WO1999059699A2 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von trocknungsabgasen - Google Patents

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WO1999059699A2
WO1999059699A2 PCT/EP1999/003382 EP9903382W WO9959699A2 WO 1999059699 A2 WO1999059699 A2 WO 1999059699A2 EP 9903382 W EP9903382 W EP 9903382W WO 9959699 A2 WO9959699 A2 WO 9959699A2
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exhaust gases
vortex tube
outlet opening
dust
laden
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Werner Schmidt
Holger Zierholz
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Kvaerner Panel Systems Gmbh Maschinen- Und Anlagenbau
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces

Definitions

  • the present invention relates to a method for cleaning drying exhaust gases when drying wood chips, wood fibers or the like by means of heating gases generated in a combustion chamber, in which the dried material is separated from the drying exhaust gases. Furthermore, the invention is directed to a device for cleaning drying exhaust gases when drying wood chips, wood fibers or the like by means of heating gases generated in a combustion chamber, in particular for carrying out the method mentioned at the beginning.
  • the dried chips are separated from the drying exhaust gases after exiting the combustion chamber, via a separating device, for example a cyclone, and fed to further utilization, for example a scattering device.
  • a separating device for example a cyclone
  • the drying exhaust gases separated from the chips are relatively heavily laden with dust (approx. 100 to 500 mg / m 3 ), so that they must not be discharged directly into the environment, but must go through a cleaning process.
  • the dust-laden drying exhaust gases are cleaned, for example, in filter units, whereupon the cleaned exhaust gases can be discharged into the environment.
  • the object of the invention is to develop a method and a device of the type mentioned in the introduction such that the production costs and the operating costs of a corresponding device, in particular the effort for filtering the dust-laden drying exhaust gases, can be reduced.
  • a device comprises a separating device for separating the dried goods from the drying exhaust gases and a vortex tube for separating the drying exhaust gases, which are interspersed with particle dust, into cleaned and dust-laden exhaust gases.
  • a vortex tube is thus used for the subsequent division of the particles freed from the particles but permeated with particle dust
  • Drying exhaust gases used in cleaned and dust-laden exhaust gases Use is therefore made of the high separation quality of a vortex tube, with the result that the drying exhaust gases fed to the vortex tube are separated into a portion with a very high dust load and a portion that is practically completely cleaned.
  • the fully cleaned portion can thus be fed directly into the environment without the need for additional filtering.
  • the remaining dust-laden portion is significantly reduced compared to the volume flow at the inlet of the vortex tube, so that either significantly smaller filter systems are used or the remaining dust portions can be disposed of, for example, by incineration.
  • the combustion can advantageously be carried out by returning the drying exhaust gases which are permeated with the residual dust to the combustion chamber.
  • a 50:50 split of the drying exhaust gases into cleaned and dust-laden exhaust gases will usually take place in the vortex tube, the official regulations of 20 mg / m 3 clean gas for the fully cleaned portion being able to be achieved without problems.
  • a major advantage of the invention is thus that the critical volume of the drying exhaust gases to be cleaned can be significantly reduced.
  • the diameter of a vortex tube used is advantageously between 30 cm and 5 m, in particular between 1 and 3 m.
  • the temperature of the swirl tube and / or of the drying exhaust gases introduced into the swirl tube can advantageously be increased. If there is a temperature above the dew point (approx. 60-70 ° C) within the vortex tube, baking or sticking is reliably prevented.
  • the vortex tube can be provided with appropriate insulation means.
  • the vortex tube preferably comprises a first and a second end-side outlet opening, each of which can be adjusted in size and / or shape.
  • the first end opening is preferably designed as a diaphragm opening, in particular as a variable diaphragm opening, while a throttle valve is advantageously provided on the second end opening.
  • the separation effect can be set exactly and in particular can be flexibly reacted to fluctuations in the air quantity at the inlet of the vortex tube as well as to different proportions of adhesives or other ingredients in the supplied air flow.
  • Fig. 1 shows an inventive device for cleaning
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of a vortex tube
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention
  • Fig. 8 shows a corresponding embodiment in vacuum operation
  • Fig. 9 shows a device for cleaning waste water.
  • dried particles for example chips
  • a dryer drum 1 via a pipeline 2 and a fan 3 to a particle separator, for example a cyclone 4.
  • the dried particles are separated from the drying exhaust gases and fed to their further use via a discharge line 5.
  • the drying exhaust gases freed from the particles are fed via an exhaust gas line 6 to a feed opening 7 of a vortex tube 8, these drying exhaust gases being loaded with particle dust and aerosols.
  • the vortex tube 8 has a first end opening 9 from which exhaust gases largely freed of particle dust and / or aerosols are emitted. to step. These exhaust gases are cleaned to the extent that they can be discharged directly into the environment, for example.
  • a second end-side outlet opening 10 is provided, from which exhaust gases which are permeated with particle dust and / or the aerosols emerge. These exhaust gases are returned via a pipe 11 to, for example, a combustion chamber 12 of the dryer drum 1.
  • the volume of the cleaned exhaust gases discharged from the outlet opening 9 is between 0 and 50% of the drying exhaust gases fed to the vortex tube 8. Accordingly, the volume of the dust-laden exhaust gases discharged from the outlet opening 10 is between 50 and 100%.
  • the drying exhaust gases discharged from the outlet opening 9 are practically completely cleaned and can thus be fed directly to the environment, while at the same time the dust-laden exhaust gas flow can be reduced to up to 50% of the original volume.
  • the amount of critical exhaust gas flow can thus be significantly reduced by the device according to the invention.
  • the outlet opening 9 is formed by an aperture 13.
