DE10008609C1 - Filter und Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren aus Druckgasen - Google Patents

Filter und Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren aus Druckgasen

Info

Publication number
DE10008609C1
DE10008609C1 DE10008609A DE10008609A DE10008609C1 DE 10008609 C1 DE10008609 C1 DE 10008609C1 DE 10008609 A DE10008609 A DE 10008609A DE 10008609 A DE10008609 A DE 10008609A DE 10008609 C1 DE10008609 C1 DE 10008609C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filter
compressed gas
oil
compressed
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10008609A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Heckmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Kompressoren GmbH
Original Assignee
Bauer Kompressoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Kompressoren GmbH filed Critical Bauer Kompressoren GmbH
Priority to DE10008609A priority Critical patent/DE10008609C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10008609C1 publication Critical patent/DE10008609C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/003—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions including coalescing means for the separation of liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/4263—Means for active heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/8892—Manganese
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/041—Removal or measurement of solid or liquid contamination, e.g. filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/048—Arrangements for compressed air preparation, e.g. comprising air driers, air condensers, filters, lubricators or pressure regulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/2073—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Filter zur Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung, bestehend aus einem zur Durchleitung von Druckgasen geeigneten Behälter mit einer darin angeordneten Schicht aus Abtrennmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennmaterial einen Oxidationskatalysator vom Hopcalit-Typ umfaßt. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung durch ein- oder mehrstufiges Komprimieren der Gase, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas durch mindestens ein wie oben beschriebenes Filter geführt wird. DOLLAR A Mittels der erfindungsgemäßen Filters beziehungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es, einen Restölgehlat im Druckgas von < 0,003 mg/m·3· zu erreichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filter sowie ein Verfahren zur Ab­ trennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung.
Beim Komprimieren von Gasen, wie Luft, mittels herkömmlichen Kolben- oder Schraubenverdichtern wird das komprimierte Gas technisch bedingt mit Ölaerosolen und Öldampf verunreinigt, was für die meisten Anwen­ dungen der komprimierten Gase unerwünscht oder unakzeptabel ist. Nach dem ISO-Standard 8573-1 kann Druckluft als ölfrei bezeichnet wer­ den, wenn ihr Ölgehalt (einschließlich Öldampf) unter 0,01 mg/m3 (Quali­ tätsklasse 1) liegt. Derzeit gibt es jedoch keine Kompressoren, die ohne zu­ sätzliche Aufbereitung ölfreie Druckgase, insbesondere ölfreie Druckluft, erzeugen können. Auch Druckgas oder Druckluft aus ölfrei verdichtenden Kompressoren ist nicht frei von Öl und anderen organischen Verunreini­ gungen. Zum einen wirkt jeder Kompressor wie ein Staubsauger, der Ver­ unreinigungen aus der Umgebungsatmosphäre aufnimmt und sie durch Verdichtung konzentriert. Zum anderen sind die Lager und Wellen solcher Kompressoren geschmiert und geben flüchtige Bestandteile an die umge­ bende Atmosphäre ab.
Ölhaltige Druckgase können durch mehrstufige, nachgeschaltete Filter­ anlagen zur erforderlichen Qualität aufbereitet werden. Zur Abscheidung von Öldämpfen werden bislang in der Regel Adsorptionsfilter aus Aktiv­ kohle eingesetzt. Bei einer Arbeitstemperatur von 21°C kann bei solchen Aktivkohlefiltern mit einer Standzeit zwischen 300 und 1000 Stunden ge­ rechnet werden. Da der Öldampfgehalt der Druckgase in erheblichem Ma­ ße von der Temperatur abhängig ist, ist somit auch die Standzeit der Aktiv­ kohlefilter von der Temperatur abhängig. Die Standzeit und die Abschei­ deleistung von Aktivkohlefiltern wird von den kommerziellen Anbietern üblicherweise bei einer Temperatur von 21°C angegeben. In der Praxis wird jedoch eine solche Temperatur kaum eingehalten. Wenn die Druck­ luft Temperaturen von über 40°C aufweist, ist die Öldampfmenge in der Druckluft bis zu 10 mal höher als bei 20°C und die Standzeit eines Aktiv­ kohlefilters reduziert sich auf 1/10 der für 20°C angegebenen Lebensdauer. Ebenso verringert sich die physikalische Adsorptionskapazität von Ak­ tivkohlefiltern mit steigender Temperatur.
