DE3033657A1 - System zur entfernung von daempfen von farbloesungsmitteln - Google Patents
System zur entfernung von daempfen von farbloesungsmittelnInfo
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Description
Carrier... 74-99/80
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"System zur Entfernung von Dämpfen von Farblösungsmitteln"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Luftbehandlungssystem für eine Farbspritzkabine
Neuerliche Trends haben in der Konstruktion Industrieanlagen zwei Hauptfaktoren entwickelt!
nämlich die zunehmend strenger werdenden Luftreinhaltungsvorschriften der Regierungen einerseits
und die Kosten und Verfügbarkeit von Energie andererseits. Besonders schwierige Probleme in
dieser Beziehung ergeben sich für die Konstruktion von Farbspritzkabinen für das Aufbringen von Farbe
auf Automobilkarosserien wegen der in der Autoindustrie erforderlichen Mengen von Luftströmungen
in Ifarbspritzkabinen.
Die Verschmutzungsprobleme sind in erster Linie verbunden mit den Akryl- und- Lackfarben auf Kohlenwasserstoff
basis.
Derartige Lösungsmittel werden während des Farbaufsprühens
wie beim Färb trocknen verdampft, und die
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Dämpfe gehen in die im Innern der Kabine umgewälzte Luft über. Diese Luft muß in ziemlich
großen Mengen umgewälzt werden, damit die Leute in einer vernünftigerweise gesunden Umwelt arbeiten
können.
Die strengen auf Industrieanlagen angewendeten Immissionsnormen verbieten die direkte Abgabe
dieser mit Kohlenwasserstoff oder Lösungsmittel beladenen Luft in die Atmosphäre, da diese Dämpfe
nur in geringen Mengen in der Abluft enthalten sein dürfen.
Eine übliche Lösung zur Beseitigung solcher Dämpfe, die brennbar sind, besteht darin, sie zu verbrennen,
indem man sie durch eine von einem Brenner erhitzte Verbrennungskammer leitet, wobei der Brenner die
Temperatur so anhebt, daß die Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid und Wasserdampf verbrannt werden, ehe
sie in die Atmosphäre abgegeben werden.
!Für die enormen aus Farbspritzkabinen abgegebenen
Luftmengen jedoch erfordert der Verbrennungsprozeß einen enormen Energieaufwand und macht daher
die Durchführung dieser Lösung sehr kostspielig.
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Eine Alternative, die auf diesem Gebiet versucht und in Betracht gezogen wurde, ist die Verwendung
von Absorptionsmittelbetten, wie z.B. von Holzkohle, über die die Abluft zur direkten Absorption der
Lösungsmitteldämpfe geleitet wird, so daß diese aus der Luft entfernt werden.
Wieder lassen die enormen Luftmengen bei der Automobilherstellung und die Notwendigkeit der Regenerierung
der Absorptionsbetten diese Lösung als weniger angebracht erscheinen.
Noch eine vorgeschlagene Lösung beruht auf dem Ersatz der Kohlenwasserstoffbasis durch eine
Farbe auf Wasserbasis j die Ausschaltung von Dämpfen ermöglicht dann die direkte Abgabe an die
Atmosphäre, allerdings isah. vorheriger Filterung,
um feste Teilchen zu entfernen.
Wenn die Farben auf Wasserbasis in dieser Beziehung auch wirkungsvoll sind, erfordern sie jedoch eine
genaue Eontrolle der Temperatur und Feuchtigkeit der Luftzufuhr air Kabine und zugleich eine .Abkühlung
und Entfeuchtung während des Sommers und eine
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Erwärmung und .Anfeuchtung während des Winters.
Dieses Erfordernis verlangt eine beträchtliche Kapitalinvestition und ist zu seiner Durchführung
mit beträchtlichem Energieaufwand verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist die Erstellung eines Luftbehandlungssystems für eine Farbspritzkabine,
das Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteldämpfe mit geringem Energieaufwand aus der Abluft entfernt.
Wach der Erfindung wird ein Luftbehandlungssystem
für eine J?arb spritzkabine erstellt, in der die Auftragsverfahren von Farben auf Kohlenwasserstoffbasis
durchgeführt werden; dieses System umfaßt eine Vorrichtung zur Luftzufuhr zum Einbringen
eines Luftstroms in die Kabine, eine Luftauslaßvorrichtung, die den Abluftstrom aus der
Kabine nach außen leitetj ferner umfaßt das System eine Vorrichtung zum Entfernen von festen Parbpartikeln
aus dem Abluftstrom, einen Skrubber zum Entfernen der Lösungsmitteldämpfe aus dem
Abluftstrom und eine Auslaßöffnung, in die der Skrubber eingebaut ist und die Abluft mit einem
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Absorptionsöl in Berührung bringt, so daß das öl die Lösungsmitteldampfe aus der Abluft absorbiert;
das System umfaßt ferner einen Regenerator zum Entfernen des abgesaugten Lösungsmittels aus öl und
zur Rückleitung des regenerierten Öls zum Skrubber.
