DE3823322A1 - Verfahren zum reinigen und entfetten von behandlungsgut mit loesungsmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen und Ent­ fetten von Behandlungsgut, das in einer abgeschlossenen Kammer mit Lösungsmitteln behandelt und anschließend mit trockener erhitzter Luft getrocknet wird, wobei die mit Lösungsmittel angereicherte Luft aus der Behandlungskammer in einem Kältemittel-Kühler unter Kondensieren des Lösungs­ mittels abgekühlt und nach dem Erhitzen wieder der Behand­ lungskammer zugeführt wird, während das kondensierte Lösungs­ mittel für die nächste Behandlung rezirkuliert wird. Ferner ist die Erfindung auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gerichtet.

Das Reinigen und Entfetten von Behandlungsgut, insbeson­ dere von Metallteilen, muß vielfach mit Lösungsmitteln, wie Trichlorethylen, Perchlorethylen od. dgl. durchgeführt werden. Dies geschieht in abgeschlossenen Behandlungskammern. Um das Lösungsmittel beim Entnehmen des Behandlungsgutes nicht nach außen zu verschleppen, wird das Gut nach der Behandlung mit dem Lösungsmittel in der Behandlungskammer getrocknet. Die Trocknung des gereinigten Gutes geschieht mit erhitzter Luft, die das Lösungsmittel und gegebenen­ falls Verunreinigungen in Dampfform aufnimmt. Diese mit Lösungsmittel angereicherte Trocknungsluft wird anschließend über einen Kältemittel-Kühler geleitet, um das Lösungsmittel durch Kondensation zurückzugewinnen. Die den Kühler verlas­ sende Reinluft wird im Kreislauf über einen Lufterhitzer und anschließend in die Behandlungskammer zurückgeführt. Das im Kühler kondensierte Lösungsmittel gelangt in einen Lösungsmittelbehälter und kann in der nächsten Behandlungs­ phase wieder der Behandlungskammer zugeführt werden.

Bei den bekannten Verfahren und Anlagen ergibt sich ein hoher Energiebedarf vor allem durch die notwendigerweise hohe Kühlleistung des Kältemittel-Kühlers und den relativ hohen Wärmebedarf bei der Lufterhitzung. Ein weiterer Nach­ teil besteht darin, daß trotz der abgeschlossenen Behand­ lungskammer und der im geschlossenen Kreislauf geführten Luft die Gefahr besteht, daß Lösungsmitteldämpfe nach außen dringen. Wird nämlich nach der Trocknungsphase die Behand­ lungskammer zur Entnahme des Gutes geöffnet, so herrscht darin zwar ein Unterdruck, der durch Belüften der Kammer abgebaut wird, doch läßt sich dabei nicht vermeiden, daß geringe Mengen an Lösungsmittel mit der Luft austreten. Bei den bekannten Anlagen erfolgt das Belüften über eine offene Abluftleitung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Verfahren des eingangs genannten Aufbaus und einer zu seiner Durch­ führung dienenden Anlage den Energiebedarf zu reduzieren. Ferner liegt der Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, den Austritt von Lösungsmitteldämpfen aus der Anlage und damit Lösungsmittelverluste, vor allem aber zu hohe Emis­ sionswerte in der Luft zu vermeiden.

Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß die lösungsmittelhal­ tige Luft aus der Behandlungskammer durch die den Kühler verlassende Reinluft vorgekühlt und erst anschließend in den Kühler geleitet wird, während die solchermaßen vorge­ wärmte Reinluft anschließend erhitzt wird.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die heiße Abluft aus der Behandlungskammer durch die den Kältemittel-Kühler verlassende Reinluft auf ein niedrigeres Temperaturniveau heruntergekühlt und gelangt erst mit diesem niedrigeren Temperaturniveau in den Kältemittel-Kühler. Hieraus ergibt sich ein zweifacher Vorteil, denn zum einen kann die teure Kälteleistung des Kühlers verringert werden, zum anderen wird die im Kreislauf zurückgeführte Reinluft auf ein höheres Temperaturniveau angehoben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl bei Einsatz flüssiger, als auch dampf­ förmiger Lösungsmittel einsetzbar.

Je nach Art der zu beseitigenden Verschmutzung am Behand­ lungsgut werden die Lösungsmittel in flüssiger oder in Dampfform der Behandlungskammer zugeführt, indem im letzt­ genannten Fall das Lösungsmittel einschließlich des rezir­ kulierten Lösungsmittels außerhalb der Behandlungskammer verdampft und der Lösungsmitteldampf in die Behandlungs­ kammer eingeleitet wird. Dabei wird als Verdampfer eine Destillationseinrichtung, z. B. eine Destillationsblase verwendet, um nur Lösungsmittel zu verdampfen und die mitge­ führten Verunreinigungen zurückzuhalten. Der in die Behand­ lungskammer gelangende Lösungsmitteldampf kondensiert teil­ weise an dem Behandlungsgut. Das abtropfende Lösungsmittel wird rezirkuliert und das am Behandlungsgut haftende Lösungs­ mittel in der Trocknungsphase durch die erhitzte Luft in Dampfform übergeführt und mit dieser weggeführt.

