DE4407367C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Kabelherstellung mit Kühlwasserreinigung und Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ab­ trennung von in der Heizzone eines CV-Rohrs einer Kabelher­ stellungsvorrichtung entstehenden gasförmigen Spaltproduk­ ten aus dem Kühlwasser.

Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Verfahren und Anlagen zur kontinuierlichen Kabelherstellung sind bekannt. Dabei wird der extrudierte Kabelstrang zum Aushärten (Vernetzen) des Kunststoffes durch ein sogenann­ tes CV-Rohr (kontinuierliche Vulkanisation) geführt, das ein Heizzone und eine anschließende Kühlzone aufweist. In­ nerhalb der Heizzone findet der Vernetzungsprozess statt. Bei diesem Vernetzungsprozess und den dort herrschenden Tem­ peraturen entstehen jedoch unerwünschte gasförmige Spalt­ produkte, die bei niedrigen Temperaturen kondensieren und sowohl eine unerwünschte Verschmutzung des Rohres verursa­ chen als auch bei Austritt aus dem Rohr die Umwelt erheblich beeinflussen können. Darüber hinaus kondensieren diese zunächst gasförmig anfallenden Spaltprodukte in einem bestimmten Temperaturbereich an den kälteren Stellen des Vernetzungsrohres, insbesondere im Übergangsbereich zur Kühlzone, zu einer zähflüssigen, übelriechenden Substanz, die in die Kühlzone eindringt und das dort vorhandene Kühlwasser verunreinigt.

Bei den bekannten Verfahren, bei denen man mit offenen Kühlsystemen gearbeitet hat, hat man Verunreinigungen dieser Kühlsysteme in Kauf genommen. Ferner hat man in Kauf genommen, daß die Spaltprodukte über bestehende Kühltürme in die Außenluft gelangen und zu einer ent­ sprechenden Luftverschmutzung führen.

In der DE 42 22 645 A1 sind bereits ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Kabelherstellung vorgeschlagen worden, bei denen das die während des Vernetzungs­ prozesses entstehenden gasförmigen Spaltprodukte enthaltende Gas im Endbereich der Heizzone kontinuierlich vom CV-Rohr abgezogen, zur Abtrennung der Spaltprodukte einem Aufbereitungsprozess unterzogen und nach der Abtrennung am Eingangsbereich der Heizzone wieder in das CV-Rohr zurückgeführt wird. Dieses Verfahren und die entsprechende Anlage befassen sich jedoch nur mit der Aufbereitung der Gasatmosphäre der Heizzone und nicht mit der Reinigung des Kühlwassers des CV-Rohres. Wie vorstehend erwähnt, kondensiert aber ein beträchtlicher Teil der zunächst gasförmig anfallenden Spaltprodukte im Übergangsbereich zur Kühlzone und dringt in die Kühlzone ein und führt dort zu einer Verschmutzung des Kühlwassers. Ferner findet auch noch im Bereich der Kühlzone eine Ausgasung von Spaltprodukten aus dem Kabel statt.

Um eine zu starke Verschmutzung des CV-Rohres zu vermeiden und die entstehenden Spaltprodukte zu beseitigen, hat man bisher die im Übergangsbereich zwischen Heizzone und Kühlzone anfallenden Substanzen, die etwa eine ölige Konsistenz besitzen, in bestimmten Intervallen in Behälter abgeleitet. Desweiteren wurde das mit den Spaltprodukten angereicherte Gas der Heizzone, in der Regel Stickstoff, periodisch abgelassen, und es wurde neues, von Verunreinigungen freies Gas nachgefüllt. Letztendlich konnte durch diese Maßnahme jedoch nicht vermieden werden, dass nicht nur das CV-Rohr, sondern auch das Kühlwassersystem immer mehr verschmutzte und daß permanent neues sauberes Kühlwasser nachgefüllt werden mußte. Es wurden umfangreich Reinigungsarbeiten erforderlich, die eine Stillegung der Anlage benötigten. Sämtliche der vorstehend geschilderten Maßnahmen konnten daher das vorstehend wiedergegebene Problem nicht grundsätzlich lösen.