Das Lösungsmittel wird am besten aus dem öl entfernt
durch die Verwendung von in einem mit dem Farbtrockenofen verbundenen Eauchverbrennungsofen erzeugter
Hitze. Ein Teil der verbrannten aus dem Verbrennungsofen kommenden Luft kann durch einen
Wärmeaustauscher geleitet werden, über den das öl gespritzt wird, um dort erhitzt und dadurch
regeneriert zu werden.
Die dadurch aus dem öl getriebenen Lösungsmitteldämpfe
werden auf in einer Kondensationskammer untergebrachten Kühlschlangen kondensiert und
in einem Sammelgefäß aufgefangen. Die verbleibenden nichtkondensxerten Dämpfe werden aus der Kondensationskammer in den Verbrennungsofen abgezogen.
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In einer Verkörperung werden die iFarbpartikel
aus der Abluft entfernt, indem diese über ein Wasserumwälzsystem geleitet wird. Aufgelöstes Lösungsmittel kann aus dem Wasser
entfernt werden, indem man das Wasser mit der Entfernungsvorrichtung für feste Teilchen durch
eine Gegend leitet, in der ein Vakuum eingebracht wird, um den Druck über dem Wasserstrom
so weit herunterzusetzen, daß die Lösungsmittel in dem Gebiet verdampft werden. Die Dämpfe
werden dann in einer Kondensationskammer über Kühlschlangen geleitet und abgekühlt, während die
Kammer selbst von nichtkondensierten Dämpfen entleert werden und aus der Kammer die gesammelten
Dämpfe in den Verbrennungsofen abgezogen werden.
Das Wasser wird durch ein aus einem mit der Pestteilchen-Entfernungsvorrichtung
verbundenen Wasserspiegelkontrolltank herausragenden doppelten Standrohr geleitet, wobei die Höhe des Standrohrs die
Aufbringung des Vakuums ermöglicht, damit das Wasser frei durch das Standrohr fließen- kanu.
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Das doppelte Standrohr umfaßt ein in einem äußeren Rohr mit größerem Durchmesser untergebrachtes
zentrales Standrohr, wobei das Wasser durch das innere Rohr nach oben fließr und von da in den
Zwischenraum zwischen zentralem Standrohr und äußerem Standrohr nach unten fließt.
Das obere Ende des äußeren Standrohrs liegt in der Kondensationskammer, das untere Ende ein
Stück tiefer.
Die sich über einem mit der Pestteilchen-Entfernungsvorrichtung verbundenen Wasserspiegelkontrolltank
sammelnden Lösungsmitteldämpfe werden auf ähnliche Weise kondensiert und die Dämpfe ständig ausgeleitet
und in den Verbrennungsofen geführt.
Es kann eine Kühlvorrichtung vorgesehen werden, um den erforderlichen Eühlflüssigkeitsstrom durch
die entsprechenden Kühlschlangen zu bewirken; diese Kühlvorrichtung dient auch dazu, in den Sommermonaten
die zum Kondensieren der Dämpfe abgenommene Wärme in die Abluft abzugeben und im Winter,
um die einströmende Luft zu erwärmen.
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Im Nachstehenden wird eine Verkörperung der vorliegenden
Erfindung beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben,
in der die einzige Abbildung schematisch eine Färbspritzkabine und die damit verbundene Lösungsmittel-Entfernungsvorrichtung
eines Systems nach der Erfindung zeigt.
Das hier beschriebene System findet besonders Verwendung bei Farbspritzkabinen, besonders solchen,
die auch einen unter Wasser stehenden Fußboden unter der Färbspritzkabine verwenden, in der das
Farbspritzen durchgeführt wird und in der die Luft über Wasser geleitet wird und durch Rohre
in eine Wanne unter dem Fußboden der Färbspritzkabine
abgeleitet wird.
Die Luft, die über das in dem Rohr fließende Wasser strömt, entfernt die Farbe, d.h. die
Pigmente, Harz und andere Bestandteile aus der Luft und suspensiert sie im Wasserstrom.
Eine solche Anordnung wird im US-Patent Nr. 3 4-21 beschrieben.
