Способ термической переработки вспомогательного материала и перерабатывающая установка - RU2613410C2
Код документа: RU2613410C2
Чертежи
Описание
Предлагаемое изобретение относится к способу термической переработки вспомогательного материала, вводимого в поток неочищенного газа, насыщенный вредным органическим веществом в форме перераспыла краски, для очистки указанного неочищенного газа и вместе с органическим вредным веществом образующего устойчивую систему из вредного вещества и вспомогательного материала.
Насыщенный вредным веществом вспомогательный материал может быть переработан, например, в рамках "мокрого" химического способа.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа термической переработки вспомогательного материала, который является осуществляемым просто и со сбережением ресурсов.
Согласно изобретению данная задача решена посредством способа термической переработки вспомогательного материала, вводимого в поток неочищенного газа, насыщенный вредным органическим веществом в форме перераспыла краски, для очистки указанного неочищенного газа и вместе с органическим вредным веществом образующего устойчивую систему из вредного вещества и вспомогательного материала. Согласно изобретению способ включает в себя:
- подачу системы из вредного вещества и вспомогательного материала и нагретого относительного нормальных условий потока несущего газа в термическое перерабатывающее устройство,
- химическое преобразование (превращение) по меньшей мере части органического вредного вещества для создания переработанного вспомогательного материала, отделение переработанного вспомогательного материала от насыщенного органическим вредным веществом вспомогательного материала путем транспортировки посредством газового течения,
- отвод переработанного вспомогательного материала из термического перерабатывающего устройства.
Под перераспылом краски понимается туман, образуемый частицами распыляемой краски или лака, не осевшими на окрашиваемой поверхности. Химическим преобразованием (превращением), используемым при осуществлении изобретения, является разложение веществ, сопровождающееся разрывом химических и физических связей, за счет подвода тепловой энергии в термическом перерабатывающем устройстве, таком как печь кипящего слоя. При этом температуру в термическом перерабатывающем устройстве выбирают так, чтобы органические составляющие вышеупомянутой устойчивой системы по возможности полностью разлагались, а частицы вспомогательного материала оставались без изменений.
Органическими вредными веществами являются, в частности, органические составляющие лаков и красок, попадающие в несущий газ с перераспылом, например адгезивы (одно- и двухкомпонентные, т.е. лак-основа и отвердитель), присадки или органические пигменты, в частности, когда речь идет о полиуретановых и эпоксидных лакокрасочных материалах.
В одном выполнении изобретения предусмотрено, что в качестве вспомогательного материала выбран вспомогательный фильтрующий материал, который при нормальных условиях образует с перераспылом краски устойчивую систему из насыщенного перераспылом краски вспомогательного фильтрующего материала, которая является осаждаемой в фильтрующем устройстве.
Может быть благоприятным, если перерабатывающее устройство содержит или включает в себя основной материал вихревого слоя. Предпочтительно, основной материал вихревого слоя имеет химический состав, который соответствует химическому составу материала, используемого в качестве вспомогательного материала.
Насыщенный вредным веществом вспомогательный материал может быть просто переработан, прежде всего, путем общего завихрения с основным материалом вихревого слоя.
Под понятием "нормальные условия" следует понимать, прежде всего, температуру между примерно 20°С и примерно 30°С.
Поток несущего газа может включать в себя, например, воздух или состоять из воздуха. Далее, может быть предусмотрено, что поток несущего газа включает в себя азот или один или несколько других инертных газов или состоит из одного или нескольких других инертных газов. Поток несущего газа, прежде всего, для поддержки термической переработки может включать в себя реактивный газ или газовую смесь и/или инертный газ или газовую смесь или состоять из таковых.
В качестве вспомогательного материала может использоваться, прежде всего любая среда, которая в состоянии впитывать жидкостную часть вредного вещества.
Предпочтительно, вспомогательным материалом является гранульный и/или порошкообразный материал.
В качестве вспомогательного материала может рассматриваться, прежде всего, известь, каменная мука, прежде всего, известковая мука, силикаты алюминия, монооксиды алюминия, монооксиды кремния, порошковый лак или тому подобное.
Альтернативно или дополнительно к этому в качестве вспомогательного материала для впитывания и/или связывания вредного вещества также могут использоваться частицы с полой внутренней структурой и с большой относительно их внешних размеров внутренней поверхностью, например, естественные и/или синтетические цеолиты или иные полые, например, шарообразные тела из полимеров, стекла или силиката алюминия и/естественно или синтетически произведенные волокна.