Die DE 33 09 250 C2 betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Kabelherstellung. Das dort verwendete CV-Rohr besitzt einen Heizabschnitt und einen Kühlab­ schnitt. Sowohl im Heizabschnitt als auch im Kühlabschnitt wird mit Silikonöl gearbeitet. Dieses Silikonöl dient somit auch als Kühlflüssigkeit. Es ist ein Kühlflüssigkeitskreis vorgesehen, gemäß dem die Kühlflüssigkeit in einem Behälter gesammelt und über eine Pumpe vom Behälter abgezogen und in einen Kühlflüssigkeitsbehälter geführt wird. Vom Behälter gibt das Silikonöl durch Abwärtstropfen einen Teil der flüchtigen Substanzen frei, die ggf. vorhanden sind, und es wird dann wiederum über die Pumpe über den Kühlabschnitt gebracht.

Beim Gegenstand dieser Veröffentlichung erfolgt offensicht­ lich eine Reinigung der Kühlflüssigkeit nur dadurch, dass man diese abwärtstropfen läßt, wodurch ein Teil der flüch­ tigen Substanzen freigegeben wird. Darüber hinaus findet kein Kühlprozess mit dem als Kühlflüssigkeit verwendeten Si­ likonöl statt.

Die DE 26 29 488 A1 befaßt sich mit einem Verfahren, bei dem in einer Kühlzone mit einem Kühlgas oder einer Kühl­ flüssigkeit gearbeitet wird. Das Kühlmedium wird dabei über spezielle Einrichtungen umgewälzt. Es passiert einen Wärme­ tauscher. Von einem Reinigungsprozess ist nicht die Rede.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Kabelherstellung zu schaf­ fen, mit dem bzw. der Verunreinigungen des Kühlsystems weitgehend ausgeschaltet werden können und der Kühlwasser­ verbrauch wesentlich gesenkt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren ge­ mäß Patentanspruch 1 und eine Anlage gemäß Patentanspruch 7 gelöst.

Beidem erfindungsgemäßen Verfahren gelangen somit die bei der Kabelherstellung ins Kühlwasser kondensierenden Spalt­ produkte nicht in das gesamte Kühlsystem des entsprechenden Werkes und auch nicht über entsprechende Kühltürme in die Außenluft. Das Kühlwasser wird vielmehr im geschlossenen Kreislauf gereinigt und nach dem Reinigungsprozess einem Kühlprozess unterzogen. Die entsprechenden Kühleinrichtungen werden somit nicht durch die im Kühlwasser enthaltenen Spaltprodukte verunreinigt. Auf diese Weise gelingt es, eine kontinuierliche Reduzierung der im Kühlwasser vorhandenen Spaltprodukte durchzuführen. Einer laufenden Erneuerung des Kühlwassers bedarf es nicht. Das gereinigte und gekühlte Kühlwasser wird danach wieder in das CV-Rohr zurückgeführt.

Zur Abtrennung der Spaltprodukte wird das die kondensierten Spalt­ produkte enthaltende Kühlwasser einem Luftwasch/­ Verdunstungsvorgang unterzogen. Hierbei wird das die Spaltprodukte enthaltende, vom CV-Rohr abgezogene Kühlwasser mit getrockneter Luft in Verbindung gebracht, wobei vorzugsweise eine Oberflächenvergrößerung des die Spaltprodukte enthaltenden Kühlwassers, beispielsweise über eine geeignete Sprüheinrichtung, durchgeführt wird. Durch Beaufschlagung mit getrockneter Luft verdunstet das die auskondensierten Spaltprodukte enthaltende Kühlwasser, so daß einerseits mit Wasserdampf und Spalt­ produkten gesättigte Luft und andererseits gereinigtes Kühlwasser entsteht, das einen reduzierten Anteil an Spaltprodukten enthält. Dieses gereinigte Kühlwasser wird abgezogen und vorzugsweise über elektrische Kälteaggregate rückgekühlt, wonach es in die Kühlzone des CV-Rohres zurückgeführt wird. Vorzugsweise wird das vom CV-Rohr abgeführte verunreinigte Kühlwasser in einem Sammelbecken gesammelt und aus diesem Sammelbecken für den Reinigungsprozess abgezogen. Das gereinigte und gekühlte Kühlwasser wird dann in dieses Sammelbecken rückgeführt, um von dort wieder dem CV-Rohr zugeführt zu werden.