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Um die Farbfestteilchen aus dem -umgewälzten Wasser zu
entfernen, sind Vorrichtungen vorgesehen worden, um die Färbt eil chen zu sammeln und aus dem Wasserstrom zu entfernen,
dadurch z.B. daß man dafür sorgt, daß sie auf der Oberfläche eines Sammeltanks schweben. Eine solche Anordnung
wird im US-Patent Nr. 4 100 066 beschrieben. Die besondere Zusammensetzung der in der Automobilherstellung
verwendeten Farbe variiert je nach den besonderen Erfordernissen und je nach Hersteller der Farbe.
Sie umfassen jedoch gewöhnlich eine Reihe von Kohlenwasserstoffgemisehen, einige sind typischerweise
wasserlöslich, einige nicht.
Daher hat die aus der Farbspritzkabine ausgeleitete und in innigem Kontakt mit dem Wasser darüberfließende
Luft die Neigung, einen Teil der in der Abluft enthaltenen Lösungsmitteldampfe in Lösung
in das umgewälzte Wasser abzugeben. Die übrigen, nichtgelösten Dämpfe gehen mit der Abluft nach außen.
Ist daher die Zusammensetzung der Farbe so, daß ein beträchtlicher Teil der Bestandteile der Lösungsmittel
wasserlöslich sind, stellt eine solche im Abluftsystem der Spritzkabine verwendete Wasserstrombehandlung
selbst schon eine Vorrichtung zum teilweisen Entfernen der Dämpfe des Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels
dar.
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Auf der anderen Seite kann das wieder umgewälzte Wasser
nicht endlos die Kohlenwasserstofflösungsmittel aufnehmen, und es muß eine Vorrichtung vorgesehen
werden, die die Lösungsmittel aus dem umgewälzten Wasser entfernt.
Bisher war ein solches Entfernen wegen der Anwesenheit der Farbfestteilchen schwierig. Außerdem wird
das übliche Verfahren zum Erhitzen des Wassers zur Vertreibung der Dämpfe wegen der hohen
spezifischen Wärme des Wassers und der großen hierfür notwendigen Mengen unpraktisch, und zwar wegen
der erforderlichen enormen Wärmeenergiemenge.
Das System der vorliegenden Erfindung soll bei Färbspritzkabinen verwendet werden, bei denen eine
Wasserbehandlung der Abluft erfolgt, und zwar im allgemeinen mit der im US-Patent Nr. 4 100 066 beschriebenen
Ausrüstung für die Entfernung von Farbfestteilchen} weiter zur Verwendung bei Farbzusammensetzungen
mit einem größeren oder wesentlichen Anteil von wasserlöslichen Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln.
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Wie aus der Figur ersichtlich., wird eine Farbspritzkabine
10 erstellt mit einer Einfriedigung, innerhalb derer eine Automobilkarosserie 12
oder andere Autoteile der Produktion lackiert werden. Zur Belüftung wird Luft über Leitung 14 zugeführt
und mittels eines Gebläses 16 umgewälzt.
Für die Winterzeit ist ein Wärmeaustauscher 17 für
später noch zu beschreibende Zwecke vorgesehen und mit einem Einlaßrohr 19 verbunden, das von der
Außenseite des Gebäudes Frischluft aufnimmt.
Die Luft fließt durch ein quer über dem Boden der Farbspritzkabine 10 liegendes Gitter 18 und dann
über einen unter Wasser stehenden Fußboden 20, der über Zuleitung 22 Wasser bekommt.
Das Wasser über dem Fußboden 20 sammelt die überschüssige Farbe während des Spritzens, die sich dann
im Wasser absetzt, und die Luft wiederum fließt durch die Auslaßrohre 24 ab, durch die das Wasser
abläuft, am besten mit einem Wirbel des Wasserstroms und fließt nach unten in eine das abgelassene
Wasser aufnehmende Sammelwanne 26.
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Die Abluft geht durch die Auslaßrohre 24-, wobei die Farbfestteilchen im wesentlichen entfernt
werden, dann durch die bei 28 angegebene Auslaßleitung und von da durch einen Abluft-Lösungsmittelabsauger
30, der später noch im einzelnen beschrieben wird, dann mittels eines Gebläses 32
zu einem Außenschornstein 34. SHir noch zu beschreibende
Zwecke ist auch ein Wärmeaustauscher 36 vorgesehen.
Das die Farbfestteilchen mit sich fortführende
Wasser, in dem eine bestimmte Menge von Kohlenwasserstoff lösungsmitteln aufgelöst ist, fließt in die
Sammelwanne 38, von der es durch die Leitungen 40 und 42 abgezogen land in einem Parbfestteilchen
entfernenden Apparat 44 geleitet wird. Der Farbfestteilchenentferner
44 kann dem in US-Patent Nr. 4 100 066 beschriebenen entsprechen und besteht
aus einer ersten Sammelkammer 46, die das Farbfestteilchen enthaltende Wasser aufnimmt und die
Ansammlung von Parbfestteilchen bewirkt, die von Zeit zu Zeit entfernt werden.