Цеолитами называются, прежде всего, алюмосиликаты, которые имеют общую суммарную формулу Mn+х/n[(AlO2)x-(SiO2)y]⋅zH2O (Mn+: катионы металла, х/n: стехиометрический коэффициент, который получается из заряда катиона и аниона алюмината (="модуль")). Могут использоваться, например, цеолиты кальция, магния, кальция-магния, натрия и/или калия. Предпочтительно, используются смеси из двух или более данных типов цеолитов.
Альтернативно или дополнительно к этому для впитывания и/или связывания вредного вещества также могут использоваться химически реагирующие с вредным веществом, например, химически активные частицы из групп аминов, эпоксидов, карбоксилов, гидроксилов или изоционатов, химически активные частицы из обработанных октилсиланом монооксидов алюминия или твердые или жидкие монополимеры, олигополимеры или полимеры, силаны, силанолы или силоксаны.
Предпочтительно, вспомогательный материал состоит из множества частиц вспомогательного материала, которые имеют средний диаметр, прежде всего, в диапазоне примерно от 10 до примерно 100 мкм.
Вспомогательный материал является, прежде всего, текучим в форме частиц материалом, который в форме вспомогательного фильтрующего материала также называется, например, материалом вспомогательной фильтрующей среды (материал Precoat).
Вспомогательный фильтрующий материал предназначен, прежде всего, для того, чтобы в качестве защитного слоя осаждаться на поверхности фильтрующего элемента и предотвращать склеивание этой поверхности из-за налипающих частиц перераспыла краски. Путем периодической очистки фильтрующего элемента система из вредного вещества и вспомогательного материала, прежде всего перераспыла краски и вспомогательного фильтрующего материала, попадает с фильтрующего элемента в приемный резервуар.
Насыщенный вредным веществом вспомогательный материал может являться, прежде всего, смесью или системой из частиц вредного вещества и частиц вспомогательного материала. Например, смесь может включать в себя конгломераты или агломераты из частиц из вредного вещества и частиц из вспомогательного вещества.
Частицы из вредного вещества являются, прежде всего, каплями краски.
Частицы из вспомогательного вещества являются, прежде всего, зернами каменной муки.
Применяемый для очистки насыщенного вредным веществом потока неочищенного газа вспомогательный материал имеет гранулометрический состав, который обеспечивает, что, по меньшей мере, большая часть вспомогательного материала может захватываться и/или улавливаться потоком неочищенного газа.
Может быть предусмотрено, что основной материал вихревого слоя химически по существу соответствует вспомогательному материалу, прежде всего, подлежащему переработке вспомогательному материалу.
Под химически по существу соответствующим вспомогательному материалу материалом, прежде всего, следует понимать материал, который имеет по существу такой же химический состав, что и вспомогательный материал. Прежде всего, химически по существу соответствующий вспомогательному материалу материал выполнен из того же материала, что и вспомогательный материал.
Альтернативно или дополнительно к этому может быть предусмотрено, что основной материал вихревого слоя включает в себя химически отличающийся от подлежащего переработке вспомогательного материала вспомогательный материал. В этом случае может быть преимущественным, если основной материал вихревого слоя имеет химический состав, который, после проведенного при необходимости процесса измельчения основного материала вихревого слоя обеспечивает использование основного материала вихревого слоя как вспомогательного материала.
Прежде всего, может быть предусмотрено, что основной материал вихревого слоя совместим с подлежащим переработке вспомогательным материалом, так что смесь из подлежащего переработке вспомогательного материала и измельченного при необходимости основного материала вихревого слоя имеет возможность применения для очистки насыщенного вредным веществом потока неочищенного газа.
Предпочтительно, в качестве основного материала вихревого слоя может быть использован любой гранулированный материал. Прежде всего, это может быть неорганический и/или текучий материал. Он может быть как чистым материалом, например известняковой мукой, или смесью из различных материалов, например смесью из известняковой муки и цеолита.
Посредством завихрения насыщенного вредным веществом вспомогательного материала и/или основного материала вихревого слоя, предпочтительно, создается вихревой слой, прежде всего, образующий пузыри и/или циркулирующий вихревой слой.
Перерабатывающее устройство выполнено, прежде всего, в виде печи кипящего слоя.
Предпочтительно, фильтрующее устройство является выполненным с возможностью регенерации фильтрующим устройством.
Под выполненным с возможностью регенерации фильтрующим устройством следует понимать сепарирующее устройство для отделения загрязнений из проведенного сквозь окрасочное устройство газового потока, прежде всего, для отделения вредного вещества из содержащего вредное вещество потока неочищенного газа, из которого отсепарированные загрязнения могут быть выведены без необходимости замены фильтрующих элементов фильтрующего устройства.
