DE2522440A1

DE2522440A1 - Plastics printing machine exhaust air purifier - disposes of solvent vapours by combustion using heat for drying purposes

Info

Publication number: DE2522440A1
Application number: DE19752522440
Authority: DE
Inventors: Herbert Hornstein; Paul Moellenbeck; Werner Dipl Ing Schwehn
Original assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Current assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Priority date: 1975-05-21
Filing date: 1975-05-21
Publication date: 1976-12-09

Abstract

Arrangement for purification of the exhaust air containing solvent mixtures used in plastics sheet lacquer covering machines and printing machines with multistage drying burns the solvent mixtures. The purification system is designed for cleaning large quantities of exhaust with small proportion of solvent mixtures. Only exhaust air from the drying stages of the coating machine or the printing machine which contains a high proportion of solvent is directed to the combustion plant. The hot purified gases from the combustion plant are returned, after adjustment of their temperature for drying purposes. This arrangement has a heat exchanger and a combustion system where gases are burnt at a temperature between 600 and 800 deg.C.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen der lösunfflsmittelgemische enthaltenden Abluft von Lackkaschieranlagen und Druckwerken Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen der Lösun0smittelgernische enthaltenden Abluft von Laokkaschieranlagen und Druckwerken für Kunststoff-Folien mit mehrstufiger Trocknung durch Verbrennung der Lösungsmittelgemische. Method and device for cleaning the solvent / solvent mixtures containing exhaust air from lacquer laminating systems and printing units The invention relates to a method and a device for cleaning the solvent mixtures containing Exhaust air from laoc laminating systems and printing units for plastic films with multi-stage Drying by burning the solvent mixtures.

Im Zuge des zunehmenden Umweltbewußtseins der Bevölkerung wurde von den Volksvertretern das Immissionsschutzgesetz erarbeitet, das in seinen rchführunsverordnungen unter an:#erem die Grenzen der Abluftbelastung festlegt.In the course of the population's increasing environmental awareness, drafted the Immissionsschutzgesetz (Immissionsschutzgesetz) for the representatives of the people, which is contained in its guiding ordinances under: #erem defines the limits of the exhaust air pollution.

Auf eine Vielzahl von Industriezweigen kommt damit nicht nur eine gewisse höhere finanzielle Belastung zu, sondern es wird, wenn nicht wirtschaftliche Verfahren und Vorrichtungen gefunden werden, die Existenz ganzer .'roduktionsgruDpen cç,efährdet. Besonders komplex und damit aufwendig sind die Probleme bei der Trocknung von Lösungsmitteln bei dem Druck- und Kaschierprozess an Tiefdruck- und Kaschiermasch@en, die Kunststoffolien für die Verpackungsmittelindustrie und hier insbesondere für die Lebensmittelindus Eri e fertigen.This means that there is not just one for a large number of branches of industry some higher financial burden too, but it becomes, if not economic Processes and devices are found, the existence of entire .'produktionsgruDpen cç, endangered. The problems associated with drying are particularly complex and therefore time-consuming of solvents in the printing and lamination process on gravure and lamination machines, the plastic films for the packaging industry and here in particular for the food industry manufacture.

Gegenüber dem nicht ganz so komplexen Aufgabengebiet der Papier-, Karton- und Aluminiumfolienindustrie umfassen die Kunststoffoiien Materialien mit sehr hohen und auch sehr geringem Dehnverhalten, völliger Feuchtigkeitsunempfindlichkeit bis sehr starker Feuchtigskeitsempfindlichkeit, ferner Folien, die bei Temperatureinwirkung plastisch werden, sowohl wie Folien, die hohe Temperaturen aushalten und auch Folien, die Lösungsmittel-empfindlich oder unempfindlich sind.Compared to the not so complex field of paper, Cardboard and aluminum foil industries include the plastic materials with very high and also very low stretch behavior, complete insensitivity to moisture to very high sensitivity to moisture, also foils that are exposed to temperature become plastic, as well as foils that can withstand high temperatures and foils, that are solvent-sensitive or insensitive.

Diese vier Materialeigenschaften treten im allgemeinen kombiniert auf, wobei dann noch hinzukommt, daß sowohl in den Druckwerken als auch in den Kaschiermaschinen eine gewisse Bahnspannung eingehalten wrden muß und das, obwohl das Dehnvermögen der Folien sowohl durch Feuchtigkeit als auch durch Lösungsmittel und Temperaturen beeinflußt wird.These four material properties are generally combined on, and then there is also the fact that both in the printing units and in the laminating machines a certain web tension must be maintained, despite the elasticity of the foils due to moisture as well as solvents and temperatures being affected.

Auf Grund dieser Materialgegebenheiten sind ganz spezielle Arbeitstechniken erforderlich, damit die Bearbeitung überhaupt durchgeführt werden kann. Hinzukommt, daß bei bedruckten oder kaschierten Materialien für die Lebensmittelverpackung die Geruchsfreiheit gegeben sein muß.Due to these material conditions are very special working techniques required so that the processing can be carried out at all. Come in addition, that with printed or laminated materials for food packaging the Must be odorless.

Aus diesem Grund werden die bedruckten und kaschierten Materialien auf Restlösungsmittel in der Farbikation laufend untersucht. Die Sollwerte liegen dabei bei kaschierten Materialien zwischen 3 und 8 mg Lösungsmittel pro m2, bei bedruckten 2 Materialien je nach Farbbedeckung zwischen 10 und 50 mg 2 Ferner ist zu beachten, daß die Temperatur der Trockenluft sehr niedrig sein muß, um nicht zu Dehnungen im Material zu führen, was beispielsweise bei Tiefdruckmaschinen zu Passerschwierigkeiten führt. Die Paßgenauigkeit des Druckes in Laufrichtung, also das Längsregister, beträgt bei dem Produkt Zellglas von Druckfarbe zu Druckfarbe plus/minus 0,075 mm.Because of this, the printed and laminated materials are used continuously examined for residual solvents in the coloration. The setpoints are with laminated materials between 3 and 8 mg of solvent per m2 printed 2 materials between 10 and 50 mg 2, depending on the color coverage Note that the temperature of the dry air must be very low in order not to to lead to expansions in the material, which for example in gravure printing machines Passing difficulties leads. The accuracy of fit of the print in the running direction, so the longitudinal register of the product cell glass is from printing ink to printing ink plus / minus 0.075 mm.