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Ein Wasserspiegelkontrolltank 48 ist ebenfalls vorgesehen, der für die Zuleitung von Wasser in
sein Inneres sorgt, um die entspreckende für den
Entfernungsprozeß notwendigen Wasserspiegelhohen zu erhalten.
Eine Rückleitung 50 leitet das Wasser wieder über eine Pumpe 52 auf den Unterboden der Farbspritzkabine
zurück, so daß der Vorgang ununterbrochen vor sich gehen kann. Daher ist die Abluft durch
Abluftleitung 28 im wesentlichen frei von festen JFarbteilchen, enthält aber auflöste Lösungsmittelbestandteile.
Ähnlich sind die festen Teilchen im wesentlichen aus dem Wasser im Wasserspiegelkontrolltank 48
entfernt, das Wasser enthält aber noch gelöste Lösungsmittel. Die Lösungsmittelmengen müssen
herabgesetzt werden, um einen übermäßig großen Aufbau im umgewälzten Wasser zu vermeiden.
Das System umfaßt auch einen Färbeinbrennofen, der
schematisch bei 54 angegeben ist und in dem Luft erhitzt und hineingeleitet wird, um die Temperatur
auf einem für das I"arb trocknen geeigneten hohen
Grad zu erhalten.
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Die Luft wird mitteis eines Auslaßgebläses 60, der die Luft durch, verstellbare, quer durch die
Deckenleitung 56 angebrachte Schlitze 62 nach oben zieht, in eine Deckenleitung 56 abgezogen und
dann durch eine Auslaßleitung 64 abgeleitet.
Die Abluft wird wieder durch einen Zuleitungsventilator 68 in das Innere des Farbeinbrennofens
zurückgeleitet. Ein Teil der Abluft wird durch Auslaßgebläse 60 abgezogen und durch einen
Rauchverbrennungsofen 58 mit einer Verbrennungskammer
72 geleitet. Die Luft fließt dann von der Verbrennungskammer 72 durch, einen Luft/Luft-Wärmeaustauscher
70, um die der Verbrennungskammer zugeführte Luft vorzuwärmen. Mach dem Durchgang durch
die Verbrennungskammer 72 wird ein Teil der verbrannten Luft vom Einlaß des Zuführventilators
durch eine Leitung 74 aufgenommen. Der Verbrennungsofen 58 kann dem in US-Patent
Nr. 3 917 444 beschriebenen Modell entsprechen.
Ein zweiter Luft/Luft-Wärmeaustauscher 76 sorgt
für einen Wärmeaustausch zwischen frischer durch Leitung 78 einströmender Nachfülluft und der
restlichen verbrannten Luft, die durch Auslaß 80 in die Außenluft abgegeben wird.
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In einem Verfahren nach der Erfindung wird
Lösungsmittel aus der durch die Auslaßleitung strömenden Abluft entfernt. Die Entfernung des
Lösungsmittels aus der Luft erfolgt in einem Luftskrubber oder Stripper 30, in dem mit einer
Pumpe 82 durch eine Reihe von Spritzdüsen 84 Aufsaugöl umgewälzt wird.
Die Luft fließt durch die Verschmelzungsmatrize 86, die die öltröpfchen trägt und die bewirkt, daß
die öltröpfchen zu größeren Tropfen verschmelzen und die außerdem für eine zusätzliche Möglichkeit
für Luftberührung sorgt, damit eine vollständigere Absorption der Kohlenwasserstoffdämpfe erfolgen kann.
Nach Durchströmen der koalierenden Matrize 86 besorgt eine Reihe von Prallblechen 88 das Entfernen
der jetzt größeren öltropfen aus dem Luftstrom
und ihre Sammlung, damit das öl zur Rücklaufseite
der Umwälzpumpe 82 geleitet werden kann. Dann wird die Luft zu einem Schornstein 34 geleitet,
und zwar wie früher beschrieben, mittels Auslaßgebläse 32.
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Da man nicht risikolos zulassen kann, daß das öl
die Lösungsmitteldämpfe unbegrenzt aufnimmt, ist eine Regenerationsvorrichtung vorgesehen, in
der ein Teil des Öls durch eine Regeneratorschleife 90 umgewälzt wird} diese umfaßt eine
Zuleitung 92, die das mit Lösungsmittel beladene
öl aufnimmt, das dann durch einen Flüssigkeit/ Flüssigkeit-Wärmeaustauscher 94· geleitet wird, wo
es durch zurückfließendes, durch die Regenerationsvorrichtung erwärmtes Öl vorgewärmt wird.
