DE4218451A1 - Verfahren zur Aufbereitung verunreinigter höhersiedender Lösemittel sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Aufbereitung verunreinigter höhersiedender Lösemittel sowie Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung ver
unreinigter, höhersiedender Lösemittel, bei welchem in
einem Verdampfungsprozeß alle Bestandteile des verunreinigten
Lösemittels mit Ausnahme der höhersiedenden Verunreinigungen
in Dampfform übergeführt werden und bei welchem nachfolgend
das Lösemittel kondensiert wird,
sowie eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit
- a) einer Verdampfungseinrichtung, in welcher alle Bestand teile des verunreinigten Lösemittels mit Ausnahme der höhersiedenden Verunreinigungen in Dampfform übergeführt werden;
- b) einem Kondensator, in welchem das Lösemittel aus der Dampfform kondensiert wird.
Als organisches Lösemittel bei der Reinigung von Textilien
und Leder wird bisher vorzugsweise Perchlorethylen verwendet.
Dieses Lösemittel besitzt einen verhältnismäßig niedrigen
Siedepunkt von etwa 121°C. Die Aufbereitung des verschmutz
ten Lösemittels erfolgt durch einfache Blasendestillation
bei Atmosphärendruck. Lösemittel und Wasser werden abde
stilliert, kondensiert und durch Schwerkraft voneinander
getrennt. Alle Schmutzstoffe, die aus dem Reinigungsgut
in das Lösemittel gelangt sind, bleiben im Destillations
rückstand zurück und werden chargenweise als Restschlamm
aus der Destillierblase entnommen.
Wegen der ökologischen Nachteile von Perchlorethylen wird
zunehmend auf andere Lösemittel, insbesondere auf Kohlen
wasserstoffe, umgestellt. Dabei werden aus Sicherheitsgründen
Produkte mit einem Siedepunkt oberhalb von etwa 170°C
und einem Flammpunkt oberhalb von 55°C eingesetzt. Auch
derartige höhersiedende Lösemittel müssen bei der Trock
nung des Reinigungsgutes im geschlossenen Kreislauf völlig
zurückgewonnen und regeneriert werden. Dies geschieht
gegenwärtig auf dieselbe, oben bereits geschilderte Weise,
in welcher auch die Aufbereitung von Perchlorethylen erfolgt,
nämlich durch Destillation in einer Destillierblase, die
allerdings unter Vakuum betrieben wird. Zwar ist die bekannte
Vorrichtung verhältnismäßig einfach; der Reinigungseffekt
ist aber - anders als bei Verwendung für Perchlorethylen
- mangelhaft. Im Lösemittel werden nämlich aus den Textilien
sowohl nicht flüchtige (höhersiedende) als auch flüchtige
(niedrigsiedende) Bestandteile aufgenommen. Beim Arbeiten
mit Perchlorethylen verbleiben die niedrigsiedenden Bestand
teile bei der Destillation im Rückstand, weil ihre Siede
punkte höher als der des Perchlorethylens liegen. Diese
Situation ändert sich bei Verwendung höhersiedender Lösemit
tel: Der Siedepunkt der niedrigsiedenden Verunreinigungen
liegt unter dem des bei 170 bis 190°C siedenden Lösemittels;
diese Verunreinigungen gehen daher bei der Verdampfung in
das Destillat mit über. Sie werden somit im Lösemittel
angereichert. Dies führt letztendlich zu einer Absenkung
des Flammpunktes des Lösemittels auf unter 55°C oder gar
unter 21°C, womit das Lösemittel in die Sicherheitsgruppen
A2 oder gar A1 der Kategorien brennbarer Flüssigkeiten
gelangt. Dann darf die chemische Reinigung nicht mehr unter
den bis daher vorgesehenen Bedingungen betrieben werden;
explosionssichere elektrische Installationen müssen eingebaut
und weitere ähnliche Sicherungsvorkehrungen getroffen werden.
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren und der bekannten
Vorrichtung zur Aufbereitung höhersiedender Kohlenwasser
stoffe ist ferner, daß die in der Destillierblase verblei
benden Rückstände einer dauerhaften, hohen Temperaturbelas
tung ausgesetzt sind, weil diese Rückstände nur einmal am
Tag oder noch seltener entnommen werden und damit lange in
der beheizten Destillierblase verbleiben. Diese lange Verweil
zeit bei der hohen Oberflächentemperatur des beheizten
Destillierblasenbodens führt zur Zersetzung und Umwandlung
der Schmutzstoffe, aus denen sich dabei Geruchsträger
bilden. Diese Stoffe werden bei höhersiedenden Lösemitteln
in der Blasendestillation mit übergetrieben und im Löse
mittel angereichert. Auch hierdurch ist das Lösemittel
auf Dauer für die Reinigung nicht mehr verwendbar.
Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, ein Verfahren
bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so aus zu
gestalten, daß eine vollständige Reinigung des Lösemittels
gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß
in dem nachfolgenden Kondensationsprozeß durch Wahl von
Temperatur und/oder Druck selektiv das Lösemittel kondensiert
wird, während niedrigsiedende Verunreinigungen in der
Dampfphase verbleiben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit anders
als beim bekannten Verfahren zwei "Trennschnitte" vorge
nommen, in denen eine Absonderung des Lösemittels von
Verunreinigungen erfolgt: Der erste "Trennschnitt" entfernt
die höhersiedenden Verunreinigungen aus dem Lösemittel.
Hierzu werden Lösemittel und alle niedrigsiedenden Ver
unreinigungen verdampft, während die höhersiedenden Ver
unreinigungen als Rückstand zurückbleiben. Im zweiten
"Trennschnitt" wird dann durch Wahl der Verfahrenspara
meter Temperatur und/oder Druck das Lösemittel von den
niedrigsiedenden Verunreinigungen getrennt. Dabei wird das
Lösemittel selektiv auskondensiert, während die niedrig
siedenden Verunreinigungen zunächst noch in Dampfform
verbleiben und erst später in einem separaten, extern
gekühlten Kondensationsprozeß gewonnen werden. Das mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren aufbereitete Lösemittel ist
somit frei von allen Verunreinigungen, seien diese nun
niedrig- oder höhersiedend. Eine Anreicherung mit insbeson
dere niedrigsiedenden Verunreinigungen, welche eine Verschie
bung des Flammpunktes zur Folge haben könnte, tritt nicht
mehr auf.
Die Verdampfung des verschmutzten Lösemittels erfolgt
bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens
in einem Entspannungsvorgang. Der Entspannungsvorgang
steht im Gegensatz zur bisher verwendeten Blasendestilla
tion. Das verschmutzte Lösemittel und insbesondere der
sich bildende Rückstand steht dabei nicht mehr längere
Zeit in Berührung mit einer heißen Oberfläche. Die Zer
setzung und Umwandlung von Schmutzstoffen, bei welcher
sich Geruchsträger bilden können, ist damit vermindert.
Vorteilhafterweise werden die im Verdampfungsprozeß ent
stehenden Dämpfe beim Absaugen komprimiert und die dabei
den Dämpfen zugeführte Wärme sowie die Verdampfungsenthalpie
werden zur Vorheizung des der Verdampfung zugeführten verun
reinigten Lösemittels eingesetzt. Bei sorgfältiger Führung
des erfindungsgemäßen Verfahrens kann so durch die mechanis
che Energie, die bei der Komprimierung den Dämpfen zugeführt
wird, sowie durch die Rückgewinnung der Verdampfungsenthalpie
auf eine gesonderte Heizung weitgehend verzichtet werden.
Die im Verdampfungsprozeß entstehenden Dämpfe sollten
volumetrisch zum Kondensationsprozeß gefördert werden.
Hierdurch wird eine Verschiebung des Partialdruckverhält
nisses vermieden, welche eine Verschlechterung des Wirkungs
grades bei der selektiven Kondensation zur Folge hätte.
Der bei dem Verdampfungsprozeß zurückbleibende Rückstand
kann mehrfach im Kreis der Verdampfung zugeführt werden,
bis er annähernd vollständig aus höhersiedenden Verun
reinigungen besteht. Im Gegensatz zum bekannten Verfahren
werden somit nicht "auf einen Schritt" alle niedriger sieden
den Komponenten aus dem verschmutzten Lösemittel entfernt.
Vielmehr erfolgt dies in einer Vielzahl von Durchgängen
durch den Verdampfungsprozeß, so daß die Verweildauer
des verschmutzten Lösungsmittels bzw. des Rückstandes
in der Verdampfungseinrichtung verhältnismäßig kurz ist.
Auch dies reduziert die Gefahr, daß bei der Verdampfung
eine Zersetzung von Verunreinigungen eintritt.
Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann der Siedepunkt des sich beim Verdampfen bildenden
Rückstands überwacht werden; bei einer signifikanten Ver
schiebung wird der im Kreislauf befindliche Rückstand
abgezogen. Mit diesem Merkmal hat es folgende Bewandtnis:
Durch das ständige Imkreisführen über den Verdampfungsprozeß
reichert sich der sich hierbei bildende Rückstand zunehmend
mit höhersiedenden Verunreinigungen an, bis er schließlich
nahezu vollständig aus solchen Verunreinigungen besteht.
Dieser Prozeß ist mit einer entsprechenden Verschiebung des
Siedepunktes des Rückstandes verbunden, die durch Überwachung
des Druckes und/oder der Temperatur in der Verdampfungsein
richtung erfaßt werden kann. Eine signifikante Siedepunkts
verschiebung wird daher als Anzeichen dafür genommen, daß
der Rückstand nunmehr fast ausschließlich aus höhersiedenden
Verunreinigungen besteht und abgezogen werden kann.
Zu einem günstigen Energiehaushalt des erfindungsgemäßen
Verfahrens trägt weiter bei, wenn der bei der Verdampfung
zurückbleibende Rückstand als Kühlmittel bei der Kondensation
der entstandenen Dämpfe verwendet wird.
Die Trennung der niedrigsiedenden Verunreinigungen von
dem Lösemittel in dem selektiven Kondensationsprozeß erfor
dert eine präzise Steuerung des Druckes, bei dem dieser
Vorgang stattfindet. Hierbei empfiehlt sich besonders
eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei welcher die Ab
trennung des Lösemittels von den niedrigsiedenden Verun
reinigungen bei einem Druck erfolgt, welcher dem Partial
druck einer als Pumpmedium verwendeten Flüssigkeit ent
spricht. Dieser Partialdruck ist sehr gut definiert und
läßt sich auch sehr gut reproduzieren.
Dabei empfiehlt sich weiter, daß der Partialdruck der
als Pumpmedium verwendeten Flüssigkeit durch Regelung
von deren Temperatur eingestellt wird.
Zweckmäßigerweise ist die als Pumpmedium verwendete Flüssig
keit das Kondensat der niedrigsiedenden Verunreinigungen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens zeichnet sich aus durch
- c) eine Unterdruckeinrichtung, welche im Kondensator einen definierten Unterdruck erzeugt, derart, daß die niedrig siedenden Verunreinigungen bei der herrschenden Temperatur in Dampfform verbleiben und ausschließlich das reine Lösemittel kondensiert.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden
oben schon sinngemäß bei der Erläuterung des erfindungs
gemäßen Verfahrens angegeben.
In den Ansprüchen 11 bis 22 sind vorteilhafte Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, deren Vorteile
ebenfalls bereits schon oben bei der Diskussion des erfin
dungsgemäßen Verfahrens sinngemäß erläutert wurden. Ergän
zend sei daher nur noch ausdrücklich auf wenige dieser
Vorrichtungs-Ausgestaltungen eingegangen:
Verwendet man, wie in Anspruch 13 angegeben, eine volumet
risch arbeitende Pumpe, welche alle in der Verdampfungsein
richtung entstehenden Dämpfe unabhängig von ihrer Art zum
Kondensator fördert, so wird vermieden, daß sich eine Ver
schiebung des Partialdruckverhältnisses in dem in den
Kondensator übergeführten Dampf(gemisch) ergibt. Eine solche
Verschiebung hätte einen schlechteren Wirkungsgrad der
nachfolgenden selektiven Kondensation zur Folge.
Nach Anspruch 18 eignet sich zur Erzeugung des Unterdruckes
in dem Kondensator insbesondere eine Flüssigkeitsringpumpe,
die ständig bei ihrem Enddruck arbeitet, welcher durch dem
Partialdruck der Ringflüssigkeit bestimmt ist. Dann ent
spricht auch der Unterdruck im Kondensator dem Partialdruck
der Ringflüssigkeit.
Entsprechend Anspruch 19 kann der Flüssigkeitsringpumpe
ein extern gekühlter Kondensator für die niedrigsiedenden
Verunreinigungen nachgeschaltet sein. In diesem Kondensator,
der beispielsweise eine Wasserkühlschlange enthalten kann,
werden dann die niedrigsiedenden Verunreinigungen als
Flüssigkeit gewonnen.
Nach Anspruch 22 kann zwischen dem Kondensator und der
Flüssigkeitsringpumpe eine Verbindungsleitung vorgesehen
sein, über welche permanente Gase aus dem Kondensator der
Flüssigkeitsringpumpe zugeführt werden können. Diese perma
nenten Gase verringern die Neigung zur Kavitationsbildung
innerhalb der Flüssigkeitsringpumpe und reduzieren somit
Verschleiß und Betriebsgeräusch.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur
zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Aufarbeitung höher
siedender Kohlenwasserstoffe.
Der z. B. von einer Chemisch-Reinigungsmaschine kommende,
mit Verunreinigungen behaftete höhersiedende Kohlenwasser
stoff wird über die Leitung 1 an einem Punkt 2 in einen
Kreislauf eingegeben, der in der Vorrichtung zirkuliert und
nachfolgend näher erläutert wird. Die Zugabe erfolgt konti
nuierlich; fällt das verunreinigte Lösemittel - wie dies
bei Chemisch-Reinigungsmaschinen der Fall ist - chargenweise
an, so erfolgt eine Zwischenspeicherung in einem Tank. Vor
der Zugabe in den Kreislauf am Punkt 2 kann in einer Anfahr
heizung eine Erwärmung des Lösemittels auf eine Temperatur
im Bereich zwischen etwa 125 und 130°C erfolgen.
Der im Kreislauf zirkulierende Rückstand, welcher das am
Punkt 2 neu zugegebene, verunreinigte Lösemittel enthält,
strömt zunächst in einen Wärmetauscher 3, welchen er mit
einer Temperatur von etwa 140°C in überhitztem Zustand
verläßt. Es gelangt dann in einen Entspannungs-Verdampfer
4, in welchem ein Absolutdruck von etwa 50 Millibar herrscht.
Durch den Entzug der Verdampfungswärme sinkt die Temperatur
des Lösemittels und der Dämpfe innerhalb des Entspannungs-
Verdampfers 4 auf etwa 128 bis 130°C ab.
Am Boden des Entspannungs-Verdampfers 4 sammelt sich das
nicht verdampfte Lösemittel, welches mit höher siedenden
Verunreinigungen angereichert ist. Es wird als Rückstand
von der Pumpe 5 einem Kondensator 6 zugeführt, den es
als Kühlflüssigkeit durchläuft und aus dem es über eine
Drossel 7 wieder zu dem oben bereits erwähnten Leitungs
punkt 2 gelangt.
Der Rückstand durchläuft den soeben beschriebenen Kreislauf
mehrfach, wobei bei jedem Durchgang durch den Entspannungs-
Verdampfer 4 ein Teil des Lösemittels und die hierin ent
haltenen niedrig siedenden Verunreinigungen abdampfen,
während sich der Rückstand, welcher von der Pumpe 5 aus
dem Entspannungs-Verdampfer 4 abgezogen wird, immer mehr
mit höhersiedenden Verunreinigungen anreichert. Nach einer
gewissen Zeit hat sich der im Kreislauf befindliche Rückstand
so stark mit höhersiedenden Verunreinigungen angereichert,
daß sich für ihn eine erhebliche Siedepunktsverschiebung
ergibt. Dies läßt sich durch eine Veränderung der Temperatur
und/oder des Druckes innerhalb des Entspannungs-Verdampfers
4 feststellen. Hierzu werden die Ausgangssignale ein Tem
peratursensors 8 und eines Drucksensors 25 einer Auswert
elektronik 26 zugeführt, in welcher die Siedepunktskurve
des Lösemittels abgespeichert ist. Tritt eine signifikante
Abweichung von der gespeicherten Siedepunktskurve auf, so
öffnet die Auswertelektronik 26 ein Magnetventil 9. Dieses
liegt in einer Abzugsleitung 10, die von der zwischen
der Pumpe 5 und dem Kondensator 6 verlaufenden Leitung 11
abzweigt. Der im Kreislauf befindliche Rückstand wird nunmehr
über die Leitung 10 abgezogen; er besteht fast ausschließ
lich aus höhersiedenden Verunreinigungen.
