WO2015062570A2 - Method for purifying an air stream contaminated with paint overspray - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for cleaning a paint stream contaminated with paint overspray.
- Such a method is known from the prior art, for example from DE 10 2010 041 552 A1, DE 10 2007 036 553 A1 or DE 10 2010 051 085 A1.
- DE 10 2007 036 553 A1 describes a technology based on the principle of electrostatic deposition.
- the contaminated air flow is passed through a separation module which consists of a high-voltage and a grounded element.
- the paint particles are charged and drawn through the directional electric field to the grounded plate.
- the grounded plate is flowed through with a coolant, which causes the crystallization of the water in the air flow on the surface of the separation plate. This ice layer thus produced binds the paint material and counteracts sticking.
- To clean the plate it is flowed through with heated cooling medium, so that the paint-melt water mixture can flow into an underlying drip tray.
- the air stream contaminated with paint overspray is conducted past a tube bundle laid transversely to the direction of flow, which not only is charged electrostatically but additionally additionally provided with an adhesive material on its surface is layered.
- the cleaning takes place via a perforated plate which can be displaced along the tubes and scrapes off the deposited layer of particles.
- the object of the present invention is therefore to develop a method for cleaning a polluted with paint overspray air stream to the effect that significantly simplifies the technology / periphery to be used and significantly reduces both the maintenance and repair costs and energy recovery energy consumption.
- An advantage of the method according to the invention is that an agglomeration process is brought about both before and in the precipitation element and thus the agglomerates consisting of paint overspray and agglomerating agent via a simple mass inertial separator, for. B. inertia, can be deposited.
- Another advantage is that I have no moving parts in the separation element that require extensive maintenance and maintenance.
- a further advantage of the present invention is that part of the electrical power invested is converted into waste heat, which can be used regeneratively in the series painting process.
- the circulated air is heated and must therefore be cooled again after the deposition. Cooling power is saved by the cold energy introduced by the snow.
- Another advantage is that an external dependency on suppliers of additives is eliminated and thus time-optimized can be worked.
- the agglomerating agent is snow material which can be prepared in any manner, e.g. B. by a snow lance, and with the following properties as given is given:
- agglomeration in the present invention means: in the broadest sense, any common form of agglomeration but also any form of assembly, combination, fusion, attachment or chemical or physical association of substances in the same or different states of matter "agglomerating agent”.
- the air stream contaminated with paint overspray is mixed with turbulence (for example as a turbulent shear layer, three-dimensional rotational spin flow or the like).
- turbulence for example as a turbulent shear layer, three-dimensional rotational spin flow or the like.
- the agglomerating agent which in the preferred embodiment is snow material, is introduced into the turbulence.
- the introduction of the agglomerating agent or snow material depends on the snow stability in the air stream and on the location of the optimum turbulence intensity for the process when utilizing the maximum possible number of agglomeration mechanisms.
- the particle streams mix and agglomeration agents and paint overspray collide with each other.
- a variety of mechanisms are used, which cause a particle agglomeration.
- the paint overspray finally adheres to the snow material.
- the air stream loaded with agglomerates is preferably fed to a mass inertia separator.
- Other separation systems are also conceivable.
- a dimensioning of the corresponding inertia separator designed for the deposition of the agglomerates and a simulation of the deposition process are favorable. Characteristic of this deposition process is the circulation of the agglomerating agent.
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Abstract
A method for purifying an air stream contaminated with paint overspray comprises the steps of: - providing an air stream contaminated with paint overspray; - providing an agglomerant; - introducing the agglomerant into the air stream contaminated with paint overspray; - producing agglomerates of paint overspray and agglomerant; and - separating the agglomerates from the air stream.
Description
Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms Process for cleaning a contaminated air stream contaminated with paint overspray
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms. The present invention relates to a method for cleaning a paint stream contaminated with paint overspray.
