DE102012223636A1

DE102012223636A1 - Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten

Info

Publication number: DE102012223636A1
Application number: DE201210223636
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: KOPF HOLDING GmbH; BHS Sonthofen GmbH
Current assignee: Suelzle Holding & Co Kg De GmbH
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2014-06-18
Also published as: US20150343377A1; BR112015014142A2; US9561467B2; JP2016507359A; WO2014095149A1; EP2934726A1; CN105050690A

Abstract

Eine Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten, umfassend einen Anlagenteil (ST3-2) zum katalytischen Oxidieren der beim Recyceln der Kühlgeräte anfallenden reinen Kohlenwasserstoffverbindungen und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen. Erfindungsgemäß umfasst dieser Anlagenteil (ST3-2) zwei in Strömungsrichtung der zu behandelnden Gase voneinander getrennt vorgesehene Reaktoren (128, 130), wobei ein erster Reaktor (128) der katalytischen Oxidation der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen dient, während ein zweiter Reaktor (130) der katalytischen Oxidation von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen dient.

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein bestimmte Aspekte, die bei einer Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten, beispielsweise Kühlschränken, Kühltruhen und dergleichen, zu berücksichtigen sind. Insbesondere die in einer derartigen Anlage freigesetzten Prozessgase stellen eine wichtige Randbedingung dar:
Früher wurden in Kühlgeräten als Kühlmittel, aber auch als Treibmittel zum Aufschäumen der Isolierschaumstoffe in den Mantelwandungen der Kühlgeräte überwiegend Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKWs) verwendet, beispielsweise R11 und R12, die bekanntermaßen umweltschädlich sind, weil sie insbesondere die Ozon-Schicht schädigen. Daher kann eine Freisetzung von FCKWs beim Recyceln von Kühlgeräten nicht toleriert werden. Insbesondere ist die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) zu beachten, die für die aus der Anlage abgegebenen Gase nicht nur eine FCKW-Konzentration von höchstens 20 mg/m³ vorschreibt, sondern zudem auch einen maximalen FCKW-Massenstrom von 10 g/h. Insbesondere die Einhaltung des letztgenannten Grenzwerts stellt für Anlagen mit einem Durchsatz von mehr als einem Kühlgerät pro Minute eine Herausforderung dar.
Später wurden die FCKWs durch reine Kohlenwasserstoffverbindungen ersetzt, beispielsweise Cyclopentan und Isobutan. Diese reinen Kohlenwasserstoffverbindungen haben aber allerdings den Nachteil, dass sie oberhalb einer vorbestimmten Konzentration in Luft explosiv sind. So ist beispielsweise Cyclopentan in Luft bei einer Konzentration von mehr als 41 g/m³ explosiv (UEG – untere Explosionsgrenze). Da aus wirtschaftlichen Gründen sowohl ältere als auch jüngere Kühlgeräte in ein und derselben Vorrichtung recycelt werden müssen, stellt die mit der Anreicherung von reinen Kohlenwasserstoffverbindungen einhergehende Explosionsgefahr eine weitere Herausforderung dar. Die Bereitstellung einer Lösung für diese Herausforderung war Gegenstand der DE 10 2010 030 544 A1 .
Der grundlegende Aufbau einer Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten umfasst einen ersten Anlagenteil, in welchem die Kühlgeräte vordemontiert werden, einen zweiten Anlagenteil, in welchem die Kühlgeräte zerkleinert werden und einen dritten Anlagenteil, in welchem die anfallenden Abgase gereinigt werden. Im ersten Anlagenteil wird den Kühlgeräten insbesondere auch das Kühlmittel entnommen, beispielsweise durch Absaugen. Im zweiten Anlagenteil werden insbesondere auch die Isolierschaumstoffe der Mantelwandungen der Kühlgeräte behandelt, d. h. ihnen werden die zum Aufschäumen verwendeten Treibmittel entzogen. Und im dritten Anlagenteil werden die FCKWs oder/und die reinen Kohlenwasserstoffverbindungen zunächst katalytisch oxidiert, und anschließend wird das Abgas von den dabei entstehenden Oxidationsprodukten gereinigt. Schließlich wird das gereinigte Gas in die äußere Umgebung abgegeben.