Zum Entspannungs-Verdampfer 4 gelangt nunmehr zunächst
ausschließlich das über die Leitung 1 frisch zugeführte,
von der Chemisch-Reinigungsmaschine kommende verunreinigte
Lösemittel. Dieses enthält noch einen hohen Anteil niedrig
siedender Bestandteile, die im Entspannungs-Verdampfer
4 im "normalen" Bereich der Siedepunktskurve zur Verdampfung
gelangen. Das Magnetventil 9 wird durch die Auswertelektronik
26 wieder geschlossen. Der Kreislauf des Rückstands vom
Leitungspunkt 2 über den Wärmetauscher 3, den Entspannungs-
Verdampfer 4, die Pumpe 5, den Kondensator 6 und die Drossel
7 beginnt von neuem.
Die in dem Entspannungs-Verdampfer 4 entstehenden Dampfe
enthalten, wie oben bereits erwähnt, das Lösemittel selbst
sowie niedrig siedende Verunreinigungen. Diese Dämpfe
durchqueren zunächst noch innerhalb des Entspannungs-Ver
dampfers 4 einen Abscheider 12, an welchem sich Aerosole
abscheiden. Die Dämpfe werden von einem volumetrisch arbei
tenden Gebläse 13, z. B. einem Roots-Gebläse, abgesaugt,
welches innerhalb des Entspannungs-Verdampfers 4 für den
bereits erwähnten Absolutdruck von etwa 50 Millibar sorgt.
Das volumetrisch arbeitende Gebläse 13 fördert alle Arten von
Dämpfen und Gasen in der gleichen Weise, so daß also keine
Verschiebung des Partialdruckverhältnisses in dem von ihm
bewegten Dampf(gemisch) auftreten kann.
Durch die vom Gebläse 13 an den Dämpfen geleistete Arbeit
steigt deren Temperatur von den oben bereits erwähnten
ca. 128 bis 130°C, die im Normalbetrieb innerhalb des
Entspannungs-Verdampfers 4 herrschen, auf ca. 150°C.
Mit dieser Temperatur werden die Dämpfe dem Wärmetauscher
3 zugeführt und heizen dort, wie ebenfalls schon erläutert,
den im Kreislauf zirkulierende Rückstand auf diejenige
Temperatur auf, die zum Einlaß in den Entspannungs-Ver
dampfer 4 erforderlich ist.
Die so vorgekühlten Dämpfe verlassen den Wärmetauscher
3 und werden dem Kondensator 6 zugeführt, in dem auf eine
noch zu beschreibende Weise ein ganz definiertes Vakuum
aufrecht erhalten wird. Dieses Vakuum wird bei der herr
schenden Dampftemperatur so eingestellt, daß innerhalb
des Kondensators 6 gerade das Lösemittel auskondensiert,
die niedrigsiedenden Verunreinigungen dagegen in der Dampf
form bleiben und über eine Leitung 14 abgezogen werden
können. Das wiedergewonnene, nunmehr sowohl von höher
den als auch von niedrigsiedenden Verunreinigungen befreite
Lösemittel wird von der Pumpe 15 aus dem Kondensator 6
ausgefördert und über die Leitung 16 der Wiederverwendung
zugeführt.
Die über die Leitung 14 aus dem Kondensator 6 entnommenen
Dämpfe der niedrig siedenden Verunreinigungen werden von
einer Flüssigkeits-Ringpumpe 17 über eine Drossel 18 abge
zogen. Die Flüssigkeits-Ringpumpe 17 wird dabei so betrieben,
daß der Druck in der Leitung 14 und damit im Kondensator 6
ausschließlich vom Flüssigkeits-Partialdruck ihrer Ringflüs
sigkeit bestimmt ist.
Die Flüssigkeits-Ringpumpe 17 führt die Dämpfe niedrig
siedender Verunreinigungen einem Kondensator 19 zu, der
von einer Kühlschlange 20 gekühlt wird. Das sich im Konden
sator 19 bildende Kondensat der niedrigsiedenden Verunrei
nigungen wird über eine Leitung 21 kontinuierlich abgezogen.
Ein kleiner Teil des Kondensates der niedrigsiedenden Verun
reinigungen wird über eine Rückführleitung 22 zur Flüssig
keits-Ringpumpe 17 zurückgeführt und dient dort als Ring
flüssigkeit, welche den von der Flüssigkeits-Ringpumpe
17 erzeugten Druck in der Leitung 14 und im Kondensator
6 bestimmt. Die genaue Einstellung des Partialdruckes,
bei welchem der "richtige" Trennschnitt innerhalb des
Kondensators 6 bei der dort herrschenden Betriebstemperatur
erfolgt, bei welcher also gerade das Lösemittel kondensiert,
während die niedrigsiedenden Verunreinigungen noch in
Dampfform verbleiben, erfolgt durch Wahl der Temperatur
des Kondensates der niedrigsiedenden Verunreinigungen,
welches den Wärmetauscher 19 verläßt. Diese Temperatur wird
durch einen Temperatursensor 23 überwacht, der in geeigneter
Weise mit einem Regelkreis (in der Zeichnung nicht darge
stellt) verbunden ist. Dieser Regelkreis steuert die Kühlung
innerhalb des Kondensators 19 so, daß das den Kondensator
19 verlassende Kondensat stets dieselbe, vorgewählte Tempe
ratur hat.
Auf diese Weise ist durch einfache Temperaturstabilisierung
des Kondensates niedrigsiedender Flüssigkeiten eine äußerst
exakte und unempfindliche Regelung des Druckes im Kondensator
6 möglich, welcher für den richtigen Trennschnitt innerhalb
des Kondensators 6 verantwortlich ist.
In der Zeichnung ist noch eine Verbindungsleitung 24 dar
gestellt, über welche dem Kondensator 19 permanente Gase
entnommen und der Flüssigkeits-Ringpumpe 17 zugeführt werden
können. Die permanenten Gase wirken der Kavitationsbildung
innerhalb der Flüssigkeits-Ringpumpe 17 entgegen.
Eine Zusatzheizung 27 dient dazu, den sich im Entspannungs-
Verdampfer 4 bildenden bzw. dort bereits befindlichen
Rückstand in der Anfahrphase der Vorrichtung auf die er
forderliche Temperatur zu bringen und gegebenenfalls im
Betrieb der Vorrichtung kleine Veränderungen der Tempera
tur des Rückstandes zu bewirken, diese Temperatur also
zu "trimmen".
In der Anfahrphase der Vorrichtung kann außerdem über
eine Leitung 28 dem Kondensator 6 Destillat entnommen und
dem Gebläse 13 zugeführt werden, damit eine Überhitzung des
Gebläses 13 vermieden und gleichzeitig die Wärme auf den
Entspannungs-Verdampfer 4 übertragen wird.
Die gesamte Vorrichtung kommt im wesentlichen ohne Zufuhr
externer Wärme aus, sieht man von einer evtl. erforder
lichen Anfahrheizung ab. Durch die geschickte Wahl der
verschiedenen Wärmetauscher sowie durch die mechanische
Energie des Gebläses 13, welche in Wärme umgesetzt wird,
ist ein kontinuierlicher Betrieb mit geschlossenem Wärme
haushalt möglich.