Bei einer 40/u PÄ-Folie und 80 Xiger Bahnbreitenausnützung ändert sich die Garantietoleranz auf f 0,125 mm, das bedeutet, daß die Werte der in dem Produkt vorhandenen Passer unterhalb dieser Toleranzgrenze liegen müssen.With a 40 / u PÄ film and 80 Xiger web width utilization changes the guarantee tolerance is f 0.125 mm, which means that the values of the Product existing register must be below this tolerance limit.

Die gleichen Werte gelten auch für das Seitenregister, d.h., für die Passgenauigkeit des Druckes von Farbe zu Farbe, die bestimmt wird durch die Laufqualität der Bahn in der Maschine.The same values also apply to the page register, i.e. for the Accuracy of the print from color to color, which is determined by the quality of the run the web in the machine.

Besonders interessant sind diese Werte zur Beurteilung der hohen Qualität einer solchen Druckmaschine,wenn man berücksichtigt, daß eine P-Folie von 25 P bei 50 g Zugkraft/cm Bahnbreite bei Raumtemperatur eine Dehnung von 0,1 ffi baut, während sie bei einer Erwärmung von 400c bei gleicher Last eine Dehnung von 1,2 % hat.These values are particularly interesting for assessing the high quality of such a printing machine, if one takes into account that a P-film of 25 P at 50 g tensile force / cm web width at room temperature creates an elongation of 0.1 ffi, while when heated to 400c with the same load, it has an elongation of 1.2%.

Das ergäbe bei einem Druckbild von 1 m Länge eine Druckbildveränderung von 12 mm. Der analoge Wert bei 600C Bahntemperatur beträgt 2 %, d.h., daß die Druckbildlängenveränderung von 20 mm erreicht wird.With a print image 1 m long, this would result in a print image change of 12 mm. The analog value at 600C web temperature is 2%, i.e. the change in the length of the printed image of 20 mm is achieved.

Gravierende Veränderungen verfahrenstechnischer Art können daher nicht durchgeführt werden d.h., daß die Temperaturen der Trockenluft sehr niedrig liegen müssen.Serious changes of a procedural nature are therefore not possible that is, the temperatures of the dry air are very low have to.

Bei einer Konvektionstrocknung, um die es sich im vorliegenden Fall handelt, kann die Lösungsmittelverdunstung in der vorgegebenen Zeit nur stattfinden, wenn bei entsprechender Wärme zufuhr ein möglichst großes Dampfdruckgefälle zwischen dem Lösungsmittel und der Trocknungsluft besteht. Das Dampfdruckgefälle ist ein Indiz für die Aufnahmefähigkeit der Trocknungsluft entsprechend ihres Sättigungsgrades bei der herrschenden Temperatur. Lösungsmittel mit vergleichsweise höherem Sättigungsdampfdruck neigen zu einer schnelleren Verdunstung. Ihre Siedetemperatur und die erforderliche Verdampfungswärme (aC ) bilden die Kriterien, aus denen weiterhin auf die Verdunstungseigenschaften eines Lösungsmittels geschlossen werden kann. Da, wie zuvor erwähnt, die Trocknungstemperatur sehr niedrig gehalten werden muß, kann die Trocknung nur durch Einflußnahme auf die Wärmeübergangszahl ( ) für die Wärmeübertragung von turbulenten Kern der strömenden Trocknungsluft durch die laminare Grenzschicht zur Farbschichtoberfläche durch ein erhebliches Angebot an Frischluft und daraus resultierend, eine hohe AuSblasgeschwindigkeit erzielt werden. Die Stoffübergangszahl (/3) für den Übergang des Lösungsmittels aus der Farbschicht durch die laminare Grenzschicht in den turbulenten Kern der Trocknungsluft steht in einem bestimmten Verhältnis zur Wärmeübergangszahl.In the case of convection drying, which is the case in this case the solvent can only evaporate within the specified time, if, with the appropriate heat supply, the greatest possible vapor pressure gradient between the solvent and the drying air. The vapor pressure gradient is a Indicates the absorption capacity of the drying air according to its degree of saturation at the prevailing temperature. Solvent with a comparatively higher saturation vapor pressure tend to evaporate more quickly. Your boiling temperature and the required Heat of evaporation (aC) form the criteria from which continue to affect the evaporation properties a solvent can be closed. Since, as mentioned before, the drying temperature must be kept very low, the drying can only be influenced by the heat transfer coefficient () for the heat transfer from the turbulent core to the flowing Drying air through the laminar boundary layer to the paint layer surface Considerable supply of fresh air and, as a result, a high blowing speed be achieved. The mass transfer number (/ 3) for the transfer of the solvent from the paint layer through the laminar boundary layer into the turbulent core of the Drying air has a certain relationship to the heat transfer coefficient.

Bei der Kaschierung kann die Länge der Trockenstrecke weitgehend den optimalen Verhältnissen angepaßt werden. Beim Tiefdruck ist das nicht möglich, da von einem Druckwerk mit Trockenkammer bis zum nächsten Druckwerk nur eine minimale Bahnlänge zur Verfügung steht und das auf Grund der obenerwähnten Notwendigkeit eines passgerechten Druckes entsprechend der Bahnspannung und Führungskontrolle. Es kann ferner nicht das sonst allgemein übliche Umluftverfahren eingesetzt werden, da nur niedrige Restlösungsmittelbestände in der Folie vorhanden sein dürfen, niedrige Trockentemperaturen gefahren werden müssen und damit das erforderliche Dampfdruckgefälle fehlt.In the case of lamination, the length of the drying section can largely be the be adapted to optimal conditions. This is not possible with gravure printing, there from a printing unit with a drying chamber to the next printing unit only a minimal amount Track length is available and due to the above-mentioned necessity a suitable print according to the web tension and guide control. It is also not possible to use the otherwise commonly used circulating air process. since only low residual solvent stocks may be present in the film, low ones Dry temperatures must be run and thus the necessary vapor pressure gradient is missing.

