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DE10134313A1 - Reducing solvent emission during operation of air scrubbers for cleaning waste gas in lacquering machines comprises reducing solvent vapors from a lacquering system - Google Patents

Reducing solvent emission during operation of air scrubbers for cleaning waste gas in lacquering machines comprises reducing solvent vapors from a lacquering system

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DE10134313A1
DE10134313A1 DE2001134313 DE10134313A DE10134313A1 DE 10134313 A1 DE10134313 A1 DE 10134313A1 DE 2001134313 DE2001134313 DE 2001134313 DE 10134313 A DE10134313 A DE 10134313A DE 10134313 A1 DE10134313 A1 DE 10134313A1
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DE
Germany
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lacquering
solvent
reducing solvent
air
water
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Application number
DE2001134313
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German (de)
Inventor
Hartmut Kacirek
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WAT GES fur WASSERAUFBEREITUN
Original Assignee
WAT GES fur WASSERAUFBEREITUN
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Publication date
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Publication of DE10134313A1 publication Critical patent/DE10134313A1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425Regeneration of liquid absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D53/1487Removing organic compounds

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Abstract

Reducing solvent emission during the operation of air scrubbers for cleaning waste gas in lacquering machines comprises reducing the solvent vapors from a lacquering system when high boiling and water-soluble carbon compounds are added to the circulating water of the scrubber. Preferred Features: The scrubbing water loaded with paint mist and solvent is purified in a cycle, in which solid is removed in a first step and solvent is removed in a second thermal separation step. A desalination device is installed in the cycle to remove mineral components.

Description

Bau- und Betriebsgenehmigungen von Lackierbetrieben erfordern eine Emissionsminimierung nach dem Stand der Technik. Im wesentlichen unter dem Gesichtspunkt der Umweltverträglichkeit wur­ den daher in zunehmendem Maße Lacksysteme mit organischen Lösungsmitteln durch wässrige Lacksysteme ersetzt. Bestimmte Ansprüche an die Qualität von Beschichtungen machen den Ein­ satz von lösungsmittelhaltigen Lacksystemen jedoch unvermeidbar.Building and operating permits from paint shops require emissions minimization the state of the art. Essentially from the point of view of environmental compatibility the therefore increasingly lacquer systems with organic solvents by aqueous Paint systems replaced. Certain demands on the quality of coatings make the one However, the use of solvent-based paint systems is unavoidable.

Die Beschichtung von großen, sperrigen Objekten, wie Schiffen, industriellen Anlagenkomponen­ ten und Flugzeugen muss aus technischen Gründen manuell ausgeführt werden und erfolgt in hier­ für konstruierten Lackierhallen. Dabei werden Farbnebel und Lösungsmitteldämpfe freigesetzt. Derartige Lackierhallen sind mit leistungsfähigen Ablufteinrichtungen versehen. In großen Lackier­ hallen kann die Abluftmenge einige 100 000 Nm3/h betragen. Die gesamte Abluft wird vor der Abgabe an die Umgebung gereinigt. Die Abscheidung der Feststoffpartikel erfolgt in Nasswä­ schern. Dabei kommen industrielle mit Wasser betriebene Luftwäscher zum Einsatz. Gut wasser­ lösliche Lösungsmitteldämpfe werden außerdem abgeschieden. Der Abscheidegrad richtet sich nach den stoffspezifischen Henry-Konstanten. Die wichtigsten in Lacksystemen verwendeten Lösungs­ mittel sind Alkohole (Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Benzylalkohol, Phenol), Ketone (Butanon, Methylpentan-2-on, n-Heptanon, Cyclohexanon), Ester (Ethylacetat, n-Butylacetat, 2- Methoxy-1-methylethylacetat) und Aromaten (Toluol, Ethylbenzol, Xylole, 1,2,3-Trimethylben­ zol). Beispielhaft sind bei einem typischen und vorschriftsmäßigen Abluftwäscherbetrieb Anteile in Kreislaufwasser/Abluft (Angaben in Prozent) angeführt: n-Butanol 97/3; Butanon 98/2; Butylacetat 87/13; Toluol 27/73; Xylol 30/70. Wie dieses Beispiel zeigt, sind für die Abluftemission besonders Ester und Aromaten problematisch.The coating of large, bulky objects such as ships, industrial plant components and aircraft has to be carried out manually for technical reasons and is done here for constructed paint shops. This releases paint mist and solvent vapors. Painting halls of this type are provided with powerful exhaust air devices. In large paint halls, the amount of exhaust air can be a few 100,000 Nm 3 / h. All exhaust air is cleaned before being released into the environment. The solid particles are separated in wet scrubbers. Industrial water washers are used. Solvent vapors which are readily soluble in water are also separated off. The degree of separation depends on the substance-specific Henry constants. The most important solvents used in paint systems are alcohols (methanol, ethanol, propanol, butanol, benzyl alcohol, phenol), ketones (butanone, methylpentan-2-one, n-heptanone, cyclohexanone), esters (ethyl acetate, n-butyl acetate, 2- Methoxy-1-methylethyl acetate) and aromatics (toluene, ethylbenzene, xylenes, 1,2,3-trimethylbenzene). For a typical and proper exhaust air scrubber operation, examples are given in circulating water / exhaust air (percentages): n-butanol 97/3; Butanone 98/2; Butyl acetate 87/13; Toluene 27/73; Xylene 30/70. As this example shows, esters and aromatics are particularly problematic for exhaust air emissions.

