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Verfahren zum Entfernen von Lösungsmittelrückständen aus
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Schüttungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von
Lösungsmittelrückständen aus Schüttungen mit Dampf.
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Wegen der begrenzten thermischen Stabilität der in der Regel organischen
Lösungsmittelrückstände darf der zu deren Entfernung dienende Dampf nur wenig überhitzt
sein. Auf der anderen Seite darf der Fluiddampf in der Schüttung selbst nicht kondensieren
damit diese nach der vollständigen Entfernung der Lösungsmittelrückstände aus der
Schüttung trokken bleibt. Zur Verdampfung dieser flüssigen Lösungsmittelrückstände
in der Schüttung ist daher bei den bekannten Verfahren eine erhebliche Frischdampfmenge
und somit ein hoher Energieaufwand für die Erzeugung des Fluiddampfes erforderlich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs angegebenen Art mit möglichst geringem Energieaufwand zu entwickeln.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil des
durch die Schüttung geleiteten, beladenen Dampfes
verdichtet, erhitzt
und dem Frischdampf zugemischt wird, ehe dieser in die Schtütung eingeleitet wird.
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Der in die Schüttung eingeleitete Dampf, erfüllt zwei Aufgaben, in
dem er 1. als Wärmeträger die zur Verdampfung der flüssigen, organischen Lösungsmittelrückstände
benötigte Wärme liefert 2. als Stofftrager zum Abtransport der in den Fluiddampf
übergehenden verdampften organischen LBsungsmittelrUckstände dient.
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Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt nun die Erkenntnis zugrunde,
daß Frischdampf, ausschließlich verwendet als Strippdampf sehr schlecht ausgenutzt
wird, da er nur die (geringfügige) Überhitzungswärme zur Verdampfung der flüssigen,
organischen Lösungsmittelrückstände abgeben darf.Deshalb sind bisher große Frischdampfmengen
erforderlich gewesen, die nach dem Strippen wieder niedergeschlagen werden. Zur
Uberhitzung des Dampfes ist aber nur eine verhältnismäßig geringe Wärmemenge zuzuführen,
während zu seiner Verdampfung der Hauptanteil aufgebracht werden muß. Dieser Teil
ist aber im obengenannten Verfahren nicht nutzbar. Um seine Aufgabe als Stoffträger
zu erfüllen, ist eine wesentlich geringere Frischdampfmenge erforderlich.
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Erfindungsgemäß wird zum Entfernen der Lösungsmittelrückstände aus
einer Schüttung nur soviel Frischdampf bereitgestellt, wie zum Stofftransport benötigt
wird. Diese Frischdampfmenge wird durch bereits verwendeten, beladenen Fluiddampf
ergänzt.
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Dem beladenen Fluiddampf ist vor der Wiederverwendung lediglich die
im vorausgegangenen Strippvorgang in der Schüttung zur Verdampfung des organischen
Lösungsmittels abgegebene
Uberhitzungswärme zuzuführen.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
somit darin, daß erhebliche Mengen an Frischdampf und daher auch die zur Verdampfung
der eingesparten Frischdampfmenge erforderliche Wärme eingespart werden können.
Damit kann der Energieaufwand der bekannten Verfahren deutlich reduziert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird
der verdichtete, beladene Dampf imWärmetauschmit kondensierendem Frischdampf erhitzt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es von Vorteil, den
beladenen Dampf mittels eines Ejektors zu verdichten.Da ohnehin eine bestimmte Menge
an Frischdampf benötigt wird, kann dieser Dampf als Treibdampf den wieder verwendeten,
beladenen Dampf verdichten. Aufgrund der Einfachheit und Robustheit der hierfür
erforderlichen Vorrichtungen ist diese Verfahrensweise für die praktische Anwendung
besonders geeignet und zudem hinsichtlich Betriebs- und Investitionskosten preiswert.
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Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, den beladenen Fluiddampf
in einem mechanischen Verdichter oder in einer Kombination aus mechanischem Verdichter
und einem Ejektor zu verdichten.
