CH698275B1 - Verfahren und Anlage zur Reinigung eines Prozessgases. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prozessgasreinigungsanlage zur Reinigung eines Prozessgases aus einem Reaktor zur thermischen Behandlung von Schüttgütern, das organische Verunreinigungen und Sauerstoff in einer Menge enthält, die geringer ist als zur vollständigen Verbrennung der organischen Verunreinigungen nötig ist, umfassend einen Durchflusskatalysatorbehälter mit einer Eingangsseite zum Einleiten von Prozessgas und einer Austrittsseite zum Ausleiten von gereinigtem Prozessgas, wobei der Durchflusskatalysatorbehälter ein Katalysatorbett enthaltend einen Verbrennungskatalysator aufweist; eine Messkammer, die mittels einer Messgasleitung mit der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und mit einer Zufuhrleitung für zumindest ein Kalibriergas in die Messkammer verbunden ist, wobei die Messkammer wenigstens einen Sensor zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente des Prozessgases aufweist; wobei die Messkammer derart über die Messgasleitung mit der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und der Zufuhrleitung für zumindest ein Kalibriergas verbunden ist, dass während der Zufuhr von Kalibriergas zur Messkammer die Zufuhr von Prozessgas über die Messgasleitung in die Messkammer unterbindbar ist; sowie ein entsprechendes Verfahren zur Reinigung eines Prozessgases.

Description

[0001] Verfahren zur Reinigung von Prozessgasen aus einem thermischen Behandlungsprozess von Schüttgütern durch katalytische Verbrennung sind mehrfach bekannt. Bekannt sind derartige Verbrennungssysteme auch für Prozessgase, die organische Verunreinigungen, jedoch nur einen geringen Teil an Sauerstoff enthalten.

[0002] Üblicherweise wird dazu die Gaszusammensetzung am Eintritt oder Austritt des Katalysatorbettes gemessen und dementsprechend die Sauerstoffzufuhr für den Verbrennungsprozess geregelt. Gemäss EP 0 722 766 (Al Ghatta) wird die Sauerstoffkonzentration am Austritt des Katalysators mit einem schnell ansprechenden Sensor gemessen; gemäss EP 0699 471 (Brück) wird der Kohlenmonoxid-Gehalt am Austritt des Katalysators gemessen; gemäss EP 1 100 611 (Ferreira) wird das Verhältnis brennbarer Substanzen zu Sauerstoff am Eintritt und Austritt des Katalysatorbettes gemessen.

[0003] Diese Systeme weisen aber im langfristigen Betrieb, bei der Inbetriebsetzung und bei der Wartung Nachteile auf, die vor allem auf der Art und Anordnung der Sensoren beruhen.

[0004] Sensoren, die schnell auf Veränderungen der Prozessgaszusammensetzung reagieren, führen zu einer ständig schwankenden Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas. Nachteilig ist dabei, dass durch die Zufuhrschwankungen wiederum Schwankungen der Druckverhältnisse im Gaskreislauf entstehen.

[0005] Sensoren, die direkt im Prozessgasstrom eingesetzt sind, können zudem bei einem Anlagenstillstand nicht vom Prozessgas getrennt werden, was vor allem bei sauerstoffempfindlichen Sensoren zu einem raschen Verschleiss führt.

[0006] Weiter sind derartig angeordnete Sensoren nicht vor Verunreinigungen im Prozessgas geschützt. Zusätzlich ergibt sich ein Nachteil bei der Kalibrierung von Sensoren in der Prozessgasleitung, da durch die Kalibrierung Kalibriergas in die Prozessgasleitung strömt, was zu einer Verunreinigung des Prozessgases führt.

[0007] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden; insbesondere soll ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt werden, mit dem sich eine katalytische Gasreinigung mit vereinfachter Wartung und Kalibrierung, unabhängig vom Prozessgas, durchführen lässt.