Bei dieser Arbeitsweise liegt eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe darin, daß der Lösungsmitteldampf während der Trocknungsphase unter Umgehung der Behandlungskammer mittels der vorgewärmten Reinluft kondensiert und das Kon­ densat dem rezirkulierten Lösungsmittel zugeführt wird, während die solchermaßen erhitzte Reinluft der Behandlungs­ kammer zugeführt wird.

Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wärmeinhalt des kontinuierlich erzeugten Lösungsmittel­ dampfs genutzt, indem der Dampf unter Umgehung der Behand­ lungskammer in einem Kondensator niedergeschlagen wird und dabei die vorgewärmte Reinluft auf Endtemperatur erhitzt wird, um als Trockenluft in die Behandlungskammer geleitet zu werden. Dabei kann die Trockenluft bis nahe an den Lösungsmittel-Siedepunkt erhitzt werden, so daß sie mit entsprechender Trockenleistung in die Behandlungskammer gelangt. Durch den kontinuierlichen Verdampfungsbetrieb wird das rezirkulierte Lösungsmittel ständig regeneriert.

Während in der Reinigungsphase bei der Zuführung des Lösungs­ mitteldampfs in die Behandlungskammer dort ein Überdruck entsteht, wird während der Trocknungsphase durch die Dampf­ kondensation im Kältemittel-Kühler ein Unterdruck erzeugt. Es muß deshalb die Behandlungskammer belüftet werden, was, wie bereits eingangs angedeutet, bisher durch zeitweiliges Öffnen einer Abluftleitung geschieht. Dieses Belüften ist vor allem vor dem Öffnen der Behandlungskammer zum Austausch des Behandlungsgutes erforderlich. Dabei läßt sich nicht vermeiden, daß kurzfristig auch Lösungsmitteldampf austritt, was zu entsprechenden Lösungsmittelverlusten führt. Erfin­ dungsgemäß wird dies dadurch weitgehend vermieden, daß beim Einführen des Lösungsmitteldampfs in die Behandlungskammer die Luft aus derselben in einen abgeschlossenen, volumenver­ änderlichen Raum verdrängt und während der Trocknungsphase der entstehende Unterdruck durch Rücksaugen aus diesem Ver­ drängungsraum kompensiert wird.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme findet in der Behand­ lungskammer ein ständiger Druckausgleich statt. Es kann insbesondere eine Belüftung aus der Umgebung entfallen. Das für die Kompensation des Unterdrucks in der Trocknungs­ phase notwendige Gasvolumen wird aus dem Verdrängungsraum zurückgesaugt.

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung aus von einer Anlage mit einer abgeschlossenen Behandlungs­ kammer, einem an diese luftseitig angeschlossenen Kälte­ mittel-Kühler, einem an den Kühler luftseitig angeschlos­ senen Lufterhitzer und einem an den Kühler und an die Behandlungskammer angeschlossenen Lösungsmittelbehälter. Eine solche Anlage zeichnet sich erfindungsgemäß zunächst dadurch aus, daß zwischen der Behandlungskammer und dem Kältemittel-Kühler ein Vorkühler angeordnet ist, der primär­ seitig von der Abluft aus der Behandlungskammer und sekun­ därseitig von der getrockneten Reinluft aus dem Kühler durchströmt ist.

In dem Vorkühler wird die den Kältemittel-Kühler verlassende Reinluft mittels der die Behandlungskammer verlassenden heißen Abluft vorgewärmt, bevor sie dann auf die endgültige Trocknungstemperatur erhitzt wird. Umgekehrt wird die heiße Abluft durch die kalte Reinluft vorgekühlt und erst an­ schließend in den Kältemittel-Kühler geführt. Damit wird der heißen Abluft bereits ein erheblicher Teil an Wärme­ inhalt entzogen, so daß am Kühler eine geringere Kälte­ leistung aufzubringen ist.

Vorzugsweise ist der Vorkühler als Kreuzstrom-Wärmeaus­ tauscher ausgebildet.