  • This diaphragm is preferably designed to be adjustable, so that both the size, the shape and the position of the outlet opening 9 can be changed. Furthermore, the position of the diaphragm 13 can be adjustable in the longitudinal direction of the swirl tube.
  • a schematically illustrated throttle 14 is provided, which can optionally be of variable design.
  • the size of the outlet opening 10 can also be set, as a result of which the separation effect of the vortex tube 8 can be adjusted.
  • Different chokes with different shapes can also be used here, so that an optimal separation result can be achieved.
  • Particle-containing exhaust gases are fed directly to a swirl tube 15 via the pipeline 2 and the fan 3. Particles and drying exhaust gases are separated via the vortex tube 15, the particles being fed to the cyclone 4 together with a residual portion of exhaust gases via an outlet opening 16 and a pipeline 17.
  • the cyclone 4 can be made smaller than in the device according to FIG. 1, since the amount of exhaust gas to be cleaned in the cyclone was reduced by the splitting in the vortex tube 15.
  • the dust gases or exhaust gases loaded with aerosols are fed from the outlet opening 18 via a pipeline 19 to a second vortex tube 8, the function of which corresponds to that of the vortex tube 8 according to FIG. 1.
  • this vortex tube 8 with dust and / or aerosols loaded exhaust gases separated into cleaned exhaust gases and contaminated exhaust gases.
  • the cleaned exhaust gases can be fed directly to the environment, while the contaminated exhaust gases are fed to the combustion chamber 12 or a filter device, for example.
  • the particles separated in the cyclone 4 are fed via the discharge line 5 for further use, while the waste gases obtained in this separation process, loaded with dust and / or aerosols, via the pipe 6 the contaminated exhaust gas stream emerging from the outlet opening 18 of the vortex tube 15 be fed.
  • the structure and functionality of the vortex tube 8 according to FIG. 3 corresponds completely to the structure and functionality of the vortex tube 8 according to FIG. 1.
  • the vortex tube 15 can also be designed accordingly, in particular the outlet openings 16 and 18 can also be designed variably here.
  • the drying exhaust gases emerging from the drying drum 1 and containing the particles are first fed to a cyclone 4 and the exhaust gases loaded with dust and / or aerosols are fed to the vortex tube 8 as in the device according to FIG. 1.
  • the fan is
  • the fan 1 is not penetrated by particles in this way, whereby the wear on the fan 3 is significantly reduced. Since, in the devices according to FIGS. 1 and 3, the particles emerging from the drying drum 1 are passed through the fan, for example at a pressure of 5 to 8 bar, in these embodiments there is a correspondingly high level of wear on the fan 3.
  • FIG. 4 also shows that the contaminated exhaust gases emerging from the outlet opening 10 of the vortex tube 8 are fed to a filter device 20 in which the particle dust and / or the aerosols are filtered out and discharged via a discharge line 21.
  • the cleaned exhaust gases are fed via a line 22 to the cleaned exhaust gases emerging from the outlet opening 9 of the vortex tube 8 and, together with the latter, are fed via the fan 3 to a further separating device, not shown, for separation into cleaned and into residual waste gases laden with dust and / or aerosols.
  • This separating device can, for example, again be designed as a vortex tube.
  • the exhaust gases loaded with residual dust can be fed to the combustion chamber via a line 24, for example.
  • the device according to FIG. 5 is designed similarly to the device according to FIG. 3, but the vortex tube 15 is operated in the negative pressure mode and only the vortex tube 8 in the positive pressure mode. Accordingly, the fan 3 is arranged in the flow direction behind the vortex tube 15, so that the vortex tube 3 is not subjected to excess pressure, but rather to negative pressure.
  • the remaining elements correspond in their arrangement, their structure and their functionality completely to the other elements according to FIG. 3.
  • Fig. 6 shows a device for cleaning drying exhaust gases, as it can be used in fiber drying.
  • the device is constructed similarly to the device according to FIG. 4, the same elements being designated with the same reference numbers as FIG. 4.
  • a fiber stream is fed to the cyclone 4 from a dryer tube 25 via the pipeline 2.
  • a separation of fibers and dust-laden exhaust gases is carried out in the cyclone 4, the fibers being fed via the discharge line 5 for further use.
  • the dust-laden exhaust gases are fed via the exhaust gas line 6 to the swirl tube 8, in which a separation into cleaned and dust-laden exhaust gases takes place.
  • the dust-laden exhaust gases are fed via a discharge opening 10 and a pipe to a scrubber 27, which is supplied with water via a pipe 28.
  • the solids emerging from the scrubber 27 are fed to the combustion, for example, via a line 29, while those with water water offset, cleaned exhaust gases are fed via a line 30 to another vortex tube 31.
  • a separation into cleaned and unpurified exhaust gases takes place in the vortex tube 31, the unpurified exhaust gases being fed via an outlet opening 32 to a droplet separator 33 for the separation of water and exhaust gases.
  • the water discharged via a discharge line 34 is largely freed of impurities and can be reused, for example.
  • the cleaned exhaust gases emerging from the outlet opening 9 of the vortex tube 8, which comprise, for example, approximately 80% of the exhaust gases fed to the vortex tube 8, are fed to a branch point 35 at which a part of the cleaned circulating air, for example approximately 30%, is used for heating - Nes dryer 36 are removed for the drying tube 25.
  • the remaining part of the cleaned exhaust gases is fed, for example, directly to the environment via a line 37.
  • the cleaned exhaust gases emerging from a second outlet opening 38 of the vortex tube 31 and the cleaned exhaust gases emerging from an outlet opening 39 of the droplet separator 33 are also fed to the line 37 and discharged into the environment.
  • all of the vortex tubes shown in FIG. 6 can be variably adjustable as already described.