Ferner fällt bei der Erzeugung von Druckgasen mittels ölgeschmierten Kompressoren zwangsläufig ölhaltiges Kondensat in großen Mengen an. Die Trennung des Öles vom Wasser, die Entsorgung des Öles sowie verölter Filterelemente ist teuer und aufwendig.
Aus der US 5,284,629 A ist ein Verfahren zur Entfernung von Kompressor­ öl aus Druckluft bekannt, bei dem die Druckluft durch einen Behälter ge­ führt wird, in welchem sich eine Schicht aus einem Oxidationskatalysator befindet. Als Oxidationskatalysatoren werden hierbei auf einem Substrat abgeschiedene metallische Komponenten aus der Gruppe Platin, Palladi­ um, Nickel, Kobalt, Eisen, Rhodium, Mangan und Kupfer vorgeschlagen, wobei als besonders geeigneter, hochaktiver Katalysator ein geträgerter Platin-Katalysator empfohlen wird.
Hopcalit ist ein Gemisch von Metalloxiden, das bekanntlich zur Oxidation von CO zu CO2 bei niedrigen Temperaturen, insbesondere in Atemschutz­ masken eingesetzt wird (siehe beispielsweise Römpp Chemie-Lexikon, 9. Auflage (1990), Seite 1849). Die Verwendung von Hopcalit als Katalysator zur Oxidation von mineralischen und synthetischen Ölen sowie hochsie­ denden organischen Verbindungen ist aus der Literatur nicht bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter sowie ein Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Ver­ bindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung zur Verfügung zu stellen, bei dem die Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten, und mit dem es insbesondere gelingt, auf einfache und kostensparende Weise den Restölgehalt in Druckgasen auf Werte entsprechend der Nach­ weisgrenze zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Filter gemäß An­ spruch 1 beziehungsweise ein Verfahren gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte beziehungsweise bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstan­ des sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Filter zur Abtrennung von Ölspu­ ren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung, bestehend aus einem zur Durchleitung von Druckga­ sen geeigneten Behälter mit einer darin angeordneten Schicht aus einem einen Oxidationskatalysator umfassenden Abtrennmaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Oxidationskatalysator vom Hopcalit-Typ ist und MnO2 und CuO als Hauptkomponenten umfaßt.
Gemäß der Erfindung hat sich völlig überraschend gezeigt, daß es mittels dem erfindungsgemäßen Filter gelingt, kontinuierlich Ölbestandteile und flüchtige organische Verbindungen aus Druckgasen bei der Druckgaser­ zeugung zu entfernen, beziehungsweise abzutrennen, wobei problemlos Restöl- bzw. Restkohlenwasserstoffgehalte von < 0,003 mg/m3 entspre­ chend der Nachweisgrenze erreicht werden. Hierbei hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Filter unempfindlich gegen Vergiftung durch Phos­ phor, Schwefel, Zink und andere übliche Öladditive ist.
Das erfindungsgemäße Filter kann mit einer Heizeinrichtung zur direkten oder indirekten Erwärmung der Schicht aus Oxidationskatalysator vom Hopcalit-Typ versehen sein, um bei dessen Einsatz, falls erforderlich, eine erwünschte Arbeitstemperatur zu erreichen.
Beim erfindungsgemäßen Filter basiert die Oxidation der Ölbestandteile und flüchtigen organischen Verbindungen zu Wasser und Kohlendioxid auf der katalytischen Umsetzung dieser Verunreinigungen mit atmosphä­ rischem Sauerstoff.
Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Oxidationskatalysator vom Hop­ calit-Typ handelt es sich um Gemisch von Metalloxiden, das als Haupt­ komponenten Mangandioxid und Kupferoxid enthält. Bei einer bevorzug­ ten Ausführungsform kann weiterhin mindestens ein weiteres Metalloxid, wie ein Manganoxid, Chromoxide, Kobaltoxid, Vanadiumpentoxid und Sil­ beroxid enthalten sein. Ebenso kann der Oxidationskatalysator minde­ stens ein Metall aus der Gruppe der Edelmetalle, vorzugsweise aus der Pla­ tin, Palladium und Silber umfassenden Gruppe, enthalten. Durch die ge­ nannten zusätzlichen Metalloxide beziehungsweise Metalle kann die kata­ lytische Aktivität für die Oxidation von Ölen und anderen Kohlenwasser­ stoffverbindungen erhöht werden. Die Menge dieser zusätzlichen Metallo­ xide oder Metalle kann je nach gewünschter katalytischer Aktivität einge­ stellt werden und beträgt im Falle der Edelmetalle z. B. 0,1-5 Gew.-%, be­ zogen auf die Gesamtmenge an Katalysator.