Die vorgenannte Anlage kann sowohl für den flüssigen, als auch dampfförmigen Lösungsmittelbetrieb eingesetzt werden. Beim Dampfbetrieb weist die Anlage eine außerhalb der Be­ handlungskammer angeordnete, das Lösungsmittel aufnehmende Destillationseinrichtung auf, die dampfseitig an die Be­ handlungskammer bzw. an den Kondensator und flüssigkeits­ seitig an den Lösungsmittelbehälter angeschlossen ist. Um das rezirkulierte Lösungsmittel ständig zu regenerieren wird die Destillationseinrichtung kontinuierlich betrieben. Erfindungsgemäß ist die Destillationseinrichtung zumindest während der Trocknungs- und Reinigungsphase dampfseitig an einen Kondensator angeschlossen, der zugleich unter Bildung des Lufterhitzers an die Sekundärseite des Vorkühlers ange­ schlossen ist. Die im Kondensator freigesetzte Konden­ sationswärme wird an die vorgewärmte Reinluft abgegeben und diese auf die Trocknungstemperatur im Bereich des Siede­ punktes des Lösungsmittels erhitzt, um dann in die Behand­ lungskammer zu gelangen. Das flüssige Kondensat wird in den Lösungsmittelbehälter abgeleitet.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Kondensator einen zuschaltbaren Kühlkreislauf auf. Dieser Kühlkreislauf wird - beispielsweise durch einen Kühlwasserregler - zugeschaltet, wenn die Kühlleistung der vorgewärmten Reinluft nicht aus­ reicht, um den Lösungsmitteldampf vollständig niederzuschla­ gen, oder wenn außerhalb der Trocknungsphase Lösungsmittel­ dampf zu kondensieren ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß mit der Behandlungskammer ein druckabhängig volumenveränderlicher Ausdehnungsraum kommunizierend ver­ bunden ist, dessen Volumen etwa dem der Behandlungskammer entspricht.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Ausdehnungsraum, der stets für einen Druckausgleich in der Behandlungskammer sorgt, kann aus kollabierbaren Wandungen gebildet sein. Statt dessen kann der Ausdehnungsraum auch ein Behälter mit einer unter Druck verschiebbaren Zwischenwand sein.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einer in der Zeichnung in Form eines Fließbildes wiedergegebenen Anlage beschrie­ ben.

Die Behandlungskammer 1 weist eine verschließbare Öffnung 2 auf, durch die das Behandlungsgut, das sich beispielsweise in Behältern bzw. Körben befindet, eingesetzt und entnommen werden kann. Die Behandlungskammer 1 ist über eine Leitung 3 mit einem Ausdehnungsraum 4 verbunden, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Behälter 5 mit einer unter Druck verschiebbaren Zwischenwand 6 gebildet ist.

Außerhalb der Behandlungskammer 1 ist eine Destillations­ einrichtung 7 angeordnet, aus der verdampftes Lösungsmittel über den Anschluß 8 in die Behandlungskammer gelangt. In der Behandlungskammer wird der Lösungsmitteldampf an dem Behandlungsgut zumindest teilweise niedergeschlagen. Nach Abschluß der Reinigungsphase wird das Ventil 9 am Dampf­ anschluß 8 geschlossen.

In der anschließenden Trocknungsphase wird die noch mit Lösungsmitteldampf verunreinigte Luft über die Leitung 10 aus der Behandlungskammer 1 abgesaugt. Sie gelangt zunächst in einen Vorkühler 11 und über die Leitung 12 in einen Kältemittel-Kühler 13 mit dem Kältemittelkreislauf 14. Dort wird der restliche Lösungsmitteldampf kondensiert und über die Ablaufleitung 15 in den Lösungsmittelbehälter 16 abgeleitet. In diesen Behälter gelangt auch das in der Behandlungskammer 1 während der Behandlung anfallende über­ schüssige Lösungsmittel durch die Leitung 17. Das im Behäl­ ter 16 anfallende verunreinigte Lösungsmittel wird mittels der Pumpe 18 in die Destillationseinrichtung 7 gefördert und dort kontinuierlich regeneriert.

Während der Trocknungsphase und wenn nicht mit Lösungsmit­ teldampf entfettet wird, ist das Ventil 9 geschlossen und das Ventil 19 geöffnet. Der Dampf gelangt dann über die Leitung 20 unter Umgehung der Behandlungskammer 1 in einen Kondensator 21, aus dem das kondensierte Lösungsmittel über die Leitung 22 in den Lösungsmittelbehälter 16 zurückfließt. Auch außerhalb der Entfettungsphase wird also das Lösungs­ mittel in dem Behälter 16 ständig regeneriert.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der Konden­ sator 21 zugleich den Lufterhitzer für die Trockenluft. Zu diesem Zweck wird die im Kühler 13 anfallende, kalte Reinluft zunächst durch den Wärmeaustauscher 11 geführt, wo sie die über die Leitung 10 zugeführte heiße Abluft herunterkühlt und sich selbst erwärmt. Die vorgewärmte Reinluft wird mittels des Ventilators 23 in den Kondensator 21 gefördert und dort auf eine Temperatur erhitzt, die im Bereich der Siedetemperatur des Lösungsmittels liegt. Die erhitzte Trockenluft gelangt über die Leitung 24 in die Behandlungskammer 1.