Damit ergibt sich die Forderung, daß praktisch nur Frischluft gefahren werden kann, die auch noch verhältnismäßig niedrige Sättigungsgrade von Lösungsmitteln aufnimmt. Auch die LuStgeschwindigkeit der Trocknungsluft unterliegt einer Begrenzung nach oben, da bei zu hoher Luftgeschwindigkeit durch die Luftbewegung nach Düsenaustritt die Bahn Gefahr läuft instabil zu werden, insbesondere, wenn man dabei an relativ dünne Folienbahnen aus Polyäthylen denkt.This results in the requirement that practically only fresh air is used can be that also have relatively low degrees of saturation of solvents records. The air speed of the drying air is also subject to a limit upwards, because if the air speed is too high due to the air movement after the nozzle outlet the railway runs the risk of becoming unstable, especially if you are doing it relatively thin sheeting made of polyethylene thinks.

Um den regeltechnischen Aufwand möglichst klein zu halten und unnötig hohe Investitionen zu vermeiden, sind Druckwerke und Kaschieranlagen im allgemeinen so ausgelegt, daß die Luftmenge, die eingeblasen wird und damit auch die Abluftmenge konstant ist. Dadurch ergeben sich aber notabene sehr unerschiedliche Beladungsgrößen der Abluft, die bedingt sind durch unterschiedliche Maschinengeschwindigkeiten, wie sie beim Bedrucken verschiedener Folien anfallen, die ca. zwischen 100 und 350 m/ min. liegen, desweiteren eine unterschiedliche Arbeitsbreite, die bis zur Hälfte der Maschinenbreite nach unten geht, sowie einer unterschiedlichen Farbbedeckung, die von kurz über 0 % bis ca. 250 % im allgemeinen geht.In order to keep the technical control effort as small as possible and unnecessary Printing units and laminating systems in general are to avoid high investments designed so that the amount of air that is blown in and thus also the amount of exhaust air is constant. However, this results in very different load sizes the exhaust air, which is caused by different machine speeds, as they occur when printing different foils, which are between 100 and 350 m / min., furthermore a different working width that is up to half the machine width goes down, as well as a different color coverage, which goes from just above 0% to about 250% in general.

Die Farbbedeckung wird dabei von der Druckfläche addiert unter Berücksichtigung sämtlicher Farben und des Farbaufwandes für eine flächige Bedeckung. Durch die Verteilung des Bedeckungsgrades auf die einzelnen Druckwerke und damit den diesen zugeordneten Trockenkammern ergibt sich selbstverständlich in den einzelnen Kammern ein erheblicher Unterschied,der beispielsweise bei einem vollflächigen Druck im ersten Druckwerk 100 % beträgt und im letzten Druckwerk, in dem nur noch ein einzelnes Schriftzeichen andersfarbig überdruckt wird, von Null nur geringfügig abweicht.The color coverage is added by the printing area taking into account of all colors and the color expenditure for a flat covering. By distributing the degree of coverage to the individual printing units and thus the drying chambers assigned to these are of course found in the individual Chambers make a significant difference, for example with full-surface printing in the first printing unit is 100% and in the last printing unit, in which only one individual characters are overprinted in a different color, only slightly from zero deviates.

Beim Trocknen im Tiefdruck erfolgt die Farbabgabe an den Druckträger aus in den Tiefdruckzylinder geätzten Näpfchen.Die Näpfchentiefe schwankt allgemein je nach der gewünschten Darstellung zwischen 2 und 60/um. Aus dem unterschiedlichen Farbangebot resultiert ein unterschiedlicher Lösungsmittelgehalt der Abluft. Zusätzlich kommt noch dazu, daß auch bei konstanter Ätztiefe schwankende Farbmengenwerte aufgetragen werden, da die verschiedenen Farbstoffe unterschiedlich zusammengesetzt sind, unterschiedliche Pigmentmengen enthalten und auch verschiedenartige Lösungsmittel und Bindemittel eingesetzt werden.When drying in gravure printing, the ink is transferred to the print carrier made of cells etched into the gravure cylinder. The depth of the cells generally fluctuates between 2 and 60 μm, depending on the desired representation. From the different Color range results in a different solvent content in the exhaust air. Additionally there is also the fact that fluctuating color quantity values are applied even with a constant etching depth because the different dyes are composed differently, different ones Contain amounts of pigment and also various solvents and binders can be used.

Diese Variationsbreite ist erforderlich, weil die Druckstoffe unterschiedliche Charaktere haben, zur Verbindung der Farbe mit dem Druckträger die jeweils dem Druckträger angepaßten Binder, Lösungsmittel und Pigmente bzw. Farbstoffe eingesetzt werden müssen. Außerdem werden an das Verpackungsmaterial d.h., also die Kunststoffolie, noch Ansprüche hinsichtlich Siegelfreudigkeit, Siegelfestigkeit, Hitzbeständigkeit, Kochfestigkeit, Pasteuriserfähigkeit, Fetteestigkeit usw. gestellt, die ebenfalls die Wahl der Farben, Bindemittel usw. beeinflussen.This range of variation is necessary because the printing materials are different Characters have, to connect the color with the print medium, the respective print medium adapted binders, solvents and pigments or dyes are used have to. In addition, the packaging material, i.e. the plastic film, there are still claims in terms of ease of sealing, sealing strength, heat resistance, Boil resistance, pasteurisability, fat resistance, etc. put that as well influence the choice of colors, binders, etc.

