WO2013064575A1 - Verfahren zum thermischen aufbereiten eines hilfsmaterials und aufbereitungsanlage - Google Patents

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Sebastian Holler
Cord KIRSCHKE
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Definitions

  • the present invention relates to a process for the thermal treatment of an auxiliary material which can be introduced into the raw gas stream for the purification of a crude gas stream laden with an organic pollutant and together with the organic pollutant forms a stable system of pollutant and auxiliary material.
  • auxiliary material loaded with pollutant can be processed in a wet-chemical process.
  • the present invention has for its object to provide a method for the thermal treatment of an auxiliary material, which is simple and resource-saving feasible.
  • This object is achieved by a method for the thermal treatment of an auxiliary material in which the auxiliary material for cleaning a laden with an organic pollutant crude gas stream is introduced into the crude gas stream, wherein the auxiliary material forms a stable system of pollutant and auxiliary material together with the pollutant.
  • the method comprises:
  • a filter auxiliary material is selected as the auxiliary material, which is used to clean a loaded with a pollutant in the form of paint overspray crude gas stream, wherein the filter aid with the paint overspray a stable under normal conditions system with paint -Overspray laden filter auxiliary material forms, which is deposited on a filter device.
  • the treatment device contains or comprises a fluidized bed base material.
  • the fluidized bed base material has a chemical composition that corresponds to the chemical composition of a material used as auxiliary material.
  • the loaded with pollutant auxiliary material can be easily prepared in particular by the common stirring up with a fluidized bed base material.
  • normal conditions is to be understood in particular a temperature between about 20 ° C and about 30 ° C.
  • the carrier gas stream may for example comprise air or consist of air. Furthermore, it can be provided that the carrier gas stream comprises nitrogen or one or more other inert gases or consists of nitrogen or one or more other inert gases.
  • the carrier gas stream may in particular comprise or consist of a reactive gas or gas mixture and / or an inert gas or gas mixture for supporting the thermal treatment.
  • auxiliary material in particular any medium can be used which is capable of absorbing a liquid portion of the pollutant.
  • Auxiliary material is preferably a particulate and / or powdery material.
  • auxiliary materials for example, lime, stone powder, in particular limestone powder, aluminum silicates, aluminum oxides, silicon oxides, powder coating or the like into consideration.
  • particles having a cavity structure and relative to their outer dimensions of large inner surface can be used as auxiliary material for receiving and / or binding the pollutant, for example natural and / or synthetic zeolites or other hollow, for example spherical, body of polymers, glass or aluminum silicate and / or natural or synthetically produced fibers.
  • pollutant for example natural and / or synthetic zeolites or other hollow, for example spherical, body of polymers, glass or aluminum silicate and / or natural or synthetically produced fibers.
  • Alumina silicates which have the general empirical formula M n + x / n [(AlO 2 ) x - (SiO 2 ) y ] .z H 2 O are in particular called zeolites
  • M n + metal cation
  • module aluminate anion
  • calcium, magnesium, calcium magnesium, sodium and / or potassium zeolites may be used.
  • mixtures of two or more of these types of zeolites are used.
  • chemically reacting with the pollutant particles can be used as auxiliary material for receiving and / or binding of the pollutant, for example, chemically reactive particles with amine, epoxy, carboxyl, hydroxyl or isocyanate groups, chemically reactive particles with octylsilane aftertreated alumina or solid or liquid mono-, oligo- or polymers, silanes, silanols or siloxanes.
  • the auxiliary material preferably consists of a plurality of auxiliary material particles, which in particular have a mean diameter in the range of about 10 ⁇ to about 100 ⁇ .
  • the auxiliary material is, in particular, a flowable, particulate material which, for example in the form of filter aid material, is also referred to as "precoat" material.
  • the filter aid serves in particular to deposit itself as a barrier layer on the surface of a filter element, in order to prevent this surface from sticking to it by adhering paint overspray particles.
  • periodic cleaning of the filter element passes a system of pollutant and auxiliary material, in particular paint overspray and filter aid, from the filter element in a receptacle.
  • a pollutant-laden auxiliary material may be, in particular, a mixture or a system of pollutant particles and auxiliary material particles.
  • the mixture may comprise conglomerates and / or agglomerates of particles of pollutant and particles of auxiliary material.
  • Particles of pollutants are especially paint droplets.
  • Particles of auxiliary material are especially stone meal granules.
  • Auxiliary material which can be used for purifying the pollutant-laden crude gas stream preferably has a particle size distribution which makes it possible for at least a majority of the particles of the auxiliary material to be entrained and / or absorbed by the crude gas stream.
  • a fluidized bed base material chemically substantially the auxiliary material, in particular the reprocessed
  • Auxiliary material corresponds.
  • a material which corresponds essentially to the auxiliary material chemically is in particular a material which has essentially the same chemical composition as the auxiliary material.
  • a material substantially chemically corresponding to the auxiliary material is formed from the same substance as the auxiliary material.
  • the fluidized bed base material comprises a chemically different auxiliary material from the auxiliary material to be processed.
  • the fluidized bed base material has a chemical composition which, optionally after performing a comminuting operation of the fluidized bed base material, allows the use of the fluidized bed base material as an auxiliary material.
  • the fluidized bed base material is compatible with the auxiliary material to be reprocessed, so that a mixture of processed auxiliary material and optionally comminuted fluidized bed base material can be used to purify a pollutant-laden crude gas stream.
  • any particulate material may preferably be used. This may in particular be an inorganic and / or flowable material. It can be used as a pure substance, eg. As limestone, or as a mixture of different materials, eg. B. as a mixture of limestone and zeolite present.
  • a fluidized bed is preferably produced, in particular a bubble-forming and / or a circulating fluidized bed.
  • the treatment device is designed in particular as a fluidized bed furnace.
  • a filter device is preferably a regenerable filter device.
  • a regenerable filter device Under a regenerable filter device is a separation device for separating impurities from a guided through a paint gas stream, in particular for separating pollutants, in particular paint overspray, from a pollutant-containing crude gas to understand, in which deposited impurities can be cleaned without filter elements of To replace filter device.
  • a regenerable filter device is in particular also to be understood as meaning a filter device which has one or more dry filter elements and / or dry separation devices in which a gas stream is purified substantially without the addition of a liquid to the filter elements. Irrespective of this, subsequent or upstream purification stages can in turn be provided using (under normal conditions) liquid solvents or cleaning agents.
  • the filter device comprises at least one filter element which, in filter operation, is provided with a barrier layer and / or a protective layer which comprises filter aid material, in particular limestone powder.
  • fluid paint is here - in contrast to the term
  • Powder paint a paint with a flowable consistency, from liquid to pasty (for example, in the case of a PVC plastisol) referred.
  • fluid paint includes in particular the terms “liquid paint” and “wet paint”.
  • the paint overspray from the painting device is thus a fluid paint overspray; when wet paint is used, a wet paint overspray.
  • the median of the particle size distribution of the fluidized bed base material is greater than the median particle size distribution of the auxiliary material usable for purifying the crude gas stream and / or as the median particle size distribution of the pollutant-laden auxiliary material, in particular the system of pollutant and auxiliary material.
  • the median of the particle size distribution is the particle size which is not reached by 50% of the particles present, while the other 50% of the particles present are larger than this particle size.
  • the median particle size distribution of the fluidized bed base material is at least about twice, in particular three times, for example ten times, the median of the particle size distribution of the auxiliary material usable for purifying the crude gas stream and / or the median particle size distribution of the pollutant-laden auxiliary material.
  • the median of the particle size distribution of the fluidized bed base material is at most approximately one hundred times, in particular at most about fifty times, in particular at most about thirty times, the median of the particle size distribution of the auxiliary material usable for purifying the crude gas stream and / or the median particle size distribution of the pollutant-laden auxiliary material.
  • the pollutant-laden auxiliary material is heated in the treatment device, so that agglomerates of pollutant and auxiliary material are broken.
  • the pollutant-laden auxiliary material is heated in the treatment device, so that the pollutant is at least partially converted, while leaving particles of the auxiliary material unchanged.
  • particles of the auxiliary material remain chemically unchanged.
  • a particle is both a solid particles, especially in the case of the filter aid material, as well as a drop, especially in the case of paint overspray to understand.
  • drying and / or chemical conversion of the pollutant preferably takes place.
  • the pollutant in particular the particles of paint overspray, can thereby either completely converted, for example, burned, or at least loses any previously existing adhesive property, so that the agglomerates of pollutant and auxiliary material in particles of the auxiliary material, optionally with residues of pollutant, disintegrated.
  • the pollutant-laden auxiliary material is heated in the treatment device at most to about 550 ° C, for example to at most about 500 ° C, to undesirable chemical transformation of the limestone flour, especially the calcium carbonate , to prevent.
  • the treatment device is preferably operated such that a bubble-forming and / or a circulating fluidized bed is formed.
  • a receptacle for the fluidized bed has a cross-section which widens upward in the direction of the direction of gravity, whereby a so-called "freeboard" can be formed.
  • the treatment device is operated such that a gradient in the particle size distribution of the auxiliary material, in particular a mixture of pollutant-laden auxiliary material and / or fluidized bed base material is formed, wherein the median of
  • Particle size distribution of the auxiliary material, in particular of the mixture increases in the direction of gravity downwards.
  • Small particles of the auxiliary material in particular those without contamination by pollutants, and preferably abrasion of the fluidized bed base material preferably accumulate in an upper region of the auxiliary material with respect to the direction of gravity, in particular of the mixture of pollutant-laden auxiliary material and fluidized bed base material.
  • the auxiliary material laden with pollutant is supplied to the fluidized bed in a lower region of a gravitational direction of a fluidized bed produced in the thermal treatment device by fluidization.
  • a particularly long residence time of the pollutant-laden auxiliary material in the mixture of pollutant-laden auxiliary material and / or fluidized bed base material can be made possible.
  • Particles of the system of pollutant and auxiliary material, particles of the processed auxiliary material and / or particles of a fluidized bed base material, which preferably collect in a gravitational direction at the top of a swirling fluidized bed or are carried out of the fluidized bed, are preferably removed from the treatment apparatus.
  • the particles are removed by means of an overflow of the treatment device from the processing device.
  • the discharged particles are preferably usable for purifying the crude gas stream as an auxiliary material.
  • the carrier gas stream may be guided from the bottom upwards through the auxiliary material in order to swirl auxiliary material against the direction of the gravitational force.
  • the carrier gas flow is conducted to raise the auxiliary material against the direction of gravity from bottom to top by the auxiliary material, wherein the carrier gas stream is supplied before and / or after flowing through the auxiliary material of a separator and / or a combustion device. In this way, an undesirable escape of potentially harmful substances from the treatment device can be avoided.
  • a separation device may in particular be a filter device, for example a hot gas filter, or a cyclone.
  • the carrier gas stream which is preferably guided through the auxiliary material for the purpose of fluidizing the auxiliary material, can be heated in particular by means of a heating device. As it flows through the auxiliary material, the auxiliary material can be heated thereby.
  • the combustion device comprises a thermal afterburning device.
  • the combustion device comprises a thermal afterburning device.
  • particles of the auxiliary material and / or particles of a fluidized bed base material are discharged by means of the carrier gas flow from a fluidized bed generated by fluidization and deposited on the separation device for removal from the treatment device.
  • the separation device can in particular be spatially separated from a receptacle for the fluidized bed, for example offset laterally. This is particularly effectively reduced or completely avoided that deposited on the deposition device material back into the receptacle of the treatment device in which the fluidized bed is formed passes.
  • the particles of the pollutant-laden auxiliary material and / or the particles of a fluidized bed base material, which are preferably removed from the treatment device, are particularly useful for purifying the crude gas stream.
  • This auxiliary material is thus a processed auxiliary material.
  • the carrier gas flow is conducted to raise the auxiliary material against the direction of gravity from bottom to top by the auxiliary material, wherein the carrier gas stream before and / or after flowing through the auxiliary material is fed to a heat exchanger and / or a drying device for drying workpieces , In this way, the heat present in the carrier gas stream can be efficiently reused.
  • the carrier gas flow is used in particular for the generation and / or the
  • the discharged carrier gas stream is supplied in particular to a drying device for drying vehicle bodies.
  • the heat contained in the carrier gas stream is transferred by means of a heat exchanger to other gas streams or other fluid streams.
  • the heat contained in the discharged carrier gas stream is transferred by means of a heat exchanger to supply air for a drying device for drying workpieces, in particular vehicle bodies.
  • the carrier gas stream may further comprise a drying device for
  • Dismounting of workpieces and / or heated prior to its delivery to the treatment device by means of a heat exchanger and a fluid flow from the drying device.
  • a control device for controlling and / or regulating the devices and systems and the components of the devices and systems.
  • a treatment plant can be controlled and / or regulated by means of at least one control device according to the inventive method.
  • the present invention further relates to a treatment plant for the thermal treatment of an auxiliary material which can be introduced into the crude gas stream for purifying a crude gas stream laden with an organic pollutant and together with the organic pollutant forms a stable system of pollutant and auxiliary material.
  • the invention is in this respect the task of providing a treatment plant, by means of which auxiliary material is easy and resource-friendly reprocessed.
  • thermal treatment device for chemically reacting at least a portion of the organic pollutant to produce a conditioned auxiliary material
  • a feeding device for supplying the system of pollutant and auxiliary material and a carrier gas stream heated to normal conditions to the thermal processing device
  • a discharge device for discharging the processed auxiliary material from the processing device.
  • the treatment plant according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the method according to the invention for the thermal treatment of an auxiliary material.
  • the auxiliary material loaded with pollutant by means of the feed device in a direction of gravity lower portion of a fluidized bed produced by a fluidization in the thermal treatment device of the fluidized bed can be fed.
  • the auxiliary material loaded with pollutant for this purpose can be fed to a lower region of a receiving device of the treatment device for receiving the auxiliary material and / or a fluidized bed base material with respect to the direction of the gravitational force.
  • the treatment device is designed in particular as a fluidized bed furnace.
  • the processing device comprises a receptacle which comprises a gas-permeable bottom.
  • the material accommodated in the receptacle in particular a fluidized bed base material and / or auxiliary material loaded with pollutant, can be particularly easily flowed through, flowed through and thus swirled up with gas, in particular carrier gas.
  • the treatment plant comprises a heating device, by means of which the receptacle, the gas-permeable bottom and / or the supplied gas, that is to say the carrier gas stream, can be heated.
  • particles of the auxiliary material, in particular of the pollutant-laden auxiliary material, and / or particles of a fluidized bed base material can be discharged in an upper region of a fluidized bed produced by fluidization in a direction of gravity.
  • an overflow can be provided for this purpose.
  • the treatment plant comprises a separation device and / or a combustion device, to which the carrier gas stream can be fed, which in particular for swirling a
  • the processing plant according to the invention is particularly suitable for use in a paint shop.
  • the present invention further relates to a paint shop for painting workpieces.
  • the invention is in this respect the task of providing a paint shop, which is particularly simple or resource-friendly operable.
  • the painting installation for painting workpieces, in particular vehicle bodies comprises the following:
  • a painting device by means of which the workpieces can be painted with paint
  • a filter device for cleaning a generated in the paint, loaded with paint overspray raw gas stream by supplying filter aid to the raw gas stream and depositing the paint overspray together with the filter aid to a filter element of the filter device;
  • organic pollutant is paint overspray and wherein the auxiliary material is filter aid.
  • the painting plant according to the invention is particularly simple and resource-saving operable.
  • the paint shop preferably further comprises a mixing device, by means of which fresh auxiliary material and processed auxiliary material can be brought together and mixed.
  • the mixed auxiliary material is preferably fed to the filter device of the paint shop.
  • the paint shop comprises at least one measuring device for measuring and / or determining a proportion of pollutant in the pollutant-laden auxiliary material, that is, a degree of loading of the auxiliary material with pollutant.
  • the process according to the invention, the treatment plant according to the invention and / or the coating plant according to the invention can have one or more of the features and / or advantages described below:
  • An attrition of particles of a fluidized bed base material is preferably used to dilute the auxiliary material to be processed, in particular residual material optionally remaining in the auxiliary material, in particular aluminum flakes of metallic lacquers.
  • limestone powder as an auxiliary material
  • the temperature of the fluidized bed base material and / or the auxiliary material is selected in the treatment device so that the limestone powder neither burns nor calcination takes place.
  • the method is operated at a temperature plateau between combustion and calcination of the limestone meal.
  • the treatment device is operated at very high temperatures at which the fluidized bed base material and / or the auxiliary material are chemically converted.
  • the resulting materials can then be used in particular otherwise.
  • zeolites as auxiliary material and / or
  • Fluidized bed base material can be used. Zeolites change chemically preferably only slightly at higher temperatures.
  • inorganic materials such as quartz (Si0 2 ) as a fluidized bed base material and / or as an auxiliary material allows the use of very high temperatures, for example up to 1000 ° C. As a result, in particular organic materials can be burned out of the auxiliary material. A thermal post-combustion is then preferably unnecessary.
  • quartz Si0 2
  • sands if appropriate as mixtures, also quartz sand, as fluidized bed base material and / or as auxiliary material are used.
  • a thermal postcombustion device can be, for example, a separate thermal postcombustion device assigned to the treatment plant or a thermal postcombustion device already present in a paint shop.
  • a thermal post-combustion device is preferably arranged after a deposition device, in particular after a hot gas filter, the processing plant.
  • thermal afterburning apparatus is designed as a torch.
  • incomplete burned, organic constituents of the gas stream passed through the fluidized bed base material and / or the pollutant-laden auxiliary material gas stream are completely burned to carbon dioxide.
  • thermal postcombustion device for the treatment plant can simplify the integration of the treatment plant into a paint shop, since the site of the treatment plant is then substantially independent of a thermal postcombustion device of the paint shop.