[0008] Das erfindungsgemässe Verfahren wird zur Reinigung durch katalytische Verbrennung von im Kreislauf geführten Prozessgasen aus einer thermischen Behandlung von Schüttgütern verwendet. Bei Schüttgütern handelt es sich dabei um jede Form von rieselfähigen, festen Partikeln wie Körnern, Granulaten, Pulvern oder Agglomeraten. Bevorzugt wird das erfindungsgemässe Verfahren für Prozessgase aus Reaktoren zur thermischen Behandlung von Polykondensaten, wie Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten, Polyhydroxyalkanoaten, Polylactiden oder deren Copolymere, insbesondere von Polyestern wie Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterphthalat (PBT), Polytrimethylterephthalat (PTT), Polyethylennaphthalat (PEN), Polytrimethylnaphthalat (PTN) oder deren Copolymere, angewendet. Bevorzugte Polyethylenterephthalate bestehen mehrheitlich aus sich wiederholenden Terephthalsäure- und Ethylenglycoleinheiten, wobei 0 bis 10% der Di-Säureeinheiten durch andere Säuren und 0 bis 10% der Di-Alkoholeinheiten durch andere Alkohole ersetzt sein können. Bei den Polykondensaten kann es sich um Neumaterial wie auch um Rezyklate handeln.

[0009] Zur thermischen Behandlung von sauerstoffempfindlichen Schüttgütern werden Inertgase mit geringem Sauerstoffanteil, wie zum Beispiel Stickstoff, Kohlendioxid, Edelgase oder Gemischen dieser Gase, als Prozessgas verwendet. Zur katalytischen Verbrennung muss vorgängig Sauerstoff zugesetzt werden. Der Sauerstoff wird in Form von mindestens einem Sauerstoff oder Ozon enthaltenden Gas wie zum Beispiel Luft, Sauerstoff oder Ozon zugeführt.

[0010] Wird das Prozessgas zumindest teilweise im Kreislauf geführt, so muss der Sauerstoffgehalt nach der Reinigung gering gehalten werden. Dementsprechend muss die Sauerstoffzufuhr zum verunreinigten Prozessgas derart geregelt werden, dass die zugegebene Sauerstoffmenge der für die Verbrennung benötigten Sauerstoffmenge entspricht.

[0011] Vorzugsweise wird soviel sauerstoffhaltiges Gas zudosiert, dass der nach dem Katalysator gemessene durchschnittliche Sauerstoffgehalt 0–500 cm<3>/m<3>, bevorzugt 12–150 cm<3>/m<3> beträgt; und/oder dass der nach dem Katalysator gemessene durchschnittliche Kohlenmonoxidgehalt 0–200 cm<3>/m<3>, bevorzugt 2–25 cm<3>/m<3> beträgt. Die Durchschnittswerte beziehen sich dabei auf langfristige Werte, zum Beispiel über mehrere Stunden, bevorzugt über 2 Stunden berechnet. Eine Hydrierung des restlichen Sauerstoffes oder eine Bindung von restlichem Kohlenmonoxid und/oder Sauerstoff, zum Beispiel durch Adsorption, ist bei derart geringen Restmengen üblicherweise nicht notwendig. Trotzdem kann eine weitere Sauerstoffreduktion für die Behandlung von stark sauerstoffempfindlichen Schüttgütern hinzugefügt werden.

[0012] Die erfindungsgemässe Reinigung des verunreinigten Gases erfolgt durch Oxidation (katalytische Verbrennung) der Verunreinigungen an einem Feststoffkatalysator. Als Katalysatormaterial werden zum Beispiel Edelmetalle oder Metalloxide verwendet. Bevorzugte Edelmetalle enthalten einen Anteil an Platin, Palladium oder Rhodium. Bevorzugten Metalloxiden liegen Metalle der Nebengruppenelemente, insbesondere der vierten Periode des Periodensystems der Elemente (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) zugrunde, wobei es sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat, wenn das Katalysatormaterial zumindest Manganoxid, Eisenoxid, Kupferoxid oder Kobaltoxid enthält. Weitere Angaben über Zusammensetzung und Anwendung derartiger Katalysatoren können aus DE 10 2004 006 861 entnommen werden; die Offenbarung dieses Dokuments wird diesbezüglich in die vorliegende Beschreibung durch Bezugnahme eingeschlossen.

