DE3718035A1

DE3718035A1 - Process for exhaust air purification and solvent recovery

Info

Publication number: DE3718035A1
Application number: DE19873718035
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Peulen
Original assignee: Haendler and Natermann GmbH
Current assignee: Haendler and Natermann GmbH
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1988-12-15

Abstract

For exhaust air purification and solvent recovery in a plant having a plurality of drying devices differing greatly with respect to exhaust air flow rate and solvent concentration, a heating device having a heat exchanger and having a continuous purification and recovery plant, a process is proposed by which the economic advantages of continuous purification and recovery plants, which are not suitable for such modes of operation, can be exploited. Their capacity is intentionally designed beneath the maximum value to be expected for exhaust air rate and solvent concentration and it is provided that exhaust air rates which temporarily exceed this capacity limit are passed into the heating device for combustion.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abluftreinigung und Lösungsmittel-Rückgewinnung bei einer Anlage mit mehreren, hinsichtlich Abluftmenge und Lösungsmittelkonzentration stark schwankenden Trocknungseinrichtungen, einer Heizeinrichtung mit Wärmetauscher zur Erwärmung der im Kreislauf geführten Trocknungsluft und mit einer kontinuierlich arbeitenden Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage.The invention relates to a method for Exhaust air purification and solvent recovery at one System with several, in terms of exhaust air volume and Solvent concentration fluctuating strongly Drying facilities, a heating device with Heat exchanger for heating the circulated Drying air and with a continuously working Cleaning and recovery system.

Für die Rückgewinnung von Lösungsmitteln aus der Abluft von Spritz- und Lackiereinrichtungen oder dergleichen, kommen Anlagen mit einem Aktivkohle-Festbett in Betracht, das periodisch erneuert bzw. regeneriert werden muß und deswegen im strengen Sinne keinen kontinuierlichen Betrieb zuläßt. Derartige Anlagen sind gegen stark schwankende Abluftmengen und Lösungsmittelkonzentrationen zwar relativ unempfindlich, sie weisen innerhalb der Betriebsperiode prinzipiell aber eine fallende Aktivität auf. Diesen Nachteilen versucht man mit einer Unterteilung des Aktivkohle-Festbetts in mehrere für sich austauschbare Bereiche oder mit der Bereitstellung mehrerer Aktivkohle-Betten zu begegnen.For the recovery of solvents from the exhaust air of spraying and painting devices or the like, systems with an activated carbon fixed bed are possible, which must be renewed or regenerated periodically and therefore no continuous operation in the strict sense allows. Such systems are against strongly fluctuating Exhaust air quantities and solvent concentrations are relative insensitive, they show within the operating period in principle, however, a falling activity. This one Disadvantages are tried by dividing the Activated carbon fixed bed in several interchangeable ones Areas or with the provision of multiple Encounter activated carbon beds.

Vielfach werden deswegen aber auch kontinuierlich arbeitende Anlagen bevorzugt, bei denen die stückige oder granulatförmige Aktivkohle permanent zwischen einem Bereich, wo die Lösungsmittel angelagert werden und einem Bereich, in dem die Aktivkohle regeneriert wird, zirkuliert. Derartige Anlagen besitzen zwar eine gleichbleibende Reinigungskapazität, sie sind aber nicht sehr flexibel und insbesondere für Fälle mit im wesentlichen gleichbleibender Abluftmenge und Lösungsmittelkonzentration geeignet. Mit einer Überdimensionierung kann man sich auch bei derartigen Anlagen eine gewisse Reservekapazität schaffen, im allgemeinen sind dabei aber wegen der höheren Anschaffungs- und Betriebskosten sehr enge Grenzen gezogen.Because of this, however, it is often becoming continuous working systems preferred, in which the lumpy or granular activated carbon permanently between one Area where the solvents are deposited and one Area where the activated carbon is regenerated, circulates. Such systems have one constant cleaning capacity, but they are not very flexible and especially for cases with im substantially constant amount of exhaust air and Suitable solvent concentration. With a One can also oversize ones like this Plants create a certain reserve capacity, in general are because of the higher Acquisition and operating costs are very narrow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile einer kontinuierlich arbeitenden Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage in wirtschaftlicher Weise auch für solche Fälle nutzbar zu machen, in denen mit stark schwankenden Abluftmengen und Lösungsmittelkonzentrationen gerechnet werden muß.The invention has for its object the advantages a continuously working cleaning and Recovery plant in an economical way for to make use of such cases in those with strong fluctuating amounts of exhaust air and solvent concentrations must be expected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die aus dem Kreislauf für die Trocknungsluft abzuführende Abluftmenge einer Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage zugeführt wird, deren Kapazität unterhalb der zu erwartenden Maximalwerte für Abluftmenge und Lösungsmittelkonzentration liegt und daß die Abluftmengen, die diese Kapazitätsgrenzen zeitweilig überschreiten, zur Verbrennung in die Heizeinrichtung geleitet werden.This object is achieved in that a method of the type mentioned in the Circuit for the amount of exhaust air to be removed from the drying air is fed to a cleaning and recovery system, their capacity below the expected maximum values for exhaust air volume and solvent concentration and that the exhaust air volumes that these capacity limits temporarily exceed, for combustion in the Heating device can be directed.