  • a fan 3 can be provided in the feed line 2, so that the device operates in overpressure mode.
  • the fan for example, in the exhaust line 6 or in the line 37, in particular in the flow direction after the confluence of the vortex tube 31 and the droplet separator 33, so that the device operates in negative pressure mode. This enables the advantages of vacuum operation already described to be achieved.
  • the dust-laden exhaust air originating, for example, from a grinding machine 40 is fed to the vortex tube 8 via the fan 3.
  • a separation into dust-laden exhaust air and cleaned exhaust air is carried out in the vortex tube 8, the dust-laden exhaust air being fed to the filter device 20 via the outlet opening 10 of the vortex tube 8.
  • the dust filtered out via the filter device 20 is discharged via the discharge line 21, while the filtered exhaust air is fed via line 22 to the cleaned exhaust air emerging from the outlet opening 9 of the vortex tube 8.
  • the fan 3 can also be arranged in the line 23, in particular in the flow direction after the junction of the line 22, so that the device works in the vacuum mode.
  • FIG. 8 shows a device for cleaning press exhaust air, in which the exhaust air coming from a press 41 is fed to the vortex tube 8 via the pipeline 2.
  • the hot exhaust air at the press outlet for example 150 to 180 ° C., is usually dust, oil and / or steam-laden, so that a separation into contaminated and cleaned exhaust air takes place in the vortex tube 8.
  • the contaminated exhaust air is fed via the outlet opening 10 of the vortex tube 8 to a plurality of separators 42 designed, for example, as wet washers or as electrostatic filters, in which liquids and solids are separated from the exhaust air and discharged via the discharge line 21.
  • the cleaned exhaust air is fed via line 22 to the cleaned exhaust air emerging from the outlet opening 9 of the vortex tube 8 and is discharged into the environment via the fan 3.
  • the device described works in negative pressure mode. In principle, it is also possible to provide the fan 3 in the line 2 so that the device operates in overpressure mode.
  • FIG. 9 shows a device for purifying waste water, in which the waste water to be cleaned is fed to a waste water collector 43 and introduced into the vortex tube 8 via a pump 44.
  • the solids present in the wastewater are separated from the water, so that the solids-free wastewater can be fed via the outlet opening 9 and a pipeline 45 to a post-purification plant, for example a biological sewage treatment plant, while the solids-laden waste water is brought via the outlet opening 10 and a line 46 to a dewatering device, for example a centrifuge or a belt press.
  • a post-purification plant for example a biological sewage treatment plant
  • a dewatering device for example a centrifuge or a belt press.
  • a division of the wastewater volume is achieved, for example, in a ratio of 80:20 from solids-free to solids-laden wastewater, whereby it is essential that a significant reduction in the volume of the critical, solids-laden wastewater is achieved by the vortex tube.
  • the vortex tubes can be designed to be variably adjustable, as described in the introduction, so that they can be optimally adjusted to the respective operating case. Furthermore, all of the devices described can in principle operate both in negative pressure and in positive pressure mode.
  • two or more vortex tubes can be arranged in parallel or in a cascade connection.
  • the cleaned exhaust gases can still contain aerosols, which can lead to the development of odors. In this case, additional filtering of these aerosols can be useful.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Reinigen von Trocknungsabgasen beim Trocknen von Holzspänen, Holzfasern oder dergleichen mittels in einer Brennkammer erzeugter Heizgase beschrieben. Das zu trocknende Gut wird von den Trocknungsabgasen getrennt, woraufhin die mit Teilchenstaub durchsetzten Trocknungsabgase einem Wirbelrohr (8) zur Trennung in gereinigte und staubbeladene Abgase zugeführt werden. Weiterhin wird eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Trocknungsabgasen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Trocknungsabgasen beim Trocknen von Holzspänen, Holzfasern oder dergleichen mittels in einer Brennkammer erzeugter Heizgase, bei dem das getrocknete Gut von den Trocknungsabgasen getrennt wird. Weiterhin ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Reinigen von Trocknungsabgasen beim Trocknen von Holzspänen, Holzfasern oder der- gleichen mittels in einer Brennkammer erzeugten Heizgase, insbesondere zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens gerichtet.
Bei bekannten Verfahren werden die getrockneten Späne nach Austritt aus der Brennkammer, über eine Abscheidevorrichtung, beispielsweise ein Zyklon von den Trocknungsabgasen getrennt und der weiteren Verwertung, beispielsweise einer Streuvorrichtung zugeführt.
Die von den Spänen getrennten Trocknungsabgase sind dabei relativ stark mit Staub beladen (ca. 100 bis 500 mg/m3), so daß sie nicht direkt in die Umgebung abgeführt werden dürfen, sondern einen Reinigungsprozeß durchlaufen müssen. Dazu werden die staubbeladenen Trocknungsabgase beispielsweise in Filtereinheiten gereinigt, woraufhin die gereinigten Abgase in die Umgebung abgeführt werden können.
Nachteilig ist dabei, daß die gesamten, den Reststaub tragenden Trocknungsabgase gefiltert werden müssen, so daß relativ aufwendige Filtereinheiten vorgesehen werden müssen, die die entsprechenden Abgasvolumen bewältigen können. Dies führt dazu, daß die Filtereinheiten einen nicht unerheblichen Anteil an den Kosten entsprechender Vorrichtungen ausmachen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der ein- gangs genannten Art so auszubilden, daß die Herstellungskosten sowie die Betriebskosten einer entsprechenden Vorrichtung, insbesondere der Aufwand für die Filterung der staubbeladenen Trocknungsabgase verringert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die mit Teilchenstaub durchsetzten Trocknungsabgase einem Wirbelrohr zur Trennung in gereinigte und staubbeladene Abgase zugeführt werden. Entsprechend umfaßt eine er- fmdungsgemäße Vorrichtung eine Abscheidevorrichtung zum Trennen des getrockneten Gutes von den Trocknungsabgasen sowie ein Wirbelrohr zum Trennen der mit Teilchenstaub durchsetzten Trocknungsabgase in gereinigte und staubbeladene Abgase.
