DE2629410C2 - Anlage zur Konservierung von Holz mit einer toxischen Verbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Konservierung von Holz mit einer toxischen Verbindung durch Imprägnierung mit einem Imprägnierungsmittel, umfassend ein flüssiges Lösungsmittel, welches die toxische Verbindung in gelöster Form enthält, welche Anlage einen Vorratstank für das Konservierungsmittel, einen Imprägnierungstank, Einrichtungen zur Überführung des Imprägnierungsmittels von dem Vorratstank in den Imprägnierungstank und zur Rückführung überschüssigen Imprägnierungsmittels von dem Imprägnierungstank in den Vorratstank, Einrichtungen zum Absaugen von Lösungsmitteldämpfen aus dem Imprägnierungstank und Einführen derselben in Einrichtungen zum Kondensieren der Lösungsmitteldämpfe sowie Einrichtungen zur Überführung von kondensiertem Lösungsmittel in den Vorratstank umfaßt.

Eine Anlage der oben erwähnten Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 45 620 bekannt. Diese bekannte Anlage enthält einen Niederdruckkondensator, der nach Abführen von Imprägnierungsmittel aus einem Imprägnierungstank mit dem Imprägnierungstank verbunden wird.

Beim Entfernen der Lösungsmiucldämpfe aus dem Holz tritt zunächst eine sehr hohe Belastung des Kondensators auf, die hauptsächlich durch eine rasche Verdampfung des an der Holzoberfläche befindlichen Lösungsmittels verursacht wird. Bei der weiteren Entfernung von Lösungsmittel wächst der Widerstand des Holzes gegen die Abgabe von Lösungsmittel, und die

Belastung des Kondensators wird geringer.

Wegen dieser ,Spitzenbelastung muß ein Kondensator mit zugehörigem Kühlsystem von sehr großer Leistung verwendet werden, wobei jedoch die Leistung nur eine verhältnismäßig kurze Zeit voll ausgenutzt wird. Dadurch wird der Einrichlungsaufwand für eine Anlage der beschriebenen Art verhältnismäßig groß.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Anlage zu schaffen, die mit ίο dem oben erwähnten Nachteil nicht behaftet ist, und gleichzeitig eine einwandfreie Entfernung des Lösungsmittels von dem behandelten Holz sichert. Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Anlage gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist. daß sie zwei in Serie vcris bundenc Kondensatoren umfaßt, wobei der erste Kondensator mit einem Kühlflüssigkeitstank eines Kühlsyslcms verbunden ist, das einen Verdichter und zwei Verdampfer umfaßt, von denen der eine Verdampfer in dem zweiten Kondensator enthalten ist, und der andere Ver-2« dämpfer mit dem Kühlflüssigkeitstank verbunden ist.

Durch die Schaffung einer Anlage mit zwei in Serie verbundenen Kondensatoren, von denen der erste mit einem Kühlflüssigkeitstank und der andere mit einem Verdampfer eines Kühlsystems verbunden ist, kann man durch Ausnutzung der im Kühlflüssigkeitstank zur Verfugung stehenden Kühlleistung die Spitztnbelastung während des erforderlichen kurzen Zeit durch ein Kühlsystem mit wesentlich niedrigerer Kondensationsleistung als bei der bekannten Anlage decken. So kann man während der Periode, in der die erforderliche Kondensationsleistung niedriger als die Leistungsfähigkeit des Kühlsystems ist, und während der Perioden, in denen überhaupt keine Kondensation notwendig ist, das Kühlsystem derart umstellen, daß die Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitstank gekühlt wird und dadurch während der nachfolgenden Spitzenbelastungsperiode zur Verfügung steht.

Nach erfolgter Imprägnierung des Holzes soll das verwendete Lösungsmittel durch Verdampfung entfernt und rückgewonnen werden, während die Imprägnierungsmittel im Holz verbleiben sollen.

Die Verdampfung erfolgt durch Minderung des Drukkes auf den der Temperatur entsprechenden Sättigungspunkt mittels einer zwischen dem Imprägnierungstank und den beiden in Serie verbundenen Kondensatoren vorgesehenen Vakuumpumpe. Die Vakuumpumpe wird außerdem zum Fördern von Dämpfen in das Kondensatorsystem verwendet. Die während der Verdampfung verbrauchte Wärme kann teilweise durch Wärmezufuhr aus dem Imprägnierungstank ersetzt werden, der vorzugsweise mit Heizorganen in der Form von einem Wärmcmantel oder Wärmeleitungen und einer Isolation versehen ist. Nachdem die Wärmeübertragung auf das Holz während der Druckminderung abnimmt, sinkt die Temperatur an der Holzoberfläche ab, und das führt wiederum zu einer Druckminderung im Imprägnierungstank während des Verlaufes des Prozesses.