Umfangreiche Versuche und Berechnungen haben ergeben, daß man bei einer deratigen Betriebsweise insgesamt gesehen wesentlich wirtschaftlicher arbeiten kann, als wenn man eine Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage installiert, die für die jeweiligen Bedarfsspitzen ausgelegt ist. Zwar geht auf diese Weise ein gewisser Lösungsmittelanteil verloren, was wirtschaftlich im wesentlichen aber durch Brennstoffeinsparungen kompensiert wird. Sobald das über einen längeren Betriebszeitraum gemessene Bedarfsprofil vorliegt, kann man im Einzelfall sehr schnell abschätzen, für welche Kapazität die Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage ausgelegt werden muß und welche darüber hinausgehenden Bedarfsspitzen unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bewältigt werden müssen. Unter Berücksichtigung der Lösungsmittel- bzw. Brennstoffpreise sowie der Anschaffungs- und Betriebskosten der Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage, kann so für jeden Bedarfsfall verhältnismäßig schnell die wirtschaftlichste Lösung ermittelt werden.Extensive tests and calculations have shown that one sees overall in such a mode of operation can work much more economically than if you installed a cleaning and recovery system that is designed for the respective demand peaks. Although goes in this way a certain amount of solvent is lost, which is essentially economically through Fuel savings are compensated. Once that's over demand profile measured over a longer operating period can be estimated very quickly in individual cases, for what capacity the cleaning and Recovery plant must be designed and which any additional demand peaks using the must be coped with method according to the invention. Taking into account the solvent or Fuel prices as well as the purchase and Operating costs of the cleaning and recovery system, can so relatively quickly for any need most economical solution can be determined.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der Abgasstrom der Heizeinrichtung durch Zumischen von Frischluft auf eine bestimmte Temperatur geregelt wird und daß aus dem so geregelten Abgasstrom eine Teilmenge in den Kreislauf für die Trocknungsluft eingespeist wird, wenn dessen Lösungsmittelkonzentration einen vorgegebenen Wert übersteigt. Schließlich kann die Kapazität einer Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage in gewissen Grenzen auch noch dadurch verbessert werden, daß die aus dem Kreislauf für die Trocknungsluft abzuführende Abluftmenge vor Eintritt in die Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage ein Aktivkohlefilter durchläuft, dem zur weiteren Verbesserung noch ein Kühler vorgeschaltet sein kann.In further development of the inventive concept provided that the exhaust gas flow through the heater Mixing fresh air to a certain temperature is regulated and that from the thus regulated exhaust gas flow a subset in the circuit for the drying air is fed when its solvent concentration exceeds a predetermined value. Finally, the Capacity of a cleaning and recovery plant in certain limits can also be improved by the fact that the one to be removed from the circuit for the drying air Exhaust air volume before entering the cleaning and Recovery system passes through an activated carbon filter, which A cooler upstream for further improvement can be.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der beigefügten Fig. 1 erläutert, in der ein Beispiel für ein Schaltschema zur Ausführung des Verfahrens dargestellt ist.Further details of the method according to the invention are explained with reference to the attached FIG. 1, in which an example of a circuit diagram for carrying out the method is shown.