Mit einem der bisher bekannten Verfahren wie Wiedergewinnung der Lösungsmittel durch Kühlung oder Adsorption oder durch Verbrennen des Abgastromes ist eine wirtschaftliche Lösung des anstehenden Problemes in diesem Fall nicht gegeben, da einer immens hohen Abluftmenge nur ein relativ geringer Lösungsmittelanteil aufgebürdet ist, der sich zudem aus einer Vielzahl von Lösungsmitteln zusammensetzt.With one of the previously known methods such as recovery of the solvent by cooling or adsorption or by burning the exhaust gas flow is an economical one In this case there was no solution to the problem at hand, as it was an immensely high one Exhaust air is only burdened with a relatively small proportion of solvent, which is also composed of a variety of solvents.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, großvolumige Abgasmengen mit geringen Lösungsmittelgemischanteilen wirtschaftlich zu reinigen.The object of the present invention is therefore large-volume To economically clean exhaust gas quantities with low solvent mixture proportions.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Reinigen der Lösungsmittelgemische enthaltenden Abluft von Kunststofffolien-verarbeitenden Lackkaschieranlagen und Druckwerken mit mehrsturiger Trocknung durch Verbrennung der Lösungsmittelgemische mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß lediglich die Abluft der Trocknungsstufen der Lackkaschier- bzw. Druckwerke mit hohen Lösungsmittelanteilen erfaßt und der Abluftverbrennung zugeführt werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden dabei die heißen, gereinigten Abgase der Abluftverbrennung zumindest teilweise wieder der Trocknung in Trockenkammern der Lackkaschieranlage bzw. der Druckwerke nach Einstellung auf die erforderliche Trockentemperatur zugeführt.This object is achieved by a method for cleaning the solvent mixtures containing exhaust air from plastic film-processing lacquer laminating systems and Printing units with multi-stage drying by burning the solvent mixtures with the characteristic that only the exhaust air of the drying stages Lacquer laminating or printing units with high proportions of solvents and the exhaust air combustion are fed. According to a particularly preferred embodiment of the invention the hot, cleaned exhaust gases from the exhaust air combustion are at least partially again the drying in the drying chambers of the lacquer lamination system or the printing units after setting to the required drying temperature.

Durch die Unterteilung der jeweiligen Trocknungsanlagen in eine Vielzahl von Trockenkammern bei Lackkaschieranlagen und in mindestens zwei Trockenkammern pro Druckwerk bei Tiefdruckmaschinen fallen in jeder Kammer unterschiedliche Lösungsmittelgehalte in der Abluft an.By dividing the respective drying systems into a large number of drying chambers in lacquer lamination systems and in at least two drying chambers For each printing unit in gravure printing machines, there are different solvent contents in each chamber in the exhaust air.

Der erfindungswesentliche Gedanke ist nun, die sonst unüblich hohen Luftmengen, die jedoch für eine fast restlose Beseitigung der Lösungsmittel im Fertigprodukt erforderlich sind, so zu behandeln, daß Abluftströme relativ hoher und verhältnismäßig niedriger Konzentration erhalten werden.The idea that is essential to the invention is the otherwise unusually high one Amount of air, however, for an almost complete elimination of the solvents in the finished product are required to be treated so that exhaust air flows are relatively higher and proportionate low concentration can be obtained.

Zur Verdeutlichung wird die Erfindung zunächst am Beispiel ein Lackkaschiermaschine beschrieben, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.To illustrate the invention, the example is first of all a lacquer laminating machine described without, however, limiting it to them.

Beispiel 1 In einer Lackkaschieranlage mit einer nutzbaren Breite von 1200 mm wird gegen eine Verbundfolie aus Aluminium/Polyester 12/u Polyäthylen von 70 am in einer Breite von 1170 mm kaschiert. Als Kleber wird ein Zweikomponentenkleber auf Polyurethanbasis mit einer Viskosität von ca. 14 sec., gemessen im Fordbecher mit 4 mm Düsendurchmesser, eingesetzt. Die Formatwalze weist eine Breite von 1150 mm auf. Der Trockenlackauftrag beträgt 3,68 g/m². Die Maschine wird mit einer Geschwindigkeit von 205 m/min. gefahren. Der Trockenkanal ist in 5 Gruppen zu 3, 5 und 2 Kammern unterteilt, wobei die Temperatur in den Kammern konstant gehalten wird, die nachfolgenden Gruppen aber eine höhere Temperatur als die vorangegangen aufweisen. Im einzelnen betragen die Temperaturen Kammer 1 = 550 Kammer 4 = 420 Kammer 7 = 660 17 Kammer 2 = O Kammer 5 = 50 Kammer 8 = 650c.Example 1 In a lacquer laminating system with a usable width of 1200 mm is against a composite film made of aluminum / polyester 12 / u polyethylene from 70 am laminated in a width of 1170 mm. A two-component adhesive is used as the adhesive on Polyurethane base with a viscosity of approx. 14 sec., Measured in the Ford cup with 4 mm nozzle diameter. The format roller has a Width of 1150 mm. The dry lacquer application is 3.68 g / m². The machine will at a speed of 205 m / min. drove. The drying tunnel is in 5 groups divided into 3, 5 and 2 chambers, the temperature in the chambers being kept constant but the following groups have a higher temperature than the previous ones exhibit. In detail, the temperatures are chamber 1 = 550, chamber 4 = 420 Chamber 7 = 660 17 Chamber 2 = O Chamber 5 = 50 Chamber 8 = 650c.

Kammer 5 = 57 Kammer 6 = 50 Die dem Trockenkanal zugeführte Heißluft - ohne Beimischung zusätzlicher Frischluft vor den einzelnen Kammern - weist eine Temperatur von 690C auf. Chamber 5 = 57 Chamber 6 = 50 The hot air supplied to the drying tunnel - without admixing additional fresh air in front of the individual chambers - has a Temperature of 690C.

