DE3644126A1 - Process for exhaust air purification and recovery of solvents from solvent vapours contained in the exhaust air and an adsorbent-containing vessel through which the exhaust air flows - Google Patents
Process for exhaust air purification and recovery of solvents from solvent vapours contained in the exhaust air and an adsorbent-containing vessel through which the exhaust air flowsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abluftreinigung und Rückgewinnung von Lösemitteln aus in der Abluft enthalte nen Lösemitteldämpfen, bei dem die Abluft einen ein Adsorbens, vorzugsweise Aktivkohle, enthaltenden Behälter durchströmt, und bei dem das Adsorbens in vorbestimmten Intervallen zur De sorption der im Adsorbens während der Abluftreinigung abgela gerten Lösemitteln von Spüldampf durchströmt wird.The invention relates to a method for exhaust air purification and recovery of solvents from the exhaust air solvent vapors in which the exhaust air is an adsorbent, preferably flows through activated carbon, containing containers, and in which the adsorbent at predetermined intervals for De sorption in the adsorbent during exhaust air purification is flushed with flushed solvents.
Zum Zwecke der Abluftreinigung entsprechend einschlägiger Immissionsschutzbestimmungen und um die aus der Luft durch Ad sorption ausgeschiedene Lösemittelmenge zur Wertstofferhaltung zurückzugewinnen, ist es bekannt, in Behältern von sogenannten Adsorptionsanlagen ein Adsorbens, vorzugsweise Aktivkohle, zu benutzen, um Dämpfe organischer Lösemittel aus der dem Adsor bens zugeführten Luft durch Adsorption abzuscheiden.Relevant for the purpose of exhaust air purification Immission control regulations and around the air from ad sorption excreted amount of solvent to preserve valuable materials to recover, it is known to be in containers of so-called Adsorption plants an adsorbent, preferably activated carbon use to remove vapors of organic solvents from the adsorber to separate the supplied air by adsorption.
Zur Desorption der im Adsorbens angelagerten Lösemittelmen ge, d. h. zur Austreibung besagter Lösemittelmenge zum Zwecke der Lösemittelrückgewinnung und zur gleichzeitigen Regenera tion und Reaktivierung des Adsorbens wird insbesondere Wasser dampf angewendet, der, seiner Aufgabe entsprechend, als Spül dampf bezeichnet wird. Der Wärmeinhalt des Spüldampfes dient dazu, die in den Poren des Adsorbens durch Adsorption und Ka pillarkondensation angelagerte Lösemittelmenge auszutreiben. Eine größere Menge Spüldampf wird dabei als Trägerdampf be nutzt, um davon aufgenommene, aus dem Adsorbens gespülte Löse mitteldämpfe zu einer Kühlvorrichtung zu transportieren, in der Lösemitteldämpfe und Spüldampf gemeinsam kondensieren, um von dort als Spüldampfkondensat und Lösemitteldesorbat gemischt oder schon weitestgehend getrennt voneinander in eine nachgeschaltete Vorrichtung abzulaufen, die je nach Eigenart des Lösemitteldesorbats entweder als Auffangbehälter oder Trenngefäß ausgebildet sein kann.For the desorption of the solvent amounts deposited in the adsorbent ge, d. H. to expel said amount of solvent for the purpose solvent recovery and simultaneous regeneration tion and reactivation of the adsorbent is especially water steam applied, which, according to its task, as a rinse steam is called. The heat content of the flushing steam serves this, which in the pores of the adsorbent by adsorption and Ka to expel pillar condensation from the accumulated amount of solvent. A larger amount of flushing steam is used as carrier steam uses it to remove the absorbed solution that has been flushed out of the adsorbent transport medium vapors to a cooling device, in the solvent vapors and purge vapor condense together to from there as rinsing steam condensate and solvent desorbate mixed or already largely separated into one downstream device to run, depending on the nature of the solvent desorbate either as a collecting container or Separation vessel can be formed.
