EP1167576B1 - Eingehauste Beizanlage - Google Patents

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EP1167576B1
EP1167576B1 EP01890188.4A EP01890188A EP1167576B1 EP 1167576 B1 EP1167576 B1 EP 1167576B1 EP 01890188 A EP01890188 A EP 01890188A EP 1167576 B1 EP1167576 B1 EP 1167576B1
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EP
European Patent Office
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air
hall
pickling apparatus
housed
pickling
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EP01890188.4A
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English (en)
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EP1167576A2 (de
EP1167576A3 (de
Inventor
Dipl.-Ing. Jörg Papak
Dipl.-Ing. Friedrich Nerat
Mag. Franz Wurm
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Korner Chemieanlagenbau GmbH
Original Assignee
Korner Chemieanlagenbau GmbH
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/02—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using chambers or hoods covering the area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material

Definitions

  • the invention relates to cased pickling plants.
  • Such pickling plants are, for example, from the Austrian Utility Models 2670 and 2671 and from US-A-4714010 known and have essentially proven.
  • the invention aims to provide devices (claims 5 and 6) and a method (claim 1) that does not have these disadvantages and by which the relative humidity in the enclosure can be maintained at a value appropriate to the pickling process without incurring undue investment or large amounts of external energy must be used.
  • these objectives are achieved in that the enclosure is supplied to a preheated air flow, and that the energy required for preheating comes at least for the most part from waste heat.
  • the factory building in the form of an area enclosed by a dot-dash line, the factory building is indicated as the balance limit in which the actual housing 2 bounded by continuous lines is located.
  • the individual pickling tank 3 which sunk in the bottom of the housing 2, but are arranged more or less free-standing in a cellar 4 for control and monitoring purposes.
  • the individual figures show the situation in winter, when the temperature conditions for reaching the dew point are particularly unpleasant.
  • air L0 is introduced from the hall 1 in the housing 2 under reduced pressure and heated and enriched with increased humidity by a fan 5, which provides for the negative pressure, again withdrawn and a mostly outside the Hall located air washer 6 supplied.
  • the hall temperature is 10 ° C and the relative humidity is 70%.
  • the pickling tanks 3 With a passage of 40,000 kg of dry air per hour occurs at the usual high bath temperatures and caused by the immersion of the objects to be dressed bath movement and the large liquid wetted surface of the treated articles to an evaporation of about 800 kg of water per hour the pickling tanks 3, which leads on average to the fact that the withdrawn air L2 at a temperature of 25 ° C has a calculated relative humidity of 125%, thus fog is present. In turn, this mist is detrimental to the quality of the stained items and should be prevented.
  • a first variant of the invention which in the Fig. 2 is shown, is now a part, in the example shown, the half, the introduced into the housing 2 air L1 in a heat exchanger 7 through the drawn from the housing 2 air L2 (after the heat exchanger with L2 ') heated, so that from the Air flow L0 and the heated air flow 1.3 existing, reaching into the enclosure air flow L1 has a total temperature of 15 ° C and a relative humidity of only more than 50%.
  • the shredded air L2 is maintained at 99% humidity and below the dew point avoided.
  • FIG. 3 A preferred variant of the invention is in Fig. 3 shown. It uses the fact that in the basement 4 of the housing 2, in which the individual pickling 3 are located, due to the high bath temperature keeps a high temperature, which warms the air that is passed through the basement accordingly strong.
  • the hall air L0 is heated from 10 ° to 18 ° (air flow L1 ') and their relative humidity drops to 42%, so that it has a relative humidity of only 88% even after passing through the housing 2 at the exit as air flow L2 and Thus, even with surge operation, taking into account the irregularities always occurring during operation safely below 100%, thus always well above the dew point.
  • FIG. 4 A particularly preferred variant is in Fig. 4 shown, in which although a second fan 8 is used, but particularly good results can be achieved.
  • indoor air L0 is sucked from rather cool areas of the hall at about 10 ° C by the fan 8, fed through the heat exchanger 7 and thereby heated and then blown out as air flow L0 'back into the hall 1.
  • a temperature of about 12 ° C which is also the inlet temperature for the air flow L0 "pulled by the fan 5 through the basement 4 and so heated as L1" referred to the housing 2 becomes.