Diese Druckminderung wird außerdem noch dadurch verstärkt, daß zu Beginn der Verdampfung eine große bo Menge freie Flüssigkeit sich an der Oberfläche des Holzes befindet, während nachher eine Druckminderung erforderlich ist, um die Flüssigkeit aus den tiefer liegenden Holzschichten herauszuziehen.

Die Leistung der Pumpe sollte zu Beginn hoch sein, wenn der Druck noch verhältnismäßig hoch ist.

Die pro Zeiteinheit geförderte Menge von Dämpfen wird daher anfangs groß sein, um dann stark abzunehmen, und sich bei dem der Grenze der Evakuierung der

Pumpe (ζ. B. etwa 3 kPa) entsprechenden Druck zu stabilisieren.

Nachdem die Kondensation an der Druckseite der Pumpe erfolgt, ist zur Kondensierung von reinen Flüssigkeitsdämpfen nur eine geringfügig niedrigere Temperatur als die dem Siedepunkt der Flüssigkeit bei 100 kPa entsprechende Temperatur erforderlich, aber da außer Flüssigkeitsdämpfen auch Luft aus dem Imprägnierungstank gefördert wird, wird eine wesentlich niedrigere Temperatur notwendig sein, um einen angemessenen Anteil der in der Luft gebundenen Dämpfe entfernen zu können.

Die sehr variierende Dampfmenge sowie die Anwesenheit von Luft aus dem Imprägnierungstank wird somit hohe Forderungen an das Kondensator- und Kühlsystem stellen.

Das Kühlsystem der erfindungsgemäßen Anlage ist für die Deckung des gesamten Kühlbedarfs während einer der Prozeßzeit sowie der Füll- und hntleerungszeit entsprechenden Periode ausgelegt.

In der Zeit vor der Kondensation wird die Leistung der Kühlanlage zum Abkühlen einer passenden Menge Kühlflüssigkeit im Kühlfiüssigkeitstank auf z. B. — 5° C verwendet.

Während der Spitzenbelastung zu Beginn des Auskochens wird — wie erwähnt — im ersten Kondensator die in der Kühlflüssigkeit gespeicherte Kühlleistung ausgenutzt, während der zweite Kondensator unmittelbar durch die Kühlanlage auf z. B. eine Temperatur von etwa - 20⁰C abgekühlt wird.

Ein großer Teil der Flüssigkeitsdämpfe wird im ersten Kondensator kondensiert, während ein weiterer Teil der an die mit geförderte Luft gebundenen Dämpfe bei der niedrigeren Temperatur im zweiten Kondensator kondensieren wird.

Zu Beginn des Rückgewinnungsvorgangs wird für den zweiten Kondensator jedoch die volle Leistung der Kühlanlage erforderlich sein. Anschließend nimmt jedoch die Belastung ab, und der Kühlflüssigkeit wird dann überschüssige Kühlung zugeführt und in dieser gespeichert.

Mit diesem System erhält man einen hohen Kondensationsgrad, 96 bis 98%, obwohl bei der Beladung der Anlage mit Holz der Anlage Luft zugeführt wird.

Aufgrund des niedrigen Enddruckes (/.. B. 3 kPa) im Behandlungstank wird dieser bei dessen öffnen nach dem Vorgang nur geringfügige Mengen Lösungsmiüeldämpfe enthalten.

Die erforderliche Kondensationsleistung kann besonders niedrig gehalten werden, wenn erfindungsgemäß ein Ejektor verwendet wird, der in ein Rohr zur Überführung von Lösungsmitteldämpfen in den ersten Kondensator eingesetzt und dessen Saugseite mit Abflußrohren der Kondensatoren verbunden ist.

Durch die Schaffung einer solchen zwangsweisen Strömung durch die Kondensatoren hindurch wird die Kondensationsleistung der Kondensatoren gesteigert.