  • the combustion is preferably an exothermic process, so that the resulting waste heat can be used to heat other process air, in particular a gas stream, in particular preheat.
  • the necessary heating power of the thermal treatment device can thereby be preferably reduced.
  • an electric heater is preferably used as the heating device for heating the gas flow through the fluidized bed base material and / or the pollutant-laden auxiliary material.
  • the gas stream can be heated by means of exhaust air from a drying device for drying workpieces, in particular vehicle bodies.
  • a part of the exhaust air of the drying device branches off, through the processing device, in particular the fluidized bed base material and / or loaded with pollutant auxiliary material, passed and optionally then fed to a thermal afterburner.
  • the total air volume flow supplied to the thermal afterburning apparatus preferably remains at least approximately unchanged, and as a result also the design and the size of the thermal afterburning apparatus. It may be favorable if the exhaust air from a drying device is loaded with solvents.
  • the solvent already contained in the gas flow can be used to heat the gas stream, so that less additional energy is needed for heating.
  • a partial air flow of the gas stream is overheated, for example, has a temperature of 700 ° C to compensate for endothermic processes.
  • a partial air flow from another gas for example nitrogen, oxygen, carbon dioxide, or comprises another gas in an increased concentration to specifically influence the combustion and / or conversion of the pollutant by reactions of this gas in the treatment device.
  • each process air stream can be introduced into the processing device via the burner, ie at the process temperature, or without the burner, ie at room temperature.
  • one of the process air streams is exhaust air of a drying device, this can react very flexibly to possible changes in state (operating state changes) of the paint shop. For example, a rapid heating of the treatment device, in particular the fluidized bed base material and / or the loaded with pollutant auxiliary material, by means of exhaust air of a drying device, if the exhaust air already a predetermined
  • the processing device can thereby be operated reliably even without the operation of a drying device.
  • Solvents from the exhaust air can be burned in a combustion chamber of the treatment device, in particular in the area of the fluidized bed base material and / or the auxiliary material laden with pollutant. Different paint concentrations (loading levels) in the pollutant-laden auxiliary material can be compensated thereby preferably.
  • the treatment device can be cooled by means of air whose temperature is room temperature.
  • a partial air flow which is introduced into the treatment device, in particular through the fluidized bed base material and / or charged with pollutant auxiliary material is passed, the exhaust air of the treatment device, which in particular has a temperature of about about 400 ° C.
  • This partial air flow may comprise all of the exhaust air of the treatment device or any part thereof.
  • partial air streams are introduced at mutually different points of the treatment device into the treatment device, in particular fed to the fluidized bed base material and / or the pollutant-laden auxiliary material.
  • a partial air flow is added directly above a bottom of a receptacle for the fluidized bed base material and / or the pollutant-laden auxiliary material, in particular over a fluidized bed, in particular to improve the formation of a fluidized bed.
  • a "stoichiometric stratification" can be produced in the processing device, that is to say that different oxygen concentrations predominate at different points in the processing device.
  • stoichiometrically in excess oxygen may favor the combustion of pollutants.
  • those in the preferred embodiment may favor the combustion of pollutants.
  • Process air for the thermal treatment device that is, in particular the guided through the fluidized bed base material and the pollutant-laden auxiliary material air (carrier gas stream) can be preheated, for example via an air heat exchanger.
  • heat-emitting process air streams are in particular exhaust air streams from a thermal post-combustion device into consideration.
  • the supply of pollutant-laden auxiliary material to the thermal treatment device, in particular to the fluidized bed base material can be reduced or completely stopped. If, alternatively or additionally, the amount of air supplied to the treatment device is reduced to such an extent that oxygen is present in stoichiometric amounts in deficit, pyrolysis can take place so that tars, soot and / or ash can form.
  • the treatment device preferably comprises a control or regulating device, by means of which the temperature of the gas flow supplied to the treatment device, the mass flow of the gas flow supplied to the treatment device and the amount of the supplied pollutant-loaded auxiliary material can be controlled and / or regulated.
  • a regulation can be carried out, for example, as a function of a determined, for example by means of a measuring device oxygen content in the treatment device.
  • the supply of pollutant-laden auxiliary material can be throttled or completely stopped when the oxygen concentration in the treatment device is too low, for example equal to or less than about 5%.
  • the feed device for example a screw conveyor
  • the feed device can be controlled by means of a frequency converter, for example, which is throttled as a function of a signal of an oxygen sensor of the measuring device, in particular until the complete delivery stop. In this way it can be ensured that pollutants of the pollutant-laden auxiliary material can burn off substantially completely before further auxiliary material laden with pollutant is supplied.
  • a flow guide such as a pipe
  • the gas stream preferably flows in the direction of gravity from top to bottom and is already preheated by the prevailing temperatures.
  • the pipes are at least partially, preferably for the most part, or completely within the treatment device.
  • the treatment device comprises a receptacle whose bottom is formed as a nozzle bottom.
  • a nozzle bottom is formed as a bubble tray.
  • a small pressure loss results in the introduction of the gas stream for stirring up the pollutant-laden auxiliary material and / or the fluidized bed base material.
  • a bottom of the receptacle of the processing device comprises a fluidizing device, for example a fluidizing device formed of sintered ceramics or sintered metal.
  • the gas flow can be introduced particularly uniformly over the entire surface of the soil.
  • the pollutant-laden auxiliary material effectively, in particular to fluidize the fluidized bed base material.
  • further substances with organic content can be burned in the treatment device.
  • a Kabinenfolie- tion which is contaminated after removal from a designed as a paint booth painting device of the paint shop with paint, crushed, in particular shredded, and as an additional solids flow the
  • Fluidized bed base material and / or the pollutant-laden Auxiliary material to be supplied As a result, the calorific value of the material to be processed can be increased.
  • the treatment plant is preferably designed so that even if several streams, material flows and / or gas streams are provided, a thermal treatment of laden with pollutant auxiliary material is always possible only with the use of a gas stream and the reprocessed loaded with pollutant auxiliary material.
  • the treatment device comprises a hot gas filter through which the gas flow is guided.
  • the treatment device is, preferably continuously, fed by means of the feed device, such as a screw conveyor, loaded with pollutant auxiliary material, which is supplied for this purpose, for example, just above a bottom of a recording of the treatment device. Due to the material input into the treatment device, the filling level increases in the treatment device. Particles of auxiliary material and / or abrasion of fluidized bed base material, which accumulate in the direction of gravity upper end of the fluidized bed, for example, generated by the fluidization, for example, can be removed by means of an overflow from the treatment device. The prepared auxiliary material thus removed is then preferably cooled.
  • the treatment device has a receptacle (tube) in which the thermal treatment takes place and thus the auxiliary material and / or the fluidized bed base material are strongly heated.
  • a further receptacle (tube) of the treatment device in which processed auxiliary material from the first receptacle, for example by means of an overflow, is passed, the treated auxiliary material for cooling the same is fluidized with a cold gas stream.
  • the cold gas stream takes the heat of the processed Auxiliary material, so that the second recording can cool to a total temperature of about 350 ° C, for example.
  • the heated air can then be removed via a filter device which adjoins the second receptacle or is arranged in the second receptacle.
  • the temperature of the air is preferably above the condensation temperature of the organic substances contained therein. This makes it possible to effectively reduce or completely avoid condensation of organic substances, in particular on the filter device.
  • a bubble-forming fluidized bed is formed.
  • the solids discharge from the fluidized bed is minimized.
  • an optimum ratio of atmospheric oxygen to pollutant to be burned is selected here.
  • a circulating fluidized bed is formed by the fluidization of the pollutant-laden auxiliary material and / or the fluidized bed base material. It may be favorable if the processing device has a receptacle with a cross-section (widened) which increases in the upward direction towards the direction of gravity
  • processed auxiliary material is discharged via a filter device from the processing device.
  • the formation of a circulating fluidized bed can be provided for this purpose.
  • the filter device in particular a hot gas filter, is preferably arranged outside the vertical projection of the receptacle, in particular the fluidized bed. This is a drop, if necessary, at a cleaning of on the filter device deposited particles from the filter device back into the fluidized bed effectively reduced or completely avoided. Instead, the fall can take place in a container arranged below the filter device.
  • the treatment device is in this case operated so that the particles have a long residence time in the treatment device in order to ensure complete conversion of the organic constituents of the pollutant can.
  • the processing device comprises two receptacles (as described above) and a filter device for discharging the processed auxiliary material (as described above).
  • the treatment device is preferably integrated in a cleaning device for cleaning a pollutant-laden crude gas stream, in particular a filter device with regenerable filter modules.
  • Auxiliary material is preferably automatically removed from the filter device for purifying the crude gas stream and fed to the treatment device.
  • a, in particular automatic or manually operated, buffer device is provided, in which loaded with pollutant
  • Auxiliary material from the filter device for cleaning the crude gas stream can be temporarily stored. From the buffer device, the pollutant-laden auxiliary material is fed to the treatment device.
  • the buffer device comprises in particular a buffer container which has a storage volume of, for example, at least about one cubic meter, in particular about 100 cubic meters.
  • the feeding of pollutant-laden auxiliary material to the treatment device preferably takes place via a cooling screw, which is also referred to as a screw heat exchanger.
  • a cooling of the treatment device supplied, loaded with pollutant auxiliary material is preferably such that the temperature is up to the supply to the processing device at most about 120 ° C, to a
  • a thick flow can be carried out, wherein for preventing the heat conduction, a conveying line is preferably cooled. If a rapid promotion, can preferably be dispensed with a cooling of the auxiliary material.
  • a trickle device and / or a vibrating trough can be provided as the feed device.
  • An average particle size of the fluidized bed base material is preferably between about 0.1 mm to about 10 mm, more preferably between about 0.3 mm to about 3 mm.
  • the median particle size distribution of the fresh and / or processed auxiliary material is preferably between about 10 ⁇ and about 50 pm, in particular between about 15 ⁇ and about 30 ⁇ .
  • Auxiliary material is, for example, about 50 pm to about 60 pm.
  • FIG. 1 shows a schematic vertical cross section through a painting plant for painting workpieces.
  • FIG. 2 shows a schematic vertical cross section through a first embodiment of a treatment plant for the treatment of auxiliary material.
  • Fig. 3 is a corresponding to Fig. 2 schematic representation of a second
  • FIG. 2 corresponding schematic representation of a third
  • Embodiment of a treatment plant in which a thermal post-combustion device is provided;
  • Fig. 5 is a corresponding to Fig. 2 schematic representation of a fourth
  • Embodiment of a treatment plant in which a plurality of partial air streams are provided as mixed supply air for the treatment device;
  • Fig. 6 is a corresponding to Fig. 2 schematic representation of a fifth
  • FIG. 7 is a of FIG. 2 corresponding schematic representation of a
  • FIG. 8 shows a schematic vertical cross section through a seventh embodiment of a treatment plant, in which a thermal afterburning device and a bypassed heat exchanger for heating supply air for the treatment device of the treatment plant are provided;
  • FIG. 9 is a corresponding to FIG. 8 schematic representation of an eighth
  • Embodiment of a treatment plant which is coupled to a drying device for drying workpieces;
  • Fig. 10 is a corresponding to FIG. 8 schematic representation of a
  • Ninth embodiment of a treatment plant in which an electric heater for heating supply air for the treatment device of the treatment plant is provided;
  • Fig. 11 is a corresponding to FIG. 8 schematic representation of a
  • Fig. 12 is a corresponding to FIG. 8 schematic representation of an eleventh
  • Embodiment of a treatment plant in which an electric heater and a heat exchanger are provided;
  • Fig. 13 is a corresponding to FIG. 8 schematic representation of a
  • a measuring device for determining gas concentrations in the treatment device of the treatment plant
  • 14 shows a schematic representation of a treatment device of a treatment plant in which a bubble-forming fluidized bed is formed
  • Fig. 15 is a schematic representation of a processing device of a
  • FIG. 16 is a schematic illustration, corresponding to FIG. 8, of a thirteenth embodiment of a treatment plant in which a discharge of processed auxiliary material takes place by means of a filter device; FIG. and
  • 17 is a schematic illustration of a fourteenth embodiment of a treatment plant including buffering devices for buffering pollutant-laden auxiliary material and processed auxiliary material.
  • Fig. 1 designated as a whole by 100, comprises a painting device 102 designed as a painting booth, in which workpieces 104, for example vehicle bodies, can be coated with paint (paintable).
  • a painting device 102 designed as a painting booth, in which workpieces 104, for example vehicle bodies, can be coated with paint (paintable).
  • the workpieces 104 can be fed by means of a workpiece conveying device 108 to an application region 106 of the coating device 102 and can be removed again from the application region 106.
  • the painting installation 100 further comprises a plenum 110 arranged above the painting device 102, by means of which air can be fed to the application area 106.
  • the painting installation 100 comprises a filter installation 112 arranged below the painting apparatus 102, by means of which the air guided through the application area 106, which has received pollutant formed by the application of paint to the workpieces 104 as paint overspray, can be cleaned.
  • the filter system 112 comprises a plurality of filter devices 114.
  • Each filter device 114 comprises an enclosure 116, which delimits a raw gas chamber 118 and in which at least one filter element 120 is arranged.
  • the filter device 114 comprises an inlet channel 122, through which a stream of raw gas, which is formed by the polluted air guided through the application region 106, can flow into the raw gas chamber 118 of the filter device 114.
  • the filter device 114 is designed as a dry filter device, that is to say that purification of the raw gas stream takes place essentially without the addition of a liquid to the filter elements 120. Rather, the raw gas stream, an auxiliary material, in particular filter aid material, are supplied, which preferably absorbs a liquid content in the pollutant and can be deposited together with the pollutant loaded with pollutant auxiliary material on the filter element 120.
  • the auxiliary material forms together with the pollutant a stable system of pollutant and
  • Auxiliary material By cleaning the crude gas stream, a clean gas stream is obtained, which leaves the filter device 114 through a clean gas line 123.
  • a barrier layer or a protective layer is formed, which can be easily cleaned from the filter element 120.
  • the filter device 114 is thus a regenerable filter device 114 which can be regenerated and reused without replacement of filter elements 120.
  • Auxiliary material may be received in a receptacle 124 of the filter device 114 disposed below the filter element 120.
  • the paint shop 100 For the preparation of the auxiliary material, the paint shop 100 comprises a thermal treatment plant 126 (see FIG. 2).
  • the treatment plant 126 comprises a treatment device 128, which is in particular designed as a fluidized bed furnace 130.
  • the treatment device 128 comprises a receptacle 132 for receiving fluidized bed base material and auxiliary material, in particular pollutant-laden auxiliary material.
  • fluidized bed base material can also be dispensed with in another embodiment.
  • fluidized bed base material may be advantageous when it is desired to treat an auxiliary material that, for example, can not be fluidized by itself, due to binding forces between the particles of the auxiliary material and / or due to the particle size.
  • a bottom 134 of the receptacle 132 is formed, for example, as a nozzle bottom 136, in particular as a bell bottom 138, and allows the supply of supply air through the bottom 134 to the fluidized bed base material and the auxiliary material, in particular the system of pollutant and
  • a fluidized bed 140 of fluidized bed base material and / or of the system of pollutant and auxiliary material in the receptacle 132 can be formed.
  • the bell bottom 138 of the receptacle 132 comprises a plurality of nozzles 142, which are provided, for example bell-like with covers 144.
  • Receiving 132 of the treatment device 128 supply air to be supplied.
  • the treatment plant 126 comprises a heating device 148, in particular a burner, which serves for heating the supply air.
  • the supply air to be heated by means of the heating device 148 and to be supplied to the receptacle 132 of the processing device 128 is ambient air from the surroundings of the processing plant 126, in particular room air, in the first embodiment of the processing plant 126 shown in FIG.
  • the gas stream, in particular the carrier gas stream, which as supply air by means of Zu Kunststoff admir 146 of the receptacle 132 of the treatment device 128 can be fed and passed through the fluidized bed base material and the pollutant loaded auxiliary material, from the receptacle 132 of
  • Processing device 128 are discharged.
  • the treatment plant 126 comprises a separation device 152, for example a filter device 154. This can be used to prevent unwanted pollutants from the exhaust air, i. the guided through the fluidized bed 140 gas stream, are discharged to the environment of the treatment plant 126.
  • a separation device 152 for example a filter device 154. This can be used to prevent unwanted pollutants from the exhaust air, i. the guided through the fluidized bed 140 gas stream, are discharged to the environment of the treatment plant 126.
  • processed auxiliary material can be discharged from the receptacle 132 of the processing device 128 (see also FIG. 16).
  • the separating device 152 can thus also serve as a discharge device 156 for removing processed auxiliary material from the processing device 128.
  • the separation device 152 is part of a separation device 157 for separating recycled auxiliary material from the pollutant-laden auxiliary material.
  • the treatment plant 126 further comprises a supply device 158, by means of which the receptacle 132 of the processing device 128 can be supplied with auxiliary material loaded with pollutant.
  • auxiliary material loaded with pollutant.
  • the above-described first embodiment of the treatment plant 126 functions as follows:
  • Air is sucked in from the surroundings of the treatment plant 126 via the supply air line 146 and supplied to the treatment device 128 as supply air to the receptacle 132.
  • the supply air is heated by means of the heater 148 over the temperature at normal conditions (about 20 ° C to 30 ° C), in particular to a temperature of about 550 ° C.
  • the supply air is passed as a gas stream, in particular carrier gas stream, through the bottom 134 of the receptacle 132, swirls the fluidized bed base material arranged in the receptacle 132 and heats the fluidized bed base material.
  • Conditioning device 128 is formed.
  • the fluidized bed base material with pollutant-laden auxiliary material for example, from the filter devices 114 of the filter system 112 of the paint shop 100, respectively.
  • the pollutant-laden auxiliary material is then heated in the treatment device 128 and thereby processed.
  • the treatment device 128 is thus a thermal treatment device 128.