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Im folgenden soll anhand schematischer Skizzen ein Ausführungsbeispiel
beschrieben werden: Es zeigen: Figur 1 ein Verfahrensschema mit einem mechanischen
Verdichter
Figur 2 ein Verfahrensschema mit einem Ejektor Im Ausführungsbeispiel
soll das Entfernen von Perchloräthylen-Rückständen aus einer Schüttung mit Hilfe
von Wasser dampf als Strippgas beschrieben werden. Bei der Knochenextraktion beispielsweise
werden zunächst Fett und Wasser aus den Rohknochen mittels Perchloräthylendampf
vollständig aus den Knochen entfernt. Die Knochen befinden sich dazu gemäß Figur
1 in einem Behälter 5. Die am Ende in der Knochenschüttung verbleibende Restmenge
an flüssigem Perchloräthylen wird durch Ausstrippen mit überhitztem Wasserdampf
entfernt. Hierzu wird Frischdampf von mittlerem Druck (beispielsweise 20 bar) aus
einem Dampferzeuger 7 über Leitung 8 bereitgestellt, im Reduzierventil 4 entspannt,
somit leicht überhitzt und in den Behälter 5 eingeleitet. Der mit Perchloräthylen
beladene Strippdampf wird vom Kopf des Extraktionsbehälters 5 über Leitung 9 abgezogen.
Ein Teil des beladenen Strippdampfes wird in einem Kondensator 10 niedergeschlagen.
Das in flüssiger Phase mit Wasser nicht mischbare Perchloräthylen kann anschließend
leicht im Dekanter 11 abgetrennt werden. Erfindungsgemäß wird jedoch der Hauptanteil
des beladenen Strippdampfes über eine Leitung 1 von einem Verdichter 2 angesaugt
und verdichtet, in einem Wärmetauscher 3 überhitzt und dem Behälter 5 gemeinsam
mit dem zusätzlich noch erforderlichen Frischdampf erneut zugeführt. Zur Überhitzung
des beladenen Strippdampfes wird aus Leitung 8 Frischdampf entnommen, der im Wärmetauscher
3 kondensiert und über den Kondensatbehälter 13 abgeleitet wird.
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Gemäß Figur 2, in der übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugsziffern
versehen sind, ist der Verdichter 2 und das Reduzierventil 4 gemäß Figur 1 durch
einen Ejektor 12 ersetzt. Der erforderliche Treibdampf wird durch den Dampferzeuger
7 bereitgestellt. Dem Ejektor wird Treibdampf in
der für den Stofftransport
erforderlichen Menge zugeführt.Im Kondensator 10 wird eine der zugeführten Frischdampfmenge
entsprechende Dampfmenge niedergeschlagen.
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Ein Vergleich des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem konventionellen
Verfahren zeigt den unterschiedlich hohen Frischdampfbedarf dieser Verfahren. Wurde
in bisherigen Verfahren Perchloräthylen durch Strippen mittels Frischdampf entfernt,
so waren erhebliche Wärmemengen erforderlich, da ca. 90% der dem Wasserdampf zugeführten
Wärme für die Verdampfung aufzubringen sind, während für die Oberhitzung die restlichen
10% ausreichen.
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Hierbei wird Dampf aus einem Dampferzeuger in einem Reduzierventil
entspannt, dabei leicht überhitzt und in den Extraktionsbehälter eingeleitet. Der
mit Perchloräthylen beladene Strippdampf wurde abgezogen und niedergeschlagen.
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Um z.B. 10 t Perchloräthylen entfernen zu können sind dabei 25 t Frischdampf
erforderlich.
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Erfindungsgemäß ist die in der Schüttung eingeblasene Dampfmenge gleich
groß (25 t). Es werden jedoch nun noch 6 t Frischdampf benötigt, da 20 t beladener
Dampf mit 5 t Frischdampf gemischt werden und darüber hinaus 1 t Frischdampf zur
Überhitzung des beladenen Dampfes ausreicht.
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Erfindungsgemäß wird somit der Frischdampfanteil auf das für die Stoffübertragung
erforderliche Maß und damit der Energieaufwand beim Strippen erheblich reduziert.