Die zum Austreiben des im öl befindlichen Lösungsmittels erforderliche Wärme ist relativ niedrig,
da die Ölmenge, verglichen mit der umgewälzten
Wassermenge, ziemlich geai ng ist, aber auch wegen der geringen spezifischen Wärme des Öls.
IM die Leistungsfähigkeit des Verfahrens gegenüber der durcbjdie Verwendung des Flüssigkeit/
Flüssig-Wärmeaustauschers 94- erzielten zu vergrößern,
wird die Regenerationsvorrichtung mit dem mit dem Färbeinbrennofen 54· verbundenen
Rauchverbrennungsofen 58 integriert. Das vorgewärmte Öl wird über Zuführleitung 9&
zu einer Reihe von Düsen 98 geschickt, die das öl
über die Heizschlange 100 sprühen. Diese Heizschlange 100 erhält Luft aus der Verbrennungskammer 72, die
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durch, die Luft/Luft-Wärmeaustauscher 70 und 76 und dann zum Auslaß 80 geleitet wurde. So wird
die Wärme des Verbrennungsofens zum Teil wiedergewonnen und als Regenerationswärme verwendet.
Eine Umwälzpumpe 102 bewirkt die Eückleitung des regenerierten Öls zur Zufuhrseite der Pumpe 82
über den Wärmeaustauscher 94.
Die durch die Berührung mit den Heizschlangen aus dem Öl vertriebenen Dämpfe werden in einer
Kondensationskammer 104 durch Kontakt mit einer Kühlschlange 106 kondensiert, die in einer
Sammelabteilung 107 untergebracht ist. Über eine Leitung 108 wird ein Strom gekühlter
Flüssigkeit an die Schlange 106 abgegeben, um die Ausdehnungsseite 110 einer mechanischen Kühleinheit,
die im allgemeinen bei 112 angegeben ist, herumgeleitet. Sammelabteilung 107 ist mit einer
.Abi auf leitung 114 versehen, die mit einem Lösungsmittel-Wiedergewinnungsbecken
116 in Verbindung steht.
Kondensationskammer 104 hält einen relativ niedrigen Dampfdruck des Lösungsmittels aufrecht,
um die Verdampfung des Lösungsmittels aus dem öl zu maximieren.
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Die Kondensationskammer 104 wird am besten mittels einer Wärmepumpe 118 mit einer Zuleitung 120 und
einem Druckregelventil 122, das in der Kondensationskammer
104 einen niedrig gesteuerten Druck entwickelt, unter ein Teilvakuum gesetzt. Auslaß 124 der Wärmepumpe 118 steht mit der Einlaßseite
126 der Verbrennungskammer 72 in Verbindung, so daß die Lösungsmitteldämpfe in die Verbrennungskammer
72 strömen und zusammen mit der aus der Auslaßseite 128 des Luft/Luft-Wärmeaustauschers
aufgenommenen mit Lösungsmittel beladenen Luft verbrannt werden.
Man kann daher sehen, daß durch diese .Anordnung
eine hochwirksame Entfernung des in der Luft befindlichen Lösungsmittels erreicht wird.
Zunächst dadurch, daß nur der in der Luft befindliche Anteil der gesamten Lösungsmittel anfänglich entfernt
zu werden braucht, weil ein wesentlicher Teil der dampfförmigen Lösungsmittel in das Wasserbad
mit dem die !"arblösung sammelnden Wasser geht.
Zudem ist der ölspray imstande, relativ große Luftmengen mit relativ gen. ngen ölmengen zu verarbeiten,
außerdem wird das öl verhältnismäßig leicht regeneriert und liefert so ein stetiges Verfahren
selbst für die in diesem Teil der Anlage enormen Mengen von Luftstrom.
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Die EegenerationsvorrictLtung selbst ist hochleistungsfähig,
da sie den Flüssigkeit/IFlüssigkeit-Wärmeaustauscher
94- und die vom Eauchverbrennungsofen
58 erzeugte Wärme verwendet. Im Vergleich zu früheren technischen Lösungen ist die erforderliche
Kapitalinvestition recht beschneiden, ebenso die für
die Durchführung des Verfahrens erforderliche Energie.
Bezüglich des Skrubberteils für das Lösungsmittelwasser von System und Verfahren, in dem Lösungsmittel
aus dem umgewälzten Wasser entfernt werden, sieht das Konzept des Systems die Verwendung eines
Vakuums über dem Wasser während seines Kreislaufes vor und bewirkt die direkte Verdampfung des Lösungsmittels
während seines Flusses in eine Kondensationskammer infolge des relativ niedrigen Dampfdruckes
des in der Kammer befindlichen Lösungsmittels. Die Kammer wird ständig entleert, um einen relativ
niedrigen Dampfdruck aufrechtzuerhalten und so das umgewälzte Wasser ohne Notwendigkeit der Erhitzung
der Wassermasse zu reinigen.