  • the treatment plant 126 is thus a thermal treatment plant 126.
  • the pollutant By heating the pollutant-laden auxiliary material, the pollutant is at least partially chemically converted, in particular burned, or at least reduces the stickiness of the pollutant, so that agglomerates of particles of pollutant and particles are broken from auxiliary material. Particles of auxiliary material preferably remain chemically unchanged.
  • an organic constituent of the pollutant is vaporized, preferably burned, and removed from the system of pollutant and auxiliary material.
  • the particles of auxiliary material freed of pollutant accumulate in an upper region 162 of the fluidized bed 140 with respect to the direction of gravity 160 and can be entrained there by the gas stream flowing through and finally deposited on the precipitation device 152.
  • these particles are removed as treated auxiliary material from the treatment device 128 and can be reused in the filter system 112, in particular in the filter devices 114 of the filter system 112, for the purification of a raw gas stream.
  • limestone powder is considered as auxiliary material.
  • the fluidized bed base material is preferably limestone meal, but preferably has particles of larger particle diameter.
  • the particles of the fluidized bed base material are on average at least about 10 times, for example about 50 times, as large as the particles of the auxiliary material.
  • the fluidized bed base material is progressively reduced by abrasion to form particles of fluidized bed base material having a similar size to the particles of the auxiliary material.
  • the fluidized bed base material preferably has a chemical composition corresponding to the chemical composition of a material usable as an auxiliary material
  • the small particles of fluidized bed base material can be discharged from the treatment device 128 by means of the discharge device 156 and used as a treated auxiliary material in the filter system 112 for purifying a raw gas stream ,
  • FIG. 3 illustrated second embodiment of a thermal treatment plant 126 differs from that shown in FIG. 2 substantially by the fact that the exhaust air guided through the separation device 152 is not released unused to the environment. Rather, a heat exchanger 164 is provided, by means of which the heat contained in the exhaust air from the treatment device 128 is at least partially transferable to the supply air to be supplied to the treatment device 128 supply air. As a result, a fuel requirement of the heating device 148 can preferably be reduced.
  • FIG. 3 illustrated second embodiment of a treatment plant 126 in terms of structure and function with the in FIG. 2, so that reference is made to the above description thereof.
  • FIG. 4 differs from the first embodiment shown in FIG. 2 essentially in that exhaust air from a drying device (to be described later) for drying workpieces 104, in particular vehicle bodies, is used as supply air for the treatment device 128 , Furthermore, in the third embodiment of the treatment plant 126 shown in FIG. 4, a combustion device 166, in particular a thermal afterburning device 168, is provided.
  • the exhaust air from the dryer apparatus is thereby partially supplied to the treatment apparatus 128 and partly directly to the thermal afterburning apparatus 168.
  • the exhaust air from the treatment device 128 is also supplied to the thermal afterburning apparatus 168 in the third embodiment of the treatment plant 126 shown in FIG. 4 by means of the exhaust air line 150 after flowing through the separation device 152.
  • exhaust air from the drying device as supply air for the treatment device 128, the fuel requirement of the heater 148 can be reduced. On the one hand, this is due to the fact that the exhaust air of the drying device already has an elevated temperature. On the other hand, exhaust air from the drying device usually contains flammable solvents which, when burned in the treatment device 128, also contribute to increasing the temperature while avoiding heating by means of the heating device 148.
  • the thermal post-combustion device 168 serves to eliminate all organic and other potentially hazardous substances from the exhaust air of the drying device and the exhaust air of the treatment device 128. In particular, by means of the thermal post-combustion device 168 a very high temperature for chemical
  • a condensate separator can be used.
  • the temperature of the air stream is cooled below the dew point of the organic substances to be separated by means of a heat exchanger.
  • the condensed substances are taken up in a collecting container.
  • FIG. 4 illustrated third embodiment of the treatment plant 126 with the in FIG. 2, so that reference is made to the above description thereof.
  • Fig. 5 fourth embodiment of a thermal treatment plant 126 differs from the third embodiment shown in FIG. 4 essentially in that the treatment plant 126 comprises a valve arrangement 170, by means of which the supply air for the treatment device 128 optionally from different sources, in particular from ambient air, for example Room air, or exhaust air of a drying device, can be provided.
  • the supply air for the treatment device 128 optionally from different sources, in particular from ambient air, for example Room air, or exhaust air of a drying device, can be provided.
  • the air provided can optionally be supplied to the heating device 148 and heated or be conducted past the heating device 148.
  • valve arrangement 170 can in particular be controlled and / or regulated such that a temperature in the receptacle 132 of the treatment device 128 is substantially constant.
  • a measuring device 174 is provided.
  • the supply device 158 and the discharge device 156 can also be controlled and / or regulated by means of the control device 172.
  • FIG. 5 illustrated fourth embodiment of a treatment plant 126 in terms of structure and function with the in FIG. 4, so that reference is made to the above description thereof.
  • a fifth embodiment of a thermal treatment plant 126 shown in FIG. 6 differs from that shown in FIG. 2 essentially in that the supply air for the treatment device 128 is introduced at different locations in the receptacle 132 of the treatment device 128.
  • the supply air is introduced via the bottom 134 of the receptacle 132 in order to allow fluidization of the fluidized bed base material and of the pollutant-laden auxiliary material.
  • supply air is introduced at various points above the fluidized bed 140, in order to be able to influence a swirling and / or a discharge of fluidized auxiliary material in a targeted manner.
  • FIG. 6 illustrated fifth embodiment of a treatment plant 126 in terms of structure and function with the in FIG. 5, so that reference is made to the above description thereof in this regard.
  • FIG. 7 illustrated sixth embodiment of a thermal treatment plant 126 differs from that shown in FIG. 2, essentially in that the treatment device 128 comprises an air line 176 which is substantially vertical is arranged centrally in the receptacle 132 of the treatment device 128 and extends substantially over the entire length of the receptacle 132 of the treatment device 128.
  • the air line 176 allows the supply of air to the bottom 134 of the receptacle 132, wherein the air is guided in the direction of gravity 160 from above through the receptacle 132 of the treatment device 128 and thus automatically heated during operation of the treatment device 128.
  • the heat generated and / or existing in the treatment device 128 can be used efficiently to minimize the need for an additional heating.
  • FIG. 7 illustrated sixth embodiment of a treatment plant 126 with the first embodiment shown in FIG. 2, so that reference is made to the above description thereof in this regard.
  • a seventh embodiment of a thermal treatment plant 126 shown in FIG. 8 essentially differs from the first embodiment shown in FIG. 2 in that the treatment plant 126 comprises a thermal afterburning device 168 (see also the third and fourth embodiments according to FIGS. 4 and 5).
  • the exhaust air from the treatment device 128 is thereby fed to the thermal afterburning device 168 and heated strongly therein.
  • Both the heated exhaust air from the thermal afterburning device 168 and the supply air for the treatment device 128 are supplied to a heat exchanger 164 to transfer the heat from the heated exhaust air to the supply air to be heated.
  • the heated exhaust air can be partially or completely passed by means of a bypass 178 to the heat exchanger 164.
  • valve assembly 170 is provided in the seventh embodiment of the treatment plant 126 shown in FIG.
  • the valve arrangement 170 can be controlled, for example, by means of the control device 172 (see in particular the fourth embodiment according to FIG. 5).
  • a separating device 157 designed as an overflow device 179 can be provided.
  • this overflow device 179 which is preferably arranged in the upper region 162 of the fluidized bed 140, can be separated in the upper region 162 accumulating processed auxiliary material from the accumulating in particular in the lower region 161 loaded with pollutant auxiliary material.
  • the seventh embodiment of the processing plant 126 shown in FIG. 8 coincides in structure and function with the first embodiment shown in FIG. 2, so that reference is made to the above description thereof.
  • FIG. 9 An eighth embodiment of a thermal treatment plant 126 shown in FIG. 9 differs from that shown in FIG. 8 illustrated substantially by the fact that the air duct (supply and exhaust air) of the treatment device 128 together with the heat exchanger 164 in the air duct (supply and exhaust air) of a drying device 180 for drying workpieces 104, in particular vehicle bodies, and an associated thermal post-combustion device 168 is integrated.
  • the supply air for the treatment device 128 is heated by means of a heat exchanger 164, to which the exhaust air heated in the thermal afterburning device 168 is supplied to the treatment device 128.
  • FIG. 8 illustrated ninth embodiment provided that the heat from the exhaust air of the thermal afterburning device 168 is transferred by means of further heat exchanger 164 to the supply air for the drying device 180.
  • FIG. 9 illustrated eighth embodiment of a treatment plant 126 in terms of structure and function with the in FIG. 8 illustrated seventh embodiment, so that reference is made to the above description thereof in this regard.
  • FIG. 10 illustrated ninth embodiment of a thermal
  • Processing plant 126 differs from that shown in FIG. 2 essentially in that the heating device 148 is designed as an electric heating device 148, in particular as an electric heating unit.
  • the supply air for the treatment device 128 is thus heated by means of an electric heater 148.
  • the exhaust air from the treatment device 128 is supplied to a thermal post-combustion device 168, thereby freed of undesirable pollutants and finally released to the environment.
  • the in Fig. 10 illustrated ninth embodiment of a treatment plant 126 in structure and function with the in Fig. 1. 2, so that reference is made to the above description thereof.
  • FIG. 11 illustrated tenth embodiment of a thermal
  • Processing plant 126 differs from that shown in FIG. 9, essentially in that the supply air for the treatment device 128 is a part of the exhaust air from the drying device 180.
  • the remaining part of the exhaust air from the drying device 180 is fed to the thermal afterburning device 168.
  • the exhaust air from the treatment device 128 is supplied to the thermal afterburning apparatus 168.
  • FIG. 11 illustrated tenth embodiment of a treatment plant 126 in terms of structure and function with the in FIG. 9, so that reference is made to the above description thereof.
  • FIG. 12 illustrated eleventh embodiment of a thermal treatment plant 126 differs from that shown in FIG. 3, essentially in that the heating device 148 is designed as an electric heating device 148, in particular as an electric heating unit.
  • the heating device 148 is in particular a backup heater.
  • FIG. 12 illustrated eleventh embodiment of a treatment plant 126 in terms of structure and function with the in FIG. 3 illustrated second embodiment, so that reference is made to the above description thereof in this regard.
  • Processing plant 126 differs from that shown in FIG. 5 illustrated substantially by the fact that by means of the valve assembly 170 not only different tempered air streams, but also gas streams of different composition either individually or mixed as supply air of the treatment device 128 can be fed.
  • the measuring device 174 is preferably a gas concentration, in particular an oxygen concentration, in the processing device 128 can be determined.
  • control device 172 can influence the valve arrangement 170 in order to optimize the process parameters in the conditioning device 128.
  • Fig. 13 illustrated twelfth embodiment of a treatment plant 126 in terms of structure and function with the in FIG. 5, so that reference is made to the above description thereof in this regard.
  • FIG. 14 an operating mode of a treatment device 128 is shown schematically in which a bubble-forming fluidized bed is produced in the receptacle 132 of the treatment device 128.
  • a bubble-forming fluidized bed is produced in the receptacle 132 of the treatment device 128.
  • the fluidized bed base material and / or the pollutant-laden auxiliary material is traversed by air.
  • FIG. 15 schematically illustrates an operating mode of a treatment device 128 in which a circulating fluidized bed is produced in the receptacle 132 of the treatment device 128.
  • the receptacle 132 has a section 182 that widens upwards in the direction of the force of gravity 160, which leads to a slowing down of the gas flow in the receptacle 132 of the treatment device 128 and allows the discharged particles to trickle back into the fluidized bed 140 ,
  • Such an upwardly expanding portion 182 is also referred to as
  • a thirteenth embodiment of a thermal treatment plant 126 shown in FIG. 16 differs from that shown in FIG. 2 illustrated first embodiment essentially in that below the
  • Separator 152 a collecting container 184 is arranged by means of which can be received by the separating device 152 falling treated auxiliary material.
  • both the separating device 152 and the collecting container 184 are arranged laterally offset from the receptacle 132 of the processing device 128, it is avoided that the deposited processed
  • Auxiliary material passes back into the fluidized bed 140.
  • the processed auxiliary material thus easily separated and finally discharged by means of the discharge device 156 from the processing device 128.
  • a fourteenth embodiment of a thermal treatment plant 126 differs from that shown in FIG. 2 essentially in that the treatment plant 126 comprises buffer devices 186, by means of which pollutant-laden and / or treated auxiliary material can be intermediately stored.
  • buffer containers 188 of the buffer devices 186 are provided.
  • a first buffer tank 188 serves to receive pollutant-laden auxiliary material from the filter system 112.
  • a conveying device 190 for example a screw conveyor, in particular a cooling screw or a screw heat exchanger
  • the pollutant-laden auxiliary material from the buffer tank 188 for laden with pollutant auxiliary material of the processing device 128 can be supplied.
  • the conveying device 190 is thus part of the feeding device 158.
  • the pollutant-laden auxiliary material in particular in the lower region 161 of the fluidized bed 140, can be supplied to the fluidized bed base material and thus to the fluidized bed 140 itself.
  • auxiliary material which has been removed from the receptacle 132 of the processing device 128 by means of an overflow 192 can be fed to a further buffer container 188 of a further buffer device 186.
  • the overflow 192 and the further conveyor 190 are thus part of the discharge device 156th
  • the treatment plant 126 further comprises a storage device 194 for storing fresh auxiliary material, a mixing device 196 for mixing prepared auxiliary material and fresh auxiliary material, and / or a disposal device 198 for disposing of excessively contaminated auxiliary material, especially contaminated with pollutant
  • the storage device 194 comprises a further buffer container 188, in which, for example, supplied by trucks fresh auxiliary material can be cached.
  • the mixing device 196 also includes a buffer tank 188 in which a mixture of fresh auxiliary material and processed auxiliary material can be temporarily stored.
  • the in Fig. The fourteenth embodiment of the processing plant 126 shown in FIG. 17 functions as follows:
  • a laden with pollutant raw gas stream is cleaned with the aid of auxiliary material.
  • the pollutant-laden auxiliary material must be replaced or treated after a certain period of use.
  • thermal treatment plant 126 By means of the thermal treatment plant 126 such a treatment can take place.
  • the pollutant-laden auxiliary material is supplied from the filter system 112 to a buffer device 186, in particular temporarily stored in a buffer container 188 for pollutant-laden auxiliary material.
  • the pollutant-laden auxiliary material is conveyed by means of the conveying device 190 into the receptacle 132 of the processing device 128.
  • the processed auxiliary material accumulating in the upper region 162 of the fluidized bed 140 is removed from the receptacle 132 of the processing device 128 and fed via the further conveying device 190, in particular a screw heat exchanger, to the buffer container 188 for the processed auxiliary material.
  • the auxiliary material is cooled to a temperature of at most about 40 ° C, so that it can be stored at ambient temperature and optionally processed.
  • a bulk material heat exchanger in which a cooling through Vorbeirieseln done on heat exchanger tubes, or be provided with a pneumatic conveying or integrated heat exchanger in a delivery line.
  • the mixture comprises, for example, about 70% recycled auxiliary material and about 30% fresh auxiliary material.
  • the auxiliary material mixed by the mixing device 196 is finally supplied to the filter unit 112 for reuse.
  • the drive of the required gas streams, in particular air streams, in the thermal treatment plant 126 is preferably carried out by means of at least one fan, which in particular overcomes all pressure losses in the treatment plant 126.
  • the pressure losses can be, for example, between about 200 mbar and about 300 mbar.
  • the fourteenth embodiment of the treatment plant 126 shown in FIG. 17 is identical in construction and function to the one shown in FIG. 2, so that reference is made to the above description thereof.
  • thermal treatment plants 126 can be provided that single or multiple features of the described embodiments are combined in any manner with each other.
  • the fourteenth embodiment shown in FIG. 17 of the thermal treatment plant 126 according to FIG the in Fig. 4 illustrated third embodiment is provided with a thermal post-combustion device 168.
  • auxiliary material Since in all embodiments of thermal treatment plants 126 contaminant-laden auxiliary material is thermally treated and the processed auxiliary material is separated by gas flow from the still loaded with pollutant auxiliary material, the preparation of auxiliary material is particularly simple and resource-friendly.

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Abstract

Um ein Verfahren zum thermischen Aufbereiten eines Hilfsmaterials, welches zum Reinigen eines mit einem organischen Schadstoff beladenen Rohgasstroms in den Rohgasstrom einbringbar ist und zusammen mit dem organischen Schadstoff ein stabiles System aus Schadstoff und Hilfsmaterial bildet, zu schaffen, welches einfach und ressourcenschonend durchführbar ist, wird vorgeschlagen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Zuführen des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial und eines gegenüber Normalbedingungen erwärmten Trägergasstroms in eine thermische Aufbereitungsvorrichtung; chemische Umsetzung wenigstens eines Teils des organischen Schadstoffs zur Erzeugung eines aufbereiteten Hilfsmaterials; Abtrennen des aufbereiteten Hilfsmaterials von dem mit einem organischen Schadstoff beladenen Hilfsmaterial über Transport mittels Gasströmung; und Abführen des aufbereiteten Hilfsmaterials aus der thermischen Aufbereitungsvorrichtung.

Description

Verfahren zum thermischen Aufbereiten eines Hilfsmaterials
und Aufbereitungsanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Aufbereiten eines Hilfsmaterials, welches zum Reinigen eines mit einem organischen Schadstoff beladenen Rohgasstroms in den Rohgasstrom einbringbar ist und zusammen mit dem organischen Schadstoff ein stabiles System aus Schadstoff und Hilfsmaterial bildet.
Mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial kann beispielsweise in einem nasschemischen Verfahren aufbereitet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum thermischen Aufbereiten eines Hilfsmaterials bereitzustellen, welches einfach und ressourcenschonend durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum thermischen Aufbereiten eines Hilfsmaterials gelöst, bei welchem das Hilfsmaterial zum Reinigen eines mit einem organischen Schadstoff beladenen Rohgasstroms in den Rohgasstrom einbringbar ist, wobei das Hilfsmaterial zusammen mit dem Schadstoff ein stabiles System aus Schadstoff und Hilfsmaterial bildet.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren Folgendes:
Zuführen des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial und eines gegenüber Normalbedingungen erwärmten Trägergasstroms in eine thermische Aufbereitungsvorrichtung;
chemische Umsetzung wenigstens eines Teils des organischen
Schadstoffs zur Erzeugung eines aufbereiteten Hilfsmaterials;
Abtrennen des aufbereiteten Hilfsmaterials von dem mit einem
organischen Schadstoff beladenen Hilfsmaterial über Transport mittels Gasströmung; Abführen des aufbereiteten Hilfsmaterials aus der thermischen
Aufbereitungsvorrichtung.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Hilfsmaterial ein Filterhilfsmaterial gewählt ist, welches zum Reinigen eines mit einem Schadstoff in Form von Lack-Overspray beladenen Rohgasstroms verwendet wird, wobei das Filterhilfsmaterial mit dem Lack-Overspray ein unter Normalbedingungen stabiles System aus mit Lack-Overspray beladenem Filterhilfsmaterial ausbildet, das an einer Filtervorrichtung abscheidbar ist.
Günstig kann es sein, wenn die Aufbereitungsvorrichtung ein Wirbelschichtbasismaterial enthält oder umfasst. Vorzugsweise weist das Wirbelschichtbasismaterial eine chemische Zusammensetzung auf, die der chemischen Zusammensetzung eines als Hilfsmaterial verwendeten Materials entspricht.
Das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial kann insbesondere durch das gemeinsame Aufwirbeln mit einem Wirbelschichtbasismaterial einfach aufbereitet werden.
Unter dem Begriff "Normalbedingungen" ist insbesondere eine Temperatur zwischen ungefähr 20 °C und ungefähr 30 °C zu verstehen.
Der Trägergasstrom kann beispielsweise Luft umfassen oder aus Luft bestehen. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Trägergasstrom Stickstoff oder ein oder mehrere andere Inertgase umfasst oder aus Stickstoff oder einem oder mehreren anderen Inertgasen besteht. Der Trägergasstrom kann insbesondere zur Unterstützung der thermischen Aufbereitung ein reaktives Gas oder Gasgemisch und/oder ein inertes Gas oder Gasgemisch umfassen oder aus demselben bestehen.
Als Hilfsmaterial kann insbesondere jedes Medium verwendet werden, welches dazu in der Lage ist, einen Flüssigkeitsanteil des Schadstoffs aufzunehmen. Hilfsmaterial ist vorzugsweise ein teilchenförmiges und/oder pulverförmiges Material .
Insbesondere kommen als Hilfsmaterialien beispielsweise Kalk, Steinmehl, insbesondere Kalksteinmehl, Aluminiumsilikate, Aluminiumoxide, Siliziumoxide, Pulverlack oder Ähnliches in Betracht.
Alternativ oder ergänzend hierzu können als Hilfsmaterial zur Aufnahme und/oder Bindung des Schadstoffs auch Partikel mit einer Hohlraumstruktur und relativ zu ihren Außenabmessungen großer innerer Oberfläche verwendet werden, beispielsweise natürliche und/oder synthetische Zeolithe oder andere hohle, beispielsweise kugelförmige, Körper aus Polymeren, Glas oder Aluminiumsilikat und/oder natürliche oder synthetisch erzeugte Fasern.
Als Zeolithe werden insbesondere Alumino-Silikate bezeichnet, welche die allgemeine Summenformel Mn+ x/n [(AI02)x~ (Si02)y] · z H20 aufweisen
(Mn+ : Metallkation; x/n : stöchiometrischer Faktor, der sich aus der Ladung des Kations und der des Aluminat-Anions ergibt (= "Modul")). Es können beispielsweise Calcium-, Magnesium-, Calcium-Magnesium-, Natrium- und/oder Kalium-Zeolithe verwendet werden . Vorzugsweise werden Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Zeolitharten verwendet.
Alternativ oder ergänzend hierzu können als Hilfsmaterial zur Aufnahme und/oder Bindung des Schadstoffs auch chemisch mit dem Schadstoff reagierende Partikel verwendet werden, beispielsweise chemisch reaktive Partikel mit Amin-, Epoxid-, Carboxyl-, Hydroxyl- oder Isocyanat-Gruppen, chemisch reaktive Partikel aus mit Octylsilan nachbehandeltem Aluminiumoxid oder feste oder flüssige Mono-, Oligo- oder Polymere, Silane, Silanole oder Silo- xane. Das Hilfsmaterial besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl von Hilfsmaterial- Partikeln, welche insbesondere einen mittleren Durchmesser im Bereich von ungefähr 10 μηι bis ungefähr 100 μηι aufweisen.
Das Hilfsmaterial ist insbesondere ein fließfähiges, partikelförmiges Material, welches beispielsweise in Form von Filterhilfsmaterial auch als "Precoat"- Material bezeichnet wird.
Das Filterhilfsmaterial dient insbesondere dazu, sich als Sperrschicht an der Oberfläche eines Filterelements abzusetzen, um zu verhindern, dass diese Oberfläche durch anhaftende Lack-Overspray-Partikel verklebt. Durch periodisches Abreinigen des Filterelements gelangt ein System aus Schadstoff und Hilfsmaterial, insbesondere Lack-Overspray und Filterhilfsmaterial, von dem Filterelement in einen Aufnahmebehälter.
Mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial kann insbesondere ein Gemisch oder ein System aus Schadstoff- Teilchen und Hilfsmaterial-Teilchen sein. Beispielsweise kann das Gemisch Konglomerate und/oder Agglomerate aus Teilchen aus Schadstoff und Teilchen aus Hilfsmaterial umfassen.
Teilchen aus Schadstoff sind insbesondere Lacktröpfchen.
Teilchen aus Hilfsmaterial sind insbesondere Steinmehlkörnchen.
Zur Reinigung des mit Schadstoff beladenen Rohgasstroms verwendbares Hilfsmaterial weist vorzugsweise eine Teilchengrößenverteilung auf, welche es ermöglicht, dass zumindest ein Großteil der Teilchen des Hilfsmaterials von dem Rohgasstrom mitgerissen und/oder aufgenommen werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Wirbelschichtbasismaterial chemisch im Wesentlichen dem Hilfsmaterial, insbesondere dem aufzubereitenden
Hilfsmaterial, entspricht. Unter einem chemisch im Wesentlichen dem Hilfsmaterial entsprechenden Material ist insbesondere ein Material zu verstehen, welches im Wesentlichen dieselbe chemische Zusammensetzung wie das Hilfsmaterial aufweist. Insbesondere ist ein chemisch im Wesentlichen dem Hilfsmaterial entsprechendes Material aus dem gleichen Stoff gebildet wie das Hilfsmaterial.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Wirbelschichtbasismaterial ein von dem aufzubereitenden Hilfsmaterial chemisch verschiedenes Hilfsmaterial umfasst. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn das Wirbelschichtbasismaterial eine chemische Zusammensetzung aufweist, welche, gegebenenfalls nach Durchführung eines Zerkleinerungsvorgangs des Wirbelschichtbasismaterials, die Verwendung des Wirbelschichtbasismaterials als Hilfsmaterial ermöglicht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Wirbelschichtbasismaterial mit dem aufzubereitenden Hilfsmaterial kompatibel ist, so dass ein Gemisch aus aufbereitetem Hilfsmaterial und, gegebenenfalls zerkleinertem, Wirbelschichtbasismaterial, zur Reinigung eines mit Schadstoff beladenen Rohgasstroms verwendbar ist.
Als Wirbelschichtbasismaterial kann vorzugsweise jedes partikelförmige Material eingesetzt werden. Dies kann insbesondere ein anorganisches und/oder fließfähiges Material sein. Es kann als reiner Stoff, z. B. als Kalksteinmehl, oder als Gemisch aus verschiedenen Stoffen, z. B. als Gemisch aus Kalksteinmehl und Zeolith, vorliegen.
Durch ein Aufwirbeln des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials und/oder eines Wirbelschichtbasismaterials wird vorzugsweise eine Wirbelschicht erzeugt, insbesondere eine blasenbildende und/oder eine zirkulierende Wirbelschicht. Die Aufbereitungsvorrichtung ist insbesondere als ein Wirbelschichtofen ausgebildet.
Eine Filtervorrichtung ist vorzugsweise eine regenerierbare Filtervorrichtung.
Unter einer regenerierbaren Filtervorrichtung ist eine Abtrennvorrichtung zum Abtrennen von Verunreinigungen aus einem durch eine Lackiervorrichtung geführten Gasstrom, insbesondere zum Abtrennen von Schadstoff, insbesondere Lack-Overspray, aus einem Schadstoff enthaltenden Rohgasstrom, zu verstehen, bei welcher abgeschiedene Verunreinigungen abgereinigt werden können, ohne Filterelemente der Filtervorrichtung austauschen zu müssen.
Unter einer regenerierbaren Filtervorrichtung ist insbesondere auch eine Filtervorrichtung zu verstehen, die eines oder mehrere Trockenfilterelemente und/oder Trockenabscheidungsvorrichtungen aufweist, bei denen eine Reinigung eines Gasstroms im Wesentlichen ohne die Zugabe einer Flüssigkeit an den Filterelementen erfolgt. Davon unabhängig können nachfolgende oder vorgelagerte Reinigungsstufen wiederum unter Verwendung von (bei Normalbedingungen) flüssigen Löse- oder Reinigungsmitteln vorgesehen sein.
Bei einer regenerierbaren Filtervorrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass die Filtervorrichtung mindestens ein Filterelement umfasst, welches im Filterbetrieb mit einer Sperrschicht und/oder einer Schutzschicht versehen ist, welche Filterhilfsmaterial, insbesondere Kalksteinmehl, umfasst.
Auf diese Weise kann im Filterbetrieb der Filtervorrichtung verhindert werden, dass sich das Filterelement mit Verunreinigungen aus dem der Filtervorrichtung zugeführten Gasstrom zusetzt. Durch eine Abreinigung der Sperrschicht bzw. Schutzschicht von dem Filterelement der Filtervorrichtung kann eine besonders einfache Regeneration des Filterelements erfolgen, welches anschließend durch Aufbringen einer frischen Sperrschicht bzw. einer frischen Schutzschicht erneut verwendbar ist. Als Lack kommt insbesondere Pulverlack oder Fluidlack in Betracht.
Mit dem Begriff "Fluidlack" wird dabei - im Unterschied zum Begriff
"Pulverlack" - ein Lack mit einer fließfähigen Konsistenz, von flüssig bis pastös (beispielsweise im Falle eines PVC-Plastisols), bezeichnet. Der Begriff "Fluidlack" umfasst insbesondere die Begriffe "Flüssiglack" und "Nasslack".
Bei der Verwendung von Fluidlack ist der Lack-Overspray aus der Lackiervorrichtung somit ein Fluidlack-Overspray, bei der Verwendung von Nasslack ein Nasslack-Overspray.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Median der Teilchengrößenverteilung des Wirbelschichtbasismaterials größer ist als der Median der Teilchengrößenverteilung des zur Reinigung des Rohgasstroms verwendbaren Hilfsmaterials und/oder als der Median der Teilchengrößenverteilung des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials, insbesondere des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial.
Der Median der Teilchengrößenverteilung ist diejenige Teilchengröße, welche von 50% der vorhandenen Teilchen nicht erreicht wird, während die weiteren 50% der vorhandenen Teilchen größer als diese Teilchengröße sind .
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Median der Teilchengrößenverteilung des Wirbelschichtbasismaterials mindestens ungefähr das Doppelte, insbesondere das Dreifache, beispielsweise das Zehnfache, des Medians der Teilchengrößenverteilung des zur Reinigung des Rohgasstroms verwendbaren Hilfsmaterials und/oder des Medians der Teilchengrößenverteilung des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials beträgt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Median der Teilchengrößenverteilung des Wirbelschichtbasismaterials höchstens ungefähr das Hundertfache, insbesondere höchstens ungefähr das Fünfzigfache, insbesondere höchstens ungefähr das Dreißigfache, des Medians der Teilchengrößenverteilung des zur Reinigung des Rohgasstroms verwendbaren Hilfsmaterials und/oder des Medians der Teilchengrößenverteilung des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials beträgt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial in der Aufbereitungsvorrichtung erhitzt wird, so dass Agglomerate aus Schadstoff und Hilfsmaterial aufgebrochen werden.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial in der Aufbereitungsvorrichtung erhitzt wird, so dass der Schadstoff wenigstens teilweise umgewandelt wird, während Teilchen des Hilfsmaterials unverändert bleiben.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass Teilchen des Hilfsmaterials chemisch unverändert bleiben.
Unter einem Teilchen ist dabei sowohl ein Festkörperteilchen, insbesondere im Falle des Filterhilfsmaterials, als auch ein Tropfen, insbesondere im Falle des Lack-Overspray, zu verstehen.
Insbesondere bei Agglomeraten aus Schadstoff und Teilchen des Hilfsmaterials erfolgt vorzugsweise eine Trocknung und/oder chemische Umwandlung des Schadstoffs. Der Schadstoff, insbesondere die Teilchen des Lack-Overspray, kann hierdurch entweder ganz umgewandelt, beispielsweise verbrannt, werden oder verliert zumindest eine gegebenenfalls zuvor vorhandene haftende Eigenschaft, so dass die Agglomerate aus Schadstoff und Hilfsmaterial in Teilchen des Hilfsmaterials, gegebenenfalls mit Rückständen von Schadstoff, zerfallen. Insbesondere bei der Verwendung von Kalksteinmehl als Hilfsmaterial kann vorgesehen sein, dass das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial in der Aufbereitungsvorrichtung höchstens auf ungefähr 550°C, beispielsweise auf höchstens ungefähr 500°C, erhitzt wird, um eine unerwünschte chemische Umwandlung des Kalksteinmehls, insbesondere des Kalziumkarbonats, zu verhindern.
Die Aufbereitungsvorrichtung wird vorzugsweise so betrieben, dass sich eine blasenbildende und/oder eine zirkulierende Wirbelschicht ausbildet.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Aufnahme für die Wirbelschicht einen sich entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben hin erweiternden Querschnitt aufweist, wodurch ein sogenanntes "Freeboard" gebildet werden kann.
Günstig kann es sein, wenn die Aufbereitungsvorrichtung so betrieben wird, dass sich ein Gradient in der Teilchengrößenverteilung des Hilfsmaterials, insbesondere eines Gemisches aus mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial und/oder Wirbelschichtbasismaterial, ausbildet, wobei der Median der
Teilchengrößenverteilung des Hilfsmaterials, insbesondere des Gemisches, in der Schwerkraftrichtung nach unten hin zunimmt.
Kleine Teilchen des Hilfsmaterials, insbesondere solche ohne Verunreinigung durch Schadstoff, sowie vorzugsweise Abrieb des Wirbelschichtbasismaterials sammeln sich vorzugsweise in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung oberen Bereich des Hilfsmaterials, insbesondere des Gemisches aus mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial und Wirbelschichtbasismaterial.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung unteren Bereich einer in der thermischen Aufbereitungsvorrichtung durch ein Aufwirbeln erzeugten Wirbelschicht der Wirbelschicht zugeführt wird. Auf diese Weise kann eine besonders lange Verweilzeit des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials in dem Gemisch aus mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial und/oder Wirbelschichtbasismaterial ermöglicht werden.
Teilchen des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial, Teilchen des aufbereiteten Hilfsmaterials und/oder Teilchen eines Wirbelschichtbasismaterials, welche sich vorzugsweise in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung oberen Bereich einer durch das Aufwirbeln erzeugten Wirbelschicht sammeln oder aus der Wirbelschicht herausgetragen werden, werden vorzugsweise aus der Aufbereitungsvorrichtung abgeführt.
Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Teilchen mittels eines Überlaufs der Aufbereitungsvorrichtung aus der Aufbereitungsvorrichtung abgeführt werden.
Die abgeführten Teilchen sind vorzugsweise zur Reinigung des Rohgasstroms als Hilfsmaterial verwendbar.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Trägergasstrom zum Aufwirbeln von Hilfsmaterial entgegen der Schwerkraftrichtung von unten nach oben durch das Hilfsmaterial geführt wird .
Es kann vorgesehen sein, dass der Trägergasstrom zum Aufwirbeln des Hilfsmaterials entgegen der Schwerkraftrichtung von unten nach oben durch das Hilfsmaterial geführt wird, wobei der Trägergasstrom vor und/oder nach dem Durchströmen des Hilfsmaterials einer Abscheidevorrichtung und/oder einer Verbrennungsvorrichtung zugeführt wird . Auf diese Weise kann ein unerwünschtes Entweichen von möglicherweise schädlichen Stoffen aus der Aufbereitungsvorrichtung vermieden werden.
Eine Abscheidevorrichtung kann insbesondere eine Filtervorrichtung, beispielsweise ein Heißgasfilter, oder ein Zyklon sein. Der vorzugsweise zum Aufwirbeln des Hilfsmaterials durch das Hilfsmaterial geführte Trägergasstrom kann insbesondere mittels einer Heizvorrichtung erhitzt werden. Beim Durchströmen des Hilfsmaterials kann hierdurch das Hilfsmaterial erhitzt werden.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Verbrennungsvorrichtung eine thermische Nachverbrennungsvorrichtung umfasst. Auf diese Weise können nach dem Durchströmen des Hilfsmaterials höhere Temperaturen als während des Durchströmens des Hilfsmaterials erzielt werden, um insbesondere organische Dämpfe und andere möglicherweise gesundheitsschädliche gasförmige Stoffe möglichst vollständig verbrennen zu können .
