DE4033353A1 - Verfahren und einrichtung zum reinigen von abluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Abluft, die eine organische Substanz, insbesondere Lösungsmittel, Bindemittel oder Farbreste, insbesondere Partikel, enthält. Es handelt sich dabei im besonderen um Abluft aus Beschichtungs­ anlagen oder Spritzkabinen. Sie betrifft auch eine Einrichtung zum Reinigen derartiger Abluft.

Bisher wurde Abluft mit einem Naßwäscher von organischen Sub­ stanzen, wie Lösungsmittel, Bindemittel oder Farbreste, befreit. Solche Naßwäscher sind beispielsweise Wirbelwäscher, Kaskaden­ wäscher oder Venturiwäscher. Dabei fällt Sekundärabfall an, der weiter behandelt oder beseitigt werden muß. Beispielsweise bleibt beim bekannten Reinigungsverfahren Lackschlamm zurück.

Es sind auch Trockenabscheidungsverfahren bekannt. Dabei werden Aktivkohlefilter oder Filtermatten eingesetzt. Mit einem solchen Verfahren wird nur ein kleiner Wirkungsgrad erzielt. Außerdem verbleibt eine große Reststoffmenge, die zu beseitigen ist.

Mit den bekannten Verfahren zur Reinigung von Abluft wird das Entfernen von organischen Substanzen, beispielsweise Lösungs­ mittel, Bindemittel oder Farbreste, nur unzureichend gewähr­ leistet. Bei geringem Wirkungsgrad verbleiben Rückstände, wie Lackschlämme, die weiter behandelt und entsorgt werden müssen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von Abluft, die eine organische Substanz enthält, anzugeben, das mit großem Wirkungsgrad arbeitet und darüber hinaus Sekundärabfälle weitgehend nicht entstehen läßt. Insbe­ sondere sollen keine nicht zu beseitigende Lösungsmittel oder Lackschlämme zurückbleiben. Der Erfindung lag auch die Aufgabe zugrunde eine geeignete Einrichtung anzugeben, mit der Abluft, die eine organische Substanz enthält, gereinigt werden kann, ohne daß sehr viel Sekundärabfall anfällt.

Die erstgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung eines Oxidationskatalysators gelöst.

Mit dem Einsatz eines solchen von der Rauchgasreinigung her, z. B. aus der DE-OS 38 26 137, bekannten Oxidationskatalysators, in dem ihm zugeleitete Stoffe oxidiert werden, wird der Vorteil erzielt, daß alle in der Abluft vorhandenen organischen Substan­ zen in ungefährliche und unschädliche Stoffe umgewandelt werden. Es bleiben bei einer Reinigung folglich keine Sekundärabfälle zurück, die ein anschließendes zweites Reinigungsverfahren oder Entsorgungsverfahren erforderten. Alle bei Verwendung eines Oxidationskatalysators entstehenden Stoffe können unbedenklich abgeleitet werden. Darüber hinaus wird mit dem Verfahren nach der Erfindung der Vorteil erzielt, daß die Abluft mit einem hohen Wirkungsgrad gereinigt werden kann. In der Abluft even­ tuell vorhandene Pigmente, wie Titandioxid, beschleunigen den katalytischen Prozeß sogar.

Zur Durchführung des genannten Verfahrens wird die Abluft beispiels­ weise erwärmt und dann im Oxidationskatalysator gereinigt. Dabei wird die organische Substanz oxidiert, wodurch Kohlendioxid und Wasser gebildet werden. Es wird ein gereinigtes Gas abgegeben.

Mit dem Einsatz des Oxidationskatalysators wird folglich der Vorteil erzielt, daß selbst hochmolekulare organische Sub­ stanzen soweit aufgespaltet werden, daß nur Kohlendioxid und Wasser zurück bleibt.

Beispielsweise wird die Abluft, bevor sie dem Oxidations­ katalysator zugeleitet wird, in einem Erhitzer erwärmt. Da­ durch ist gewährleistet, daß die Abluft im Oxidationskatalysa­ tor stets die erforderliche Temperatur hat.

Nach einem anderen Beispiel wird die Abluft in einem Wärme­ tauscher durch das bereits gereinigte Gas erwärmt. Es wird dann nur im Anfahrbetrieb ein Erhitzer benötigt, der mit externem Brennstoff betrieben wird. Nach der Anfahrphase reicht die Temperatur der im Oxidationskatalysator bereits gereinigten Abluft aus, um die noch nicht behandelte Luft im Wärmetauscher vorzuheizen. Mit diesem Verfahren wird vorteilhaft externe Energie eingespart.

Beispielsweise wird die Abluft vor dem Einspeisen in den Oxidationskatalysator vorgereinigt. Dazu kann eine Filter­ matte dienen. Durch diese Vorreinigung werden grobe Bestand­ teile der Abluft, beispielsweise auch Staub, zurückgehalten. Eine Beschädigung des Oxidationskatalysators durch solche groben Bestandteile ist folglich ausgeschlossen.