Die aus dem Luftwasch/Verdunstungsvorgang resultierende, mit Wasserdampf und Spaltprodukten gesättigte Luft wird zur weiteren Aufbereitung einem Trocknungsvorgang unterzogen, aus dem ein Kondensat, bei dem es sich um ein Wasser/Spaltprodukt-Gemisch handelt, und getrocknete Luft entsteht.

In diesem Trocknungsprozess wird somit der Wasserdampf mit den ent­ haltenen Spaltprodukten auskondensiert. Die durch diesen Trocknungs­ vorgang gewonnene Reinluft wird vorzugsweise zur Durchführung des Luftwasch/Verdunstungsvorganges verwendet. Auch die Luftführung stellt daher vorzugsweise ein geschlossenes System dar. Bei dem Trocknungs­ vorgang handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Kältetrocknung.

Das im Trocknungsschritt entstandene Kondensat (Wasser/Spaltprodukt- Gemisch) wird vorzugsweise in einem weiteren Verfahrensschritt aufgearbeitet, wobei das Kondenswasser und die Spaltprodukte in einem nachgeschalteten Verdampfer weitestgehend voneinander getrennt werden. Durch anschließende Kondensation erfolgt eine Rückgewinnung von Wasser, das dem Kühlsystem wieder zugeführt werden kann, und auskondensierten Spaltprodukten, die auf geeignete Weise einer Entsorgung zugeführt werden können.

Der Separationsprozeß kann ferner einen Zentrifugierschritt umfassen.

Was die erfindungsgemäße Anlage betrifft, so umfasst die Reinigungsstufe eine Luftwasch/Verdunstungs­ vorrichtung. Diese enthält zweckmäßigerweise eine Sprühvorrichtung, mittels der das verunreinigte Kühlwasser abgesprüht wird und somit eine Oberflächenvergrößerung erfährt. Die Vorrichtung ist ferner mit einem Ventilator versehen, mittels dem getrocknete Luft in die Vorrichtung eingeblasen oder mit Wasserdampf und Spaltprodukten gesättigte Luft aus der Vorrichtung abgezogen wird. Im unteren Teil der Vorrichtung wird das gereinigte Kühlwasser gesammelt und zur Kühlstufe gepumpt, von wo es als gekühltes Medium zum CV-Rohr zurückgeführt wird. Als Kühlstufe kann ein bekanntes Kühlsystem Verwendung finden. Der Luftwasch/Verdunstungs­ vorrichtung ist zweckmäßigerweise eine Trocknungsvorrichtung für die von der Luftwasch/Verdunstungsvorrichtung abgezogene, mit Wasserdampf und Spaltprodukten gesättigte Abluft zugeordnet. Bei dieser Trocknungs­ vorrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Kältetrockner. Die im Kältetrockner gewonnene getrocknete Luft wird über einen geschlossenen Kreis zur Luftwasch/Verdunstungsvorrichtung zurückgeführt, während über eine nachgeschaltete Pumpe das verbleibende Wasser/Spaltprodukt-Gemisch aus dem Trockner abgezogen wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Trocknungsvorrichtung eine Separationsvorrichtung für das von der Trocknungsvorrichtung abgezogene Wasser/Spaltprodukt-Gemisch nachgeordnet. Die Separationsvorrichtung kann einen Verdampfer, Kondensator und/oder eine Zentrifuge (Separator) umfassen. Bei einer speziellen Ausführungsform ist ein Verdampfer vorgesehen, dem ein Kondensator nachgeschaltet ist. Im Verdampfer werden das Kondenswasser und die Spaltprodukte weitestgehend voneinander getrennt. Im nachgeschalteten Kondensator erfolgt eine Rückkondensation der Spaltprodukte. Das Wasser kann über eine Leitung vom Verdampfer in den geschlossenen Kühlwasserkreis zurückgeführt werden.

Die Spaltprodukte können im auskondensierten Zustand oder im gasförmigen Zustand entsorgt werden.