An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, dass die vorstehend mit R11 und R12 bezeichneten Verbindungen im allgemeinen Sprachgebrauch den Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen zugerechnet werden, obgleich die Moleküle tatsächlich kein Wasserstoffatom enthalten.
Im Detail befasst sich die vorliegende Erfindung mit dem Anlagenteil zum katalytischen Oxidieren der beim Recyceln der Kühlgeräte anfallenden reinen Kohlenwasserstoffverbindungen und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe. Dieser Anlagenteil trägt bei herkömmlichen Anlagen zum Recyceln von Kühlgeräten in erheblichem Maße zu den Betriebskosten der gesamten Anlage bei, da das aus den ersten und zweiten Anlagenteilen stammende Abgas vor der katalytischen Oxidation erwärmt werden muss, um sicherzustellen, dass die katalytische Oxidation auch mit einer Effektivität ablaufen kann, die die Einhaltung der von der TA Luft vorgegebenen Grenzwerte ermöglicht. Die für das Erwärmen der Abgase erforderliche Energie wird beispielsweise durch Verbrennen von Erdgas oder elektrisch erzeugt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Betriebskosten der Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten zu senken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten, umfassend einen Anlagenteil zum katalytischen Oxidieren der beim Recyceln der Kühlgeräte anfallenden reinen Kohlenwasserstoffverbindungen und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen, bei welcher dieser Anlagenteil zwei in Strömungsrichtung der zu behandelnden Gase voneinander getrennt vorgesehene Reaktoren umfasst, wobei ein erster Reaktor der katalytischen Oxidation der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen dient, während ein zweiter Reaktor der katalytischen Oxidation von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen dient. Dabei kann der Katalysator im ersten Reaktor ein edelmetalldotierter Katalysator sein, während der Katalysator im zweiten Reaktor ein Mischoxid-Katalysator sein kann.
Die Erfindung macht sich dabei zunutze, dass die katalytische Oxidation der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen in dem ersten Reaktor exotherm abläuft, so dass die zu behandelnden gase durch sie derart erwärmt werden, dass sie nur noch geringfügig, wenn überhaupt noch weiter erwärmt werden müssen, um sicherzustellen, dass die anschließende katalytische Oxidation der FCKWs in dem zweiten Reaktor so effektiv abläuft, dass die von der TA Luft vorgegebenen Grenzwerte eingehalten werden können. Durch die zweistufige katalytische Oxidation in zwei voneinander getrennten Reaktoren, die vorzugsweise in zwei voneinander mit Abstand angeordneten Gehäuse aufgenommen sind, kann der erste Reaktor, in welchem die katalytische Oxidation der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen abläuft, praktisch als Vorerhitzer für den zweiten Reaktor genutzt werden. Hierdurch brauchen die Gase in geringerem Maße erwärmt zu werden, bevor sie in den zweiten Reaktor eintreten. Somit sinkt nicht nur der Energiebedarf der erfindungsgemäßen Anlage, sondern auch deren Betriebskosten.
Für den Fall, dass die Konzentration der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen in den zu behandelnden Gasen so niedrig sein sollte, dass die katalytische Oxidation in dem ersten Reaktor sie nicht in ausreichendem Maße erwärmen kann, kann in Strömungsrichtung der Gase zwischen dem ersten Reaktor und dem zweiten Reaktor eine, beispielsweise mittels elektrischen Stroms betreibbare, Gaserhitzungseinrichtung angeordnet sein. Durch Beschickung der Anlage mit einer ausreichenden Anzahl neuerer Kühlgeräte, d. h. mit Kühlgeräten, in denen reine Kohlenwasserstoffverbindungen als Treib- bzw. Kühlmittel verwendet worden sind, kann das die Anlage betreibende Personal dafür sorgen, dass dieser Fall nicht oder nur selten eintritt.