In der in Fig. 1 dargestellten Kurve sind die Lösungsmittelgehalte der Abluft der einzelnen Zonen bezogen auf ihren Kohlenstoffgehalt in Gramm bzw. Milligramm pro Meter3 aufgetragen. Es ergibt sich daraus, daß in den ersten drei Kammern dieser horizontal liegenden Trockenstrecke, die dem Lackkaschierwerk nachgeschaltet ist, ca. 85 % der Lösungsmittel verdampfen und abgesaugt werden können. Das entspricht einer Abluftmenge von 4500 Nm3/h, die der Nachverbrennungsanlage zuge führt werden, wobei die Verdampfung des restlichen Lösungsmittelgehaltes in den nachgeschalteten weiteren Kammern nochmals insgesamt eine Abluftmenge von 7500#Nm5/h ergibt. Der Gehalt dieser Abluft an Lösungsmitteln ist jedoch so gering, daß er weit unter den gesetzlich zugelassenen Werten liegt.In the curve shown in Fig. 1 are the solvent contents of the exhaust air of the individual zones based on their carbon content in grams or Milligrams applied per meter3. It follows that in the first three Chambers of this horizontally lying drying section, which is connected downstream of the lacquer laminating unit is, approx. 85% of the solvents evaporate and can be sucked off. Corresponding an exhaust air volume of 4500 Nm3 / h, which is fed to the post-combustion system, the evaporation of the remaining solvent content in the downstream further chambers results in a total exhaust air volume of 7500 # Nm5 / h. Of the Solvent content of this exhaust air is so low that it is far below the legally permitted values.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Abluft über einen Wärmetauscher einer thermischen Verbrennungsanlage zugeführt, in dieser bei Temperaturen zwischen 600 und 8000c verbrannt, zur Abkühlung der so erhaltenen Reinluft und gleichzeitigen Erwärmung der der Nachver-Abl brennungsanage zugeführten durch den Wärmetauscher geleitet und einer Mischvorrichtung zugeführt.According to a particularly preferred embodiment of the invention the exhaust air is fed to a thermal incinerator via a heat exchanger, burned in this at temperatures between 600 and 8000c, to cool the sun obtained clean air and simultaneous heating of the Nachver-Abl combustion system fed passed through the heat exchanger and fed to a mixing device.

Die aus den Trockenkammern abgesaugte Abluft mit hohem Lösungsmittelanteil weist entsprechend dem Einsatzzweck nur eine relativ niedrige Temperatur auf, die in jedem Fall unter 80 OC liegt und im ungünstigsten Fall der Raumtemperatur, also rund 20°C gleicht. Durch Führung dieser Abluft über einen Wärmetauscher wird sie auf 300 - 400 C aufgeheizt, bevor sie der Nachverbrennungsanlage zugeführt wird, so daß der Wärmebedarf der Nachverbrennungsanlage zur Erhitzung der Abluft auf die Reaktionstemperatur wesentlich verringert wird.The exhaust air extracted from the drying chambers with a high proportion of solvents has only a relatively low temperature according to the intended use, the is in any case below 80 OC and in the worst case the room temperature, that is around 20 ° C. By guiding this exhaust air through a heat exchanger, it becomes heated to 300 - 400 C before it is fed to the afterburning system, so that the heat requirement of the afterburning system to heat the exhaust air to the Reaction temperature is significantly reduced.

Gleichzeitig wird die im Gegenstrom geführte, aus der Nachverbrennungsanlage austretende Reinluft gekühlt und zwar auf Temperaturen, die vorzugsweise unter 4oo0c liegen; besonders bevorzugt wird eine Einstellung der Temperatur der Reinluft auf ca. 5500C, mit der sie einer Mischvorrichtung zugeführt wird. In dieser Mischvorrichtung wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die vorgekühlte Reinluft durch Zudosieren von Frischluft auf die Trockentemperatur eingestellt, wobei Je nach erforderlicher Trockentemperatur ein Teil der einluft, der wegen zu geringer Trockentemperaturanforderungen nicht mehr verwertet werden kann, dem Abluft kamin zugeführt.At the same time, the counter-current is removed from the afterburning plant Exiting clean air is cooled to temperatures that are preferably below 4oo0c lie; Setting the temperature of the clean air is particularly preferred approx. 5500C, with which it is fed to a mixing device. In this mixer according to a preferred embodiment of the invention, the pre-cooled clean air adjusted to the dry temperature by metering in fresh air, whereby each Depending on the required drying temperature, part of the incoming air is due to the fact that it is too low Dry temperature requirements can no longer be used, the exhaust air chimney fed.

Gemäß einer sehr zweckmäßigen Ausgstaltung der Erfindung wird die zur Verbrennung der Abluft in der thermischen Nachverbrennungsanlage erforderliche Verbrennungsluft der Umluft und/oder der niedrig lösungsmittelhaltigen Abluft entnommen.According to a very useful embodiment of the invention, the required for the combustion of the exhaust air in the thermal post-combustion system Combustion air is taken from the circulating air and / or the low-solvent exhaust air.

In vielen Fällen wird es möglich sein, Abluft aus den letzten Kammern einer Lackkaschieranlage bzw. aus den Kammern eines Druckwerkes mit nur minimalen Lösungsmittelanteilen, wie sie bei geringem Bedeckungsgrad auftreten, abzuziehen und als Umluft vermischt mit Rein- und ggf. Frischluft den Kammern zuzuführen, in denen ein hoher Lösungsmittelanteil verdunstet.In many cases it will be possible to exhaust air from the last chambers a lacquer lamination system or from the chambers of a printing unit with only minimal Subtract the amount of solvent that occurs when the degree of coverage is low and to supply the chambers as circulating air mixed with clean air and, if necessary, fresh air, in where a high proportion of solvent evaporates.

Diese gleiche Umluft bzw. Abluft mit niedrigem Lösungsmittelanteil ist auch als Verbrennungsluft für die thermische Nachverbrennungsanlage geeignet und wird, da sie, obwohl sie eigentlich nur der Sauerstoffzufuhr zur Brennerflamme dient, auch völlig von Lösungsmittel gereinigt und somit zur Reinluft.This same circulating air or exhaust air with a low solvent content is also suitable as combustion air for the thermal post-combustion system and will, since she, although she actually just the oxygen supply serves for the burner flame, also completely cleaned of solvent and thus for clean air.