Erfindungsgemäß wird somit ein Wirbelrohr zur nachträglichen Aufteilung der von den Teilchen befreiten, jedoch mit Teilchenstaub durchsetzten
Trocknungsabgase in gereinigte und staubbeladene Abgase verwendet. Es wird somit von der hohen Trenngüte eines Wirbelrohres Gebrauch gemacht, wodurch erreicht wird, daß die dem Wirbelrohr zugeführten Trocknungsabgase in einen Anteil mit sehr hoher Staubbelastung und ei- nen praktisch vollständig gereinigten Anteil aufgetrennt werden. Der vollständig gereinigte Anteil kann somit unmittelbar der Umgebung zugeführt werden, ohne daß eine zusätzliche Filterung erforderlich ist. Der restliche, staubbeladene Anteil ist gegenüber dem am Eingang des Wirbelrohrs anliegenden Volumenstrom deutlich verringert, so daß entweder wesentlich kleinere Filteranlagen verwendet oder die restlichen Staubanteile beispielsweise durch Verbrennung entsorgt werden können. Dabei kann die Verbrennung vorteilhaft durch Rückführung der mit dem Reststaub durchsetzen Trocknungsabgase zu der Brennkammer erfolgen.
Üblicherweise wird in dem Wirbelrohr eine 50 : 50 - Aufteilung der Trocknungsabgase in gereinigte und staubbeladene Abgase erfolgen, wobei die behördlichen Vorschriften von 20 mg/m3 Reingas für den vollständig gereinigten Anteil problemlos erzielt werden können.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt somit darin, daß das kritische, zu reinigende Volumen der Trocknungsabgase deutlich verringert werden kann.
Der Durchmesser eines verwendeten Wirbelrohres liegt dabei vorteilhaft zwischen 30 cm und 5 m, insbesondere zwischen 1 und 3 m. Insbesondere um Verklebungen an den Innenseiten oder an den Austrittsöffnungen des Wirbelrohres zu vermeiden, die beispielsweise durch in Holz enthaltenen Klebstoffen verursacht werden können, kann vorteilhaft die Temperatur des Wirbelrohres und /oder der in das Wirbelrohr eingeführten Trocknungsabgase erhöht werden. Ist innerhalb des Wirbelrohres eine Temperatur oberhalb des Taupunktes (ca. 60-70°C) vorhanden, so wird ein Anbacken oder Verkleben zuverlässig verhindert. Um diese Temperatur effizient halten zu können, kann dabei das Wirbelrohr mit entsprechenden Isolierungsmitteln versehen sein. Bevorzugt umfaßt das Wirbelrohr eine erste und eine zweite stirnseitige Austrittsöffnung, die jeweils in ihrer Größe und/oder Form einstellbar sind. Die erste stirnseitige Austrittsöffnung ist dabei bevorzugt als Blendenöffnung, insbesondere als variable Blendenöffnung ausgebildet, wäh- rend an der zweiten stirnseitigen Austrittsöffnung vorteilhaft eine Drosselklappe vorgesehen ist.
Durch die Variabilität der Größe und/ oder der Form der Austrittsöffnun- gen kann der Abscheideeffekt exakt eingestellt werden und insbesondere kann auf Luftmengenschwankungen am Eingang des Wirbelrohrs sowie auf unterschiedliche Anteile von Klebstoffen oder anderen Inhaltsstoffen in dem zugeführten Luftstrom flexibel reagiert werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen von
Trocknungsabgasen beim Trocknen von Holzspänen im Überdruckbetrieb,
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Wirbelrohres, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung im Unterdruckbetrieb, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine Vorrichtung zum Reinigen von Trocknungsabgasen beim Trocknen von Fasern im Überdruckbetrieb,
Fig. 7 eine Vorrichtung zum Reinigen von Abluft bei Absaugungen im Überdruckbetrieb,
Fig. 8 eine entsprechende Ausführungsform im Unterdruckbetrieb und
Fig. 9 eine Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser.
In Figur 1 werden in einer Trocknertrommel 1 getrocknete Teilchen, beispielsweise Späne, über eine Rohrleitung 2 und einen Ventilator 3 einem Teilchenabscheider, beispielsweise einem Zyklon 4 zugeführt.
In dem Zyklon 4 werden die getrockneten Teilchen von den Trocknungs- abgasen getrennt und über eine Abführleitung 5 ihrer weiteren Verwendung zugeführt.
Die von den Teilchen befreiten Trocknungsabgase werden über eine Ab- gasleitung 6 einer Zuführöffnung 7 eines Wirbelrohres 8 zugeführt, wobei diese Trocknungsabgase mit Teilchenstaub und Aerosolen beladen sind.
Das Wirbelrohr 8 besitzt eine erste stirnseitige Austrittsöffnung 9, aus der von Teilchenstaub und/ oder Aerosolen weitgehend befreite Abgase aus- treten. Diese Abgase sind soweit gereinigt, daß sie beispielsweise unmittelbar in die Umgebung abgeführt werden können.
Der ersten stirnseitigen Austrittsöffnung 9 gegenüberliegend ist eine zweite stirnseitige Austrittsöffnung 10 vorgesehen, aus der Abgase, die mit Teilchenstaub und/ oder den Aerosolen durchsetzt sind, austreten. Diese Abgase werden über eine Rohrleitung 1 1 beispielsweise zu einer Brennkammer 12 der Trocknertrommel 1 zurückgeführt.
