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Verfahren und Anlage zum Entwässern von wasserhaltigem
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Lackschlamm Lackschlamm Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruches
3.
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In Spritzlackieranlagen wird Lack unter Druck durch Düsen feinverteilt
auf zu lackierende Gegenstände, beispielsweise Autos, gesprüht. Dies geschieht in
sogenannten Spritzkabinen. Der hierbei entstehende Farbnebel muß aus der Luft wieder
entfernt werden.
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Hierzu wird die mit Farbnebeln verunreinigte Luft mittels Ventilatoren
durch Farbnebel-Naßabscheider gesaugt, in denen Wasser im Gegenstrom geführt und
durch Einbauten und dgl. in innigen Kontakt mit der Farbnebel enthaltenden Luft
gebracht wird. Ein derartiger Farbnebel-Naßabscheider ist aus der DE-AS 12 69 594
(entsprechend GB-PS 941 054) bekannt.
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Zum Ausfällen und Koagulieren der in dem Wasser enthaltenen Lackpartikel
werden dem Wasser üblicherweise alkalisch reagierende Mittel, sogenannte Lackentklebungs-
oder -koagulierungsmittel beigegeben. Hierdurch werden die in den im Wasser abgeschiedenen
Lackpartikel enthaltenden Harze weitgehend verseift, so daß sie weniger klebrig
sind, d.h. sie werden entklebt. In großen Anlagen erfolgt diese Koagulierung in
der Weise, daß sich das Lackkoagulat am Boden eines Naßabscheidebeckens absetzt,
von wo es mittels eines Lackschlamm-Räumers herausgefördert wird. Das durch das
Absetzen des Lackschlamms im Naßabscheidebecken weitgehend gereinigte Wasser wird
ständig umgewälzt und immer wieder zum Waschen der Farbnebel enthaltenden Luft eingesetzt.
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Der Lackschlamm stellt sogenannten Sondermüll dar, der in einer durch
gesetzliche Vorschriften geregelten Weise zu beseitigen ist. Der Aufwand für eine
solche Entsorgung ist erheblich. Da der Lackschlamm noch einen Wassergehalt von
65 bis 70 Gew.% hat, sind etwa 2/3 des Aufwandes für die Entsorgung lediglich für
den Wasseranteil zu erbringen.
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Bei kleineren Anlagen hat man bereits versucht, in das erwähnte Wasserumwälzsystem
eine Zentrifuge zu integrieren. Hierbei wird durch eine Pumpe Wasser und Lackkoagulat
kontinuierlich am Boden des Naßabscheidebeckens abgesaugt und einem Voreindicker,
z.B.
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einem Hydrozyklon, zugeführt, in dem ein Teil des Wassers abgeschieden
wird. Anschließend wird dieses Lackschlamm-Wasser-Gemisch einer Zentrifuge zur Trennung
von Wasser und Lackkoagulat zugeführt. Dieses Verfahren hat sich für den Einsatz
bei großen Spritzkabinen
als nicht geeignet erwiesen. Solche vorwiegend
in der Automobilindustrie eingesetzten großen Anlagen weisen Lackschlamm-Räumer
auf, mittels derer wasserhaltiges Lackkoagulat, also Lackschlamm ausgetragen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage
der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die eine weitgehende Entwässerung des Lackkoagulates
ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art mit
den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst. Bei einer Anlage
nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 3 wird diese Aufgabe mit den Merkmalen von
dessen Kennzeichnungsteil gelöst.
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Aus dem Naßabscheidebecken wird der etwa 65 bis 70 Gew.% Wasser enthaltende
Lackschlamm herausgefördert und in einen Mischbehälter unter Zusatz von Wasser aus
dem Naßabscheidebecken zu einer Lackschlamm-Suspension gemischt, in der die Lackpartikelchen
in einem Schwebezustand sind. Diese Suspension wird einer. Zentrifuge zugeführt,
in der die Lackpartikel vom Wasser getrennt werden. Das Wasser wird wieder dem Naßabscheidebecken
zugeführt, während das weitgehend entwässerte, nur noch etwa 30 Gew.% Wasser enthaltende
Lackkoagulat mittels einer Kratzeinrichtung aus der Trommel der Zentrifuge geräumt
wird und in diesem Zustand mit erheblich reduziertem Wassergehalt und entsprechend
reduziertem Aufwand der Entsorgung zugeführt werden kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Es zeigt
Fig. 1 eine Anlage gemäß der Erfindung in einer schematischen
Darstellung und Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch eine bei der erfindungsgemäßen
Anlage eingesetzte Zentrifuge.