Vorteilhaft kann es sein, wenn Teilchen des Hilfsmaterials und/oder Teilchen eines Wirbelschichtbasismaterials mittels des Trägergasstroms aus einer durch ein Aufwirbeln erzeugten Wirbelschicht ausgetragen und zum Abführen aus der Aufbereitungsvorrichtung an der Abscheidevorrichtung abgeschieden werden.
Die Abscheidevorrichtung kann hierzu insbesondere von einer Aufnahme für die Wirbelschicht räumlich getrennt, beispielsweise seitlich versetzt, angeordnet sein. Damit wird insbesondere wirksam reduziert oder komplett vermieden, dass an der Abscheidevorrichtung abgeschiedenes Material zurück in die Aufnahme der Aufbereitungsvorrichtung, in welcher die Wirbelschicht ausgebildet ist, gelangt.
Die Teilchen des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials und/oder die Teilchen eines Wirbelschichtbasismaterials, welche vorzugsweise aus der Aufbereitungsvorrichtung abgeführt werden, sind insbesondere zur Reinigung des Rohgasstroms verwendbar. Dieses Hilfsmaterial ist somit ein aufbereitetes Hilfsmaterial. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Trägergasstrom zum Aufwirbeln des Hilfsmaterials entgegen der Schwerkraftrichtung von unten nach oben durch das Hilfsmaterial geführt wird, wobei der Trägergasstrom vor und/oder nach dem Durchströmen des Hilfsmaterials einem Wärmetauscher und/oder einer Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Werkstücken zugeführt wird. Auf diese Weise kann die in dem Trägergasstrom vorhandene Wärme effizient weiterverwendet werden.
Der Trägergasstrom dient insbesondere der Erzeugung und/oder der
Aufrechterhaltung einer Wirbelschicht.
Es kann vorgesehen sein, dass der abgeführte Trägergasstrom insbesondere einer Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Fahrzeugkarosserien zugeführt wird . Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die in dem Trägergasstrom enthaltene Wärme mittels eines Wärmetauschers auf andere Gasströme oder sonstige Fluidströme übertragen wird . Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die in dem abgeführten Trägergasstrom enthaltene Wärme mittels eines Wärmetauschers auf Zuluft für eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Werkstücken, insbesondere Fahrzeugkarosserien, übertragen wird.
Der Trägergasstrom kann ferner aus einer Trocknungsvorrichtung zur
Trocknung von Werkstücken stammen und/oder vor dessen Zuführung zu der Aufbereitungsvorrichtung mittels eines Wärmetauschers und eines Fluidstroms aus der Trocknungsvorrichtung erwärmt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuervorrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Vorrichtungen und Anlagen sowie der Bestandteile der Vorrichtungen und Anlagen vorgesehen. Insbesondere kann eine Aufbereitungsanlage mittels mindestens einer Steuervorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuert und/oder geregelt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Aufbereitungsanlage zur thermischen Aufbereitung eines Hilfsmaterials, welches zum Reinigen eines mit einem organischen Schadstoff beladenen Rohgasstroms in den Rohgasstrom einbringbar ist und zusammen mit dem organischen Schadstoff ein stabiles System aus Schadstoff und Hilfsmaterial bildet.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Aufbereitungsanlage bereitzustellen, mittels welcher Hilfsmaterial einfach und ressourcenschonend aufbereitbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Aufbereitungsanlage zur thermischen Aufbereitung eines Hilfsmaterials dadurch gelöst, dass die Aufbereitungsanlage Folgendes umfasst:
eine thermische Aufbereitungsvorrichtung zur chemischen Umsetzung wenigstens eines Teils des organischen Schadstoffs zur Erzeugung eines aufbereiteten Hilfsmaterials;
eine Zuführvorrichtung zum Zuführen des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial und eines gegenüber Normalbedingungen erwärmten Trägergasstroms zu der thermischen Aufbereitungsvorrichtung;
eine Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen des aufbereiteten
Hilfsmaterials von dem mit einem organischen Schadstoff beladenen Hilfsmaterial über Transport mittels Gasströmung;
eine Abführvorrichtung zum Abführen des aufbereiteten Hilfsmaterials aus der Aufbereitungsvorrichtung.
Die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum thermischen Aufbereiten eines Hilfsmaterials beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der Zuführvorrichtung mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung unteren Bereich einer durch ein Aufwirbeln in der thermischen Aufbereitungsvorrichtung erzeugten Wirbelschicht der Wirbelschicht zuführbar ist. Insbesondere ist das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial hierfür einem bezüglich der Schwerkraftrichtung unteren Bereich einer Aufnahme der Aufbereitungsvorrichtung zur Aufnahme des Hilfsmaterials und/oder eines Wirbelschichtbasismaterials zuführbar.
Die Aufbereitungsvorrichtung ist insbesondere als ein Wirbelschichtofen ausgebildet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Aufbereitungsvorrichtung eine Aufnahme umfasst, welche einen gasdurchlässigen Boden umfasst. Auf diese Weise kann das in der Aufnahme aufgenommene Material, insbesondere ein Wirbelschichtbasismaterial und/oder mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial, besonders einfach mit Gas, insbesondere Trägergas, angeströmt, durchströmt und somit aufgewirbelt werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Aufbereitungsanlage eine Heizvorrichtung umfasst, mittels welcher die Aufnahme, der gasdurchlässige Boden und/oder das zugeführte Gas, das heißt der Trägergasstrom, heizbar ist.
Günstig kann es sein, wenn mittels der Abführvorrichtung Teilchen des Hilfsmaterials, insbesondere des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials, und/oder Teilchen eines Wirbelschichtbasismaterials in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung oberen Bereich einer durch ein Aufwirbeln erzeugten Wirbelschicht abführbar sind. Insbesondere kann hierfür ein Überlauf vorgesehen sein.
Günstig kann es sein, wenn die Aufbereitungsanlage eine Abscheidevorrichtung und/oder eine Verbrennungsvorrichtung umfasst, welcher der Trägergasstrom zuführbar ist, der insbesondere zum Aufwirbeln eines
Wirbelschichtbasismaterials und/oder des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials durch das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit
Schadstoff beladene Hilfsmaterial führbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Lackieranlage.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Lackieranlage zum Lackieren von Werkstücken.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Lackieranlage bereitzustellen, welche besonders einfach oder ressourcenschonend betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lackieranlage zum Lackieren von Werkstücken, insbesondere Fahrzeugkarosserien, Folgendes umfasst:
eine Lackiervorrichtung, mittels welcher die Werkstücke mit Lack lackierbar sind;
eine Filtervorrichtung zur Reinigung eines in der Lackiervorrichtung erzeugten, mit Lack-Overspray beladenen Rohgasstroms durch Zuführen von Filterhilfsmaterial zu dem Rohgasstrom und Abscheiden des Lack- Overspray zusammen mit dem Filterhilfsmaterial an einem Filterelement der Filtervorrichtung; und
eine erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage,
wobei der organische Schadstoff Lack- Overspray ist und wobei das Hilfsmaterial Filterhilfsmaterial ist.
Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsanlage ist die erfindungsgemäße Lackieranlage besonders einfach und ressourcenschonend betreibbar. Die Lackieranlage umfasst vorzugsweise ferner eine Mischungsvorrichtung, mittels welcher frisches Hilfsmaterial und aufbereitetes Hilfsmaterial zusammenführbar und mischbar sind . Das gemischte Hilfsmaterial ist vorzugsweise der Filtervorrichtung der Lackieranlage zuführbar.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Lackieranlage mindestens eine Messvorrichtung zur Messung und/oder zum Ermitteln eines Anteils an Schadstoff in dem mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterial, das heißt eines Beladungsgrads des Hilfsmaterials mit Schadstoff, umfasst.
Ferner können das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage und/oder die erfindungsgemäße Lackieranlage einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen :
Ein Abrieb von Teilchen eines Wirbelschichtbasismaterials dient vorzugsweise dem Verdünnen des aufzubereitenden Hilfsmaterials, insbesondere von gegebenenfalls im Hilfsmaterial verbleibenden Reststoffen, insbesondere Aluminium-Flakes aus Metalliclacken.
Insbesondere bei der Verwendung von Kalksteinmehl als Hilfsmaterial kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Wirbelschichtbasismaterials und/oder des Hilfsmaterials in der Aufbereitungsvorrichtung so gewählt wird, dass das Kalksteinmehl weder verbrennt noch eine Kalzinierung erfolgt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Verfahren an einem Temperaturplateau zwischen Verbrennung und Kalzinierung des Kalksteinmehls betrieben wird .
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Aufbereitungsvorrichtung bei sehr hohen Temperaturen, bei welchen das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das Hilfsmaterial chemisch umgewandelt werden, betrieben wird. Die entstehenden Materialien können dann insbesondere anderweitig verwendet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass Zeolithe als Hilfsmaterial und/oder
Wirbelschichtbasismaterial verwendet werden. Zeolithe verändern sich chemisch vorzugsweise nur geringfügig bei höheren Temperaturen.
Die Verwendung von anorganischen Materialien, beispielsweise Quarz (Si02) als Wirbelschichtbasismaterial und/oder als Hilfsmaterial ermöglicht die Verwendung von sehr hohen Temperaturen, beispielsweise bis zu 1000°C. Hierdurch können insbesondere organische Materialien aus dem Hilfsmaterial herausgebrannt werden . Eine thermische Nachverbrennung ist dann vorzugsweise entbehrlich. In einem modifizierten Beispiel werden Sande, gegebenenfalls als Mischungen, auch Quarzsand, als Wirbelschichtbasismaterial und/oder als Hilfsmaterial verwendet.
Es kann vorgesehen sein, dass mittels einer thermischen Nachverbrennung (TNV) Stoffe, welche insbesondere in dem durch das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial durchgeleiteten Gasstrom, insbesondere Trägergasstrom, enthalten sind, verbrannt werden.
Eine thermische Nachverbrennungsvorrichtung kann beispielsweise eine der Aufbereitungsanlage zugeordnete, separate thermische Nachverbrennungsvorrichtung oder eine in einer Lackieranlage bereits vorhandene thermische Nachverbrennungsvorrichtung sein.
Eine thermische Nachverbrennungsvorrichtung ist vorzugsweise nach einer Abscheidungsvorrichtung, insbesondere nach einem Heißgasfilter, der Aufbereitungsanlage angeordnet.
Günstig kann es sein, wenn die thermische Nachverbrennungsvorrichtung als eine Fackel ausgebildet ist. Hierdurch können insbesondere unvollständig verbrannte, organische Bestandteile des durch das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial geleiteten Gasstroms vollständig zu Kohlenstoffdioxid verbrannt werden.
Die Verwendung einer separaten thermischen Nachverbrennungsvorrichtung für die Aufbereitungsanlage kann die Integration der Aufbereitungsanlage in eine Lackieranlage vereinfachen, da der Aufstellungsort der Aufbereitungsanlage dann im Wesentlichen unabhängig von einer thermischen Nachverbrennungsvorrichtung der Lackieranlage ist.
Die Verbrennung ist vorzugsweise ein exothermer Prozess, so dass die dabei entstehende Abwärme verwendet werden kann, andere Prozessluft, insbesondere einen Gasstrom, zu erhitzen, insbesondere vorzuwärmen. Die nötige Heizleistung der thermischen Aufbereitungsvorrichtung kann hierdurch vorzugsweise verringert werden.
Als Heizvorrichtung zum Aufheizen des durch das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial geleiteten Gasstroms wird vorzugsweise eine elektrische Heizvorrichtung verwendet.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann der Gasstrom mittels Abluft aus einer Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Werkstücken, insbesondere Fahrzeugkarosserien, erhitzt werden. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass ein Teil der Abluft der Trocknungsvorrichtung abgezweigt, durch die Aufbereitungsvorrichtung, insbesondere das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial, geleitet und gegebenenfalls anschließend einer thermischen Nachverbrennungsvorrichtung zugeführt wird . Hierdurch bleibt der der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung zugeführte Gesamtluftvolumenstrom vorzugsweise wenigstens näherungsweise unverändert, und daraus resultierend auch die Auslegung und die Größe der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung. Günstig kann es sein, wenn die Abluft aus einer Trocknungsvorrichtung mit Lösemitteln belastet ist. Bei der Einleitung der Abluft als Gasstrom in das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial kann hierdurch das bereits in dem Gasstrom enthaltene Lösemittel zum Heizen des Gasstroms verwendet werden, so dass weniger zusätzliche Energie zum Heizen benötigt wird .
Günstig kann es sein, wenn mehrere Prozessluftströme (Gasströme), insbesondere über ein Regelventil, in die Aufbereitungsvorrichtung eingeleitet werden. Insbesondere bei der Verwendung unterschiedlich heißer Prozessluftströme kann durch die Verwendung eines Regelventils die Temperatur des der Aufbereitungsvorrichtung zugeführten Gasstroms gezielt eingestellt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Teilluftstrom des Gasstroms überhitzt ist, beispielsweise eine Temperatur von 700°C aufweist, um endotherme Prozesse auszugleichen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Teilluftstrom aus einem anderen Gas, beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, besteht oder ein anderes Gas in erhöhter Konzentration umfasst, um durch Reaktionen dieses Gases in der Aufbereitungsvorrichtung die Verbrennung und/oder Umwandlung des Schadstoffs gezielt zu beeinflussen.
Es kann vorgesehen sein, zwei Prozessluftströme so in die Aufbereitungsvorrichtung einzuleiten, dass jeder Prozessluftstrom über den Brenner, also mit Prozesstemperatur, oder ohne Brenner, also mit Raumtemperatur, in die Aufbereitungsvorrichtung eingeleitet werden kann. Ist einer der Prozessluftströme Abluft einer Trocknungsvorrichtung, so kann hierdurch sehr flexibel auf mögliche Zustandsänderungen (Betriebszustandsänderungen) der Lackieranlage reagiert werden. Beispielsweise kann ein schnelles Aufheizen der Aufbereitungsvorrichtung, insbesondere des Wirbelschichtbasismaterials und/oder des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials, mittels Abluft einer Trocknungsvorrichtung erfolgen, wenn die Abluft bereits ein vorgegebenes
Temperaturniveau aufweist. Ferner kann die Aufbereitungsvorrichtung hierdurch auch ohne den Betrieb einer Trocknungsvorrichtung zuverlässig betrieben werden. Lösemittel aus der Abluft können in einer Brennkammer der Aufbereitungsvorrichtung, insbesondere im Bereich des Wirbelschichtbasismaterials und/oder des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials, verbrannt werden. Unterschiedliche Lackkonzentrationen (Beladungsgrade) in dem mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterial können hierdurch vorzugsweise ausgeglichen werden. Ferner kann die Aufbereitungsvorrichtung mittels Luft, deren Temperatur Raumtemperatur ist, gekühlt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Teilluftstrom, welcher in die Aufbereitungsvorrichtung eingeleitet, insbesondere durch das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial durchgeleitet, wird, die Abluft der Aufbereitungsvorrichtung ist, welche insbesondere eine Temperatur von über ungefähr 400°C aufweist. Dieser Teilluftstrom kann die gesamte Abluft der Aufbereitungsvorrichtung oder einen beliebigen Teil davon umfassen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass Teilluftströme an voneinander verschiedenen Stellen der Aufbereitungsvorrichtung in die Aufbereitungsvorrichtung eingeleitet, insbesondere dem Wirbelschichtbasismaterial und/oder dem mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterial zugeführt, werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Teilluftstrom direkt über einem Boden einer Aufnahme für das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial, insbesondere über einem Wirbelbett, zugegebenen wird, insbesondere um die Ausbildung einer Wirbelschicht zu verbessern.
Es kann vorgesehen sein, dass, insbesondere über spezielle Düsengeometrien, mittels einer Zugabe von Prozessluft im sogenannten Freeboard Wirbel erzeugt werden, welche den Austrag von Partikeln aus der Wirbelschicht begünstigen oder erschweren, das heißt die Verweilzeit der Teilchen in der Aufbereitungsvorrichtung kann reduziert bzw. verlängert werden.
Günstig kann es sein, Prozessluft an verschiedenen Stellen in die Aufbereitungsvorrichtung einzuleiten. Hierdurch kann insbesondere eine "stöchio- metrische Schichtung" in der Aufbereitungsvorrichtung erzeugt werden, das heißt, dass an unterschiedlichen Stellen in der Aufbereitungsvorrichtung unterschiedliche Sauerstoffkonzentrationen vorherrschen. So kann beispielsweise stöchiometrisch im Überschuss vorhandener Sauerstoff die Verbrennung von Schadstoff begünstigen. Insbesondere um die bei den bevorzugten
Materialtemperaturen von höchstens ungefähr 550°C unvollständig ablaufenden Verbrennungsreaktionen zu begünstigen. Insbesondere können hierbei einzelne, bei in der Schwebe vorliegenden Teilchen erfolgende Verbrennungsprozesse begünstigt werden.
Prozessluft für die thermische Aufbereitungsvorrichtung, das heißt insbesondere die durch das Wirbelschichtbasismaterial und das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial geleitete Luft (Trägergasstrom) kann beispielsweise über einen Luft-Wärmetauscher vorgeheizt werden. Als wärmeabgebende Prozessluftströme kommen insbesondere Abluftströme aus einer thermischen Nachverbrennungsvorrichtung in Betracht.
Da die Verbrennung von organischen Materialien zu Kohlenstoffdioxid ein exothermer Prozess ist, muss gegebenenfalls nach der Hochlaufphase (Anfahrvorgang) der Aufbereitungsanlage eine Kühlung erfolgen. Als Kühlluft kann beispielsweise Hallenluft vorgesehen sein. Der Wärmetauscher einer thermischen Nachverbrennungsvorrichtung kann hierfür beispielsweise mittels eines Bypasses umgangen werden.