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- 29 -
Es läßt sich nachweisen, daß die Größe der Lösungsmittelverdampfung durch Drucksenkung auf
eine der beträchtlich hohen Temperatur der Lösung entsprechende Höhe gesenkt werden kann, so daß
man leicht einen Lösungsmitteldampf erzielt. Daher werden die Bestandteile des Farblösungsmittels
so ausgewählt, daß sie leicht verdampfbare wasserlösliche
Bestandteile enthalten, die dies Verfahren erleichtern.
Die besondere Anordnung für die mögliche Verwendung eines Vakuums umfaßt ein äußeres Standrohr 130 mit
ziemlich großem Durchmesser, dessen unteres Ende in den Flüssigkeitsspiegelkontrolltank 48 hineinreicht.
Im Innern des großen Standrohres 130 befindet sich ein Standrohr 132 von relativ kleinem
Durchmesser, mit einem Zwischenraum zwischen beiden Standrohren, so daß das Wasser beim Einströmen
in das Innere von Standrohr 132 auch den Zwischenraum
füllt, während es frei in das Innere einer Kondensationskammer 134- fließt.
Die Kondensationskammer 134 wird mittels der Wärmepumpe
118 über eine Leitung 136, eine Zweigleitung 138 und Druckregelventil 140 entleert und erzeugt so
einen Vakuumdruck auf das durch die Standrohre 130 und 132 fließende Wasser.
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Die Höhe der Stan.droh.re 130 und 132 wird so gewählt,
daß sie dem auf die Kondensationskammer 134- ausgeübten
Vakuum entspricht, d.h. das volle Vakuum des entsprechenden Druckgefälles würde etwa 133 Fuß WS
betragen, so daß das Wasser dem niedrigen Vakuum ausgesetzt ist, ohne daß es dadurch in das Innere
der Kondensationskammer 134 abgezogen wird.
Dieser relativ niedrige Druck in der Kondensations-Kammer 134 erzeugt eine stark vergrößerte Neigung
des Lösungsmittels zu verdampfen, vrährend das Wasser mit einer weit geringeren Verdampfungsneigung in
die Kondensationskammer 134 in einem weit geringeren
Maße verdampft, so daß es dort in relativ kleinen Mengen vorhanden ist. Die Lösungsmitteldämpfe
werden durch Kühlschlangen 142 kondensiert, die in einer Abteilung 144 der Kondensationskammer 134
liegen und eine Kondensation des Dampfes in die flüssige Form in Abteilung 144 bewirken.
Das gesammelte flüssige Lösungsmittel fließt in die Abflußleitung 146 und ein Auffanggefäß 148.
Die stetige Entleerung des Innern der Kondensationskammer I34 über Leitung 136 sorgt für den relativ
niedrigen Dampfdruck des Lösungsmittels in der Kondensationskammer, um dessen Verdampfung zu
maximieren.
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Auf den Flüssigkeitsspiegelkontrolltank 48 kann
man auch ein leichtes Vakuum in der Gegend über dem Wasserspiegel aufbringen, und zwar mittels
einer mit einem Entlüftungsrohr 154 versehenen
Kondensationskammer 152.
Eine Verbindungsabflußleitung 156 verbindet Kammer
152 mit dem Auffangtank 148. Eine Zweigleitung
158 verbindet Kammer I52 mit der Leitung 136 und
dann mit der Wärmepumpe 118.
Ein relativ geringes Vakuum wird aufgebracht, um den freien FIuS, in die und aus der Kondensationskammer 152 hinaus zu ermöglichen, während die
Lö'sungsmitteldämpfe gesammelt werden, die sich über dem Wasserspiegel ansammeln können; dieses
leichte Vakuum wird durch ein Drucksteuerventil
159 in der Leitung 158 eingestellt.
Das Kühlaggregat 112 hat einen Kondensator 160 mit Kondensatorschlange und einen Kompressor 162.
Im Sommer soll das in den Kondensatorschlangen umlaufende Wärmeübertragungsmedium die von der
Kondensierung der Lösungsmitteldämpfe in den entsprechenden Kondensationskammern 104, 134 und
aufgenommene Wärme auf den Wärmeaustauscher 36 übertragen,
damit sie auf die während des Sommers relativ kühle Abluft übertragen wird.
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Im Winter wird Wärme vom Wärmeaustauscher 36 zum Wärmeaustauscher 17 gepumpt, um die einströmende
Luft vorzuwärmen und die Leistung des Verfahrens zu vergrößern.