Der Oxidationskatalysator liegt im erfindungsgemäßen Filter vorzugswei­ se in Form von Pellets oder Granulat vor, wobei eine bevorzugte Korngröße im Bereich von 0,5 bis 5 mm, weiter vorzugsweise 0,8 bis 3 mm liegt. Die Oxidationskatalysator-Teilchen weisen ebenso vorzugsweise ein Aspekt­ verhältnis, das heißt ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser, bezie­ hungsweise Breite, von 2 bis 4 auf. Beim Einsatz von Bruchgranulaten können verschiedene Kornfraktionen eingesetzt werden, beispielsweise 0,5-1,5 mm, 1,5-2 mm und 2-3 mm. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Oxidationskatalysator vom Hopcalit-Typ auf einem Trägermaterial aufgebracht, wobei in der Katalysatortechnik übliche Trägermaterialien, beispielsweise Zeolithe oder Silicatmaterialien, eingesetzt werden kön­ nen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt der Oxidationskataly­ sator in Form eines aufgeschäumten, porösen Schwamms vor.
Je nach Anwendung kann die Katalysatorschicht in dem erfindungsgemä­ ßen Filter beispielsweise ein Gesamtvolumen von 50 bis 3000 ml, insbe­ sondere 150 bis 2000 ml, aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist ebenso ein Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung durch ein- oder mehrstufiges Komprimieren der Gase, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Druckgas durch minde­ stens ein wie oben beschriebenes, erfindungsgemäßes Filter geführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in die Druckgaserzeugung durch ein- oder mehrstufiges Komprimieren der Gase integriert. Hierbei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß nicht nur Restöl- bzw. Restkohlen­ wasserstoffgehalte von < 0,003 mg/m3 erreicht werden, sondern ebenso die Bildung von Ölemulsionen in den bei der Druckgaserzeugung üblicher­ weise eingesetzten Kondensatabscheidern unterbleibt und das zwangs­ läufig anfallende Kondensat nahezu ölfrei ist.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das bei Kompressoren aus phy­ sikalischen Gründen zwangsläufig vorhandene Temperatur- und Druckniveau ausgenutzt, um mittels den erfindungsgemäßen Filtern die Ölbe­ standteile sowie andere flüchtige organische Bestandteile zu Wasser und Kohlendioxid zu oxidieren. Die Druckgaserzeugung erfolgt hierbei vor­ zugsweise mittels an sich bekannten Kolben- oder Schraubenverdichtern. Das Temperaturniveau und entsprechend die Arbeitstemperatur beim er­ findungsgemäßen Verfahren liegt je nach Kompressortyp und Verdich­ tungsgrad zwischen 20°C und 550°C, vorzugsweise zwischen 100°C und 250°C, weiter vorzugsweise zwischen 80°C und 240°C. Das Druckniveau and entsprechend der Arbeitsdruck beim erfindungsgemäßen Verfahren liegt geeigneterweise bei mindestens 1,5 bar, vorzugsweise zwischen 4 und 500 bar, insbesondere zwischen 4 und 450 bar.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Verwendung von Kol­ ben- und Schraubenverdichter beschränkt. Der Einsatz von beispielswei­ se Membran-Kompressoren, Radial- und Axialverdichtern, Flüssigkeits­ ring-Kompressoren oder Roots-Verdichtern ist ebenso möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere bei der Druck­ gaserzeugung mittels ein- oder mehrstufigen Kolbenverdichtern oder ein- oder mehrstufigen Schraubenverdichtern, wobei das Druckgas vorzugs­ weise durch mehrere, zwischen den einzelnen Komprimierstufen vorgese­ hene, erfindungsgemäße Filter geführt wird. Ist die totale Ölfreiheit von Druckgas und Kondensatwasser erwünscht, wird beispielsweise je ein Fil­ ter direkt zwischen jeder Kompressorstufe und Kondensatabscheider an­ geordnet. Hierbei wird die Bildung von Öl/Wasseremulsionen in den Kon­ densatabscheidern unterbunden, so daß nur reines Wasser in den Kon­ densat-Zwischenabscheidern anfällt. Soll andererseits lediglich das kom­ primierte Gas ölfrei beziehungsweise VOC (Volatile Organic Carbon) - frei sein, wird ein erfindungsgemäßes Filter lediglich hinter die letzte Kom­ pressorstufe (also vor den Wärmetauscher beziehungsweise Kondensat­ abscheider) geschaltet.