Под выполненным с возможностью регенерации фильтрующим устройством также следует понимать фильтрующее устройство, которое имеет один или несколько сухих фильтрующих элементов и/или сухих сепарирующих устройств, в которых очистка газового потока на фильтрующих элементах производится по существу без добавки жидкости. Независимо от этого могут быть предусмотрены последующие или предыдущие ступени очистки с использованием, в свою очередь, (при нормальных условиях) жидких растворяющих или чистящих средств.
В выполненном с возможностью регенерации фильтрующем устройстве далее может быть предусмотрено, что фильтрующее устройство включает в себя по меньшей мере один фильтрующий элемент, который в режиме фильтрации снабжен предохранительным слоем или защитным слоем, который включает в себя фильтрующий дополнительный материал, например известняковую муку.
Таким образом, в режиме фильтрации фильтрующего устройства можно воспрепятствовать тому, чтобы фильтрующий элемент забивался загрязнениями из подведенного из фильтрующего устройства газового потока. Путем очистки предохранительного слоя или защитного слоя фильтрующего элемента фильтрующего устройства может производиться особо простая регенерация фильтрующего элемента, который затем снова имеет возможность использования путем нанесения свежего предохранительного слоя или свежего защитного слоя.
В качестве краски рассматривается, прежде всего, порошковая краска или текучая краска.
При этом под термином "текучая краска" ("Fluidlack"), в отличие от термина "порошковая краска" ("Pulverlack"), обозначается краска с текучей консистенцией, от жидкой до пастообразной (например, в случае пластизолей ПВХ). Термин "текучая краска" включает в себя, прежде всего, термин "жидкая краска" ("Flussiglack" и "Nasslack").
Таким образом, при использовании текучей краски перераспыл лака из окрасочного устройства является перераспылом текучей краски, при использовании мокрой краски - перераспылом мокрой краски.
Может быть преимущественным, если медиана гранулометрического состава основного материала вихревого слоя больше, чем медиана гранулометрического состава имеющего возможность использования для очистки потока неочищенного газа вспомогательного материала и/или чем медиана гранулометрического состава насыщенного вредным веществом вспомогательного материала, прежде всего системы из вредного вещества и вспомогательного материала.
Медианой гранулометрического состава является тот размер частиц, которого не достигают 50% имеющихся частиц, в то время как другие 50% имеющихся частиц больше данного размера частиц.
Прежде всего, может быть предусмотрено, что медиана гранулометрического состава основного материала вихревого слоя составляет, по меньшей мере, удвоенное значение, прежде всего утроенное значение, например, десятикратное значение медианы гранулометрического состава применяемого для очистки потока неочищенного газа вспомогательного материала и/или медианы гранулометрического состава насыщенного вредным веществом вспомогательного материала.
Далее, может быть предусмотрено, что медиана гранулометрического состава основного материала вихревого слоя максимально примерно стократного значения, прежде всего максимально примерно пятидесятикратного значения, прежде всего максимально примерно тридцатикратного значения, медианы гранулометрического состава имеющего возможность использования для очистки потока неочищенного газа вспомогательного материала и/или медианы гранулометрического состава насыщенного вредным материалом вспомогательного состава.
В одном выполнении изобретения предусмотрено, что насыщенный вредным веществом вспомогательный материал в перерабатывающем устройстве нагревается, из-за чего агломераты из вредного вещества и вспомогательного материала разрушаются.
Может быть предпочтительным, если насыщенный вредным веществом вспомогательный материал в перерабатывающем устройстве нагревается, из-за чего вредное вещество, по меньшей мере, частично преобразуется, в то время как вспомогательный материал остается неизменным.
При этом, прежде всего, может быть предусмотрено, что частицы вспомогательного материала остаются химически неизменными.
При этом под частицей следует понимать как частицу твердого тела, прежде всего, в случае вспомогательного фильтрующего материала, так и каплю, прежде всего, в случае перераспыла краски.
Прежде всего, при агломератах из вредного вещества и частиц вспомогательного материала, предпочтительно, производится сушка и/или химическое преобразование вредного вещества. Вредное вещество, прежде всего частицы перераспыла краски, для этого может преобразовываться полностью, например сжигаться, или терять, по меньше мере, имеющееся до этого адгезивное свойство, так что агломераты из вредного вещества и вспомогательного материала распадаются на частицы вспомогательного материала, при некоторых условиях, с остатками вредного вещества.
Прежде всего, при использовании известняковой муки в качестве вспомогательного материала может быть предусмотрено, что насыщенный вредным веществом вспомогательный материал нагревается до температуры максимально примерно 550°С, например максимально примерно 500°С, чтобы предотвратить нежелательное химическое преобразование известняковой муки, прежде всего карбоната кальция.
Предпочтительно, перерабатывающее устройство эксплуатируют таким образом, что создается образующий пузыри и/или циркулирующий вихревой слой.
Например, может быть предусмотрено, что ячейка для размещения вихревого слоя имеет расширяющееся против направления силы тяжести поперечное сечение, так что может быть образован так называемый "выступающий борт" (Freeboard).
Может быть благоприятным, если перерабатывающее устройство эксплуатируют так, что образуется градиент гранулометрического состава вспомогательного материала, прежде всего смеси из насыщенного вредным веществом вспомогательного материала и/или основного материала вихревого слоя, причем медиана гранулометрического состава вспомогательного материала, прежде всего смеси, увеличивается вниз, по направлению силы тяжести.
Маленькие частицы вспомогательного материала, прежде всего таковые без загрязнений вредным веществом, а также, предпочтительно, износ основного материала вихревого слоя. Предпочтительно, собирается в нижней относительно направления силы тяжести области вспомогательного материала, прежде всего смеси из насыщенного вредным веществом вспомогательного материала и основного материала вихревого слоя.
В одном выполнении изобретения предусмотрено, что насыщенный вредным веществом вспомогательный материал подается в нижнюю относительно направления силы тяжести область созданного в термическом перерабатывающем устройстве посредством завихрения вихревого слоя вихревого слоя. Таким образом, может быть обеспечено особо длительное время пребывания насыщенного вредным веществом вспомогательного материала в смеси из насыщенного вредным веществом вспомогательного материала и/или основного материала вихревого слоя.
Частицы системы из вредного вещества и вспомогательного материала, частицы переработанного вспомогательного материала и/или частицы основного материала вихревого слоя, которые, предпочтительно, собираются в верхней относительно направления силы тяжести области созданного посредством завихрения вихревого слоя или выносятся из вихревого слоя, предпочтительно, выводятся из перерабатывающего устройства.
При этом, прежде всего, может быть предусмотрено, что частицы выводятся посредством перелива перерабатывающего устройства из перерабатывающего устройства.
Предпочтительно, отведенные частицы являются применяемыми для очистки потока неочищенного газа в качестве вспомогательного материала.
Может быть преимущественным, если поток несущего газа для завихрения вспомогательного материала направляется против направления силы тяжести снизу вверх сквозь вспомогательный материал.
Может быть предусмотрено, что поток несущего газа для завихрения вспомогательного материала направляется против направления силы тяжести снизу вверх сквозь вспомогательный материал, причем поток несущего газа до и/или после протекания сквозь вспомогательный материал подается в сепарирующее устройство и/или в сжигающее устройство. Таким образом, можно избежать нежелательной утечки возможных вредных веществ из перерабатывающего устройства.
Сепарирующее устройство может являться, прежде всего, фильтрующим устройством, например фильтром горячего газа или циклоном. Предпочтительно, проводимый для завихрения вспомогательного материала сквозь вспомогательный материал поток несущего газа, прежде всего, может подогреваться нагревательным устройством. Из-за этого при протекании сквозь вспомогательный материал вспомогательный материал может быть нагрет.
Может быть предпочтительным, если сжигающее устройство включает в себя термическое дожигающее устройство. Таким образом, после протекания сквозь вспомогательный материал могут быть достигнуты более высокие температуры, чем во время протекания сквозь вспомогательный материал, чтобы суметь по возможности полностью сжечь, прежде всего, органические пары и другие, возможно вредные для здоровья газообразные вещества.
Может быть преимущественным, если частицы вспомогательного материала и/или частицы основного материала вихревого слоя посредством потока несущего газа выносятся из созданного посредством завихрения вихревого слоя и для отведения из перерабатывающего устройства могут быть отсепарированы на сепарирующем устройстве.
Для этого сепарирующее устройство может быть размещено с пространственным отделением, прежде всего от ячейки для размещения вихревого слоя, например смещено в сторону. С помощью этого может быть эффективно уменьшено или полностью исключено, что отделенный в сепарирующем устройстве материал попадет обратно, в ячейку перерабатывающего устройства, в которой образован вихревой слой.
Частицы насыщенного вредным веществом вспомогательного материала и/или частицы основного материала вихревого слоя, которые, предпочтительно, выводятся из перерабатывающего устройства, прежде всего, являются применяемыми для очистки. За счет этого данный вспомогательный материал является переработанным вспомогательным материалом.
Далее, может быть предусмотрено, что поток несущего газа для завихрения вспомогательного материала направляется против направления силы тяжести снизу вверх сквозь вспомогательный материал, причем поток несущего газа до и/или после протекания сквозь вспомогательный материал подается в теплообменник и/или сушильное устройство для сушки обрабатываемых изделий. Таким образом, можно эффективно использовать имеющееся в потоке несущего газа тепло повторно.
Поток несущего газа, прежде всего, предназначен для создания и/или поддержания вихревого слоя.
Может быть предусмотрено, что отведенный поток несущего газа подается, прежде всего, в сушильное устройство для сушки автомобильных кузовов. Альтернативно или дополнительно к этому может быть предусмотрено, что содержащееся в потоке несущего газа тепло посредством теплообменника передается другим газовым потокам или прочим потокам текучих сред. Например, может быть предусмотрено, что содержащееся в отведенном потоке несущего газа тепло посредством теплообменника передается в приточный воздух для сушильного устройства для сушки обрабатываемых изделий, прежде всего автомобильных кузовов.
Поток несущего газа может поступать из сушильного устройства для сушки обрабатываемых изделий и/или перед его подачей в перерабатывающее устройство нагреваться посредством теплообменника и потока среды из сушильного устройства.
В одном выполнении изобретения предусмотрено управляющее устройство для управления и/или регулирования устройствами и установками, а также компонентами устройств и установок. Прежде всего, перерабатывающая установка может управляться и/или регулироваться посредством управляющего устройства согласно способу согласно изобретению.
Далее, предлагаемое изобретение касается перерабатывающей установки для термической переработки вспомогательного материала, вводимого в поток неочищенного газа, насыщенный вредным органическим веществом в форме перераспыла краски, для очистки указанного неочищенного газа и вместе с органическим вредным веществом образующего устойчивую систему из вредного вещества и вспомогательного материала.
В этом отношении в основе изобретения лежит задача разработать перерабатывающую установку, посредством которой имеется возможность простой и ресурсосберегающей переработки вспомогательного материала.
В перерабатывающей установке для термической переработки вспомогательного материала данная задача решена посредством того, что перерабатывающая установка включает в себя следующее:
- термическое перерабатывающее устройство для химического преобразования (превращения) по меньшей мере части органического вредного вещества для создания переработанного вспомогательного материала,
- подающее устройство для подачи системы из вредного вещества и вспомогательного материала и нагретого относительно нормальных условий потока несущего газа в термическое перерабатывающее устройство,
- сепарирующее устройство для отделения переработанного вспомогательного материала от насыщенного органическим вредным веществом вспомогательного материала путем транспортировки посредством газового течения, выводящее устройство для выведения переработанного вспомогательного материала из перерабатывающего устройства.
Перерабатывающая установка согласно изобретению, предпочтительно, имеет один или несколько описанных в связи с соответствующим изобретению способом термической переработки вспомогательного материала признаки и/или преимущества.
Реферат
Изобретение относится к способу термической переработки вспомогательного материала и может быть использовано, например, при окраске и сушке автомобилей. В способе термической переработки вспомогательного материала, вводимого в поток неочищенного газа, насыщенный вредным органическим веществом в форме перераспыла краски, для очистки неочищенного газа и вместе с органическим вредным веществом образующего устойчивую систему из вредного вещества и вспомогательного материала. Способ включает в себя подачу системы из вредного вещества и вспомогательного материала и нагретого относительно нормальных условий потока несущего газа в термическое перерабатывающее устройство. Затем осуществляют химическое преобразование по меньшей мере части органического вредного вещества для создания переработанного вспомогательного материала. После этого производят отделение переработанного вспомогательного материала от насыщенного органическим вредным веществом вспомогательного материала путем транспортировки посредством газового течения. Кроме того, осуществляют отвод переработанного вспомогательного материала из термического перерабатывающего устройства. Для осуществления способа используют перерабатывающую установку для термической переработки вспомогательного материала, вводимого в поток неочищенного газа, насыщенный вредным органическим веществом в форме перераспыла краски, для очистки неочищенного газа и вместе с органическим вредным веществом образующего устойчивую систему из вредного вещества и вспомогательного материала. Перерабатывающая установка включает термическое