Die aus den Trocknern (10, 11 und 12) austretenden Abluftmengen werden im Kanal (8) gesammelt und mittels Gebläse (13) über die Leitung (16), die Heizanlage (17) und die Leitung (14) wieder den Trocknern (11, 12, 13) zugeführt. Auf diese Weise ergibt sich ein Kreislaufsystem, das jedoch nicht geschlossen ist und auch nicht geschlossen sein kann. Da ein Lösungsmittelaustritt aus den Trocknern (10, 11, 12) vermieden werden soll, muß in ihnen ein gewisser Unterdruck gegenüber der Atmosphäre aufrechterhalten werden. Dadurch wird das Luftvolumen im Kreislaufsystem zwangsläufig vergrößert. Andererseits sollen selbstverständlich die beim Trocknen anfallenden Lösungsmittelmengen aus dem System abgeführt werden. Es muß daher stets ein bestimmter Anteil der Trocknungsluftmenge aus dem Kreislauf abgezweigt und nach Reinigung in die Umgebung abgegeben werden. Dies geschieht gemäß Fig. 1, indem mittels Gebläse (2) Trocknungsluft durch die Leitung (7) in die Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage (3) eingebracht und schließlich über die Leitung (1) nach außen abgeführt wird. Der Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage (3) ist noch ein Aktivkohlefilter (4) und ein Kühler (5) mit Regeleinrichtung (6) vorgeschaltet. Schwankungen der Lösungsmittelkonzentration können bis zu einem gewissen Grad von dem Aktivkohlefilter (4) ausgeglichen werden, das als Puffer dient und bei höherer Konzentration Lösungsmittel bis zu einer von der Konzentration und der Temperatur abhängigen Sättigung aufnimmt und bei niedrigerer Konzentration wieder abgibt. Diese Pufferwirkung kann durch Kühlung der Abluftmenge weiter verbessert werden, indem die Abluft bei höherer Lösungsmittelkonzentration stärker gekühlt wird, wodurch die Speicherkapazität des Aktivkohlefilters (4) vergrößert wird. Bei geringerer Konzentration wird die Abluft weniger oder gar nicht gekühlt, wodurch eine mehr oder minder starke Desorption des Aktivkohlefilters (4) eintritt. Auf diese Weise kann die kontinuierlich arbeitende Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage (3) Belastungsschwankungen bis zu einer bestimmten Höhe ausgleichen.The exhaust air quantities emerging from the dryers ( 10 , 11 and 12 ) are collected in the duct ( 8 ) and blown back to the dryers ( 11 ,) by means of fans ( 13 ) via the line ( 16 ), the heating system ( 17 ) and the line ( 14 ). 12 , 13 ) supplied. This results in a circulatory system that is not closed and cannot be closed. Since solvent leakage from the dryers ( 10 , 11 , 12 ) is to be avoided, a certain negative pressure with respect to the atmosphere must be maintained in them. This inevitably increases the air volume in the circulatory system. On the other hand, the amounts of solvent that occur during drying should of course be removed from the system. A certain proportion of the amount of drying air must therefore always be diverted from the circuit and released into the environment after cleaning. This is done according to FIG. 1, by means of a blower ( 2 ) introducing drying air through line ( 7 ) into the cleaning and recovery system ( 3 ) and finally discharging it outside via line ( 1 ). The cleaning and recovery system ( 3 ) is preceded by an activated carbon filter ( 4 ) and a cooler ( 5 ) with control device ( 6 ). Fluctuations in the solvent concentration can be compensated to a certain extent by the activated carbon filter ( 4 ), which serves as a buffer and absorbs solvents up to a saturation dependent on the concentration and temperature at higher concentrations and releases them again at lower concentrations. This buffer effect can be further improved by cooling the amount of exhaust air, in that the exhaust air is cooled more at a higher solvent concentration, as a result of which the storage capacity of the activated carbon filter ( 4 ) is increased. At a lower concentration, the exhaust air is cooled less or not at all, which results in a more or less strong desorption of the activated carbon filter ( 4 ). In this way, the continuously operating cleaning and recovery system ( 3 ) can compensate for fluctuations in load up to a certain level.

