DE2653785C3 - Verfahren zum Aufbereiten von Trocknungsluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten der Trocknungsluft zum Trocknen von Gegenständen, z. B. frisch gestrichenen Gegenständen, die in einen Ofen eingeführt und nach einer vorbestimmten Verweilzeit aus diesem wieder ausgeführt werden, wobei ein v> Teil von mit Verunreinigungen aus den Gegenständen durch das Trocknen beladener Abluft dem Ofen entnommen und in ihn zurückgeführt wird, ein anderer Teil der verunreinigten Abluft durch die Flammen eines von außen mit Brennstoff gespeisten Brenners ther- >o misch oxydiert und anschließend auch in den Ofen zurückgeleitet wird und wobei ein Teil der Abluft nach der thermischen Oxydation ihrer Verunreinigungen aus dem Kreislauf abgeführt wird.

Beim Trocknen entwickeln frisch gestrichene Gegen- ^r>5 stände Verunreinigungen, welche mit Lösungsmitteln beladen sind, deren Kohlenstoffgehalt den durch die gesetzlichen Vorschriften in zahlreichen Ländern zugelassenen Gehalt übersteigt. Auch sind diese Verunreinigungen häufig übelriechend. wi

Es ist daher vorgeschlagen worden, einen wesentlichen Teil der Verunreinigungen durch thermische Oxydation, nämlich Veraschung, auszuscheiden, welche durch die aus dem Ofen abgeführte Ventilationsluft mitgenommen werden. i> >

Ferner ist es bekannt, die durch die Veraschung der Verunreinigungen erzeugte Wärmeenergie zur Lieferune der dem Ofen erforderlichen Wärmezufuhr

zurückzugewinnen.

Die bekannten Verfahren besitzen den Nachteil, daß die Regelung der Strömungsmengen und der Drücke in den Luftströmungskreisen, um eine Konzentration der Verunreinigungen unterhalb der Scnwelle der explosiblen Konzentration aufrechtzuerhalten, und um eine bestimmte Temperatur an den zu trocknenden Gegenständen bei beliebiger Füllung des Ofens aufrechtzuerhalten, d. h. bei beliebiger Zahl der zu trocknenden Gegenstände, sehr verwickelt ist Außerdem wird eine große Menge warmer gereinigter Luft ins Freie abgeführt, was bedeutende Wärmeverluste verursacht, welche die Betriebskosten der öfen erhöhen. Diese Verluste sind um so größer, je geringer die Zahl der zu trocknenden Gegenstände ist, da die am Ausgang der Veraschungsvorrichtung verfügbare Wärmeleistung und die Menge der gereinigten Luft konstant sind.

Bei einem aus der österreichischen Patentschrift 3 21 820 bekannten Verfahren wird die zur Trocknung verwendete Luft nach ihrem Durchgang durch den Ofen aus diesem abgezogen und in zwei Teilströme unterteilt, wovon der eine direkt wieder in den Ofen zurückgeführt wird. Der andere Teilstrom wird durch eine Verbrennungskammer geführt und nach der Verbrennung seinerseits in zwei Teilströme aufgeteilt, von denen der eine nach Durchströmen eines Wärmeaustauschers ins Freie gelangt und der andere mit dem direkten Umwälzstrom und einer Frischluftzuführung vereinigt wird und auf diese Weise ebenfalls wieder in den Ofen zurückgeführt wird. Die Frischluft, die die Sauerstoffzufuhr für die in der Verbrennungskammer stattfindende Verbrennung der Verunreinigungen darstellt, gelangt somit zusammen mit der direkt umgewälzten Luft und der im Nebenstrom durch die Verbrennungskammer umgewälzten Luft in den Trocknungsofen. Bei der vorherigen Vermischung mit den umgewälzten Luftströmen wird die Frischluft auf die Ofentemperatur erwärmt Hierzu ist es jedoch notwendig, daß die die Brennkammer verlassende Luft ein entsprechend hohes Temperaturniveau besitzt. Von wesentlichem Nachteil ist beim \'erfahren nach der österreichischen Patentschrift, daß die in gesamter Menge in den Trocknungsofen einge!eitete Frischluft den Sauerstoffgehalt der Trocknungsluft stark erhöht, was eine vergrößerte Explosionsgefahr bedeutet.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen abzuhelfen und insbesondere dem Ofen eine entsprechend seiner Füllung veränderliche Wärmezufuhr zu sichern und aus dem Ofen nur eine möglichst kleine Menge gereinigter Luft abzuführen.