Unter diesen Bedingungen wird das durch die Kompression bedingte Tem­ peratur- und Druckniveau genutzt, um die katalytischen Oxidationsprozesse innerhalb des erfindungsgemäßen Filters zu starten und aufrecht zu halten.
Sollte das Druck- und Temperaturniveau, insbesondere beim Einsatz von Niederdruckverdichtern und Schraubenverdichtern, nicht ausreichen, um den Oxidationskatalysator anspringen zu lassen, kann das Filter mit­ tels einer Heizeinrichtung direkt oder indirekt auf die erforderliche An­ spring- beziehungsweise Arbeitstemperatur erwärmt werden. Dies kann beispielsweise durch eine oberflächlich am Druckgaseingang des Filters vorgesehene Heizquelle, beispielsweise in Form eines Heizstabes oder ei­ ner Infrarotlampe, erfolgen. Bei der indirekten Erwärmung wird das durch das Filter durchzuführende Druckgas auf die erwünschte Temperatur er­ hitzt. Die Heizquelle wird dann zu Beginn des Verfahrens für kurze Zeit zu­ geschaltet, um damit den Oxidationskatalysator zu starten. Diese Initial­ heizung kann nach dem Beginn der Oxidationsreaktion wieder abgeschal­ tet werden. Bei Bedarf kann die Heizquelle auch während des gesamten Verfahrens zugeschaltet bzw. über einen Thermostaten geregelt oder ge­ taktet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung beruht die Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen durch Oxidation auf der katalyti­ schen Umsetzung mit atmosphärischem Sauerstoff. Bei der Kompression sauerstoffreier Gase, wie Stickstoff, Helium oder Methan, kann daher die Katalysatoraktivität aufgrund Sauerstoffmangels nicht aufrechterhalten werden. Bei der Druckgaserzeugung solcher Gase wird daher erfindungs­ gemäß zusätzlich ein Oxidationsmittel enthaltendes Gas, vorzugsweise ein sauerstoffhaltiges Gas dem erfindungsgemäßen Filter zugeführt. Das dem Oxidationskatalysator zuzuführende Oxidationsmittel- bzw. Sauer­ stoffvolumen kann hierbei anhand der gegebenen Öl- beziehungsweise VOC-Konzentrationen berechnet werden. Das erfindungsgemäße Verfah­ ren ist jedoch insbesondere bevorzugt zur Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckluft bei der Drucklufter­ zeugung.
Hinsichtlich des verwendeten Katalysatorvolumens wird das erfindungs­ gemäße Verfahren vorzugsweise so durchgeführt, daß eine Raumzahl von < 1500 min-1, weiter vorzugsweise von 400-800 min-1 eingehalten wird. Die Raumzahl bedeutet hierbei das Verhältnis von Druckgasvolumen­ strom (l/min) zu Katalysatorvolumen (1).
Gegenstand der Erfindung ist schließlich ebenso die Verwendung eines Oxidationskatalysators vom Hopcalit-Typ zur Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckgasen bei der Druck­ gaserzeugung.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert. Die hierbei verwendeten Verdichtertypen und deren prinzipieller Aufbau einschließlich den Verdichtungsverhältnissen sind in den Beispielen 1 bis 6 angegeben. Als Oxidationskatalysatoren wurden handelsübliche Hopca­ lit-Typen verwendet, nämlich N 4741 (Fa. Dräger), Moleculite Catalyst (Fa. Medical Products, GB) und Carolite (Fa. Carus, USA).