Besonders vorteilhaft kann das Verfahren zur Abgasreinigung mit einer Vorrichtung durchgeführt werden, die aus einer thermischen Nachverbrennungsanlage besteht, die über Rohrleitungen mit einem Wärmetauscher, einer Mischvorrichtung und Trockenkammern verbunden ist und das kennzeichnende Merkmal besitzt, daß jede Trockenkammer über mit einer gemeinsamen Steuerung versehenen Ventile an zwei Abluftleitungen angeschlossen ist, von denen eine zur thermischen Nachverbrennungsanlage führt.The method for exhaust gas purification can be particularly advantageous with a Device to be carried out from a thermal afterburning plant consists of pipelines with a heat exchanger, a mixing device and drying chambers is connected and has the distinctive feature that each Drying chamber via valves provided with a common control on two exhaust air lines is connected, one of which leads to the thermal post-combustion system.

Durch die Anordnung von zwei Ventilen pro Trockenkammer ist die Möglichkeit gegeben, wahlweise die Trockenkammer an die Abluftleitung, die Abgase mit hoher Lösungsmittelkonzentration abzieht, oder an die Abluftleitung, die Abgase mit niedriger Lösungsmittelkonzentration abzieht, anzuschließen. Damit ist insbesondere für die Druckwerke der Vorteil verbunden, daß es dem Drucker völlig freigestellt ist, welches Druckwerk einer Mehrfarbentiefdruckmaschine er mit hohem Bedeckungs- und welches er mit niedrigem Bedeckungsgrad laufenlassen will.The arrangement of two valves per drying chamber makes it possible given, optionally the drying chamber to the exhaust air duct, the exhaust gases with high Solvent concentration subtracts, or to the exhaust duct, the exhaust gases with lower Solvent concentration subtracts, to connect. This is especially for the Printing units have the advantage that the printer is completely free to choose which one Printing unit of a multicolor gravure printing machine with high coverage and which he wants to run with low coverage.

Von besonderer Bedeutung ist ferner die gemeinsame Steuerung der Ventile, die gewährleistet, daß stets nur ein Ventil einer Trockenkammer geöffnet ist. Desweiteren ist durch sie die maximale Anzahl der Kammern begrenzt, die der Abluftleitung mit hohem Lösungsmittelgehalt zugeschaltet sind. Im allgemeinen reicht es aus, bekispielsweise bei einer 8-Farben-Tiefdruckmaschine, die Zahl der zugeschalteten Kammern auf vier zu begrenzen, obwohl man in der Regel bereits mit drei zugeschalteten Kammern auskommen kann, da der Gesamtbedeckungsgrad nur in seltenen Fällen 250 X übersteigt.The joint control of the valves is also of particular importance, which ensures that only one valve of a drying chamber is always open. Further it limits the maximum number of chambers that the exhaust duct has with high solvent content are switched on. In general it is sufficient, for example with an 8-color gravure printing machine, the number of activated chambers to four to limit, although you can usually get by with three connected chambers can, as the total degree of coverage only rarely exceeds 250 X.

Die Vorrichtung wird nachstehend an Hand des Beispiels einer 8-Farben-Tiefdruckmaschine näher beschrieben, ohne daß sie jedoch darauf beschränkt ist.The device is described below using the example of an 8-color rotogravure printing machine described in more detail, but without being limited thereto.

Beispiel 2 Hinter jedem Druckwerk einer handelsüblichen 8-Farben-Tiefdruckmaschine sind zwei separat belüftete und beheizbare Trockensektionen angeordnet. Von diesen Trockensektionen ist jeweils die erst an die Abluftleitung mit hohem Lösungsmittelgehalt und an die Abluftleitung mit niedrigem Lösungsmittelbehalt angeschlossen, während jeweils die zweiten Trockensektionen nur an die Abluftleitung mit niedrigem Lösungsmittelgehalt angeschlossen sind. An Lösungsmittel fielen Gemische an von Aceton , Äthylglykol, Athylacetat, Äthanol, Benzin 110, Toluol, Isopropanol.Example 2 Behind each printing unit of a commercially available 8-color rotogravure printing machine there are two separately ventilated and heated drying sections. Of these The drying section is the one at the exhaust duct with a high solvent content and connected to the exhaust line with low solvent retention while the second drying sections only to the exhaust duct with low solvent content are connected. As a solvent, mixtures of acetone, ethyl glycol, Ethyl acetate, ethanol, gasoline 110, toluene, isopropanol.

Die Trockenkammerstrecken zwischen den einzelnen Druckwerken weisen je eine Länge von 2,4 m auf, das Druckwerk selbst besteht im wesentlichen aus einem Tiefdruckzylinder, einer Farbführungseinrichtung (Farbwanne) mit zugeordnetem Rakelmesser zur Dosierung der Farbe auf das vorgesehene Maß, sowie einem Presseur als Anpreßwalze für die Folienbahn an den Tiefdruckzylinder. Unter Berücksichtigung der Maschinengeschwindigkeiten und des Umpumpvorganges der Farben, der zwangläufig auftretenden Erwämung derselben, ist in unmittelbarem Bereich des Tiefdruckzylinders eine relativ hohe Verdampfung der Lösungsmittel gegeben. Aus drucktechnischen Gründen ist diese Verdampfung auch erforderlich, d.h. daß eine 100 ziege Sättigung der um die Druckwalze liegenden Luft mit Lösungsmittel notwendig ist, um ein Verdampfen der Lösungsmittel aus den in den Tiefdruckzylinder geätzten Farbnäpfchen geringzuhalten.The drying chamber routes between the individual printing units have each has a length of 2.4 m, the printing unit itself consists essentially of one Gravure cylinder, an ink guide device (ink tray) with an associated doctor blade to dose the color to the intended level, as well as an impression roller as a pressure roller for the film web to the gravure cylinder. Taking into account the machine speeds and the pumping process of the colors, the inevitably occurring warming of the same, there is a relatively high level of evaporation in the immediate area of the gravure cylinder given the solvent. For printing reasons, this evaporation is also required, i.e. that a 100 goat saturation of those around the pressure roller Air with solvent is necessary to evaporate the solvent from the to keep small paint pots etched in the gravure cylinder.