Man kann daher sehen, daß sich eine relativ wirksame Entfernung der Lösungsmitteldämpfe aus dem
Wasser als Ergebnis des 3?arbsprühens durch eine einfache Anordnung erzielen läßt, um das Lösungsmittel
aus der Luft und aus dem die Parbfestteilchen sammelnden Wasserstrom zu entfernen; dabei wird
man ohne Schwierigkeit mit der großen Menge Luftstrom
fertig ohne die Kosten eines übermäßig hohen Energieverbrauchs.
Der operative Teil des Systems arbeitet sehr zuverlässig
und optimiert die Verwendung des für die Durchfuhrung notwendigen Energieerfordernisses.
Während das System in seiner besonderen Anwendung auf die besonders in Verbindung mit Farbspritz-
und trockenverfahren verwendeten Bauteile gezeigt wird, versteht sich von selbst, daß das Konzept
der Erfindung sich auch auf andere .Anwendungsgebiete erstreckt.
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Claims (19)
1. Luftbehandlungssystem für eine Jarbspritakabine, in der Auftragsverfahren für Farben
auf der Basis von Kohlenwasserstofflösungsmittel
verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luft zuführvorrichtung (14·,16) zum Einbringen
eines Stroms von Luft in die Kabine (10) und eine Abluftvorrichtung (28) zum Verursachen
eines Abluftstroms aus der Kabine (10) weiter eine Vorrichtung (18,20) zum Entfernen
von Parbfestteilchen aus dem Abluftstrom, ein Skrubber (30) zum Entfernen von Lösungsmitteldämpfen
aus dem .Abluftstrom und eine Luftauslaßöffnung, in die der Skrubber (30)
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eingesetzt ist, um die Abluft in Berührung mit einem Absorptionsöl zu bringen, so
daß das öl die Lösungsmitteldämpfe aus der Abluft entfernt, und ferner eine Regeneratorvorrichtung
zum Entfernen des absorbierten Lösungsmittels aus dem öl und zum Wiederum—
wälzen des regenerierten Öls zum Skrubber (30) vorgesehen ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Skrubber (30) eine ölsprühvorrichtung
umfaßt, die das öl als Spray in den Abluftstrom lenkt.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Skrubber (30) weiter eine koalierende
Matrize (86) zur -Aufnahme des Abluft-Ölgemisches durch darin geformte kleine Öffnungen und zur
Anregung der öltröpfchen zum Verschmelzen umfaßt, wobei diese Koalierungsmatrize (86)
einen gewundenen Fließpfad für das Abluftölgemisch
erzeugt, um die Aufnahme der Lösungs— mitteldämpfe durch das öl zu fördern.
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4. System nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
daß der Skrubber (30) weiter eine Prallblechanordnung (88), durch die die Abluft nach
Durchgang durch die/Xoalierungsmatrize (86)
strömt, umfaßt, wobei diese Prallblechanordnung (88) eine Trennung der öltröpfchen von dem
Abluftstrom bewirkt, und daß weiter eine Vorrichtung zum Sammeln des abgeschiedenen Öls
und zur Rückleitung des Öls zur ölsprühvorrichtung angeordnet ist.
5. System nach einem der iAnsprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneratorvorrichtung eine ölsprühvorrichtung (98)
umfaßt, die das öl nach Absorption des Lösungsmittels auf eine Heizschlange (110) mit
hoher Temperatur aufsprüht, so daß das absorbierte Lösungsmittel verdampft, und daß
ferner eine Kondensationskammer (104) zur Aufnahme und Kondensierung des verdampften
Lösungsmittel vorgesehen ist.
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— 4· _
6. System nach Anspruch. 5» dadurch gekennzeichnet,
daß die Begeneratorvorrichtung weiter eine Vorrichtung zum Entfernen der Lösungsmitteldämpfe
aus der Kondensationskammer (104) umfaßt, sowie eine Verbrennungsvorrichtung (72) zum Verbrennen der ausgeleiteten Dämpfe.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eegeneratorvorrichtung weiter einen
Wärmeaustauscher zum Übertragen von Wärme aus der Verbrennung im Verbrennungsofen (72)
an die Heiz-Schlange (100) umfaßt.
8. System nach Anspruch 5,6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationskammer
(104) Kühlschlangen (106) umfaßt, durch die ein Wärmeübertragungsmedium umgewälzt wird,
und eine Vorrichtung zum Übertragen von Wärme aus dem umgewälzten Medium, worin das Luftbehandlungssystem
weiter einen Sommer-Wärmeaustauscher umfaßt, der den Abluftstrom aus dem Skrubber (30) aufnimmt, und worin eine Vorrichtung
vorgesehen ist, die Wärme aus dem
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Wärmeübertragungsmedium in den Kühlschlangen (106) an den Sommer-Wärmeaustauscher übertraägt.
