ES2371466T3

ES2371466T3 - INSTALLATION AND PROCEDURE TO DRY OBJECTS.

Info

Publication number: ES2371466T3
Application number: ES04765782T
Authority: ES
Inventors: Apostolos Katefidis; Michael Hager; Werner Swoboda
Original assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG; Eisenmann SE
Current assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG; Eisenmann SE
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-10-02
Publication date: 2012-01-03
Anticipated expiration: 2024-10-02
Also published as: DE10349090A1; CN100445677C; EP1676082B1; US20070101607A1; CN1871486A; JP2007510120A; EP1676082A1; KR101124787B1; WO2005047794A1; KR20060073639A; CA2542463A1; ATE520941T1; JP4773357B2

Abstract

The invention to a system which is used to dry objects, comprising a drying cubicle ( 1 ), known per se, wherein the objects are exposed to hot air. The process waste air from a high temperature fuel cell ( 10 ) is used as hot air which is directly introduced into the drying cubicle ( 1 ). The high pressure fuel cell ( 10 ) is operated, according to thermal energy required for the drying process, whereby according to the extent thereof electric energy is also accumulated and is disregarded when controlling the high temperature fuel cell ( 10 ), whereby electrical consumers for said electrical energy can always be found. The inventive system and method for drying objects are relatively inexpensive and have a very high energy utilisation ratio.

Description

Instalación y procedimiento para secar objetos. Installation and procedure to dry objects.

La invención concierne a una instalación para secar objetos que comprende: The invention concerns an installation for drying objects comprising:

a) una cabina secadora que presenta al menos una sección en la que los objetos están expuestos a aire caliente; a) a drying cabinet that has at least one section in which the objects are exposed to hot air;

b) un equipo de calentamiento que calienta el aire caliente introducido en la cabina secadora; b) a heating equipment that heats the hot air introduced into the dryer cabin;

así como a un procedimiento para secar objetos en el que se calienta aire y se solicitan los objetos con aire caliente. as well as a procedure for drying objects in which air is heated and the objects are requested with hot air.

Tanto por motivos del medio ambiente como también por motivos de coste se presta una atención creciente al manejo de la energía durante el secado de objetos. En particular, durante el secado de objetos grandes pintados, como, por ejemplo, carrocerías de vehículos, deben utilizarse considerables cantidades de energía, de modo que los ahorros de energía llevan a considerables reducciones de costes. Both for environmental reasons as well as for cost reasons, increasing attention is given to energy management during drying of objects. In particular, during the drying of large painted objects, such as vehicle bodies, considerable amounts of energy must be used, so that energy savings lead to considerable cost reductions.

En los procedimientos de secado conocidos del tipo citado al principio, como los que se utilizan en particular para secar carrocerías de vehículo recién pintadas, se usan como equipo de calentamiento para el aire de secado dispositivos de postcombustión térmica. Estos dispositivos de postcombustión térmica llevan ya a un ahorro de energía en la medida en que extraen su contenido en energía, por combustión, del aire que contiene hidrocarburos, extraído de la cabina secadora, y con ello depuran simultáneamente este aire; véase, por ejemplo, el documento US 4 656 758 A. In known drying processes of the type mentioned at the beginning, such as those used in particular for drying freshly painted vehicle bodies, thermal post-combustion devices are used as heating equipment for drying air. These thermal post-combustion devices already lead to energy savings to the extent that they extract their energy content, by combustion, of the air containing hydrocarbons, extracted from the dryer cabin, and thereby simultaneously purify this air; see, for example, document US 4 656 758 A.

Sin embargo, en general, el contenido en energía del aire de salida de la cabina secadora no es suficiente para conseguir la temperatura de combustión necesaria para una depuración completa. Por tanto, la corriente de aire de salida del secador que se quiere eliminar debe calentarse a una temperatura necesaria para la oxidación completa de los componentes orgánicos contenidos en el aire de salida del secador. Para ello, se suministran los combustibles correspondientes. Es decir, el aire que abandona el dispositivo de postcombustión térmica se suministra ahora a uno o varios intercambiadores de calor, en donde cede una parte de su energía térmica al aire hecho circular en la cabina secadora. Se puede evitar una introducción directa del aire de combustión del dispositivo de postcombustión térmica en la cabina secadora debido a las materias extrañas que están aún presentes o que se originan en el aire de salida y que, eventualmente, perturban la calidad de la superficie de la pintura y debido también a la peor regulación de temperatura. El aire que procede del dispositivo de postcombustión térmica y ha sido enfriado en el o los intercambiadores de calor se suministrado entonces a la chimenea a una temperatura que no se diferencia en mucho de la temperatura reinante en el interior de la cabina secadora. Es típico un valor de 160ºC. However, in general, the energy content of the outlet air of the dryer cabin is not sufficient to achieve the combustion temperature necessary for complete purification. Therefore, the outlet air stream of the dryer to be removed must be heated to a temperature necessary for the complete oxidation of the organic components contained in the dryer outlet air. For this, the corresponding fuels are supplied. That is, the air leaving the thermal afterburner is now supplied to one or more heat exchangers, where a portion of its thermal energy is transferred to the air circulated in the dryer cabin. A direct introduction of the combustion air of the thermal post-combustion device into the dryer cabin can be avoided due to foreign matter that is still present or that originates in the exhaust air and that, eventually, disrupts the surface quality of the paint and also due to the worst temperature regulation. The air that comes from the thermal afterburner and has been cooled in the heat exchanger (s) is then supplied to the chimney at a temperature that does not differ greatly from the temperature prevailing inside the dryer cabin. A value of 160 ° C is typical.