Ein solches Verfahren ist aus dem Stand der Technik zum Beispiel aus DE 10 2010 041 552 A1 , DE 10 2007 036 553 A1 oder DE 10 2010 051 085 A1 bekannt. Such a method is known from the prior art, for example from DE 10 2010 041 552 A1, DE 10 2007 036 553 A1 or DE 10 2010 051 085 A1.
In DE 10 2010 041 552 A1 erfolgt die Reinigung nach dem Durchlassfilterprinzip, bei dem der kontaminierte Luftstrom durch einen Filter mit entsprechender Porenweite geführt wird. Um einer Verschmutzung der Filtermatten entgegenzuwirken, wird diese mit einem Filterhilfsmaterial, zum Beispiel Steinmehl, beaufschlagt. Ein Nachteil dieses Prinzips besteht darin, dass das Steinmehl kostenintensiv eingekauft und im kontaminierten Zustand entsorgt werden muss. Die Entsorgung stellt dabei eine zunehmend große Schwierigkeit dar. Insgesamt ist die für dieses Prinzip angewandte Verfahrenstechnik teuer und komplex, da Filtermatten und eine Steinmehl-Fluidisierung bereitgestellt werden muss. Zudem ist ein hoher Wartungs- und Instandhaltungsaufwand für die beweglichen Teile im Abscheider erforderlich. In DE 10 2010 041 552 A1, cleaning takes place according to the passage filter principle, in which the contaminated air flow is passed through a filter with a corresponding pore width. To counteract contamination of the filter mats, this is applied with a filter aid, for example stone meal. A disadvantage of this principle is that the stone meal must be purchased costly and disposed of in the contaminated state. Disposal is an increasingly great difficulty. Overall, the process technology used for this principle is expensive and complex, since filter mats and a stone powder fluidization must be provided. In addition, a high maintenance and repair costs for the moving parts in the separator is required.
In DE 10 2007 036 553 A1 ist eine Technologie basierend auf dem Prinzip der elektrostatischen Abscheidung beschrieben. Dabei wird der kontaminierte Luftstrom durch ein Abscheidemodul, welches aus einem unter Hochspannung stehenden und einem geerdeten Element besteht, hindurchgeleitet. Die Lackpartikel werden dabei aufgeladen und durch das gerichtete elektrische Feld zur geerdeten Platte gezogen. Die geerdete Platte wird mit einem Kühlmittel durchströmt, was die Kristallisation des sich im Luftstrom befindlichen Wassers auf der Oberfläche der Abscheideplatte bewirkt. Diese so erzeugte Eisschicht bindet das Lackmaterial und wirkt einem Verkleben entgegen. Zum Reinigen der Platte wird diese mit erwärmtem Kühlmedium durchströmt, so dass das Lack-Schmelzwasser-Gemisch in eine darunterliegende Auffangwanne abfließen kann. DE 10 2007 036 553 A1 describes a technology based on the principle of electrostatic deposition. In this case, the contaminated air flow is passed through a separation module which consists of a high-voltage and a grounded element. The paint particles are charged and drawn through the directional electric field to the grounded plate. The grounded plate is flowed through with a coolant, which causes the crystallization of the water in the air flow on the surface of the separation plate. This ice layer thus produced binds the paint material and counteracts sticking. To clean the plate, it is flowed through with heated cooling medium, so that the paint-melt water mixture can flow into an underlying drip tray.
Auch für dieses Prinzip ist eine durch die Kühlmittelversorgung und durch das Hochspannungsmodul teure und komplexe Verfahrenstechnik erforderlich. Auch der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand ist hoch. Zudem besteht eine Gefahr durch Hochspannung und Leckage der Kühlmittelversorgung. Also for this principle, expensive and complex process engineering is required due to the coolant supply and the high-voltage module. The maintenance and upkeep is also high. In addition, there is a risk of high voltage and leakage of the coolant supply.
