DE3805435C2 - Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Reinigung von beschichteten Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur thermischen Reinigung von Materialschichten auf beschichteten Teilen, insbesondere zur Entlackung von Werkstücken, bei welcher die zu reinigenden Teile in ein heißes Sandbett getaucht werden und dort innerhalb einer bestimmten Verweilzeit behandelt werden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Wärmezufuhr erfolgt direkt über einen unterhalb des Sand­ betts integrierten Rauchgaserzeuger, wobei das Rauchgas zu­ sammen mit den in der Reinigungsanlage entstehenden Zer­ setzungsprodukten einer Thermischen Nachverbrennungsanlage zugeführt wird.

Zur Entlackung von Werkstücken werden üblicherweise mechanische, thermische und chemische Verfahren eingesetzt. Jedes dieser Verfahren hat seine anwendungsbezogenen Vor- und Nachteile, die auf der Basis des jeweiligen Einsatzfalles zu betrachten sind.

Eine hohe Bandbreite bei gleichzeitig guter Wirtschaftlich­ keit hat in den vergangenen Jahren die Reinigung im Wirbel­ bett erreicht. Bei diesem System werden die zu entlackenden Teile in ein heißes Sandbett getaucht, das entweder durch Luft oder durch ein Erdgas-/Luftgemisch fluidisiert wird.

Bekannte Ausführungen dieses Prinzips sind die indirekte Be­ heizung des Wirbelbetts mit Rauchgas aus einer separaten Brennkammer (siehe Patentschriften DE 33 35 537 und DE 33 35 539) oder die direkte Eindüsung eines Erdgas- bzw. Propan-/ Luftgemisches unterhalb des Sandbettes bei gleichzeitiger Fluidisierung, wobei eine Zündung des Gasgemisches über der Badoberfläche erfolgt. (s. Fachbroschüre Oberflächentechnik 3/ 88, S. 221-224, Praxisforum.)

Nachteilig ist hierbei der hohe sicherheitstechnische Aufwand sowie die unvollkommene Nachverbrennung der organischen Schadstoffe oberhalb des Sandbettes.

Aus der DE 34 26 242 C1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung verschwelbarer, anhaftender Beschichtungen von Metall-Oberflächen bekannt. Die Werkstücke werden zum Anwärmen in ein fluidisiertes Sandbett eingebracht. Nach Ausbilden einer ersten äußeren verkokten Schicht werden die Werkstücke aus dem fluidisierten Sandbett angehoben und einem Sandstrahlvorgang unterworfen.

Die Aufgabe der nachfolgend beschriebenen Erfindung besteht darin, ein Reinigungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, die die Vorteile des Wirbelbettprinzips nutzt und gleichzeitig die beschriebenen sicherheitstechnischen und apparatetechnischen Nachteile vermeidet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die zu reinigenden Teile entweder einzeln oder in einer Gitterbox in das vorgewärmte Reinigungsbett getaucht werden und dort direkt mit heißem Rauchgas beaufschlagt werden. Durch den intensiven Kontakt der zu reinigenden Teile mit dem heißen Wärmeträger erfolgt eine gleichmäßige und rasche Er­ wärmung, die zu einer Verkokung der organischen Ver­ unreinigungen führt. Ein Anteil der organischen Verbindungen wird durch den Verkokungsprozeß in die Gasphase überführt, mit dem Rauchgas aus dem Bett gespült und zur nachge­ schalteten Thermischen Nachverbrennung gefördert.

Das Sandbett ist in einem Stahlblechgehäuse installiert, in dessen Unterteil der zur Erzeugung des Rauchgases er­ forderliche Brenner angeordnet ist. Dieser wird in Ab­ hängigkeit von der Bett-Temperatur geregelt, wobei der Luft­ überschuß so eingestellt ist, daß es zu keinen Oxidations­ reaktionen im Bett kommen kann.

Über eine spezielle poröse Schüttung unterhalb des Sandbettes ist die Rauchgasverteilung im Bett so optimiert, daß eine gleichmäßige Strömungs- und damit auch Wärmeverteilung er­ reicht wird.

Nach Ablauf einer bestimmten Behandlungszeit kann der Sauer­ stoffanteil im Rauchgas schrittweise angehoben werden, um eventuelle anhaftende Koksanteile auf den Werkstücken abzu­ lösen. Die während des Prozesses durch das Bett geförderten Rauchgase aus dem Rauchgaserzeuger sowie die aus dem Ver­ kokungsprozeß gebildeten Abgase, werden durch den leichten Überdruck im Bett zur Thermischen Nachverbrennungsanlage ab­ geführt.