Aun cuando con estos secadores conocidos se logran ya considerables ahorros de energía, se buscan posibilidades adicionales para ahorrar energía. Además, los intercambiadores de calor, que deben utilizarse por los motivos anteriormente mencionados, conllevan un coste de equipamiento relativamente elevado. Even when these known dryers already achieve considerable energy savings, additional possibilities are sought to save energy. In addition, heat exchangers, which must be used for the aforementioned reasons, carry a relatively high equipment cost.

El problema de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un procedimiento del tipo citado al principio con los que pueda efectuarse el secado con costes de equipamiento más reducidos y con un uso menor de energía primaria. The problem of the present invention is to provide a device and method of the type mentioned above with which drying can be carried out with lower equipment costs and with a lower use of primary energy.

Este problema se resuelve, en lo que corresponde al dispositivo, porque: This problem is solved, in what corresponds to the device, because:

c) el equipo de calentamiento comprende al menos una pila de combustible de alta temperatura cuyo aire de salida del proceso puede ser suministrado como aire caliente a la cabina secadora; c) the heating equipment comprises at least one high temperature fuel cell whose process exit air can be supplied as hot air to the dryer cabin;

d) está previsto un control que d) a control is planned that

da) hace que funcione la pila de combustible de alta temperatura, con independencia de la energía eléctrica generada por ésta, de manera que la energía térmica generada por ella corresponda a las necesidades de la cabina secadora; da) makes the high temperature fuel cell work, regardless of the electrical energy generated by it, so that the thermal energy generated by it corresponds to the needs of the dryer cabin;

db) suministra a otros consumidores eléctricos, en las respectivas cantidades producidas, la energía eléctrica generada por la pila de combustible de alta temperatura. db) supplies to other electrical consumers, in the respective quantities produced, the electrical energy generated by the high temperature fuel cell.

Es sabido que en pilas de combustible de alta temperatura se generan dos tipos de energía, concretamente energía eléctrica y energía térmica. Asimismo, se sabe que, cuando pueden utilizarse los dos tipos de energía, puede conseguirse un grado de utilización de la energía primaria de hasta el 90%. No obstante, hasta ahora, las pilas de combustible de alta temperatura se utilizaban principalmente con el propósito de generar tanta energía eléctrica como fuera posible; para la energía térmica que se producía forzosamente en este caso, se buscaban después consumidores adecuados. Allí donde no había consumidores de este tipo, se perdía la energía térmica. It is known that two types of energy are generated in high temperature fuel cells, namely electrical energy and thermal energy. It is also known that, when both types of energy can be used, a degree of primary energy utilization of up to 90% can be achieved. However, until now, high temperature fuel cells were mainly used for the purpose of generating as much electrical power as possible; for the thermal energy that was necessarily produced in this case, suitable consumers were then sought. Where there were no consumers of this type, thermal energy was lost.

Según la invención, se tiene en mente este principio conocido para explotar pilas de combustible de alta temperatura: Para la utilización en secadores se considera la pila de combustible primariamente como equipo de calentamiento que suministra energía térmica para calentar el aire del secador. De manera correspondiente, la pila de combustible de alta temperatura se hace funcionar también según las necesidades de energía térmica en la cabina secadora. En este caso, carece de momento de importancia la cantidad de energía eléctrica que se origine forzosamente también en este contexto. Para esta energía eléctrica es válido ahora el principio de que se encuentran siempre consumidores a los que se puede suministrar esta energía eléctrica. Esto resulta ser tanto más fácil cuanto que la energía eléctrica es una forma de energía de calidad superior que puede utilizarse de muchas maneras como energía térmica. According to the invention, this known principle is used to exploit high temperature fuel cells: For use in dryers, the fuel cell is considered primarily as heating equipment that supplies thermal energy to heat the dryer air. Correspondingly, the high temperature fuel cell is also operated according to the thermal energy needs in the dryer cabin. In this case, the amount of electrical energy that necessarily originates in this context is also of no importance. For this electric power, the principle that consumers are always available to whom this electric power can be supplied is valid. This turns out to be so much easier since electric power is a form of higher quality energy that can be used in many ways as thermal energy.