[0013] Das Katalysatormaterial kann dabei als Schüttgut (Vollmaterial) vorliegen oder auf ein Trägermaterial aufgebracht sein, wobei es sich bei geeigneten Trägern zum Beispiel um Wabenstrukturen oder poröse Schüttgutkugeln handeln kann. Bevorzugterweise werden als Trägermaterial Aluminiumoxidkugeln verwendet, die zusätzlich eine Sauerstoff adsorbierende Schicht aufweisen.

[0014] Die bevorzugte Schüttdichte des Katalysatorschüttgutes (als Vollmaterial oder auf Trägermaterial) liegt in einem Bereich von etwa 100 bis 1500 kg/dm<3>, insbesondere 200 bis 900 kg/dm<3>.

[0015] Die bevorzugte Korngrösse des Katalysatorschüttgutes liegt in einem Bereich von etwa 0.1 bis 50 mm, insbesondere 1–10 mm.

[0016] Die bevorzugte spezifische Oberfläche des Katalysatorschüttgutes liegt in einem Bereich von etwa 50 bis 500 m<2>/g, insbesondere 60 bis 300 m<2>/g.

[0017] Bevorzugterweise liegt das Katalysatorschüttgut, als sogenanntes Katalysatorbett, in einem Durchflusskatalysatorbehälter vor und wird vom Prozessgas zusammen mit der zur Verbrennung notwendigen Sauerstoffmenge von einer Eintrittsseite zu einer Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters durchströmt. Die Querschnittsfläche des Katalysatorbettes wird derart gewählt, dass sich eine Lineargeschwindigkeit des Prozessgases bzw. Leerrohr-Geschwindigkeit (Betriebs-Volumenstrom/Katalysatorschüttungs-Querschnitt in Richtung der Flussrichtung des Gases) in einem Bereich von etwa 0.3 bis 2.5 m/s ergibt, wobei ein Druckverlust von 5 mbar bis 100 mbar, insbesondere 10 mbar bis 50 mbar entsteht. Die Schichtdicke des Katalysatorbettes soll über deren ganzen Querschnitt konstant sein und zwischen 100 mm und 1000 mm, insbesondere zwischen 200 mm und 400 mm betragen. Dabei soll die Raumgeschwindigkeit (Norm-Volumenstrom des Prozessgases dividiert durch das Katalysatorvolumen) in einem Bereich von 1000 bis 60000 h<-><1>, insbesondere von 3000 bis 12000 h<-><1>bevorzugt von 4000 bis 9000 h<-><1>liegen.

[0018] Die Verbrennung im Katalysatorbett findet vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 150°C bis 600°C, insbesondere von 170°C bis 350°C statt. Die Restmenge an organischen Verunreinigungen im Prozessgas soll nach der katalytischen Verbrennung zwischen 0 und 50 cm<3>/m<3>, insbesondere zwischen 0 und 20 cm<3>/m<3> betragen.

[0019] Erfindungsgemäss wird zumindest ein Teil des Prozessgases im Kreislauf geführt. Dazu wird Prozessgas aus dem Reaktor zur thermischen Behandlung eines Schüttgutmaterials der katalytischen Verbrennung zugeführt und anschliessend wieder in den Behandlungsprozess zurückgeführt.

[0020] Das verunreinigte Prozessgas kann vor der Oxidation weitere Prozessschritte durchlaufen, wie zum Beispiel eine Filtration zur Abscheidung von festen Verunreinigungen, eine Druckerhöhung (Förderung), eine Vermischung mit weiteren Gasen, eine Adsorption, zum Beispiel von nicht oxidierbaren Substanzen oder Katalysatorgiften, sowie eine Erwärmung zur Erhöhung der Temperatur auf eine geeignete Oxidationstemperatur.

[0021] Es ist auch möglich, auf ein weiteres Erhitzen des verunreinigten Gases vor der Katalysatoreinheit zu verzichten, wenn das Prozessgas den Reaktor mit ausreichend hoher Temperatur verlässt und die Oxidationstemperatur am Katalysator ausreichend tief liegt. Gegebenenfalls kann auch das Katalysatorbett oder der Katalysatorträger direkt beheizt werden, zum Beispiel durch externe Wärmequellen oder durch die Verbrennungswärme der Verunreinigungen.

[0022] Das gereinigte Prozessgas kann nach der Oxidation weitere Prozessschritte durchlaufen, wie zum Beispiel eine Kühlung, eine Trocknung, eine Druckerhöhung (Förderung), eine Filtration, eine Erwärmung sowie eine Vermischung mit Additiven oder weiteren Prozessgasströmen.

[0023] Vor dem Eintritt in den Durchflusskatalysatorbehälter (und/oder auch in dem Durchflusskatalysatorbehälter) wird dem verunreinigten Prozessgas Sauerstoff zugeführt.

[0024] Zur Regelung der Sauerstoffzufuhr wird zumindest eine Gaskomponente gemessen, über die sich die Menge an benötigtem Sauerstoff ermitteln lässt.

[0025] Erfindungsgemäss erfolgt die Messung in einer Messkammer, die über eine Messgasleitung mit der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters verbunden ist. Über die Messgasleitung gelangt Prozessgas von der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters in die Messkammer. Die Messgasleitung mündet dabei üblicherweise direkt in den Durchflusskatalysatorbehälter oder in ein Rohrleitungsstück, das aus dem Durchflusskatalysatorbehälter führt.

[0026] Zwischen dem Durchflusskatalysatorbehälter und dem Eintritt in die Messgasleitung können sich optional weitere Prozessapparate (wie Wärmetauscher, Trockner, Filter, Verdichter usw.) befinden. Auf jeden Fall muss der Eintritt in die Messgasleitung zwischen dem Katalysatorbett und dem Eintritt für das Prozessgas in den Behandlungsreaktor angeordnet sein.

[0027] Die Messkammer weist zumindest eine weitere Zuleitung auf, durch die Kalibriergas zugeführt werden kann. Üblicherweise werden zwei Kalibriergasqualitäten verwendet, wobei eine Kalibriergasqualität ohne die zu messende Gaskomponente und eine Kalibriergasqualität mit einer definierten Menge der zu messende Gaskomponente umschaltbar zugeführt werden kann. Die Gaszufuhr zur Messkammer lässt sich über ein oder mehrere Ventile wählen. Die Ventile werden derart angeordnet, dass jeweils nur Prozessgas oder eines der Kalibriergase zur Messkammer strömt und bei einer Zufuhr von Kalibriergas zur Messkammer kein Kalibriergas in das Prozessgas am Austritt des Durchflusskatalysatorbehälters strömt. Dadurch wird eine Verunreinigung des Prozessgases mit Kalibriergas verhindert. Die Kalibrierung des Sensors erfolgt periodisch, typischerweise täglich oder wöchentlich, um dadurch eine konstante Messgenauigkeit zu gewährleisten.

[0028] Bevorzugterweise ist zwischen Durchflusskatalysatorbehälteraustritt und Messkammer zumindest ein Filter und/oder eine Kühlfalle angeordnet, um allfällige Verunreinigungen zu entfernen. Dadurch wird ein Verschmutzen des Sensors verhindert.

[0029] Weiter kann ein Wärmetauscher angeordnet sein, um eine konstante Messtemperatur zu erzeugen. Dadurch werden konstante Messbedingungen geschaffen.

[0030] Aus der Messkammer führt eine weitere Leitung, durch die Messgas aus der Messkammer herausströmen kann. Dabei muss sichergestellt werden, dass keine Umgebungsluft in die Messkammer strömt. Dies kann einerseits durch ein Rückschlagventil, andererseits durch eine Flüssigkeitssperre, bei der die Leitung in einem mit einer Flüssigkeit befüllten Behälter eintaucht, erfolgen.

[0031] Absperrventile ermöglichen es, die Messkammer abzuschliessen, um bei einem Fehlen von Prozessgas oder Kalibriergas den Eintritt von Umgebungsluft zu verhindern. Dadurch lässt sich die Lebensdauer insbesondere von elektrochemischen Sensoren verlängern.

[0032] Kalibriergase werden üblicherweise in Druckbehältern zur Verfügung gestellt und strömen somit aufgrund einer Druckdifferenz in die Messkammer. Besteht beim Prozessgas an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters ein genügend hoher Überdruck, so fliesst auch dieses aufgrund der Druckdifferenz in die Messkammer. Andernfalls muss Prozessgas in die Messkammer gefördert werden.

[0033] Die Messkammer muss ausreichend Raum für zumindest einen Sensor zur Messung einer Gaskomponente aufweisen und gleichmässig vom Messgas durchströmt sein. Der Sensor kann in direktem Kontakt mit dem Messgas in der Messkammer angeordnet sein oder durch eine Membran vom Messgas getrennt sein, wodurch die Zufuhr von Messgas aus der Messkammer zum Sensor verlangsamt wird.

[0034] Die Messtrecke und insbesondere der Sensor sollen eine relativ langsame Ansprechzeit aufweisen. Überraschend wurde gefunden, dass eine spontane Reaktion auf kurzfristige Änderungen (wie im Stand der Technik) gar nicht notwendig ist, da in einem Katalysatorbett ausreichend Sauerstoff gespeichert ist, um kurzfristige Schwankungen auszugleichen. Dadurch wird erreicht, dass kurze Störungen, wie zum Beispiel ein kurzzeitiger Einbruch von Umgebungsluft, nicht zu einer plötzlichen Veränderung der Sauerstoffzufuhr führen. Dies Hesse sich auch durch eine elektronische Dämpfung der Regelcharakteristik erreichen, wäre aber gleichzeitig mit einer langsamen Reaktion auf rasche aber dauerhafte Änderung der Gaszusammensetzung verbunden. Insgesamt lässt sich also durch den Einsatz eines Sensors mit langsamer Ansprechzeit eine stabilere Betriebsweise erreichen.

[0035] Die Ansprechzeit des Sensors ist dabei die Zeit, die der Sensor benötigt, um 90% einer Messgaszusammensetzungsänderung anzuzeigen, wobei die Messgaszusammensetzungsänderung über den gesamten Messbereich des Sensors erfolgt. Bevorzugterweise werden Sensoren mit einer Ansprechzeit von mehr als 6 Sekunden, insbesondere mehr als 8 Sekunden und weniger als 10 Minuten verwendet.

[0036] Zur Messung geeignete Gaskomponenten sind zum Beispiel Sauerstoff, Kohlenmonoxid und brennbare Substanzen.

[0037] Geeignete Sensoren für eine Sauerstoffmessung basieren zum Beispiel auf einer elektrochemischen Umsetzung der Sauerstoffmenge, die über eine Membran in den Sensor migriert. Die Regelung erfolgt derart, dass bei zunehmender Sauerstoffmenge an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters die Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas an der Eintrittsseite reduziert wird.

[0038] Geeignete Sensoren für eine Kohlenmonoxidmessung basieren zum Beispiel auf einer Infrarotmessung. Die Regelung erfolgt derart, dass bei zunehmender Kohlenmonoxidmenge an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters die Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas an der Eintrittsseite erhöht wird.