Je nach Menge der dem Wirbelrohr 8 zugeführten Trocknungsabgase sowie übriger Betriebsparameter beträgt das Volumen der aus der Austrittsöffnung 9 abgeführten gereinigten Abgase zwischen 0 und 50 % der dem Wirbelrohr 8 zugeführten Trocknungsabgase. Dementsprechend beträgt das Volumen der aus der Austrittsöffnung 10 abgeführten, staubbelade- nen Abgase zwischen 50 und 100 %.
Vorteilhaft ist dabei, daß die aus der Austrittsöffnung 9 abgeführten Trocknungsabgase praktisch vollständig gereinigt sind und somit unmittelbar der Umgebeung zugeführt werden können, während gleichzeitig der staubbeladene Abgasstrom auf bis zu 50 % des ursprünglichen Volumens reduziert werden kann. Somit kann die Menge des kritischen Abgasstromes durch die erfindungsgemäße Vorrichtung deutlich reduziert werden. In der in Figur 2 dargestellten schematischen Schnittdarstellung des Wirbelrohres 8 ist zu erkennen, daß die Austrittsöffnung 9 durch eine Blende 13 gebildet wird. Diese Blende ist vorzugsweise einstellbar ausgebildet, so daß sowohl die Größe, die Form und die Position der Austrittsöffnung 9 veränderbar ist. Weiterhin kann auch die Position der Blende 13 in Längsrichtung des Wirbelrohres verstellbar sein. An der Austrittsöffnung 10 des Wirbelrohres 8 ist eine schematisch dargestellte Drossel 14 vorgesehen, die gegebenenfalls variabel ausgebildet sein kann. Auf diese Weise kann auch die Größe der Austrittsöffnung 10 einge- stellt werden, wodurch der Abscheideeffekt des Wirbelrohres 8 justierbar ist. Auch hier können unterschiedliche Drosseln mit unterschiedlichen Formen eingesetzt werden, so daß ein optimales Abscheideergebnis erzielt werden kann.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung werden die die getrockneten
Teilchen enthaltenden Trocknungsabgase über die Rohrleitung 2 und den Ventilator 3 direkt einem Wirbelrohr 15 zugeführt. Über das Wirbelrohr 15 erfolgt eine Trennung von Teilchen und Trocknungsabgasen, wobei die Teilchen zusammen mit einem Restanteil an Abgasen über eine Austritts- Öffnung 16 und eine Rohrleitung 17 dem Zyklon 4 zugeführt werden. Das Zyklon 4 kann dabei kleiner ausgebildet sein als bei der Vorrichtung nach Fig. 1 , da die in dem Zyklon zu reinigende Abgasmenge durch die Aufspaltung in dem Wirbelrohr 15 verringert wurde.
Aus der zweiten Austrittsöffnung 18 des Wirbelrohrs 15 treten mit Staub und/oder Aerosolen beladene Abgase aus, so daß das Wirbelrohr 15 im Gegensatz zu dem Wirbelrohr 8 nach Fig. 1 zur Trennung von festen Teilchen und Abgasen verwendet wird.
Die Staub- bzw. mit Aerosolen beladenen Abgase werden von der Austrittsöffnung 18 über eine Rohrleitung 19 einem zweiten Wirbelrohr 8 zugeführt, dessen Funktion der des Wirbelrohrs 8 gemäß Fig. 1 entspricht. Somit werden in diesem Wirbelrohr 8 die mit Staub und/ oder Aerosolen beladenen Abgase in gereinigte Abgase und verunreinigte Abgase getrennt. Wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 können die gereinigten Abgase unmittelbar der Umgebung zugeführt werden, während die verunreinigten Abgase beispielsweise der Brennkammer 12 oder einer Filtereinrichtung zugeführt werden.
Die in dem Zyklon 4 abgeschiedenen Teilchen werden über die Abführleitung 5 der weiteren Verwendung zugeführt, während die bei diesem Abscheidevorgang erhaltenen, mit Staub und/ oder Aerosolen beladenen Ab- gase über die Rohrleitung 6 dem aus der Austrittsöffnung 18 des Wirbelrohrs 15 austretenden, verunreinigten Abgasstrom zugeführt werden.
Aufbau und Funktionalität des Wirbelrohres 8 gemäß Fig. 3 entspricht vollständig dem Aufbau und der Funktionalität des Wirbelrohrs 8 gemäß Fig. 1. Auch das Wirbelrohr 15 kann entsprechend ausgebildet sein, insbesondere können auch hier die Austrittsöffnungen 16 und 18 variabel ausgebildet sein.
Während die Vorrichtungen gemäß Figuren 1 und 3 aufgrund der Anord- nung des Ventilators 3 in Flußrichtung vor den Wirbelrohren 8 bzw. 15 im Überdruckbetrieb arbeiten, arbeitet die Vorrichtung gemäß Fig. 4 im Unterdruckbetrieb .
Bei dieser Vorrichtung werden die aus der Trocknertrommel 1 austreten- den, die Teilchen enthaltenden Trocknungsabgase wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zunächst einem Zyklon 4 und die von Teilchen befreiten mit Staub und/ oder Aerosolen beladenen Abgase dem Wirbelrohr 8 zugeführt. Im Unterschied zu der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist jedoch der Ventilator
3 in Flußrichtung nach dem Wirbelrohr 8 angeordnet, so daß das Zyklon
4 und das Wirbelrohr 8 mit Unterdruck beaufschlagt sind.
