WO2014044578A1 - Method for cleaning the exhaust air from a furnace in a cathodic electrophoretic deposition plant, and exhaust air cleaning plant - Google Patents

Method for cleaning the exhaust air from a furnace in a cathodic electrophoretic deposition plant, and exhaust air cleaning plant Download PDF

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cleaning
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Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning the exhaust air of a furnace as part of a cathodic dip painting system. Furthermore, the invention relates to a system for cleaning the exhaust air of a furnace as part of a cathodic dip painting system.
  • ovens are part of equipment used in the process of coating objects.
  • this term encompasses different processes in which solvents are released by means of a treatment in the oven which follows the actual coating process, whether for drying and / or curing, and / or its cracking products, and with the oven exhaust air be led out of the oven.
  • solvents are solvents in vapor form and / or solvent decomposition products, which are often also referred to as cracking products.
  • the furnace exhaust air discharged to the environment is purified, that is to say that solvents or decomposition or decomposition products thereof are contained therein only in a tolerable proportion, if at all.
  • the warm kiln exhaust gases are cleaned by a thermal aftertreatment.
  • the kiln exhaust gases themselves have temperatures of about 170-180 ° C.
  • the furnace exhaust air is brought to temperatures of over 700 ° C.
  • Burners preferably gas burners, are used for this purpose in order to provide the necessary temperature lift. Due to the thermal treatment, entrained organic compounds, for example solvents and entrained cracked products, are burned in the furnace exhaust air. At the exit of the thermal post-combustion stage, the combustion exhaust gases are released to the environment. This is the exhaust gas produced by the gas combustion process as well as thereby thermally treated and thus made environmentally friendly furnace exhaust air.
  • DE 36 08 170 discloses a method for the purification of polluted with biodegradable contaminants exhaust air.
  • the exhaust air is passed through an absorption tower in which the impurities are absorbed by a washing liquid containing microorganisms which decompose the impurities. It is provided that the exhaust air is pre-cleaned in a first step with a highly loaded washing liquid and then cleaned in a second step with a lightly loaded washing liquid.
  • this exhaust air from spray booths or drying chambers of paint shops can be cleaned, which is optionally cooled in advance by means of a heat exchanger.
  • DE 197 30 936 discloses a method for the circulation of process components during the application of coating compositions to wood and wood-based materials and a biodegradable coating agent therefor.
  • excess coating agent is collected in water, whereby the solvents partly pass into the water, partly into the exhaust air.
  • Solid constituents of the coating agent are separated from the water and reused, while the water with the liquid components is used to moisten the exhaust air before it is passed through a biofilter in which organic components of microorganisms are degraded.
  • US Pat. No. 5,409,834 discloses a filter device with which impurities can be removed from the exhaust air, for example from a spray booth.
  • the exhaust air is in a first chamber with a liquid sprayed containing microorganisms.
  • the air is passed through a filter medium, which is sprayed with a liquid that also contains microorganisms.
  • the air is passed through an activated carbon filter.
  • DE 199 28 087 shows a filter system for biological waste air and emission control.
  • the exhaust air is passed through a serving as a support matrix for microorganisms filter bed after it has been pre-moistened.
  • the filter bed which consists of activated carbon particles, is moistened with a nutrient solution, which is also used to humidify the exhaust air.
  • the invention is therefore based on the object of developing an aforementioned method and an aforementioned plant in such a way that the exhaust aftertreatment for reducing, at best, for eliminating the solvent contained therein and / or its cracking products energy-technically improved and therefore can be carried out or operated cost-effective.
  • the method-related object is achieved according to the invention by an initially mentioned, generic method in which the warm exhaust air is cooled in a heat exchanger to a suitable temperature for the subsequent cleaning step and the subsequent purification of the exhaust air in the way of at least one biological process by degradation of solvent by means of microorganisms.
  • the cooled exhaust air to be cleaned is enriched with aqueous scrubbing liquid in order to wash organic compounds entrained therefrom in the exhaust air stream, wherein a filtering process is followed by the step of scrubbing organic compounds from the exhaust air stream, in which the exhaust air is followed by one or more a plurality of parallel or sequentially switched, solvent or their cracking products degrading, microorganisms carrying biofilters is passed.
  • a first biological purification stage which is a washing stage in which organic compounds entrained in the waste air, for example solvents and / or their cracked products are washed out and the washed-out solvent is broken down by microorganisms contained in the washing liquid, is followed by a second biological purification stage.
  • a biological filter stage with one or more filter chambers filled with the same or different biofilter material, which biomaterial carries suitable microorganisms for the degradation of entrained organic compounds in the exhaust air, such as solvents and / or their cracking products.
  • this exhaust air purification method makes use of the fact that the furnace exhaust gas is warm, but this may only have a certain maximum temperature for the biological purification. This predetermined for the implementation of the biological cleaning process maximum temperature is well below the exiting the exhaust air temperature. While the oven exhaust air temperature can be between 170 ° C and 180 ° C, the exhaust air temperature at the entrance of a biological treatment stage may only be high enough for the exhaust air temperature to reach Cleaning process microorganisms used to take no harm. Typically used are microorganisms that withstand temperatures of 40 ° C to 60 ° C. For this reason, in a first step, the warm furnace exhaust air is cooled down in a heat exchanger to the temperature which is necessary or suitable for carrying out the biological purification process (s).
  • the heat gained in this way can be used to generate energy for the operation of the biological treatment stage itself, if needed in the course of the process.
  • the recovered heat energy can be used as such, for example by being incorporated in process steps where heat is needed.
  • This may, for example, be a temperature control of the pretreatment baths of a cathodic dip-coating installation, which is particularly expedient if the oven whose exhaust air is cleaned is assigned to this dip-painting installation.
  • the heat recovered from the furnace by cooling the furnace exhaust air is then reintroduced into the process preceding the furnace. From the heat recovered from the oven exhaust heat and electrical energy can be generated, should this be desired.
  • the washing liquid can serve as a transport medium for supplying the solvent taken up as an organic compound into a biological treatment tank containing the microorganisms.
  • the washing liquid provided for washing out the organic compounds from the furnace exhaust air is already enriched with microorganisms. Degradation of the solvent via the metabolism of the microorganisms then takes place during this process step.
  • the washout step takes place here in one or more columns, which can also be connected in parallel depending on the throughput.
  • An arrangement of several consecutive columns increases the degree of the leached from the exhaust air organic compounds.
  • Such a column is filled with packing, wherein the washing liquid e- as well as the exhaust air conducted thereby takes place through the remaining between the packing cavity.
  • the fillers are primarily used to increase the specific surface area within such a column. These are typically arranged as a loose bed on a support grid in such a column. Typical shapes of such fillers are cylindrical shapes, which may well have textured surfaces to increase the overall surface area. The aim of this packing is to achieve the most complete possible wetting of the introduced oven exhaust air when flowing through the sprayed with washing liquid filler.
  • the scrubbing liquid is typically sprayed above the filler charge into such a column so that it flows through the column due to gravity.
  • the column is preferably located in or above a storage container in which the washing liquid is stored and from which the washing liquid required for spraying the filling body is withdrawn, for example by means of a pump.
  • the furnace exhaust air is passed in countercurrent and thus from bottom to top through such a column.
  • Such an arrangement causes a particularly good turbulence between washing liquid and exhaust air stream, which favors the desired washout. It is understood that the length of such a wash column has an influence on the amount of organic compounds washed out of the exhaust air stream. Not always is this process step sufficient to adequately purify the exhaust air from organic compounds such as solvents and its cracking products.
  • a biofilter typically consists of several individual purification stages, wherein for the purpose of cleaning the exhaust air flow is passed through different biological materials.
  • These biological materials may be an aggregate of bark mulch.
  • the biological materials used are preferably also occupied by microorganisms, so that the further purification of the exhaust air takes place by decomposition of the entrained organic compounds in this way.
  • bark mulch this material is already taken from home with microorganisms.
  • fruit waste such as crushed coconut shells can also be used.
  • a cooling of the oven exhaust air is also carried out by the above washout process, especially if this is done in several, behind-connected columns.
  • the cooling can be included in the total cooling of the kiln exhaust gas, at least in the first column. This, in turn, has the consequence that cooling in the heat exchanger upstream of the biological purification stage does not yet have to take place to the actually permitted maximum temperature. It is also possible that, in the event that microorganisms are contained in the scrubbing liquid of the scrubbing columns, to use microorganisms that withstand higher temperatures, such as temperatures up to 60 ° C and, for example, in the second scrubbing column to use microorganisms that are less temperature resistant are.