Wenn die exotherme Reaktion in der Aufbereitungsvorrichtung zu stark wird, so kann eine weitere Kühlung in der Aufbereitungsvorrichtung notwendig werden. Hierzu kann insbesondere die zum Aufwirbeln des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials und/oder des Wirbelschichtbasismaterials verwendete Luftmenge erhöht werden. Vorzugsweise ist darauf zu achten, dass das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial die Wirbelschicht nicht verlässt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Zufuhr von mit Schadstoff belade- nem Hilfsmaterial zu der thermischen Aufbereitungsvorrichtung, insbesondere zu dem Wirbelschichtbasismaterial, reduziert oder ganz gestoppt werden. Wird alternativ oder ergänzend die der Aufbereitungsvorrichtung zugeführte Luftmenge soweit reduziert, dass Sauerstoff stöchiometrisch im Unterschuss vorhanden ist, kann eine Pyrolyse erfolgen, so dass Teere, Ruß und/oder Asche entstehen können.
Die Aufbereitungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Steuerungs- oder Regelvorrichtung, mittels welcher die Temperatur des der Aufbereitungsvorrichtung zugeführten Gasstroms, der Massenstrom des der Aufbereitungsvorrichtung zugeführten Gasstroms sowie die Menge des zugeführten mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials steuerbar und/oder regelbar sind .
Eine Regelung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem beispielsweise mittels einer Messvorrichtung ermittelten Sauerstoffgehalt in der Aufbereitungsvorrichtung erfolgen. So kann mittels der Steuerungsvorrichtung die Zuführung von mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial gedrosselt oder ganz gestoppt werden, wenn die Sauerstoffkonzentration in der Aufbereitungsvorrichtung zu gering ist, beispielsweise gleich oder geringer als ungefähr 5 % ist. Die Zuführvorrichtung, beispielsweise eine Förderschnecke, kann hierzu beispielsweise mittels eines Frequenzumrichters gesteuert werden, welcher in Abhängigkeit von einem Signal eines Sauerstoff-Sensors der Messvorrichtung gedrosselt wird, insbesondere bis zum vollständigen Förderstopp. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass Schadstoffe des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials im Wesentlichen vollständig abbrennen können, bevor weiteres mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial zugeführt wird . Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass beispielsweise mittig zentriert in einer Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme des Wirbelschichtbasismaterials und/oder des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials, in welcher vorzugsweise durch ein Aufwirbeln eine Wirbelschicht erzeugt werden kann, eine Strömungsführung (Luftführung), beispielsweise ein Rohr, angeordnet ist. Darin strömt der Gasstrom vorzugsweise in der Schwerkraftrichtung von oben nach unten und wird durch die herrschenden Temperaturen bereits vorgewärmt. Damit verlaufen die Rohrleitungen wenigstens teilweise, vorzugsweise größtenteils, oder auch vollständig innerhalb der Aufbereitungsvorrichtung .
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Aufbereitungsvorrichtung eine Aufnahme umfasst, deren Boden als ein Düsenboden ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Düsenboden als ein Glockenboden ausgebildet ist. Bei der Verwendung von Düsenböden ergibt sich insbesondere ein geringer Druckverlust bei der Einleitung des Gasstroms zum Aufwirbeln des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials und/oder des Wirbelschichtbasismaterials.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass ein Boden der Aufnahme der Aufbereitungsvorrichtung eine Fluidisiereinrichtung, beispielsweise eine aus Sinterkeramik oder Sintermetall gebildete Fluidisiereinrichtung, umfasst.
Hierdurch kann der Gasstrom besonders gleichmäßig über die gesamte Fläche des Bodens eingebracht werden. Damit ist es konstruktiv auf besonders einfache Weise möglich, das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial effektiv, insbesondere mit dem Wirbelschichtbasismaterial, zu verwirbeln.
Vorzugsweise können weitere Stoffe mit organischem Anteil in der Aufbereitungsvorrichtung verbrannt werden. Beispielsweise kann eine Kabinenfolie- rung, die nach Entfernen aus einer als Lackierkabine ausgebildeten Lackiervorrichtung der Lackieranlage mit Lack verunreinigt ist, zerkleinert, insbesondere geschreddert, werden und als zusätzlicher Feststoffstrom dem
Wirbelschichtbasismaterial und/oder dem mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterial zugeführt werden. Hierdurch kann der Brennwert des aufzubereitenden Materials erhöht werden.
Die Aufbereitungsanlage ist vorzugsweise so ausgebildet, dass selbst dann, wenn mehrere Stoffströme, Materialströme und/oder Gasströme vorgesehen sind, eine thermische Aufbereitung von mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial stets auch nur unter Verwendung eines Gasstroms und des aufzubereitenden, mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials möglich ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aufbereitungsvorrichtung einen Heißgasfilter umfasst, durch welchen der Gasstrom geführt ist. Die Aufbereitungsvorrichtung wird, vorzugsweise kontinuierlich, mittels der Zuführvorrichtung, beispielsweise einer Förderschnecke, mit mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial beschickt, welches hierzu beispielsweise knapp oberhalb eines Bodens einer Aufnahme der Aufbereitungsvorrichtung zugeführt wird. Durch den Materialeintrag in die Aufbereitungsvorrichtung steigt die Füllhöhe in der Aufbereitungsvorrichtung an. Teilchen von Hilfsmaterial und/oder Abrieb von Wirbelschichtbasismaterial, welche sich im bezüglich der Schwerkraftrichtung oberen Ende der beispielsweise durch das Aufwirbeln erzeugten Wirbelschicht ansammeln, können beispielsweise mittels eines Überlaufs aus der Aufbereitungsvorrichtung abgeführt werden. Das so entnommene aufbereitete Hilfsmaterial wird dann vorzugsweise gekühlt.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Aufbereitungsvorrichtung eine Aufnahme (Röhre) aufweist, in welcher die thermische Aufbereitung erfolgt und somit das Hilfsmaterial und/oder das Wirbelschichtbasismaterial stark erhitzt werden. In einer weiteren Aufnahme (Röhre) der Aufbereitungsvorrichtung, in welche aufbereitetes Hilfsmaterial aus der ersten Aufnahme, beispielsweise mittels eines Überlaufs, geleitet wird, wird das aufbereitete Hilfsmaterial zum Kühlen desselben mit einem kalten Gasstrom fluidisiert. Der kalte Gasstrom nimmt dabei die Wärme des aufbereiteten Hilfsmaterials auf, so dass sich die zweite Aufnahme insgesamt auf eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 350°C abkühlen kann. Die erwärmte Luft kann dann über eine Filtervorrichtung abgeführt werden, welche an die zweite Aufnahme angrenzt oder in der zweiten Aufnahme angeordnet ist. Die Temperatur der Luft liegt dabei vorzugsweise oberhalb der Kondensationstemperatur der darin enthaltenen organischen Stoffe. Damit lässt sich ein Kondensieren organischer Stoffe insbesondere an der Filtervorrichtung wirksam reduzieren oder vollständig vermeiden.
Günstig kann es sein, wenn durch das Aufwirbeln des mit Schadstoff
beladenen Hilfsmaterials und/oder des Wirbelschichtbasismaterials in der thermischen Aufbereitungsvorrichtung eine blasenbildende Wirbelschicht ausgebildet wird. Hierdurch wird der Feststoffaustrag aus der Wirbelschicht minimiert. Vorzugsweise wird hierbei ein optimales Verhältnis von Luftsauerstoff zu zu verbrennendem Schadstoff gewählt.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass durch das Aufwirbeln des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials und/oder des Wirbelschichtbasismaterials eine zirkulierende Wirbelschicht ausgebildet wird. Günstig kann es sein, wenn die Aufbereitungsvorrichtung eine Aufnahme mit entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben hin zunehmendem Querschnitt (aufgeweitetem
"Freeboard") umfasst. Hierdurch können aus der Wirbelschicht ausgetragene kleine Teilchen aufgrund der Reduktion der Gasströmungsgeschwindigkeit verlangsamt werden, so dass sie in die Wirbelschicht zurückfallen können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass aufbereitetes Hilfsmaterial über eine Filtervorrichtung aus der Aufbereitungsvorrichtung ausgeschleust wird . Insbesondere kann hierzu die Ausbildung einer zirkulierenden Wirbelschicht vorgesehen sein. Die Filtervorrichtung, insbesondere ein Heißgasfilter, ist hierzu vorzugsweise außerhalb der vertikalen Projektion der Aufnahme, insbesondere der Wirbelschicht, angeordnet. Damit wird ein Abfallen, gegebenenfalls bei einer Abreinigung, von an der Filtervorrichtung abgeschiedenen Teilchen von der Filtervorrichtung zurück in die Wirbelschicht wirksam reduziert oder komplett vermieden. Stattdessen kann das Abfallen in einen unter der Filtervorrichtung angeordneten Behälter erfolgen. Vorzugsweise wird die Aufbereitungsvorrichtung hierbei so betrieben, dass die Teilchen eine lange Verweilzeit in der Aufbereitungsvorrichtung haben, um eine vollständige Umsetzung der organischen Bestandteile des Schadstoffs gewährleisten zu können.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn die Aufbereitungsvorrichtung zwei Aufnahmen (wie vorstehend beschrieben) sowie eine Filtervorrichtung zum Ausschleusen des aufbereiteten Hilfsmaterials (wie vorstehend beschrieben) umfasst.
Die Aufbereitungsvorrichtung ist vorzugsweise in eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines mit Schadstoff beladenen Rohgasstroms, insbesondere eine Filtervorrichtung mit regenerierbaren Filtermodulen, integriert.
Hilfsmaterial wird vorzugsweise automatisch aus der Filtervorrichtung zum Reinigen des Rohgasstroms entfernt und der Aufbereitungsvorrichtung zugeführt.
Vorzugsweise ist eine, insbesondere automatische oder manuell betriebene, Puffervorrichtung vorgesehen, in welcher mit Schadstoff beladenes
Hilfsmaterial aus der Filtervorrichtung zur Reinigung des Rohgasstroms zwischengespeichert werden kann. Aus der Puffervorrichtung wird das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial der Aufbereitungsvorrichtung zugeführt.
Die Puffervorrichtung umfasst insbesondere einen Pufferbehälter, welcher ein Speichervolumen von beispielsweise mindestens ungefähr einem Kubikmeter, insbesondere ungefähr 100 Kubikmeter aufweist. Das Zuführen von mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial zu der Aufbereitungsvorrichtung erfolgt vorzugsweise über eine Kühlschnecke, welche auch als Schneckenwärmetauscher bezeichnet wird. Eine Kühlung des der Aufbereitungsvorrichtung zugeführten, mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials erfolgt vorzugsweise derart, dass die Temperatur bis zur Zuführung zu der Aufbereitungsvorrichtung höchstens ungefähr 120°C beträgt, um ein
Auskondensieren von Teeren in der Zuführvorrichtung zu verhindern.
Alternativ hierzu kann eine Dickstromförderung erfolgen, wobei zum Unterbinden der Wärmeleitung eine Förderleitung vorzugsweise gekühlt wird . Erfolgt eine schnelle Förderung, kann vorzugsweise auf eine Kühlung des Hilfsmaterials verzichtet werden.
Ferner kann alternativ hierzu als Zuführvorrichtung eine Rieselvorrichtung und/oder eine Rüttelrinne vorgesehen sein.
Eine durchschnittliche Teilchengröße des Wirbelschichtbasismaterials beträgt vorzugsweise zwischen ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 10 mm, insbesondere zwischen ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 3 mm.
Der Median der Teilchengrößenverteilung des frischen und/oder aufbereiteten Hilfsmaterials beträgt vorzugsweise zwischen ungefähr 10 μηι und ungefähr 50 pm, insbesondere zwischen ungefähr 15 μηι und ungefähr 30 μηι.
Der Median der Teilchengrößenverteilung des mit Schadstoff beladenen
Hilfsmaterials liegt beispielsweise bei ungefähr 50 pm bis ungefähr 60 pm.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen zeigen :
Fig. 1 einen schematischen vertikalen Querschnitt durch eine Lackieranlage zum Lackieren von Werkstücken;
Fig. 2 einen schematischen vertikalen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage zur Aufbereitung von Hilfsmaterial;
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher Abluft aus einer Aufbereitungsvorrichtung der Aufbereitungsanlage zum Aufheizen von Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung verwendet wird;
Fig. 4 eine der Fig . 2 entsprechende schematische Darstellung einer dritten
Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher eine thermische Nachverbrennungsvorrichtung vorgesehen ist;
Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende schematische Darstellung einer vierten
Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher mehrere Teilluftströme als gemischter Zuluftstrom für die Aufbereitungsvorrichtung vorgesehen sind;
Fig. 6 eine der Fig. 2 entsprechende schematische Darstellung einer fünften
Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher Zuluft an verschiedenen Stellen der Aufbereitungsvorrichtung zugeführt wird;
Fig. 7 eine der Fig. 2 entsprechende schematische Darstellung einer
sechsten Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher eine Luftleitung für Zuluft innerhalb der Aufbereitungsvorrichtung verläuft; Fig. 8 einen schematischen vertikalen Querschnitt durch eine siebte Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher eine thermische Nachverbrennungsvorrichtung sowie ein mit einem Bypass versehener Wärmetauscher zum Aufheizen von Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung der Aufbereitungsanlage vorgesehen sind;
Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende schematische Darstellung einer achten
Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, welche mit einer Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Werkstücken gekoppelt ist;
Fig. 10 eine der Fig. 8 entsprechende schematische Darstellung einer
neunten Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher eine elektrische Heizvorrichtung zum Aufheizen von Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung der Aufbereitungsanlage vorgesehen ist;
Fig. 11 eine der Fig. 8 entsprechende schematische Darstellung einer
zehnten Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher ein Umluftkreislauf zum Betrieb der Aufbereitungsvorrichtung der Aufbereitungsanlage und einer Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Werkstücken vorgesehen ist;
Fig. 12 eine der Fig. 8 entsprechende schematische Darstellung einer elften
Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher eine elektrische Heizvorrichtung und ein Wärmetauscher vorgesehen sind;
Fig. 13 eine der Fig. 8 entsprechende schematische Darstellung einer
zwölften Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher eine Messvorrichtung zum Ermitteln von Gaskonzentrationen in der Aufbereitungsvorrichtung der Aufbereitungsanlage vorgesehen ist; Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Aufbereitungsvorrichtung einer Aufbereitungsanlage, in welcher eine blasenbildende Wirbelschicht ausgebildet ist;
Fig. 15 eine schematische Darstellung einer Aufbereitungsvorrichtung einer
Aufbereitungsanlage, in welcher eine zirkulierende Wirbelschicht ausgebildet ist;
Fig. 16 eine der Fig. 8 entsprechende schematische Darstellung einer dreizehnten Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, bei welcher ein Ausschleusen von aufbereitetem Hilfsmaterial mittels einer Filtervorrichtung erfolgt; und
Fig. 17 eine schematische Darstellung einer vierzehnten Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage, welche Puffervorrichtungen zum Zwischenspeichern von mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial und von aufbereitetem Hilfsmaterial umfasst.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Eine in Fig . 1 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Lackieranlage umfasst eine als Lackierkabine ausgebildete Lackiervorrichtung 102, in welcher Werkstücke 104, beispielsweise Fahrzeugkarosserien, mit Lack beaufschlagbar (lackierbar) sind .
Die Werkstücke 104 sind hierzu mittels einer Werkstückfördervorrichtung 108 einem Applizierbereich 106 der Lackiervorrichtung 102 zuführbar und aus dem Applizierbereich 106 wieder entfernbar. Die Lackieranlage 100 umfasst ferner ein über der Lackiervorrichtung 102 angeordnetes Plenum 110, mittels welchem dem Applizierbereich 106 Luft zuführbar ist.
Ferner umfasst die Lackieranlage 100 eine unter der Lackiervorrichtung 102 angeordnete Filteranlage 112, mittels welcher die durch den Applizierbereich 106 geführte Luft, welche durch das Applizieren von Lack auf die Werkstücke 104 als Lack-Overspray ausgebildeten Schadstoff aufgenommen hat, gereinigt werden kann.
Die Filteranlage 112 umfasst mehrere Filtervorrichtungen 114.
Jede Filtervorrichtung 114 umfasst eine Einhausung 116, welche eine Rohgaskammer 118 begrenzt und in welcher mindestens ein Filterelement 120 angeordnet ist.
Ferner umfasst die Filtervorrichtung 114 einen Einlasskanal 122, durch welchen ein Rohgasstrom, welcher durch die durch den Applizierbereich 106 geführte, mit Schadstoff beaufschlagte Luft gebildet ist, in die Rohgaskammer 118 der Filtervorrichtung 114 einströmen kann.
Die Filtervorrichtung 114 ist als eine Trockenfiltervorrichtung ausgebildet, d.h., dass eine Reinigung des Rohgasstroms im Wesentlichen ohne die Zugabe einer Flüssigkeit an den Filterelementen 120 erfolgt. Vielmehr kann dem Rohgasstrom ein Hilfsmaterial, insbesondere Filterhilfsmaterial, zugeführt werden, welches vorzugsweise einen Flüssigkeitsanteil in dem Schadstoff aufnimmt und zusammen mit dem Schadstoff als mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial an dem Filterelement 120 abgeschieden werden kann . Das Hilfsmaterial bildet zusammen mit dem Schadstoff ein stabiles System aus Schadstoff und
Hilfsmaterial. Durch die Reinigung des Rohgasstroms wird ein Reingasstrom erhalten, welcher die Filtervorrichtung 114 durch eine Reingasleitung 123 verlässt.
Durch ein Abscheiden des Schadstoffs zusammen mit dem Hilfsmaterial an dem Filterelement 120 wird eine Sperrschicht oder eine Schutzschicht gebildet, welche einfach von dem Filterelement 120 abgereinigt werden kann.