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Unterhalb einer Spritzkabine 1 zum Lackieren beispielsweise von Autos
in der Automobilindustrie ist ein sogenanntes Naßabscheidebecken 2 angeordnet. In
diesem Naßabscheidebecken 2 wird die nicht auf das jeweilige Automobil gespritzte
Lackmenge, der sogenannte Overspray, ausgefällt und koaguliert. Zum Ausfällen und
Koagulieren werden üblicherweise alkalisch reagierende Mittel, sogenannte Lackentklebungs-
oder -koagulierungsmittel beigegeben. Hierbei handelt es sich üblicherweise um Natron-Lauge.
Mittels dieser Natronlauge werden die in den im Wasser abgeschiedenen Lackpartikel
enthaltenen Harze weitgehend verseift, so daß sie weniger klebrig sind, d.h. sie
werden entklebt. Durch dieses Entkleben wird die Neigung der Lackpartikel, an den
Wänden der gesamten Anlage und an sonstigen Bauelementen sich abzulagern, verringert.
Auch der Abtransport und die endgültige Lagerung des Lackschlamms wird erleichtert,
wenn es aus einem nicht klebenden Lackkoagulat besteht. Bei Einsatz der heute üblichen
chemisch härtenden Lacke, insbesondere der sogenannten 2-Komponenten-Lacke, wird
eine besonders zufriedenstellende Koagulierung dadurch erreicht, daß dem alkalisch
eingestellten Wasser eine wässrige Wachsdispersion als Zuschlagstoff zugesetzt wird.
Hierzu wird insbesondere ein Gemisch aus Montanwachs und Parafinabkömmlingen eingesetzt.
Einzelheiten sind der DE-PS 27 58 873 (entsprechend GB-PS 2 oll 371) zu entnehmen.
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Bei dieser Behandlung werden die in das Wasser gelangenden Lackpartikel
sofort umhüllt, wodurch ein Agglomerieren
der zunächst noch klebrigen
Farbpartikelchen verhindert wird. Das Wachs nimmt selbst nicht am Entklebungsprozeß
(Verseifungsprozeß) teil; es schafft jedoch die für den Angriff des alkalischen
Mittels notwendige große Angriffsfläche und ermöglicht einen rasch und vollständig
ablaufenden Entklebungsprozeß.
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Der Wachsverbrauch ist gering, da das überwiegend sich als Schlamm
absetzende flockige Lackkoagulat das Wasser wieder freigibt.
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Der am Boden 3 des Naßabscheidebeckens 2 abgesetzte Lackschlamm 4
wird mittels eines Lackschlamm-Räumers 5 aus dem Naßabscheidebecken 2 herausgefördert.
Dieser Lackschlamm-Räumer 5 weist einen endlosen Gurt 6 bzw. eine endlose Kette
auf, die auf ihrer Außenseite mit stegartigen Mitnehmern 7 besetzt ist. Der Gurt
6 ist über Umlenkrollen 8 geführt. Er zieht den Lackschlamm 4 über eine Schrägfläche
9 zu einem oberhalb der Wasseroberfläche lo befindlichen Abgabekopf 11.
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Aus diesem Abgabekopf 11 wird der stark wasserhaltige Lackschlamm
in einen Mischbehälter 12 gegeben, der mit einem Rührwerk 13 versehen ist. In den
Mischbehälter 12 mündet eine vom Naßabscheidebecken 2 kommende Rohrleitung 14, in
der sich ein Absperrventil 15 befindet. Diese Rohrleitung 14 ist kurz unterhalb
der Wasseroberfläche 10 und deutlich oberhalb des auf dem Boden 3 befindlichen Lackschlamms
4 an das Naßabscheidebecken 2 angeschlossen. Über diese Rohrleitung 14 wird dem
Mischbehälter 12 soviel Wasser aus dem Naßabscheidebecken 2 zugeführt, daß mittels
des Rührwerks 13 eine Lackschlamm-Suspension erzeugt werden kann, in der also der
koagulierte Lackschlamm fein in Wasser verteilt ist. Die in dem Mischbehälter 12
hergestellte Lackschlamm-Suspension wird mittels einer Pumpe 30 über eine Rohrleitung
16 einer Zentrifuge
17 zugeführt, in der eine Trennung von Feststoff,
d.h. Lackkoagulat, und Wasser erfolgt. Das weitgehend gereinigte, also lackkoagulatfreie
Wasser wird über eine Rücklaufleitung 18 wieder dem Naßabscheidebecken 2 zugeführt.
Der entwässerte Lackschlamm, d.h. das weitgehend wasserfreie Lackkoagulat 19 wird
in einen unterhalb der Zentrifuge 17 befindlichen Transportwagen 20 abgegeben.
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Aufbau und Wirkungsweise der Zentrifuge 17 ergeben sich aus Fig. 2.
Hiernach ist ein Gehäuse 21 vorgesehen, in dem eine Trommel 22 angeordnet ist. Die
Rohrleitung 16 zur Zuführung der Lackschlamm-Suspension mündet von unten in die
Trommel. In der Trommel ist eine Kratzeinrichtung 23 angeordnet, die der inneren
Trommelwand 24 zugeordnete Kratzer 25 nach Art von Schabeklingen, aufweist. Diese
sind im Abstand von wenigen Zehntel Millimetern von der inneren Trommelwand angeordnet.