Die Anlage weist zweckmäßigerweise ein Sammelbecken auf, von dem der geschlossene Kreis für die Kühlwasserreinigung ausgeht und in das er zurückgeführt ist. Dem Sammelbecken wird das vom CV-Rohr abgezogene verunreinigte Kühlwasser zugeführt und vom Sammelbecken wird das gereinigte Kühlwasser in das CV-Rohr zurückgeführt. Bei dieser Ausführungsform der Anlage findet daher immer nur eine kontinuierliche Reduzierung des Anteiles der Spaltprodukte im Kühlwasser statt, und es wird keine vollständige Abtrennung der Spaltprodukte erreicht.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Anlage wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt den schematischen Aufbau des für die Erfindung relevanten Teiles einer Anlage zur kontinuierlichen Kabelherstellung, wobei das CV-Rohr nicht dargestellt ist.

Der in der Figur gezeigte Teil der Anlage besitzt eine von der Kühlzone eines CV-Rohres (nicht gezeigt) ausgehende Kühlwasserleitung 1, die zu einem Kühlwassersammelbecken 2 führt. Von diesem Sammelbecken 2 führt eine Kühlwasserleitung 3 wieder zur Kühlzone des CV-Rohres zurück. Mit Spaltprodukten verunreinigtes Kühlwasser strömt daher durch die Leitung 1 in Richtung des Pfeiles zum Sammelbecken 2, während von Spaltprodukten gereinigtes Kühlwasser über die Leitung 3 in Richtung des Pfeiles in die Kühlzone des CV-Rohres zurückströmt. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der Anteil der Spaltprodukte im Kühlwasser zunehmend erhöht.

Die Temperatur des Kühlwassers im Sammelbecken 2 wird auf etwa 24°C gehalten. Vom Sammelbecken geht ein geschlossener Kühlwasserkreis 4 aus, in den eine Pumpe 5, ein Luftwäscher/Verdunster 6, eine weitere Pumpe 10 und ein Kühlsystem 11 in der angegebenen Reihenfolge integriert sind. Über die Pumpe 5 wird verunreinigtes Kühlwasser vom Sammelbecken 2 abgezogen und dem Luftwäscher/Verdunster 6 zugeführt. Der Luftwäscher/­ Verdunster ist als hohe Kammer ausgebildet, in deren oberes Ende der Kühlwasserkreis 4 einmündet und dort in einer Sprüheinrichtung 7 endet. Mit Hilfe dieser Sprüheinrichtung 7 wird das die Spaltprodukte enthaltende Kühlwasser nach unten gesprüht. Es entsteht dabei ein Kühlwasser/Spaltprodukt-Nebel 8. Am oberen Ende der Kammer wird ferner über einen Kreis 13 getrocknete Luft in die Kammer eingeführt, die den Kühlwasser/Spaltprodukt-Nebel 8 beaufschlagt. Die Luft absorbiert den gebildeten Wasserdampf sowie die Spaltprodukte (in Gasform) und wird im unteren Bereich der Kammer über einen Ventilator 18 aus dem Luftwäscher/­ Verdunster 6 abgezogen. Die abgezogene Luft ist dabei mit Wasserdampf und Spaltprodukten gesättigt. Im unteren Bereich weist die Kammer des Luftwäscher/Verdunsters 6 ein Sammelbecken 9 auf, in dem sich gereinigtes Kühlwasser (mit einem reduzierten Anteil von Spaltprodukten) sammelt. Über eine Pumpe 10 wird das gereinigte Kühlwasser dem Kühlsystem 11 zugeführt und dort gekühlt. Entsprechende Kühlturm­ anschlüsse 12 sind angedeutet. Das gekühlte gereinigte Kühlwasser wird über den Kreis 4 in das Sammelbecken 2 zurückgeführt. Die Wasserum­ wälzung im Kühlwasserkreis 4 erfolgt beispielsweise mit einem Durchsatz von 8 m³/h.