9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Winter-Wärmeaustauscher vorgesehen ist, der der Abluft
zuführvorrichtung Luft zuführt, worin die Kondensationskammer (104) Kühlschlangen
(106) umfaßt ist, durch die ein Wärmeübertragungsmedium fließt, und worin eine Vorrichtung
zum Übertragen von Wärme auf das Wärmeübertragungsmedium in den Kühlschlagen (106)
auf den Winter-Wärmeaustauscher angebracht ist.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
zum Entfernen von Farbfest teilchen ein Wasserfließsystem
umfaßt zum Auswaschen des Abluftstroms, eine Vorrichtung (26,38) zum Sammeln des Wasserstroms, eine Vorrichtung (44)
zum Entfernen der Parbfestteilchen aus dem Wasser, eine Ausscheidevorrichtung für das
Lösungsmittel zum Entfernen aufgelöster Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus dem Wasser und
eine Vorrichtung zum Umwälzen des Wassers im Wasserfließsystem.
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11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lösungsmittel-Abscheidevorrichtung eine Vorrichtung zum Aufbringen von Vakuumdruck
auf das gesammelte Wasser nach der Entfernung der Farbfestteilchen hieraus umfaßt und eine
Vorrichtung zum Kondensieren der durch die Anwendung des Vakuumdrucks erzeugten Kohlenwasserstoff
dämpfe.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmittelabscheidevorrichtung eine
Kondensationskammer (134) umfaßt, in der
der Vakuumdruck eingebracht wird, und eine Vorrichtung zum Umwälzen des WasserStroms
durch die Kammer (134).
13. System nach .Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung zum Kondensieren von Lösungsmitteldämpfen eine in der Kondensationskammer (134·) untergebrachte Kühlschlange (14-2)
umfaßt, ferner eine Vorrichtung zum Umwälzen eines abgekühlten Wärmeübertragungsmediums
durch die Kühlschlange (142), und worin eine Sammelabteilung (144) in der Kondensationskammer
(134) neben der Kühlschlange (142) zum Sammeln der kondensierten Kohlenwasserstoffdämpfe gebildet
ist.
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-7»
14. System nach. Anspruch 12 oder 13 j dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung zum Aufbringen eines Vakuumdrucks eine mit der Kondensationskammer (13*0
verbundene Wärmepumpe (118) umfaßt.
15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lösungsmittelabscheidevorrichtung ein äußeres Standrohr (130) von/Itimmter Höhe mit einem
großen Außendruchmesser umfaßt, dessen oberes Ende offen ist und in der Kondensationskammer (134·) liegt,
daß in dem äußeren Standrohr (130) ein inneres Standrohr (132) untergebracht ist und einen Zwischenraum
zwischen beiden Rohren gebildet ist, weiter eine Vorrichtung zum Leiten des Wasserstroms in das
äußere Standrohr (130), so daß es nach oben durch das innere Standrohr (132) fließt und von da nach
unten durch den Zwischenraum, wobei die Höhe des äußeren Standrohres (130) so bemessen ist, daß der
Vakuumdruck auf das Wasser aufgebracht werden kann, während er gleichzeitig einen freien Pluß des
Wassers durch das äußere und innere Standrohr ermöglicht.
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16. System nach. Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet,
daß ein Verbrennungsofen (72) zur Aufnahme der Dämpfe von der Kondensationskammer (134) und
zum Verbrennen von Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteldämpfen
angeordnet ist.
17. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Zuführen des gekühlten
Wärmeübertragungsmediums zur Kühlvorrichtung und ein Wärmeaustauscher für den Sommer vorgesehen ist,
der die aus dem Skrubber (30) abgegebene Abluft aufnimmt, und worin die Zuführvorrichtung dazu
bestimmt ist, Wärme von dem durch die Kühlschlange fließenden Medium an den Sommerwärmeaustauscher
zu übertragen.
18. System nach Anspruch 17j dadurch gekennzeichnet,
daß ein Winterwärmeaustauscher, der die Einlaßzufuhrluft aufnimmt und die Wärme aus der durch die
Kühlschlange fließenden Kühlflüssigkeit mittels der Zuführvorrichtung aufnimmt, vorgesehen ist.
19. System nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (44)
zum Entfernen von Farbfestteilchen einen Wasser-
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spiegelkontrolltank (48) umfaßt, sowie eine
Vorrichtung zum Sammeln der sich im !Dank entwickelnden Dämpfe.
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