Durch Verwendung von Spüldampf zur Desorption einer im Ad sorbens angelagerten bestimmten Lösemittelmenge verläuft der Desorptionsprozeß zur Lösemittelrückgewinnung weniger aufwen dig, als vergleichsweise die Desorption einer gleichen Lösemit telmenge aus einem Adsorbens, vorzugsweise Aktivkohle, mittels Heißgas, einem erfolgreich vorrangig aber zur Rückgewinnung wasserlöslicher Lösemittel angewendeten Verfahrens, das jedoch einen erheblich umfangreicheren apparativen und somit auch grö ßeren Investitionsaufwand erfordert.By using purging steam to desorb an in the ad sorbent accumulated certain amount of solvent runs the Desorption process for solvent recovery is less expensive dig, as comparative the desorption of an identical solution tel quantity from an adsorbent, preferably activated carbon, by means of Hot gas, primarily successful but for recovery water-soluble solvent applied method, however a considerably more extensive equipment and thus also larger requires major investment.
Ein Nachteil des Verfahrens der Lösemitteldesorption mit tels Spüldampf ist die gegebene Temperaturdifferenz zwischen der hohen Spüldampftemperatur während des Desorptionsprozesses und der relativ niedrigen Umgebungstemperatur des Adsorptions behälters, die sich durch ständigen Wärmetausch nachteilig auf die Innenwandflächen des Adsorptionsbehälters und den damit in Kontakt stehenden Randbereichen des Adsorbens auswirkt. Auch durch bestmögliche Isolierung des Adsorptionsbehälters läßt sich das nachteilige Temperaturgefälle nicht vermeiden. Durch das Temperaturgefälle kondensiert im Verlauf eines jeden De sorptionsprozesses andauernd Spüldampf an den Innenflächen des Adsorptionsbehälters, wodurch auch der damit in Kontakt ste hende ringförmig ausgebildete Randzonenbereich des Adsorbens durch vermehrte Befeuchtung und zunehmende Ansammlung konden sierter Feuchte nachteilig beeinflußt wird.A disadvantage of the process of solvent desorption rinsing steam is the given temperature difference between the high purge steam temperature during the desorption process and the relatively low ambient temperature of the adsorption container that is adversely affected by constant heat exchange the inner wall surfaces of the adsorption container and thus in Contacting edge areas of the adsorbent affects. Also by the best possible insulation of the adsorption container the unfavorable temperature gradient cannot be avoided. By the temperature gradient condenses over the course of each de sorption process continuous flushing steam on the inner surfaces of the Adsorption container, which also makes it in contact with it end annular zone area of the adsorbent through increased humidification and increasing accumulation moisture is adversely affected.
Nimmt der Feuchtegehalt des Adsorbens zu, vermindert sich dadurch sein Wirkungsgrad zur Abscheidung von Lösemittel dämpfen aus Luft, und damit verschlechtert sich auch der Wir kungsgrad der zur Abluftreinigung eingesetzten Abluftreini gungsanlage, mit der die vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte durch den vermehrten Feuchtegehalt im Adsorbens nicht mehr vor schriftmäßig eingehalten werden können. Ergeben sich in einem aus irgendeinem Adsorbens bestehenden Filterbett eines Adsorp tionsbehälters Durchgangszonen mit höherem Feuchtegehalt, wie sie durch das erwähnte Temperaturgefälle in der ringförmig aus gebildeten Randzone des Adsorbens in Kontakt mit den Innenwand flächen eines Adsorptionsbehälters herkömmlicher Bauart entste hen, läßt sich solche feuchte Ansammlung im Randzonenbereich des Adsorbens selbst durch Heißlufttrocknung des Adsorbens im Anschluß an den Desorptionsprozeß nicht annähernd ausreichend vermindern, um für den nächstfolgenden Adsorptionsprozeß die Voraussetzung für die Aufrechterhaltung eines optimalen Wir kungsgrades des Adsorbens zur Abluftreinigung zu schaffen.If the moisture content of the adsorbent increases, it decreases thereby its efficiency for the separation of solvents dampen from air, and with it the we also deteriorates Degree of efficiency of the exhaust air cleaning used for exhaust air purification with the prescribed emission limit values due to the increased moisture content in the adsorbent can be complied with in writing. Surrender in one any adsorbent filter bed of an adsorb passages with higher moisture content, such as they are characterized by the aforementioned temperature gradient in the ring formed edge zone of the adsorbent in contact with the inner wall surfaces of an adsorption container of conventional design hen, such wet accumulation can be found in the peripheral zone the adsorbent itself by hot air drying the adsorbent in Connection to the desorption process not nearly sufficient decrease in order for the next adsorption process A prerequisite for maintaining an optimal we To create efficiency of the adsorbent for exhaust air purification.
