DE3233518A1

DE3233518A1 - Verfahren zur rueckgewinnung von loesungsmittel-daempfen aus spritzkabinen

Info

Publication number: DE3233518A1
Application number: DE19823233518
Authority: DE
Inventors: William H. 60504 Naperville Il. Lindenberger; Theodore P. 60411 Sauk Village Il. Sieder
Original assignee: Nalco Chemical Co
Current assignee: ChampionX LLC
Priority date: 1981-09-28
Filing date: 1982-09-09
Publication date: 1983-04-14
Also published as: JPH0253084B2; US4396405A; CA1172019A; JPS5858129A

Description

In der Lackiererei, insbesondere für Spritzkabine^ sind große Luftmengen erforderlich, die mit Lackteilchen, Lösungsmittel—Dämpfen und dergleichen beladen werden. Ein Abblasen dieser Abluft in die Atmosphäre ist nicht nur aus ökologischen sondern auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht zu raten, da damit ein Verlust beträchtlicher Mengen an kostspieligen Lösungsmitteln verbunden wäre. Bisher wurde die Abluft aus Spritzkabinen mit Wasser gewaschen. Wasser ist jedoch ein schlechtes Lösungsmittel für flüchtige organische Substanzen und vermag daher diese nur in unzulänglicher Weise aufzunehmen. W ährend Schwebstoffe in Form von Tröpfchen oder Teilchen des versprühten Lackes mit Wasser ausgewaschen werden können, halten die Lack- oder Bindemittel-Feststoffe ihr Lösungsmittel oder Trägermedium fest und zwar auch beim Filtrieren oder dergleichen, wobei Lösungsmittel-Dämpfe in die Atmosphäre gelangen.

Im allgemeinen werden in Spritzkabinen große Luftvolumina über das zu spritzende Gut nach unten geleitet und dann der Luftstrom nach Aufnahme von Lösungsmittel und Lack- oder

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Bindemittel-Teilchen oder dergleichen mit Wasser gewaschen, wobei sich das Waschwasser im allgemeinen in einem Sumpf in der Spritzkabine sammelt. Das Waschwasser im Sumpf enthält Lack und Bindemittel, welches als Nebel oder Tröpfchen das zu überziehende Gut nicht erreicht hatte.sowie Lösungsmittel. Die mit Wasser gewaschene Luft wird dann im allgemeinen an die Atmosphäre abgegeben.

Eine Änderung der üblichen Vorgangsweise zur Entfernung flüchtiger Lösungsmittel aus der Abluft von Spritzkabinen käme teuer und verbietet sich möglicherweise ganz,

sich
wenn es/aafeei um übliche Verfahrensmaßnahmen, wie Adsorption an Aktivkohle, Verbrennen der Lösungsmittel-Dämpfe oder dergleichen₍handeln würde. Aus wirtschaftlichen Gründen ist die Abgabe von flüchtigen organischen Stoffen in die Atmosphäre zu vermeiden.

Es wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß Öl-in-Wasser-Emulsionen - anstelle von Wasser - für das Waschen der Luft in Spritzkabinen oder dergleichen die Rückgewinnung beträchtlicher Lösungsmittelmengen ermöglicht. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher eine Öl-in-Wasser-Emulsion einer hochsiedenden organischen Flüssigkeit, in welcher das Lösungsmittel des Lacks oder Bindemittels löslich ist, mit der Abluft aus Spritzkabinen oder dergleichen in Berührung gebracht und zumindest ein Teil dieser für die Luftwäsche angewandten Emulsion aus der Spritzkabine oder dergleichen kontinuierlich abgezogen und in dem abgezogenen Teil die Emulsion gebrochen, wodurch man eine lösungsmittelreiche, die hochsiedende organische Flüssigkeit enthaltende Phase und eine wässrige Phase erreicht. Die organische Phase wird destilliert, so daß man wieder das Lösungsmittel für den Lack oder das Bindemittel und die hochsiedende organische Flüssigkeit zurückerhält.

Die beim Brechen der Emulsion anfallende wässrige Phase

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wird dann mit der

wiedergewonnenen hochsiedenden Flüssigkeit zur neuerlichen Bildung einer Öl—in—Wasser-Emulsion verwendet, die sich für die Luftwäsche einsetzen läßt.

Gegebenenfalls kann man die Feststoffe oder Schwebstoffe aus dem abgezweigten Teil der Emulsion vor dem Brechen der Emulsion aus dieser entfernen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr flexibel und läßt sich an die jeweiligen Bedingungen der Spritzanlage bzw. des Spritzverfahrens anpassen. In beiliegender Zeichnung ist schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zur Rückgewinnung von flüchtigen organischen Stoffen durch Gaswäsche, insbesondere der Lösungsmittel-Dämpfe aus der Atmosphäre von Spritzkabinen oder dergleichen,gezeigt.