Die im Bett verbleibenden festen Rückstände aus dem Reinigungsprozeß werden von Zeit zu Zeit durch ein spezielles Reinigungsprogramm aus dem Bett ausgetragen. Hierzu wird ein Zusatzgebläse in Betrieb genommen, das zu einer erhöhten Fluidisierung des Bettes führt. Dadurch schwimmen die leichteren Partikel auf und werden über einen Überlauf in eine integrierte Abscheiderzone geführt, wo sie gespeichert und von Zeit zu Zeit zur weiteren Entsorgung abgezogen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher be­ schrieben.

Die zu reinigenden Teile werden entweder einzeln oder in einer Gitterbox (1) in das vorgewärmte Sandbett (2) ge­ taucht. Dazu wird der Deckel des Wirbelbettes (3) mittels eines Hubzuges, der gleichzeitig auch zur Beschickung und Entleerung des Bettes Verwendung findet, geöffnet und arretiert. Um den Eintauchvorgang zu erleichtern, ist in der Beschickungsphase der Rauchgaserzeuger (4) bereits in Be­ trieb, um über das Rauchgas eine Fluidisierung des Sand­ bettes zu bewirken.

Die Rauchgasverteilung erfolgt über eine poröse Schüttung (5) unterhalb des Sandbettes, die aus Füllkörpern unter­ schiedlichen Durchmessers besteht. Nach dem Eintauchen der Gitterbox kann der Deckel entweder über Einzelbeschläge oder über ein automatisches Spannsystem verschlossen werden und die eigentliche Behandlungszeit beginnt.

Die während des Prozesses durch das Bett geförderten Rauch­ gase sowie die aus dem Verkokungsprozeß gebildeten Abgase werden zur Thermischen Nachverbrennungsanlage (6) abgeführt, wo durch eine separate Brennereinrichtung (7) eine Ver­ brennungstemperatur von mindestens 850°C bei einer Verweil­ zeit von mehr als 0,5 Sek. erreicht wird.

Durch den Reinigungsprozeß werden die festen Rückstände abgelöst, in das Sandbett eingetragen und müssen dort von Zeit zu Zeit über ein spezielles Programm abgetrennt werden.

Hierzu wird ein Zusatzgebläse (8) in Betrieb genommen, das zu einer erhöhten Fluidisierung des Bettes führt. Dadurch schwimmen die leichteren Partikel auf und werden über einen Überlauf (9) in eine integrierte Abscheidungszone (10) ge­ führt. Dort werden sie gespeichert und in bestimmten Zeitab­ ständen zur weiteren Entsorgung über eine Austragsvorrichtung (11) abgezogen.

Für den Einsatz von halogen- oder schwefelhaltigen Produkten wird der Thermischen Nachverbrennung eine weitere Abgas­ reinigungsstufe (12) nachgeschaltet, die aufgrund ihres An­ lagenwiderstandes mit einem eigenen Abgasgebläse (13) aus­ gerüstet ist.

Claims (10)

1. Verfahren zur thermischen Reinigung von beschichteten Teilen, insbesondere zur Entlackung von Werkstücken, bei dem die Teile in ein heißes Sandbett eingebracht werden und durch Einbringen eines heißen Gases in das Sandbett unter Wärmeeinwirkung behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entschichtenden Teile durch direkte Beaufschlagung mit heißen Rauchgasen erwärmt werden, daß das Rauchgas in bestimmten intermittierenden Zeitintervallen durch das Sandbett gefördert wird, so daß durch die intermittierende Zuführung eine kontrollierte Wärmeführung im Sandbett gewährleistet ist, und daß das Rauchgas gemeinsam mit den Zersetzungsprodukten der Verunreinigungen anschließend über eine integrierte Abscheiderstufe geführt wird, in der es von mitgerissenen Feststoffen befreit wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgas über eine an der Unterseite des Sandbettes integrierte Brennereinrichtung erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervalle der Rauchgasbeaufschlagung nach Betriebs- und Pausenzeiten vorwählbar sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betriebszeiten zwischen 1 min und 15 min, die Pausenzeiten zwischen 1 min und 30 min liegen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zu reinigenden Werkstücke während des Reinigungsprozesses mit Rauchgas unterschiedlichen Sauerstoffgehaltes beaufschlagt werden können.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sauerstoffgehalt des Rauchgases zu Be­ ginn vorzugsweise zwischen 0 und 2% sowie in der zweiten Phase des Reinigungsprozesses zwischen 4 und 6% liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Reinigung des Sandbettes von festen Restprodukten die Rauchgasmenge erhöht werden kann und die Restprodukte über einen Überlauf in eine Abscheide­ kammer ausgetragen werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines Wirbelbodens eine poröse Schüttung im unteren Bereich des Wirbelbettes installiert ist, die so aufgebaut ist, daß die Porosität von unten nach oben ab­ nimmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rauchgaserzeuger als Doppelmantel­ rohr in die poröse Schicht eingeführt ist und dem Außen­ mantel vorgewärmte Luft zugeführt werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Gehäuse des Sandbettes eine Ab­ scheidekammer integriert ist, die durch einen Überlauf vom Sandbett getrennt ist.