Für jeden einem Desorptionsprozeß nachfolgenden Adsorp tionsprozeß ergibt sich deshalb der Nachteil, daß im ringför mig ausgebildeten feuchten Randzonenbereich des Adsorbens aus der dort durchströmenden Luft Lösemitteldämpfe nicht mehr vor schriftsmäßig durch Adsorption abgeschieden werden. Das vermin dert unausbleiblich den Wirkungsgrad des Adsorbens und ver schlechtert dadurch die Einsatzfähigkeit der Adsorptionsanlage zur Abluftreinigung. Da erfahrungsgemäß der Feuchtegehalt im besagten Randzonenbereich des Adsorbens im Laufe der Zeit zu nimmt, wodurch sich der für die einwandfreie Abluftreinigung kritische ringförmige Randzonenbereich vergrößert, erhöht sich damit die Gefahr, daß sich der Wirkungsgrad der Adsorptionsan lage so verschlechtert, daß sie ihre Aufgabe, Luft den ein schlägigen Immissionsschutzbestimmungen entsprechend zu reini gen, nicht mehr ordnungsgemäß erfüllen kann.For each adsorb following a desorption process tion process therefore has the disadvantage that in the ringfor mig trained moist edge zone area of the adsorbent the air flowing through there no longer solvent vapors to be deposited in writing by adsorption. The min inevitably changes the efficiency of the adsorbent and ver this worsens the usability of the adsorption system for exhaust air purification. Since experience has shown that the moisture content in the said edge zone area of the adsorbent over time takes what makes for the perfect exhaust air purification critical annular edge zone area increases, increases thus the risk that the efficiency of Adsorptionsan was so deteriorated that it missed its task, air the one relevant pollution control regulations in accordance with reini gene, can no longer properly fulfill.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu verhindern, daß sich im Adsorbensinhalt eines Adsorptionsbehälters, der zur Luftreinigung eingesetzt ist, Durchgangszonen mit höherem Feuchtegehalt und schlechterem Wirkungsgrad zur Abscheidung von Lösemitteldämpfen aus Luft ausbilden.The invention has for its object to prevent that in the adsorbent content of an adsorption container, the used for air purification, passage zones with higher Moisture content and poorer efficiency for separation training of solvent vapors from air.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß In nenwandflächen des Behälters vor Beginn eines jeden Desorp tionsprozesses auf eine Temperatur erwärmt werden, die höher als die Temperatur des verwendeten Spüldampfes, jedoch nicht weniger als 100°C, ist.This object is achieved in that In nenwandflächen the container before the start of each desorp tion process to a temperature that is higher than the temperature of the purge vapor used, but not is less than 100 ° C.
Indem die Innenwandflächen des Adsorptionsbehälters vor Beginn eines jeden Desorptionsprozesses auf eine Temperatur von mehr als 100°C gebracht werden, wird jegliche Kondensat bildung an den Innenflächen unterbunden. Gleichbleibend troc kene Innenwandflächen des Adsorptionsbehälters und optimal ver minderte Feuchteansammlung im damit in Kontakt stehenden Rand zonenbereich des Adsorbens haben den Vorteil, daß die Lei stungsfähigkeit der Adsorptionsanlage im Einsatz zur Abluft reinigung zur Verhinderung jeglicher Lösemittelemission zum Zwecke des Immissionsschutzes konstant auf bestmöglichem Stand gehalten wird. Außerdem wird die Haltbarkeit korrosionsgefähr deter Adsorptionsbehälter erheblich verlängert.By facing the inner wall surfaces of the adsorption container Start of each desorption process at one temperature of more than 100 ° C will result in any condensate education prevented on the inner surfaces. Consistent troc kene inner wall surfaces of the adsorption container and optimal ver reduced moisture accumulation in the contacting edge Zone area of the adsorbent have the advantage that the Lei Stability of the adsorption system in use for exhaust air cleaning to prevent any solvent emissions Purpose of pollution control constantly at the best possible level is held. In addition, the durability becomes a risk of corrosion The adsorption container is considerably extended.
Zweckmäßigerweise wird die Erwärmung der Innenwandflächen auf den Kontaktbereich mit dem Adsorbens beschränkt, wodurch die Erwärmung dort erfolgt, wo sie zur Trockenhaltung des Ad sorbens notwendig ist.The heating of the inner wall surfaces is expedient limited to the contact area with the adsorbent, whereby the heating takes place where it keeps the Ad sorbent is necessary.