[0039] Zur Verbesserung der Prozessüberwachung können gleichzeitig mehrere Gaskomponenten gemessen werden. So zeigt zum Beispiel bei konstantem Sauerstoffgehalt eine Zunahme des Kohlenmonoxidgehaltes oder des Gehaltes an organischen Substanzen eine reduzierte Wirksamkeit des Katalysatorbettes an.

[0040] Wird das erfindungsgemässe Verfahren zur Reinigung eines Prozessgasstromes aus einer thermischen Behandlung von Polyethylenterephthalat oder seiner Copolymere (PET) unter Stickstoff eingesetzt, so ist das Prozessgas einerseits mit Spaltprodukten der Polykondensationsreaktionen (Ethylenglykol, Wasser, Acetaldehyd und Oligomeren) belastet und andererseits kann es Verunreinigungen enthalten die aus dem PET migriert sind (Getränkearomen, Haushaltschemikalien), was beim Recycling von gebrauchtem PET der Fall ist. Je nach Behandlungstemperatur enthält das Prozessgas auch einen Anteil an PET-Oligomeren. Weiter kann ein Anteil an PET-Staub enthalten sein. Ein Chlor oder Salzsäureanteil kann enthalten sein, wenn ein Rezyklat mit PVC-Anteil behandelt wird.

[0041] Während das PET im Polykondensationsreaktor üblicherweise bei einer Temperatur zwischen 150°C und 250°C behandelt wird, kann die Temperatur des Prozessgases beim Austritt aus dem Reaktor im Bereich zwischen 100°C und 250° betragen, da das PET dem Reaktor entweder schon heiss zugeführt wird oder im Reaktor aufgeheizt wird und sich im Gegenstrom geführtes Prozessgas dabei abkühlt. Vor der Reinigung kann das Prozessgas in weiteren Behandlungsschritten, wie zum Beispiel Aufheizschritten oder Kristallisationsschritten, verwendet werden.

[0042] Im Verhältnis zur Gasmenge, die sich im katalytischen Bett befindet, ist die Gasmenge im Kreislauf (Reaktor, Gasleitungen usw.) um ein vielfaches grösser. Das Prozessgas steht dabei im Gleichgewicht zu einer nochmals höheren PET-Menge, die über mehrere Stunden (üblich sind 6–30 Stunden aber auch Behandlungszeiten bis zu 60 Stunden sind möglich) behandelt wird. Kurzfristige Lufteinbrüche in den Stickstoffkreislauf können zwar zu einem Sprung der gemessenen Gaskomponente führen, ändern aber sozusagen nichts an der zuzuführenden Sauerstoffmenge.

[0043] Für eine vollständige Reinigung des Prozessgases erfolgen zusätzlich zur katalytischen Verbrennung je nach Verunreinigungsgrad und Art der Verunreinigungen die Schritte Filtration des Prozessgases, Absorption von Säuren oder Chlor, Erwärmen des Prozessgases auf eine geeignete Temperatur für die katalytische Verbrennung, Rückgewinnung von Wärme aus dem Prozessgas, Kühlen des Prozessgases, Trocknen des Prozessgases und nochmalige Filtration des Prozessgases, bevor das Prozessgas wieder in den Behandlungsprozess zurückgeführt werden kann.

[0044] Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens werden sofort ersichtlich, wenn beachtet wird, dass das Prozessgas, in dem eine Gaskomponente gemessen werden muss, heiss und feucht ist und eventuell geringe Mengen an Säuren und langkettigen organischen Verunreinigungen enthält. Die Anordnung des Sensors in einer separaten Messkammer erlaubt es, den Sensor vor diesen Störeinflüssen zu schützen. Der Sensor kann jederzeit auf seine Genauigkeit hin überprüft und kalibriert werden ohne das Prozessgas zu beeinflussen, wodurch eine hohe Genauigkeit der Messung gewährleistet bleibt. Ein langsam ansprechender Sensor kann kurzfristige Störungen ignorieren und gleichzeitig genügend Empfindlichkeit aufweisen, um auf geringfügige aber langfristige Änderungen zu reagieren.