Beispiel 1 3-stufiger Kolbenverdichter
Stufe 1: 6,0 bar, ca. 200°C
Stufe 2: 45 bar, 200°C
Stufe 3: 300 bar, 230°C
Förderleistung: 170 l/min
Kondensatabscheider hinter Stufe 2 und 3
1. Filter hinter Stufe 2, Katvolumen ca. 600 ml, Pellets mit Körnung 1,2- 2,0 mm
2. Filter hinter Stufe 3, Katvolumen ca. 200 ml, Pellets mit Körnung 0,8- 1,5 mm
Beispiel 2 4-stufiger Kolbenverdichter
Stufe 1: 2,5 bar, ca. 150°C
Stufe 2: 16 bar, 190°C
Stufe 3: 85 bar, 190°C
Stufe 4: 420 bar, 190°C
Förderleistung: 170 l/min
Kondensatabscheider hinter Stufe 2 und 4
1. Filter hinter Stufe 2, Katvolumen ca. 1000 ml, Pellets mit Körnung 1,2- 2,0 mm
2. Filter hinter Stufe 4, Katvolumen ca. 200 ml, Pellets mit Körnung 0,8- 1,5 mm
Beispiel 3 1-stufiger Schraubenverdichter
Stufe 1: 10 bar, 80°C
Förderleistung: 1500 l/min
Kondensatabscheider hinter Stufe 1
Filter hinter Stufe 1, Katvolumen ca. 2000 ml, Bruchgranulat mit Körnung 0,8-3 mm
Beispiel 4 2-stufiger Schraubenverdichter
Stufe 1: 12 bar, ca. 55°C
Stufe 2: 40 bar, 80°C
Förderleistung: 3500 l/min
Kondensatabscheider hinter Stufe 1 und 2
1. Filter hinter Stufe 1, Katvolumen ca. 3000 ml, Bruchgranulat mit Kör­ nung 0,8-3 mm
2. Filter hinter Stufe 2, Katvolumen ca. 2000 ml, Bruchgranulat mit Kör­ nung 0,6-1,5 mm
Beispiel 5 3-stufiger Kolbenverdichter
Stufe 1: 6,0 bar, ca. 200°C
Stufe 2: 45 bar, 200°C
Stufe 3: 300 bar, 230°C
Förderleistung: 170 l/min
Kondensatabscheider hinter Stufe 2 und 3
Filter hinter Stufe 2, Katvolumen ca. 200 ml, Pellets mit Körnung 0,8-2 mm
Beispiel 6 2-stufiger Schraubenverdichter
Stufe 1: 12 bar, ca. 55°C
Stufe 2: 40 bar, 80°C
Förderleistung: 3500 l/min
Kondensatabscheider hinter Stufe 1 und 2
Filter hinter Stufe 2, Katvolumen ca. 2000 ml, Pellets mit Körnung 0,8- 2 mm
Versuchsdurchführung und Ergebnisse
Mittels den oben beschriebenen Verdichtern wurden Dauertests zur Er­ zeugung von Druckluft und Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen or­ ganischen Verbindungen durchgeführt. Die Verdichter wurden mit Ab­ schaltzyklen zwischen 0,5 und 2 Stunden über 600 Betriebsstunden ge­ fahren. Der Versuch wurde dann ohne Anzeichen einer Filtererschöpfung abgebrochen. Durch die Abschaltzyklen wurde untersucht und bewiesen, daß der im erfindungsgemäßen Filter vorgesehene Oxidationskatalysator selbst nach dem Erkalten wieder selbständig anspringt. Die Luft hinter dem Katalysator wurde über einen Kühler geführt und in die Atmosphäre abgeblasen. Die in regelmäßigen Abständen durchgeführte Analyse der Luftproben ergab folgendes:
  • - Der Restölgehalt lag immer bei < 0,003 mg/m3
  • - Das angefallene Kondensat hinter einem erfindungsgemäßen Filter war über die gesamte Testdauer immer wasserklar.
  • - Die nachweisbare Kohlenwasserstoffkonzentration betrug < 1 mg/l.
  • - Das Kondensat wies einen leichten Eigengeruch auf oder war völlig geruchlos.
Bei dem obigen Dauertest wurden synthetische und mineralische Öle eingesetzt. Durchbrüche beziehungsweise Filtererschöpfungen konnten nicht festgestellt werden. Die Reinheit von Luft und Kondensat war ver­ gleichbar. An den Verschleißteilen der Verdichter traten deutlich geringe­ re Ablagerungen auf als beim herkömmlichen Betrieb ohne die erfindungs­ gemäßen Filter.
Nachfolgend werden die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Fil­ ters beziehungsweise erfindungsgemäßen Verfahrens zusammengefaßt:
  • - Das erhaltene Druckgas ist ölfrei. Restkonzentrationen von < 0,003 mg/m3 entsprechend der Nachweisgrenze werden im Gegensatz zu den herkömmlichen Adsorptionsfiltern auf Aktivkohlebasis nicht nur bei neuen Filtern sicher unterschritten beziehungsweise einge­ halten.
  • - Die Standzeit eines erfindungsgemäßen Filters ist bei gleichem Bau­ volumen mindestens 20 mal größer als die vergleichbarer Adsorp­ tionsfilter. Entsprechend sind die Investitionskosten für die Filter und die laufenden Kosten, insbesondere bei großen Filteranlagen (beispielsweise bei zentraler Druckluftversorgung in Industriebe­ trieben) geringer.