Die erwähnte Vakuumpumpe ist vorzugsweise eine Flüssigkeitsringpumpe, die Mineralöl enthält. Zur Kühlung des Öls ist der zugeordnete öltank vorzugsweise mit einem Wärmeaustauscher versehen, der kühlseitig mit dem Kühlflüssigkeitssysiem verbunden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten, in der Zeichnung schematisch gezeigten Ausl'ührungsform der Anlage nach der Erfindung beschrieben.

In der Zeichnung isi mit ι ein Imprägnierungsiank bezeichnet, der von elektrischen Heizleitungen 2 umgeben ist. Ein isoliertür Vorratstank 3 ist über ein Rohr 4.

das ein Ventil 5 aufweist, mit dem Imprägnierungstank 1 verbunden. Das Rohr 4 ist im Inneren des Vorratstank 3 an eine Tauchpumpe 6 angeschlossen. Zwischen dein Rohr 4 und dem Vorratstank 3 ist außerdem ein Rücklaufrohr 7 mit einem Ventil 8 angeordnet. Der Imprägnierungstank 1, der am einen Ende geöffnet werden kann, ist über ein Sicherheitsventil 9 in einem Rohr 10 mit einem Druck-Vakuumventil 11 verbunden, welches ebenfalls mit dem Vorratsbehälter 3 in Verbindung

ίο steht. Von der oberen Seite des Vorratsbehälters 1 geht eine Leitung 12 aus, in der ein Ventil 13 und ein Expansionsbehälter 14 angeordnet sind. Die Leitung 12 ist an ihrem anderen Ende mit einem Rückschlagventil 15 verbunden, das mit einem Ejektor 16 verbunden ist Der Ejektor 16 ist über eine Leitung 17 mit einer Flüssigkeitspumpe 18 verbunden, die teils mit dem oberen Teil eines Öltanks 19 und teils über ein Ventil 21 mit einem ölreservoir 20 im öltank 19 in Verbindung steht Das obere Ende des Öltanks 19 ist über ein Rohr 22 mit einem ersten Kondensator 23 verbunden, in dem eine Kühlspirale 24 und ein Austrittsrohr 25 vorgesehen sind. Das Rohr 25 verbindet den ersten Kondensator 23 mit einem zweiten Kondensator 26, der einen als Kühlaggregat wirkenden Verdampfer 27 einer noch näher zu beschreibenden Kühlanlage enthält. Vom Boden des anderen Kondensators 26 geht ein Rücklaufrohr 28 aus, in dem ein Ventil 29 angeordnet und das mit einem Rücklaufrohr 30 des ersten Verdampfers 23 sowie über ein Ventil 31 und einen Behälter 32 und ein weiteres Ventil

ίο 33 mit dem Vorratstank 3 verbunden ist. Die Saugseite des Ejektors 16 ist mit zwei Ventilen 40 und 41 verbunden, die über Rohre 42 und 43 mit den beiden Kondensatoren 23 und 26 verbunden sind.

Die oben erwähnte Kühlanlage umfaßt einen Ver-

J5 dichter 44, dessen Druckleitung über Ventile 45 und 46 teils mit einem kombinierten Verdampfer und Wärmeaustauscher 47 und teils mit dem Verdampfer 27 des zweiten Kondensators 26 verbunden ist.
Der Wärmeaustauscher 47 ist über eine Pumpe 48 mit einem Kühlflüssigkeitstank 49 verbunden. Der Tank 49 kann durch passende Einstellung von Ventilen 50, 51 und 52 teils mit einer Kühlspirale 53 im ölreservoir 20 im öltank 19 und teils mit der Kühlspirale 24 im ersten Kondensator 23 verbunden werden.

Ein Kondensator 54 der Kühlanlage ist im Vorratstank 3 angeordnet und durch Rohre 55 und 56 mit dem Verdichter 44 verbunden. Im Vorratstank 3 ist ferner ein Wärmetauscher 57 angeordnet, der mit einem nicht gezeigten Vorrat für ein Heizmedium verbunden ist.

Schließlich besitzt der zweite Kondensator 26 ein ins Freie mündendes Entlüftungsrohr 58.

Die Wirkungsweise der dargestellten Anlage ist wie folgt:

Nach dem Beladen des Imprägnierungstanks 1 mit zu imprägnierendem Holz wird der Tank luftdicht geschlossen und mittels der Pumpe 18 ein Unterdruck aufgebaut. Danach wird mittels der Pumpe 6 über das Rohr 4 und das Ventil 5 warmes Imprägnierungsmittel aus dem Vorratstank 3 in den Imprägnierungstank 1 gepumpt. Während der Verweilzeit des Imprägnierungsmittels im Imprägnierungstank 1 wird das Imprägnierung;mittel gegebenenfalls durch das Heizkabel 2 auf der gewünschten Temperatur gehalten, und durch Schließen des Ventils 13 kann gegebenenfalls ein Über-

b5 druck im Tank I aufgebaut werden.