Die Filtervorrichtung 114 ist somit eine regenerierbare Filtervorrichtung 114, welche ohne einen Austausch von Filterelementen 120 regeneriert und erneut verwendet werden kann.
Das von dem Filterelement 120 abgereinigte, mit Schadstoff beladene
Hilfsmaterial kann in einem Aufnahmebehälter 124 der Filtervorrichtung 114, welche unter dem Filterelement 120 angeordnet ist, aufgenommen werden.
Nach einer gewissen Betriebsdauer der Filtervorrichtung 114 ist das
Hilfsmaterial zu stark mit Schadstoff beladen, um noch eine zuverlässige Reinigung des Rohgasstroms und einen sicheren Schutz des Filterelements 120 zu ermöglichen. Das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial muss folglich regelmäßig aufbereitet und/oder durch frisches Hilfsmaterial ausgetauscht werden.
Zur Aufbereitung des Hilfsmaterials umfasst die Lackieranlage 100 eine thermische Aufbereitungsanlage 126 (siehe Fig . 2).
Bei der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform der thermischen Aufbereitungsanlage 126 ist vorgesehen, dass die Aufbereitungsanlage 126 eine Aufbereitungsvorrichtung 128 umfasst, welche insbesondere als ein Wirbelschichtofen 130 ausgebildet ist. Die Aufbereitungsvorrichtung 128 umfasst eine Aufnahme 132 zur Aufnahme von Wirbelschichtbasismaterial und Hilfsmaterial, insbesondere mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial.
Auf die Verwendung von Wirbelschichtbasismaterial kann bei einer weiteren Ausführungsform aber auch verzichtet werden.
Die Verwendung von Wirbelschichtbasismaterial kann vorteilhaft sein, wenn ein Hilfsmaterial aufbereitet werden soll, das beispielsweise aufgrund von Bindungskräften zwischen den Teilchen des Hilfsmaterials und/oder aufgrund der Teilchengröße für sich allein genommen nicht aufgewirbelt werden kann.
Eine Boden 134 der Aufnahme 132 ist beispielsweise als ein Düsenboden 136, insbesondere als ein Glockenboden 138, ausgebildet und ermöglicht die Zuführung von Zuluft durch den Boden 134 zu dem Wirbelschichtbasismaterial und dem Hilfsmaterial, insbesondere dem System aus Schadstoff und
Hilfsmaterial, in der Aufnahme 132.
Durch die Zuführung von Zuluft durch den Boden 134 der Aufnahme 132 kann eine Wirbelschicht 140 aus Wirbelschichtbasismaterial und/oder aus dem System aus Schadstoff und Hilfsmaterial in der Aufnahme 132 ausgebildet werden.
Der Glockenboden 138 der Aufnahme 132 umfasst eine Vielzahl von Düsen 142, welche beispielsweise glockenartig mit Abdeckungen 144 versehen sind.
Mittels einer Zuluftleitung 146 der Aufbereitungsanlage 126 kann der
Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 Zuluft zugeführt werden.
Ferner umfasst die Aufbereitungsanlage 126 eine Heizvorrichtung 148, insbesondere einen Brenner, welche zum Aufheizen der Zuluft dient. Die mittels der Heizvorrichtung 148 aufzuheizende und der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 zuzuführende Zuluft ist bei der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 Umgebungsluft aus der Umgebung der Aufbereitungsanlage 126, insbesondere Raumluft.
Mittels einer Abluftleitung 150 der Aufbereitungsanlage 126 kann der Gasstrom, insbesondere der Trägergasstrom, welcher als Zuluft mittels der Zuluftleitung 146 der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 zuführbar und durch das Wirbelschichtbasismaterial und das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial hindurchführbar ist, aus der Aufnahme 132 der
Aufbereitungsvorrichtung 128 abgeführt werden.
Die Aufbereitungsanlage 126 umfasst eine Abscheidevorrichtung 152, beispielsweise eine Filtervorrichtung 154. Hiermit kann verhindert werden, dass unerwünschte Verunreinigungen der Abluft, d.h. des durch die Wirbelschicht 140 geführten Gasstroms, an die Umgebung der Aufbereitungsanlage 126 abgegeben werden.
Ferner kann mittels der Abscheidevorrichtung 152, insbesondere mittels der Filtervorrichtung 154, aufbereitetes Hilfsmaterial aus der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 ausgeschleust werden (siehe hierzu auch Fig. 16).
Die Abscheidevorrichtung 152 kann somit auch als Abführvorrichtung 156 zum Abführen von aufbereitetem Hilfsmaterial aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 dienen. Insbesondere ist die Abscheidevorrichtung 152 Bestandteil einer Abtrennungsvorrichtung 157 zum Abtrennen von aufbereitetem Hilfsmaterial von dem mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterial.
Die Aufbereitungsanlage 126 umfasst ferner eine Zuführvorrichtung 158, mittels welcher der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial zuführbar ist. Insbesondere kann das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial in einem bezüglich einer Schwerkraftrichtung 160 unteren Bereich 161 der Aufnahme 132 derselben zugeführt werden.
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 funktioniert wie folgt:
Über die Zuluftleitung 146 wird Luft aus der Umgebung der Aufbereitungsanlage 126 angesaugt und als Zuluft der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 zugeführt.
Die Zuluft wird dabei mittels der Heizvorrichtung 148 über die Temperatur bei Normalbedingungen (ca. 20 °C bis 30 °C) erhitzt, insbesondere auf eine Temperatur von ungefähr 550 °C.
Die Zuluft wird als Gasstrom, insbesondere Trägergasstrom, durch den Boden 134 der Aufnahme 132 geführt, wirbelt das in der Aufnahme 132 angeordnete Wirbelschichtbasismaterial auf und erhitzt das Wirbelschichtbasismaterial. Hierdurch wird eine heiße Wirbelschicht 140 in der Aufnahme 132 der
Aufbereitungsvorrichtung 128 ausgebildet.
Mittels der Zuführvorrichtung 158 wird dem Wirbelschichtbasismaterial mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial, beispielsweise aus den Filtervorrichtungen 114 der Filteranlage 112 der Lackieranlage 100, zugeführt.
Das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial wird sodann in der Aufbereitungsvorrichtung 128 erhitzt und dabei aufbereitet.
Die Aufbereitungsvorrichtung 128 ist somit eine thermische Aufbereitungsvorrichtung 128. Die Aufbereitungsanlage 126 ist somit eine thermische Aufbereitungsanlage 126.
Durch das Erhitzen des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials wird der Schadstoff zumindest teilweise chemisch umgewandelt, insbesondere verbrannt, oder zumindest die Klebrigkeit des Schadstoffs reduziert, so dass Agglomerate aus Teilchen aus Schadstoff und Teilchen aus Hilfsmaterial aufgebrochen werden. Teilchen aus Hilfsmaterial bleiben dabei vorzugsweise chemisch unverändert.
Insbesondere wird durch das Erhitzen des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials ein organischer Bestandteil des Schadstoffs verdampft, vorzugsweise verbrannt, und aus dem System aus Schadstoff und Hilfsmaterial entfernt.
Die von Schadstoff befreiten Teilchen aus Hilfsmaterial sammeln sich aufgrund der geringeren Masse und/oder Größe in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung 160 oberen Bereich 162 der Wirbelschicht 140 und können dort von dem durchströmenden Gasstrom mitgerissen und schließlich an der Abscheidevorrichtung 152 abgeschieden werden. Mittels der Abführvorrichtung 156 werden diese Teilchen als aufbereitetes Hilfsmaterial aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 entfernt und können in der Filteranlage 112, insbesondere in den Filtervorrichtungen 114 der Filteranlage 112, zur Reinigung eines Rohgasstroms wiederverwendet werden.
Als Hilfsmaterial kommt dabei insbesondere Kalksteinmehl in Betracht.
Auch das Wirbelschichtbasismaterial ist vorzugsweise Kalksteinmehl, weist jedoch vorzugsweise Teilchen mit größerem Teilchendurchmesser auf. Beispielsweise sind die Teilchen des Wirbelschichtbasismaterials durchschnittlich mindestens ungefähr 10 mal, beispielsweise ungefähr 50 mal, so groß wie die Teilchen des Hilfsmaterials. Im Betrieb der Aufbereitungsanlage 126 wird das Wirbelschichtbasismaterial nach und nach durch Abrieb zerkleinert, so dass Teilchen aus Wirbelschichtbasismaterial gebildet werden, welche eine ähnliche Größe aufweisen, wie die Teilchen des Hilfsmaterials. Da das Wirbelschichtbasismaterial vorzugsweise eine chemische Zusammensetzung aufweist, welche der chemischen Zusammensetzung eines als Hilfsmaterial verwendbaren Materials entspricht, können auch die kleinen Teilchen aus Wirbelschichtbasismaterial mittels der Abführvorrichtung 156 aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 abgeführt und als aufbereitetes Hilfsmaterial in der Filteranlage 112 zum Reinigen eines Rohgasstroms verwendet werden.
Eine in Fig . 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die durch die Abscheidevorrichtung 152 geführte Abluft nicht ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird. Vielmehr ist ein Wärmetauscher 164 vorgesehen, mittels welchem die in der Abluft aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 enthaltene Wärme zumindest teilweise auf die der Aufbereitungsvorrichtung 128 zuzuführende Zuluft übertragbar ist. Hierdurch kann ein Brennstoffbedarf der Heizvorrichtung 148 vorzugsweise reduziert werden.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig . 4 dargestellte dritte Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass als Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung 128 Abluft aus einer (noch zu beschreibenden) Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Werkstücken 104, insbesondere Fahrzeugkarosserien, verwendet wird. Ferner ist bei der in Fig. 4 dargestellten dritten Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 eine Verbrennungsvorrichtung 166, insbesondere eine thermische Nachverbrennungsvorrichtung 168, vorgesehen.
Die Abluft aus der Trocknervorrichtung wird dabei teilweise der Aufbereitungsvorrichtung 128 und teilweise direkt der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 zugeführt.
Die Abluft aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 wird bei der in Fig. 4 dargestellten dritten Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 mittels der Abluftleitung 150 nach Durchströmen der Abscheidevorrichtung 152 ebenfalls der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 zugeführt.
Durch die Verwendung von Abluft aus der Trocknungsvorrichtung als Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung 128 kann der Brennstoffbedarf der Heizvorrichtung 148 reduziert werden. Dies liegt einerseits daran, dass die Abluft der Trocknungsvorrichtung bereits eine erhöhte Temperatur aufweist. Andererseits enthält Abluft aus der Trocknungsvorrichtung zumeist brennbare Lösemittel, welche bei deren Verbrennung in der Aufbereitungsvorrichtung 128 ebenfalls zur Temperaturerhöhung unter Vermeidung einer Zuheizung mittels der Heizvorrichtung 148 beitragen.
Die thermische Nachverbrennungsvorrichtung 168 dient der Beseitigung sämtlicher organischer und weiterer möglicherweise gesundheitsgefährdender Stoffe aus der Abluft der Trocknungsvorrichtung und der Abluft der Aufbereitungsvorrichtung 128. Insbesondere kann mittels der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 eine sehr hohe Temperatur zur chemischen
Umsetzung der unerwünschten Stoffe verwendet werden.
Alternativ oder ergänzend zur Beseitigung organischer Stoffe aus der Abluft, insbesondere aus der Abluft der Aufbereitungsvorrichtung, mittels thermischer Nachverbrennung kann ein Kondensatabscheider eingesetzt werden. Hierbei wird mittels eines Wärmetauschers die Temperatur des Luftstroms unter den Taupunkt der abzuscheidenden organischen Stoffe abgekühlt. Die kondensierten Stoffe werden in einem Sammelbehälter aufgenommen .
Im Übrigen stimmt die in Fig . 4 dargestellte dritte Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 mit der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig . 5 dargestellte vierte Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig. 4 dargestellten dritten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Aufbereitungsanlage 126 eine Ventilanordnung 170 umfasst, mittels welcher die Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung 128 wahlweise aus verschiedenen Quellen, insbesondere aus Umgebungsluft, beispielsweise Raumluft, oder Abluft einer Trocknungsvorrichtung, bereitgestellt werden kann.
Ferner kann mittels der Ventilanordnung 170 die bereitgestellte Luft wahlweise der Heizvorrichtung 148 zugeführt und erhitzt oder an der Heizvorrichtung 148 vorbeigeführt werden.
Mittels einer Steuervorrichtung 172 der Aufbereitungsanlage 126 kann die Ventilanordnung 170 insbesondere so gesteuert und/oder geregelt werden, dass eine Temperatur in der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 im Wesentlichen konstant ist.
Zur Überprüfung der Temperatur in der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 ist eine Messvorrichtung 174 vorgesehen. Vorzugsweise können auch die Zuführvorrichtung 158 und die Abführvorrichtung 156 mittels der Steuervorrichtung 172 gesteuert und/oder geregelt werden.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 5 dargestellte vierte Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 4 dargestellten dritten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig. 6 dargestellte fünfte Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung 128 an verschiedenen Stellen in die Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 eingebracht wird.
Einerseits wird die Zuluft über den Boden 134 der Aufnahme 132 eingebracht, um eine Aufwirbelung des Wirbelschichtbasismaterials und des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials zu ermöglichen.
Ferner wird Zuluft an verschiedenen Stellen oberhalb der Wirbelschicht 140 eingebracht, um eine Aufwirbelung und/oder ein Abführen von aufgewirbeltem aufbereiteten Hilfsmaterial gezielt beeinflussen zu können.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 6 dargestellte fünfte Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 5 dargestellten vierten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig . 7 dargestellte sechste Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Aufbereitungsvorrichtung 128 eine Luftleitung 176 umfasst, welche im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, mittig in der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 erstreckt.
Die Luftleitung 176 ermöglicht die Zuführung von Luft zu dem Boden 134 der Aufnahme 132, wobei die Luft in der Schwerkraftrichtung 160 von oben durch die Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 geführt wird und somit im Betrieb der Aufbereitungsvorrichtung 128 automatisch erhitzt wird .
Hierdurch kann die in der Aufbereitungsvorrichtung 128 entstehende und/oder vorhandene Wärme effizient genutzt werden, um die Notwendigkeit für eine Zuheizung zu minimieren.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 7 dargestellte sechste Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 mit der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig. 8 dargestellte siebte Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Aufbereitungsanlage 126 eine thermische Nachverbrennungsvorrichtung 168 umfasst (siehe auch die dritte und vierte Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5).
Die Abluft aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 wird dabei der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 zugeführt und darin stark erhitzt.
Sowohl die erhitzte Abluft aus der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 als auch die Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung 128 werden einem Wärmetauscher 164 zugeführt, um die Wärme aus der erhitzten Abluft auf die aufzuheizende Zuluft zu übertragen. Um ein Überhitzen der Zuluft und/oder der Aufnahmevorrichtung 128 zu verhindern, kann die erhitzte Abluft teilweise oder vollständig mittels eines Bypasses 178 an dem Wärmetauscher 164 vorbeigeführt werden.
Zum Einstellen eines Anteils der durch den Wärmetauscher 164 geführten Abluft und eines Anteils der mittels des Bypasses 178 an dem Wärmetauscher 164 vorbeigeführten Abluft ist bei der in Fig. 8 dargestellten siebten Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 eine Ventilanordnung 170 vorgesehen. Die Ventilanordnung 170 ist beispielsweise mittels der Steuervorrichtung 172 steuerbar (siehe insbesondere die vierte Ausführungsform gemäß Fig. 5).
Zum Abtrennen des aufbereiteten Hilfsmaterials von dem mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterial kann eine als Überlaufvorrichtung 179 ausgebildete Abtrennvorrichtung 157 vorgesehen sein. Mittels dieser Überlaufvorrichtung 179, welche vorzugsweise im oberen Bereich 162 der Wirbelschicht 140 angeordnet ist, kann sich in dem oberen Bereich 162 ansammelndes aufbereitetes Hilfsmaterial von dem sich insbesondere im unteren Bereich 161 ansammelnden mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterial abgetrennt werden.
Im Übrigen stimmt die in Fig. 8 dargestellte siebte Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig. 9 dargestellte achte Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 8 dargestellten siebten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Luftführung (Zu- und Abluft) der Aufbereitungsvorrichtung 128 samt dem Wärmetauscher 164 in die Luftführung (Zu- und Abluft) einer Trocknungsvorrichtung 180 zur Trocknung von Werkstücken 104, insbesondere Fahrzeugkarosserien, und einer zugehörigen thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 integriert ist. Entsprechend der in Fig. 8 dargestellten siebten Ausführungsform wird auch bei der in Fig. 9 dargestellten achten Ausführungsform die Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung 128 mittels eines Wärmetauschers 164 erhitzt, welchem die in der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 erhitzte Abluft der Aufbereitungsvorrichtung 128 zugeführt wird.
Zusätzlich ist bei der in Fig . 8 dargestellten neunten Ausführungsform vorgesehen, dass die Wärme aus der Abluft der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 mittels weiterer Wärmetauscher 164 auf die Zuluft für die Trocknungsvorrichtung 180 übertragen wird.
Die Abluft aus der Trocknungsvorrichtung 180 wird ebenso wie die Abluft aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 zugeführt.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 9 dargestellte achte Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 8 dargestellten siebten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig . 10 dargestellte neunte Ausführungsform einer thermischen
Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Heizvorrichtung 148 als eine elektrische Heizvorrichtung 148, insbesondere als ein elektrisches Heizaggregat, ausgebildet ist.
Die Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung 128 wird somit mittels einer elektrischen Heizvorrichtung 148 erhitzt. Die Abluft aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 wird einer thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 zugeführt, dadurch von unerwünschten Schadstoffen befreit und schließlich an die Umgebung abgegeben .