Die in Strömungsrichtung der Gase zwischen dem ersten Reaktor und dem zweiten Reaktor angeordnete Gaserhitzungseinrichtung kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Temperatursignals betreibbar sein, welches von einem Temperatursensor erfasst wird, der zwischen der Gaserhitzungseinrichtung und dem zweiten Reaktor angeordnet ist, vorzugsweise dem Eingabeende des zweiten Reaktors benachbart.
Zusätzlich oder alternativ kann in dem zweiten Reaktor an wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei in Strömungsrichtung der Gase voneinander getrennt angeordneten Stellen jeweils ein weiterer Temperatursensor vorgesehen sein. Diese wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei weiteren Temperatursensoren können den räumlichen Temperaturverlauf, aber auch die zeiltiche Temperaturentwicklung im zweiten Reaktor erfassen. Dies ermöglicht es, kritische Situationen rechtzeitig zu erkennen und in die Steuerung der Gaserhitzungseinrichtung einzugreifen, um eine Überhitzung des zweiten Reaktors zu verhindern.
Auch vor dem ersten Reaktor kann eine Gaserhitzungseinrichtung angeordnet sein, beispielsweise ein, vorzugsweise mittels Erdgas oder dergleichen betreibbarer, Brenner. Durch diese weitere Gaserhitzungseinrichtung kann sichergestellt werden, dass auch die katalytische Oxidation in dem ersten Rekator effektiv abläuft.
Die in Strömungsrichtung der Gase vor dem ersten Reaktor angeordnete weitere Gaserhitzungseinrichtung kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Temperatursignals betreibbar sein, welches von einem Temperatursensor erfasst wird, der zwischen der weiteren Gaserhitzungseinrichtung und dem ersten Reaktor angeordnet ist, vorzugsweise dem Eingabeende des ersten Reaktors benachbart.
Zusätzlich oder alternativ kann in dem ersten Reaktor an wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei in Strömungsrichtung der Gase voneinander getrennt angeordneten Stellen jeweils ein weiterer Temperatursensor vorgesehen sein. Diese wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei weiteren Temperatursensoren können den räumlichen Temperaturverlauf, aber auch die zeiltiche Temperaturentwicklung im ersten Reaktor erfassen. Dies ermöglicht es, kritische Situationen rechtzeitig zu erkennen und in die Steuerung der weiteren Gaserhitzungseinrichtung einzugreifen, um eine überhitzung des ersten Reaktors bzw. der vom ersten Reaktor zum zweiten Reaktor abgegebenen Gase zu verhindern.
Um den Betrieb der weiteren Gaserhitzungseinrichtung auf ein unbedingt notwendiges Maß beschränken zu können, ist es vorteilhaft, wenn in Strömungsrichtung der noch unbehandelten Gase stromaufwärts des ersten Reaktors ein Wärmetauscher, beispielsweise ein Rohrbündelwärmetauscher, angeordnet ist, in dem die noch unbehandelten Gase im Gegenstrom zu den aus dem zweiten Reaktor austretenden behandelten Gasen geführt werden. Da die aus dem zweiten Reaktor austretenden Gase ohnehin gekühlt werden müssen, bevor sie dem weiteren Anlagenteil zugeführt werden, in welchem sie von den Oxidationsprodukten gereinigt werden, kann die thermische Energie der aus dem zweiten Reaktor austretenden Gase in vorteilhafter Weise genutzt werden, um die noch unbehandelten Gase vorzuerwärmen, bevor sie in den ersten Reaktor eintreten.
Der Einsatz des Wärmetauschers kann sogar dazu führen, dass weder die vor dem ersten Reaktor angeordnete weitere Gaserhitzungseinrichtung noch die zwischen dem ersten Reaktor und dem zweiten Reaktor angeordnete Gaserhitzungseinrichtung betrieben werden müssen, so dass die katalytische Oxidation vollkommen energieautark abläuft. Dies stellt für den Betreiber der Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten den Idealfall dar, da in diesem Fall zumindest für diesen Anlagenteil keine Energiekosten anfallen.
