DE3721039C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von gewerb
lichen Abgasen, welche dampfförmige und/oder leicht konden
sierbare Schadstoffe enthalten. Abgase der genannten Art fal
len beispielsweise bei Trockenreinigungsprozessen und bei der
Herstellung von siliciumorganischen Verbindungen an.
Aus DE-PS 27 01 938 (ausgegeben am 26. Juni 1980, H.-G. Krug
mann) ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Lösungsmitteln
aus Trockenreinigungsanlagen bekannt. Das Abgas wird hierbei
in ein gekühltes Tauchbad, vorzugsweise in Tetrachlorethylen
von -20°C, geleitet. In DE-OS 32 10 236 (offengelegt am 29.
September 1983, M. Nitsche) ist ein Abgasreinigungsverfahren
beschrieben, während dessen in einem ersten Schritt das Abgas
im Gegenstrom zu einer gekühlten Umlaufflüssigkeit geleitet
und in einem zweiten Schritt durch eine Adsorberfüllung, bei
spielsweise aus Aktivkohle, geführt wird. In einem Artikel
von M. Nitsche (Fette, Seifen, Anstrichmittel, 86. Jahrgang,
Seiten 117 bis 121 [1984]) werden mehrere Verfahren zur
Rückgewinnung organischer Lösungsmittel aus Abluftströmen
gegenübergestellt. So werden Methoden zur Kondensation bei
indirekter und direkter Kühlung, Absorption in Flüssigkeiten
und Adsorption an Aktivkohle erläutert.
Aufgabe der Erfindung war es, Abgase, insbesondere hochbela
dene, welche dampfförmige und/oder leicht kondensierbare so
wie gegebenenfalls zusätzliche Stäube und/oder schwer konden
sierbare schädliche Gase enthalten, in solchem Maße von den
genannten Verunreinigungen zu befreien, daß die so gereinig
ten Gase moderne Abgasnormen erfüllen. Insbesondere war es
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Abgase zu reinigen, welche
bei der Herstellung und Verarbeitung von siliciumorgani
schen Verbindungen anfallen.
Die genannten Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung
dadurch gelöst, daß ein Verfahren entwickelt wurde zur Reini
gung gewerblicher Abgase von dampfförmigen und/oder leicht
kondensierbaren Schadstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man
diese Gase
- a) in einem indirekt gekühlten Wärmetauscher abkühlt und
- b) durch einen direkt mit einem Siliconöl gekühlten Wärme tauscher leitet.
Im oben beschriebenen Schritt a) kann gegebenenfalls ein Teil
der Schadstoffe agglomeriert und/oder kondensiert werden.
Enthalten die Abgase, die durch das erfindungsgemäße Verfah
ren gereinigt werden sollen, Staub oder ähnlich feindisperse
Feststoffe, so kann es ratsam sein, sie vor Eintritt in das
erfindungsgemäße Verfahren zu entstauben. Dies kann durch
Staubfilter, Elektroabscheider oder Zyklone erreicht werden,
welche vorzugsweise bei Temperaturen arbeiten, bei denen sich
die dampfförmigen und/oder leicht kondensierbaren Komponenten
des Abgases noch nicht oder nur in geringer Menge in flüssi
ger Form niederschlagen können. Beim Entstauben sind, sofern
eine Beheizung aus dem o. g. Grund notwendig ist, insbesondere
Brüdenfilter, d. h. mit Dampf beheizte Staubfilter, bevorzugt.
Die (nunmehr) staubarmen Abgase werden im Rahmen des erfin
dungsgemäßen Verfahrens in einem indirekt gekühlten Wärmetau
scher abgekühlt. Vorzugsweise wird ein Rohrbündel-Wärmetau
scher eingesetzt, wobei das zu reinigende Abgas innerhalb der
Rohre geführt wird. Im indirekt gekühlten Wärmetauscher kann
das Abgas bei Drücken über und unter 0,1 MPa (abs.) gefahren
werden. Zur Erleichterung der Kondensation der zu kondensie
renden Abgaskomponenten kann Überdruck, beispielsweise bis zu
1 MPa (abs.), angewandt werden. Es ist jedoch bevorzugt, das
Abgas etwa beim Druck der umgebenden Atmosphäre, also 0,09
bis 0,11 MPa (abs.) durch den indirekt gekühlten Wärmetau
scher zu führen. Die Temperatur des Kühlmediums sollte vor
zugsweise so hoch gewählt werden, daß keine oder nur eine ge
ringe Menge eventuell vorhandener kristallisierbarer Abgas
bestandteile, wie beispielsweise Wasser, ausgefrieren. In die
sem indirekt gekühlten Wärmetauscher kondensierte Abgas
bestandteile können, abhängig von ihrer Zusammensetzung, direkt
in die Anlagen, aus denen das Abgas stammt, zurückgeführt
werden; gegebenenfalls ist eine beispielsweise destillative
Auftrennung des Kondensats vor dessen Rückführung in die ge
nannten Anlagen oder vor einer anderen Weiterverwendung von
Vorteil. Mit dem aus dem indirekt gekühlten Wärmetauscher ab
laufenden Kondensat werden auch noch, sofern im Abgas noch
vorhanden, kleinere Mengen an Staubpartikeln aus dem Abgas
ausgewaschen.