Um ein Austreten dieser 100 #ig gesättigten Luft aus dem geschlossenen Druckbereich an die Umgebungsluft zu vermeiden, wird ein Teil davon in die Troekenkammern abgesaugt, so daß im Druckbereich ein gewisser Unterdruck der Luft entsteht, die 100 Xig gesättigte Luft also nicht in die Luft des Arbeitsraumes eindringen kann.To allow this 100% saturated air to escape from the closed To avoid pressure area to the ambient air, part of it is in the dry chambers sucked off, so that a certain negative pressure of the air arises in the pressure area, the 100% saturated air cannot penetrate into the air in the work area.

Im ersten Druckwerk wird auf eine Polyäthylenfolie eine Farbabdeckung von 70 ffi aufgetragen. Der Farbauftrag beträgt trocken 4,2 g/m2, der Lösungsmittelgehalt im Kubikmeter Abluft 8324 mg, die Ablufttemperatur 540C, die Gesamtabluft in der ersten Kammer 48ovo m5/h. Die Masdine wurde mit einer Geschwindigkeit zwischen 150 und 175 m/min gefahren.In the first printing unit, a color cover is placed on a polyethylene film applied from 70 ffi. The paint application is 4.2 g / m2 dry, the solvent content in cubic meters of exhaust air 8324 mg, the exhaust air temperature 540C, the total exhaust air in the first chamber 48ovo m5 / h. The Masdine was at a speed between 150 and driven at 175 m / min.

Die Farbabdeckung im zweiten Druckwerk betrug 50 %, der Farbauftrag 3 g/m², der Lösungsmittelgehalt in der Abluft 4125 mg/m³, die Ablufttemperatur 38 °C, die Abluftmenge in der ersten Kammer 4768 m5/h.The color coverage in the second printing unit was 50%, the color application 3 g / m², the solvent content in the exhaust air 4125 mg / m³, the exhaust air temperature 38 ° C, the amount of exhaust air in the first chamber 4768 m5 / h.

Im dritten Druckwerk wurde eine Farbabdeckung von 10 % aufgebracht, der Farbauftrag betrug 0,6 g/m2, der Lösungsmittelgehalt in der Abluft 1359 mg/m5, die Ablufttemperatur 510 C.In the third printing unit, an ink coverage of 10% was applied, the paint application was 0.6 g / m2, the solvent content in the exhaust air was 1359 mg / m5, the exhaust air temperature 510 C.

Bei den folgenden fünf Druckwerken lag die Farbabdeckung wesentlich unter 1 #, der Lösungsmittelgehalt in der Abluft war damit minimal, so daß diese nicht angeschlossen werden mußten.In the following five printing units, the color coverage was essential below 1 #, the solvent content in the exhaust air was minimal, so this did not have to be connected.

Insgesamt betrug die Farbabdeckung 152 #.Overall color coverage was 152 #.

Die ersten Kammern der ersten drei Druckwerke sind mit der Ab luft leitung für Abluft mit hohem Lösungsmittelgehalt verbunden. Die gesamte Abluftmenge betrug 12655 m5/h, die Ablufteintrittstemperatur stellt sich als Mischtemperatur auf ca.The first chambers of the first three printing units are with the exhaust air line for exhaust air with high solvent content connected. The total amount of exhaust air was 12655 m5 / h, the exhaust air inlet temperature turns out to be the mixed temperature to approx.

400a ein. Die Abluft wurde mit einem Druck von -50 mm WS abgesaugt und über einen Wärmetauscher der thermischen Nachverbrennungsanlage zugeführt, wobei der Wärmetauscher mit der Brennkammer der thermischen Nachverbrennungsanlage ein Aggregat bildet. Der Wärmetauscher ist im Außenraum der Brennkammer angeordnet. Das Reingas wird um die Rohre geleitet und erfährt dort wegen der hohen Turbulenz noch eine Nachreaktion. Der Wärmetauscher selbst besteht aus hochwarmfestem Stahl mit der Werkstoff-Nr. 4713 bzw. ST 35,8 I und wird wegen der integrierten Bauweise nicht isoliert, weist jedoch eine Abschlußverkiidung aus verzinktem Stahlblech auf.400a a. The exhaust air was sucked off with a pressure of -50 mm WS and supplied to the thermal post-combustion system via a heat exchanger, wherein the heat exchanger with the combustion chamber of the thermal post-combustion system Aggregate forms. The heat exchanger is arranged in the outer space of the combustion chamber. The clean gas is directed around the pipes and experiences there because of the high turbulence one more post-reaction. The heat exchanger itself is made of high-temperature steel with the material no. 4713 or ST 35.8 I and is because of the integrated design not insulated, but has a cover made of galvanized sheet steel.

Die Brennkammer ist als Ggenstrombrennkammer ausgeführt mit innenliegendem Reaktionsraum, ausgekiideter Umkehrkammer, Reaktionstopf, Flammenhalter-Unterkonstruktion, Ein- und Austrittsstutzen, einschließlich einem vollautomatischen Gasbrenner mit stetig regelnden Sicherheits- und Reglerarmaturen.The combustion chamber is designed as a counterflow combustion chamber with an internal one Reaction space, covered reversal chamber, reaction pot, flame holder substructure, One and Outlet nozzle, including a fully automatic one Gas burner with continuously regulating safety and regulator fittings.

Der Reaktionsraum selbst ist mit einem verfaserten Tonerdesilikat ausgekleidet und vollkommen unempfindlich gegen Wärmespannuqçn. Er ist mit einer Abschirmung aus dem Werkstoff 4841 umgeben.The reaction space itself is made of a fibrous alumina silicate lined and completely insensitive to thermal stress. He's with one Shield made of 4841 material.

Die Brennkammer wird mit Erdgas befeuert, das einen unteren Heizwert von 7600 Kcal/Nm3 aufweist und mit einem Fließdruck von 600 mm/WS eintritt. Die Brennerleistung beträgt 1,7 Kcal/h.The combustion chamber is fired with natural gas, which has a lower calorific value of 7600 Kcal / Nm3 and enters with a flow pressure of 600 mm / WS. the Burner output is 1.7 Kcal / h.