Für den Fall, dass die noch unbehandelten Gase eine so hohe Konzentration an reinen Kohlenwasserstoffverbindungen aufweisen sollten, dass die Gefahr besteht, dass die Gastemperatur am Ausgabeende des ersten Reaktors einen zu hohen Wert aufweist, obgleich die dem ersten Reaktor vorgeordnete Gaserhitzungseinrichtung außer Betrieb gesetzt ist, kann es vorteilhaft sein, wenn dem Wärmetauscher eine diesen überbrückende, d. h. den Gasstrom am Wärmetauscher vorbeiführende, Bypassleitung zugeordnet ist. Durch diese Bypassleitung kann dem aus dem Wärmetauscher austretenden Gas kühles Gas begemischt werden. Das Mischungsverhältnis und damit die sich ergebende Gastemperatur kann dabei durch Ansteuerung eines in der Bypass-Leitung angeordneten Ventils mit veränderbarem Öffnungsgrad eingestellt werden. Vorzugsweise kann der Öffnungsgrad des Ventils in Abhängigkeit eines von einem Temperatursensor bereitgestellten Temperatursignal einstellbar sein, welcher Temperatursensor in Strömungsrichtung der noch unbehandelten Gase zwischen dem Wärmetauscher und dem ersten Reaktor angeordnet ist.
Wie vorstehend bereits erwähnt kann die Anlage ferner einen dem Anlagenteil zum katalytischen Oxidieren der beim Recyceln der Kühlgeräte anfallenden reinen Kohlenwasserstoffverbindungen und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe vorgelagerten Anlagenteil umfassen, in welchem den Kühlgeräten das reine Kohlenwasserstoffverbindungen oder/und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe enthaltende Kühlmittel entzogen wird. Dieser Anlagenteil kann beispielsweise eine Absaugvorrichtung umfassen, mittels derer den Kühlgeräten das Kühlmittel entzogen wird. Das entzogene Kühlmittel wird dem Anlagenteil zum katalytischen Oxidieren der beim Recyceln der Kühlgeräte anfallenden reinen Kohlenwasserstoffverbindungen und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen zugeführt. Zusätzlich kann die einen Anlagenteil umfassen, der eine Zerkleinerungsvorrichtung umfasst, in welcher die Kühlgeräte zerkleinert werden, sowie eine Entgasungseinrichtung, in der dem bei der Zerkleinerung anfallenden Isolierschaum der Kühlgeräte die als Schäumungsmittel verwendeten reinen Kohlenwasserstoffverbindungen oder/und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe entzogen werden, wobei die in der Entgasungseinrichtung abgetrennten reinen Kohlenwasserstoffverbindungen und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe dem Anlagenteil zum katalytischen Oxidieren zugeführt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es stellt dar:
1 eine grob schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten mit ihren drei Stufen ST1, ST2 und ST3;
2 eine schematische Darstellung der Vordemontagestufe ST1;
3 eine schematische Darstellung der Zerkleinerungsstufe ST2;
4 eine schematische Darstellung der Abgasreinigungsstufe ST3 mit ihren Unterstufen ST3-1, ST3-2 und ST3-3;
5 eine schematische Darstellung der Katalysestufe ST3-2; und
6a und 6b eine schematische Darstellung der Endreinigungsstufe ST3-3.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten, beispielsweise Kühlschränken, allgemein mit 10 bezeichnet. Die Anlage ist im Wesentlichen in drei Stufen unterteilt, die grob schematisch in 1 dargestellt sind. In der ersten Stufe ST1 werden die Kühlgeräte vordemontiert, in der zweiten Stufe ST2 werden sie zerkleinert und in der dritten Stufe ST3 wird das in den Stufen ST1 und ST2 anfallende Abgas von umweltschädlichen bzw. gefährlichen Bestandteilen gereinigt.