Dem Luftwäscher/Verdunster 6 ist ein Kältetrockner 14 nachgeschaltet, der die vom unteren Teil des Luftwäscher/Verdunsters 6 abgezogene, mit Wasserdampf und Spaltprodukten gesättigte Luft trocknet. Der Kälte­ trockner 14 ist in einem geschlossenen Luftkreis 13 angeordnet. Die durch den Kältetrockner 14 erzeugte getrocknete Luft wird über den Kreis 13 in den oberen Teil des Luftwäscher/Verdunsters 6 zurückgeführt. Das vom Kältetrockner 14 anfallende Kondensat, das aus einem Wasser/Spalt­ produkt-Gemisch besteht, wird über eine Pumpe 15 vom Trockner abgezogen und einer Separationsanlage zugeführt. Die Separationsanlage besteht aus einem Verdampfer 16 und einem diesem nachgeschalteten Kondensator 17. In dem Verdampfer 16 werden die Spaltprodukte bei einer Temperatur etwas unter 100°C verdampft und im nachfolgenden Kondensator 17 auskonden­ siert. Sie können dann im flüssigen Zustand einer Entsorgung zugeführt werden. Das verbleibende Wasser kann über eine Leitung (nicht gezeigt) zurück in den geschlossenen Kühlwasserkreis 4 geführt werden.

Bei dem im Kühlwasserkreis 4 verwendeten Kühlsystem kann es sich beispielsweise um elektrische Kälteaggregate handeln.

Claims (13)

1. Verfahren zur Abtrennung von in der Heizzone eines CV-Rohrs einer Kabelherstellungsvorrichtung entste­ henden gasförmigen Spaltprodukten aus dem Kühlwasser, wobei das mit Spaltprodukten angereicherte Kühlwasser in einem geschlossenem Kreislauf geführt wird und hierbei einem Reinigungsprozess durch Beaufschlagung mit getrockneter Luft in einem Luftwasch- /Verdunstungsvorgang und anschließend einem Kühlpro­ zeß unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Luftwasch-/Verdunstungsvorgang entstandene, mit Wasserdampf und Spaltprodukten ge­ sättigte Abluft einem Trocknungsvorgang unterzogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Trocknungsvorgang gewonnene Rein­ luft zur Durchführung des Luftwasch- /Verdunstungsvorganges verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das aus dem Trocknungsvorgang resul­ tierende Wasser/Spaltprodukt-Gemisch einem Separati­ onsprozess unterzogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Separationsprozess einen Verdampfungsprozess und anschließenden Kondensationsprozess umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Separationsprozess einen Zentrifu­ gierschritt umfaßt.

7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem CV-Rohr mit einer Heizzone, einer sich daran anschließenden Kühlzone und einem von der Kühlzone des CV-Rohrs abgezweigten geschlossenen Kreis für die kondensierte gasförmige Spaltprodukte enthaltende Kühlflüssigkeit, in den ei­ ne Reinigungsstufe integriert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Reinigungsstufe eine Luftwasch- /Verdunstungsvorrichtung (6) für die Kühlflüssigkeit bildendes Kühlwasser mit einer Lufttrocknungsvorrich­ tung umfasst und dass der Reinigungsstufe eine Kühlstufe nachgeordnet ist.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftwasch-/Verdungstungsvorrichtung (6) eine Trocknungsvorrichtung (14) für die von der Luftwasch- /Verdunstungsvorrichtung (6) abgezogene, mit Wasserdampf und Spaltprodunkten gesättigte Luft zugeordnet ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftwasch-/Verdunstungsvorrichtung (6) ein ge­ schlossener Kreis (13) für die Abluft zugeordnet ist.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Trocknungsvorrichtung (14) ei­ ne Separationsvorrichtung für das von der Trocknungs­ vorrichtung abgezogene Wasser/Spaltprodukt-Gemisch nachgeordnet ist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Separationsvorrichtung einen Verdampfer (16), ei­ nen Kondensator (17) und/oder eine Zentrifuge umfasst.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Leitung zur Rückführung des Kondenswassers von der Separationsvorrichtung in den geschlossenen Kühlwasserkreis (4) aufweist.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass sie ein Sammelbecken (2) aufweist, von dem der geschlossene Kreis (4) für die Kühlwas­ serreinigung ausgeht und in das er zurückgeführt ist, wobei dem Sammelbecken (2) das von dem CV-Rohr abge­ zogene verunreinigte Kühlwasser zugeführt und vom Sammelbecken das gereinigte Kühlwasser in das CV-Rohr zurückgeführt wird.