Vorzugsweise wird die Temperatur der Innenwandflächen wäh rend des Desorptionsprozesses und einer sich daran anschließen den Trocknungsphase vor Beginn erneuter Einleitung von Abluft in den Behälter konstant gehalten. Dies kann durch entsprechen de Meßfühler, die auf Regeleinrichtungen für die Zuleitung ent sprechender Wärme an die Wandungen des Behälters wirken, erfol gen. So kann zur Erwärmung der Innenwandfläche der Behälter ein strömbares Wärmeträgermedium verwendet werden, das mit der der Innenwandfläche abgekehrten Außenfläche des Behälterman telswand in Kontakt gebracht wird. Als Wärmeträgermedium kann z. B. auch ein Wärmeträgeröl eingesetzt werden. Mit besonderem Vorteil wird als Wärmeträgermedium Hochdruckdampf verwendet, wobei der zur Erwärmung der Innenfläche verwendete Hochdruck dampf mit besonderem Vorteil nach dem Erwärmungsvorgang als Spüldampf für den Desorptionsprozeß benutzt wird.The temperature of the inner wall surfaces is preferably selected and the desorption process the drying phase before the re-introduction of exhaust air kept constant in the container. This can correspond through de Sensor that ent on control devices for the supply line speaking heat on the walls of the container, successful So can for heating the inner wall surface of the container a flowable heat transfer medium can be used with the the inner wall surface facing away from the outer surface of the container telswand is brought into contact. Can be used as a heat transfer medium e.g. B. also a heat transfer oil can be used. With special Advantage is used as a heat transfer medium high pressure steam, the high pressure used to heat the inner surface steam with particular advantage after the heating process as Purge steam is used for the desorption process.
Die Erwärmung der Innenwandflächen des Adsorptionsbehäl ters kann auch durch elektrische Widerstandsheizelemente erfol gen, die an dem Behälter angebracht werden.The heating of the inner wall surfaces of the adsorption container ters can also be achieved by electrical resistance heating elements conditions that are attached to the container.
Ein bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbarer Adsorptionsbehälter, für den auch selbständiger Schutz beansprucht wird, ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß sein die Innenwandfläche aufweisender Mantel als Wärmetau scher ausgebildet ist. So können zum Beispiel um den Mantel des Adsorptionsbehälters gelegte Rohrschlangen, Rohrleitungen oder sonstige Hohlkörper zur Durchleitung eines Wärmeträgerme diums vorgesehen sein.A while performing the method according to the invention usable adsorption container for which also independent Protection is claimed, is designed according to the invention such that its jacket having the inner wall surface as a heat rope is trained. For example, around the coat of the adsorption container placed pipe coils, pipelines or other hollow bodies for the passage of a heat transfer medium diums be provided.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Mantel doppelwan dig ausgebildet, wobei der freie Ringraum zwischen den Wänden Anschlüsse zur Durchleitung eines Wärmeträgermediums aufweist.In a preferred embodiment, the jacket is double-walled dig formed, with the free annulus between the walls Has connections for the passage of a heat transfer medium.
Adsorptionsbehälter sind normalerweise an den Innenwandflä chen mit einer Korrosionsschutzschicht versehen, die beispiels weise aus thermisch ausgehärteten Duroplasten, vorzugsweise auf der Basis von Phenolformaldehydharzkombinationen besteht. Durch Wasserdampfdiffusion sind die Korrosionsschutzschichten normalerweise gefährdet und können sich nach einer gewissen Betriebszeit ablösen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird Kondensatbildung und somit Wasserdampfdiffusion durch die Korrosionsschutzschicht verhindert, so daß die Haltbarkeit korrosionsgefährdeter Adsorptionsbehälter erheblich verlängert wird.Adsorption tanks are usually on the inner wall surfaces Chen provided with a corrosion protection layer, for example wise from thermoset thermosets, preferably based on phenol formaldehyde resin combinations. The corrosion protection layers are due to water vapor diffusion normally at risk and can change after a certain amount Replace operating time. By the method according to the invention condensation and thus water vapor diffusion through the Prevents corrosion protection layer, so the durability Corrosion-prone adsorption container extended considerably becomes.
Um die Erfindung zu verdeutlichen und zu veranschaulichen, ist ein Adsorptionsbehälter im Schnitt in einer unmaßstäbli chen Zeichnung vereinfacht dargestellt. Die Zeichnung zeigt den Adsorptionsbehälter 1 mit einem zylindrisch vertikal ange ordneten Körper, der im mittleren Teil an und ausgefüllt ist mit dem Adsorbens 2, vorzugsweise Aktivkohle, die auf einem Siebboden 3 ruht. Die zu reinigende Abluft wird über den obe ren Stutzen 4 dem Adsorbens 2 von oben zugeführt und auf der der Zuführungsseite gegenüberliegenden Seite des Adsorbens wieder aus dem Behälter 1 abgeführt. Die Durchströmungsrich tung des Behälters mit Abluft kann auch umgekehrt sein.In order to clarify and illustrate the invention, an adsorption container is shown in a simplified manner in section in an unqualified drawing. The drawing shows the adsorption container 1 with a cylindrical, vertically arranged body, which is filled in and filled with the adsorbent 2 , preferably activated carbon, which rests on a sieve plate 3 in the central part. The exhaust air to be cleaned is supplied to the adsorbent 2 from above via the nozzle 4 and is removed again from the container 1 on the side of the adsorbent opposite the supply side. The flow direction of the container with exhaust air can also be reversed.
Der zur Lösemitteldesorption notwendige Spüldampf kann un ten in den Stutzen 10 geleitet werden und wird dem Adsorbens in den Phasen des Desorptionsprozesses im Gegenstrom zur hier angedeuteten, während des Desorptionsprozesses jedoch ge stoppten Strömungsrichtung der zu reinigenden Abluft zuge führt.The purge vapor required for solvent desorption can be passed into the nozzle 10 and is the adsorbent in the phases of the desorption process in countercurrent to the here indicated, but during the desorption process ge stopped flow direction of the exhaust air to be cleaned supplied.
Die als ringförmiger Bereich dargestellte Randdurchgangs zone 5 des Adsorbens kann durch Erwärmung vor erhöhter Feuch tigkeitsansammlung bewahrt werden. Dazu ist der Behältermantel 6 mit seiner innenseitig aufgebrachten Korrosionsschutzschicht 7, der den Füllraum des Adsorbens umschließt, über den Bereich des Füllraumes beidseitig hinausgehend von einem ringförmig angeordneten Hohlraum 8 umschlossen, der von einem Wärmeträger medium durchströmt wird, das bei 11 zuströmt und bei 12 wieder abströmt. Der Hohlraum 8 ist nach außen durch einen Isolierman tel 9 gegen Wärmeverluste geschützt. In dem Hohlraum 8, der sich zwischen dem Behältermantel und dem Isoliermantel 9 er gibt, können auch Rohrleitungen oder andere Leitsysteme für eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten Wärmeenergie auf den Behältermantel 6 untergebracht werden.The edge passage zone 5 of the adsorbent, which is shown as an annular region, can be protected from increased moisture accumulation by heating. For this purpose, the container jacket 6 with its corrosion protection layer 7 applied on the inside, which encloses the filling space of the adsorbent, is enclosed on both sides beyond the area of the filling space by an annular cavity 8 , through which a heat transfer medium flows, which flows in at 11 and again at 12 flows out. The cavity 8 is protected against heat loss by an Isolierman tel 9 . In the cavity 8 , which there is between the container jacket and the insulating jacket 9 , pipes or other control systems can also be accommodated for a uniform distribution of the heat energy supplied to the container jacket 6 .
Mit 13 ist ein hier schematisch angedeuteter Leitungsweg be zeichnet, über den ein als Wärmeträgermedium verwendeter Hoch druckdampf nach der Erwärmung der Innenwandfläche des Behälter mantels 6 dem Stutzen 10 zugeleitet werden kann, um dann als Spüldampf Verwendung zu finden.With 13 is a schematically indicated line path be characterized here, via which a high pressure steam used as a heat transfer medium after heating the inner wall surface of the container jacket 6 can be supplied to the nozzle 10 , in order then to be used as flushing steam.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: JABBUSCH, W., DIPL.-ING. DR.JUR. LAUERWALD, J., DI |
|
8141 | Disposal/no request for examination |