Das auf die vorstehend beschriebene Weise von höhersiedenden
Komponenten und, falls im zu reinigenden Abgas zugegen, von
Staub und ähnlichen feindispersen Feststoffen befreite Abgas
wird nun durch einen direkt durch ein Siliconöl gekühlten
Wärmetauscher geleitet. Vorzugsweise liegt die Temperatur des
zur Kühlung verwendeten Siliconöls unterhalb der Austritts
temperatur des Abgases aus dem indirekt gekühlten Wärmetau
scher. Zur Kühlung bzw. als Absorptionsmittel eignet sich je
des Siliconöl, dessen Stockpunkt weit genug unterhalb der ge
wünschten Kühltemperatur liegt und das mit den Komponenten
des Abgases, wie es am Austritt aus dem indirekt gekühlten
Wärmetauscher anfällt, keine unerwünschten chemischen Reak
tionen eingeht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es
bevorzugt, daß man als Siliconöl Hexamethyldisiloxan bzw. ein
Gemisch aus Hexamethyldisiloxan und höhersiedenden
Organosiloxanen einsetzt.
Aufgrund seines niedrigen Stockpunkts, seiner leichten
Zugänglichkeit und seines chemischen Verhaltens ist insbesondere
Hexamethyldisiloxan als Kühlmedium bzw. als Absorbens für den
direkt gekühlten Wärmetauscher bevorzugt. Die Temperatur des
als Kühlmittel bzw. als Absorbens verwendeten Siliconöls wird
so gewählt, daß der Anteil der oberhalb des Stockpunkts des
Siliconöls kondensierbaren und/oder der in dem Siliconöl lös
lichen Abgaskomponenten nach Austritt aus dem direkt
gekühlten Wärmetauscher den gewünschten Normen entspricht.
Als Ausführungsformen des mit Siliconöl direkt gekühlten
Wärmetauschers eignen sich im Prinzip alle für den Stoff- und
Wärmeaustausch zwischen flüssigen und gasförmigen Phasen
bekannten Apparate. Beispiele für solche Apparate sind
Blasensäulen, im Gegenstrom betriebene Füllkörperkolonnen,
Scheibel-, Glockenboden- oder Siebbodenkolonnen. Vorzugsweise
wird der direkt mit Siliconöl gekühlte Wärmetauscher bei 0,09
MPa (abs.) bis 0,11 MPa (abs.) Druck, bezogen auf das zu
reinigende Abgas, gefahren, insbesondere bei dem durch
Regelung der gewünschten Abgasströmungsgeschwindigkeit durch
die Strömungswiderstände des Siliconöls und eventuell
vorhandener Einbauten einstellenden, gegenüber dem Druck der
umgebenden Atmosphäre erhöhten Druck des zu reinigenden
Abgases. Das mit Abgaskomponenten beladene Siliconöl kann von
diesen Komponenten wieder befreit werden. Werden relativ
niedrigsiedende Siliconöle, wie beispielsweise
Hexamethyldisiloxan, verwendet, so empfiehlt sich die Reini
gung des Öls durch einfache oder fraktionierte Destillation
oder durch Rektifikation. Das auf diese Weise gereinigte Öl
kann in den direkt gekühlten Wärmetauscher zurückgeführt
werden.