Para el aprovechamiento de la energía eléctrica producida, se aplica ventajosamente la siguiente filosofía: El control utiliza la energía eléctrica de la pila de combustible de alta temperatura primariamente para los consumidores eléctricos que pertenecen a la propia instalación y secundariamente para los consumidores eléctricos que se encuentran fuera de la instalación. De esta manera, la instalación es en gran medida autárquica con respecto a la energía eléctrica. Dado que la necesidad de energía térmica en secadores puede ser muy elevada, en muchoscasos se genera más energía eléctrica que la que pueden extraer los consumidores en la instalación. Únicamente esta energía sobrante se conduce a consumidores fuera de la propia instalación. For the use of the electric energy produced, the following philosophy is advantageously applied: The control uses the electric energy of the high temperature fuel cell primarily for the electrical consumers that belong to the installation itself and secondarily for the electrical consumers that are outside the facility In this way, the installation is largely self-sufficient with respect to electric power. Since the need for thermal energy in dryers can be very high, in many cases more electricity is generated than can be extracted by consumers in the installation. Only this excess energy is directed to consumers outside the facility itself.

Si la energía térmica generada por la pila de combustible de alta temperatura, en particular durante el arranque de la instalación, no es suficiente, ésta debe extraerse de la red eléctrica. If the thermal energy generated by the high temperature fuel cell, in particular during the start-up of the installation, is not sufficient, it must be extracted from the mains.

Dentro de la propia instalación, la energía eléctrica de la pila de combustible de alta temperatura se utiliza primariamente para los consumidores eléctricos que sirven para la generación de calor, por ejemplo para radiadores de infrarrojos, y tan sólo secundariamente para otros consumidores eléctricos, por ejemplo accionamientos eléctricos. Within the installation itself, the electrical energy of the high temperature fuel cell is used primarily for electrical consumers that are used for heat generation, for example for infrared radiators, and only secondarily for other electrical consumers, for example electric drives

Asimismo, este principio se refleja en que, según la invención, la pila de combustible de alta temperatura se considera como fuente de energía térmica. Por tanto, cuando haya exceso de energía eléctrica, ésta puede utilizarse para calentar los objetos a secar, lo que reduce a su vez la necesidad de aire caliente. La pila de combustible puede hacerse funcionar en su totalidad con menor potencia cuando se pretenda un funcionamiento lo más autárquico posible de toda la instalación. Also, this principle is reflected in that, according to the invention, the high temperature fuel cell is considered as a source of thermal energy. Therefore, when there is excess electrical energy, it can be used to heat the objects to dry, which in turn reduces the need for hot air. The fuel cell can be operated in its entirety with less power when the operation is as self-sufficient as possible throughout the installation.

Cuando, después de alimentar al consumidor eléctrico de la instalación que sirve para la generación de calor, todavía sobra energía eléctrica, ésta se utiliza en lo posible para accionamientos eléctricos dentro de la propia instalación, es decir, por ejemplo, para los motores de ventiladores utilizados o también de equipos de transporte. When, after feeding the electrical consumer of the installation that serves to generate heat, there is still plenty of electrical energy, this is used as much as possible for electric drives within the installation itself, that is, for example, for fan motors used or also of transport equipment.

Únicamente cuando la energía eléctrica no puede consumirse dentro de la propia instalación, en una forma de ejecución ventajosa de la instalación según la invención la energía sobrante se suministra primariamente a un acumulador de energía y secundariamente a la red eléctrica general. Como acumuladores de energía entran en consideración una batería y también un equipo de electrólisis para generar hidrógeno. Asimismo, los acumuladores de energía aumentan la autarquía de la instalación, ya que en fases en las que no es suficiente la potencia eléctrica y/o térmica de la pila de combustible de alta temperatura, se pueden extraer energía de ellos. Only when the electrical energy cannot be consumed within the installation itself, in an advantageous embodiment of the installation according to the invention is the excess energy supplied primarily to an energy accumulator and secondarily to the general electrical network. As energy accumulators a battery and also an electrolysis equipment to generate hydrogen come into consideration. Also, the energy accumulators increase the autarchy of the installation, since in phases in which the electrical and / or thermal power of the high temperature fuel cell is not sufficient, energy can be extracted from them.