Bekanntermaßen enthalten insbesondere ältere Kühlgeräte Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW), beispielsweise R11 und/oder R12, als Kühlmittel. Und auch zum Aufschäumen des als Isoliermaterial verwendeten Polyurethanschaums wurden überwiegend FCKWs eingesetzt. In moderneren Kühlgeräten kommen hingegen sowohl als Kühlmittel als auch als Schäumungsmittel reine Kohlenwasserstoffverbindungen, beispielsweise Cyclopentan und/oder Isobutan, zum Einsatz. Beiden Stoffklassen muss beim Recyceln von Kühlgeräten besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, den FCKWs insbesondere wegen ihrer Umweltschädlichkeit und Cyclopentan und Isobutan insbesondere wegen der von ihnen ausgehenden Explosionsgefahr. Im Hinblick auf die FCKWs ist ferner die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) zu beachten, die für die aus der Anlage abgegebene Luft eine FCKW-Konzentration von höchstens 20 mg/m³ und einen maximalen Massenstrom von 10 g/h vorschreibt.
Ein weiterer für den Betreiber der Anlage 10 maßgeblicher Aspekt ist der Energiebedarf der Anlage, insbesondere in Bezug auf den Verbrauch an Erdgas. Hierauf wird nachstehend noch detailliert eingegangen werden.
Hinsichtlich beider Aspekte, nämlich der Beachtung der TA Luft und des Verbrauchs an Erdgas, weist die erfindungsgemäße Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten erhebliche Vorteile gegenüber den Anlagen des Standes der Technik auf.
Die drei Stufen ST1, ST2 und ST3 werden nachstehend anhand der 2 bis 6 näher erläutert werden.
Gemäß 2 werden die Kühlgeräte 12 der Vordemontage-Stufe ST1 von einem Vorrat bzw. Lager 14 zugeführt (dünne gestrichelte Linie 16). In der Vordemontage-Stufe ST1 werden die Kühlgeräte 12 dann bei 18, beispielsweise von Hand, vordemontiert. Dabei werden die unterschiedlichsten Stoffe und Bauteile aus den Kühlgeräten entfernt. Beispielhaft seien Glas, Plastikfolien, Elektrokabel, Kondensatoren, Quecksilberschalter, Kompressoren, Holz und sonstiger Abfall erwähnt. Diese Stoffe bzw. Bauteile werden getrennt voneinander aus dem Prozess ausgeschleust und gesammelt, was in den 1 und 2 beispielhaft durch dünne gestrichelte Linien 20, 22, 24, 26, 28 und 30 angedeutet ist.
Ferner werden Öl und Kühlmittel aus den Kühlgeräten 12 abgesaugt und zur weiteren Trennung an eine Trennvorrichtung 32 weitergeleitet (dünne durchgezogene Linie 34). In der Trennvorrichtung 32 werden Öl und Kühlmittel voneinander getrennt. Dies kann beispielsweise mittels einer thermischen Entgasung des Öls bspw. bei etwa 150°C unter Unterdruck erfolgen. Das Öl wird an einen Tank weitergeleitet (dünne gestrichelte Linie 36) und dort gesammelt, während das Kühlmittel abwechselnd zwei Puffertanks 38 und 40 zugeführt wird (dünne durchgezogene bzw. gestrichelte Linien 42, 44). Einer der Puffertanks 38 oder 40 ist dabei immer mit der Trennvorrichtung 32 verbunden und nimmt abgetrenntes Kühlmittel auf, während der andere Puffertank 40 oder 38 das in ihm enthaltene Kühlmittel über eine Leitung 48 an die Abgasreinigungsstufe ST3 abgibt (durchgezogene Linie 46 in 1 und 2).
Als Explosionsschutzmaßnahme kann dem von den Puffertanks 38, 40 zur Abgasreinigungsstufe ST3 zugeführten Kühlmittel über eine Leitung 50 Luft zugesetzt werden, um sicherstellen zu können, dass insbesondere die Konzentration von Isobutan in der Luft weniger als 8 g/m³, d. h. weniger als 20% der unteren Explosionsgrenze (UEG) beträgt. Bei entsprechend explosionssicherer Ausführung der das Kühlmittel zur Abgasreinigungsstufe ST3 führenden Leitung 48 kann alternativ auf diese Zufuhr von Luft auch verzichtet werden
Die vordemontierten Kühlgeräte 12, d. h. insbesondere deren Gehäuse, werden der Zerkleinerungsstufe ST2 zugeführt (dünne gestrichelte Linie 52), die nachstehend mit Bezug auf 3 näher erläutert werden wird:
In der Zerkleinerungsstufe ST2 werden die Kühlgeräte 12 zunächst einer Zerkleinerungsvorrichtung 54 zugeführt, beispielsweise einem BHS-Rotorshredder wie er aus der WO 2004/024331 A1 bekannt ist. In dieser Zerkleinerungsvorrichtung 54 werden die Kühlgeräte 12 in an sich bekannter Weise zerkleinert. Dabei wird insbesondere auch der als Isolationsmaterial verwendete Polyurethanschaum aus dem Metall- bzw. Kunststoffgehäuse der Kühlgeräte 12 herausgelöst und zerkleinert. Damit einhergehend kommt es auch zur Freisetzung der zum Aufschäumen des Polyurethans verwendeten Stoffe, insbesondere der eingangs genannten FCKWs bzw. reinen Kohlenwasserstoffverbindungen. Diese müssen aus den vorstehend genannten Gründen ebenfalls der Abgasreinigungsstufe ST3 zugeführt werden.
Wie aus der DE 10 2010 030 544 A1 bekannt ist, wirkt die Zerkleinerungseinrichtung 54 als Gebläse, das einen Gasdurchsatz in der Größenordnung von 25.000 m³/h durch den Zerkleinerungsraum bewirkt. Derartig große Gasmengen sind in einer Abgasreinigungsanlage nur schwer zu bewältigen. Daher wurde in der DE 10 2010 030 544 A1 vorgeschlagen, das aus dem Abgabeende 54a der Zerkleinerungsvorrichtung 54 austretende Gas über eine Leitung 56 wieder zum Eingabeende 54b der Zerkleinerungsvorrichtung 54 zurück und somit im Kreis zu führen, wobei pro Zeiteinheit lediglich ein bestimmter Volumenstrom, beispielsweise nicht ganz 6.000 m³/h, über eine Leitung 58 abgezweigt und der Abgasreinigungsstufe ST3 zugeführt wird.
Zwischen dem Abgabeende 54a der Zerkleinerungsvorrichtung 54 und der Abzweigungsstelle 60 wird das Gas noch entstaubt, beispielsweise mittels eines Zyklonabscheiders 62 und eines Schlauchfilters 64. Ferner ist in diesem Leitungsabschnitt noch ein Ventilator 66 vorgesehen, der die Kreisströmung zusätzlich unterstützt. Bezüglich der detaillierten Beschreibung dieses Kreislaufes sei auf die DE 10 2010 030 544 A1 verwiesen, auf deren Offenbarung hiermit diesbezüglich Bezug genommen wird.
In dem Zyklonabscheider 62 und dem Schlauchfilter 64 wird insbesondere Polyurethanstaub aus dem umlaufenden Gas entfernt. Dieser wird einer Pelletierungsvorrichtung 68 zugeführt (dünne gestrichelte Linien 70, 72). Ferner sei darauf hingewiesen, dass dem Schlauchfilter 64 zu dessen Reinigung über eine Leitung 74 Frischluft zugeführt wird.
Das aus der Zerkleinerungsvorrichtung 54 austretende zerkleinerte Gut wird einer Stofftrennungseinheit 76 zugeführt (dünne gestrichelte Linie 78). Diese umfasst einen Windsichter 80, in welchem mittels einer Dichteabscheidung insbesondere Polyurethan aus dem zerkleinerten Gut entfernt wird. Der aus dem Abgabeende 80a des Windsichters 80 austretende Gasstrom wird mittels eines Ventilators 82 ebenfalls im Kreislauf 84 geführt, d. h. wieder zum Eingabeende 80b des Windsichters 80 zurückgeführt. Gröbere Polyurethan-Anteile werden mittels eines Zyklonabscheiders 86 aus diesem Kreislauf 84 abgetrennt und der Pelletierungsvorrichtung 68 zugeführt (dünne gestrichelte Linie 88). Staubanteile hingegen verbleiben in dem Kreislauf 84. Um auf einen gesonderten Schlauchfilter zum Abtrennen der Staubanteile aus dem Windsichter-Kreislauf 84 verzichten zu können, werden etwa 10% des im Kreislauf geführten Gasstroms (d. h. beispielsweise etwa 1.500 m³/h von etwa 15.000 m³/h) über eine Leitung 90 in den Kreislauf 56 der Zerkleinerungsvorrichtung 54 eingeleitet. Auf diese Weise können auch die Staubanteile aus dem Windsichter 80 vom Schlauchfilter 64 aufgefangen werden. Der abgezweigte Gasstrom wird durch die Zufuhr von Frischluft über eine Leitung 92 ausgeglichen.