Aus DE 10 2010 051 085 A1 wird der mit Lackoverspray kontaminierte Luftstrom an einem quer zur Strömungsrichtung verlegten Rohrbündel vorbeigeleitet, das nicht nur elektrostatisch aufgeladen, sondern an seiner Oberfläche zusätzlich mit einem Klebermaterial be- l
schichtet ist. Die Reinigung erfolgt über eine längs den Rohren verschiebbare Lochplatte, welche die angelagerte Schicht aus Partikeln abschabt. From DE 10 2010 051 085 A1, the air stream contaminated with paint overspray is conducted past a tube bundle laid transversely to the direction of flow, which not only is charged electrostatically but additionally additionally provided with an adhesive material on its surface is layered. The cleaning takes place via a perforated plate which can be displaced along the tubes and scrapes off the deposited layer of particles.
Auch mit diesem Prinzip ist aufgrund der Kühlmittelversorgung und des Hochspannungsmoduls eine teure und komplexe Verfahrenstechnik erforderlich. Zudem ist auch in diesem Fall der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand, insbesondere durch die im Luftkanal angeordneten und mit klebrigen Partikeln kontaminierten beweglichen Teile hoch. Even with this principle, an expensive and complex process technology is required due to the coolant supply and the high-voltage module. In addition, the maintenance and repair costs, in particular by the arranged in the air duct and contaminated with sticky particles moving parts is high in this case.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms dahingehend weiterzubilden, dass sich die zu verwendende Technologie/Peripherie deutlich vereinfacht und sowohl der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand als auch mittels Energierückgewinnung der Energieverbrauch erheblich senkt. The object of the present invention is therefore to develop a method for cleaning a polluted with paint overspray air stream to the effect that significantly simplifies the technology / periphery to be used and significantly reduces both the maintenance and repair costs and energy recovery energy consumption.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. The object is achieved by the features of claim 1.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass sowohl vor als auch im Abscheideelement ein Agglomerationsvorgang herbeigeführt wird und so die Agglomerate bestehend aus Lackoverspray und Agglomerationsmittel über einen einfachen Massen Trägheitsabscheider, z. B. Massenträgheitsabscheider, abgeschieden werden können. An advantage of the method according to the invention is that an agglomeration process is brought about both before and in the precipitation element and thus the agglomerates consisting of paint overspray and agglomerating agent via a simple mass inertial separator, for. B. inertia, can be deposited.
Ein weiterer Vorteil ist, dass ich in dem Abscheideelement keine beweglichen Teile befinden, die aufwändig gewartet und Instand gehalten werden müssten. Another advantage is that I have no moving parts in the separation element that require extensive maintenance and maintenance.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Teil der investierten elektrischen Leistung in Abwärme umgewandelt wird, welche im Serienlackierprozess regenerativ genutzt werden kann. A further advantage of the present invention is that part of the electrical power invested is converted into waste heat, which can be used regeneratively in the series painting process.
Im aktuellen Serienlackierprozess erwärmt sich die im Kreislauf geführte Luft und muss folglich nach der Abscheidung wieder gekühlt werden. Durch die vom Schnee eingebrachte Kälteenergie wird hierbei Kühlleistung eingespart. In the current series painting process, the circulated air is heated and must therefore be cooled again after the deposition. Cooling power is saved by the cold energy introduced by the snow.