Vorteilhaft daran ist, daß der Ventilator 1 auf diese Weise nicht von Teilchen durchsetzt wird, wodurch der Verschleiß an dem Ventilator 3 deutlich verringert wird. Da bei den Vorrichtungen gemäß Figuren 1 und 3 die aus der Trocknertrommel 1 austretenden Teilchen, beispielsweise mit einem Druck von 5 bis 8 bar, durch den Ventilator geführt werden, entsteht bei diesen Ausführungsformen ein entsprechend hoher Verschleiß am Ventilator 3.
In Fig. 4 ist weiterhin dargestellt, daß die aus der Austrittsöffnung 10 des Wirbelrohrs 8 austretenden verunreinigten Abgase einer Filtereinrichtung 20 zugeführt werden, in der der Teilchenstaub und/ oder die Aerosole ausgefiltert und über eine Abführleitung 21 abgeführt werden. Die gereinigten Abgase werden über eine Leitung 22 den aus der Austrittsöffnung 9 des Wirbelrohres 8 austretenden gereinigten Abgasen zugeführt und zusammen mit diesen über den Ventilator 3 einer weiteren, nicht dargestellten Trennvorrichtung zur Trennung in gereinigte und in mit Staub und/ oder Aerosolen beladene Restabgase zugeführt. Diese Trennvorrichtung kann beispielsweise wiederum als Wirbelrohr ausgebildet sein.
Während die vollständig gereinigten Abgase über eine Leitung 23 bei- spielsweise direkt in die Umgebung abgeführt werden können, können die mit Reststaub beladenen Abgase beispielsweise über eine Leitung 24 der Brennkammer zugeführt werden. Die Vorrichtung gemäß Fig. 5 ist ähnlich der Vorrichtung gemäß Fig. 3 ausgebildet, wobei jedoch das Wirbelrohr 15 im Unterdruckbetrieb und nur das Wirbelrohr 8 im Überdruckbetrieb betrieben wird. Dementsprechend ist der Ventilator 3 in Flußrichtung hinter dem Wirbelrohr 15 ange- ordnet, so daß das Wirbelrohr 3 nicht mit Überdruck, sondern mit Unterdruck beaufschlagt ist. Die übrigen Elemente entsprechen in ihrer Anordnung, ihrem Aufbau und ihrer Funktionalität vollständig den übrigen Elementen gemäß Fig. 3.
Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung zur Reinigung von Trocknungsabgasen, wie sie bei der Fasertrocknung eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung ist ähnlich der Vorrichtung gemäß Fig. 4 aufgebaut, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern wie Fig. 4 bezeichnet sind.
Aus einem Trocknerrohr 25 wird über die Rohrleitung 2 ein Faserstrom dem Zyklon 4 zugeführt. In dem Zyklon 4 wird eine Trennung von Fasern und staubbeladenen Abgasen vorgenommen, wobei die Fasern über die Abführleitung 5 der weiteren Verwendung zugeführt werden. Die staubbeladenen Abgase werden über die Abgasleitung 6 dem Wirbelrohr 8 zu- geführt, in dem eine Trennung in gereinigte und staubbeladene Abgase erfolgt.
Die staubbeladenen Abgase werden über die Austrittsöffnung 10 und eine Rohrleitung einem Wäscher 27 zugeführt, der über eine Leitung 28 mit Wasser versorgt wird.
Die aus dem Wäscher 27 austretenden Feststoffe werden über eine Leitung 29 beispielsweise der Verbrennung zugeführt, während die mit Was- ser versetzten, gereinigten Abgase über eine Leitung 30 einem weiteren Wirbelrohr 31 zugeführt werden.
In dem Wirbelrohr 31 erfolgt eine Trennung in gereinigte und ungereinigte Abgase, wobei die ungereinigten Abgase über eine Austrittsöffnung 32 einem Tropfenabscheider 33 zur Abscheidung von Wasser und Abgase zugeführt wird. Das über eine Abführleitung 34 abgeführte Wasser ist weitgehend von Verunreinigungen befreit und kann beispielsweise wiederverwendet werden.
Die aus der Austrittsöffnung 9 des Wirbelrohrs 8 austretenden, gereinigten Abgase, die beispielsweise ca. 80 % der dem Wirbelrohr 8 zugeführten Abgase umfassen, werden einer Abzweigungsstelle 35 zugeführt, an der ein Teil der gereinigten Umluft, beispielsweise ca. 30 %, zur Beheizung ei- nes Trockners 36 für das Trockenrohr 25 abgeführt werden. Der übrige Teil der gereinigten Abgase wird über eine Leitung 37 beispielsweise unmittelbar der Umgebung zugeführt.
Auch die aus einer zweiten Austrittsöffnung 38 des Wirbelrohrs 31 aus- tretenden gereinigten Abgase sowie die aus einer Austrittsöffnung 39 des Tropfenabscheiders 33 austretenden, gereinigten Abgase werden der Leitung 37 zugeführt und in die Umgebung abgeführt.
Grundsätzlich können alle in Fig. 6 dargestellten Wirbelrohre wie bereits beschrieben variabel einstellbar sein. Weiterhin kann in der Zufuhrleitung 2 ein Ventilator 3 vorgesehen sein, so daß die Vorrichtung im Überdruckbetrieb arbeitet. Es ist jedoch auch möglich, den Ventilator beispielsweise in der Abgaslei- tung 6 oder in der Leitung 37, insbesondere in Flußrichtung nach den Einmündungen des Wirbelrohres 31 und des Tropfenabscheiders 33 vorzusehen, so daß die Vorrichtung im Unterdruckbetrieb arbeitet. Dadurch können die bereits beschriebenen Vorteile des Unterdruckbetriebes erzielt werden.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung wird die beispielsweise von einer Schleifmaschine 40 stammende staubbeladene Abluft über den Ven- tilator 3 dem Wirbelrohr 8 zugeführt.
