DE3635833A1 - Durchlauftrockner fuer materialbahnen, insbesondere offset-trockner und verfahren zum thermischen betreiben eines durchlauftrockners - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauftrockner für Materialbahnen, insbesondere für Offsetdruck, bestehend aus die Materialbahn ein- oder beidseitig mit aufgeheizter Luft beaufschlagender Blasdüsen, mindestens einem die Blasdüsen mit Umluft speisenden Gebläse, mindestens einer gasgespeisten Heizeinrichtung für die Umluft und mindestens einer Nachverbrennungseinrichtung für die Schadstoffe enthaltende Umluft sowie einem Einlaufschlitz und einem Auslaufschlitz für die Materialbahn.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum thermischen Betreiben solcher Trockner, in denen die Materialbahnen beim Trocknen mit sie beaufschlagender, durch einen Gasbrenner aufgeheizter Luft in die Trockner­ atmosphäre hochsiedende Lösungsmittel abgeben, die einer thermischen Nachverbrennung zugeführt werden, von der die erzeugte Wärmeenergie zur Aufheizung der Trockneratmosphäre herangezogen wird.

Bei solchen Trocknern ist es üblich, daß die Trockneratmosphäre durch die in den Trockner offen hineinbrennende Flamme des Gasbrenners aufgeheizt wird. Dabei entstehen durch Verkrackung der in die Trockner­ atmosphäre gelangten hochsiedenden Lösungsmittel Schadstoffe, die nicht ohne Reinigung aus dem Trockner in die Atmosphäre gelangen dürfen. Deshalb wird die Abluft des Trockners einer thermischen Nachverbrennung zugeführt. Eine Teilmenge dieser gereinigten Heißgase kann wieder in die Trockneratmosphäre geleitet werden.

Ferner ist bekannt, an den Einlaufschlitzen und ggf. an den Auslaufschlitzen besondere Einrichtungen vorzusehen, die verhindern, daß aufgrund des Unterdrucks im Trockner angesaugte frische Luft in den Trockner gelangt und zu Kondensationen führt. Bei solchen Einrichtungen wird die angesaugte frische Luft mit aufgeheizter Frischluft vermischt, so daß nur Luft mit erhöhter Temperatur in den Trockner gelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlauftrockner und ein Verfahren zum thermischen Betreiben von Durchlauftrocknern für Materialbahnen hinsichtlich der Aufheizung der Trockneratmosphäre unter besonderer Berücksichtigung der Schadstoffproduktion zu verbessern. Dabei soll gleichzeitig verhindert werden, daß die über die Einlaufschlitze und ggf. die über die Auslaufschlitze einströmende frische Luft zu Kondensationen führt.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch folgende Merkmale gelöst:

• a) Die Aufheizung der Trockneratmosphäre erfolgt durch den Gasbrenner ausschließlich zusammen mit der Nachverbrennung.
• b) Die Heißgase der Nachverbrennung werden durch Beimischen von frischer Luft abgekühlt, bevor sie in die Trockner­ atmosphäre geleitet werden.

Insbesondere wird die an den Trockner Einlaufschlitz und ggf. Auslaufschlitzen eintretende frische Luft als den Heißgasen beizumischende frische Luft verwendet.

Vorrichtungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe darin, daß jede mit Gas- und Umluft des Trockners gespeiste Heizeinrichtung und Nachverbrennungseinrichtung zu einer Einheit zusammengefaßt sind und geschlossene Brennkammern im Trocknergehäuse aufweisen und daß am Einlaufschlitz und ggf. Auslaufschlitz oberhalb und unterhalb der Materialbahnführungsebene Mischkammern vorgesehen sind, in denen die über den Einlaufschlitz und ggf. Auslaufschlitz einströmende frische Luft mit den Heißgasen der Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung mischbar sind und die Auslässe zum Trocknerinnern aufweisen.