[0045] Das erfindungsgemässe Verfahren zur Reinigung eines Prozessgases, das organische Verunreinigungen enthält und eine Sauerstoffmenge enthält, die geringer ist, als die zur vollständigen Verbrennung der organischen Verunreinigungen benötigt wird, erfolgt mittels geregelter Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases und anschliessender Verbrennung bei 150°C bis 600°C in einem Verbrennungskatalysatorbett.

[0046] Das Katalysatorbett ist in einem Durchflusskatalysatorbehälter angeordnet und das Prozessgas strömt von einer Eintrittsseite zu einer Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters.

[0047] Das Prozessgas stammt aus einem Reaktor zur thermischen Behandlung von Schüttgütern und wird zumindest teilweise in diesen zurückgeführt, wobei eine Messkammer mittels Messgasleitungen mit der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und zusätzlich mit einer Zufuhrleitung für zumindest ein Kalibriergas verbunden ist.

[0048] In der Messkammer befindet sich zumindest ein Sensor zur Messung von zumindest einer Gaskomponente, wobei aufgrund der Konzentration der Gaskomponente die Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases derart geregelt wird, dass das Prozessgas an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters eine durchschnittliche Sauerstoffkonzentration von 0–500 cm<3>/m<3>enthält.

[0049] Vorteilhafterweise ist die Messkammer umschaltbar mit der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und einer Zufuhrleitung für zumindest ein Kalibriergas verbunden.

[0050] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Messkammer während der Zufuhr von Kalibriergas zur Messkammer, von der Prozessgasleitung getrennt werden.

[0051] Denkbar ist es, dass zwischen der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und der Messkammer ein Filter und/oder eine Kühlfalle angeordnet ist.

[0052] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Messkammer zusätzlich mit einer Austrittsleitung verbunden sein, die durch eine Flüssigkeitssperre von der Umgebungsluft getrennt ist.

[0053] In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann der Sensor zur Messung der Gaskomponente ein Sensor zur Sauerstoffmessung sein, wobei die Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases derart geregelt wird, dass die Sauerstoffkonzentration an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters durchschnittlich zwischen 12 und 150 cm<3>/m<3>beträgt.

[0054] Vorteilhafterweise kann der Sensor zur Messung der Gaskomponente ein Sensor zur Kohlenmonoxidmessung sein, wobei die Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases derart geregelt wird, dass die Kohlenmonoxidkonzentration an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters durchschnittlich zwischen 2 und 25 cm<3>/m<3> beträgt.

[0055] In einem günstigen Ausführungsbeispiel kann die Ansprechzeit des Sensors zur Messung der Gaskomponente mehr als 6 Sekunden betragen.

