DE3810705C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Lösemitteln
aus einem Gas gemäß Anspruch 1.
Bei vielen Bearbeitungsverfahren werden Lösemittel freige
setzt, die zusammen mit einem Gas, wie z. B. Stickstoff oder
Luft aus dem System entweichen. Zu diesen Lösemitteln gehören
insbesondere auch halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie bei
spielsweise Methylenchlorid, Chloroform, Dichlorethan,
Trichlorethylen und Tetrachlorkohlenstoff. Aus Umweltschutz
gründen müssen diese Lösemittel aus dem Abgas entfernt werden.
Sie dürfen nicht ins Freie gelangen.
Allgemein üblich ist die Reinigung durch Adsorption, im
wesentlichen durch Aktivkohle. Bei hoch mit Lösemitteln beladenen
Abgasströmen geht der Wirkungsgrad dieses Verfahrens
bedingt durch frei werdende Adsorptionswärme stark zurück.
Unter Umständen muß man zusätzlich unbeladene Gase hinzufügen,
um die Konzentration zu senken. Dadurch kann der Abluftstrom
vergrößert werden. Es entstehen hohe Investitionskosten.
Ferner kann die Verringerung von Lösemittelkonzentrationen
in Abluft- bzw. Abgasströmen durch Kondensation bewirkt werden.
Die Wirkung derartiger Verfahren kann durch Druckerhöhung
verbessert werden. Auch bei diesem Verfahren werden
häufig nicht die erforderlichen Reinheitsgrade erreicht, um
Gase an die Umwelt abgeben zu können.
Bekannt ist auch der Einsatz von Kondensationsanlagen, wo im
geschlossenen Gaskreislauf Lösemittel durch Kondensation
ausgeschieden werden und in einer Endstufe mittels eines
Aktivkohlefilterbettes die Entsorgung des Abgases erfolgt
(DE-PS 35 01 643). Dabei erfolgt die Desorption des Aktivkohlebettes
durch zusätzliche Energiezufuhr.
Im Verfahren zur Wiedergewinnung von Lösungsmitteln gemäß
der Lehre der DE-OS 30 42 082 wird zur Desorption ein heißer
Inertgasstrom benötigt. Ferner ist aus der DE-OS 36 14 450
ein Verfahren zur Abscheidung und Rückführung von flüchtigen
Lösemitteln aus Reinigungsanlagen bekannt. Dieses unterscheidet
sich von den vorstehend zitierten Verfahren im
wesentlichen durch die Wahl anderer Filtermedien, die jedoch
an dem Problem der zusätzlichen Energiezufuhr nichts ändern.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Entwicklung eines Ver
fahrens zur Entfernung von Lösemitteln aus Gasen, bei dem
eine möglichst verlustlose Entfernung des Lösemittels ge
währleistet wird, so daß das an die Umwelt abgegebene Gas
einen hohen Reinheitsgrad aufweist, und das Verfahren mit
geringen Betriebs- und Investitionskosten arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
- a) ein Verdichter (1) das mit Lösemitteln beladene Gas (Trägergas) und zusätzlich das von einer Adsorptions- Druckwechselanlage (6, 7) kommende Gas (Spülgas) an saugt und die gesamte Gasmenge verdichtet,
- b) der derart verdichtete Gasstrom einem Kühler (2) zuge führt wird, in dem das Lösemittel kondensiert, wenn sein Sättigungsdruck überschritten wird,
- c) das Kondensat in einem nachgeschalteten Abscheider (3) an einer Austrittsstelle (4) aus dem System entfernt wird,
- d) der mit Restlösemittel behaftete Gesamtgasstrom über ein Ventil (5) zu der Adsorptions-Druckwechselanlage geführt wird, in der das Gas in einen Adsorber (6) ge langt, worin das Restlösemittel von einem geeigneten Adsorptionsmittel adsorbiert und anschließend das ge reinigte Trägergas über ein Ventil (8) aus dem System entfernt wird, und
- e) das für die Desorption notwendige Spülgas nach der Reinigung hinter dem Ventil (8) entnommen und dem in Desorptionsstellung befindlichen Adsorber (7) zugelei tet wird, wo das vorher adsorbierte Restlösemittel aus dem Adsorber entfernt wird, d.h. vom Spülgas aufge nommen und dann über das Ventil (5) zum Verdichter (1) zurückgeführt wird.
Der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke ist in
der vorteilhaften Kombination des Verdichtungs-, Kondensa
tions- und Druckwechselverfahrens zu einem mehrstufigen Ver
fahren zu sehen, wodurch es auf eine weitaus wirtschaft
lichere Weise als bisher gelingt, Gas von Lösemitteln weit
gehend zu befreien, und zwar kann durch Recycling des Teil
stromes des Gases nahezu die gesamte Lösemittelmenge durch
Kondensation ausgeschieden werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson
dere darin, daß das Verfahren besonders für kleine Abgas
ströme mit hohen Lösemittelkonzentrationen geeignet ist und
gegenüber den bisher bekannten Verfahren eine wesentliche
Einsparung an Investitions- und Betriebskosten bedeutet.
Darüber hinaus ist auch der erforderliche Platzbedarf für
die Gesamtanlage gegenüber einer konventionellen Anlage
wesentlich geringer.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entfer
nung von Lösemitteln aus Abluft bzw. Abgas, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Systems entspre
chend einer abgewandelten erfindungsgemäßen Durch
führung des Verfahrens, wenn das im Abgas bzw. in der
Abluft enthaltene Lösemittel nahezu wasserunlöslich
ist.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, wird das mit Lösemitteln
behaftete Gas (Trägergas) und eine gewisse Spülgasmenge von
einem Verdichter 1 angesaugt und auf einen Druck von vor
zugsweise 10 bar verdichtet. Der derart verdichtete Gasstrom
wird einem Kühler 2 zugeführt, in dem ein Teil des Löse
mittels kondensiert, wenn der Sättigungsdruck des Lösemit
tels überschritten wird. Das kondensierte Lösemittel wird
dann über einen Abscheider 3 an einer Austrittsstelle 4 aus
dem System entfernt. Der mit Restlösemittel behaftete Gas
strom wird über ein Ventil 5 einer Druckwechselanlage zuge
führt.
Für einen kontinuierlichen Betrieb besteht die Druckwechsel
anlage aus zwei Adsorptionsbehältern 6 und 7, wobei der eine
Adsorber 6 in Adsorptionsstellung und der andere Adsorber
7 in Desorptionsstellung steht (bzw. umgekehrt), da Adsorp
tion und Desorption in ständigem Wechsel stattfinden. Selbst
verständlich können auch mehrere Adsorber eingesetzt werden
mit der Maßgabe, daß sie nicht alle gleichzeitig auf Adsorp
tion oder alle gleichzeitig auf Desorption geschaltet sein
dürfen. Die für das erfindungsgemäße Verfahren benutzte
Druckwechselanlage arbeitet in Intervallen zwischen 1 und
30 Minuten, jedoch vorzugsweise zwischen 3 und 10 Minuten.
Die Adsorption kann hierbei in Richtung von unten nach oben
oder von oben nach unten erfolgen. Die Desorption erfolgt
immer im Gegenstrom, d.h. im erstgenannten Fall von oben
nach unten. Dem Adsorberbehälter 6 wird der Gasstrom unter
einem erhöhten Druck zugeführt, so daß die Adsorption bei
einem Druck von 5 bis 25 bar, vorzugsweise bei einem Druck
von 10 bar durchgeführt wird, während die Desorption in dem
Adsorptionsbehälter 7 durch Entspannen des zu regenerieren
den Adsorbers z.B. auf Atmosphärendruck (Normaldruck) er
folgt.
Während des Adsorptionsprozesses wird das Lösemittel im Ad
sorberbehälter 6 an Adsorptionsmitteln adsorbiert und zum
weitaus größten Teil zurückgehalten. Dabei wird zu Beginn
des Adsorptionsprozesses am unteren Einlaßende des Adsorp
tionsbettes das Lösemittel zuerst adsorbiert und bewegt
sich mit zunehmender Adsorptionsdauer zum oberen Auslaßende
des Adsorberbettes hin. Es bilden sich zwei Adsorptions
zonen aus, und zwar eine Zone, in der die Konzentration des
Lösemittels vom gleichen Betrag wie die Eintrittskonzentra
tion ist, und eine Zone, in der die Konzentration auf einen
minimalen Wert abfällt. Diese zweite Zone wird allgemein als
Massenübergangszone bezeichnet. Der Adsorptionsvorgang im
Adsorptionsbehälter 6 wird beendet, bevor die Massenüber
gangszone den Adsorberaustritt erreicht oder zumindest eine
tolerierte Konzentrationsgrenze nicht überschritten wird.
Das gereinigte Gas verläßt über das Ventil 8 die Druck
wechselanlage. Am Leitungskreuzungspunkt x wird das not
wendige Spülgas abgezweigt. Das gereinigte Trägergas wird
über die Austrittsstelle 9 aus dem System ins Freie geführt.
Das entspannte Spülgas (etwa 15% der Gesamtgasmenge) fließt
zum Ventil 8 zurück und von dort zu dem in Desorptionsstel
lung befindlichen Adsorber 7. Dort entfernt es die vorher
aufgenommenen Lösemittel (Desorption). Das so mit Lösemit
teln angereicherte Spülgas wird über das Ventil 5 zum Ver
dichter 1 zurückgeführt. Am Leitungskreuzungspunkt y treffen
das Spülgas und das verunreinigte Abgas (Trägergas) zusam
men und werden vom Verdichter 1 angesaugt. Sodann laufen er
neut die vorstehend geschilderten Verfahrensschritte kon
tinuierlich ab und zwar derart, daß der gerade regenerierte
und in Desorptionsstellung befindliche Adsorber 7 durch ent
sprechende Umschaltung der Ventile 5 und 8 auf Adsorption
umgeschaltet wird, während der in Adsorptionsstellung be
findliche Adsorber 6 auf Desorption umgeschaltet wird.
Es sei weiterhin erwähnt, daß der Kühler 2 und der Abschei
der 3 zusammen in einer Baueinheit integriert sein können.
In Fig. 2 wird eine abgewandelte Ausführungsform des Verfah
rens gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Variante be
trifft Fälle, in denen die in der Abluft bzw. im Abgas ent
haltenen Lösemittel nahezu wasserunlöslich sind, und sich
neben Lösemitteln noch Feuchtigkeit im Abgas befindet. Es
kondensiert dann neben den Lösemitteln auch Wasser aus. In
einem Phasentrenner 10 kann zwar das Wasser von Lösemitteln
weitgehend getrennt werden, es enthält jedoch entsprechend
der Löslichkeit noch eine gewisse Lösemittelmenge. Wenn
es nicht erlaubt ist, den wäßrigen Teil so abzuleiten, kann
das Abwasser noch in einem Stripper 11 weitgehend von Löse
mitteln befreit werden. Die Bezugsziffern bezeichnen diesel
ben Bauteile des Systems wie in Fig. 1.
In entsprechender Weise, wie dies im Zusammenhang mit Fig.
1 beschrieben wurde, wird das mit Lösemittel und Feuchtig
keit behaftete Abgas vom Verdichter 1 angesaugt und dem
Kühler 2 sowie dem Abscheider 3 zugeführt. Neben dem Löse
mittel kondensiert auch Wasser. Dieses Wasser wird in einem
an den Abscheider 3 angeschlossenen Phasentrenner 10 vom
Lösemittel weitgehend getrennt. Das Wasser enthält jedoch
immer noch geringe Mengen von Lösemitteln, so daß es nicht
ohne weiteres abgeleitet werden kann. Der Phasentrenner 10
ist mit einem sogenannten Stripper 11 verbunden, in dem mit
Hilfe eines abgezweigten kleinen Teils des gereinigten Gases
(Strippgas) das Restlösemittel weitgehend aus dem Wasser
entfernt wird. Das vom Lösemittel gereinigte Wasser wird
an einer vom Stripper 11 ausgehenden Leitung an einer Aus
trittsstelle 12 als gereinigtes Abwasser abgeführt. Das mit
Lösemittel angereicherte Strippgas wird über eine Leitung
a zur Saugseite des Verdichters 1 zurückgeführt.
Zur Vergleichmäßigung des von der Druckwechselanlage kommen
den Spülgasstromes kann ein Pufferbehälter 13 dienlich sein,
der vor allem die beim Umschalten der Druckwechselanlage
auftretenden Druckstöße stark dämpft. Weiterhin sind im
Leitungssystem Druckregler 14 vorgesehen, da das Verfahren
in diesem Bereich unter einem erhöhten Druck steht und ein
reguliert werden muß. Zur Überwachung des fließenden Gas
stromes dienen in dem Leitungssystem an den entsprechenden
Stellen Durchflußmesser 15.
Bezugszeichenliste
1 Verdichter
2 Kühler
3 Abscheider
4 Austrittsstelle für das LM aus der Anlage
5 Ventil
6 Adsorberbehälter bzw. Desorptions- oder
7 Adsorptionsvorrichtung
8 Ventil
9 Austrittsstelle
10 Phasentrenner im Zusammenhang mit Fig. 2, wenn im Abgas mit Lösemittel noch zusätzlich Feuchtigkeit enthalten ist
11 Stripper
12 Austrittsstelle für das vom Stripper 11 abgeführte gereinigte Abwasser
13 Pufferbehälter zwischen dem Ventil 5 und der Saugseite des Verdichters 1 in Fig. 2
14 Druckregler
15 Durchflußmesser
x Leitungskreuzungspunkt
y Leitungskreuzungspunkt
a Leitung vom Stripper 11 zum Verdichter 1
2 Kühler
3 Abscheider
4 Austrittsstelle für das LM aus der Anlage
5 Ventil
6 Adsorberbehälter bzw. Desorptions- oder
7 Adsorptionsvorrichtung
8 Ventil
9 Austrittsstelle
10 Phasentrenner im Zusammenhang mit Fig. 2, wenn im Abgas mit Lösemittel noch zusätzlich Feuchtigkeit enthalten ist
11 Stripper
12 Austrittsstelle für das vom Stripper 11 abgeführte gereinigte Abwasser
13 Pufferbehälter zwischen dem Ventil 5 und der Saugseite des Verdichters 1 in Fig. 2
14 Druckregler
15 Durchflußmesser
x Leitungskreuzungspunkt
y Leitungskreuzungspunkt
a Leitung vom Stripper 11 zum Verdichter 1
Claims (2)
1. Verfahren zur Entfernung von Lösemitteln aus einem Gas,
dadurch gekennzeichnet, daß man
- a) in einem Verdichter (1) das mit Lösemitteln beladene Gas (Trägergas) und zusätzlich das von einer Adsorptions-Druckwechselanlage (6, 7) kommende Gas (Spülgas) ansaugt und die gesamte Gasmenge verdichtet,
- b) der derart verdichteten Gasstrom einem Kühler (2) zugeführt, in dem das Lösemittel kondensiert, sobald sein Sättigungsdruck überschritten wird,
- c) das Kondensat in einem nachgeschalteten Abscheider (3) an einer Austrittsstelle (4) aus dem System ent fernt wird,
- d) der mit Restlösemittel behaftete Gesamtgasstrom über ein Ventil (5) zu der Adsorptions-Druckwechselanlage führt, in der das Gas in einen Adsorber (6) gelangt, worin das Restlösemittel von einem geeigneten Adsorptionsmittel adsorbiert wird und anschließend das ge reinigte Trägergas über ein Ventil (8) aus dem System entfernt und
- e) das für die Desorption notwendige Spülgas nach der Reinigung hinter dem Ventil (8) entnimmt und dem in Desorptionsstellung befindlichen Adsorber (7) zuleitet, wo das vorher adsorbierte Restlösemittel aus dem Adsorber entfernt, d.h. vom Spülgas aufgenommen wird und dann über das Ventil (5) zum Verdichter (1) zurückführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Entfernung von Lösemitteln
aus einem Gas welches zusätzlich Wasser enthält, dadurch
gekennzeichnet, daß man
- a) das aus dem Gas auskondensierte Wasser in einem an den Abscheider (3) angeschlossenen Phasentrenner (10) vom Lösemittel weitgehend trennt,
- b) die mit geringen Lösemittelmengen angereicherte wäßri ge Phase aus dem Phasentrenner (10) dem Stripper (11) zuführt, in dem mit Hilfe eines abgezweigten kleineren Teilstroms des gereinigten und entspannten Gases die Lösemittel weitgehend aus dem Wasser entfernt werden und das gereinigte Abwasser an einer vom Stripper (11) ausgehenden Austrittsstelle (12) abführt,
- c) das im Stripper (11) mit Restlösemittel angereicherte Strippgas über eine Leitung (c) zur Saugseite des Verdichters (1) zurückführt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883810705 DE3810705A1 (de) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | Mehrstufiges verfahren zur entfernung von in einem gas enthaltenen loesemitteln |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883810705 DE3810705A1 (de) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | Mehrstufiges verfahren zur entfernung von in einem gas enthaltenen loesemitteln |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3810705A1 DE3810705A1 (de) | 1989-10-05 |
DE3810705C2 true DE3810705C2 (de) | 1990-10-31 |
Family
ID=6350999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883810705 Granted DE3810705A1 (de) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | Mehrstufiges verfahren zur entfernung von in einem gas enthaltenen loesemitteln |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3810705A1 (de) |
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1988
- 1988-03-25 DE DE19883810705 patent/DE3810705A1/de active Granted
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---|---|
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