Die Kratzeinrichtung 23 ist drehfest auf einer Antriebswelle 26 angebracht. Die
Trommel 22 ist über ein Freilaufgetriebe 27 ebenfalls mit der Antriebswelle 26 gekoppelt.
Bei Vorwärts-Antrieb über den Hauptantriebsmotor 28 werden demzufolge die Kratzeinrichtung
23 und die Trommel 22 drehzahlgleich angetrieben.
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Wenn dagegen die Antriebswelle 26 von einem kleineren Antriebsmotor
29 für die Kratzeinrichtung 23 in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird, dann
wird nur die Kratzeinrichtung 23 angetrieben, während ein Antrieb der Trommel 22
über das Freilaufgetriebe 27 nicht erfolgt. Die Trommel 22 wird über eine in der
Zeichnung nicht dargestellte, übliche Rücklaufsperre festgehalten, so daß die Kratzer
25 an der inneren Trommelwand 24 entlangbewegt werden.
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An der Oberseite der Trommel 22 ist ein mit dieser verbundener,also
mit ihr umlaufender Ringkanal 31 angeordnet, in den ein ortsfest angeordnetes sogenanntes
Schälrohr 32 einmündet, das mit der Rücklaufleitung 18 verbunden ist. Am oberen
Ende der sich nach oben konisch erweiternden Trommel 22 sind Auslaßventile 33 angebracht,
die radial von außen mit vorgespannten Druckfedern 34 belastete Ventilkugeln 35
aufweisen.
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Die Betriebsweise ist wie folgt: Der mittels des Lackschlamm-Räumers
5 aus dem Naßabscheidebecken 2 in den Mischbehälter 12 geförderte Lackschlamm 4
hat einen Wasseranteil von etwa 65 bis 70 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht. In
dem Mischbehälter 12 wird soviel Wasser aus dem Naßabscheidebecken 2 über die Rohrleitung
14 zugeführt, daß die Feststoffkonzentration in der Lackschlamm-Suspension, die
der Zentrifuge 17 zugeführt wird, im Bereich von 5 bis lo g/l liegt. Diese Suspension
wird fortlaufend über eine bestimmte Beflutungszeit der Zentrifuge 17 zugeführt,
deren Trommel 22 mit Kratzeinrichtungen 23 während dieser Zeit fortlaufend vom Hauptantriebsmotor
28 angetrieben wird. Der Feststoff, d.h.
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die Lackschlamm-Partikel scheiden sich aufgrund der Zentrifugalwirkung
auf der inneren Trommelwand 24 ab. Das gereinigte Wasser strömt durch einen Durchlaßkanal
36 in den nach oben offenen Ringkanal 31, in dem es ebenfalls noch rotiert. Da das
in den Ringkanal 31 eintauchende Schälrohr 32 ortsfest angeordnet ist, entsteht
im rotierenden Wasser ein Staudruck von etwa 0,5 bar, der ausreicht, um das Wasser
über die Rücklaufleitung 18 in das Naßabscheidebecken 2 zurückzuführen.
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Wenn das Fassungsvermögen der Trommel 22 erschöpft ist, wird die Zuführung
der Lackschlamm-Suspension durch Ausschalten der Pumpe 30 gestoppt und die Trommel
22 mit Kratzeinrichtungen 23 noch eine Zeitlang mit reduzierter Drehzahl weiter
betrieben. Bei dieser reduzierten Drehzahl werden die Ventilkugeln 35 von den Druckfedern
34 radial nach innen geschoben, so daß die Auslaßventile 33 öffnen. Durch diese
wird das noch in der Trommel 22 befindliche Wasser ausgeschleudert. Der auf der
Trommelwand 24 abgesetzte Feststoff wird also trockengeschleudert. Nach Abschluß
dieses Vorgangs wird der Hauptantriebsmotor 28 gestoppt und über den Antriebsmotor
29 die Antriebswelle 26 in entgegengesetzter Richtung angetrieben, so daß - wie
bereits geschildert - die schabeklingenartigen Kratzer 25 den Feststoff von der
inneren Trommelwand 24 abkratzen. Dieser wird dann nach unten aus der Zentrifuge
17 abgegeben. Das weitgehend entwässerte Lackkoagulat 19 weist noch einen Wassergehalt
von etwa 30 Gew.%.auf.
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Der gesamte Prozeß kann in einfacher Weise durch eine frei programmierbare
Steuerung gesteuert werden.
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Die Zentrifugen 17 sind beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen
WPS40A-14 oder WPS40A-15 der Turbo-Separator AG, CH-9620 Lichtensteig/Schweiz handelsüblich.
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