Der Kondensator 21 weist ferner einen Kühlkreislauf 25 auf, der dann zuschaltbar ist, wenn die Kühlleistung der vom Ventilator 23 geförderten, vorgewärmten Reinluft nicht ausreicht, um den Lösungsmitteldampf vollständig nieder­ zuschlagen, oder wenn außerhalb der Trocknungsphase die Reinluft zur Kühlung nicht zur Verfügung steht.

Zur Behandlung mit flüssigem Lösungsmittel führt eine Lei­ tung 26 von dem Behälter 16 in die Behandlungskammer 1. In der Leitung 26 ist eine nicht gezeigte Pumpe angeordnet.

Claims (10)

1. Verfahren zum Reinigen und Entfetten von Behandlungsgut, das in einer abgeschlossenen Behandlungskammer mit Lösungsmitteln behandelt und anschließend mit trockener erhitzter Luft getrocknet wird, wobei die mit Lösungs­ mittel angereicherte Luft aus der Behandlungskammer in einen Kältemittel-Kühler unter Kondensieren des Lösungsmittels abgekühlt und nach dem Erhitzen wieder der Behandlungskammer zugeführt wird, während das kondensierte Lösungsmittel für die nächste Behandlung rezirkuliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die lösungsmittelhaltige Luft aus der Behandlungskammer durch die den Kühler verlassende Reinluft vorgekühlt und erst anschließend in den Kühler geleitet wird, während die solchermaßen vorgewärmte Reinluft anschlie­ ßend erhitzt wird.

2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1 zur Behandlung des Gutes mit dampfförmigen Lösungsmitteln, indem das Lösungsmittel einschließlich des rezirkulierten Lösungsmittels außerhalb der Behandlungskammer ver­ dampft und der Lösungsmitteldampf in die Behandlungs­ kammer eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsmitteldampf während der Trocknungsphase unter Umgehung der Behandlungskammer mittels der vor­ gewärmten Reinluft kondensiert und das Kondensat dem rezirkulierten Lösungsmittel zugeführt wird, während die solchermaßen erhitzte Reinluft der Behandlungs­ kammer zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Einführen des Lösungsmitteldampfs in die Behandlungskammer die Luft aus derselben in einen abgeschlossenen, volumenveränderlichen Raum verdrängt und während der Trocknungsphase der entstehende Unter­ druck durch Rücksaugen aus diesem Verdrängungsraum kompensiert wird.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer abgeschlossenen Behandlungskammer, einem an diese luftseitig angeschlossenen Kältemittel-Kühler, einem an den Kühler luftseitig angeschlossenen Luft­ erhitzer und einem an den Kühler und an die Behandlungs­ kammer angeschlossenen Lösungsmittelbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Behandlungskammer (1) und dem Kältemittel-Kühler (13) ein Vorkühler (11) angeordnet ist, der primärseitig von der Abluft aus der Behandlungskammer und sekundärseitig von der getrock­ neten Reinluft aus dem Kühler durchströmt ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkühler (11) ein Kreuzstrom-Wärmeaustauscher ist.

6. Anlage, insbesondere nach Anspruch 4 oder 5 zur Durch­ führung des Verfahrens nach Anspruch 2 mit einer außer­ halb der Behandlungskammer angeordneten, das Lösungs­ mittel aufnehmenden Destillationseinrichtung, die dampfseitig an die Behandlungskammer und flüssigkeits­ seitig an den Lösungsmittelbehälter angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillationseinrich­ tung (7) kontinuierlich betrieben wird und während der Trocknungsphase dampfseitig an einen Kondensator (21) angeschlossen ist, der zugleich unter Bildung des Lufterhitzers an die Sekundärseite des Vorkühlers (11) angeschlossen ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (21) einen zuschaltbaren Kühlkreis­ lauf (25) aufweist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7 zur Durch­ führung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit der Behandlungskammer (1) ein druck­ abhängig volumenveränderlicher Ausdehnungsraum (4) kommunizierend verbunden ist, dessen Volumen etwa dem der Behandlungskammer entspricht.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsraum (4) kollabierbare Wandungen auf­ weist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsraum (4) ein Behälter (5) mit einer unter Druck verschiebbaren Zwischenwand (6) ist.