Der Heizenergiebedarf bei 100 4 Vollast ca. 1,5 Kcal/h unter der Voraussetzung, daß kein Lösungsmittelanteil in der Abluft enthalten ist. Der Gasbrenner ist als Ringdüsengasbrenner mit außenliegender Überwachung ausgeführt und im Bereich 1:8 regelbar.The heating energy requirement at 100 4 full load approx. 1.5 Kcal / h provided that that no solvent content is contained in the exhaust air. The gas burner is as Ring nozzle gas burner with external monitoring and in the range 1: 8 adjustable.

Nach Passieren des Wärmetauschers weist die hoch lösungsmittelhaltige Abluft beim Eintritt in die Brennkammer eine Temperatur von 4200C auf. Diese Temperatur wird durch die zusätzliche Erdgasenergie in der Brennkammer auf eine Reaktionstemperatur von ca. 700°C gesteigert. Die Reaktion setzt jedoch schon kurz oberhalb 60000 ein und erreicht schon bei ca 66000 einen Reinheitsgrad von 50 mg Kohlenstoff pro Nm5. Die maximal mögliche Reaktionstemperatur beträgt auf Grund der ausgewählten Materialien 80000.After passing through the heat exchanger, the highly solvent-containing Exhaust air has a temperature of 4200C when entering the combustion chamber. This temperature is brought to a reaction temperature by the additional natural gas energy in the combustion chamber increased by approx. 700 ° C. However, the reaction starts just above 60,000 and already reaches a degree of purity of 50 mg carbon per Nm5 at around 66,000. The maximum possible reaction temperature is due to the selected materials 80000.

Das Abgas verweilt ca. 0,25 sec im Reaktionsbereich und tritt dann in den Wärmetauscher ein, den es mit einer Temperatur von 55000 verläßt.The exhaust gas remains in the reaction area for approx. 0.25 seconds and then occurs into the heat exchanger, which it leaves at a temperature of 55,000.

Die Heißluftmenge wird über ein Drosselglied, das hinter einem Heißluftventilator angeordnet ist, eingeregelt. Die bei zu hoher Lösungsmittelkonzentration unter Umständen entstehende Überschußmenge wird dem Kamin zugeführt, der Rest in eine Mischkammer geleitet und zur Einstellung der Trocknungstemperatur mit Frischluft und Abluft, die niedrige Lösungsmittelanteile aufweist, vermischt. Die dadurch erzielbare Trockentemperatur liegt zwischen 30 und 1200C und wird den Trockenkammern zugeführt.The amount of hot air is controlled by a throttle that is behind a hot air fan is arranged, regulated. If the solvent concentration is too high, this may happen Any excess amount is fed into the chimney, the rest into a mixing chamber and for setting the drying temperature with fresh air and exhaust air, the low solvent content has, mixed. The thereby Achievable drying temperature is between 30 and 1200C and is the drying chambers fed.

Die Kurven in Fig. 2 zeigen das Verhältnis der Trockenkammern 1 und 2 einer Druckwerkstufe zueinander bei unterschiedlicher Lösungsmittelverdampfung in Abhängigkeit von Bedeckungsgrad bei Fahren mit einem Frisch-Reinluftgemisch.The curves in Fig. 2 show the relationship between the drying chambers 1 and 2 of a printing stage to each other with different solvent evaporation depending on the degree of coverage when driving with a fresh / clean air mixture.

Fix,*. 5 zeigt das Abhängigkeitsverhalten des Lösungsmittel-,gehaltes in der Abluft der Trockenstrecke 1 von Maschinengeschwindigkeit, Bedeckungsgrad, Rollenbreite und LuSteinstellung innerhalb der Trockenstrecke.Fix,*. 5 shows the dependency behavior of the solvent content in the exhaust air of drying section 1 of machine speed, degree of coverage, Roll width and length setting within the drying section.

Die Kurven der Fig. 4 geben die Wärmebilanz einer thermischen Nachverbrennungsanlage für die vorher erwähnte Lackkaschieranlage an. Zusätzlich ist daraus der durchschnittliche Brennstoffverbrauch für eine Trocknung ohne thermische Nachverbrennung zu entnehmen.The curves in FIG. 4 give the heat balance of a thermal post-combustion system for the aforementioned lacquer lamination system. In addition, this is the average Fuel consumption for drying without thermal post-combustion can be seen.

Claims

1 #. # Method for cleaning the solvent mixtures containing Exhaust air from plastic film processing lacquer laminating systems and printing units with multi-stage drying by burning the solvent mixtures, characterized in that that only the exhaust air of the drying stages of the lacquer laminating system or the printing unit with a high solvent content and fed to the exhaust air incineration.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hot, cleaned exhaust gases of the exhaust air combustion at least partially again for drying the drying chambers of the lacquer lamination system or the printing unit after setting the required drying temperature must be supplied.

5. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that that exhaust air with a solvent content of more than 30 mg / Nm³ based on carbon is fed to the incineration.

4. The method according to any one of claims 1 to), characterized in, that exhaust air is fed via a heat exchanger to a thermal post-combustion system is burned in this at temperatures between 600 and 800 ° C, for cooling the clean air obtained in this way and simultaneous heating - Wi of the post-combustion system The exhaust air supplied is passed through a heat exchanger and fed to a mixing device weather@.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that clean air in the heat exchanger is cooled to temperatures below 4000C.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that cooled clean air in the mixing device by adding fresh air is set to dry temperature.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the necessary for the combustion of the exhaust air in the thermal post-combustion system Combustion air taken from the circulating air and / or exhaust air with a low solvent content will.

8. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 7, consisting of a thermal afterburning system, which is connected via pipelines mt a heat exchanger a mixing device and corner chambers is connected, thereby characterized in that each drying chamber is provided with a common control Valves connected to two exhaust ducts, one of which for thermal Afterburning plant leads.