Nach Beendigung der Imprägnierung wird das Imprägnierungsmittel /.. B. durch das Rohr 7 und das Ventil 8 in den Vorratstank 3 zurüekeeleitet. worauf Ht Vnr-

ratstank geschlossen wird.

Daraufhin werden die Ventile 13 und 15 geöffnet, und durch die Flüssigkeitspumpe 18 werden Lösungsmitteldämpfe in den öltank 19 gesaugt. Von dort strömen die Dämpfe über das Rohr 22 in den ersten Kondensator 23 hinein, in welchem eine teilweise Kondensation erfolgt. Die nicht kondensierten Dämpfe strömen über das Rohr 25 in den zweiten Kondensator 26 hinein, in dem diese Dämpfe kondensieren, wobei die mitgeförderte Luft über das Rohr 58 ins Freie ausströmt. Die am Boden der Kondensatoren 23 und 26 gesammelten Kondensate werden über die Rohre 30 und 28 und die Ventile 29 und 31 in den Behälter 3i! geleitet, und von dort können sie nach Zugabe toxischer Verbindungen und etwaiger Zusatzstoffe im Behälter 32 über das Ventil 33 in den Vor- r> ratstank 3 zurückgeleitet werden. Das Kühlsystem der Anlage ist derart eingerichtet, daß es zwischen den Perioden, in denen das Auspumpen von Dämpfen aus dem Imprägnierungstank I stattfindet durch den Wärmeaustauscher 47 und die Pumpe 48 ein Abkühlen der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitstank 49 durchführt, Durch die Verwendung von Methylenchlorid als Lösungsmittel wird die Kühlflüssigkeitstemperatur z. B. auf — 5° C erniedrigt. Während des Auspumpens von Dämpfen aus dem Tank 1 wird das Ventil 46 geschlossen und das Ventil 45 geöffnet, so daß im zweiten Kondensator 26 eine starke Kühlung erfolgt Gleichzeitig wird Kühlflüssigkeit aus dem Tank 49 durch die Kühlspiralen 20 und 24 und von diesen zurück in den Tank 49 gepumpt.

Die im Kondensator 54 der Kühlanlage erzeugte Wärme wird zur Erwärmung des Imprägnierungsmittels im Tank 3 verwendet, und diese Erwärmung wird durch eine Erwärmung mittels des Wärmeaustauschers 57 ergänzt

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anlage zur Konservierung von Holz mit einer toxischen Verbindung durch Imprägnierung mit einem Imprägniermitlei, umfassend ein flüssiges I-ösungsmittel, welches die toxische Verbindung in gelöster Form enthält, welche Anlage einen Vorratstank (3) für das Konservierungsmittel, einen Imprägnierungstank (1), Einrichtungen (4,7) zur Überführung des Imprägnierungsmittels von dem Vorratstank (3) in den Imprägnierungslank (1) und zur Rückführung überschüssigen Imprägnierungsmittels von dem Imprägnierungslank (1) in den Vorratstank (3), Einrichtungen (18) zum Absaugen vcn Lösungsmitteldämpfen aus dem Imprägr.ierungstank (t) und Einführen derselben in Einrichtungen (23, 26) zum Kondensieren der Lösungsmitteldämpfe sowie Einrichtungen (28, 30) zur Überführung von kondensiertem Lösungsmittel in den Vorratstank (3) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Serie verbundene Kondensatoren (23, 26) vorgesehen sind, von denen der erste Kondensator (23) mit einem Kühlflüssigkeitstank (49) eines Kühlsystems verbunden ist, das einen Verdichter (44) und zwei Verdampfer (27,47) umfaßt, von denen der eine Verdampfer (27) mit dem zweiten Kondensator (26) und der andere Verdampfer (47) mit dem Kühlflüssigkeitstank (49) verbunden ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Ejektor (16) vorgesehen ist, der in einem Rohr (12) zur Überführung von Lösungsmitteldämpfen in den ersten Kondensator (23) eingesetzt und saugseitig mit Abflußrohren von den Kondensatoren (23,26) verbunden ist.