DE2511181C3

DE2511181C3 - Verfahren zur Reinigung der Abgase von Lackieranlagen

Info

Publication number: DE2511181C3
Application number: DE2511181A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart Kautt; Reinhard 7031 Holzgerlingen Kraus; Eugen Dipl.-Chem. Dr. 7032 Sindelfingen Rogler; Peter 7032 Sindelfingen Weingruell
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2511181B2; DE2511181A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der mit organischen Substanzen verunreinigten Abgase von Lackieranlagen. Zur Reinigung der Abluft von organischen Substanzen sind Verfahren bekannt, bei denen die organischen Substanzen durch thermische oder katalytische Verbrennung bei geeigneter Konzentration dadurch entfernt werden, daß die Abluft beispielsweise als Verbrennungsluft für Brenner eingesetzt wird. Solche Abluftreinigungsverfahren werden insbesondere bei Lackieranlagen eingesetzt. Die thermische Verbrennung der Abluft läßt sich aber nur dann wirtschaftlich durchführen, wenn die für die Verbrennung benötigte Wärme aus der Abluft auch wiedergewonnen werden kann oder wenn für andere Zwecke ohnehin öl- oder direktbefeuerte öfen zur Verfügung stehen. Da das nicht immer der Fall ist, scheidet die thermische Verbrennung der Abluft überall da aus und muß durch Waschvorgänge ersetzt werden, wo beispielsweise Fernwärme vorliegt oder elektrische Energie zur Wärmegewinnung eingesetzt wird.

Es ist auch bekannt, organische Substanzen an festen Substanzen zu adsorbieren oder vor; ihnen absorbieren zu lassen. Ein anderes bekanntes und weit verbreitetes Reinigungsverfahren ist das Auswaschen der organischen Substanzen durch direkte oder indirekte Kondensation in Wasser, das mit oder ohne zusätzliche Chemikalien zur oxydativen Zerstörung in sogenannten Festkörperkolonnen, aber auch in Einrichtungen mit einer mechanischen Wasserverwirbelung, wie beispielsweise in Venturiwäschern oder Schleuderradwäschern eingesetzt wird, wo die Abluft möglichst in innigen Kontakt mit dem Wasser gebracht wird. Diese bekannten Verfahren sind mit Nachteil behaftet, daß das Absorpitionsverfahren nur dann wirtschaftlich ist, wenn geringe Abgaskonzentrationen vorliegen, was in der Regel durch die Vorschaltung einer Auswaschvorstufe erreicht wird. Das Auswaschen organischer Substanzen mit Wasser weist wiederum den Nachteil auf, daß in der Regel anschließend eine Abwasserbehandlung notwendig wird, was den Aufwand dieses Verfahrens beträchtlich erhöht. Dieser Aufwand wird noch größer, wenn dem Auswaschwasser chemische Substanzen zugemischt werden.

Es ist schließlich auch bekannt (DT-AS 12 82 606) zur Rückgewinnung einer Kohlenwasserstoffkomponente, insbesondere von Cyclohexan aus dem Abgasstrom einer Olefinpolymerisation ein mineralisches Sperröl als <,o Absorptionsöl einzusetzen. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, daß gegenüber anderen Rückgewinnungsverfahren von Lösungsmitteln aus Abgasen bei einer Olefinpolymerisationsanlage der größte Anteil des Verdünnungsmittels des Verfahrens wieder zurückge- 1,-, wonnen werden kann, und zwar durch einen kontinuierlichen Verfahrensablauf, der auch nicht beeinträchtigt wird, wenn der Abgassirom Schwankungen unterliegt.

Zur Reinigung der Abgase von Lackieranlagen, wie sie im Kraftfahrzeugbau verwendet werden, ist dieses bekannte Verfahren wirtschaftlich jedoch nicht einsetzbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung der Abgase von Lackieranlagen bzw. der Anlagen zur Aufbringung von Unterbodenschutz vorzuschlagen, bei dem die Abluftkonzentration nach der Reinigung wesentlich niedriger als bei bisher bekannten Verfahren sein kann, bei dem Nachbehandlungen für das Reinigungsmedium entfallen und mit dem ein wirtschaftlicher Einsatz möglich wird. Die Erfindung besteht darin, daß die organischen Substanzen durch in der Flüssigphase eingesetztes Spindelöl oder bei der Verarbeitung von Unterbodenschutz durch den Weichmacher des Unterbodenschutzes der Abluft entzogen werden. Dieses Verfahren kann an sich mit allen bekannten Auswaschanlagen durchgeführt werden und zeigt gute Ergebnisse. Die besten Ergebnisse werden naturgemäß dann erreicht, wenn solche Anlagen eingesetzt werden, die eine möglichst große Kontaktzeit zwischen Abluft und Auswaschflüssigkeit zur Verfügung stellen, wie sie z. B. in der Form von Füllkörperkolonnen, Glockenbodenkolonnen od. dgl. ?ur Verfügung stehen. Der mit dem neuen Verfahren mit den organischen Bestandteilen der Abluft angereicherte und gesättigte Löser kann dann entweder verbrannt werden zur Nutzung des Energieinhaltes oder in einer bekannten Anlage zur Lösungsmittelregeneration aufgearbeitet werden.