Hierfür ist ein Trocknungsverfahren der oben erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbrennung des von außen zugeführten Brennstoffs und zur thermischen Oxydation der Verunreinigungen der Abluft benötigte Luft mindestens zum größten Teil durch den Brenner unter Vermischung mit dem Brennstoff eingeführt wird, daß die von der Brenn- und Mischkammer für Verbrennungsgase und verunreinigte Abluft in den Ofen zurückgeleitete Luftmenge praktisch gleich der regelbar aus dem verunreinigten, in den Ofen unmittelbar zurückgeführten Abluftstrom entnommenen Luftmenge ist und daß die aus dem Luftkreis nach der Brenn- und Mischkammer nach außen abgeführte Luftmenge der der Brenn- und Mischkammer als Brennstoff und Verbrennungsgas zugeführten Menge entspricht.

Die thermische Oxydation der entnommenen Luftmenge nimmt man vorzugsweise dadurch vor, daß man

sie in der Brennkammer mit den Verbrennungsgas«.^ des Brenners mischt, dem der äußere Brennstoff und die den Sauerstoffträger bildende Luft in stöchiometrischer Menge zugeführt werden, und daß ins Freie eine Luftmenge abgeführt wird, deren Verunreinigungen oxydiert sind.

Die an dem Strömungskreis zur unmittelbaren Rückleitung entnommene Luftmenge Vird vorzugsweise im wesentlichen entsprechend ihrer Temperatur am Ausgang des Ofens bestimmt ι ο

Ferner wird vorzugsweise der Betrieb des Brenners entsprechend der Temperatur der Gase am Austritt aus der Brennkammer geregelt, um diese Temperatur bei beliebiger Menge der entnommenen Luft möglichst konstant zu halten. ι s

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anlage kann wenigstens einen Strömungskreis zur unmittelbaren Rückleitung enthalten, welcher zwischen eine Anzapfung zur Entnahme von Luft in einem Ofen und eine Anzapfung zur Wiedereinführung geschaltet ist, wobei ein im Nebenschluß zu dem Strömungskreis zur unmittelbaren Rückleitung liegender Veraschungskreis eine Veraschungsvorrichtung mit wenigstens einem mit Brennstoff gespeisten Brenner aufweist, die den Sauerstoffträger darstellende Luft vorher mit dem Brennstoff vor der Verbrennung in dem Brenner gemischt wird, und eine Anzapfung zur Abfuhr ins Freie hinter der Veraschungsvorrichtung angeordnet ist, so daß nur gereinigte Gase ins Freie abgeführt werden.

Die nicht in den Ofen zurückgeführte Menge gereinigter Luft ist nur ein kleiner Teil, der in der Nähe der Summe der Brennstoffmenge und der stöchiometi ischen Menge der den Sauerstoffträger bildenden Luft, welche nur für die Verbrennung des Brennstoffs benutzt wird, liegt

Die Anlage zur Durchführung der Trocknung kann sehr einfach gebaut sein und erfordert keine verwickelte Vorrichtung zur Regelung der Strömungsmenge und des Drucks, wie bei den bekannten Anlagen. Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Abbildung schematisch eine Ausführungsform des Trocknungsverfahrens wiedergibt.

Bei dem dargestellten Beispiel umfaßt die Trocknungsanlage einen Ofen 1 mit einer Eingangsöffnung 2 -n zur Einführung von (nicht dargestellten) zu trocknenden frisch gestrichenen Werkstücken und eine Ausgangsöffnung 3 für die Werkstücke für ihre Abfuhr aus dem Ofen nach der Trocknung.

Sie enthält außerdem eine Anzapfung 4 zur Abfuhr ">o der Ventilationsluft und eine Anzapfung 5 zur Wiedereinführung von Luft in den Ofen, wobei ein außerhalb des Ofens angeordneter Ventilator 6 den Umlauf der Luft von der Abfuhranzapfung 4 zu der Wiedereinführungsanzapfung 5 bewirkt. Die Anzapfun- > > gen 4 und 5, der Ventilator 6 und die die Anzapfungen und den Ventilator verbindende Leitung 7 bilden den Strömungskreis zur Rückleitung der Luft in den Ofen. Die Leitung 7 enthält außerdem ein einen Druckabfall erzeugendes Organ la zum Ausgleich der Strömungs- w mengen in der Leitung 7 und in dem nachstehend beschriebenen Veraschungskreis.