[0056] Denkbar ist es, dass das Prozessgas aus einem Reaktor zur thermischen Behandlung von Polykondensaten, insbesondere von Polyestern wie Polyethylenterephthalat und seinen Copolymeren, stammt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Reinigung eines Prozessgases aus einem Reaktor zur thermischen Behandlung von Schüttgütern, das organische Verunreinigungen und Sauerstoff in einer Menge enthält, die geringer ist als zur vollständigen Verbrennung der organischen Verunreinigungen nötig ist, umfassend die Schritte: – Bereitstellen einer Prozessgasreinigungsanlage mit – einem Durchflusskatalysatorbehälter mit einer Eingangsseite zum Einleiten des Prozessgases und einer Austrittsseite zum Ausleiten von gereinigtem Prozessgas, wobei der Durchflusskatalysatorbehälter ein Katalysatorbett enthaltend einen Verbrennungskatalysator aufweist; – einer Messkammer, die mittels einer Messgasleitung mit der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und mit einer Zufuhrleitung für zumindest ein Kalibriergas in die Messkammer verbunden ist, wobei die Messkammer wenigstens einen Sensor zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente des Prozessgases aufweist; – Ableiten von Prozessgas aus dem Reaktor zur thermischen Behandlung von Schüttgütern und Einleiten des Prozessgases in den Durchflusskatalysatorbehälter; – Verbrennen des Prozessgases in dem Katalysatorbett bei einer Temperatur im Bereich von 150°C bis 600°C; – Einleiten eines Teilstroms des gereinigten Prozessgases über die Messgasleitung in die Messkammer; – geregeltes Zuführen eines sauerstoffhaltigen Gases zu dem Prozessgas, in Abhängigkeit von der mit dem Sensor in der Messkammer bestimmten Konzentration einer Gaskomponente des Prozessgases, wobei das Zuführen stromaufwärts des Durchflusskatalysatorbehälters und/oder in den Durchflusskatalysatorbehälter derart erfolgt, dass das Prozessgas an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters eine durchschnittliche Sauerstoffkonzentration von 0–500 cm<3>/m<3>enthält; – zumindest anteiliges Zurückführen des gereinigten Prozessgases in den Reaktor zur thermischen Behandlung von Schüttgütern; wobei während der Zufuhr von Kalibriergas zur Messkammer die Zufuhr von Prozessgas über die Messgasleitung in die Messkammer unterbunden wird.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Prozessgas durch einen Filter und/oder eine Kühlfalle strömt, der/die zwischen der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und der Messkammer angeordnet ist.

3. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer zusätzlich mit einer Austrittsleitung verbunden ist, die durch eine Flüssigkeitssperre von der Umgebungsluft getrennt ist.

4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Messung der Gaskomponente ein Sensor zur Sauerstoffkonzentrationsmessung ist und die Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases derart geregelt wird, dass die Sauerstoffkonzentration an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters durchschnittlich zwischen 12 und 150 cm<3>/m<3>beträgt.

5. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Messung der Gaskomponente ein Sensor zur Kohlenmonoxidkonzentrationsmessung ist und die Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases derart geregelt wird, dass die Kohlenmonoxidkonzentration an der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters durchschnittlich zwischen 2 und 25 cm<3>/m<3> beträgt.

6. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansprechzeit des Sensors mehr als 6 Sekunden beträgt.

7. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas aus einem Reaktor zur thermischen Behandlung von Polykondensaten, insbesondere von Polyestern wie Polyethylenterephthalat und seinen Copolymeren stammt.

8. Prozessgasreinigungsanlage zur Reinigung eines Prozessgases aus einem Reaktor zur thermischen Behandlung von Schüttgütern zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend – einen Durchflusskatalysatorbehälter mit einer Eingangsseite zum Einleiten von Prozessgas und einer Austrittsseite zum Ausleiten von gereinigtem Prozessgas, wobei der Durchflusskatalysatorbehälter ein Katalysatorbett enthaltend einen Verbrennungskatalysator aufweist oder zur Aufnahme eines Katalysatorbetts geeignet ausgestaltet ist; – eine Messkammer, die mittels einer Messgasleitung mit der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und mit einer Zufuhrleitung für zumindest ein Kalibriergas in die Messkammer verbunden ist, wobei die Messkammer wenigstens einen Sensor zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente des Prozessgases aufweist; – eine Zuführleitung zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Gases zu dem Prozessgas, wobei die Zuführleitung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das Zuführen stromaufwärts, insbesondere unmittelbar stromaufwärts, des Durchflusskatalysatorbehälters und/oder in den Durchflusskatalysatorbehälter erfolgen kann; – Rückführleitungen zum zumindest anteiligen Zurückführen des gereinigten Prozessgases in den Reaktor zur thermischen Behandlung von Schüttgütern; wobei die Messkammer derart über die Messgasleitung mit der Austrittsseite des Durchflusskatalysatorbehälters und der Zufuhrleitung für zumindest ein Kalibriergas verbunden ist, dass während der Zufuhr von Kalibriergas zur Messkammer die Zufuhr von Prozessgas über die Messgasleitung in die Messkammer unterbindbar ist.