  • - Das zwangsläufig bei der Druckgaserzeugung anfallende Kondensat ist nahezu ölfrei. Die bislang unvermeidbaren Öl/Wasseremulsionen fallen nicht an. Der typische Gehalt an organischen Kohlenwasser­ stoffverbindungen ist < 1 mg/l beziehungsweise unterhalb der Nach­ weisgrenze der empfohlenen Analyseverfahren.
  • - Das anfallende Kondensat kann entsprechend der Indirekteinleite­ verordnung ohne weitere Aufbereitungsschritte direkt wie normales Haushaltsabwasser entsorgt werden.
  • - Bewegte Bauteile, wie Ventile, werden nicht durch Ablagerungen wie Ölruß oder Verkokungen in ihrer Funktion beeinträchtigt. Dadurch reduzieren sich die Serviceintervalle deutlich und die Betriebssi­ cherheit wird verbessert.
  • - Die Standzeit des erfindungsgemäßen Filters ist im Gegensatz zu herkömmlichen Aktivkohlefiltern nicht von den in der Praxis nahezu unkontrollierbaren Umgebungstemperaturen abhängig.
  • - Bei ungünstigen Betriebsbedingungen mit der Ansaugluft angesaug­ tes, giftiges Kohlenmonoxid (beispielsweise aus Verbrennungsmoto­ ren) wird im erfindungsgemäßen Filter zu ungefährlichem CO2 um­ gewandelt.
  • - Der Druckabfall über das erfindungsgemäße Filter ist bei richtiger Auslegung 30-80% geringer als bei herkömmlichen Aktivkohlefil­ tern, was ebenso zur Reduzierung der Betriebskosten beiträgt.

Claims (16)

1. Filter zur Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Ver­ bindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung, bestehend aus ei­ nem zur Durchleitung von Druckgasen geeigneten Behälter mit einer darin angeordneten Schicht aus einem einen Oxidationskatalysator umfassen­ den Abtrennmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskataly­ sator vom Hopcalit-Typ ist und MnO2 und CuO als Hauptkomponenten umfaßt.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Heizeinrichtung zur direkten oder indirekten Erwärmung der Schicht ver­ sehen ist.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxida­ tionskatalysator weiterhin mindestens ein weiteres Metalloxid eines Me­ talls der Mn, Cr, Co, V und Ag umfassenden Gruppe enthält.
4. Filter nach Anspruch 1 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator weiterhin mindestens ein Metall aus der Grup­ pe der Edelmetalle, vorzugsweise aus der Pt, Pd und Ag umfassenden Gruppe, enthält.
5. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator in Form von Pellets oder als Granulat, vorzugsweise mit einer Korngröße im Bereich von 0,5-5 mm, vorliegt.
6. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator auf einem Trägermaterial aufgebracht ist.
7. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator in Form eines aufgeschäum­ ten, porösen Schwamms vorliegt.
8. Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung durch ein- oder mehrstufiges Komprimieren der Gase, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas durch mindestens ein Filter gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 geführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgaserzeugung mittels bekannten Kolben- oder Schraubenverdich­ tern erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung bei Arbeitstemperaturen zwischen 20°C und 550°C, vorzugsweise zwischen 100°C und 250°C, sowie Arbeitsdrücken von min­ destens 1,5 bar erfolgt.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim mehrstufigen Komprimieren das Druckgas durch mehrere, zwischen den einzelnen Komprimierstufen vorgesehene Filter gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 geführt wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Druckgaserzeugung sauerstoffreier Gase dem Filter zusätzlich ein Oxidationsmittel enthaltendes Gas zugeführt wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter mittels einer Heizeinrichtung direkt oder indirekt auf die erforderliche Arbeitstemperatur erwärmt wird.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung aus Druckluft erfolgt.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung bis zu einem Restöl- bzw. Restkoh­ lenwasserstoffgehalt von < 0,003 mg/m3 Druckgas durchgeführt wird.
16. Verwendung eines Oxidationskatalysators vom Hopcalit-Typ zur Ab­ trennung von Ölspuren und flüchtigen organischen Verbindungen aus Druckgasen bei der Druckgaserzeugung.