En instalaciones conocidas del tipo citado al principio, como ya se ha mencionado anteriormente, se han utilizado dispositivos de postcombustión térmica para obtener las considerables cantidades de energía que se necesitan y, simultáneamente, depurar el aire de salida del secador. Dado que, en instalaciones según la invención, el aire calentado del secador procede en todo caso, en una proporción predominante, de la pila de combustible de alta temperatura, puede preverse un dispositivo de postcombustión regenerativa para depurar el aire portador de hidrocarburos que abandona la cámara secadora. Este realiza el proceso de depuración con un coste de energía menor que un dispositivo de postcombustión térmica. La energía térmica sobrante que se libera aquí no es suficiente para hacer funcionar el secador. In known installations of the type cited at the beginning, as already mentioned above, thermal post-combustion devices have been used to obtain the considerable amounts of energy that are needed and, simultaneously, to purify the exhaust air from the dryer. Since, in installations according to the invention, the heated air of the dryer in any case proceeds, in a predominant proportion, from the high temperature fuel cell, a regenerative post-combustion device can be provided to purify the hydrocarbon-carrying air leaving the drying chamber This performs the purification process with a lower energy cost than a thermal afterburner. The excess thermal energy released here is not enough to operate the dryer.

No obstante, según una forma de realización preferida adicional de la invención, puede ser pertinente prever un intercambiador de calor en el que tenga lugar un intercambio de calor entre el aire caliente extraído del dispositivo de postcombustión regenerativa y el aire extraído de la atmósfera exterior y suministrado a la cabina secadora. Por tanto, en este intercambiador de calor se extrae aún más calor del gas que abandona el dispositivo de postcombustión regenerativa y que solamente presenta todavía una baja temperatura, para alimentarlo al lugar de utilización dentro de la cabina secadora. However, according to a further preferred embodiment of the invention, it may be pertinent to provide a heat exchanger in which a heat exchange takes place between the hot air extracted from the regenerative post-combustion device and the air extracted from the outside atmosphere and supplied to the dryer cabin. Therefore, in this heat exchanger, even more heat is extracted from the gas that leaves the regenerative afterburner and that only has a low temperature, to feed it to the place of use inside the dryer cabin.

El objeto anteriormente citado, en lo que respecta al procedimiento para secar objetos, se resuelve porque: The aforementioned object, in regard to the procedure for drying objects, is solved because:

a) se utiliza como aire caliente el aire de salida del proceso de una pila de combustible de alta temperatura; a) the process air of a high temperature fuel cell is used as hot air;

b) se hace que funcione la pila de combustible de alta temperatura con independencia de la energía eléctrica generada por ésta y de conformidad con las necesidades de energía térmica durante el proceso de secado; b) the high temperature fuel cell is operated independently of the electrical energy generated by it and in accordance with the needs of thermal energy during the drying process;

c) se suministra a consumidores eléctricos, en las respectivas cantidades producidas, la energía eléctrica generada por la pila de combustible de alta temperatura. c) the electrical energy generated by the high temperature fuel cell is supplied to electrical consumers in the respective quantities produced.

Las ventajas del procedimiento según la invención corresponden análogamente a las ventajas antes mencionadas del dispositivo según la invención. The advantages of the process according to the invention correspond analogously to the aforementioned advantages of the device according to the invention.

En las reivindicaciones 8 a 12 se señalan formas de realización ventajosas del procedimiento según la invención que encuentran también sus homólogos en las formas de realización del dispositivo según la invención ya explicadas anteriormente. Advantageous embodiments of the process according to the invention are also indicated in claims 8 to 12 which also find their counterparts in the embodiments of the device according to the invention already explained above.

Dado que en el procedimiento según la invención está libremente disponible en general la energía eléctrica, tiene sentido que, después de alcanzar la temperatura de funcionamiento de la pila de combustible, se caliente al menos parcialmente el gas combustible con energía eléctrica. Por tanto, se eleva el rendimiento térmico. La temperatura de descarga del aire de salida del proceso se eleva así a alrededor de 600ºC. Since, in the process according to the invention, electrical energy is freely available in general, it makes sense that, after reaching the operating temperature of the fuel cell, the fuel gas is at least partially heated with electrical energy. Therefore, the thermal efficiency is raised. The discharge temperature of the process exit air thus rises to around 600 ° C.

Cuando sea necesaria una atmósfera inerte en la cabina secadora, en particular durante el procesamiento de pinturas endurecibles con UV, el aire de salida del proceso de la pila de combustible de alta temperatura puede formar directamente la atmósfera inerte. Este está, por su origen, suficientemente limpio y, particularmente cuando se utiliza gas natural como gas combustible, consta casi exclusivamente de dióxido de carbono, que juega un papel importante en el endurecimiento de pinturas por UV. When an inert atmosphere is necessary in the drying cabinet, in particular during the processing of UV-hardenable paints, the process air from the high temperature fuel cell can directly form the inert atmosphere. This is, by its origin, sufficiently clean and, particularly when natural gas is used as combustible gas, it consists almost exclusively of carbon dioxide, which plays an important role in the hardening of UV paints.

