The packed column shown according to FIG. 1 was acted upon by the exhaust air coming from the paint shop in an amount of 500 m ³ / h. The treatment temperature was 20 ° C and the countercurrent contact time of the exhaust air with the spindle oil 1.5 E was about 6 seconds, in which the exhaust air was cooled from about 120 ° C to 32 ° C.

In den Gaschromatographie-Diagrammen der Fig. 2 wird die chemische Wirkungsweise der Wäsche sichtbar. Es ist zu erkennen, daß nieder- 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. Die Spitze 13 zeigt den Anteil des Lösungsbenzoles, die Spitze 14 ist Butylazetat, während 15 den Anteil des Extraktionsmittels zeigt. Bei allen anderen Bestandteilen läßt sich aber eine sehr gute Lösungs- bzw. Kondensationsquote erreichen.In the gas chromatography diagrams of FIG. 2, the chemical mode of action of the washing visible. It can be seen that low and high boiling components through the wash and through the associated cooling was removed from the exhaust air and condensed. The one in both Gas chromatograms still occurring peaks 13, 14 and 15 relate to components that can not be solved. The tip 13 shows the proportion of benzene, the tip 14 is butyl acetate, while 15 shows the extractant content. With all other components, however, a very good one can be found Achieve dissolution or condensation quota.

Um festzustellen, wie lange das flüssige organische Lösungsmittel als Lösungssubstanz eingesetzt werden kann, wurde mit gleichen Versuchsbedingungen ein Langzeitversuch durchgeführt. Die F i g. 3 zeigt das Ergebnis dieses Versuches, wobei die Reingaskonzentration, die also an dem Austrittsstutzen 3 gemessen wurde, in mgC/m³ angegeben ist, die in bekannter Weise mit einem Flammenionisationsdetektor festgestellt wurde. Es zeigte sich, daß mit dem eingesetzten Spindelöl auch nach 16tägigem Betrieb mit ein und derselben nicht aufbereiteten oder behandelten Spindelölmenge eine Reingaskonzentration von 400 mgC/m³ nicht überschritten wurde. Die Menge von 300 mgC/m³ wurde etwa nach 6 Tagen erreicht, so daß deutlich wird, daß das eingesetzte Spindelöl bis zu einer zulässigen Reingaskonzentration 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. Ähnliche Ergebnisse ergeben sich auch mit anderen organischen Lösungsmitteln, wie sie in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung erwähnt sind.In order to determine how long the liquid organic solvent can be used as a solvent, a long-term test was carried out with the same test conditions. The F i g. 3 shows the result of this experiment, the clean gas concentration, which was thus measured at the outlet connection 3, being given in mgC / m ³ , which was determined in a known manner with a flame ionization detector. It was found that with the spindle oil used, a clean gas concentration of 400 mgC / m ^{3 was} not exceeded even after 16 days of operation with the same amount of unprocessed or treated spindle oil. The amount of 300 mgC / m ³ was reached after about 6 days, so that it is clear that the spindle oil ^{used can be used unchanged up to a permissible pure gas concentration of 300 mgC / m 3 for} 6 days and only if this concentration is not may be exceeded, either replaced and used for other purposes, or at least partially has to be reprocessed. If the permissible limit is set at 400 mgC / m ³ , it can be foreseen that spindle oil without treatment will be sufficient to be able to maintain this concentration. Similar results are obtained with other organic solvents as mentioned in the claims of the present application.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claim:

Process for cleaning exhaust gases from paint shops that are contaminated with organic substances, characterized in that the organic substances by in the liquid phase spindle oil used or, when processing underbody protection, the plasticizer of the Underbody protection can be withdrawn from the exhaust air.