  • the airflow L0 drawn in by the fan 8 is indicated at a temperature of 10 ° C, while the general hall temperature (corresponding to L0 ") is indicated at 12 ° C.
  • the outgoing at 15 ° C air is advantageously directed to indoor areas in which a higher temperature is desired, for example, to berths in which administrative work is done and therefore a higher temperature require as the hall areas where manual labor is done.
  • the air scrubber does not necessarily have to be located outside the hall, although this is usually the case. Even if it is built inside the hall, but its exhaust air is led to the outside, so that the position of the air washer has no effect on the inventive method.
  • the fan 5 arranged in the examples so that it creates a negative pressure in the enclosure to prevent the escape of Beizdämpfe from the enclosure (when opening the gates for introducing the pickling, etc.). This of course has no influence on the method according to the invention; it could also be carried out if the fan were arranged in front of the enclosure.
  • a fan each type and type, as is customary in the pickling technique can be used.
  • waste heat is understood in the description and the claims primarily the waste heat of the pickling process, but it is clear to those skilled in the art that any other waste heat at least in the hall, in which the encased pickling plant is arranged accumulates in the Course of the inventive method is either automatically used by the intake of the hall air or can be used by targeted suction.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eingehauste Beizanlagen. Derartige Beizanlagen sind beispielsweise aus den österreichischen Gebrauchsmustern 2670 und 2671 und aus US-A-4714010 bekannt und haben sich im wesentlichen bewährt.
  • Als problematisch bei derartigen eingehausten Beizanlagen hat sich herausgestellt, daß es zu einer starken Verdunstung aus den einzelnen Beizbehältern kommt, die so groß ist, daß verschiedentlich der Sättigungspunkt der Luft in der Einhausung überschritten wird. Bei offenen Beizanlagen spielt dies durch das große zur Verfügung stehende Luftvolumen und durch die in der Halle zufolge der Temperaturgradienten auftretenden starken Luftbewegung keine große Rolle, es kommt zu einem ausreichenden Luftaustausch im Bereich der Beizbehälter, um dies zu verhindern. Mit der Einhausung und der damit verbundenen Durchfuhr von Luft, um die entstandenen Dämpfe einer Filterung zuzuführen, ergibt sich das Problem, daß bei einer Erhöhung des Luftdurchsatzes auf Werte, wie er freistehenden, somit nicht eingehausten Beizanlagen entspricht, einerseits die Ventilatorleistung erhöht werden muß, anderseits der Luftwäscher entsprechend vergrößert werden muß und daß schließlich die zu bekämpfende Verdunstung weiter erhöht wird.
  • Die Erfindung bezweckt Vorrichtungen (Ansprüche 5 und 6) bzw. ein Verfahren (Anspruch 1) zu schaffen, daß diese Nachteile nicht aufweist und durch das die relative Luftfeuchtigkeit in der Einhausung auf einem dem Beizverfahren zuträglichen Wert gehalten werden kann, ohne daß dabei unverhältismäßige Investitionen getätigt oder große Mengen an Fremdenergie eingesetzt werden müssen.
  • Erfindungsgemäß erreicht man diese Ziele dadurch, daß der Einhausung ein vorgewärmter Luftstrom zugeführt wird, und daß die zur Vorwärmung notwendige Energie zumindest zum überwiegenden Teil aus Abwärme stammt.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • die Fig. 1 den Stand der Technik,
    • die Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer ersten Variante,
    • die Fig. 3 eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens und
    • die Fig. 4 eine besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In allen Figuren ist in Form einer durch eine strichpunktierte Linie umschlossenen Fläche die Werkshalle als Bilanzgrenze angedeutet, in der sich die eigentliche, mit durchlaufenden Linien begrenzte Einhausung 2 befindet. Innerhalb der Einhausung befinden sich die einzelnen Beizbehälter 3, die im Boden der Einhausung 2 versenkt, aber zu Kontroll- und Überwachungszwecken mehr oder weniger freistehend in einem Keller 4 angeordnet sind. Die einzelnen Figuren zeigen die Situation jeweils im Winter, wenn die Temperaturverhältnisse für das Erreichen des Taupunktes besonders unangenehm sind.