A continuación, con ayuda del dibujo, se explican con más detalle ejemplos de realización de la invención; muestran: Next, with the aid of the drawing, examples of embodiment of the invention are explained in more detail; show:

La figura 1, esquemáticamente, una instalación para secar carrocerías de vehículo; Figure 1, schematically, an installation for drying vehicle bodies;

La figura 2, en forma un poco más detallada, una pila de combustible de alta temperatura contenida en la instalación de la figura 1, así como su entorno más próximo; y Figure 2, in a slightly more detailed form, a high temperature fuel cell contained in the installation of Figure 1, as well as its closest surroundings; Y

La figura 3, una segunda forma de realización de una instalación según la invención. Figure 3, a second embodiment of an installation according to the invention.

La instalación representada en el dibujo para secar carrocerías de vehículo comprende como componente central la cabina secadora 1 propiamente dicha que está dividida por una pared de separación 2 en una zona de precalentamiento 3 y una zona de secado principal 4. Las carrocerías de vehículo recién pintadas se introducen primero en la zona de precalentamiento 3 con ayuda de un sistema de transporte no representado y allí se ponen a una temperatura de algo menos de 100ºC por la acción combinada de un aire caliente introducido por un conducto 5 y unos radiadores de infrarrojos 6 operados eléctricamente. Se expulsa con ello la mayor parte del disolvente. El aire fuertemente cargado con disolvente se extrae a través de un conducto 7 de la cabina secadora y se suministra a un tratamiento posterior descrito más abajo. The installation shown in the drawing for drying vehicle bodies comprises as a central component the dryer cabin 1 which is divided by a separation wall 2 in a preheating zone 3 and a main drying zone 4. The newly painted vehicle bodies they are first introduced into the preheating zone 3 with the help of a transport system not shown and there they are placed at a temperature of slightly less than 100 ° C by the combined action of a hot air introduced by a duct 5 and operated infrared radiators 6 electrically This removes most of the solvent. The air heavily charged with solvent is extracted through a duct 7 of the drying cabinet and is supplied to a subsequent treatment described below.

Las carrocerías de vehículo así precalentadas llegan después a la zona de secado principal 4, que, por su parte, puede estar nuevamente dividida en una zona de calentamiento y una zona de retención. The vehicle bodies thus preheated then arrive at the main drying zone 4, which, in turn, can again be divided into a heating zone and a retention zone.

Por medio de la mayor longitud de la zona de secado principal 4 en comparación con la zona de precalentamiento 3 se indica que las carrocerías de vehículo se encuentran más tiempo en la zona de secado principal 4 que en la zona de precalentamiento 3. En un procedimiento de circulación continua, estos tiempos de tratamiento diferentes se reflejan en diferentes longitudes de la instalación. By means of the greater length of the main drying zone 4 compared to the preheating zone 3 it is indicated that the vehicle bodies are longer in the main drying zone 4 than in the preheating zone 3. In a procedure Continuous circulation, these different treatment times are reflected in different lengths of the installation.

Dentro de las zonas de secado principales 4, las carrocerías de vehículo se ponen a una temperatura de 180ºC, por un lado, con aire caliente que se suministra también a través del conducto 5, y, por otro lado, con aire de salida del proceso que se alimenta a través de conductos 8. El aire caliente dentro de la sección secadora principal 4 se hace circular, para proporcionar un calentamiento uniforme, con ayuda de ventiladores 9. A la temperatura citada, los disolventes restantes escapan de la pintura aplicada a las carrocerías de vehículo; la pintura se endurece. Within the main drying zones 4, the vehicle bodies are placed at a temperature of 180 ° C, on the one hand, with hot air that is also supplied through the duct 5, and, on the other hand, with process exit air which is fed through ducts 8. The hot air inside the main dryer section 4 is circulated, to provide uniform heating, with the aid of fans 9. At the aforementioned temperature, the remaining solvents escape from the paint applied to the vehicle bodies; The paint hardens.

Para generar el aire de salida caliente del proceso alimentado a la sección secadora principal 4 a través de los conductos 8, se utilizan una o más pilas de combustible de alta temperatura 10. Estas pilas de combustible de alta temperatura 10 pueden hacerse funcionar con, prácticamente, todos los gases combustibles que contienen hidrocarburos, en particular con gas natural, pero también con biogás, gas de depuradora, gas de vertedero u otros gases residuales industriales, como los que se originan en la técnica de la pintura. El gas combustible se suministra a la pila de combustible de alta temperatura 10 por medio del conducto 21. Con ayuda de un dispositivo de calentamiento 22 (véase la figura 2) se pone allí dicho gas a la temperatura de funcionamiento. El dispositivo de calentamiento 22 se alimenta de corriente ajena durante el arranque de la instalación y, después de alcanzar la temperatura de funcionamiento, se le hace funcionar con la corriente generada por la propia pila de combustible de alta temperatura 10. Es por esto por lo que generalmente está presente energía eléctrica en exceso, mientras que la energía térmica de la pila de combustible de alta temperatura 10 deberá suministrarse a la cabina secadora 1 de la manera más completa posible. To generate the hot exhaust air from the process fed to the main dryer section 4 through the ducts 8, one or more high temperature fuel cells 10 are used. These high temperature fuel cells 10 can be operated with, practically , all combustible gases containing hydrocarbons, in particular with natural gas, but also with biogas, sewage gas, landfill gas or other industrial waste gases, such as those originating in the painting technique. The combustible gas is supplied to the high temperature fuel cell 10 by means of the conduit 21. With the aid of a heating device 22 (see Figure 2) said gas is placed there at the operating temperature. The heating device 22 is powered by an external power during the start-up of the installation and, after reaching the operating temperature, it is operated with the current generated by the high-temperature fuel cell itself 10. This is why that excess electrical energy is generally present, while the thermal energy of the high temperature fuel cell 10 must be supplied to the dryer cabin 1 as completely as possible.

Se suministra el aire necesario para la combustión a través de un conducto 23 unido con la atmósfera exterior, en el que está situada una compuerta controlable 24. The air necessary for combustion is supplied through a duct 23 connected to the outside atmosphere, in which a controllable gate 24 is located.

En el interior de la pila de combustible de alta temperatura 10 reina una temperatura de aproximadamente 650ºC. Se produce un aire de salida del proceso que abandona la pila de combustible de alta temperatura 10 con una temperatura de aproximadamente 600ºC. Este aire de salida del proceso está prácticamente libre de impurezas, de modo que, a través de los conductos 8 y sin la intercalación de un intercambiador de calor, dicho aire puede introducirse directamente en la cabina secadora 1, en donde se ajusta una temperatura de aproximadamente 180ºC. Si en la cabina secadora 1 se procesan pinturas endurecibles con UV, entonces la atmósfera inerte necesaria para ello puede formarse directamente por el aire de salida del proceso que, particularmente cuando se usa gas natural como gas combustible, se compone principalmente de dióxido de carbono. Inside the high temperature fuel cell 10 a temperature of approximately 650 ° C reigns. A process air is produced leaving the high temperature fuel cell 10 with a temperature of approximately 600 ° C. This process exit air is practically free of impurities, so that, through the ducts 8 and without the intercalation of a heat exchanger, said air can be introduced directly into the dryer cabin 1, where a temperature of approximately 180 ° C. If UV hardenable paints are processed in the drying cabinet 1, then the inert atmosphere necessary for this can be formed directly by the process exit air which, particularly when natural gas is used as combustible gas, is mainly composed of carbon dioxide.

Escasamente el 60% de la energía total se origina como energía eléctrica y holgadamente el 40% como energía térmica. Barely 60% of the total energy originates as electrical energy and comfortably 40% as thermal energy.

Antes de que se entre en detalles sobre el uso de los diferentes tipos de energía y sobre el control utilizado para ello en la pila de combustible de alta temperatura 10, se finalizará primero la descripción de toda la instalación: Before details on the use of the different types of energy and on the control used for this in the high temperature fuel cell 10, the description of the entire installation will be completed first:

El aire de salida fuertemente cargado de disolvente que abandona la cabina secadora 1 a través del conducto 7 se suministra primero a un dispositivo de postcombustión regenerativa 11 en el que se queman las impurezas orgánicas, con lo que se depura el aire de salida. Este aire de salida depurado, caliente aproximadamente a 230ºC, se suministra con ayuda de un ventilador 12 a una chimenea 13, bien directamente o bien dando un rodeo por un intercambiador de calor 14. Este aire depurado caliente cede allí una parte de su calor a aire de la atmósfera de aproximadamente 20ºC que se succiona con ayuda de un ventilador adicional 15, se presiona a través del intercambiador de calor 14 y, a continuación, se introduce en la cabina secadora 1 a través del conducto 5 ya mencionado anteriormente con una temperatura de aproximadamente 180ºC. El conducto 5 lleva además a una compuerta controlable 25 y desemboca en el conducto 23 entre la compuerta 24 y la pila de combustible de alta temperatura 10. Gracias al ajuste de las compuertas 24 y 25 pueden determinarse evidentemente la cantidad y la temperatura del aire suministrado a la pila de combustible de alta temperatura 10. The heavily charged solvent exhaust air leaving the drying cabinet 1 through the duct 7 is first supplied to a regenerative post-combustion device 11 in which the organic impurities are burned, thereby purifying the exhaust air. This purified exhaust air, heated at approximately 230 ° C, is supplied with the aid of a fan 12 to a chimney 13, either directly or by means of a heat exchanger 14. This hot purified air gives there a part of its heat to Atmospheric air of approximately 20 ° C which is suctioned out with the aid of an additional fan 15, is pressed through the heat exchanger 14 and then introduced into the dryer cabin 1 through the conduit 5 already mentioned above with a temperature of approximately 180 ° C. The duct 5 also leads to a controllable gate 25 and empties into the duct 23 between the gate 24 and the high-temperature fuel cell 10. Thanks to the adjustment of the gates 24 and 25, the quantity and temperature of the supplied air can obviously be determined to the high temperature fuel cell 10.

La gestión de la energía de toda la instalación se realiza de la siguiente manera con ayuda de un control electrónico: The energy management of the entire installation is carried out as follows with the help of an electronic control:

La magnitud de control primaria es la demanda de energía térmica que se necesita en la zona secadora principal 4. La pila de combustible 10 se hace funcionar de modo que pueda generarse la energía térmica necesaria y las cantidades correspondientes de aire de salida calentado puedan introducirse en la zona secadora principal 4 a través de los conductos 8. En este caso, no se da ninguna consideración a la energía eléctrica que se origina simultáneamente. Con ésta se procede como sigue: Primero se abastecen a través de la línea 18 aquellos consumidores eléctricos de la propia instalación que sirven para obtener calor, en particular los radiadores de infrarrojos 6 y el equipo de calentamiento eléctrico 22. La energía eléctrica sobrante se suministra a los ventiladores 12, 15 existentes dentro de la instalación a través de las líneas 17. En las instalaciones secadoras usuales permanece ahora también energía eléctrica sobrante con la cual se abastecen accionamientos eléctricos a través de la línea 19, por ejemplo el accionamiento del transportador que acarrea las carrocerías de vehículo. Si todavía queda energía eléctrica, ésta se descarga a la red eléctrica a través de la línea 20 o se almacena temporalmente, por ejemplo en forma de una generación electrolítica de hidrógeno. The magnitude of primary control is the demand for thermal energy that is needed in the main dryer zone 4. The fuel cell 10 is operated so that the necessary thermal energy can be generated and the corresponding quantities of heated exhaust air can be introduced into the main dryer zone 4 through the ducts 8. In this case, no consideration is given to the electrical energy that originates simultaneously. This proceeds as follows: First, the electrical consumers of the facility that serve to obtain heat are supplied via line 18, in particular infrared radiators 6 and electric heating equipment 22. The remaining electrical energy is supplied to the fans 12, 15 existing within the installation through the lines 17. In the usual drying installations, there is still excess electrical energy with which electrical drives are supplied through the line 19, for example the conveyor drive which haul vehicle bodies. If there is still electricity left, it is discharged to the electricity network via line 20 or stored temporarily, for example in the form of an electrolytic generation of hydrogen.

El ejemplo de realización de una instalación secadora representado en la figura 3 se diferencia del descrito anteriormente con ayuda de las figuras 1 y 2 tan sólo en que no están previstos ningún dispositivo de postcombustión ni ningún intercambiador de calor pospuesto a éste que transfiera calor del aire que abandona el dispositivo de postcombustión regenerativa al aire succionado de la atmósfera exterior. En su lugar, el conducto 5 desemboca a través de una compuerta controlable 28 en el conducto 26 que lleva a la chimenea 13; el conducto 27 a través del cual se succiona aire fresco contiene también una compuerta controlable 29 y desemboca entre el ventilador 15 y el conducto 26 en el conducto 5. Por medio de las compuertas 28 y 29 se pueden determinar evidentemente la cantidad y la temperatura del aire suministrado a la cabina secadora 1. The exemplary embodiment of a dryer installation shown in Figure 3 differs from that described above with the help of Figures 1 and 2 only in that no post-combustion device or any heat exchanger postponed thereto is provided that transfers heat from the air which leaves the regenerative post-combustion device to the air sucked from the outside atmosphere. Instead, the duct 5 flows through a controllable gate 28 into the duct 26 leading to the chimney 13; the duct 27 through which fresh air is sucked also contains a controllable gate 29 and flows between the fan 15 and the duct 26 in the duct 5. By means of the gates 28 and 29, the quantity and temperature of the air supplied to the dryer cabin 1.

Referencias citadas en la descripción References cited in the description

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Documentos de patente citados en la descripciónPatent documents cited in the description

US 4656758 A [0003] US 4656758 A [0003]

Claims

1. Installation for drying objects comprising:

a) a drying cabinet that has at least one section in which the objects are exposed to hot air;

b) a heating equipment that heats the hot air introduced into the dryer cabin;

characterized because:

c) the heating equipment comprises at least one high temperature fuel cell (10) whose process exit air can be supplied as hot air to the dryer cabin (1);

d) a control is planned that

da) causes the high temperature fuel cell (10) to operate independently of the electrical energy generated by it so that the thermal energy generated by it corresponds to the needs of the dryer cabin (1);

db) supplies to other electrical consumers, in the respective quantities produced, the electrical energy generated by the high temperature fuel cell (10).

2.2.: Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque el control utiliza la energía eléctrica de la pila de combustible (10) de alta temperatura primariamente para consumidores eléctricos (6, 12, 15) que pertenecen a la propia instalación y secundariamente para consumidores eléctricos que se encuentran fuera de la instalación. Installation according to claim 1, characterized in that the control uses the electrical energy of the high temperature fuel cell (10) primarily for electrical consumers (6, 12, 15) belonging to the installation itself and secondarily for electrical consumers who are outside the facility

3.3.: Instalación según la reivindicación 2, caracterizada porque el control utiliza la energía eléctrica de la pila de combustible (10) de alta temperatura dentro de la propia instalación primariamente para los consumidores eléctricos Installation according to claim 2, characterized in that the control uses the electrical energy of the high temperature fuel cell (10) within the installation itself primarily for electrical consumers

(6) used for heat generation, for example for infrared radiators, and secondarily for other electrical consumers, for example electric drives.

4. Four.: Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el control suministra la energía eléctrica sobrante de la pila de combustible (10) de alta temperatura, no consumida en la propia instalación, primariamente a un acumulador de energía y secundariamente a la red eléctrica general. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the control supplies the remaining electrical energy of the high temperature fuel cell (10), not consumed in the installation itself, primarily to an energy accumulator and secondarily to the general electrical network.

5.5.: Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está previsto un dispositivo de postcombustión regenerativa (11) al que se suministra, para fines de depuración, aire que contiene hidrocarburos extraído de la cámara secadora (1). Installation according to one of the preceding claims, characterized in that a regenerative post-combustion device (11) is provided to which, for purification purposes, air containing hydrocarbons extracted from the drying chamber (1) is supplied.

6.6.: Instalación según la reivindicación 5, caracterizada porque está previsto un intercambiador de calor (14) en el que tiene lugar un intercambio de calor entre aire caliente extraído del dispositivo de postcombustión regenerativa Installation according to claim 5, characterized in that a heat exchanger (14) is provided in which a heat exchange takes place between hot air extracted from the regenerative afterburner

(11) and air extracted from the outside atmosphere and supplied to the dryer cabin (1).

7. Procedure for drying objects, in which air is heated and the objects are requested with the heated air, characterized in that

a) the process air of a high temperature fuel cell (10) is used as hot air;

b) the high temperature fuel cell (10) is operated independently of the electrical energy generated by it and in accordance with the thermal energy requirements for the drying process;

c) the electrical energy generated by the high temperature fuel cell (10) is supplied to electrical consumers in the respective quantities produced.

8.8.: Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la energía eléctrica de la pila de combustible (10) de alta temperatura se utiliza primariamente para consumidores eléctricos (6, 12, 15) pertenecientes a la propia instalación y secundariamente para consumidores eléctricos que se encuentran fuera de la instalación. Method according to claim 7, characterized in that the electrical energy of the high temperature fuel cell (10) is used primarily for electrical consumers (6, 12, 15) belonging to the installation itself and secondarily for electrical consumers outside installation.

9.9.: Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la energía eléctrica de la pila de combustible Method according to claim 7 or 8, characterized in that the electric energy of the fuel cell

(10) High temperature is used within the facility itself primarily for electrical consumers that are used for heat generation, for example for infrared radiators, and secondarily for other electrical consumers, for example electric drives.

10.10.: Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la energía eléctrica sobrante de la pila de combustible (10) de alta temperatura, no consumida en la propia instalación, se suministra primariamente a un acumulador de energía y secundariamente a la red eléctrica general. Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the excess electrical energy of the high temperature fuel cell (10), not consumed in the installation itself, is supplied primarily to an energy accumulator and secondarily to the general electrical network. .

11.eleven.: Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el aire que contiene hidrocarburos originado durante el secado es sometido a una postcombustión regenerativa. Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the air containing hydrocarbons originated during drying is subjected to a regenerative post-combustion.

12.12.: Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el aire calentado por postcombustión se utiliza para calentar aire que se extrae de la atmósfera exterior y se suministra al proceso de secado. Method according to claim 11, characterized in that the post-combustion heated air is used to heat air that is extracted from the outside atmosphere and supplied to the drying process.

13. 13.: Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque tras alcanzar la temperatura de funcionamiento de la pila de combustible (10) se calienta el gas combustible al menos parcialmente por medio de energía eléctrica suministrada por la propia pila de combustible (10). Method according to one of claims 7 to 12, characterized in that after reaching the operating temperature of the fuel cell (10) the fuel gas is heated at least partially by means of electric power supplied by the fuel cell itself (10).

14.14.: Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque el aire de salida del proceso de la pila de combustible (10) de alta temperatura forma una atmósfera inerte en la cabina secadora (1). Method according to one of claims 7 to 13, characterized in that the process air of the high temperature fuel cell (10) forms an inert atmosphere in the dryer cabin (1).