Die Spritzkabine 2 kann irgendeine beliebige übliche AusfvhrungsiOrm sein, in welcher die Schwebstoffe, d.h. Tröpfchen oder Teilchen aus dem Lack bzw. Bindemittel,und die Lösungsmittel-Dämpfe mit Hilfe einer Waschflüssigkeit ausgewaschen werden. Das Lösungsmittel oder das Trägersystem für das Anstrichmittel kann beispielsweise Toluol, Methylethylketon, Methylamylketon, Heptan, Butylacetat, Naphtha, Ethylenglykolmonoethyletheracetat oder dergleichen sein. Die Spritzkabine 2 ist mit einem Rücklaufsystem ausgestattet, welches einen Flüssigkeits-Austritt 6 in eine Ableitung 8 und eine Rückleitung 16 in einenFlUssigkeits-Eintritt 18 aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Waschflüssigkeit eine Öl-in-Wasser-Emulsion 4, wie sie aus den US-PSen 4 261 707 und 4 265 sowie JP-52990-76 bekannt ist. Bevorzugte Emulsionen

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enthalten Kohlenwasserstofföle und Wasser und Fettsäuren als Emulgatoren.

Zur Rückgewinnung des Lösungsmittels aus der Emulsion wird ein Teil der Emulsion - jedoch weniger als die Hälfte des Gesamtvolumens - über eine Leitung 12 in dem "T"-Stück über eine Leitung 20 ausgeleitet. Dieser Teilstrom enthält Lösungsmittel, Wasser, Kohlenwasserstofföl, Emulgator und Lackteilchen und gelangt zur Entfernung der Lackteilchen gegebenenfalls durch ein Filter 22, welches im allgemeinen ein Sackfilter ist. Wird kein Filter angewandt, so verbleiben die Lackteilchen in der Emulsion. Die Waschemulsion verläßt den Filter 22 über eine Leitung 24, in welche an dem Punkt 26 ein Mittel zur Brechung der Emulsion zugesetzt wird, welches aus einem Behälter 32 über eine Pumpe 30 und eine Leitung 28 herangebracht wird. Die Pumpe 30 ist zweckmäßigerweise eine Dosierpumpe, um die zur Brechung der Emulsion erforderliche Menge genau bemessen zu können.

In einem Mischer 34 erfolgt nun die Mischung der Waschemulsion mit dem die Emulsion brechenden Mittel; die Mischung gelangt ineinen Rührbehälter 36, wo das Brechen der Emulsion stattfindet. Die destabilisierte Emulsion gelangt über eine Leitung 38 in ein Trenngefäß 40, in welchem sich eine obere Schicht 44 enthaltend das Lösungsmittel aus dem Lack in der Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit und eine untere wässrige Phase 42 absetzen. Das Trenngefäß kann ein übliches sein, gegebenenfalls mit gestapelten Platten versehen sein. Es kann sich dabei auch um ein großes Gefäß nur mit entsprechenden Zu- und Ableitungen für die Phasen handeln. Ist in der Anlage kein Filter 22 vorgesehen, so erhält man die Schwebstoffe durch ein Filter in einer Leitung für die organische Phase nach Austritt 46 aus dem Trenngefäß 40. Die organische Phase gelangt nun über eine Leitung 48 in ein Sammelgefäß EiO und von dort über eine Leitung 52 in eine Destillier-

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Kolonne 54, die bevorzugt ein Dampfabstreifer ist. Aus der Destillier-Kolonne oder dem Dampfabstreifer erhält man als Kopfprodukt Lösungsmittel und Wasser, welche über eine Leitung 56 und 58 in einen Wärmeaustauscher 60 geführt werden, von wo kondensiertes Lösungsmittel und Wasser in einen Behälter 64 gelangen, in welchem sich die obere organische Lösungsmittelphase 66 und die untere wässrige Phase 68 trennen.

Aus dem Behälter 66 erhält man über eine Leitung 70 mit Ventil 72 in einem Behälter 74 das Lösungsmittel aus dem Lack oder Bindemittel zur Wiederverwertung. Die wässrige Phase 68 in dem Behälter 64 strömt vom Austritt 76 gegebenenfalls einem Wärmeaustauscher 84 zu und gelangt von diesem über eine Leitung 86 neuerlich in die Destillier-Kolonne 54 oder sie wird über eine Leitung 78 mit Ventil in die Abwasser-Aufbereitung abgegeben. In das System kann über ein Ventil 88 Frischwasser eingebracht werden für den Fall, daß mit Dampf abgestreift werden soll. Anstelie des Wärmeaustauschers 84 kann auch mit Prozeßdampf gearbeitet werden.

Das nun vom Lack-Lösungsmittel getrennte Kohlenwasserstofföl destilliert nicht über wegen seines

2g hohen Siedepunkts. Es wird vom Boden der Kolonne 54 beim Austritt 90 über eine Leitung 92 an dem Punkt 94- den die Emulsion bildenden Stoffen zugesetzt, welche aus einem Behälter 100 übereine Pumpe 98 und eine Leitung 96 herangebracht werden. Die Pumpe 98 ist zweckmäßigerweise eine Dosierpumpe für die Einspeisung der exakten Menge an Emulgator.