Im Übrigen stimmt die in Fig . 10 dargestellte neunte Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig . 11 dargestellte zehnte Ausführungsform einer thermischen
Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 9 dargestellten achten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Zuluft für die Aufbereitungsvorrichtung 128 ein Teil der Abluft aus der Trocknungsvorrichtung 180 ist.
Der übrige Teil der Abluft aus der Trocknungsvorrichtung 180 wird der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 zugeführt.
Ebenso wird die Abluft aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 zugeführt.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 11 dargestellte zehnte Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 9 dargestellten achten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig . 12 dargestellte elfte Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 3 dargestellten zweiten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Heizvorrichtung 148 als eine elektrische Heizvorrichtung 148, insbesondere als ein elektrisches Heizaggregat, ausgebildet ist. Die Heizvorrichtung 148 ist dabei insbesondere eine Unterstützungsheizung.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 12 dargestellte elfte Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 3 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig . 13 dargestellte zwölfte Ausführungsform einer thermischen
Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 5 dargestellten vierten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass mittels der Ventilanordnung 170 nicht nur unterschiedlich temperierte Luftströme, sondern auch Gasströme unterschiedlicher Zusammensetzung wahlweise einzeln oder gemischt als Zuluft der Aufbereitungsvorrichtung 128 zuführbar sind.
Mittels der Messvorrichtung 174 ist dabei vorzugsweise eine Gaskonzentration, insbesondere eine Sauerstoffkonzentration, in der Aufbereitungsvorrichtung 128 ermittelbar.
In Abhängigkeit von der mittels der Messvorrichtung 174 ermittelten Gaskonzentration kann mittels der Steuervorrichtung 172 Einfluss auf die Ventilanordnung 170 genommen werden, um die Prozessparameter in der Aufbereitungsvorrichtung 128 zu optimieren.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 13 dargestellte zwölfte Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 5 dargestellten vierten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
In Fig . 14 ist eine Betriebsart einer Aufbereitungsvorrichtung 128 schematisch dargestellt, bei welcher in der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 eine blasenbildende Wirbelschicht erzeugt wird. Bei einer solchen blasenbildenden Wirbelschicht wird das Wirbelschichtbasismaterial und/oder das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial mit Luft durchströmt. Hierbei werden einzelne Feststoffpartikel, insbesondere Teilchen aus Hilfsmaterial und/oder Abrieb von Wirbelschichtbasismaterial, aus der
Wirbelschicht ausgetragen.
In Fig . 15 ist eine Betriebsart einer Aufbereitungsvorrichtung 128 schematisch dargestellt, bei welcher in der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 eine zirkulierende Wirbelschicht erzeugt wird .
Bei einer solchen zirkulierenden Wirbelschicht erfolgt eine starke Verwirbelung des Wirbelschichtbasismaterials und/oder des mit Schadstoff beladenen Hilfsmaterials. Ferner erfolgt hierdurch ein massiver Teilchenaustrag aus der Wirbelschicht, d.h., dass eine große Anzahl von Teilchen aus Hilfsmaterial und/oder Abrieb von Wirbelschichtbasismaterial entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben aus der Wirbelschicht ausgetragen wird.
Die Aufnahme 132 weist zur Optimierung einer solchen Betriebsweise der Aufbereitungsvorrichtung 128 einen sich entgegen der Schwerkraftrichtung 160 nach oben erweiternden Abschnitt 182 auf, welcher zu einer Verlangsamung der Gasströmung in der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 führt und ein Zurückrieseln der ausgetragenen Teilchen in die Wirbelschicht 140 ermöglicht.
Ein solcher sich nach oben erweiternder Abschnitt 182 wird auch als
"Freeboard" bezeichnet.
Eine in Fig. 16 dargestellte dreizehnte Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass unterhalb der
Abscheidevorrichtung 152 ein Sammelbehälter 184 angeordnet ist, mittels welchem von der Abscheidevorrichtung 152 herabfallendes aufbereitetes Hilfsmaterial aufgenommen werden kann.
Da sowohl die Abscheidevorrichtung 152 als auch der Sammelbehälter 184 seitlich versetzt zu der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 angeordnet sind, wird vermieden, dass das abgeschiedene aufbereitete
Hilfsmaterial zurück in die Wirbelschicht 140 gelangt.
Mittels der Abscheidevorrichtung 152 und des Sammelbehälters 184 kann bei der in Fig . 16 dargestellten dreizehnten Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage 126 das aufbereitete Hilfsmaterial somit einfach separiert und schließlich mittels der Abführvorrichtung 156 aus der Aufbereitungsvorrichtung 128 abgeführt werden.
Eine in Fig . 17 dargestellte vierzehnte Ausführungsform einer thermischen Aufbereitungsanlage 126 unterscheidet sich von der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Aufbereitungsanlage 126 Puffervorrichtungen 186 umfasst, mittels welchen mit Schadstoff beladenes und/oder aufbereitetes Hilfsmaterial zwischengespeichert werden kann.
Hierzu sind Pufferbehälter 188 der Puffervorrichtungen 186 vorgesehen.
Ein erster Pufferbehälter 188 dient der Aufnahme von mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial aus der Filteranlage 112.
Mittels einer Fördervorrichtung 190, beispielsweise einem Schneckenförderer, insbesondere einer Kühlschnecke oder eines Schneckenwärmetauschers, kann das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial aus dem Pufferbehälter 188 für mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial der Aufbereitungsvorrichtung 128 zugeführt werden. Die Fördervorrichtung 190 ist somit Bestandteil der Zuführvorrichtung 158.
Mittels der Fördervorrichtung 190 kann das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial insbesondere in dem unteren Bereich 161 der Wirbelschicht 140 dem Wirbelschichtbasismaterial und somit der Wirbelschicht 140 selbst zugeführt werden.
Mittels einer weiteren Fördervorrichtung 190, welche beispielsweise ebenfalls als ein Schneckenförderer ausgebildet ist, kann aufbereitetes Hilfsmaterial, welches mittels eines Überlaufs 192 aus der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 abgeführt wurde, einem weiteren Pufferbehälter 188 einer weiteren Puffervorrichtung 186 zugeführt werden.
Der Überlauf 192 und die weitere Fördervorrichtung 190 sind somit Bestandteil der Abführvorrichtung 156.
Die Aufbereitungsanlage 126 umfasst ferner eine Speichervorrichtung 194 zum Speichern von frischem Hilfsmaterial, eine Mischungsvorrichtung 196 zum Mischen von aufbereitetem Hilfsmaterial und frischem Hilfsmaterial und/oder eine Entsorgungsvorrichtung 198 zum Entsorgen von zu stark verunreinigtem Hilfsmaterial, insbesondere von zu stark mit Schadstoff verunreinigtem
Hilfsmaterial.
Die Speichervorrichtung 194 umfasst einen weiteren Pufferbehälter 188, in welchem beispielsweise mittels Lastkraftwagen angeliefertes frisches Hilfsmaterial zwischengespeichert werden kann.
Die Mischungsvorrichtung 196 umfasst ebenfalls einen Pufferbehälter 188, in welchem eine Mischung aus frischem Hilfsmaterial und aufbereitetem Hilfsmaterial zwischengespeichert werden kann. Die in Fig . 17 dargestellte vierzehnte Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 funktioniert wie folgt:
In der Filteranlage 112 wird ein mit Schadstoff beladener Rohgasstrom unter Zuhilfenahme von Hilfsmaterial gereinigt.
Das hierdurch mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial muss nach einer gewissen Nutzungsdauer ausgetauscht oder aufbereitet werden.
Mittels der thermischen Aufbereitungsanlage 126 kann eine solche Aufbereitung erfolgen.
Das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial wird hierzu von der Filteranlage 112 einer Puffervorrichtung 186 zugeführt, insbesondere in einem Pufferbehälter 188 für mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial zwischengespeichert.
Von dort aus wird das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial mittels der Fördervorrichtung 190 in die Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 gefördert.
Durch die kontinuierliche Zuführung von mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial zu der Aufbereitungsvorrichtung 128 steigt der Pegel, d .h. die
Befüllungshöhe, insbesondere die Höhe der Wirbelschicht 140, kontinuierlich an. Mittels des Überlaufs 192 wird das sich im oberen Bereich 162 der Wirbelschicht 140 ansammelnde aufbereitete Hilfsmaterial aus der Aufnahme 132 der Aufbereitungsvorrichtung 128 abgeführt und über die weitere Fördervorrichtung 190, insbesondere einen Schneckenwärmetauscher, dem Pufferbehälter 188 für das aufbereitete Hilfsmaterial zugeführt. Das Hilfsmaterial wird dabei auf eine Temperatur von höchstens ungefähr 40°C gekühlt, damit es bei Umgebungstemperatur weiter gelagert und gegebenenfalls verarbeitet werden kann. Alternativ zur Verwendung eines Schneckenwärmetauschers kann ein Schüttgutwärmetauscher, bei welchem eine Kühlung durch Vorbeirieseln an Wärmetauscherrohren erfolgt, oder eine pneumatische Förderung mit oder ohne integriertem Wärmetauscher in einer Förderleitung vorgesehen sein.
Von dem Pufferbehälter 188 für aufbereitetes Hilfsmaterial und dem Pufferbehälter 188 für frisches Hilfsmaterial wird das jeweilige Hilfsmaterial der Mischungsvorrichtung 196, insbesondere dem Pufferbehälter 188 der
Mischungsvorrichtung 196, zugeführt. Die Mischung umfasst dabei beispielsweise ungefähr 70 % aufbereitetes Hilfsmaterial und ungefähr 30 % frisches Hilfsmaterial.
Das mittels der Mischungsvorrichtung 196 gemischte Hilfsmaterial wird schließlich zur erneuten Verwendung der Filteranlage 112 zugeführt.
Der Antrieb der benötigten Gasströme, insbesondere Luftströme, in der thermischen Aufbereitungsanlage 126 erfolgt vorzugsweise mittels mindestens eines Ventilators, welcher insbesondere sämtliche Druckverluste in der Aufbereitungsanlage 126 überwindet. Die Druckverluste können dabei beispielsweise zwischen ungefähr 200 mbar und ungefähr 300 mbar liegen.
Im Übrigen stimmt die in Fig. 17 dargestellte vierzehnte Ausführungsform der Aufbereitungsanlage 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Bei weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen von thermischen Aufbereitungsanlagen 126 kann vorgesehen sein, dass einzelne oder mehrere Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen in beliebiger Art und Weise miteinander kombiniert werden.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die in Fig. 17 dargestellte vierzehnte Ausführungsform der thermischen Aufbereitungsanlage 126 gemäß der in Fig . 4 dargestellten dritten Ausführungsform mit einer thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 168 versehen wird.
Da bei sämtlichen Ausführungsformen von thermischen Aufbereitungsanlagen 126 mit Schadstoff beladenes Hilfsmaterial thermisch aufbereitet und das aufbereitete Hilfsmaterial mittels Gasströmung von dem noch mit Schadstoff beladenem Hilfsmaterial abgetrennt wird, erfolgt die Aufbereitung von Hilfsmaterial besonders einfach und ressourcenschonend.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum thermischen Aufbereiten eines Hilfsmaterials, welches zum Reinigen eines mit einem organischen Schadstoff beladenen
Rohgasstroms in den Rohgasstrom einbringbar ist und zusammen mit dem organischen Schadstoff ein stabiles System aus Schadstoff und Hilfsmaterial bildet, umfassend :
Zuführen des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial und eines gegenüber Normalbedingungen erwärmten Trägergasstroms in eine thermische Aufbereitungsvorrichtung (128);
chemische Umsetzung wenigstens eines Teils des organischen Schadstoffs zur Erzeugung eines aufbereiteten Hilfsmaterials; Abtrennen des aufbereiteten Hilfsmaterials von dem mit einem organischen Schadstoff beladenen Hilfsmaterial über Transport mittels Gasströmung;
Abführen des aufbereiteten Hilfsmaterials aus der thermischen Aufbereitungsvorrichtung (128).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als
Hilfsmaterial ein Filterhilfsmaterial gewählt ist, welches zum Reinigen eines mit einem Schadstoff in Form von Lack- Overspray beladenen Rohgasstroms verwendet wird, wobei das Filterhilfsmaterial mit dem Lack-Overspray ein unter Normalbedingungen stabiles System aus mit Lack-Overspray beladenem Filterhilfsmaterial ausbildet, das an einer Filtervorrichtung abscheidbar ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsvorrichtung ein Wirbelschichtbasismaterial enthält, welches eine chemische Zusammensetzung aufweist, die der chemischen Zusammensetzung eines als Hilfsmaterial verwendeten Materials entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Median der Teilchengrößenverteilung des Wirbelschichtbasismaterials größer ist als der Median der Teilchengrößenverteilung des zum Reinigen des Rohgasstroms verwendbaren Hilfsmaterials und/oder als der Median der Teilchengrößenverteilung des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial in der Aufbereitungsvorrichtung (128) erhitzt wird, so dass Agglomerate aus
Schadstoff und Hilfsmaterial aufgebrochen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial in der Aufbereitungsvorrichtung (128) erhitzt wird, so dass der Schadstoff wenigstens teilweise umgewandelt wird, während Teilchen des Hilfsmaterials unverändert bleiben.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsvorrichtung (128) so betrieben wird, dass sich ein Gradient in der Teilchengrößenverteilung des Hilfsmaterials ausbildet, wobei der Median der Teilchengrößenverteilung in der Schwerkraftrichtung (160) nach unten hin zunimmt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Schadstoff beladene Hilfsmaterial in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung (160) unteren Bereich (161) einer in der thermischen Aufbereitungsvorrichtung (128) durch ein Aufwirbeln erzeugten Wirbelschicht (140) der Wirbelschicht (140) zugeführt wird .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Teilchen des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial, Teilchen des aufbereiteten Hilfsmaterials und/oder Teilchen eines Wirbelschicht- basismaterials, welche sich in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung (160) oberen Bereich (162) einer durch ein Aufwirbeln erzeugten
Wirbelschicht (140) sammeln oder aus der Wirbelschicht (140) herausgetragen werden, aus der Aufbereitungsvorrichtung (128) abgeführt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägergasstrom zum Aufwirbeln von Hilfsmaterial entgegen der Schwerkraftrichtung (160) von unten nach oben durch das Hilfsmaterial geführt wird, wobei der Trägergasstrom vor und/oder nach dem Durchströmen des Hilfsmaterials einer Abscheidevorrichtung (152) und/oder einer Verbrennungsvorrichtung (166) zugeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Teilchen des Hilfsmaterials mittels des Trägergasstroms aus einer durch ein Aufwirbeln in der thermischen Aufbereitungsvorrichtung (128) erzeugten Wirbelschicht (140) ausgetragen und zum Abführen aus der Aufbereitungsvorrichtung (128) an einer Abscheidevorrichtung (152) abgeschieden werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägergasstrom zum Aufwirbeln des Hilfsmaterials entgegen der Schwerkraftrichtung (160) von unten nach oben durch das Hilfsmaterial geführt wird, wobei der Trägergasstrom vor und/oder nach dem Durchströmen des Hilfsmaterials einem Wärmetauscher (164) und/oder einer Trocknungsvorrichtung (180) zum Trocknen von
Werkstücken (104) zugeführt wird .
13. Aufbereitungsanlage zur thermischen Aufbereitung eines Hilfsmaterials, welches zum Reinigen eines mit einem organischen Schadstoff bela- denen Rohgasstroms in den Rohgasstrom einbringbar ist und zusammen mit dem organischen Schadstoff ein stabiles System aus Schadstoff und
Hilfsmaterial bildet, umfassend :
eine thermische Aufbereitungsvorrichtung (128) zur chemischen Umsetzung wenigstens eines Teils des organischen Schadstoffs zur Erzeugung eines aufbereiteten Hilfsmaterials;
eine Zuführvorrichtung (158) zum Zuführen des Systems aus Schadstoff und Hilfsmaterial und eines gegenüber Normalbedingungen erwärmten Trägergasstroms zu der thermischen Aufbereitungsvorrichtung (128);
eine Abtrennungsvorrichtung (157) zum Abtrennen des aufbereiteten Hilfsmaterials von dem mit einem organischen Schadstoff beladenen Hilfsmaterial über Transport mittels Gasströmung; eine Abführvorrichtung (156) zum Abführen des aufbereiteten Hilfsmaterials aus der Aufbereitungsvorrichtung (128).
14. Aufbereitungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsvorrichtung (128) als ein Wirbelschichtofen (130) ausgebildet ist.
15. Aufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Abführvorrichtung (156) Teilchen des Hilfsmaterials in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung (160) oberen Bereich (162) einer durch ein Aufwirbeln des Hilfsmaterials in der thermischen Aufbereitungsvorrichtung (128) erzeugten Wirbelschicht (140) aus der thermischen Aufbereitungsvorrichtung (128) abführbar sind.
16. Aufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsanlage (126) eine Abscheidevorrichtung (152) und/oder eine Verbrennungsvorrichtung (166) umfasst, welcher der Trägergasstrom nach Durchströmen der thermischen Aufbereitungsvorrichtung (128) zuführbar ist. Lackieranlage zum Lackieren von Werkstücken (104), insbesondere Fahrzeugkarosserien, umfassend :
eine Lackiervorrichtung (102), mittels welcher die Werkstücke
(104) mit Lack lackierbar sind;
eine Filtervorrichtung (114) zur Reinigung eines in der Lackiervorrichtung (102) erzeugten, mit Lack-Overspray beladenen Rohgasstroms durch Zuführen von Filterhilfsmaterial zu dem Rohgasstrom und Abscheiden des Lack-Overspray zusammen mit dem Filterhilfsmaterial an einem Filterelement (120) der Filtervorrichtung (114); und
eine Aufbereitungsanlage (126) nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
wobei der organische Schadstoff Lack-Overspray ist und wobei das Hilfsmaterial Filterhilfsmaterial ist.
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