  • Wie nun aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird gemäß dem Stand der Technik Luft L0 aus der Halle 1 in die unter vermindertem Druck stehende Einhausung 2 eingebracht und erwärmt und mit erhöhter Feuchtigkeit angereichert durch einen Ventilator 5, der für den Unterdruck sorgt, auch wieder abgezogen und einem zumeist außerhalb der Halle befindlichen Luftwäscher 6 zugeführt. Üblicherweise beträgt die Hallentemperatur 10°C und die relative Luftfeuchtigkeit 70 %. Bei einem Durchzug von 40 000 kg trockener Luft pro Stunde kommt es bei den üblichen hohen Badtemperaturen und der durch das Eintauchen der zu beizenden Gegenstände bewirkten Badbewegung und der großen von Flüssigkeit benetzten Oberfläche der behandelten Gegenstände zu einer Verdunstung von etwa 800 kg Wasser pro Stunde aus den Beizbehältern 3, was im Schnitt dazu führt, daß die abgezogene Luft L2 bei einer Temperatur von 25°C eine rechnerische relative Feuchte von 125 % hat, somit Nebel vorliegt. Dieser Nebel wiederum ist der Qualität der gebeizten Gegenstände abträglich und soll verhindert werden.
  • Gemäß einer ersten Variante der Erfindung, die in der Fig. 2 dargestellt ist, wird nun ein Teil, im dargestellten Beispiel die Hälfte, der in die Einhausung 2 eingebrachten Luft L1 in einem Wärmetauscher 7 durch die aus der Einhausung 2 abgezogene Luft L2 (nach dem Wärmetauscher mit L2' bezeichnet) erwärmt, sodaß der aus dem Luftstrom L0 und dem erwärmten Luftstrom 1.3 bestehende, in die Einhausung gelangende Luftstrom L1 insgesamt eine Temperatur von 15°C und eine relative Feuchte von nur mehr 50 % aufweist. Damit wird die ausgebranchte Luft L2 auf 99% Luftfeuchtigkeit gehalten und das Unterschreiten des Taupunktes vermieden. Wenn hier zur Erhöhung der Sicherheit gegen die Unterschreitung des Taupunkts eine stärkere Reduktion der relativen Luftfeuchtigkeit gewünscht ist, so ist in einem größeren Wärmetauscher ein größerer Teilluftstrom L3 der in die Einhausung 2 strömenden Luft L1 vorzuwärmen, um zu einer entsprechend größeren Sicherheit zu kommen, wodurch aber auch ein stärkerer Ventilator notwendig wird.
  • Eine bevorzugte Variante der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei nutzt man die Tatsache, daß sich im Keller 4 der Einhausung 2, in dem sich die einzelnen Beizbehälter 3 befinden, aufgrund der hohen Badtemperatur eine hohe Temperatur hält, die die Luft, die durch den Keller geführt wird, entsprechend stark aufwärmt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Hallenluft L0 von 10° auf 18° (Luftstrom L1') erwärmt und ihre relative Luftfeuchtigkeit sinkt auf 42 %, sodaß sie auch nach Durchqueren der Einhausung 2 am Ausgang als Luftstrom L2 eine relative Feuchte von nur 88 % aufweist und somit auch bei Stoßbetrieb unter Berücksichtigung der immer im Betrieb auftretenden Unregelmäßigkeiten sicher unter 100 %, somit immer deutlich über dem Taupunkt liegt.
  • Eine besonders bevorzugte Variante ist in Fig. 4 dargestellt, bei der zwar ein zweiter Ventilator 8 verwendet wird, wobei aber besonders gute Resultate erreicht werden können. Bei dieser Variante wird Hallenluft L0 aus eher kühlen Gebieten der Halle mit etwa 10°C durch den Ventilator 8 angesaugt, über den Wärmetauscher 7 gefütirt und dabei erwärmt und sodann als Luftstrom L0' wieder in die Halle 1 ausgeblasen. Auf diese Weise erreicht man in den meisten Gebieten der Halle eine Temperatur von etwa 12°C, die auch die Eingangstemperatur für den Luftstrom L0" ist, der mittels des Ventilators 5 durch den Keller 4 und so erwärmt als L1" bezeichnet die Einhausung 2 gezogen wird.
  • Durch die erhöhte Eintrittstemperatur in den Keller erreicht man ein weiteres Absinken der relativen Luftfeuchtigkeit beim Eintritt in die Einhausung 2 und so auch eine deutliche Reduktion der Luftfeuchtigkeit am Austritt des Luftstromes L2 aus der Einhausung 2, nämlich nur 79 %. Die an dieser Stelle auf 33°C erhöhte Temperatur macht den Wärmetauscher 7 effektiver, als er in den vorangegangen Beispielen arbeitet, sodaß hier an Investitionsvolumen gespart werden kann. Das Gebläse bzw. der Ventilator 5 hat wie in allen anderen Ausführungsbeispielen nur mit der angenommenen Luftmenge von 40 000 kg pro Stunde (umgerechnet auf trockene Luft) zu tun und muß nicht stärker ausgeführt sein als in den anderen Beispielen.
  • Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 4 erreicht man ein Anheben der Temperatur in der Halle, was für das Betriebsklima günstig ist und eine weitestgehende Sicherheit gegen das Unterschreiten des Taupunktes in der Einhausung 2, somit das Hauptziel der Erfindung. Durch die Trennung der Ventilatoren 5 und 8 ist es leicht möglich, die sich immer wieder ändernden Betriebs- und Umgebungsparameter zu berücksichtigen, ohne daß es hier zu unangenehmen Rückkopplungen und Seiteneffekten kommen kann. Ob der Wärmetauscher 7 jeweils vor oder hinter den Ventilatoren 5 bzw. 8 angeordnet ist, ist vom Fachmann auf dem Gebiete der Strömungs- und Wärmetechnik in Kenntnis der Erfindung und in Abhängigkeit vom Anwendungsfall leicht zu entscheiden.
  • Es soll festgehalten werden, daß in allen Ausführungsbeispielen von einer Verdampfung von 800 kg/h Wasser in der Einhausung ausgegangen wurde, unabhängig von den unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten des durch die Einhausung geführten Luftstromes.
  • Zu der gewählten Darstellungsform ist noch zu sagen, daß die über die Bilanzgrenze (aus der Halle 1 zum Luftwäscher 6) gebrachte Luftmenge nicht ausgeglichen erscheint, da der Halle 1 in der Zeichnung keine Luft zugeführt wird. Diese Defizitmenge wird einfach durch die verschiedensten Undichtigkeiten üblicher Fabrikshallen im Dachbereich, im Fensterbereich und im Türen- und Einfahrtsbereich und natürlich durch die Belüftung der Halle selbst ausgeglichen und daher in den Figuren nicht besonders ausgewiesen.
  • Bei der letztgenannten Variante gemäß Fig. 4 ist auch zu erwähnen, daß der vom Ventilator 8 angesaugte Luftstrom L0 mit einer Temperatur von 10°C angegeben ist, während die allgemeine Hallentemperatur (entsprechend L0") mit 12°C angegeben ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß üblicherweise derartige Ansaugvorgänge im Frischluftzufuhrbereich erfolgen, somit an der Hallenwand oder nahe einer häufig offenstehenden Türe, während die mit 15°C ausströmende Luft vorteilhafterweise in Hallenbereiche geleitet wird, in denen eine höhere Temperatur erwünscht ist, beispielsweise zu Kojen, in denen Verwaltungsarbeit geleistet wird und die daher einer höheren Temperatur bedürfen als die Hallenbereiche, in denen manuelle Arbeit verrichtet wird.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten bzw. beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt und verändert werden. So kann in beschränktem Ausmaß auch Fremdenergie (Primärenergie) verwendet werden, um die in die Einhausung eintretende Luft zu erwärmen, wenn dies auch nur in Sonderfällen ein gangbarer Weg sein wird.
  • Wie die Luft in die Einhausung gelangt, ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt und wird durch die Erfindung nicht direkt berührt. Dies ermöglicht bzw. vereinfacht die Nachrüstung bestehender Anlagen mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen, um das erfindungsgemäße Verfahren betreiben zu können. Bemerkt soll noch werden, daß der Luftwäscher nicht zwangsläufig außerhalb der Halle angeordnet sein muß, wenn dies auch meistens der Fall ist. Selbst wenn er innerhalb der Halle aufgebaut ist, wird doch seine Abluft ins Freie geführt, sodaß die Position des Luftwäschers keinen Einfluß auf das erfindungsgemäße Verfahren hat.
  • Es ist der Ventilator 5 in den Beispielen so angeordnet, daß er in der Einhausung einen Unterdruck schafft, um das Austreten von Beizdämpfen aus der Umhausung (beim Öffnen der Tore zum Einbringen des Beizgutes etc.) zu verhindern. Auf das erfindungsgemäße Verfahren hat dies selbstverständlich keinen Einfluß, es könnte auch durchgeführt werden, wenn der Ventilator vor der Einhausung angeordnet wäre. Als Ventilator kann jede Type und Art, wie sie in der Beiztechnik üblich ist, verwendet werden.
  • Unter "Abwärme" wird in der Beschreibung und den Patentansprüchen in erster Linie die Abwärme des Beizprozesses verstanden, doch ist es für den Fachmann klar, daß auch jede andere Abwärme die zumindest in der Halle, in der die eingehauste Beizanlage angeordnet ist, anfällt, im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens entweder automatisch durch das Ansaugen der Hallenluft verwendet wird oder durch gezieltes Ansaugen verwendet werden kann.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betrieb einer in einer Halle (1) befindlichen, eingehausten Beizanlage (2), mit zumindest einem Beizbehälter (3) und einem Ventilator (5), der Luft (L0) aus der Halle (1) durch die eingehauste Beizanlage (2) zu einem Luftwäscher (6) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil (L3) des der eingehausten Beizanlage (2) zugeführten Luftstromes (Ll, L1', L1") vorgewärmt wird und dass die zur Vorwärmung notwendige Energie zumindest zum überwiegenden Teil aus Abwärme stammt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der eingehausten Beizanlage (2) kommende Luftstrom (L2) durch einen Wärmetauscher (7) geführt wird, durch den andererseits zumindest ein Teil (L3) des der eingehausten Beizanlage (2) zugeführten Luftstromes (L1) geführt wird, der dadurch erwärmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 für Beizanlagen, bei denen zumindest ein Beizbehälter (3) in einem Keller (4) der eingehausten Beizanlage (2) steht, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des der eingehausten Beizanlage (2) zugeführten Luftstroms (L1',L1") durch den Keller (4) geführt und dadurch erwärmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der eingehausten Beizanlage (2) kommende Luftstrom (L2) durch einen Wärmetauscher (7) geführt wird, durch den andererseits ein innerhalb der Halle (1) durch einen Ventilator (8) erzeugter Luftstrom (L0) erwärmt wird, der die Hallentemperatur anhebt.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, umfassend eine in einer Halle (1) befindliche, eingehauste Beizanlage (2) mit zumindest einem Beizbehälter (3) und einem Ventilator (5), der Luft (L0) aus der Halle (1) durch die eingehauste Beizanlage (2) zu einem Luftwäscher (6) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass in der von der eingehausten Beizanlage (2) kommenden Luftführung (L2) vor dem Ventilator (5) ein Wärmetauscher (7) vorgesehen ist, der anderseits auch in der zur eingehausten Beizanlage (2) führenden Luftführung (L0-L3-L1) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, umfassend eine in einer Halle (1) befindliche, eingehauste Beizanlage (2) mit zumindest einem Beizbehälter (3) und einem Ventilator (5), der Luft (L0) aus der Halle (1) durch die eingehauste Beizanlage (2) zu einem Luftwäscher (6) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der zur eingehausten Beizanlage (2) führenden Luftführung (L0-L1') durch den Keller (4) der eingehausten Beizanlage (2) geführt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der von der eingehausten Beizanlage (2) kommenden Luftführung (L2) vor dem Luftwäscher (6) ein Wärmetauscher (7) angeordnet ist und dass ein weiterer Ventilator (8) vorgesehen ist, mittels welchem anderseits Luft (L0) aus der Halle (1) durch den Wärmetauscher (7) geführt und anschließend erwärmt wieder in die Halle (1) geblasen wird.
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