Es erfolgt nun die Emulgierung des Kohlenwasserstofföls im Mischer 102, woraufhin die erhaltene Emulsion im Behälter 104 gesammelt und von dort über eine Leitung an dem Punkt 136 eingespeist wird.

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Aus dem Trenngefäß 40 gelangt die wässrige Phase 42 über eine Leitung 108 auf ein Filter 110, welches gegebenenfalls ein Sandfilter ist und zu einem Zusammenlaufen von weiterem Kohlenwasserstoff führen kann, der dann abgetrennt wird. Aus dem Filter 110 wird das Wasser über eine Leitung 112 an der Abzweigung 114 über ein Ventil und eine Leitung 118 ausgeleitet und einer Abwasser-Aufbereitung zugeführt. Die Auffüllung des Wasservolumens geschieht am Punkt 120 in der Leitung 112 durch Zuführung von Frischwasser über eine Leitung 124 und ein Ventil 122. Schließlich werden in eine Leitung 126 an dem -Punkt 128 wasserlösliche Substanzen eingebracht, die auseinem Behälter 132 über eine Pumpe 130 herangebracht werden. Die Pumpe 130 ist bevorzugt eine Dosierpumpe zur genauen Einstellung der zuzusetzenden Menge an wasserlöslichen emulgierenden Substanzen. In der Leitung 126 ist schließlich ein Mischer 134 vorgesehen, in welchem die emulgierenden Substanzen mit dem Wasser gemischt werden. Diesem Gemisch wird dann bei dem Punkt 136 das Kohlenwasserstofföl, enthaltend öllösliche emulgierende Substanzen, zugefügt und die Emulsion 4 in einem Mischer 138 gebildet und über dem Punkt 140 in die Rücklauf-Leitung 16 zu der Spritzkabine 2 eingespeist.

zu der in dem Verfahrensschema gezeigten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind verschiedene Varianten möglich. So kann beispielsweise das Filter 110 in Leitung 108 zur Entfernung von Öl und Lösungsmittel-Tröpfchen im Wasser, welches rückgeleitet werden soll, vorgesehen sein. Auch kann man aus dem Behälter 104 rückgewonnenes Öl enthaltend Emulgator mit Emulsion aus der Spritzkabine 2 gemischt und das Ganze dann direkt mit Frischwasser in die Spritzkabine rückgeführt werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Anwendung von Frischwasser oder Hochdruck-Dampf für den Dampfbedarf der Kolonne 54.

Aus dem Verfahrensschema ersieht man, daß an verschiedenen Punkten sowohl öllösliche als auch wasserlösliche emul-

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gierende Substanzen eingeführt werden können. Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Öl-in-Wasser-Emulsionen pH-Wert-empfindlich und bilden sich im alkalischen pH-Wert, während sie im sauren pH—Bereich brechen. Daher kann man für die beiden Behälter 32 und 132 Mittel und Maßnahmen für die Einstellung des pH-Werts vorsehen. Im Behälter 32 wird sich im allgemeinen eine wässrige Säure und im Behälter eine wässrige Lauge zur Einstellung des pH-Werts befinden.

Beispielsweise können die Emulsionen gebildet werden bei alkalischen pH-Werten zwischen etwa 7,5 und 12 und gebrochen werden bei sauren pH-Werten zwischen etwa 3 und 6,5 unter Anwendung des bevorzugten öllöslichen Emulgatorsystems auf der Basis einer Fettsäure. Werden andere Emulgatorsysteme angewandt, können diese Zusätze nicht erforderlich sein und Behälter 32 mit Pumpe 130 und Einspeisung 128 können entfallen.

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Leörseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung flüchtiger organischer Lösungsmittel aus Lösungsmittel-Dämpfe enthaltender Luft aus Spritzkabinen oder dergleichen durch folgende Verfahrensstufen:

eine Öl-in-Wasser-Emulsion einer hochsiedenden organischen Flüssigkeit, in welcher das Lösungsmittel ouer Trägermedium des verspritzten Lacks oder Bindemittels löslich ist, wird mit der Abluft aus der Spritzkabine oder dergleichen in Berührung gebracht zur Auswaschung der Lösungsmittel-Dämpf ejund Feststoffe;

B. kontinuierliches Abziehen zumindest eines Teils der Wasch-Emulsion aus der Spritzkabine oder dergleichen;

C. Brechen der abgezogenen Emulsion und Gewinnung einer lösungsmittelreichen, die hochsiedende Flüssigkeit enthaltenden Phase und einer wässrigen Phase;

D. Destillieren der lösungsmittelreichen, die hochsiedende Flüssigkeit enthaltenden Phase zur Rückgewinnung des Lösungsmittels einerseits und der hochsiedenden Flüssigkeit andererseits;

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E. Bildung der Öl-in-Wasser-Emulsion aus der wässrigen Phase der Verfahrensstufe C und der hochsiedenden
Flüssigkeit aus der Verfahrensstufe E und

F. Rückführung der so gebildeten Öl-in-Wasser-Emulsion in die Verfahrensstufe A.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man aus dem abgezweigten
Strom der Wasch-Emulsion vor dem Brechen der Emulsion
die Schwebstoffe abfiltriert.

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