Claims (22)
1. Verfahren zur Aufbereitung verunreinigter, höhersiedend
er Lösemittel, bei welchem in einem Verdampfungsprozeß
alle Bestandteile des verunreinigten Lösemittels mit Ausnahme
der höhersiedenden Verunreinigungen in Dampfform übergeführt
werden und bei welchem nachfolgend das Lösemittel kondensiert
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem nachfolgenden Kondensationsprozeß durch Wahl von
Temperatur und/oder Druck selektiv das Lösemittel kondensiert
wird, während niedrigsiedende Verunreinigungen in der
Dampfform verbleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdampfung des verunreinigten Lösemittels
in einem Entspannungsvorgang erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die im Verdampfungsprozeß entstehenden Dämpfe
beim Absaugen komprimiert werden und die dabei den Dämpfen
zugeführte Wärme sowie die Verdampfungsenthalpie zur Vorhei
zung des der Verdampfung zugeführten verunreinigten Lösemit
tels eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die im Verdampfungsprozeß entste
henden Dämpfe volumetrisch zum Kondensationsprozeß geför
dert werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der beim Verdampfungsprozeß
zurückbleibende Rückstand mehrfach im Kreis der Verdampfung
zugeführt wird, bis er annähernd vollständig aus höher
siedenden Verunreinigungen besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Siedepunkt des sich beim Verdampfen bildenden
Rückstands überwacht wird und bei einer signifikanten Ver
schiebung des Siedepunktes der ihm Kreislauf befindliche
Rückstand abgezogen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Verdampfung
zurückbleibende Rückstand als Kühlmittel bei der Konden
sation der entstandenen Dämpfe verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung des Löse
mittels von den niedrigsiedenden Verunreinigungen in der
Kondensation bei einem Druck erfolgt, welcher dem Partial
druck einer als Pumpmedium verwendeten Flüssigkeit entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Partialdruck der als Pumpmittel verwendeten
Flüssigkeit durch Regelung von deren Temperatur eingestellt
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die als Pumpmedium verwendete Flüssigkeit das
Kondensat der niedrigsiedenden Verunreinigungen ist.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1 mit
- a) einer Verdampfungseinrichtung, in welcher alle Bestand teile des verunreinigten Lösemittels mit Ausnahme der höhersiedenden Verunreinigungen in Dampfform übergeführt werden;
- b) einem Kondensator, in welchem das Lösemittel aus der Dampfform kondensiert wird, gekennzeichnet durch
- c) eine Unterdruckeinrichtung (17, 19, 20, 21, 22, 23), welche im Kondensator (6) einen definierten Unterdruck erzeugt, derart, daß die niedrigsiedenden Verunreinigungen bei der herrschenden Temperatur in Dampfform verbleiben und ausschließlich das reine Lösemittel kondensiert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdampfungseinrichtung (4) ein Entspannungs-
Verdampfer ist, in dem ein Unterdruck herrscht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
eine volumetrisch arbeitende Pumpe (13), welche alle
in der Verdampfungseinrichtung (4) entstehenden Dämpfe
ohne Verschiebung des Partialdruckverhältnisses zum Konden
sator (6) fördert.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
einen Wärmetauscher (3), in welchem ein Wärmeübergang
von den von der volumetrisch arbeitenden Pumpe (13) er
hitzten Dämpfen zu dem der Verdampfungseinrichtung (4)
zugeführten verunreinigten Lösemittel stattfindet.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit im Kondensator
(6) der in der Verdampfungseinrichtung (4) zurückbleibende
Rückstand ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch
eine Pumpe (5), welche den in der Verdampfungseinrichtung
(4) gebildeten Rückstand durch den Kondensator (6) hindurch
im Kreislauf zurück zum Einlaß der Verdampfungseinrichtung
(4) fördert.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (8, 25, 26), welche den Siedepunkt des
Rückstandes in der Verdampfungseinrichtung (4) überwacht und
bei einer signifikanten Veränderung ein Ventil (9) öffnet,
über welches der im Kreislauf befindliche Rückstand abgezogen
wird.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Unterdruckeinrichtung (17,
20, 21, 22, 23) eine Flüssigkeitsringpumpe (17) umfaßt,
die so betrieben wird, daß der von ihr erzeugte Unterdruck
ausschließlich durch den Partialdruck der Ringflüssigkeit
bestimmt ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeitsringpumpe (17) ein extern gekühlter
Kondensator (19) für die niedrigsiedenden Verunreinigungen
nachgeschaltet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringflüssigkeit das in dem Kondensator (19)
gebildete Kondensat der niedrigsiedenden Verunreinigungen
ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch
einen Temperatursensor (23), welcher die Temperatur
der Ringflüssigkeit mißt, und durch eine Regeleinrichtung,
welche die Kühlung (20) des Kondensators (19) nach dem
Ausgangssignal des Temperatursensors (23) so steuert,
daß eine konstante Temperatur des Kondensats aufrecht
erhalten wird.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, gekenn
zeichnet durch eine Verbindungsleitung (24) zwischen
Kondensator (19) und Flüssigkeitsringpumpe (17), über
welche permanente Gase aus dem Kondensator (19) der Flüssig
keitsringpumpe zugeführt werden können.
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