Bei der Erfindung besteht nicht mehr die Gefahr der Verkrackung der beim Trocknen flüchtig gewordenen und in der Trockneratmosphäre befindlichen Lösungsmittel, weil die Trockneratmosphäre nicht unmittelbar mit sehr heißen Elementen, insbesondere nicht mit einer offen in den Trockner hineinbrennenden Flamme in Berührung kommt. Da für die Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung Umluft aus der Trockneratmosphäre verwendet wird, ist sichergestellt, daß die in dieser abgezweigten Umluft enthaltenen brennbaren Bestandteile der flüchtig gewordenen Lösungsmittel vollständig verbrannt werden. Da ferner die Heißgase der Nachverbrennung durch Beimischen von frischer Luft erst auf eine unkritische Temperatur abgekühlt werden, bevor sie in die Trockneratmosphäre gelangen, ist gewährleistet, daß auch diese heißen Gase nicht mit der die brennbaren Stoffe enthaltenden Umluft in der Trockneratmosphäre in Berührung kommen. Deshalb kann es auch hier nicht zur Verkrackung und damit zum Entstehen von Schadstoffen kommen. Da die die brennbaren Stoffe enthaltende Umluft der Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung zugeführt werden, ergibt sich eine Einsparung von sonst für die Aufheizung der Trockneratmosphäre benötigter Fremdenergie.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Temperatur der Trockneratmosphäre über die der Heizeinrichtung zuzuführende Luftmenge geregelt. Durch den Einsatz einer Proportionalregelung läßt sich auf einfache Art und Weise erreichen, daß die Gasmenge der geregelten Luftmenge folgt.

Vorzugsweise wird die Temperatur der Heißgase der Nachverbrennung über die der Nachverbrennung aus dem Trockner zuzuführende Luftmenge geregelt.

Da bei der Erfindung die Trockneratmosphäre schadstofffrei aber nicht lösungsmittelfrei ist, lassn sich die Lösungs­ mittel aus der Abluft des Trockners durch Abkühlen der Abluft gewinnen, da beim Abkühlen diese Lösungsmittel kondensieren. Diese Lösungsmittel können gesammelt und als Brennstoff verwertet werden. Bei einem Heizwertvergleich ergibt sich, daß unter Berücksichtigung der der Nachverbrennung zugeführten brennbaren Stoffe aus der Umluft und des Heizwertes des aus der Abluft gewonnenen Kondensates die Beheizung des Trockners praktisch zum Null-Tarif möglich ist, weil der Heizwert des der Heizeinrichtung zugeführten Gases etwa dem Heizwert des aus der Abluft gewonnenen Kondensates entspricht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer einen Durchlauftrockner schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 den Trockner mit seiner ersten Zone und einem Teil seiner zweiten Zone im Längsschnitt nach der Linie A-B der Fig. 2,

Fig. 2 den Trockner gemäß Fig. 1 im Querschnitt nach der Linie C-D der Fig. 1.

Ein Trocknergehäuse 1 weist an seiner vorderen Stirnwand einen Einlaufschlitz 2 für eine zu trocknende Materialbahn 3 auf. Ein entsprechender Auslaufschlitz ist an seiner nicht dargestellten hinteren Stirnwand vorgesehen. Die Material­ bahn 3 wird während des Durchlaufs durch den Trockner mit aufgeheizter Luft angeblasen und dadurch schwebend geführt und getrocknet. Dafür sind oberhalb und unterhalb der Materialbahn 3 eine Vielzahl von quer zur Materialbahn­ laufrichtung sich erstreckende, mit erwärmter Blasluft gespeiste Düsenkästen 4, 5, z. B. Luftkissendüsen vorgesehen. Diese Luftkissendüsen 4, 5 werden über einen gemeinsamen Kanal 6, 7 von einem Gebläse 9, 10 gespeist, das über eine Ansaugöffnung 11, 12 Luft aus der Trockneratmosphäre ansaugt.

Die Aufheizung der Trockneratmosphäre erfolgt ausschließlich durch eine eine Einheit bildende Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung. Eine solche Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung ist für jede Zone oberhalb und unterhalb der Materialbahn 3 vorgesehen. Sie besteht aus einem Brenner 13, 14, dessen Brennermündung 15 über eine zentrale Leitung 16 Gas und über einen diese Leitung 16 umgebenden Ringkanal 17 Luft zuführt. Die Luftzufuhr erfolgt über eine Leitung 18 aus dem Kanal 6, 7. In der Leitung 18 ist ein Motorregelventil 19 vorgesehen, das in Abhängigkeit von der Temperatur der Trockneratmosphäre gesteuert wird. Die Zufuhr von Gas wird durch ein Gleichdruckregelventil 20 gesteuert, deren Steuermembrane auf der einen Seite mit dem Luftdruck in dem Ringkanal 17 beaufschlagt wird. Das Gleichdruckregelventil 20 ist derart aufgebaut, daß durch Steuerung der dem Brenner 13 zugeführten Luft durch das Motorregelventil 19 eine proportionale Regelung der Gasmenge erfolgt.