DE10008609A 2000-02-24 2000-02-24 Filter und Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren aus Druckgasen Expired - Fee Related DE10008609C1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10008609A DE10008609C1 (de) 2000-02-24 2000-02-24 Filter und Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren aus Druckgasen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10008609A DE10008609C1 (de) 2000-02-24 2000-02-24 Filter und Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren aus Druckgasen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10008609C1 true DE10008609C1 (de) 2001-09-27

Family

ID=7632209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10008609A Expired - Fee Related DE10008609C1 (de) 2000-02-24 2000-02-24 Filter und Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren aus Druckgasen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10008609C1 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1504806A2 (de) * 2003-08-08 2005-02-09 Columbus Filter GmbH Gasaufbereitungsanlage
DE10357337A1 (de) * 2003-08-08 2005-03-03 Columbus Filter Gmbh Gasaufbereitungsanlage
DE102004022092A1 (de) * 2004-05-05 2005-11-24 Bauer-Kompressoren Heinz Bauer Oxidationskatalytische Abtrennvorrichtung
DE102004022090A1 (de) * 2004-05-05 2005-11-24 Bauer-Kompressoren Heinz Bauer Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Öl und flüchtigen organischen Bestandteilen aus Druckgasen einer Verdichtungsanlage
DE102004022091A1 (de) * 2004-05-05 2005-11-24 Bauer-Kompressoren Heinz Bauer Oxidationskatalytische Abtrennvorrichtung für Öl und flüchtige organische Bestandteile aus Druckgasen
WO2007020034A1 (de) * 2005-08-12 2007-02-22 Andreas Zapalla Verfahren und vorrichtung zur konditionierung eines für den transport und/oder die aufbewahrung von lebensmitteln vorgesehenen gases
DE102006058082A1 (de) * 2006-12-07 2008-06-12 Beko Technologies Gmbh Reinigungsanlage für Gase
DE102008014205A1 (de) 2008-03-14 2009-09-17 Beko Technologies Gmbh Integrierter Katalysator
CN106268304A (zh) * 2016-09-20 2017-01-04 重庆鲍斯可燃气工程有限公司 压缩空气净化系统及其使用方法
DE112015000360B4 (de) 2014-01-29 2022-02-03 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Verfahren zum Rückgewinnen und Reiningen von Argongas aus einer Silizium-Einkristallherstellungsvorrichtung und Vorrichtung zum Rückgewinnen und Reinigen von Argongas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2103593A (en) * 1981-08-10 1983-02-23 Hunting Hivolt Ltd Removal of hydrocarbon impurity from O2-containing gas stream
DE3608635A1 (de) * 1986-03-14 1987-09-17 Drache Keramikfilter Abgasreaktor und verfahren zu seiner herstellung
US5284629A (en) * 1986-04-30 1994-02-08 Henderson Charles A Oil vapor extraction system
GB2303084A (en) * 1994-06-02 1997-02-12 Boreskova Inst Kataliza Sibir Catalyst for the deep oxidation of organic compounds and carbon

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2103593A (en) * 1981-08-10 1983-02-23 Hunting Hivolt Ltd Removal of hydrocarbon impurity from O2-containing gas stream
DE3608635A1 (de) * 1986-03-14 1987-09-17 Drache Keramikfilter Abgasreaktor und verfahren zu seiner herstellung
US5284629A (en) * 1986-04-30 1994-02-08 Henderson Charles A Oil vapor extraction system
GB2303084A (en) * 1994-06-02 1997-02-12 Boreskova Inst Kataliza Sibir Catalyst for the deep oxidation of organic compounds and carbon

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ISO-Standard 8573-1 *
RÖMPP (Hrsg.): Chemie Lexikon, 9. Aufl. (1990), S. 1849 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1504806A2 (de) * 2003-08-08 2005-02-09 Columbus Filter GmbH Gasaufbereitungsanlage
DE10357337A1 (de) * 2003-08-08 2005-03-03 Columbus Filter Gmbh Gasaufbereitungsanlage
EP1504806A3 (de) * 2003-08-08 2005-04-06 Columbus Filter GmbH Gasaufbereitungsanlage
DE10357337B4 (de) * 2003-08-08 2016-05-12 Beko Technologies Gmbh Gasaufbereitungsanlage
DE102004022090B4 (de) * 2004-05-05 2013-06-13 Bauer-Kompressoren Heinz Bauer Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Öl und flüchtigen organischen Bestandteilen aus Druckgasen einer Verdichtungsanlage
