DE3910013A1 - Verfahren zur teilereinigung mittels organischer loesemittel und deren rencycling mittels druckluft - Google Patents

Description

Zur Teilereinigung werden wäßrige, meist tensidhaltige Medien oder organische Lösemittel angewandt. Bei den organischen Löse­ mitteln handelt es sich um flüchtige brennbare Kohlenwasserstoffe/ Alkohole/Ketone/Ester usw. oder aber um chlorierte/fluorierte Kohlenwasserstoffe. Die in der Praxis bewährte Anwendung dieser letztgenannten Lösemittel ist aufgrund ihrer hohen Wirksamkeit, ihrer Unbrennbarkeit, ihrer geringen Toxizität und anderer gün­ stiger Materialeigenschaften unbestritten. Es haben sich aber in den letzten Jahren eine Reihe von umweltrelevanten Nachteile her­ ausgestellt, so daß ein Einsatz dieser Stoffe praktisch nur noch "im geschlossenen System" zu verantworten ist. Genaue Daten hier­ zu sind in 2. Verordnung zur Emissionsbegrenzung von Halogenkohlen­ wasserstoffen (2. BImSchV) vom 30. 4. 1986, Verordnungsteil "Ober­ flächenbehandlungsanlagen", gültig am 1. 7. 1986, festgelegt. Es ist davon auszugehen, daß diese Problematik zukünftig für den EG-Raum noch verschärft wird.

Die vom Trend zunächst begünstigte Anwendung von wäßrigen Reinigungsmedien hat ihre Grenzen in dem zur Reinigung an­ stehenden Teilen und deren Verschmutzung. Zum anderen ist zu bedenken, daß die energetische Barriere der Teiletrocknung kostenintensiv ist. Daneben ist ein weiteres Argument wesent­ lich; die bei der Anwendung von CKW-haltigen Lösemitteln in der Atmosphäre liegenden Umweltprobleme werden nunmehr in die Hydrosphäre verschoben. Die Grenzwerte hierzu liefert das Wasserhaushaltsgesetz bzw. entsprechende Landesgesetze.

Der wesentliche Nachteil organischer Lösemittel gegenüber CKW/FCKW-haltigen Lösemitteln liegt in der leichten Entzünd­ barkeit dieser Stoffe. Schon bei der Gerätekonzipierung sind erhebliche Auflagen in Brand- und Exschutzmaßnahmen zu erfüllen. Aufwendige und kostenintensive apparatebauliche Maßnahmen be­ hindern den universellen Einsatz derartiger Geräte. Durch die geforderten Exschutzmaßnahmen beim Umgang mit brenn­ baren Lösemittel werden heute Reinigungsgeräte mit organischen Lösemitteln mit hohem Flammpunkt- und Zündpunkt betrieben. Offensichtlicher Nachteil dieser Systeme sind nachgeschaltete Spülbäder bzw. aufwendige Trocknungsanlagen.

Der Einsatz leichtflüchtiger, hochaktiver organischer Löse­ mittel wäre an sich zu begrüßen, scheiterte jedoch an den auf­ wendigen Sicherheitsmaßnahmen für den Exschutz. Verschiedene Lösemittel zeigen materialtechnische optimale Eigenschaften und günstige physiologische Daten, besitzen jedoch niedrige Zündtemperaturen und Flammpunkte. Es erscheint uns daher von größter Bedeutung, Reinigungsverfahren- und -geräte zu entwickeln, die durch konstruktive Maßnahmen im Apparatebau den Einsatz organischer, brennbarer Lösemittel ermöglichen. Die anzuwenden­ den Lösemittel sollen neben einer guten Lösekraft für die Verunreinigung möglichst untoxisch, biologisch abbaubar und preiswert sein.

Von der Konstruktionsseite muß gewährleistet sein, daß durch ein geschlossenes System Abwasser- und Abluftbelastung weit­ gehend ausgeschlossen sind. Weiterhin ist es erforderlich, daß die durch den Reinigungsvorgang abgelösten Verunreinigungen entfernt werden. Das organische Lösemittel sollte durch einen apparateeigenen Recyclingprozeß zurückgewonnen werden und steht danach erneut zur Verfügung.

Definierte Aufgabenstellung ist somit die Entwicklung eines Reinigungsgerätes, welches bei gleichbleibend aktiver Reinigungswirkung keine apparatetech­ nischen Exschutzmaßnahmen erfordert und die Anwendung leicht­ flüchtiger, brennbarer Lösemittel technologisch erlaubt und diese in einem geschlossenen System kontinuierlich zurückge­ winnt.