Der Brenner 13 weist eine Brennkammer 21, 22 auf, die exzentrisch von der Seite in eine zweite größere sich über die Länge der Zone erstreckende Brennkammer 23 mündet. Die Brennkammer 21, 22 ist von einem Ringkanal 25 umgeben, die über eine Leitung 26 mit dem Kanal 6, 7 verbunden ist. Die Zufuhr von Umluft zu dem Ringkanal 25 wird mittels eines in der Leitung 26 angeordneten Motorregelventils 27 in Abhängigkeit von der Temperatur in der Brennkammer 21, 22 gesteuert. Die heißen Rauchgase der Brennkammer 21, 22 und die über den Ringkanal 25 zugeführte Luft wird am Ende der Brennkammer 21, 22 vermischt und tritt exzentrisch von der Seite in die Brennkammer 23, 24 ein. Es ergibt sich dann eine spiralförmige Strömung durch die Brennkammer 23, 24 vom einen Ende zum anderen Ende.

Am anderen Ende der Brennkammer 23, 24 gelangt das Heißgas über einen Krümmer 28, 29 und eine Leitung 30, 31 in ein sich quer zur Materialbahn erstreckendes Düsenrohr 32, 33. Aus den in diesem Düsenrohr 32, 33 in Reihe angeordneten Düsenlöchern treten Blasstrahlen aus, die gegen ein Leitblech 34, 35 blasen, das zur Materialbahn 3 konvex gekrümmt ist und in Materialbahnlaufrichtung sich der Materialbahn zunehmend nähert. Dem Rand dieses Leitbleches 34, 35 dem Gehäuseinnern gegenüber ist ein Schutzblech 36, 37 mit engem Abstand zur Materialbahn 3 zugeordnet. Dieses Schutzblech 36, 37 bildet zusammen mit dem Leitblech 34, 35 und der stirnseitigen Gehäusewand einen Kanal 38, 39 .

Durch diese besondere Ausbildung am Einlaufschlitz 2, die auch am Auslaufschlitz vorgesehen sein kann, werden die Heißgase der Heiz- und Nachverbrennung mit der über dem Schlitz 2 einströmenden Frischluft vermischt und dadurch auf eine für eine Verkrackung der flüchtigen Stoffe unkritische Temperatur herabgesetzt. Außerdem wird verhindert, daß kalte frische Luft direkt in das Innere des Trockners gelangt. Nach Vermischung gelangen die Heißgase und die frische Luft über den Kanal 38, 39 in das Innere des Trockners.

Der Betrieb des Trockners erfolgt auf folgende Art und Weise. Beim Aufheizen, also bei kalter Trockneratmosphäre, wird das Motorregelventil 19 derart gesteuert, daß eine große Gasmenge über das Gleichdruckventil 20 zugeführt wird und auf diese Art und Weise eine schnelle Aufheizung erfolgt. Zu dieser Zeit befinden sich in der Umluft noch keine flüchtigen Stoffe. Das Rauchgasvolumen der Brennkammer 21, 22 und ebenso das der verhältnismäßig langen zweiten Brennkammer (Nachbrennkammer) 23, 24 über die Ringleitung 25 zugeführte Umluftvolumen sind dabei groß. Die zugeführte Umluft dient dabei vorwiegend zum Abkühlen der Rauchgase, und zwar durch die stattfindende Beimischung.

Bei Erreichen der Betriebstemperatur der Trockneratmosphäre regelt sich die Luft- und Gaszufuhr des Brenners auf den geringeren Wärmebedarf beim Anfahren der Anlage ein. Wegen des dann geringeren Rauchgasvolumens aus der Brennkammer 21, 22 würde zwar ein proportional geringeres Volumen der der Nachbrennkammer 23, 24 zuzuführenden, über das Regelventil 27 steuerbaren Umluft genügen, doch wegen der inzwischen höheren Temperatur der über die Ringleitung zuzuführenden Umluft und der damit verbundenen geringeren Kühlwirkung sinkt die Förderung von Umluft in die Nachbrennkammer nicht in gleich großem Maße.

Die nun bei Beginn der Trocknung stetig anfallenden, in die Trockneratmosphäre gelangenden Lösungsmitteldämpfe lassen deren Konzentration in der Trockneratmosphäre steigen.

Diese in der Trockneratmosphäre vorhandenen brennbaren Stoffe, die mit der aus dem Trockner abgezogenen Umluft der Nachbrennkammer 23, 24 zugeführt werden, werden hier verbrannt. Die dabei erzeugte Wärmeenergie führt zu einer entsprechenden Verminderung der Heizleistung des Brenners 13, weil durch die in die Trockneratmosphäre eingeleitete, aufgeheizte Umluft die Trockneratmosphäre aufgeheizt wird, in Abhängigkeit von deren Temperatur der Brenner 13 geregelt wird. Durch die wiederum geringere Heizleistung des Brenners 13 verringert sich das der Nachbrennkammer 23, 24 zugeführte Umluftvolumen, so daß die Verweilzeit der Umluft in der Nachbrennkammer für einen guten Ausbrand der brennbaren Stoffe bzw. für eine große Reinheit der Umluft genügend lang ist.