DE102004022091A1 (de) * 2004-05-05 2005-11-24 Bauer-Kompressoren Heinz Bauer Oxidationskatalytische Abtrennvorrichtung für Öl und flüchtige organische Bestandteile aus Druckgasen
DE102004022090A1 (de) * 2004-05-05 2005-11-24 Bauer-Kompressoren Heinz Bauer Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Öl und flüchtigen organischen Bestandteilen aus Druckgasen einer Verdichtungsanlage
DE102004022092A1 (de) * 2004-05-05 2005-11-24 Bauer-Kompressoren Heinz Bauer Oxidationskatalytische Abtrennvorrichtung
WO2007020034A1 (de) * 2005-08-12 2007-02-22 Andreas Zapalla Verfahren und vorrichtung zur konditionierung eines für den transport und/oder die aufbewahrung von lebensmitteln vorgesehenen gases
DE102006058082A1 (de) * 2006-12-07 2008-06-12 Beko Technologies Gmbh Reinigungsanlage für Gase
WO2008068318A1 (de) * 2006-12-07 2008-06-12 Beko Technologies Gmbh Reinigungsanlage für gase
DE102008014205A1 (de) 2008-03-14 2009-09-17 Beko Technologies Gmbh Integrierter Katalysator
US8246330B2 (en) 2008-03-14 2012-08-21 Wabco Fahrzeugsysteme Gmbh Integrated catalyst
DE102008014205B4 (de) * 2008-03-14 2013-05-29 Beko Technologies Gmbh Integrierter Katalysator
DE112015000360B4 (de) 2014-01-29 2022-02-03 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Verfahren zum Rückgewinnen und Reiningen von Argongas aus einer Silizium-Einkristallherstellungsvorrichtung und Vorrichtung zum Rückgewinnen und Reinigen von Argongas
CN106268304A (zh) * 2016-09-20 2017-01-04 重庆鲍斯可燃气工程有限公司 压缩空气净化系统及其使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10008609C1 (de) Filter und Verfahren zur Abtrennung von Ölspuren aus Druckgasen
EP0024595B1 (de) Verfahren zur Entfernung von Schmiermittelnebeln und Schmiermitteldämpfen aus einem Gasstrom
US6511528B1 (en) Purification of carbon dioxide
EP1997549B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von biogenen oder anthropogenen methanhaltigen Gasen
DE602004003071T2 (de) Verfahren zur herstellung von ammoniak aus wasser und stickstoff am einsatzort
DE19840372A1 (de) Katalysator und Verfahren zur Reinigung von Stoffströmen
DE2525732C3 (de) Verfahren zur Regenerierung eines festen Reaktionsmittels
WO2011045186A4 (de) Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von argon aus einem gasgemisch
DE60022140T2 (de) Verfahren zur Reinigung von Kohlendioxid in einer Ethylenglykolanlage
EP2035118A2 (de) Adsorptionsmasse und verfahren zur entfernung von co aus stoffströmen
EP0863375A1 (de) Verfahren zur Krypton- und Xenon-entfernung von fluor- und/oder chlorhaltigen Verunreinigungen
DE102007013964A1 (de) Prozess zur Entfernung und Rückführung kondensierbarer Komponenten aus chlorhaltigen Gasströmen
DE102007020421A1 (de) Verfahren zur Herstellung von mit Elementarschwefel dotierten kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln sowie Verfahren zur Abgasreinigung unter Verwendung solcher Adsorptionsmittel
DE69513000T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Luft medizinischer Qualität
EP2035136A1 (de) Absorptionsmasse und verfahren zur entfernung von quecksilber
DE60003052T2 (de) Verfahren zur entfernung von schwefelverbindungen aus gasen
WO2009019238A1 (de) Katalysator und verfahren zur entschwefelung von kohlenwasserstoffhaltigen gasen
DE19706806C1 (de) Verfahren zur Adsorption eines Gasgemisches aus Lachgas und Narkosemitteldampf
EP0799633A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff aus einem Luftstrom
DE69703141T2 (de) Entfernung von O2 und/oder CO aus einem inerten Gas durch Adsorption an porösem Metalloxid
WO2023072453A1 (de) Verfahren zur vor ort herstellung von höchst reinem stickstoff und dessen verwendung, insbesondere für laserschneidanwendungen
EP0405119B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von metallischen Quecksilber aus durch Vergasung oder Verbrennung von Kohle gewonnenem Gas
EP0966508B1 (de) Verfahren zur reinigung von stoffströmen
WO2001058569A1 (de) Verfahren zur rückgewinnung und/oder abtrennung von schwefeloxifluoriden aus gasgemischen
DE1252187B (de) Verfahren zur Reinigung von Helium

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8363 Opposition against the patent
8368 Opposition refused due to inadmissibility
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120901