An dem strömungsabwärts liegenden Ende des Ventilators 6 ist an die Leitung 7 der Eingang eines Veraschungskreises angeschlossen, dessen Ausgang mit <> > der Wiedereinführungsanzapfung 5 des Rückleitungskreises verbunden ist. Der Veraschungskreis enthält zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang ein Drehklappenventil 8 und eine Veraschungseinrichtung 9.

Die Veraschungseinrichtung 9 enthält einen Brenner 10, welcher mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff und den Sauerstoffträger bildender Luft durch die Leitungen 11 bzw. 12 gespeist wird, wobei der Brennstoff und die den Sauerstoffträger bildende Luft vor der Verbrennung in der Veraschungseinrichtung gemischt werden. Die Menge der den Sauerstoffträger bildenden Luft ist praktisch gleich der für die Verbrennung des Brennstoffs erforderlichen stöchiometrischen Menge. Die Veraschungseinrichtung 9 enthält noch eine Mischkammer 9a für die Verbrennungsabgase des Brenners und verunreinigte Luft Außerdem enthält der Veraschungskreis hinter der Veraschungseinrichtung eine Anzapfung 13 zur Abfuhr der Luft ins Freie.

Eiit Ventil 8 kann durch eine (gestrichelt dargestellte) Temperaturregelkette 14 gesteuert werden, deren Temperaturfühler 15 sich an dem Ruckleitungskreis vor dem Rückleitungsventilator 6 befindet

Ebenso steuert eine Temperaturregelkette 16 den Brenner 10 entsprechend der von dem in der Kammer 9a befindlichen Fühler 17 festgestellten Temperatur.

Die obige Anlage arbeitet folgendermaßen:

Wenn keine Gegenstände in dem Ofen vorhanden sind und somit keine Verunreinigungen entwickelt werden, ist der Wärmebedarf des Ofens am kleinsten und dient nur zum Ausgleich der Verluste an den Wänden und den Enden des Ofens. Das Ventil 8 wird dann durch die Regelkette 14 und den Fühler 15 so eingestellt, daß es nur den Durchtritt der kleinsten Luftmenge zuläßt, welche unbedingt erforderlich ist um nach Erwärmung in der Veraschungseinrichtung dem Ofen die für den Ausgleich dieser Verluste . rforderliche Wärmeenergie zuzuführen.

Wenn die Füllung des Ofens zunimmt, d.h. wenn infolge der Zahl von zu trocknenden Gegenständen die in dem Ofen erforderliche Wärmemenge zunimmt, treten ein zusätzlicher Wärmebedarf und eine gleichzeitige Vergrößerung der Menge der in dem Ofen entwickelten Verunreinigungen auf. Dieser Wärmebedarf in dem Ofen erzeugt eine Temperatursenkung in diesem und somit der von der Abfuhranzapfung 5 in dem Rückleitungskreis aufgenommenen Luft. Der Fühler 15 stellt dann diese Temperatursenkung fest und bewirkt die öffnung des Ventils 8 über die Regelkette 14. Die öffnung des Ventils 8 führt dem Veraschungskreis eine größere Luftmenge zu, welche durch die Veraschungseinrichtung strömt, um in dieser erwärmt und von den in ihr befindlichen Verunreinigungen befreit zu werden. Der größte Teil dieser veraschten Luft wird durch die Wiedereinführungsanzapfung 5 wieder in den Ofen 1 zurückgeführt. Nur eine Gasmasse, welche gleich der dem Brenner iO durch die Leitungen U und 12 zugeführten Masse ist, wird durch die Abfuhranzapfung 13 abgeführt. Die Regelkette 16 mit ihrem Temperaturfühler 17 ermöglicht, bei beliebiger Menge und Temperatur der zu veraschenden Luft eine konstante Temperatur in der Veraschungseinrichtung 9 zu erhalten. Wenn daher die Temperatur der zu veraschenden Luft infolge der Zunahme der Füllung des Ofens sinkt und diese Luft stärker verunreinigt ist, wird der Brenner 10 so gesteuert, daß seine Wärmeleistung zunimmt.

Dank der Erfindung wird eine erhebliche fcnergieersparnis erzielt, da die von dem Brenner SO gelieferte Leistung zu dem Bedarf des Ofens proportional ist, und da die durch die Abfuhranzapfung 13 ins Freie

abgeführte Menge an veraschter Luft einen kleinsten Wert hat, weicher gleich der für die Verbrennung erforderlichen stöchiometrischen Menge ist.