Beispielsweise wird die Konzentration der organischen Substanz in der Abluft und/oder im gereinigten Gas gemesen. Dadurch kann die Effektivität des Reinigungsverfahrens überwacht werden.

Die zweite Aufgabe, eine Einrichtung zur Reinigung von Abluft anzugeben, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Abluftzuführungsleitung mit einem Oxidationskatalysator ver­ bunden ist.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß organische Substanzen, insbesondere Lösungsmittel, Bindemittel oder Farbreste, die in der Abluft enthalten sein können, soweit abgebaut werden, daß keine gefährlichen Rückstände, wie z. B. Lackschlämme, zurück bleiben. Die Einrichtung gemäß der Erfindung gibt nur Kohlen­ dioxid und Wasser ab.

Beispielsweise ist die Abluftzuführungsleitung über einen Erhitzer mit dem Oxidationskatalysator verbunden. In diesem Erhitzer, der mit externem Brennstoff betrieben wird, wird die Abluft auf eine Temperatur erhitzt, die für die Funktion des Oxidationskatalysators erforderlich ist. Eine geeignete Tempe­ ratur ist beispielsweise 250°C.

Nach einem anderen Beispiel ist die Abluftzuführungsleitung über eine Sekundärseite eines Wärmetauschers mit einem Eingang des Oxidationskatalysators verbunden und der Ausgang des Oxidationskatalysators ist mit einer Primärseite des gleichen Wärmetauschers verbunden. Damit wird der Vorteil erzielt, daß das noch heiße bereits im Oxidationskatalysator gereinigte Gas zur Erwärmung der noch ungereinigten Abluft dienen kann.

Zumindest im Anfahrbetrieb ist zusätzlich zum Wärmetauscher ein Erhitzer notwendig, der mit externer Energie betrieben wird. Wenn heiße, gereinigte Abluft als gereinigtes Gas vorliegt, reicht für die Vorwärmung der Abluft der Wärmetauscher aus und der Anfahrerhitzer kann ausgeschaltet werden. Man kommt folglich mit wenig externer Energie aus.

Beispielsweise ist in der Abluftzuführungsleitung ein Gebläse angeordnet, so daß der Durchsatz durch die Anlage erhöht werden kann. In der Abluftzuführungsleitung kann auch ein Filter ange­ ordnet sein, das feste Bestandteile, beispielsweise Staubpartikel, die die Arbeitsweise des Oxidationskatalysators behindern könnten, zurückhalten kann.

Zur Überwachung der Funktionsweise der Anlage gemäß der Erfindung, können die Abluftzuführungsleitung und der Ausgang des Oxidationskatalysators mit Konzentrationsmeßvorrichtungen verbunden sein. Dadurch kann vorteilhaft die Konzentrations­ abnahme für in der zugeführten Abluft befindliche Schadstoffe überwacht werden. Eine Konzentrationsmeßvorrichtung kann auch nur am Ausgang des Oxidationskatalysators oder auch nur in der Abluftzuführungsleitung angeordnet sein.

Mit dem Verfahren und mit der Einrichtung gemäß der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß Abluft, die eine organische Substanz, insbesondere Lösungsmittel, Bindemittel oder Farbreste, enthält, mit hohem Wirkungsgrad schnell und zuverlässig zu reinigen ist, ohne daß Sekundärabfall, wie beispielsweise Lackschlämme, anfällt, der weiter behandelt werden müßte.

Das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Einrichtung zur Reinigung von Abluft nach der Erfindung.

Eine Abluftzuführungsleitung 1 für Abluft A ist mit dem Eingang eines Oxidationskatalysators 2 verbunden. An den Ausgang des Oxi­ dationskatalysators 2 ist eine Gasableitung 3 für gereinigtes Gas G angeschlossen, die an einem Gasauslaß 4 endet. In der Ab­ luftzuführungsleitung 1 ist, dem Oxidationskatalysator 2 vorge­ schaltet, ein Erhitzer 5 vorhanden, der mit externem Brennstoff betrieben wird. Mit diesem Erhitzer 5 wird die zu reinigende Abluft A auf die Betriebstemperatur des Oxidationskatalysators 2 erhitzt. In der Gasableitung 3 befindet sich die Primärseite eines Wärmetauschers 6. Die Sekundärseite dieses Wärmetauschers 6 befindet sich in der Abluftzuführungsleitung 1. Nach einer An­ fahrzeitspanne reicht die Temperatur des in der Gasableitung 3 strömenden gereinigten Gases G aus, um die in der Abluftzufüh­ rungsleitung 1 strömende Abluft A im Wärmetauscher 6 zu erwärmen. Der Erhitzer 5 braucht dann nur noch als Anfahrerhitzer zu dienen, und kann im laufenden Betrieb der Anlage abgeschaltet werden. In der Abluftzuführungsleitung 1 ist zur Erhöhung der Strömungs­ geschwindigkeit der Abluft A ein Gebläse 7 angeordnet. Zur Vorreinigung der Abluft A, insbesondere zum Entfernen fester Staubpartikel befindet sich am Eingang der Abluftzuführungs­ leitung 1 ein Filter 8. Um die Reinigungswirkung der Anlage überwachen zu können, ist eine erste Konzentrationsmeßvorrich­ tung 9 in der Gasableitung 3 angeordnet. Eine zweite Konzentra­ tionsmeßvorrichtung 10 kann in der Abluftzuführungsleitung 1 angeordnet sein. Beide Konzentrationsmeßvorrichtungen 9 und 10 sind über Steuerleitungen 11 und 12 mit einer Auswerteeinrich­ tung 13 verbunden. Diese Auswerteeinrichtung 13 kann mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden sein.

Zur Durchführung des Reinigungsverfahrens nach der Erfindung kann die zu reinigende Abluft A zunächst im Filter 8 vorgerei­ nigt werden. Sie kann auch durch das Gebläse 7 in der Abluftzu­ führungsleitung 1 beschleunigt werden. Die zweite Konzentrations­ meßvorrichtung 10 gestattet es, die Konzentrationen organischer Substanzen in der noch zu reinigenden Abluft A zu bestimmen. Die Abluft A gelangt über den Wärmetauscher 6 und den Erhitzer 5 in den Oxidationskatalysator 2. Im Erhitzer 5 wird die Abluft A mit externer Energie auf die Betriebstemperatur des Oxidations­ katalysators 2 erhitzt, die beispielsweise 250°C ist. Im Wärmetauscher 6 wird die Abluft A nach der Anfahrphase der Anlage durch das heiße, gereinigte Gas G, das den Oxidationskataly­ sator 2 verläßt, vorgewärmt. Dazu ist die Gasableitung 3 des Oxidationskatalysators 2 über den Primärraum des Wärmetauschers 6 geführt. Über den Sekundärraum des Wärmetauschers 6 ist die Ab­ luftzuführungsleitung 1 geführt.

Zum Bestimmen der Konzentrationswerte der organischen Substanzen in der Abluft A und insbesondere im gereinigtem Gas G, das den Oxidationskatalysator 2 verläßt, wird die Konzentration dieser Substanzen in der Abluftzuführungsleitung 1 und insbesondere in der Gasableitung 3 durch Konzentrationsmeßvorrichtungen 9, 10 bestimmt und ausgewertet.

Mit dem Verfahren und mit der Einrichtung nach der Erfindung wird organische Substanzen enthaltende Abluft A soweit gerei­ nigt, daß das gereinigte Gas G gefahrlos abgegeben werden kann. Beispielsweise kann das gereinigte Gas G noch einem nicht dargestellten Trockner zugeleitet werden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Reinigen von Abluft (A), die eine orga­ nische Substanz, insbesondere Lösungsmittel, Bindemittel oder Farbreste, insbesondere Partikel enthält, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Oxidationskatalysators (2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft (A) erwärmt wird und dann im Oxidationskatalysator (2) gereinigt wird, in dem die organische Substanz oxidiert wird, wodurch Kohlendioxid und Wasser gebildet wird, und daß vom Oxidations­ katalysator (2) ein gereinigtes Gas (G) abgegeben wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft (A) in einem Erhitzer (5) erwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft (A) in einem Wärmetauscher (6) durch das bereits gereinigte Gas (G) erwärmt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft (A) vor dem Einspeisen in den Oxidationskatalysator (2) vorgerei­ nigt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzen­ tration der organischen Substanz im gereinigten Gas (G) ge­ messen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzen­ tration der organischen Substanz in der Abluft (A) gemessen wird.

8. Einrichtung zum Reinigen von Abluft (A), die eine organische Substanz, insbesondere Lösungsmittel, Bindemittel oder Farbreste, insbesondere Partikel, enthält, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Abluftzuführungsleitung (1) mit einem Oxidationskatalysator (2) verbunden ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft­ zuführungsleitung (1) über einen Erhitzer (5) mit dem Oxidations­ katalysator (2) verbunden ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft­ zuführungsleitung (1) über eine Sekundärseite eines Wärme­ tauschers (6) mit einem Eingang des Oxidationskatalysators (2) verbunden ist, und daß ein Ausgang des Oxidationskatalysators (2) mit einer Primärseite des Wärmetauschers (6) verbunden ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abluftzuführungsleitung (1) ein Gebläse (7) angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abluftzuführungsleitung (1) ein Filter (8) angeordnet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasab­ leitung (3) und/oder die Abluftzuführungsleitung (1) mit einer Konzentrationsmeßvorrichtung (9, 10) verbunden ist/sind.