Im Laufe der vorgenannten Verfahrensschritte wird das Abgas
weitestgehend von seinen leicht kondensierbaren und in Sili
conöl absorbierbaren unerwünschten Komponenten befreit. An
teile von bis zu etwa 10 Gew.-% Wasser wirken nicht störend
auf den Betriebszustand. Das Wasser/Eis-Phasengemisch kann
kontinuierlich aus dem Prozeß ausgeschleust werden. Es kann
jedoch von Vorteil sein, weitere Komponenten aus dem Abgas zu
entfernen. Beispiele für solche Komponenten sind basische
oder saure Gase oder Gase, die mit Wasser zu Säuren oder
Basen reagieren, wie Chlorwasserstoffgas, Ammoniak und Stick
oxide. Sind solche Komponenten im nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren zu reinigenden Abgas zugegen, so wird dieses Abgas
vorzugsweise im Anschluß an die vorstehend beschriebenen Ver
fahrensschritte einer Gaswäsche unterzogen. Beispiele für
geeignete Gaswäscher sind Riesel- und Sprühtürme, Boden- und
Füllkörperkolonnen und Dünnschichtabsorber.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen von Abgasen kann
in Gegenwart von Inertgas, beispielsweise Stickstoff, durch
geführt werden, z. B. bei Prozessen mit Gasinhaltsstoffen, die
zünd- bzw. explosionsfähig sind. Wird dem zu reinigenden Ab
gas während oder zwischen einem oder mehreren der vorgenann
ten Verfahrensschritte Inertgas zudosiert, so ist es, je nach
der Art des zu reinigenden Abgases, möglich, daß das nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren gereinigte Gas fast ausschließ
lich Inertgas und/oder andere inerte Gase enthält. In diesem
Fall kann das gereinigte Gas ganz oder teilweise an einer
oder an mehreren Stellen in die vorstehend beschriebene Anla
ge zum Reinigen von gewerblichen Abgasen zurückgeführt werden
(Kreislaufführung des Inertgases).
Die zu reinigenden Abgase und die Inertgase können durch Ver
dichter beschleunigt werden. Beispiele für solche Verdichter
sind Kolben-, Kreisel-, Rotations- und Treibmittelverdichter.
Sollten die zu reinigenden Abgase korrosiv sein, so sind die
vom Abgas beströmten Flächen wie Rohrleitungen, Verdichter,
Wärmetauscher etc., entsprechend auszulegen, sei es durch
Schützen der Oberfläche durch Kunststoffe wie Gummierung,
Emaillierung oder Beschichtung mit PTFE, sei es durch Auswahl
passiver oder passivierender Werkstoffe, wie hochlegierte
Stähle, beispielsweise Chrom-Nickel-Stähle, wie V4A oder von
PTFE, Glas und dergleichen mehr.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Rei
nigung siliciumorganische Verbindungen enthaltenden Abgasen,
nicht zuletzt deshalb, weil siliciumorganische Verbindungen
sehr gut von dem im direkt gekühlten Wärmetauscher als Kühl-
und Absorptionsmedium enthaltenen Siliconöl absorbiert und
gelöst werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich je
doch auch zur Rückgewinnung von leichtflüchtigen Lösungsmit
teln aus Abgasen, wie sie beispielsweise bei der chemischen
Reinigung von Textilien, bei der Entfettung von Metallen und
bei der Extraktion anfallen.
Im nachfolgenden Beispiel wurde ein Abgas gereinigt, das
hochdisperse Kieselsäure, Ammoniak und siliciumorganische
Verbindungen (hauptsächlich Trimethylsilanol, Hexamethyldi
silazan und Hexamethyldisiloxan) enthielt.
Die Apparatur bestand neben Rohrleitungen, Verdichtern bzw.
Gebläsen und Meßeinrichtungen insbesondere aus
- a) Brüdenfilter: Ref.-Nr. A 4-402 der Firma Technotrade (CH-8610 Uster);
- b) Rohrbündelwärmetauscher; Kühlmittel: Sole von -2°C;
- c) Direkt gekühlter Wärmetauscher (Blasensäule):
"Frigosolver" 80/200 SkAou der Firma Citex Maschinen-
Apparatebau Alfred Krugmann (D-2000 Hamburg)
Kühlmittel: Hexamethyldisiloxan/Polydimethylsiloxan (Viscosität bei 25°C: 80-150 mm2/s) einer Temperatur von -20°C; - d) Ammoniakwäscher: Type 1.D.309 der Firma Sulzer (CH-8401 Winterthur);
- Waschflüssigkeit: Vollentsalztes Wasser
Abgasstrom: 160 m³/h, davon 150 m³/h Inertgas (Stickstoff).
In der folgenden Tabelle sind die jeweiligen Temperaturen und
Konzentrationen der Verunreinigungen angegeben.
Claims (2)
1. Verfahren zur Reinigung gewerblicher Abgase von dampf
förmigen und/oder leicht kondensierbaren Schadstoffen, da
durch gekennzeichnet, daß man diese Gase
- a) in einem indirekt gekühlten Wärmetauscher abkühlt und
- b) durch einen direkt mit einem Siliconöl gekühlten Wärme tauscher leitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man als Siliconöl Hexamethyldisiloxan bzw. ein Gemisch
aus Hexamethyldisiloxan und höhersiedenden Organosiloxanen
einsetzt.
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-
1987
- 1987-06-25 DE DE19873721039 patent/DE3721039A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19810993A1 (de) * | 1998-03-13 | 1999-09-16 | Doczyck Wolfgang | Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Siloxanen aus Biogasen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3721039A1 (de) | 1989-01-05 |
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