Das neue Verfahren weist den Vorteil auf, daß keine besondere Abwasserbehandlung notwendig wird und daß es sich auch sehr vorteilhaft als Vorstufe für ein anschließendes Reinigungsad- und absorptionsverfahren einsetzen läßt. Diese bekannten Ad- und Absorptionsverfahren werden dann nämlich sehr wirtschaftlich. Es hat sich gezeigt, daß die Nachschaltung eines Ad- bzw. Absorptionsreinigungsverfahren zum Teil unnötig ist, weil durch die erfindungsgemäße Abluftreinigung Konzentrationswerte erreicht werden, die keiner weiteren Verringerung mehr bedürfen. Der Vorteil des neuen Verfahrens liegt auch darin, daß keine Chemikalien eingesetzt werden, die anschließend eine Abwasserverunreinigung hervorrufen, und daß die organischen Bestandteile der Abluft nahezu wasserfrei anfallen und damit den verschiedensten Verwendungszwecken zugeführt werden können. Das eingesetzte Spindelöl bzw. der Weichmacher des Unterbodenschutzes weisen auch den Vorteil uaf, daß sie einen niedrigen eigenen Dampfdruck besitzen, so daß sie bei Raumtemperatur der Flüssigphase vorliegen und auch bei Temperatursteigerungen, solange sich diese, in gewissem Umfang halten, nicht selbst verdampfen und somit nicht wiederum als Abluftverunreinigung vorliegen. Durch den Einsatz des Spindelöles wird auch eine geruchsfreie Behandlung erreicht, die keine Nachbehandlung notwendig macht. Es ist auch eine lange Betriebszeit möglich, weil der Dampfdruck bei der Anwendungstemperatur, die etwa bei Raumtemperatur liegt, gering ist, so daß auch eine erneute Verunreinigung der Abluft ausgeschlossen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden als Beispiel des Einsatzes einer Füllkörperkolonne erläutert werden. Selbstverständlich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren aber auch auf allen anderen bekannten Abluftreinigungsanlagen fahren, die bisher mit Wasser arbeiten. Es zeigt

F i g. 1 die schemati >che Darstellung einer Füllkörper-

kolonne, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wurde,

F i g. 2 Diagramme mit einem Gaschromatographievergleieh, wobei die Werte des Rohgases und des nach der Behandlung erreichten Reingases bei einer Wäsche mit Spindelöl dargestellt sind und

Fig.3 ein Diagramm, in dem die Entwicklung des Sorptionsvermögens einer rein organischen Phase (Spindelöl) über die Zeit aufgetragen ist

In der Fig. 1 ist eine bekannte Füllkörperkolonne gezeigt, die im wesentlichen aus einem Behälter 1 besteht, der in seinem unteren Bereich mit einem Zuführstutzen 2 für den Eintritt von Rohrgas, das der Reinigung unterworfen werden soll, und an seiner Spitze mit einem Austriitstrichter 3 für den Austritt des gereinigten Reingases versehen ist. Im mittleren Bereich ist der Behälter 1 mit einer Füllkörperschicht 4 versehen, über der eine Schicht von Absorptionsmittel 5 vorgesehen ist Der von dem Pfeil 6 angedeutete Bereich stellt somit die für die Abgasreinigung zur Verfügung stehende Kontaktzone dar, in der das in dem Behälter 1 eintretende Rohgas mit der Auswaschfiüssigkeit in Kontakt kommt, die im gezeigten Beispiel durch die Zuleitung 7 und durch schematisch angedeutete Sprühdüsen 8 auf die Absorptionsschicht bzw. auf die Füllkörperschicht 4 verteilt wird und im unteren Bereich des Behälters 1 in einer Auffangzone 9 sich ansammelt. Von dort wird dieses in der Flüssigphase eingesetzte Lösungs- und Auswaschmittel, das im hier beschriebenen Beispiel Spindelöl 1,5 E ist, über eine Pumpe 10 wieder in die Leitung 7 befördert. Außerdem ist auch eine (^aufbereitungsanlage 11 vorgesehen, mit der ein Teil des Spindelöles wieder aufbereitet und über die Leitung 12 dem Auffangbereich 9 wieder zugeleitet wird. J5