Die Selbstversorgung des Trockners mit Wärmeenergie wird durch ein gegenüber herkömmlichen Trocknern auf ein Bruchteil herabgesetztes Abluftvolumen begrenzt. Das Abluftvolumen läßt sich aber nicht bis auf Null reduzieren, weil es notwendig ist, durch Ansaugung von Frischluft, zum Beispiel über die Ein- und Auslaßschlitze des Trockners die Trockneratmosphäre auf einem für den Betrieb des Brenners ausreichenden, sauerstoffhaltigen Niveau zu halten. Darüber hinaus ist ein gewisses Abluftvolumen nötig, um den Trockner auf Unterdruck zu halten, damit die dampfhaltige Atmosphäre des Trockners nicht über die Trocknerschlitze in die Atmosphäre austritt.

Die beim erfindungsgemäßen Betrieb des Trockners anfallende Abluft unterscheidet sich von der herkömmlicher Trockner durch ein geringeres Abluftvolumen, wobei die Abluft frei von Schadstoffen (Krackstoffen) ist. Die Reinigung der Abluft läßt sich deshalb durch Kondensation, d. h. unter Rückgewinnung von Lösungsmittel durchführen, das als Brennstoff verwertbar ist.

Claims (8)

1. Durchlauftrockner für Materialbahnen, insbesondere für Offsetdruck, bestehend aus die Materialbahn ein- oder beidseitig mit aufgeheizter Luft beaufschlagender Blasdüsen, mit mindestens einem die Blasdüse mit Umluft speisenden Gebläse, mindestens einer gasgespeisten Heizeinrichtung für die Umluft und einer Nachverbrennungseinrichtung für die Umluft sowie einen Einlaufschlitz und einen Auslaufschlitz für die Materialbahn, dadurch gekennzeichnet, daß jede mit Gas und Umluft des Trockners gespeiste Heizeinrichtung und Nachverbrennungseinrichtung (13, 21, 24) zu einer Einheit zusammengefaßt sind und eine geschlossene Brennkammer (21-24) im Trocknergehäuse (1) aufweisen, und daß am Einlaufschlitz (3) und ggf. am Auslaufschlitz oberhalb und unterhalb der Materialbahnführungsebene Mischkammern (32-39) vorgesehen sind, in denen die über den Einlaufschlitz (2) und ggf. Auslaufschlitz einströmende frische Luft mit heißen Gasen der Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung ( 13, 21-24) mischbar sind und die Auslässe (38, 39) zum Trocknerinnern aufweisen.

2. Durchlauftrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung (13, 21-24) als Verbrennungsluft zugeführte Umluft aus dem Trockner in Abhängigkeit von der Temperatur der Trockneratmosphäre und das Gas mengenproportional geregelt werden.

3. Durchlauftrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung (13, 21-24) zwei hintereinander angeordneten Brennkammern (21-24) aufweist, deren zweite Brennkammer (23, 24) Umluft in Abhängigkeit von der Temperatur am Ende der zweiten Brennkammer (23, 24) zuführbar ist.

4. Verfahren zum thermischen Betreiben eines Durchlufttrockners, insbesondere eines Offset-Trockners, für Materialbahnen, die beim Trocknen mit sie beaufschlagender, durch einen Gasbrenner aufgeheizter Luft in die Trockneratmosphäre hochsiedende Lösungsmittel abgeben, die einer thermischen Nachverbrennung zugeführt werden, von der die erzeugte Wärmeenergie zur Aufheizung der Trockneratmosphäre herangezogen wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Die Aufheizung der Trockneratmosphäre erfolgt durch einen Gasbrenner ausschließlich zusammen mit der Nachverbrennung.
• b) Die Heißgase der Nachverbrennung werden durch Beimischen von frischer Luft abgekühlt, bevor sie in die Trockneratmosphäre geleitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Trocknereinlaufschlitz und ggf. dem Trocknerauslaufschlitz eintretende frische Luft als den Heißgasen beizumischende frische Luft verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Heizeinrichtung (21, 22) zuzuführende Luftmenge in Abhängigkeit von der Temperatur der Trockneratmosphäre geregelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Nachverbrennung (23, 24) aus dem Trockner zuzuführende Luft in Abhängigkeit von der Temperatur der Heißgase der Nachverbrennung geregelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft des Trockners abgekühlt und die dabei kondensierenden Lösungsmittel gesammelt werden.