Die Arbeitsweise dieser Anlage ist ebenfalls sehr einfach, da nur zwei einfache und unabhängige Regelketten erforderlich sind. Die Ausführung einer erfinduiigsgemäüen Anlage ist ebenfalls einfach, da keine Regelkette für die Strömungsmenge erforderlich ist, wie bei den bekannten Anlagen. Die an dem Rückführkreis abgenommene Menge an veraschter Luft kehrt nämlich nach der Veraschung vollständig in diesen zurück, so daß die Rückleitungsströmungsmenge stets konstant ist

Ferner ist keine Druckregelungskette an den Kreisen zur Zufuhr von warmer oder kalter Luft zu dem Ofen erforderlich, wie bei den bekannten Vorrichtungen, da kein Zusatz von warmer oder kalter Luft erfolgt. Da außerdem die Menge veraschter Luft leicht regelbar ist und somit auf den unbedingt erforderlichen Wert beschränkt wird, hat die in einer erfindungsgemäßen Anlage benutzte Veraschungseinrichtung geringe Abmessungen gegenüber den üblicherweise benutzten Veraschungseinrichtungen, so daß sie einen geringeren Gestehungspreis und geringe Abmessungen hat.

Ferner ermöglicht der Gewinn an Wärmeenergie, daß die Trockenanlage selbständig ist, während bei den bekannten Anlagen aus dem Ofen abgeführte warme

Luft nicht wieder in diesem benutzt, sondern ins Freie abgeführt oder Nebenanlagen zugeführt wird, wo diese Energie benutzt werden kann, jedoch nach von tier Beförderung herrührenden Verlusten. Diese Beförderung ist jedoch kostspielig, da sie eine Wärmeisolierung der Luftleitungen erfordert, und ihre Ausführung ist technologisch heikel infolge der hohen Temperatur der Luft in diesen Leitungen.

Eine erfindungsgemäße Anlage ist ganz besonders für Anlagen geeignet, deren verunreinigte zurückgeleitete und veraschte Luft wenig oder keinen Sauerstoff enthält, da die erforderliche Oxydation an der Stelle des Brenners vorgenommen werden kann. Es genügt nämlich in der Praxis, daß 5% Sauerstoff in dem Gemisch der Verbrennungsgase des Brenners und der verunreinigten Luft in der Kammer 9a der Veraschungseinrichtung vorhanden sind. Dieser Sauerstoff kann vollständig durch einen Überschuß von 5% Sauerstoff an der Stelle des Brenners oder durch die verunreinigte Luft zugeführt werden, welche Sauerstoff enthalten kann, welcher von dem Restsauerstoff nach der thermischen Oxydation oder von der in den Ofen an den Enden desselben eintretenden Luft herrührt.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können für den gleichen Ofen mehrere Rückleitungskreise mit einem Veraschungskreis vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbereiten der Trocknungsluft zum Trocknen von Gegenständen, z. B. frisch gestrichenen Gegenständen, die in einen Ofen eingeführt und nach einer vorbestimmten Verweilzeit aus diesem wieder ausgeführt werden, wobei ein Teil von mit Verunreinigungen aus den Gegenständen durch das Trocknen beladener Abluft dem Ofen entnommen und in ihn zurückgeführt wird, ein anderer Teil der verunreinigten Abluft durch die Flammen eines von außen mit Brennstoff gespeisten Brenners thermisch oxydiert und anschließend auch in den Ofen zurückgeleitet wird und wobei ein Teil der Abluft nach der thermischen Oxydation ihrer Verunreinigungen aus dem Kreislauf abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbrennung des von außen zageführten Brennstoffs und zur thermischen Oxydation der Verunrei- nigungen der Abluft benötigte Luft mindestens zum größten Teil durch den Brenner unter Vermischung mit dem Brennstoff eingeführt wird, daß die von der Brenn- und Mischkammer für Verbrennungsgase und verunreinigte Abluft in den Ofen zurückgeleitete Luftmenge praktisch gleich der regelbar aus dem verunreinigten, in den Ofen unmittelbar zurückgeführten Abluftstrom entnommenen Luftmenge ist und daß die aus dem Luftkreis nach der Brenn- und Mischkammer nach außen abgeführte Luftmenge w der der Brenn- und Mischkammer als Brennstoff und Verbrennungsgas zugeführten Menge entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Ofen ihrer thermischen Oxydation zugeführte Abluftmenge in Abhängigkeit von ihrer Temperatur beim Austritt aus dem Ofen bestimmt wird.