In dem Wirbelrohr 8 wird eine Trennung in staubbeladene Abluft und gereinigte Abluft vorgenommen, wobei die staubbeladene Abluft über die Austrittsöffnung 10 des Wirbelrohres 8 der Filtereinrichtung 20 zugeführt wird. Der über die Filtereinrichtung 20 ausgefilterte Staub wird über die Abführleitung 21 abgeführt, während die gefilterte Abluft über die Leitung 22 der aus der Austrittsöffnung 9 des Wirbelrohres 8 austretenden gereinigten Abluft zugeführt wird.
Während die in Fig. 7 beschriebene Vorrichtung im Überdruckbetrieb arbeitet, kann der Ventilator 3 auch in der Leitung 23, insbesondere in Flußrichtung nach der Einmündung der Leitung 22 angeordnet sein, so daß die Vorrichtung im Unterdruckbetrieb arbeitet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann grundsätzlich bei allen Arten von Absaugungen, beispielsweise bei Schleifmaschinen, Hobelmaschinen, Fräsmaschinen und dergleichen verwendet werden. In Fig. 8 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Pressenabluft dargestellt, bei der die von einer Presse 41 stammende Abluft über die Rohrleitung 2 dem Wirbelrohr 8 zugeführt wird. Die am Pressenaustritt beispielsweise 150 bis 180°C heiße Abluft ist dabei üblicherweise staub-, öl- und/oder dampfbeladen, so daß in dem Wirbelrohr 8 eine Aufteilung in verunreinigte und gereinigte Abluft erfolgt.
Die verunreinigte Abluft wird über die Austrittsöffnung 10 des Wirbelrohres 8 mehreren beispielsweise als Naßwäscher oder als Elektrofilter aus- gebildeten Abscheidern 42 zugeführt, in denen Flüssig- und Feststoffe aus der Abluft abgeschieden und über die Abführleitung 21 abgeführt werden. Die gereinigte Abluft wird über die Leitung 22 der aus der Austrittsöffnung 9 des Wirbelrohres 8 austretenden gereinigten Abluft zugeführt und über den Ventilator 3 in die Umgebung abgeleitet.
Da der Ventilator 3 in Flußrichtung nach dem Wirbelrohr 8 angeordnet ist, arbeitet die beschriebene Vorrichtung im Unterdruckbetrieb. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Ventilator 3 in der Leitung 2 vorzusehen, so daß die Vorrichtung im Überdruckbetrieb arbeitet.
In Fig. 9 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser dargestellt, bei der das zu reinigende Abwasser einem Abwassersammler 43 zugeführt und über eine Pumpe 44 in das Wirbelrohr 8 eingebracht wird.
In dem Wirbelrohr 8 werden die in dem Abwasser vorhandenen Feststoffe von dem Wasser getrennt, so daß das feststoffreie Abwasser über die Austrittsöffnung 9 und eine Rohrleitung 45 einer Nachreinigungsanlage, beispielsweise einer biologischen Kläranlage, zugeführt werden kann, während das feststoffbeladene Abwasser über die Austrittsöffnung 10 und eine Leitung 46 zu einer Entwässerungsvorrichtung, beispielsweise einer Zentrifuge oder einer Siebbandpresse, gebracht wird.
Durch das Wirbelrohr 8 wird eine Aufteilung des Abwasservolumens beispielsweise im Verhältnis von 80 : 20 von feststoffreiem zu feststoffbelade- nem Abwasser erreicht, wobei wesentlich ist, daß auch hier eine deutliche Verringerung des Volumens des kritischen, feststoffbeladenen Abwassers durch das Wirbelrohr erzielt wird.
Grundsätzlich können in allen beschriebenen Ausführungsformen die Wirbelrohre wie eingangs beschrieben variabel verstellbar ausgebildet sein, so daß sie jeweils optimal auf den entsprechenden Betriebsfall eingestellt werden können. Weiterhin können grundsätzlich alle beschriebenen Vorrichtungen sowohl im Unterdruck- als auch im Überdruckbetrieb arbeiten.
Je nach Anwendungsfall und abhängig von der Menge der zu reinigenden Abluft können zwei oder mehrere Wirbelrohre parallel oder in Kaskaden- Schaltung angeordnet sein. Weiterhin können die gereinigten Abgase noch Aerosole enthalten, die zu Geruchsentwicklung führen können. In diesem Fall kann eine zusätzliche Filterung dieser Aerosole sinnvoll sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e ;
1. Verfahren zum Reinigen von Trocknungsabgasen beim Trocknen von Holzspänen, Holzfasern oder dergleichen mittels in einer Brenn- kammer (12) erzeugter Heißgase, bei dem das getrocknete Gut von den Trocknungsabgasen getrennt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die mit Teilchenstaub durchsetzten Trocknungsabgase einem Wirbelrohr (8) zur Trennung in gereinigte und staubbeladene Abgase zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zu reinigenden Abgase dem Wirbelrohr (8) über eine seitli- ehe Zuführöffnung (7) zugeführt werden sowie die gereinigten Abgase über eine erste stirnseitige Austrittsöffnung (9) des Wirbelrohrs (8) und die staubbeladenen Abgase über eine zweite, insbesondere der ersten stirnseitigen Austrittsöffnung (9) gegenüberliegende stirnseitige Austrittsöffnung (10) des Wirbelrohrs (8) abgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die staubbeladenen Abgase einer Filtereinrichtung (20) zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Größe und/ oder die Form der ersten stirnseitigen Austrittsöffnung (10) einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Größe und/ oder die Form der zweiten stirnseitigen Austrittsöffnung (10) einstellbar ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wirbelrohr (8) und /oder die dem Wirbelrohr (8) zugeführten Abgase insbesondere über den Taupunkt der Abgase erhitzt werden.
7. Vorrichtung zum Reinigen von Trocknungsabgasen beim Trocknen von Holzspänen, Holzfasern oder dergleichen mittels in einer Brennkammer (12) erzeugter Heißgase, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden An- Sprüche, mit einer Abscheidevorrichtung (4) zum Trennen des getrockneten Gutes von den Trocknungsabgasen und mit einem Wirbelrohr (8) zum Trennen der mit Teilchenstaub durchsetzten Trocknungsabgase in gereinigte und staubbeladene Abgase.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der die Trocknungsabgase führende Ausgang der Abscheidevorrichtung (4) mit einer seitlichen Zuführöffnung (7) des Wirbelrohrs (8) verbunden ist, daß das Wirbelrohr (8) eine erste stirnseitige
Austrittsöffnung (9) und eine der ersten Austrittsöffnung (9) insbesondere gegenüberliegend angeordnete, zweite stirnseitige Austrittsöffnung (10) aufweist und daß das Wirbelrohr (8) so dimensioniert ist, daß aus der ersten Austrittsöffnung (9) die gereinigten Abgase und aus der zweiten Austrittsöffnung (9) die staubbeladenen Abgase austreten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zweite Austrittsöffnung (10) mit einer Filtereinrichtung (20) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zweite Austrittsöffnung (10) mit der Brennkammer (12) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9oder 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Größe und/ oder die Form der ersten stirnseitigen Austrittsöffnung (9) einstellbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Größe und/ oder die Form der zweiten stirnseitigen Aus- trittsöffnung (10) einstellbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Durchmesser des Wirbelrohrs (8) zwischen ca.30 cm und 5 m, insbesondere zwischen ca.1 m und 5 m liegt.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wirbelrohr (8) gegenüber der Umgebung thermisch isoliert ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zweite stirnseitige Austrtrittsöffnung (9) durch eine Blende (13) gebildet wird, die insbesondere in Längsrichtung des Wirbel- rohrs (8) verstellbar ist.
16. Verfahren zum Reinigen von insbesondere mit Staub, Öl und/ oder Dampf beladener Pressenabgasen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die mit Staub, Öl und/ oder Dampf beladene Pressenabgase einem Wirbelrohr (8) zur Trennung in gereinigte und verunreinigte Abgase zugeführt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, g e k e n n z e i c h n e t durch die kennzeichnenden Merkmale eines der Ansprüche 2 bis 6, wobei die staubbeladenen Abgase mit Staub, Öl und/ oder Dampf beladene Abgase umfassen.
18. Verfahren zum Reinigen von mit Feststoffen verunreinigtem Abwasser, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das zu reinigende Abwasser einem Wirbelrohr (8) zur Trennung in feststofffreies und feststoffbeladenes Abwasser zugeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das zu reinigende Abwasser dem Wirbelrohr (8) über eine seitliche Zuführöffnung (7) zugeführt wird sowie das feststofffreie Abwasser über eine erste stirnseitige Austrittsöffnung (9) des Wirbelrohrs (8) und das feststoffbeladene Abwasser über eine zweite, insbesondere der ersten stirnseitigen Austrittsöffnung (9) gegenüberliegende stirnseitige Austrittsöffnung (10) des Wirbelrohrs (8) abgeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das festsfoffbeladene Abwasser einer Entwässerungsvorrichtung und/ oder das feststofffreie Abwasser einer Nachreinigungsanlage zugeführt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 18, 19 oder 20, g e k e n n z e i c h n e t durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 4 oder 5.
22. Vorrichtung zum Reinigen von insbesondere mit Staub, Öl und/ oder Dampf beladener Pressenabgasen einer Preßvorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 oder 17, mit einem Wirbelrohr (8) zum Trennen der mit Staub, Öl und/oder Dampf beladener Pressensabgase in gereinigte und verun- reinigte Abgase.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der die Pressenabgase führende Ausgang der Preßvorrichtung mit einer seitlichen Zuführöffnung (7) des Wirbelrohrs (8) verbunden ist, daß das Wirbelrohr (8) eine erste stirnseitige Austrittsöffnung (9) und eine der ersten Austrittsöffnung (9) insbesondere gegenüberliegend angeordnete, zweite stirnseitige Austrittsöffnung (10) aufweist und daß das Wirbelrohr (8) so dimensioniert ist, daß aus der ersten Austrittsöffnung (9) die gereinigten Abgase und aus der zweiten Austrittsöffnung (9) die verunreinigten Abgase austreten.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, g e k e n n z e i c h n e t durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 9 bis 15.
25. Vorrichtung zum Reinigen von mit Feststoffen verunreinigtem Abwasser, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , mit einem Wirbelrohr (8) zum Trennen des mit Feststoffen verunreinigten Abwassers in feststofffreies und fest- stoffbeladenes Abwasser.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine das feststoffbeladene Abwasser führende Leitung mit einer seitlichen Zuführöffnung (7) des Wirbelrohrs (8) verbunden ist, daß das Wirbelrohr (8) eine erste stirnseitige Austrittsöffnung (9) und eine der ersten Austrittsöffnung (9) insbesondere gegenüberliegend angeordnete, zweite stirnseitige Austrittsöffnung (10) aufweist und daß das Wirbelrohr (8) so dimensioniert ist, daß aus der ersten Austrittsöffnung (9) das feststofffreie Abwasser und aus der zweiten Austrittsöffnung (9) das feststoffbeladene Abwasser austritt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, g e k e n n z e i c h n e t durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 9 bis 15.
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