Ein weiterer Vorteil ist, dass eine externe Abhängigkeit gegenüber Zulieferern von Additiven entfällt und somit zeitoptimiert gearbeitet werden kann. Another advantage is that an external dependency on suppliers of additives is eliminated and thus time-optimized can be worked.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben. Further advantages of the present invention will become apparent from the features of the subclaims. An embodiment of the present invention will be described below.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Agglomerationsmittel Schneematerial, das in beliebiger Weise hergestellt werden kann, z. B. durch eine Schneelanze, und mit den nachfolgenden Eigenschaften als gegeben vorausgesetzt wird: In a preferred embodiment, the agglomerating agent is snow material which can be prepared in any manner, e.g. B. by a snow lance, and with the following properties as given is given:
- nötige Anzahl sehr feiner Schneepartikel - necessary number of very fine snow particles
- mit größtmöglicher Kollisionsoberfläche - with the greatest possible collision surface
- bei optimalem Folgevermögen innerhalb der Luftströmung (laminar/turbulent) und - at optimal follow-up capacity within the air flow (laminar / turbulent) and
- mit der erforderlichen Schneestabilität - with the required snow stability
Der Begriff„Agglomeration" bedeutet für die vorliegende Erfindung: im weitesten Sinne jede übliche Form der Agglomeration zusätzlich aber auch jede Form der Zusammenfügung, Vereinigung, Verschmelzung, Anhaftung oder chemische oder physikalische Verbindung von Substanzen in gleichen oder unterschiedlichen Aggregatzuständen. Gleiches gilt für den Begriff„Agglomerationsmittel". The term "agglomeration" in the present invention means: in the broadest sense, any common form of agglomeration but also any form of assembly, combination, fusion, attachment or chemical or physical association of substances in the same or different states of matter "agglomerating agent".
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird der mit Lackoverspray verunreinigte Luftstrom in Turbulenz (z. B. als turbulente Scherschicht, dreidimensionale Rotations-Drall-Strömung o.ä.) versetzt. Hierfür bedarf es einer entsprechenden Peripherie, welche ein Optimum an Turbulenzintensität, ein Maximum an Agglomerationsmechanismen und einen minimalen Verschmutzungsgrad zur Folge hat. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the air stream contaminated with paint overspray is mixed with turbulence (for example as a turbulent shear layer, three-dimensional rotational spin flow or the like). This requires a corresponding periphery, which results in an optimum of turbulence intensity, a maximum of agglomeration mechanisms and a minimum degree of contamination.
Das Agglomerationsmittel, das in der bevorzugten Ausführungsform Schneematerial ist, wird in die Turbulenz eingebracht. Das Einbringen des Agglomerationsmittels bzw. Schneematerials ist abhängig von der Schneestabilität im Luftstrom und vom Ort der für den Prozess optimalsten Turbulenzintensität bei einer Ausnutzung der maximal möglichen Anzahl an Agglomerationsmechanismen. Nach dem Eintritt in den Agglomerationsbereich vermischen sich die Partikelströme und es kollidieren Agglomerationsmittel und Lackoverspray miteinander. In Abhängigkeit der die Kollision herbeiführenden Kräfte kommen die unterschiedlichsten Mechanismen zum Einsatz, welche eine Partikelagglomeration hervorrufen. Durch verschiedenste physikalische, chemische und auch mechanische Bindungsmechanismen haftet der Lackoverspray schließlich am Schneematerial. The agglomerating agent, which in the preferred embodiment is snow material, is introduced into the turbulence. The introduction of the agglomerating agent or snow material depends on the snow stability in the air stream and on the location of the optimum turbulence intensity for the process when utilizing the maximum possible number of agglomeration mechanisms. After entering the agglomeration area, the particle streams mix and agglomeration agents and paint overspray collide with each other. Depending on the forces causing the collision, a variety of mechanisms are used, which cause a particle agglomeration. Through a variety of physical, chemical and mechanical bonding mechanisms, the paint overspray finally adheres to the snow material.
Es erfolgen ebenso Agglomerationseffekte mit den entsprechenden Agglomerationsmechanismen in laminaren Strömungsbereichen. Eine Untersuchung der Schneebeschaffenheit
und des Agglomerationscharakters bildet die Basis der anschließenden Kanaldimensionie- rung. There are also agglomeration effects with the corresponding agglomeration mechanisms in laminar flow areas. An investigation of the snow texture and the agglomeration character forms the basis of the subsequent channel dimensioning.