Als Speisewasser für den Wäscherbetrieb, zur Ergänzung der Verdunstungs- und Abschlammwas­ sermenge wird entsalztes Wasser verwendet. Das Wäscherwasser wird während des Betriebes und danach abgezogen und im Kreislauf gereinigt. Die einzelnen Verfahrensschritte der Kreislaufreini­ gung sind: Fällung, Flockung, Schwerkraftabscheidung, Filtration und Rückführung in den Speise­ wasserbehälter. Der ausgeschleuste Dünnschlamm wird über eine Filterpresse eingedickt und als Sonderabfall entsorgt. Wegen der Aufsalzung bei der Kreislaufbehandlung wird die elektrolytische Leitfähigkeit überwacht und bei Grenzwertüberschreitung über eine Leitfähigkeitsweiche ausge­ schleust und der Abwasserbehandlung (bei Chromat-haltigen Lacksystemen der Chromatentgiftung) zugeführt. Den Stand der Technik beschreibt das Blockfließbild, Zeichnung 1.As feed water for the laundry business, to supplement the evaporation and waste water demineralized water is used. The scrubbing water is during operation and then removed and cleaned in the circuit. The individual procedural steps of the cycle clean The following are: precipitation, flocculation, gravity separation, filtration and recycling in the food water tank. The discharged thin sludge is thickened via a filter press and as Disposed of special waste. Because of the salting in the circulatory treatment, the electrolytic Conductivity monitored and when a limit value is exceeded via a conductivity switch sluice and waste water treatment (for chromate-containing paint systems, the chromate detoxification) fed. The block diagram, drawing 1, describes the state of the art.

Zahlreiche Verfahren haben zum Ziel, eine Emissionsminderung durch Aufkonzentrierung an geeigneten Ab- oder Adsorptionsmitteln und anschließende Desorption und Kondensation zu errei­ chen. Andere Verfahren arbeiten mit thermischer und/oder katalytischer Nachverbrennung. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen konnten sich diese Verfahren für die beschriebene Prob­ lemstellung nicht durchsetzen.Numerous processes aim to reduce emissions through concentration suitable absorption or adsorption agents and subsequent desorption and condensation chen. Other processes work with thermal and / or catalytic afterburning. Out For technical and economic reasons, these methods could be used for the described prob Do not enforce the setting.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von Lackierhallen ausgehende Lösungs­ mittel- und Geruchsemissionen wesentlich zu verringern. Hierzu wurde nach Zusatzstoffen gesucht, die einen Luftwäscherbetrieb in bekannter Weise ermöglichen, aber im Waschwasser gelöst werden können und den Dampfdruck der in Lacksystemen verwendeten Lösungsmittel im Waschmedium wesentlich herabsetzen. Der Zusatzstoff selbst darf in wässriger Lösung keinen signifikanten Dampfdruck haben. Geeignete Zusatzstoffe wurden mit organischen Verbindungen gefunden, die neben einer oder mehrerer Alkoholfunktionen eine oder mehrere Alkoxyfunktionen enthalten. Eine handelsübliche Industriechemikalie, die den Anforderungen entspricht ist 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol ("Butyldiglycol").The present invention has for its object solutions from painting halls to significantly reduce medium and odor emissions. For this, additives were searched for, which enable an air washer operation in a known manner, but are solved in the wash water can and the vapor pressure of the solvents used in paint systems in the washing medium significantly reduce. The additive itself must not contain any significant in aqueous solution Have vapor pressure. Suitable additives have been found with organic compounds that  contain one or more alkoxy functions in addition to one or more alcohol functions. A commercially available industrial chemical that meets the requirements 2- (2-butoxyethoxy) ethanol ("butyl diglycol").

Der Dampfdruck aller erwähnten Lösungsmittelkomponenten verringert sich unter sonst gleichen Bedingungen in Abhängigkeit der Höhe der Zugabe an Butyldiglycol. Betrachtet wurden Anteile von 10, 20 und 50 Gew.-% Butyldiglycol. Dabei ergibt sich beispielhaft folgender Zusammenhang (Tabelle 1) für die Henry-Konstanten KH(T) (Angabe in molfl/(dm3 fl.atm) bei 20°C.The vapor pressure of all solvent components mentioned decreases under otherwise identical conditions depending on the amount of butyl diglycol added. Fractions of 10, 20 and 50% by weight of butyl diglycol were considered. The following relationship (Table 1) for the Henry constants K H (T) (data in mol fl / (dm 3 fl .atm) at 20 ° C.

Tabelle 1 Table 1

Hieraus ergibt sich beispielhaft für die Verteilung der Lösungsmitteldämpfe bei Luftwäscherbetrieb, gem. o. b. Betrachtung (Tabelle 2).This results, for example, in the distribution of solvent vapors in air washer operation, gem. if. Consideration (Table 2).

Tabelle 2 Table 2

Das Ziel der Emissionsreduzierung von Lösungsmitteldämpfen wird durch das beschriebene Ver­ fahren erreicht. Für einen wirtschaftlichen Betrieb ist es aber erforderlich, die Waschflüssigkeit im Kreislauf zur Wiederverwendung aufzubereiten. Nach der Feststoffabscheidung gemäß dem beschriebenen Verfahren nach dem Stand der Technik (Fällung, Flockung, Schwerkraftabschei­ dung), bieten sich thermische Trennverfahren zur Entfernung und Rückgewinnung der Lösungs­ mittel an. Dabei sind Verdampfer jedweder Konstruktion prinzipiell geeignet.The goal of reducing emissions of solvent vapors is described by Ver drive reached. For economical operation, however, it is necessary to wash the washing liquid in the Prepare the circuit for reuse. After the solid separation according to described methods according to the prior art (precipitation, flocculation, gravity separation dung), there are thermal separation processes for removing and recovering the solutions medium on. In principle, evaporators of any construction are suitable.

Angestrebt werden muss eine möglichst vollständige Kreislaufführung der Waschflüssigkeit. Dabei müssen ebenfalls gelöste mineralische Inhaltsstoffe aus dem Kreislauf ausgeschleust werden. Mine­ ralische Inhaltsstoffe stammen aus Feststoffartikeln der Lacksysteme (z. B. Chromate), aus der Raumluft und aus der Zugabe von Fällungs- und Flockungsmitteln. Die Entsalzung im Kreislauf erfolgt zweckmäßigerweise über K/A-Ionenaustausch. Die Regeneration der Kationen- und Anio­ nenaustauscher mit Salzsäure und Natronlauge wird in üblicher Weise durchgeführt, jedoch wird der Systeminhalt an Waschflüssigkeit vorher mit Frischwasser in das Kreislaufsystem verdrängt. Regenerations- und Spülwasser werden der Abwasseraufbereitung (gfs. Chromatentgiftung) zuge­ führt.The aim is to ensure that the washing liquid is circulated as completely as possible. there dissolved mineral ingredients must also be removed from the cycle. mine ralic ingredients come from solid particles of the paint systems (e.g. chromates) from which Indoor air and from the addition of precipitants and flocculants. Desalination in a cycle expediently takes place via K / A ion exchange. Regeneration of the cation and anio nenaustauscher with hydrochloric acid and sodium hydroxide solution is carried out in the usual manner, however the system content of washing liquid is previously displaced into the circulatory system with fresh water. Regeneration and rinsing water are added to the wastewater treatment (if necessary, chromate detoxification) leads.

Die Anordnung der Verfahrenskomponenten gem. dieser Erfindung beschreibt das Blockfließbild, Zeichnung 2.The arrangement of the process components acc. This invention describes the block flow diagram Drawing 2.

Claims (4)

1. Verfahren zur Reduzierung der Lösungsmittelemission beim Betreiben von Luftwäschern zur Abluftreinigung von Lackierhallen, dadurch gekennzeichnet, dass mit industriellen Luftwäschern, die üblicherweise zur Farbnebel-Nassauswaschung in Lackierbetrieben eingesetzt werden, eine wesentliche Reduzierung der Lösungsmitteldämpfe aus lösungsmittelhaltigen Lacksystemen erreicht wird, wenn dem Umlaufwasser der Luft­ wäscher bestimmte hochsiedende und gut wasserlösliche Kohlenwasserstoffverbindungen zugesetzt werden.1. A method of reducing solvent emissions in the operation of air scrubbers for cleaning exhaust air of paint shops, characterized in that with industrial air washers, which are customarily used for paint mist wet scrubber in paint shops, a substantial reduction of the solvent vapors is obtained from solvent borne lacquer systems when the circulating water of the Air scrubber certain high-boiling and readily water-soluble hydrocarbon compounds are added. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass geeignete Kohlenwasserstoffverbindungen funktionelle Gruppen von Alkoxy- und/oder Alkohol, zum Beispiel: 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol enthalten.2. The method according to claim 1, characterized, that suitable hydrocarbon compounds functional groups of alkoxy and / or Alcohol, for example: contain 2- (2-butoxyethoxy) ethanol. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Farbnebeln und Lösungsmitteln belastete Waschwasser im Kreislauf gereinigt wird, wobei als erste Reinigungsstufe eine Feststoffabscheidung und in zweiter Stufe ein thermischer Trennprozess zur Lösungsmittelabscheidung eingesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized, that the wash water contaminated with paint mist and solvents is cleaned in the circuit is, with a solid separation as the first cleaning stage and a second stage thermal separation process is used for solvent separation. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kreislauf zur Abscheidung mineralischer Inhaltsstoffe eine Entsalzungsanlage installiert wird.4. The method according to claim 3, characterized, that a desalination plant in the circuit for separating mineral constituents is installed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9321069B2 (en) 2010-12-11 2016-04-26 Eisenmann Ag System for painting objects

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