  • each cleaning step can be repeated one or more times, an activated carbon filter can be provided through which the exhaust air flow is passed. Under certain circumstances in this remaining organic compound residues are then removed from the exhaust air stream. It is always necessary to use such a further filtering step if it is to be feared that the preceding cleaning steps might not be sufficient.
  • Figure 1 shows in the manner of a schematic block diagram a system 1 for cleaning the exhaust air of a furnace 2.
  • the furnace 2 of the described embodiment is one which belongs to a cathodic dip painting.
  • the exhaust air conveyed via an exhaust air duct 3 by means of a fan (not shown in the figure) acts on the exhaust air purification system 1.
  • the exhaust air purification system 1 comprises a heat exchanger 4, through which the warm exhaust air flow is passed.
  • the temperature of the exhaust air stream is at the outlet of the furnace 2 about 175 ° C.
  • the heat exchanger 4 is designed so that at the output thereof, the exhaust air flow only has a temperature of about 40 ° C to 60 ° C.
  • a liquid typically water is heated as a heat exchange medium.
  • the heated heat exchanger liquid is led away from the heat exchanger 4 via a heating line H and the pretreatment baths V of the dip coating system supplied, to which also the furnace 2 is associated.
  • the heat entrained in the heat exchanger liquid serves to temper the pretreatment baths V.
  • a heat transfer from the heat removed from the heat exchanger 4 via the heating line H into the pretreatment baths V takes place via a water-water heat exchanger.
  • the cooled heat exchanger liquid is returned to the inlet of the heat exchanger 4.
  • the temperature in the heating line H is about 65 to 75 ° C; that in the return line 45 to 50 ° C.
  • a first biological treatment stage 5 Downstream of the heat exchanger 4 in the flow direction of the exhaust air stream, a first biological treatment stage 5 is provided.
  • the biological treatment step 5 is one in which the entrained in the exhaust solvent and cracking products thereof are washed out as organic compounds.
  • the first biological purification stage 5 has two wash columns 6, 6.1 connected in series.
  • the two washing columns 6, 6.1 are constructed identically.
  • the washing column 6 is described below. The same applies to the wash column 6.1.
  • the scrubbing column 6 is located above an original container 7, specifically in such a way that liquid emerging from the scrubbing column 6 runs into the feed container 7 on the underside.
  • the washing column 6 is associated with a pump 8, with the scrubbing liquid located in the feed tank 7, typically an aqueous scrubbing liquid with microorganisms contained therein, the scrubbing column 6 can be supplied.
  • the washing liquid is introduced into the column 6 by means of a nozzle arrangement 9, which is located in the upper region of the washing column 6.
  • the wash column 6 is filled with beds of packing 10, wherein for the purpose of leaching of solvents and cracking products, the Mountainenia be used.
  • the filling bodies or the filling body intermediate spaces serve to enlarge the surface which is effective in the column and to generate turbulences.
  • the nozzle arrangement 9 is located above the packing 10.
  • the storage tank 7 To assist in the metabolic process of the microorganisms in the storage tank 7, it is aerated continuously or from time to time, that is, oxygen is introduced into the washing liquid contained in the storage tank 7 to assist the metabolic process of the microorganisms.
  • oxygen is introduced into the washing liquid contained in the storage tank 7 to assist the metabolic process of the microorganisms.
  • ambient air is used.
  • two wash columns are provided in the exemplary embodiment described - the wash columns 6, 6.1. From the outlet of the scrubbing column 6, the partially purified exhaust air is introduced into the second scrubbing column 6.1.
  • the first biological treatment stage 5 is followed by a second biological treatment stage 1 1.
  • three biofilters 12, 12.1, 12.2 are provided.
  • the biofilters 12, 12.1, 12.2 are operated in parallel.
  • the biofilters 12, 12.1, 12.2 are connected in parallel with respect to the exhaust air flow.
  • Each biofilter 12, 12.1, 12.2 contains a particular biological filter material suitable as a carrier for microorganisms thereon.
  • the activated carbon filter unit 13 comprises only two activated carbon filter units 14, 14.1, which are connected in series in the flow direction of the exhaust air, only to increase the safety of operation of the kiln exhaust air purification system 1.
  • the exhaust air flowing through the outlet of the second biological treatment stage 11 can be discharged into the environment. That the exhaust air is still passed through the activated carbon filter unit 13, serves to increase the reliability, so that even in case of incidents not previously removed from the exhaust solvent is removed at the latest in the activated carbon filtration from the exhaust air. Passing the cleaned exhaust air through the Activated carbon filter unit 13, since it is already freed of organic compounds in principle, also does not lead to a consumption of activated carbon bedding 14, 14.1. As a rule, these only rarely need to be replaced, for example after an accident.

Abstract

A method for cleaning the exhaust air from a furnace 2 used in conjunction with a chemical coating process for coating items as part of a cathodic electrophoretic deposition plant comprises, in a first step, of the hot exhaust air being cooled in a heat exchanger 4 to a temperature suitable for the downstream cleaning step and of the exhaust air subsequently being cleaned in the course of at least one biological process by the degradation of organic compounds, e.g. of solvents and/or the cracking products thereof, by means of microorganisms. The cooled exhaust air to be cleaned is enriched with an aqueous washing fluid in this step. The exhaust air flow is enriched with water in at least one packing-filled washing column 6, 6.1 and the washing fluid taken from a reservoir 7 is delivered via a spray system. The washing fluid supplied drains out of the bottom of the washing column under gravity and runs into the reservoir. The exhaust air is sent through the column 6, 6.1 in a counterflow to the route of the washing liquid. The step of washing organic compounds out of the exhaust air flow is followed by a filter process in which the exhaust air is passed through one or more biofilters 5, 11 connected in parallel or nested inside one another carrying microorganisms which degrade solvents or the cracking products thereof. Further described is a plant 1 for cleaning the exhaust air of a furnace 2 used in conjunction with a chemical coating process for coating items, wherein a heat exchanger 4 is provided downstream of the furnace 2 in the direction of flow of the exhaust air, through which heat exchanger the hot furnace exhaust air is cooled down to a temperature suitable for the downstream cleaning process and wherein at least one biological cleaning stage 5, 11 is connected downstream of the heat exchanger 4.

Description

VERFAHREN ZUM REINIGEN DER ABLUFT EINES OFENS EINER KATHODISCHEN TAUCHLACKIERUNGSANLAGE SOWIE ABLUFTREINIGUNGSANLAGE  METHOD FOR CLEANING THE EXHAUST AIR OF AN OVEN OF A CATHODIC DIPPING LACQUERING SYSTEM AND EXHAUST AIR CLEANING SYSTEM
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Abluft eines Ofens als Teil einer kathodischen Tauchlackierungsanlage. Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zum Reinigen der Abluft eines Ofens als Teil einer kathodischen Tauchlackierungsanlage. The invention relates to a method for cleaning the exhaust air of a furnace as part of a cathodic dip painting system. Furthermore, the invention relates to a system for cleaning the exhaust air of a furnace as part of a cathodic dip painting system.
Oftmals sind Öfen Bestandteil von Anlagen, die im Zusammenhang mit dem Vorgang des Beschichtens von Gegenständen eingesetzt werden. Unter diesen Begriff sind im Rahmen dieser Ausführungen unterschiedliche Verfahren zu subsumieren, bei denen durch eine sich an den eigentlichen Beschichtungsprozess anschließende Behandlung im Ofen, sei es zur Trocknung und/oder zur Aushärtung, Lösemittel und/oder dessen Crackprodukte frei werden und mit der Ofenabluft aus dem Ofen herausgeführt werden. Bei diesen, im Rahmen dieser Ausführungen mit„Lösemittel" angesprochenen Stoffen handelt es sich um in Dampfform befindliche Lösemittel und/oder um Aufspaltungsprodukte von Lösemitteln. Letztere werden oftmals auch als Crackprodukte angesprochen. Often, ovens are part of equipment used in the process of coating objects. In the context of these embodiments, this term encompasses different processes in which solvents are released by means of a treatment in the oven which follows the actual coating process, whether for drying and / or curing, and / or its cracking products, and with the oven exhaust air be led out of the oven. These substances, referred to as "solvents" in the context of these embodiments, are solvents in vapor form and / or solvent decomposition products, which are often also referred to as cracking products.
Um eine solche Beschichtungsanlage betreiben zu können, ist es erforderlich, dass die an die Umgebung abgegebene Ofenabluft gereinigt ist, das heißt: Lösemittel oder Aufspaltungs- oder Zersetzungsprodukte davon nur noch in einem tolerablen Anteil darin, wenn überhaupt, enthalten sind. Bei kathodischen Tauchlackierungsanlagen erfolgt eine Reinigung der warmen Ofenabgase durch eine thermische Nachbehandlung. Die Ofenabgase selbst weisen Temperaturen von etwa 170-180° C auf. Im Zuge der thermischen Nachbehandlung wird die Ofenabluft auf Temperaturen von über 700° C gebracht. Eingesetzt werden hierfür Brenner, vorzugsweise Gasbrenner, um den notwendigen Temperaturhub bereitzustellen. Durch die thermische Behandlung werden in der Ofenabluft mitgeführte organische Verbindungen, etwa Lösemittel sowie mitgeführte Crackprodukte verbrannt. Am Ausgang der thermischen Nachverbrennungsstufe werden die Verbrennungsabgase an die Umgebung abgegeben. Hierbei handelt es sich um das durch den Gasverbrennungsprozess entstehende Abgas sowie die hierdurch thermisch behandelte und somit umweltverträglich gemachte Ofenabluft. In order to be able to operate such a coating system, it is necessary that the furnace exhaust air discharged to the environment is purified, that is to say that solvents or decomposition or decomposition products thereof are contained therein only in a tolerable proportion, if at all. In cathodic dip coating systems, the warm kiln exhaust gases are cleaned by a thermal aftertreatment. The kiln exhaust gases themselves have temperatures of about 170-180 ° C. In the course of the thermal aftertreatment, the furnace exhaust air is brought to temperatures of over 700 ° C. Burners, preferably gas burners, are used for this purpose in order to provide the necessary temperature lift. Due to the thermal treatment, entrained organic compounds, for example solvents and entrained cracked products, are burned in the furnace exhaust air. At the exit of the thermal post-combustion stage, the combustion exhaust gases are released to the environment. This is the exhaust gas produced by the gas combustion process as well as thereby thermally treated and thus made environmentally friendly furnace exhaust air.
Moderne Lacke, die heutzutage im Zusammenhang mit einer kathodischen Tauchlackierung eingesetzt werden, weisen gegenüber früher eingesetzten Lacken einen deutlich reduzierten Lösemittelanteil auf. Insofern muss, um bei der thermischen Nachverbrennung das notwendige Temperaturniveau zu erreichen, entsprechend mehr Gas als Stützenergie eingesetzt werden. Modern paints, which are used today in connection with a cathodic dip coating, have a significantly reduced proportion of solvent compared to previously used paints. In this respect, in order to achieve the necessary temperature level during thermal afterburning, correspondingly more gas must be used as support energy.
Die DE 36 08 170 offenbart ein Verfahren zur Reinigung von mit biologisch abbaubaren Verunreinigungen belasteter Abluft. Die Abluft wird durch einen Absorptionsturm geführt, in dem die Verunreinigungen von einer Waschflüssigkeit absorbiert werden, in der Mikroorganismen enthalten sind, die die Verunreinigungen abbauen. Hierbei ist vorgesehen, dass die Abluft in einem ersten Schritt mit einer hochbelasteten Waschflüssigkeit vorgereinigt und dann in einem zweiten Schritt mit einer gering belasteten Waschflüssigkeit nachgereinigt wird. Insbesondere kann hierbei Abluft aus Spritzkabinen oder Trockenkammern von Lackierungsanlagen gereinigt werden, die ggf. mittels eines Wärmetauschers vorab gekühlt wird. DE 36 08 170 discloses a method for the purification of polluted with biodegradable contaminants exhaust air. The exhaust air is passed through an absorption tower in which the impurities are absorbed by a washing liquid containing microorganisms which decompose the impurities. It is provided that the exhaust air is pre-cleaned in a first step with a highly loaded washing liquid and then cleaned in a second step with a lightly loaded washing liquid. In particular, this exhaust air from spray booths or drying chambers of paint shops can be cleaned, which is optionally cooled in advance by means of a heat exchanger.
Die DE 197 30 936 offenbart ein Verfahren zum kreislaufförmigen Führen von Prozesskomponenten bei der Applikation von Überzugsmitteln auf Holz und Holzwerkstoffe sowie ein biologisch abbaubares Überzugsmittel hierfür. Hierbei wird beim Applikationsprozess überschüssiges Überzugsmittel in Wasser aufgefangen, wobei die Lösungsmittel teilweise in das Wasser, teilweise in die Abluft übertreten. Feste Bestandteile des Überzugsmittels werden aus dem Wasser abgeschieden und wiederverwendet, während das Wasser mit den flüssigen Bestandteilen benutzt wird, um die Abluft zu befeuchten, bevor diese durch einen Biofilter geleitet wird, in dem organische Bestandteile von Mikroorganismen abgebaut werden. DE 197 30 936 discloses a method for the circulation of process components during the application of coating compositions to wood and wood-based materials and a biodegradable coating agent therefor. During the application process, excess coating agent is collected in water, whereby the solvents partly pass into the water, partly into the exhaust air. Solid constituents of the coating agent are separated from the water and reused, while the water with the liquid components is used to moisten the exhaust air before it is passed through a biofilter in which organic components of microorganisms are degraded.
Die US 5,409,834 offenbart eine Filter-Vorrichtung, mit der Verunreinigungen aus der Abluft beispielsweise einer Sprühkabine entfernt werden können. Hierbei wird in einer ersten Kammer die Abluft mit einer Flüssigkeit besprüht, die Mikroorganismen enthält. In einer zweiten Kammer wird die Luft durch ein Filtermedium geleitet, welches mit einer Flüssigkeit besprüht wird, die ebenfalls Mikroorganismen enthält. In einer dritten Kammer wird die Luft durch einen Aktivkohlefilter geführt. US Pat. No. 5,409,834 discloses a filter device with which impurities can be removed from the exhaust air, for example from a spray booth. In this case, the exhaust air is in a first chamber with a liquid sprayed containing microorganisms. In a second chamber, the air is passed through a filter medium, which is sprayed with a liquid that also contains microorganisms. In a third chamber, the air is passed through an activated carbon filter.
Die DE 199 28 087 zeigt eine Filteranlage zur biologischen Abluft- und Abgasreinigung. Hierbei wird die Abluft durch eine als Trägermatrix für Mikroorganismen dienende Filterschüttung geleitet, nachdem sie vorab befeuchtet wurde. Die Filterschüttung, die aus Aktivkohlepartikeln besteht, wird mit einer Nährlösung befeuchtet, die ebenfalls zum Befeuchten der Abluft eingesetzt wird. DE 199 28 087 shows a filter system for biological waste air and emission control. Here, the exhaust air is passed through a serving as a support matrix for microorganisms filter bed after it has been pre-moistened. The filter bed, which consists of activated carbon particles, is moistened with a nutrient solution, which is also used to humidify the exhaust air.
Vor dem Hintergrund dieses diskutierten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte Anlage dergestalt weiterzubilden, dass die Abluftnachbehandlung zum Reduzieren, bestenfalls zum Beseitigen des darin enthaltenen Lösemittels und/oder seiner Crackprodukte energietechnisch verbessert und daher kostengünstiger durchgeführt bzw. betrieben werden kann. Against the background of this discussed prior art, the invention is therefore based on the object of developing an aforementioned method and an aforementioned plant in such a way that the exhaust aftertreatment for reducing, at best, for eliminating the solvent contained therein and / or its cracking products energy-technically improved and therefore can be carried out or operated cost-effective.
Gelöst wird die verfahrensbezogene Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Verfahren, bei dem in einem ersten Schritt die warme Abluft in einem Wärmetauscher auf eine für den nachgeschalteten Reinigungsschritt geeignete Temperatur gekühlt wird und die anschließende Reinigung der Abluft im Wege zumindest eines biologischen Prozesses durch Abbau von Lösemittel mittels Mikroorganismen erfolgt. Dabei wird die zu reinigende, gekühlte Abluft mit wässriger Waschflüssigkeit angereichert, um auf diese Weise in dem Abluftstrom mitgeführte organische Verbindungen aus diesem auszuwaschen, wobei dem Schritt des Auswaschens von organischen Verbindungen aus dem Abluftstrom ein Filterprozess nachgeschaltet ist, bei dem die Abluft durch einen oder mehrere parallel oder hintereinander geschaltete, Lösemittel bzw. deren Crackprodukte abbauende, Mikroorganismen tragende Biofilter geleitet wird. The method-related object is achieved according to the invention by an initially mentioned, generic method in which the warm exhaust air is cooled in a heat exchanger to a suitable temperature for the subsequent cleaning step and the subsequent purification of the exhaust air in the way of at least one biological process by degradation of solvent by means of microorganisms. The cooled exhaust air to be cleaned is enriched with aqueous scrubbing liquid in order to wash organic compounds entrained therefrom in the exhaust air stream, wherein a filtering process is followed by the step of scrubbing organic compounds from the exhaust air stream, in which the exhaust air is followed by one or more a plurality of parallel or sequentially switched, solvent or their cracking products degrading, microorganisms carrying biofilters is passed.
Die anlagenbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine ein- gangs genannte, gattungsgemäße Anlage gelöst, bei der in Strömungs- richtung der Abluft dem Ofen nachgeschaltet ein Wärmetauscher vorgesehen ist, durch den die warme Ofenabluft auf eine für den nachgeschalteten Reinigungsvorgang geeignete Temperatur herabgekühlt wird, und bei der dem Wärmetauscher zumindest eine biologische Reinigungsstufe nachgeschaltet ist. Erfindungsgemäß ist einer ersten biologischen Reinigungsstufe, die eine Waschstufe ist, in der in der Abluft mitgeführte organische Verbindungen, etwa Lösemittel und/oder deren Crackprodukte aus dieser ausgewaschen und das ausgewaschene Lösungsmittel durch in der Waschflüssigkeit enthaltene Mikroorganismen abgebaut wird, eine zweite biologische Reinigungsstufe nachgeschaltet, welche eine biologische Filterstufe mit einer oder mehreren mit gleichem oder unterschiedlichem Biofiltermaterial gefüllten Filterkammern umfasst, welches Biomaterial für den Abbau von in der Abluft mitgeführten organischen Verbindungen, wie Lösemitteln und/oder deren Crackprodukten geeignete Mikroorganismen trägt. The plant-related object is achieved according to the invention by a Gangs said, generic system solved in the flow direction of the exhaust air downstream of the furnace, a heat exchanger is provided by the hot oven exhaust air is cooled to a suitable temperature for the subsequent cleaning process, and in which the heat exchanger at least one biological purification stage is connected downstream , According to the invention, a first biological purification stage, which is a washing stage in which organic compounds entrained in the waste air, for example solvents and / or their cracked products are washed out and the washed-out solvent is broken down by microorganisms contained in the washing liquid, is followed by a second biological purification stage. which comprises a biological filter stage with one or more filter chambers filled with the same or different biofilter material, which biomaterial carries suitable microorganisms for the degradation of entrained organic compounds in the exhaust air, such as solvents and / or their cracking products.
Bei diesem Konzept des Reinigungsverfahrens - gleiches gilt für die beanspruchte Anlage - wurde ein gänzlich anderer Ansatz gewählt, um die gewünschte Abluftreinigung zu bewerkstelligen. Vorgesehen ist, anstelle einer thermischen eine biologische Nachbehandlung durchzuführen. Bei der biologischen Nachbehandlung werden in der Abluft mitgeführte organische Verbindungen, insbesondere Lösemittel bzw. deren Crackprodukte unter Zuhilfenahme von Mikroorganismen abgebaut und im Zuge dieses Prozesses unschädlich gemacht. Nach dem biologischen Reinigungspro- zess kann die auf diese Weise gereinigte Abluft in die Umgebung abgegeben werden. In this concept of the cleaning process - the same applies to the claimed system - a completely different approach was chosen to accomplish the desired exhaust air purification. It is envisaged to carry out a biological aftertreatment instead of a thermal one. In the biological post-treatment entrained in the exhaust organic compounds, especially solvents or their cracking products are degraded with the aid of microorganisms and rendered harmless in the course of this process. After the biological cleaning process, the exhaust air cleaned in this way can be released into the environment.
In besonderer Weise macht man sich bei diesem Abluftreinigungsverfahren zu Nutze, dass das Ofenabgas warm ist, dieses für die biologische Reinigung jedoch nur eine bestimmte Maximaltemperatur aufweisen darf. Diese für die Durchführung der biologischen Reinigungsprozesse vorgegebene Maximaltemperatur liegt deutlich unterhalb der aus dem Ofen austretenden Ablufttemperatur. Während die Ofenablufttemperatur zwischen 170° C und 180° C betragen kann, darf die Ablufttemperatur am Eingang einer biologischen Reinigungsstufe nur so hoch sein, dass die für den Reinigungsprozess eingesetzten Mikroorganismen keinen Schaden nehmen. Eingesetzt werden typischerweise Mikroorganismen, die Temperaturen von 40° C bis 60° C Stand halten. Aus diesem Grund wird in einem ersten Schritt die warme Ofenabluft in einem Wärmetauscher auf die für die Durchführung des oder der biologischen Reinigungsprozesse notwendige bzw. geeignete Temperatur herabgekühlt. Die auf diese Weise gewonnene Wärme kann genutzt werden, um Energie für den Betrieb der biologischen Reinigungsstufe selbst zu generieren, falls dieses im Laufe des Prozesses benötigt wird. Somit ist es möglich, die gewonnene Wärmeenergie für die Abluftreinigung selbst und/oder für von der Abluftreinigung unabhängige Prozesse einzusetzen. Die gewonnene Wärmeenergie kann als solche genutzt werden, beispielsweise indem diese in Prozessschritte eingebracht wird, wo Wärme benötigt wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Temperierung der Vorbehandlungsbäder einer kathodischen Tauchlackierungsanlage handeln, was insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn der Ofen, dessen Abluft gereinigt wird, dieser Tauchlackierungsanlage zugeordnet ist. Insofern wird dann die aus dem Ofen durch Kühlen der Ofenabluft gewonnene Wärme in den dem Ofen vorgeschalteten Prozess wieder eingebracht. Aus der aus der Ofenabluft gewonnenen Wärme kann auch elektrische Energie erzeugt werden, sollte dieses gewünscht sein. In a special way, this exhaust air purification method makes use of the fact that the furnace exhaust gas is warm, but this may only have a certain maximum temperature for the biological purification. This predetermined for the implementation of the biological cleaning process maximum temperature is well below the exiting the exhaust air temperature. While the oven exhaust air temperature can be between 170 ° C and 180 ° C, the exhaust air temperature at the entrance of a biological treatment stage may only be high enough for the exhaust air temperature to reach Cleaning process microorganisms used to take no harm. Typically used are microorganisms that withstand temperatures of 40 ° C to 60 ° C. For this reason, in a first step, the warm furnace exhaust air is cooled down in a heat exchanger to the temperature which is necessary or suitable for carrying out the biological purification process (s). The heat gained in this way can be used to generate energy for the operation of the biological treatment stage itself, if needed in the course of the process. Thus, it is possible to use the recovered heat energy for the exhaust air purification itself and / or independent of the exhaust air purification processes. The recovered heat energy can be used as such, for example by being incorporated in process steps where heat is needed. This may, for example, be a temperature control of the pretreatment baths of a cathodic dip-coating installation, which is particularly expedient if the oven whose exhaust air is cleaned is assigned to this dip-painting installation. In this respect, the heat recovered from the furnace by cooling the furnace exhaust air is then reintroduced into the process preceding the furnace. From the heat recovered from the oven exhaust heat and electrical energy can be generated, should this be desired.
Mit dem vorbeschriebenen Konzept einer Ofenabluftreinigung wird nicht nur Wärmeenergie gewonnen, sondern es kann zudem auf einen Einsatz von zusätzlichem Brennstoff verzichtet werden. Damit kann eine solche Ofenabluftreinigungsanlage gerade vor dem Hintergrund steigender Brennstoffpreise erheblich kostengünstiger betrieben werden. With the above-described concept of a furnace exhaust purification not only heat energy is obtained, but it can also be dispensed with an additional use of fuel. Thus, such a furnace exhaust air purification system can be operated considerably cheaper especially against the background of rising fuel prices.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für die Zwecke des Abbaus von in der Ofenabluft mitgeführten organischen Verbindungen, etwa Lösemittel diese aus der Ofenabluft ausgewaschen werden. Dieses erfolgt durch Anreichern des Ofenabluftstromes mit wässriger Waschflüssigkeit. Vorzugsweise wird die Wasseranreicherung so weit geführt, dass die Ofenabluft waschflüssigkeitsgesättigt ist. Die in der Abluft mitgeführten organischen Verbindungen, wie Lösemittel gehen auf die darin über den Anreicherungsvorgang enthaltenen Wasserpartikel über. Daher wird dieser Prozess auch als Auswaschen angesprochen. Die Waschflüssigkeit kann als Transportmedium zum Zuführen des als organische Verbindung aufgenommenen Lösungsmittels in ein biologisches Behandlungsbecken mit den Mikroorganismen dienen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedoch vorgesehen, dass die für das Auswaschen der organischen Verbindungen aus der Ofenabluft vorgesehene Waschflüssigkeit bereits mit Mikroorganismen angereichert ist. Ein Abbau des Lösemittels über den Stoffwechsel der Mikroorganismen erfolgt sodann bereits bei diesem Prozessschritt. According to the invention it is provided that, for the purposes of the degradation of entrained in the furnace exhaust organic compounds, such as solvents are washed out of the furnace exhaust air. This is done by enriching the furnace exhaust stream with aqueous washing liquid. Preferably, the water enrichment is performed so far that the furnace exhaust air is washed liquid saturated. The entrained organic compounds in the exhaust air, such as solvents, are converted to the water particles contained therein via the enrichment process. Therefore, this process becomes also addressed as washing out. The washing liquid can serve as a transport medium for supplying the solvent taken up as an organic compound into a biological treatment tank containing the microorganisms. In a preferred embodiment, however, it is provided that the washing liquid provided for washing out the organic compounds from the furnace exhaust air is already enriched with microorganisms. Degradation of the solvent via the metabolism of the microorganisms then takes place during this process step.
Der Auswaschschritt erfolgt hierbei in einer oder mehreren Kolonnen, die je nach Durchsatz auch parallel geschaltet sein können. Eine Anordnung von mehreren hintereinander befindlichen Kolonnen erhöht den Grad der aus dem Abluftstrom ausgewaschenen organischen Verbindungen. Eine solche Kolonne ist mit Füllkörpern befüllt, wobei die Waschflüssigkeit e- benso wie die dadurch geleitete Abluft durch den zwischen den Füllkörpern verbliebenen Hohlraum erfolgt. Die Füllkörper dienen vor allem zur Vergrößerung der spezifischen Oberfläche innerhalb einer solchen Kolonne. Diese sind typischerweise als lose Schüttung auf ein Trägerrost in einer solchen Kolonne angeordnet. Typische Formen derartiger Füllkörper sind zylindrische Formen, wobei diese durchaus strukturierte Oberflächen zur Vergrößerung der Gesamtoberfläche haben können. Ziel dieser Füllkörper ist es, eine möglichst vollständige Benetzung der eingeleiteten Ofenabluft beim Durchströmen der mit Waschflüssigkeit berieselten Füllkörper zu erreichen. Die Waschflüssigkeit wird typischerweise oberhalb der Füllstoffbefüllung in eine solche Kolonne eingesprüht, so dass diese schwerkraftbedingt durch die Kolonne fließt. Die Kolonne befindet sich vorzugsweise in bzw. oberhalb eines Vorlagebehälters, in dem die Waschflüssigkeit bevorratet ist und aus dem die zum Besprühen der Füllkörper benötigte Waschflüssigkeit etwa mittels einer Pumpe abgezogen wird. Die Ofenabluft wird im Gegenstrom und somit von unten nach oben durch eine solche Kolonne geleitet. Eine solche Anordnung bewirkt eine besonders gute Verwirbelung zwischen Waschflüssigkeit und Abluftstrom, was den gewünschten Auswaschvorgang begünstig. Es versteht sich, dass die Länge einer solchen Waschkolonne Einfluss auf die Menge an aus dem Abluftstrom ausgewaschenen organischen Verbindungen hat. Nicht immer ist dieser Prozessschritt ausreichend, um die Abluft hinreichend von organischen Verbindungen, wie etwa Lösemittel und seinen Crackprodukten zu befreien. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, die durch die einen oder mehreren Waschkolonnen geleitete Abluft einem Biofilter zuzuführen. Ein solcher Biofilter besteht typischerweise aus mehreren einzelnen Reinigungsstufen, wobei zum Zwecke der Reinigung der Abluftstrom durch unterschiedliche biologische Materialien hindurchgeleitet wird. Bei diesen biologischen Materialien kann es sich um eine Aufschüttung von Rindenmulch handeln. Die eingesetzten biologischen Materialien sind vorzugsweise ebenfalls mit Mikroorganismen besetzt, so dass die weitere Abluftreinigung durch Abbau der mitgeführten organischen Verbindungen auf diesem Wege erfolgt. Im Falle eines Einsatzes von Rindenmulch ist dieses Material bereits von Hause aus mit Mikroorganismen besetzt. Zur Optimierung der Filterung kann eine konzentrierte Zugabe von Waschflüssigkeit aus dem Vorprozess und/oder eine Impfung der biologischen Materialien mit Mikroorganismen und Additiven zur Beschleunigung des Prozesses im Abbau der chemischen Verbindungen erfolgen. Neben Rindenmulch können auch Fruchtabfälle, wie etwa zerkleinerte Kokosnuss- schalen verwendet werden. The washout step takes place here in one or more columns, which can also be connected in parallel depending on the throughput. An arrangement of several consecutive columns increases the degree of the leached from the exhaust air organic compounds. Such a column is filled with packing, wherein the washing liquid e- as well as the exhaust air conducted thereby takes place through the remaining between the packing cavity. The fillers are primarily used to increase the specific surface area within such a column. These are typically arranged as a loose bed on a support grid in such a column. Typical shapes of such fillers are cylindrical shapes, which may well have textured surfaces to increase the overall surface area. The aim of this packing is to achieve the most complete possible wetting of the introduced oven exhaust air when flowing through the sprayed with washing liquid filler. The scrubbing liquid is typically sprayed above the filler charge into such a column so that it flows through the column due to gravity. The column is preferably located in or above a storage container in which the washing liquid is stored and from which the washing liquid required for spraying the filling body is withdrawn, for example by means of a pump. The furnace exhaust air is passed in countercurrent and thus from bottom to top through such a column. Such an arrangement causes a particularly good turbulence between washing liquid and exhaust air stream, which favors the desired washout. It is understood that the length of such a wash column has an influence on the amount of organic compounds washed out of the exhaust air stream. Not always is this process step sufficient to adequately purify the exhaust air from organic compounds such as solvents and its cracking products. It is therefore provided according to the invention to supply the exhaust air conducted through the one or more washing columns to a biofilter. Such a biofilter typically consists of several individual purification stages, wherein for the purpose of cleaning the exhaust air flow is passed through different biological materials. These biological materials may be an aggregate of bark mulch. The biological materials used are preferably also occupied by microorganisms, so that the further purification of the exhaust air takes place by decomposition of the entrained organic compounds in this way. In the case of use of bark mulch this material is already taken from home with microorganisms. In order to optimize the filtering, a concentrated addition of washing liquid from the pre-process and / or a vaccination of the biological materials with microorganisms and additives to accelerate the process in the degradation of the chemical compounds. In addition to bark mulch, fruit waste such as crushed coconut shells can also be used.
Eine Kühlung der Ofenabluft erfolgt auch durch den vorbeschriebenen Auswaschprozess, insbesondere wenn dieser in mehreren, hinter geschalteten Kolonnen erfolgt. Somit kann auch die Abkühlung zumindest in der ersten Kolonne in die Gesamtabkühlung des Ofenabgases einbezogen werden. Dieses wiederum hat zur Folge, dass eine Kühlung in dem der biologischen Reinigungsstufe vorgeschalteten Wärmetauscher noch nicht auf die tatsächlich gestattete Maximaltemperatur erfolgen muss. Ebenfalls ist es möglich, dass, für den Fall, dass in der Waschflüssigkeit der Waschkolonnen Mikroorganismen enthalten sind, hierfür Mikroorganismen einzusetzen, die auch höheren Temperaturen, etwa Temperaturen bis zu 60°C standhalten und beispielsweise in der zweiten Waschkolonne Mikroorganismen einzusetzen, die weniger temperaturbeständig sind. Dieses ist möglich, da eine Abkühlung des durch die erste Waschkolonne geleiteten Ofenabgases am Eingang der zweiten Waschkolonne bereits entsprechend weiter abgekühlt ist. Für den Fall, dass eine Reinigung mit den beiden vorbeschriebenen Reinigungsstufen noch nicht den gewünschten Reinigungsgrad bewirkt, wobei jede Reinigungsstufe ein- oder mehrmals durchlaufen werden kann, kann ein Aktivkohlefilter vorgesehen sein, durch den der Abluftstrom durchgeleitet wird. Unter Umständen in diesem verbliebene organische Verbindungsreste werden dann aus dem Abluftstrom entfernt. Ein Einsatz eines solchen weiteren Filterschrittes ist immer dann erforderlich, wenn zu befürchten steht, dass die vorangehenden Reinigungsschritte nicht ausreichend sein könnten. A cooling of the oven exhaust air is also carried out by the above washout process, especially if this is done in several, behind-connected columns. Thus, the cooling can be included in the total cooling of the kiln exhaust gas, at least in the first column. This, in turn, has the consequence that cooling in the heat exchanger upstream of the biological purification stage does not yet have to take place to the actually permitted maximum temperature. It is also possible that, in the event that microorganisms are contained in the scrubbing liquid of the scrubbing columns, to use microorganisms that withstand higher temperatures, such as temperatures up to 60 ° C and, for example, in the second scrubbing column to use microorganisms that are less temperature resistant are. This is possible since cooling of the kiln exhaust gas conducted through the first scrubbing column at the entrance of the second scrubbing column has already cooled correspondingly. In the event that a cleaning with the two above-described purification steps does not yet cause the desired degree of purification, each cleaning step can be repeated one or more times, an activated carbon filter can be provided through which the exhaust air flow is passed. Under certain circumstances in this remaining organic compound residues are then removed from the exhaust air stream. It is always necessary to use such a further filtering step if it is to be feared that the preceding cleaning steps might not be sufficient.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur 1 beschrieben. Figur 1 zeigt nach Art eines schematisierten Blockdiagramms eine Anlage 1 zum Reinigen der Abluft eines Ofens 2. Bei dem Ofen 2 des beschriebenen Ausführungsbeispieles handelt es sich um einen solchen, der zu einer kathodischen Tauchlackierungsanlage gehört. Die über eine Abluftleitung 3 mittels eines Ventilators (in der Figur nicht gezeigt) geförderte Abluft beaufschlagt den Eingang der Abluftreinigungsanlage 1 . Die Abluftreinigungsanlage 1 umfasst einen Wärmetauscher 4, durch den der warme Abluftstrom geleitet wird. Die Temperatur des Abluftstromes beträgt am Ausgang des Ofens 2 etwa 175°C. Der Wärmetauscher 4 ist ausgelegt, damit am Ausgang desselben der Abluftstrom nur noch eine Temperatur von etwa 40°C bis 60°C aufweist. Mit der aus der Ofenabluft in dem Wärmetauscher 4 entnommenen Wärme wird eine Flüssigkeit, typischerweise Wasser als Wärmetauschermedium erwärmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird über eine Heizleitung H die erwärmte Wärmetauscherflüssigkeit aus dem Wärmetauscher 4 weggeführt und den Vorbehandlungsbädern V der Tauchlackierungsanlage zugeführt, zu der ebenfalls der Ofen 2 zugehörig ist. Die in der Wärmetauscherflüssigkeit mitgeführte Wärme dient zum Temperieren der Vorbehandlungsbäder V. Ein Wärmeübergang von der über die Heizleitung H aus dem Wärmetauscher 4 abgeführten Wärme in die Vorbehandlungsbäder V erfolgt über einen Wasser-Wasser- Wärmetauscher. Über eine Rückleitung R wird die abgekühlte Wärmetauscherflüssigkeit an den Eingang des Wärmetauschers 4 zurückgeleitet. Die Temperatur in der Heizleitung H beträgt etwa 65 bis 75 °C; diejenige in der Rückleitung 45 bis 50 °C. Dem Wärmetauscher 4 in Strömungsrichtung des Abluftstromes nachgeschaltet ist eine erste biologische Reinigungsstufe 5 vorgesehen. Bei der biologischen Reinigungsstufe 5 handelt es sich um eine solche, bei der in der Abluft mitgeführtes Lösemittel und Crackprodukte desselben als organische Verbindungen ausgewaschen werden. Zu diesem Zweck verfügt die erste biologische Reinigungsstufe 5 über zwei hintereinander geschaltete Waschkolonnen 6, 6.1 . Die beiden Waschkolonnen 6 ,6.1 sind identisch aufgebaut. Im Folgenden ist die Waschkolonne 6 beschrieben. Gleiches gilt auch für die Waschkolonne 6.1 . Die Waschkolonne 6 befindet sich oberhalb eines Vorlagebehälters 7, und zwar dergestalt, dass aus der Waschkolonne 6 unterseitig austretende Flüssigkeit in den Vorlagebehälter 7 hineinläuft. Der Waschkolonne 6 zugehörig ist eine Pumpe 8, mit der in dem Vorlagebehälter 7 befindliche Waschflüssigkeit, typischerweise eine wässrige Waschflüssigkeit mit darin enthaltenen Mikroorganismen, der Waschkolonne 6 zugeführt werden kann. Eingebracht wird die Waschflüssigkeit in die Kolonne 6 mittels einer Düsenanordnung 9, die sich im oberen Bereich der Waschkolonne 6 befindet. Die Waschkolonne 6 ist mit Schüttungen aus Füllkörpern 10 gefüllt, wobei für die Zwecke des Auswaschens von Lösemittel und Crackprodukten die Füllkörperzwischenräume genutzt werden. Insofern dienen die Füllkörper bzw. die Füllkörperzwi- schenräume zum Vergrößern der in der Kolonne wirksamen Oberfläche und zum Erzeugen von Verwirbelungen. Die Düsenanordnung 9 befindet sich oberhalb der Füllkörper 10. The invention is described below with reference to an embodiment with reference to the accompanying Figure 1. Figure 1 shows in the manner of a schematic block diagram a system 1 for cleaning the exhaust air of a furnace 2. The furnace 2 of the described embodiment is one which belongs to a cathodic dip painting. The exhaust air conveyed via an exhaust air duct 3 by means of a fan (not shown in the figure) acts on the exhaust air purification system 1. The exhaust air purification system 1 comprises a heat exchanger 4, through which the warm exhaust air flow is passed. The temperature of the exhaust air stream is at the outlet of the furnace 2 about 175 ° C. The heat exchanger 4 is designed so that at the output thereof, the exhaust air flow only has a temperature of about 40 ° C to 60 ° C. With the extracted from the furnace exhaust air in the heat exchanger 4 heat a liquid, typically water is heated as a heat exchange medium. In the illustrated embodiment, the heated heat exchanger liquid is led away from the heat exchanger 4 via a heating line H and the pretreatment baths V of the dip coating system supplied, to which also the furnace 2 is associated. The heat entrained in the heat exchanger liquid serves to temper the pretreatment baths V. A heat transfer from the heat removed from the heat exchanger 4 via the heating line H into the pretreatment baths V takes place via a water-water heat exchanger. Via a return line R, the cooled heat exchanger liquid is returned to the inlet of the heat exchanger 4. The temperature in the heating line H is about 65 to 75 ° C; that in the return line 45 to 50 ° C. Downstream of the heat exchanger 4 in the flow direction of the exhaust air stream, a first biological treatment stage 5 is provided. The biological treatment step 5 is one in which the entrained in the exhaust solvent and cracking products thereof are washed out as organic compounds. For this purpose, the first biological purification stage 5 has two wash columns 6, 6.1 connected in series. The two washing columns 6, 6.1 are constructed identically. The washing column 6 is described below. The same applies to the wash column 6.1. The scrubbing column 6 is located above an original container 7, specifically in such a way that liquid emerging from the scrubbing column 6 runs into the feed container 7 on the underside. The washing column 6 is associated with a pump 8, with the scrubbing liquid located in the feed tank 7, typically an aqueous scrubbing liquid with microorganisms contained therein, the scrubbing column 6 can be supplied. The washing liquid is introduced into the column 6 by means of a nozzle arrangement 9, which is located in the upper region of the washing column 6. The wash column 6 is filled with beds of packing 10, wherein for the purpose of leaching of solvents and cracking products, the Füllkörperzwischenräume be used. In this respect, the filling bodies or the filling body intermediate spaces serve to enlarge the surface which is effective in the column and to generate turbulences. The nozzle arrangement 9 is located above the packing 10.
Die aus dem Wärmetauscher 4 austretende und zuvor auf eine für die Mikroorganismen in der Waschflüssigkeit nicht schädliche Temperatur abgekühlte Abluft wird unterhalb der Füllkörper 10 in die Kolonne 6 eingeleitet und durchströmt diese entgegen der Sickerrichtung der über die Düsenanordnung 9 eingebrachten Waschflüssigkeit. Insofern durchströmen die Waschflüssigkeit und die Abluft die Kolonne 6 im Gegenstrom. Infolge des sehr intensiven Kontaktes zwischen Waschflüssigkeit und Abluft wird der Abluftstrom mit Wasser angereichert und zunehmend gesättigt, wobei das Lösemittel und die Crackprodukte desselben von den Wassertröpfchen aufgenommen werden. Mit diesen werden die aus der Abluft ausgewaschenen Stoffe in den Vorlagebehälter 7 transportiert. In diesem befinden sich zum Abbau des Lösemittels bzw. seiner Crackprodukte geeignete Mikroorganismen. Zum Unterstützen des Stoffwechselvorganges der Mikroorganismen in dem Vorlagebehälter 7 wird dieser kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit belüftet, das heißt: es wird zum Unterstützen des Stoffwechselvorganges der Mikroorganismen Sauerstoff in die in dem Vorlagebehälter 7 befindliche Waschflüssigkeit eingebracht. Hierzu wird Umgebungsluft benutzt. The exiting from the heat exchanger 4 and previously cooled to a non-harmful for the microorganisms in the washing liquid temperature exhaust air is introduced below the packing 10 in the column 6 and flows through this counter to the seepage of the introduced via the nozzle assembly 9 washing liquid. In this respect, the washing liquid and the exhaust air flow through the column 6 in countercurrent. Due to the very intensive contact between washing liquid and exhaust air of the exhaust air stream is enriched with water and increasingly saturated, the solvent and the cracking products thereof are absorbed by the water droplets. With these, the substances washed out of the exhaust air are transported into the storage tank 7. In this are suitable for the degradation of the solvent or its cracking products Microorganisms. To assist in the metabolic process of the microorganisms in the storage tank 7, it is aerated continuously or from time to time, that is, oxygen is introduced into the washing liquid contained in the storage tank 7 to assist the metabolic process of the microorganisms. For this purpose, ambient air is used.
Damit bereits in der ersten biologischen Reinigungsstufe 5 ein möglichst großer Anteil an Lösemittel und Crackprodukten aus dem Abluftstrom ausgewaschen wird, sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Waschkolonnen vorgesehen - die Waschkolonnen 6, 6.1 . Von dem Ausgang der Waschkolonne 6 wird die teilgereinigte Abluft in die zweite Waschkolonne 6.1 eingeleitet. In order for the largest possible proportion of solvent and cracking products to be washed out of the exhaust air stream in the first biological purification stage 5, two wash columns are provided in the exemplary embodiment described - the wash columns 6, 6.1. From the outlet of the scrubbing column 6, the partially purified exhaust air is introduced into the second scrubbing column 6.1.
Der ersten biologischen Reinigungsstufe 5 ist eine zweite biologische Reinigungsstufe 1 1 nachgeschaltet. Bei dieser handelt es sich um eine Biofilteranordnung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Biofilter 12, 12.1 , 12.2 vorgesehen. Die Biofilter 12, 12.1 , 12.2 werden parallel betrieben. Die Biofilter 12, 12.1 , 12.2 sind in Bezug auf den Abluftstrom parallel zueinander geschaltet. Somit wird der von der ersten biologischen Reinigungsstufe 5 kommende Abluftstrom auf die drei Biofilter 12, 12.1 , 12.2 verteilt. Jeder Biofilter 12, 12.1 , 12.2 enthält ein bestimmtes biologisches Filtermaterial geeignet als Träger für darauf befindliche Mikroorganismen. The first biological treatment stage 5 is followed by a second biological treatment stage 1 1. This is a biofilter arrangement. In the illustrated embodiment, three biofilters 12, 12.1, 12.2 are provided. The biofilters 12, 12.1, 12.2 are operated in parallel. The biofilters 12, 12.1, 12.2 are connected in parallel with respect to the exhaust air flow. Thus, the coming of the first biological treatment stage 5 exhaust air stream is distributed to the three biofilters 12, 12.1, 12.2. Each biofilter 12, 12.1, 12.2 contains a particular biological filter material suitable as a carrier for microorganisms thereon.
Der zweiten biologischen Reinigungsstufe 1 1 nachgeschaltet ist lediglich zur Erhöhung der Sicherheit des Betriebs der Ofenabluftreinigungsanlage 1 eine Aktivkohlefiltereinheit 13. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Aktivkohlefiltereinheit 13 zwei Aktivkohleschüttungen 14, 14.1 , die in Strömungsrichtung der Abluft hintereinander geschaltet sind. Grundsätzlich kann bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bereits die durch den Ausgang der zweiten biologischen Reinigungsstufe 1 1 strömende Abluft in die Umgebung ausgelassen werden. Dass die Abluft dennoch durch die Aktivkohlefiltereinheit 13 geleitet wird, dient zur Erhöhung der Betriebssicherheit, so dass auch bei Störfällen zuvor nicht aus der Abluft entferntes Lösemittel spätestens bei der Aktivkohlefilterung aus der Abluft entfernt wird. Ein Durchleiten der gereinigten Abluft durch die Aktivkohlefiltereinheit 13 führt, da diese grundsätzlich bereits von organischen Verbindungen befreit ist, auch nicht zu einem Verbrauch der Aktiv- kohleschüttungen 14, 14.1 . Daher brauchen diese in aller Regel nur höchst selten, beispielsweise nach einem Störfall, ausgewechselt zu wer- den. The activated carbon filter unit 13 comprises only two activated carbon filter units 14, 14.1, which are connected in series in the flow direction of the exhaust air, only to increase the safety of operation of the kiln exhaust air purification system 1. In principle, in the described embodiment, the exhaust air flowing through the outlet of the second biological treatment stage 11 can be discharged into the environment. That the exhaust air is still passed through the activated carbon filter unit 13, serves to increase the reliability, so that even in case of incidents not previously removed from the exhaust solvent is removed at the latest in the activated carbon filtration from the exhaust air. Passing the cleaned exhaust air through the Activated carbon filter unit 13, since it is already freed of organic compounds in principle, also does not lead to a consumption of activated carbon bedding 14, 14.1. As a rule, these only rarely need to be replaced, for example after an accident.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Abluftreinigungsanlage 1 exhaust air purification system
2 Ofen  2 oven
3 Abluftleitung  3 exhaust pipe
4 Wärmetauscher  4 heat exchangers
5 biologische Reinigungsstufe 5 biological purification stage
6, 6.1 Waschkolonne 6, 6.1 washing column
7 Vorlagebehälter  7 storage tank
8 Pumpe  8 pump
9 Düsenanordnung  9 nozzle arrangement
10 Füllkörper  10 packings
1 1 biologische Reinigungsstufe, 12.2 Biofilter  1 1 biological purification stage, 12.2 biofilter
13 Aktivkohlefiltereinheit 13 activated carbon filter unit
, 14.1 Aktivkohleschüttung , 14.1 activated carbon bedding
H Heizleitung  H heating cable
R Rückleitung  R return
V Vorbehandlungsbäder  V pre-treatment baths

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Reinigen der Abluft eines Ofens (2) als Teil einer kathodischen Tauchlackierungsanlage, wobei in einem ersten Schritt die warme Abluft in einem Wärmetauscher (4) auf eine für den nachgeschalteten Reinigungsschritt geeignete Temperatur gekühlt wird und die anschließende Reinigung der Abluft im Wege zumindest eines biologischen Prozesses durch Abbau von organischen Verbindungen, etwa von Lösemittel und/oder deren Crack- produkte mittels Mikroorganismen erfolgt, wobei die zu reinigende, gekühlte Abluft mit wässriger Waschflüssigkeit angereichert wird, um auf diese Weise in dem Abluftstrom mitgeführte organische Verbindungen aus diesem auszuwaschen, wobei die Wasseranreicherung im Abluftstrom in zumindest einer Füllkörper (10) enthaltenden Waschkolonne (6, 6.1 ) durchgeführt wird, in die aus einem Vorlagebehälter (7) entnommene Waschflüssigkeit über ein Bedü- sungssystem (9) eingebracht wird und aus der die eingebrachte Waschflüssigkeit schwerkraftbedingt unterseitig ausläuft und in den Vorlagebehälter (7) einläuft, wobei die Abluft im Gegenstrom zu dem Weg der Waschflüssigkeit durch die Kolonne (6, 6.1 ) geleitet wird und wobei dem Schritt des Auswaschens von organischen Verbindungen aus dem Abluftstrom ein Filterprozess nachgeschaltet ist, bei dem die Abluft durch einen oder mehrere parallel oder hintereinander geschaltete, Lösemittel bzw. deren Crackprodukte abbauende Mikroorganismen tragende Biofilter (12, 12.1 , 12.2) geleitet wird. A method for cleaning the exhaust air of a furnace (2) as part of a cathodic dip painting system, wherein in a first step, the warm exhaust air is cooled in a heat exchanger (4) to a suitable temperature for the subsequent cleaning step and the subsequent cleaning of the exhaust air in the way of at least one biological process by degradation of organic compounds, such as solvents and / or their cracking products by means of microorganisms, wherein the purified to be cleaned, cooled exhaust air is enriched with aqueous washing liquid to wash out in this way in the exhaust air entrained organic compounds from this, wherein the water accumulation in the exhaust air stream in at least one filling body (10) containing wash column (6, 6.1) is performed, in the from a storage container (7) removed washing liquid via a Bedu- system (9) is introduced and from which the introduced washing liquid gravitational unt it leaks erseitig and enters the storage container (7), wherein the exhaust air is passed in countercurrent to the path of the washing liquid through the column (6, 6.1) and wherein the step of leaching of organic compounds from the exhaust air stream downstream of a filtering process, in which the exhaust air is passed through one or more biofilters (12, 12.1, 12.2) carrying dissolved solvents or their cracking products, which are connected in parallel or in series.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Waschflüssigkeit oberhalb der Füllkörperbeschichtung in die Kolonne (6, 6.1 ) eingespritzt wird. A method according to claim 1, characterized in that the washing liquid above the filler coating in the column (6, 6.1) is injected.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschflüssigkeit mit zum Abbau des oder der auszuwaschenden organischen Verbindungen, insbesondere Lösemittel bzw. deren Crackprodukte geeigneten Mikroorganismen angereichert ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft durch mehrere, in Strömungsrichtung der Abluft hintereinander geschaltete Waschkolonnen (6, 6.1 ) geleitet wird. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the washing liquid is enriched with the degradation of the or to be washed out organic compounds, in particular solvents or their cracking products suitable microorganisms. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the exhaust air is passed through a plurality of, in the flow direction of the exhaust air in series washing columns (6, 6.1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die warme Ofenabluft auf eine Temperatur gekühlt wird, die kleiner ist als diejenige Temperatur, bei der die Abbautä- tigkeit der Mikroorganismen nicht mehr beobachtet werden kann, welche Temperatur insbesondere kleiner als 60°C, insbesondere etwa 40°C ist. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hot furnace exhaust air is cooled to a temperature which is lower than that temperature at which the degradation activity of the microorganisms can no longer be observed, which temperature in particular less than 60 ° C, in particular about 40 ° C is.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das biologische Filtermaterial (12, 12.1 , 12.2) in zeitlichen Abständen benetzt wird. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the biological filter material (12, 12.1, 12.2) is wetted at intervals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Biofilter (1 1 ) austretende Abluft durch eine Aktivkohlefiltereinheit (13) geleitet wird. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the from the biofilter (1 1) exiting exhaust air is passed through an activated carbon filter unit (13).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Wärmetauscher (4) die warme Ofenabluft auf eine Wärmetauscherflüssigkeit übertragen wird, die ihrerseits zum Temperieren eines oder mehrerer, im Zusammenhang mit dem chemischen Beschichtungsvorgang benutzter Prozessbäder verwendet wird. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that from the heat exchanger (4) the hot furnace exhaust air is transferred to a heat exchanger liquid, which in turn is used for controlling the temperature of one or more, used in connection with the chemical coating process baths.
Anlage zum Reinigen der Abluft eines Ofens (2) als Teil einer kathodischen Tauchlackierungsanlage, wobei in Strömungsrichtung der Abluft dem Ofen (2) nachgeschaltet ein Wärmetauscher (4) vorgesehen ist, durch den die warme Ofenabluft auf eine für den nachgeschalteten Reinigungsvorgang geeignete Temperatur herabgekühlt wird, und dass dem Wärmetauscher (4) zumindest eine biologische Reinigungsstufe (5, 1 1 ) nachgeschaltet ist, wobei einer ersten biologischen Reinigungsstufe (5), die eine Waschstufe ist, in der in der Abluft mitgeführte organische Verbindungen, etwa Löse- mittel und/oder deren Crackprodukte aus dieser ausgewaschen und das ausgewaschene Lösungsmittel durch in der Waschflüssigkeit enthaltene Mikroorganismen abgebaut wird, wobei die Wasseranreicherung im Abluftstrom in zumindest einer Füllkörper (10) enthaltenden Waschkolonne (6, 6.1 ) durchgeführt wird, in die aus einem Vorlagebehälter (7) entnommene Waschflüssigkeit über ein Bedü- sungssystem (9) eingebracht wird und aus der die eingebrachte Waschflüssigkeit schwerkraftbedingt unterseitig ausläuft und in den Vorlagebehälter (7) einläuft, wobei die Abluft im Gegenstrom zu dem Weg der Waschflüssigkeit durch die Kolonne (6, 6.1 ) geleitet wird, eine zweite biologische Reinigungsstufe (1 1 ) nachgeschaltet ist, welche eine biologische Filterstufe mit einer oder mehreren mit gleichem oder unterschiedlichem Biofiltermaterial (12, 12.1 , 12.2) gefüllten Filterkammern umfasst, welches Biomaterial (12, 12.1 , 12.2) für den Abbau von in der Abluft mitgeführten organischen Verbindungen, wie Lösemitteln und/oder deren Crackprodukten geeignete Mikroorganismen trägt Plant for cleaning the exhaust air of a furnace (2) as part of a cathodic dip coating system, wherein downstream of the furnace (2) downstream of a heat exchanger (4) is provided in the flow direction of the exhaust air through which the warm furnace exhaust air is cooled down to a suitable temperature for the subsequent cleaning process in that at least one biological purification stage (5, 11) is connected downstream of the heat exchanger (4), wherein a first biological purification stage (5), which is a washing stage, contains organic compounds entrained in the exhaust air, such as medium and / or their cracking products washed out of this and the washed-out solvent is degraded by microorganisms contained in the washing liquid, wherein the water enrichment in the exhaust air flow in at least one filling body (10) containing washing column (6, 6.1) is carried out in the from a storage container ( 7) removed washing liquid via a Bedu- system (9) is introduced and from which the introduced washing liquid due to gravity leaking from the bottom and enters the storage tank (7), wherein the exhaust air in countercurrent to the path of the washing liquid through the column (6, 6.1) is followed, a second biological treatment stage (1 1) is connected downstream, which comprises a biological filter stage with one or more with the same or different biofilter material (12, 12.1, 12.2) filled filter chambers, which biomaterial (12, 12.1, 12.2) for the degradation of entrained in the exhaust organic Verbindu as solvents and / or their cracking products carries suitable microorganisms
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten biologischen Reinigungsstufe (1 1 ) eine Aktivkohlefiltereinheit (13) nachgeschaltet ist. Installation according to claim 9, characterized in that the second biological treatment stage (1 1) is followed by an activated carbon filter unit (13).
Anlage nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang des Wärmetauschers (4) eine Heizleitung (H) angeschlossen ist, die an einen oder mehreren, im Zusammenhang mit dem chemischen Beschichtungsvorgang eingesetzten Prozessbädern (V) zugeordneten Wärmetauscher angeschlossen ist, von welchem Prozessbadwärmetauscher eine Rück- leitung (R) an den Eingang des Wärmetauschers (4) führt. Installation according to one of claims 9 or 10, characterized in that at the output of the heat exchanger (4) a heating line (H) is connected, which is connected to one or more, used in connection with the chemical coating process process baths (V) associated heat exchanger from which process bath heat exchanger a return line (R) leads to the inlet of the heat exchanger (4).
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