Der mit Agglomeraten beladene Luftstrom, bzw. in der bevorzugten Ausführungsform der mit Lack- Schnee- Schmelzwasser-Agglomeraten beladene Luftstrom, wird vorzugsweise einem Massenträgheitsabscheider zugeführt. Andere Abscheidesysteme sind ebenso denkbar. Zur Optimierung der Abscheidung, ist eine auf die Abscheidung der Agglomerate ausgelegte Dimensionierung des entsprechenden Trägheitsabscheiders und eine Simulation des Abscheidevorgangs günstig. Kennzeichnend für dieses Abscheideverfahren, ist die Kreislaufführung des Agglomerationsmittels.
The air stream loaded with agglomerates, or in the preferred embodiment of the air stream laden with paint snow melt agglomerates, is preferably fed to a mass inertia separator. Other separation systems are also conceivable. To optimize the deposition, a dimensioning of the corresponding inertia separator designed for the deposition of the agglomerates and a simulation of the deposition process are favorable. Characteristic of this deposition process is the circulation of the agglomerating agent.
Claims
1. Verfahren zum Reinigen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms, mit den Schritten: 1. A method of cleaning a paint stream contaminated with paint overspray, comprising the steps of:
- Bereitstellen eines mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms; - Providing a contaminated with Lackoverspray air flow;
- Bereitstellen eines Agglomerationsmittels; - Providing an agglomerating agent;
- Einbringen des Agglomerationsmittels in den mit Lackoverspray verunreinigten Luftstrom; - introducing the agglomerating agent into the air stream contaminated with paint overspray;
- Erzeugen von Agglomeraten aus Lackoverspray und Agglomerationsmittel; und - generating agglomerates from paint overspray and agglomerating agent; and
- Abscheiden der Agglomerate aus dem Luftstrom. - Separation of the agglomerates from the air stream.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der mit Lackoverspray verunreinigte Luftstrom vor dem Einbringen des Agglomerationsmittels in Turbulenz gebracht wird. the air stream contaminated with paint overspray is brought into turbulence before introduction of the agglomerating agent.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Agglomerationsmittel nach der Bereitstellung des mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms erzeugt wird. that the agglomerating agent is produced after the provision of the paint overspray contaminated air stream.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, 4. The method according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Agglomerationsmittel in die Turbulenz eingebracht wird. that the agglomeration agent is introduced into the turbulence.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass als Agglomerationsmittel ein Schneematerial ausgewählt wird. in that a snow material is selected as the agglomerating agent.
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Schneematerial mittels Bürsten oder einer Rake von einem Vorrat abgetragen und unmittelbar in die erzeugte Turbulenz eingebracht wird. that the snow material is removed from a supply by means of brushes or rake and introduced directly into the generated turbulence.
7. Verfahren nach Anspruch 5, 7. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Schneematerial staubförmig in die Turbulenz injiziert wird.
that the snow material is injected dust-like into the turbulence.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Agglomerate in einem Trägheitsabscheider abgeschieden werden. that the agglomerates are deposited in an inertial separator.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 9. The method according to any one of claims 2 to 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Erzeugen einer Turbulenz durch Teilung des mit Lackoverspray verunreinigten Luftstroms, Einstellung von Geschwindigkeitsverhältnissen der geteilten Ströme und ein Zusammenführung der beiden Luftströme erzeugt wird. the generation of a turbulence is produced by division of the air stream contaminated with paint overspray, adjustment of the velocity ratios of the divided streams and a combination of the two air streams.
10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Einstellung der Geschwindigkeitsverhältnisse der geteilten Luftströme durch unterschiedliche Querschnittsveränderungen in Luftleitkanälen erzeugt wird.
that the adjustment of the velocity ratios of the split air streams is produced by different cross-sectional changes in air ducts.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14838911 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
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| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: FESTSTELLUNG EINES RECHTSVERLUSTS NACH REGEL 112(1) EPUE (EPA FORM 1205A VOM 08.09.2016) |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14838911 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |