SE466322B

SE466322B - SETTING TO MINIMIZE EMISSIONS AND EXPOSURE TO SOLVENTS AND OTHER SUBSTANCES

Info

Publication number: SE466322B
Application number: SE9001971A
Authority: SE
Inventors: B Johansen
Original assignee: Int Fiber Products Ab
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1992-01-27
Also published as: SE9001971D0; AU7968091A; SE9001971L; WO1991019143A1

Description

466 522 10 15 20 25 30 35 Det är således tillåtet att öka utsläpp under förutsättning att dessa sker på många små och därmed oekonomiska enheter. 466 522 10 15 20 25 30 35 It is thus permissible to increase emissions provided that these occur in many small and thus uneconomical units.

Bakgrunden till ovanstående problem torde ligga i att man varit låst i den föreställningen att den inre miljön på en arbetsplats endast kan skyddas genom förorening av stora luftmängder, vilka då får en sådan volym och har en sådan låg koncentration av föroreningar att det är omöjligt att rena dem till rimliga kost- nader före utsläpp i atmosfären.The background to the above problems probably lies in the notion that the internal environment of a workplace can only be protected by pollution of large amounts of air, which then have such a volume and have such a low concentration of pollutants that it is impossible to clean them at reasonable costs before emissions into the atmosphere.

Till grund för uppfinningen ligger således uppgiften att åstad- komma ett sätt att av toxiska, ekonomiska eller andra skäl i största möjliga utsträckning förhindra att i kemiska processer förekommande flyktiga ämnen hamnar i luften i arbetslokaler el- ler utanför dessa och att möjliggöra återvinning av nämnda flyk- tiga ämnen ur evakueringsluft från en process.The object of the invention is thus to provide a way of preventing, for toxic, economic or other reasons, as far as possible volatile substances present in chemical processes from ending up in the air in or outside workplaces and to enable recycling of said flights. substances from evacuation air from a process.

Dessa och andra uppgifter löses vid det inledningsvis angivna sättet som enligt föreliggande uppfinning kännetecknas av att - att processen genomföres vid undertryck i en avgränsad kam- mare, - att evakueringsluft från processen komprimeras och kyls och att därvid utfallande kondensat avsepareras, och - att evakueringsluften sedan expanderas och att därvid ytter- ligare kondensat avsepareras.These and other tasks are solved in the initially stated method which according to the present invention is characterized in that - that the process is carried out under negative pressure in a delimited chamber, - that evacuation air from the process is compressed and cooled and that the resulting condensate is separated, and - that the evacuation air then expanded and that further condensate is separated off.

Genom återföring av utkondenserad vätska i processen förbättras även processekonomin. Vidare förutsätter sättet enligt uppfin- ningen endast evakuering av relativt små luftmängder och därmed bortfaller den stora energiförbrukningen för kylning/värmning och transport av de stora luftvolymer som är aktuella vid kon- ventionell teknik. Även om det är billigare per volymsenhet att transportera luft med fläktar än med kompressorer eller vakuum- pumpar är sättet enligt uppfinningen ändå väsentligt mindre energiförbrukande. Vidare blir koncentrationen av föroreningarna väsentligt högre per volymsenhet vid sättet enligt uppfinningen, vilket också möjliggör rening av luften. 10 15 20 25 30 35 '46e 322 Sättet enligt uppfinningen lämpar sig för många olika typer av processer där lösningsmedel eller andra flyktiga och/eller gif- tiga ämnen förekommer, sásom t.ex. inom plasttillverknings- och -bearbetningsindustri och lackeringsindustri.By returning condensed liquid in the process, the process economy is also improved. Furthermore, the method according to the invention only presupposes evacuation of relatively small amounts of air and thus the large energy consumption for cooling / heating and transport of the large air volumes that are relevant in conventional technology is eliminated. Although it is cheaper per unit volume to transport air with fans than with compressors or vacuum pumps, the method according to the invention is still significantly less energy consuming. Furthermore, the concentration of the pollutants becomes significantly higher per unit volume in the method according to the invention, which also enables purification of the air. 46 15 322 The method according to the invention is suitable for many different types of processes where solvents or other volatile and / or toxic substances are present, such as e.g. in the plastics manufacturing and processing industry and painting industry.

Enligt en utföringsform av uppfinningen genomföres komprime- ringen och kylningen i tvâ eller flera steg, varigenom renings- graden kan ökas till önskad nivå.According to an embodiment of the invention, the compression and cooling are carried out in two or more steps, whereby the degree of purification can be increased to the desired level.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen utnyttjas den expanderade kylda evakueringsluften i processen för kylning i undertryckskammaren.According to another embodiment of the invention, the expanded cooled evacuation air is used in the process of cooling in the vacuum chamber.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen utnyttjas vätske- ring- eller vätskestràlpumpar för evakuering, varvid som vätska används ett flyktigt ämne vars närvaro i luften skall förhind- ras.According to another embodiment of the invention, liquid ring or liquid jet pumps are used for evacuation, a volatile substance being used as liquid, the presence of which in the air must be prevented.

Sättet enligt föreliggande uppfinning lämpar sig särskilt väl men icke uteslutande för användning vid plastsprutning, varvid särskilt kan nämnas sprutning av polyester-styren-harts pà glas- fiber. Styren är mycket flyktigt och toxiskt, och dess stora temperaturkänslighet innebär också problem. Över ca 50°C polyme- riserar styrenet till polystyren, vilket innebär att luft inne- hållande styren inte kan komprimeras pà konventionellt sätt.The method according to the present invention is particularly well suited but not exclusively for use in plastic spraying, in particular mentioning spraying of polyester-styrene resin on glass fiber. Styrene is very volatile and toxic, and its high temperature sensitivity also causes problems. Above about 50 ° C, the styrene polymerizes into polystyrene, which means that air containing styrene cannot be compressed in a conventional way.

Ytterligare fördelar, kännetecken och ändamål med uppfinningen kommer att framgå av nedanstående detaljerade beskrivning av ett utföringsexempel av uppfinningen, i anslutning till den bifogade ritningarn, pá vilken figuren visar ett flödesdiagram för genomförande av proces- sen enligt uppfinningen i samband med arbete med flyktiga lös- ningsmedel.Further advantages, features and objects of the invention will become apparent from the following detailed description of an embodiment of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which the figure shows a flow chart for carrying out the process according to the invention in connection with work with volatile solvents. means.

Figuren visar schematiskt en arbetslokal, betecknad med 1, i vilken en anläggning för genomförande av en lösningsmedelsbase- rad process inrymmes. I en kammare 2 arbetar en robot 3. Roboten 466 322 10 15 20 25 30 35 förses med råvara i form av material innehållande lösningsmedel från en tank 4 via ledningen 4'. En reningsanläggning, som kom- mer att beskrivas mer i detalj nedan, evakuerar robotkammaren 2.The figure schematically shows a workroom, denoted by 1, in which a plant for carrying out a solvent-based process is housed. In a chamber 2 a robot 3 works. The robot 466 322 10 15 20 25 30 35 is supplied with raw material in the form of material containing solvent from a tank 4 via the line 4 '. A treatment plant, which will be described in more detail below, evacuates the robot chamber 2.

Den avdragna evakueringsluften komprimeras och kyls varigenom lösningsmedlet i evakueringsluften kondenseras. Lösningsmedlet áterföres till tanken 4 samtidigt som reningsanläggningen via värmeväxlare värmer resp. kyler där så erfordras. Mekanisk energi utvinnes i det här visade utföringsexemplet och denna áterföres till processen när den komprimerade luften efter re- ning expanderas till atomsfärstryck.The extracted evacuation air is compressed and cooled, whereby the solvent in the evacuation air is condensed. The solvent is returned to the tank 4 at the same time as the purification plant via heat exchanger heats resp. cool where required. Mechanical energy is extracted in the exemplary embodiment shown here and this is returned to the process when the compressed air after purification is expanded to atomic pressure.

Kammaren 2 evakueras via en ledning 2' till en komprimeringsan- ordning 5, vilken komprimerar luften under kylning, varvid lös- ningsmedlet kondenserar och áterföres via ledningen 6 till tanken 4. Kylningen innebär att värme tillföres lokalen 1, vil- ket sker via en värmeväxlare 7. Den komprimerade luften, som ge- nom kylning befriats från erforderlig del av lösningsmedel, går nu vidare i sitt kylda tillstànd till en expansionskammare i vilken luften under expansion avger mekanisk energi till en tryckluftsmotor 8, som lämnar ett bidrag till driften av kompri- meringsanordningen, vilket antytts på ritningen med pilen 9. När luften expanderar i tryckluftsmotorn 8 sjunker temperaturen yt- terligare, varvid mer lösningsmedel kondenserar och áterförs via ledningen 12 till tanken 4. Den kalla luften efter tryck- luftsmotorn 8 användes därefter till att via värmeväxlaren 10 kyla delar av fabrikationsprocessen. Om den dessutom efter vär- meväxlaren 7 men före tryckluftsmotorn 8 kyler reningsprocessen kommer lägre temperaturer att uppnås men på bekostnad av värme- utbytet i värmeväxlaren 7. Luften som nu ökat i temperatur under passagen genom värmeväxlaren lO_lämnar lokalen genom kanalen ll.The chamber 2 is evacuated via a line 2 'to a compression device 5, which compresses the air during cooling, whereby the solvent condenses and is returned via the line 6 to the tank 4. The cooling means that heat is supplied to the room 1, which takes place via a heat exchanger 7. The compressed air, which has been released from the required part of the solvent by cooling, now proceeds in its cooled state to an expansion chamber in which the air during expansion emits mechanical energy to a compressed air motor 8, which makes a contribution to the operation of the compressor. As the air expands in the compressed air motor 8, the temperature drops further, with more solvent condensing and returning via line 12 to the tank 4. The cold air after the compressed air motor 8 is then used to via the heat exchanger 10 cooling parts of the manufacturing process. If it also cools the purification process after the heat exchanger 7 but before the compressed air engine 8, lower temperatures will be achieved but at the expense of the heat exchange in the heat exchanger 7. The air which has now increased in temperature during the passage through the heat exchanger 10_ leaves the room through the duct ll.

För att undvika isbildning i processen kan det vid vissa tryck- förhållanden vara lämpligt att torka luften med känd teknik som till exempel med adsorptionstork före enheten 7. Beroende på typ av lösningsmedel och de för den aktuella processen rådande tryckförhàllandena, kan det vid andra tillfällen vara lämpligt att låta vattenångan kondensera med lösningsmedlet och om så er- fordras därefter separera vatten och lösningsmedel med känd tek- få* 10 15 20 '4se s22 nik.In order to avoid icing in the process, it may be appropriate in certain pressure conditions to dry the air with known technology such as with adsorption dryer before unit 7. Depending on the type of solvent and the pressure conditions prevailing for the process in question, it may at other times be it is appropriate to allow the water vapor to condense with the solvent and, if necessary, then separate water and solvent with known technology * 10 15 20 '4se s22 nik.

I anslutning till figuren har en anläggning som arbetar enligt uppfinningen beskrivits generellt. När t.ex. styren ingår som lösningsmedel i en process användes företrädesvis en vätskering- pump eller en vätskestràlpump i komprimeringsanläggningen, var- vid styren är den cirkulerande vätskan, som kyls kontinuerligt genom den ovan beskrivna luftcykeln eller genom kylning pà kon- ventionellt sätt med cirkulerande kylmedium, t.ex. freoner. Här- igenom kan temperaturen i reningssteget hållas väl under den kritiska temperatur där styren självpolymeriserar, som är ca 50°C.In connection with the figure, a plant operating according to the invention has been described in general. When e.g. styrene is used as a solvent in a process, preferably a liquid ring pump or a liquid jet pump is used in the compaction plant, the styrene being the circulating liquid which is cooled continuously by the air cycle described above or by cooling in a conventional manner with circulating cooling medium, t. ex. freoner. As a result, the temperature in the purification step can be kept well below the critical temperature where the styrene self-polymerizes, which is about 50 ° C.

Komprimeringsgraden för evakueringsluften kan också ökas med hjälp av exempelvis en skruvkompressor, varvid kylningen sker pà en högre nivà. Kylmaskineriet kan dà uteslutas eftersom skruv- kompressorn fungerar som värmepump. På grund av i skruvkompres- sorn uppträdande höga temperaturer lämpar sig denna dock inte för t.ex. styren.The degree of compression of the evacuation air can also be increased by means of, for example, a screw compressor, whereby the cooling takes place at a higher level. The cooling machinery can then be excluded because the screw compressor acts as a heat pump. However, due to high temperatures occurring in the screw compressor, this is not suitable for e.g. styrene.

Tryckluftsmotorn 8 utgör icke en nödvändig del av processen och beroende pà de specifika förhållandena i det enskilda fallet kan 'den användas eller uteslutas.The compressed air motor 8 does not form a necessary part of the process and depending on the specific conditions in the individual case it can be used or excluded.

Claims

466 322 10 15 20 25 30 35 P a t e n t k r a v

1. Ways to minimize emissions of and exposure to solvents and other volatile substances in a solvent-based process taking place in a workroom, characterized by - the process being carried out under negative pressure in a defined chamber, compressed and cooled and that the resulting condensate is separated, and - that the evacuation air is then expanded and that further condensate is separated.

2. A method according to claim 1, characterized in that the compaction and cooling is carried out in two or more steps, whereby the degree of purification can be increased to the desired level.

3. A method according to claim 1, characterized in that the expanded cooled evacuation air is used for cooling in the process.

4. A method according to claim 1, characterized in that liquid ring or liquid jet pumps are used for evacuation and / or compression, the volatile substance whose presence in the air is to be prevented being used as liquid.

5. A method according to claim 1, characterized in that the expansion of the evacuation air takes place in a compressed air motor.

6. A method according to claim 1, characterized in that the volatile substance is styrene.

7. A method according to claim 1, characterized in that the process is a process for spraying polyester-styrene resin on glass fiber.