Das von uns vorgeschlagene Verfahren beinhaltet die Verwendung von Druckluft als alleinigen Funktions- und Energieträger. Sämtliche apparativen Abläufe z. B. Besprühung mit Reinigungs­ gut/Trocknung/Heizung/Destillation/Kühlung/Materialtransport durch Pumpen werden durch komprimierte Luft gesteuert. Eine Funkenbildung in jedweder Form ist ausgeschlossen. Dies bein­ haltet auch evtl. vorzunehmende Meß- und Regelabläufe.

Die Anwendung von Wärme oder elektrischer Energie, die z. B. extern erzeugt wird, ist nicht erforderlich, obwohl selbst­ verständlich für den Exschutz zugelassene Apparateteile inte­ griert werden können.

Der von uns vorgeschlagene Verfahrensablauf beinhaltet im wesentlichen die Prozeßschritte:

• a) Reinigung des verschmutzten Objektes mit brennbaren orga­ nischem Lösemittel. Durch Druckluft wird ein "airless" be­ triebener Sprühstrahl erzeugt.
• b) Recycling des verschmutzten organischen Lösemittels durch Destillation mit Hilfe eines Wirbelrohres. Durch Druckluft wird die zur Destillation erforderliche Energie (Heizung/ Kühlung) erzeugt.

Beide Prozeßschritte sind miteinander kombiniert, werden meß­ technisch verfolgt und steuern sich selbst.

Die durch organische, brennbare Lösemittel zu reinigenden Teile (A) werden durch Sprühstrahl gereinigt. Dazu wird die durch Druckluft komprimierte Reinigungsflüssigkeit über ein Düsensystem allseitig auf das Objekt aufgebracht, bis dieses vom Schmutz befreit ist.

Die Reinigungsflüssigkeit wird über zwei intervallgeschaltete Druckbehälter (B/C) verdüst. Der Flüssigkeitsrücklauf erfolgt drucklos über ein Auffangbecken in die Druckbehälter B/C.

Nach einer bestimmten Anzahl von Reinigungscyclen wird durch das Öffnen des Ventils D das verunreinigte Lösemittel durch Anlegen von Druck über ein Leitungssystem in ein Vorratsgefäß E gepreßt.

Das Vorratsgefäß E ist als Zwischenbehälter so ausgelegt, daß es mit dem Destillationsgefäß F, entsprechend dem Flüssigkeits­ niveau, ein hydrostatisches Gleichgewicht bildet. Die Flüssig­ keitsmenge/Pegelhöhe richtet sich nach den energetischen Kenn­ daten der zur Destillation anstehenden Flüssigkeit.

Die zur Destillation erforderliche Energie wird über ein spezielles Wirbelrohr G erzeugt. Die durch Druckluft im Wirbelrohr erreich­ bare Temperatur ermöglicht es leichtflüchtige Lösemittel bis zu einem Siedebereich von 80-90°C durch Destillation zu regene­ rieren. Die für die Kondensation erforderliche Abkühlung wird ebenfalls im Wirbelrohr erreicht. Das regenerierte Lösemittel wird über ein Leitungssystem in die Druckbehälter B/C gepumpt und steht dem Reinigungsprozeß erneut zur Verfügung.

Beim Recycling des Lösemittels wird die Verunreinigung, ent­ sprechend den Destillationscyclen, kontinuierlich anwachsen. Bemerkbar ist dies u. a. am Viskositätsanstieg des Destillations­ sumpfes. Die Fließfähigkeit des im Destillationsgefäß befindlichen Materials wird durch eine geeignete Viskositätsmessung H (z. B. durch Staudruckmessung) ständig abgefragt.

Bei Erreichen des definierten Verschmutzungsgrades öffnet sich ein großdimensioniertes Ablaßventil I zur Entsorgung der Verun­ reinigung.

Claims (6)

1. Verfahren zur Teilereinigung mittels organischer, brennbarer Lösemittel, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung von Druckluft als alleinigem Funktions- und Energieträger im Exbereich der Zone O gearbeitet werden kann.

2. Verfahren zur Teilereinigung mittels organischer, brennbarer Lösemittel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung ein durch Druckluft erzeugter komprimierter Sprühstrahl erzeugt wird.

3. Verfahren zur Teilereinigung mittels organischer, brennbarer Lösemittel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trocknung der Teile ein Luftstrom angewandt wird.

4. Verfahren zum Recycling des nach 1-3 verschmutzten organi­ schen Lösemittels, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Destillationsenergie durch Druckluft in einem Wirbelrohr er­ zielt wird.

5. Verfahren zur Teilereinigung mit integriertem Lösemittelrecyc­ ling, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahren 1-4 kombiniert werden.

6. Verfahren zur Teilereinigung und Recycling, dadurch gekenn­ zeichnet, daß organische, brennbare Lösemittel bis zu einem Siedepunkt <90°C und einem Zündpunkt <150°C angewandt wer­ den können.