Größere Schwankungen der Abluftmenge oder der Lösungsmittelkonzentration können damit allerdings nicht kompensiert werden, ohne daß die gesetzlich festgelegten Höchstmengen an Lösungsmittelresten in der durch die Leitung (1) abgeführten Abluftmenge überschritten wird. Solche Schwankungen müssen daher im Umwälzsystem selbt ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck wird die aus dem Umwälzsystem abgezweigte Abluftmenge gemessen und durch eine Regeleinrichtung (9) in bestimmten Grenzen konstant gehalten. Abluftmengen, die diese Kapazitätsgrenze der Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage (3) überschreiten und die Dank der Regeleinrichtung (9) im Umwälzsystem verbleiben, werden erfindungsgemäß über die Leitung (15) zur Verbrennung der darin enthaltenen Lösungsmittel direkt in die Heizanlage (17) eingebracht, wobei die Regeleinrichtung (18) diesen Strömungsweg öffnet, wenn das in der Leitung (16) umgewälzte Luftvolumen einen bestimmten oberen Grenzwert überschreitet.Larger fluctuations in the amount of exhaust air or the solvent concentration cannot, however, be compensated for without the legally stipulated maximum amount of solvent residues in the amount of exhaust air discharged through line ( 1 ) being exceeded. Such fluctuations must therefore be compensated for in the circulation system itself. For this purpose, the amount of exhaust air diverted from the circulation system is measured and kept constant within certain limits by a control device ( 9 ). Exhaust air quantities that exceed this capacity limit of the cleaning and recovery system ( 3 ) and which remain in the circulation system thanks to the control device ( 9 ) are introduced directly into the heating system ( 17 ) via line ( 15 ) for combustion of the solvents contained therein, whereby the control device ( 18 ) opens this flow path when the air volume circulated in the line ( 16 ) exceeds a certain upper limit value.

Die Heizanlage (17) wird im Normalbetrieb nur über die Leitung (19) mit Brennstoff und Verbrennungsluft versorgt, deren Zugabe durch die Regeleinrichtung (20) in Abhängigkeit von der vorgegebenen Trocknungslufttemperatur geregelt wird. Der über die Leitung (24) aus der Heizanlage (17) austretende Abgasstrom wird mittels Gebläse (26) und die Leitung (23) - ggf. nach gesonderter Reinigung - über die Leitung (23) an die Umgebung abgegeben.In normal operation, the heating system ( 17 ) is supplied with fuel and combustion air only via the line ( 19 ), the addition of which is regulated by the control device ( 20 ) as a function of the specified drying air temperature. The exiting via line (24) from the heating system (17) exhaust gas stream is by means of blower (26) and the line (23) - if necessary after separate purification - discharged through the line (23) to the environment.

Diesem Abgasstrom wird über die Leitung (25) Frischluft zugeführt, um ihn vor dem Gebläse (26) auf eine vorgegebene Temperatur zu kühlen, wozu die Frischluftmenge in Abhängigkeit von einer Temperaturmessung über die Regeleinrichtung (27) eingestellt wird. Fresh air is fed to this exhaust gas flow via line ( 25 ) in order to cool it in front of the blower ( 26 ) to a predetermined temperature, for which purpose the fresh air quantity is set as a function of a temperature measurement via the control device ( 27 ).

Außerdem ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß dem Umwälzsystem über die Leitung (21) ein Teil des Abgasstroms aus der Heizanlage (17) zugemischt wird, wenn festgestellt wird, daß die Lösungsmittelkonzentration in der im Kreislauf geführten Trocknungsluft zu hoch ist. Die Konzentration wird in der Leitung (16) gemessen und mittels Regeleinrichtung (22) dementsprechend die zugemischte Abgasmenge geregelt.It is also provided according to the invention that part of the exhaust gas stream from the heating system ( 17 ) is mixed into the circulation system via line ( 21 ) if it is determined that the solvent concentration in the drying air circulating is too high. The concentration is measured in the line ( 16 ) and the admixed amount of exhaust gas is regulated accordingly by means of the control device ( 22 ).

Claims

1. A method for exhaust air purification and solvent recovery in a system with several, with regard to the amount of exhaust air and solvent concentration fluctuating drying facilities, a heating device with heat exchanger for heating the circulating drying air and with a continuously operating cleaning and recovery system, characterized in that the the exhaust air quantity to be removed from the circuit for the drying air is fed to a cleaning and recovery system, the capacity of which is below the expected maximum values for exhaust air quantity and solvent concentration, and that the exhaust air quantities which temporarily exceed these capacity limits are passed to the heating device for combustion.

2. The method according to claim 1, characterized in that the exhaust gas flow of the heating device by admixing Fresh air is regulated to a certain temperature and that a subset of the thus regulated exhaust gas flow fed into the drying air circuit becomes when its solvent concentration a exceeds the specified value.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that from the cycle for the Exhaust air volume to be removed before entering the cleaning and recovery system Activated carbon filter passes through.

4. The method according to claim 3, characterized in that the activated carbon filter is a regulated cooler is connected upstream.