Mit einer solchen Füllkörperkolonne wurde die Abluft einer Karosserielackieranlage gereinigt, die mit einem Ofen zum Einbrennen von Grundlack und Unterbodenschut? an Karosserien versehen war. Beim angegebenen Beispiel entweichen etwa 30 bis 40% des auf der Karosserie befindlichen Lackes beim Einbrennvorgang. Bei diesen von der Abluft aufgenommenen Bestandteilen handelt es sich in überwiegendem Maße um Lösungsmittel, die zur Erreichung der Verarbeitungsviskosität und für einen optimalen Verlauf des Lackiervorganges notwendig sind. Von dem auf der Karosserie befindlichen Unterbodenschutz entweichen im Ofen etwa 2 bis 4% als gasförmige Abluftverunreinigung. In erster Linie handelt es sich hier um hochsiedende Weichmacher.

Die gezeigte Füllkörperkolonne nach F i g. 1 wurde von der aus der Lackieranlage kommenden Abluft in einer Menge von 500 mVh beaufschlagt. Die Behandiungstemperatur lag bei 20° C und die im Gegenstrom erzielte Kontaktzeit der Abluft mit dem Spindelöl 1,5 E betrug etwa 6 Sekunden, in der die Abluft von etwa 120° C auf 32° C abgekühlt wurde.

In den Gaschromatographie-Diagrammen der F i g. 2 wird die chemische Wirkungsweise der Wäsche sichtbar. Es ist zu erkennen, daß nieder- und hochsiedende Bestandteile durch die Wäsche und durch die damit verbundene Abkühlung aus der Abluft herausgelöst und kondensiert wurden. Die in beiden Gaschromatogrammen nach wie vor auftretenden Spitzen 13, 14 und 15 betreffen dabei Bestandteile, die sich nicht lösen lassen. Die Spitze 13 zeigt den Anteil des Lösungsbenzoles, die Spitze 14 ist Butylazetat, während 15 den Anteil des Extraktionsmittels zeigt Bei allen anderen Bestandteilen läßt sich aber eine sehr gute Lösungs- bzw. Kondensationsquote erreichen.

Um festzustellen, wie lange das flüssige organische Lösungsmittel als Lösungssubstanz eingesetzt werden kann, wurde mit gleichen Versuchsbedingungen ein Langzeitversuch durchgeführt. Die F i g. 3 zeigt das Ergebnis dieses Versuches, wobei die Reingaskonzentration, die plso an dem Austrittsstutzen 3 gemessen wurde, in mgC/m³ angegeben ist, die in bekannter Weise mit einem Flammenionisationsdetektor festgestellt wurde. Es zeigte sich, daß mit dem eingesetzten Spindelöl auch nach 16tägigem Betrieb mit ein und derselben nicht aufbereiteten oder behandelten Spindelöimenge eine Reingaskonzentration von 400 mgC/m³ nicht überschritten wurde. Die Menge von 300 mgC/m³ wurde etwa nach 6 Tagen erreicht, so daß deutlich wird, daß das eingesetzte Spindelöl bis zu einer zulässigen Reingaskonzentration von 300 mgC/m³ 6 Tage lang unverändert eingesetzt werden kann und erst dann, wenn diese Konzentration nicht überschritten werden darf, entweder ausgewechselt und für andere Zwecke verwendet werden, oder zumindestens zum Teil wieder aufbereitet werden muß. Wird als zulässige Grenze 400 mgC/m³ angesetzt, so läßt sich absehen, daß Spindelöl ohne Aufbereitung ausreichen wird, um diese Konzentration einhalten zu können. Ähnliche Ergebnisse ergeben sich auch mit anderen organischen Lösungsmitteln, wie sie in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung erwähnt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Reinigung der mit organischen Substanzen verunreinigten Abgase von Lackieranlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Substanzen durch in der Flüssigphase eingesetztes Spindelöl oder, bei der Verarbeitung von Unterbodenschutz, durch den Weichmacher des Unterbodenschutzes der Abluft entzogen werden.

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