Die Differenz zwischen dem durch die Leitung 58 aus dem Zerkleinerungskreislauf 56 abgezweigten Gasstrom und dem über die Leitung 90 dem Zerkleinerungskreislauf 56 aus dem Windsichter-Kreislauf 84 zugeführten Gasstrom wird dem Zerkleinerungskreislauf 56 über eine Leitung 94 zugeführt.
Die aus dem Ausgabeende 80a des Windsichters 80 austretenden Stoffe werden in einem Magnetabscheider 96 und einem anschließenden Wirbelstromabscheider 98 in die Anteile ferromagnetische Metalle, nicht-ferromagnetische Metalle und gemischte Kunststoffe unterteilt. Diese Stoffe werden getrennt voneinander aus dem Prozess ausgeschleust und gesammelt, was in den 1 und 3 durch die dünnen gestrichelten Linien 100, 102, 104 angedeutet ist.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Polyurethan der Pelletierungsvorrichtung 68 in unterschiedlicher Konsistenz zugeführt. Diese kann von reinem Polyurethanstaub bis hin zu groben Brocken aus Polyurethanschaum reichen, in dem noch Schäumungsmittel, d. h. FCKWs bzw. reine Kohlenwasserstoffverbindungen, enthalten ist. Zudem ist in dem Gas, mittels dessen das Polyurethan der Pelletierungsvorrichtung 68 zugeführt wird, infolge der Zerkleinerung aus dem Polyurethanschaum ausgetretenes Schäumungsmittel enthalten. Um jedwede Explosionsgefahr ausschließen zu können, wird daher der Pelletierungsvorrichtung 68 über eine Leitung 106 Stickstoffgas zugeführt, das beispielsweise durch eine Stickstoffzufuhreinheit 108 bereitgestellt wird.
Alternativ zu der Zufuhr von Stickstoffgas kann der Pelletierungsvorrichtung 68 über eine in 3 als dicker gestrichelter Pfeil angedeutete Leitung 107 auf 100°C bis 120°C erwärmte Luft zugeführt werden. Auch durch diese Maßnahme kann sichergestellt werden, dass die Konzentration an reinen Kohlenwasserstoffverbindungen in der Pelletierungsvorrichtung 68 unter etwa 20% der unteren Explosionsgrenze gehalten werden kann. Die Temperatur von 100°C bis 120°C ist erforderlich, um eine vollständige Entgasung des Polyurethanschaumes sicherstellen zu können. Durch diese Maßnahme könnte auf die Stickstoffzufuhreinheit 108 verzichtet werden, was sich auf die Investitions- und Betriebskosten vorteilhaft auswirken würde.
Die in der Pelletierungsvorrichtung 68 hergestellten Polyurethan-Pellets werden aus dem Prozess ausgeschleust und gesondert gesammelt, was in den 1 und 3 durch eine dünne gestrichelte Linie 110 angedeutet ist.
Der aus der Pelletierungsvorrichtung 68 austretende Gasstrom wird in einem Schlauchfilter 112 gereinigt und anschließend über die Leitung 114 der Abgasreinigungsstufe ST3 zugeführt. Der Schlauchfilter 112 wird mittels Stickstoffgas, das ebenfalls aus der Stickstoffzufuhreinheit 108 stammt, gereinigt und der gesammelte Staub wird erneut der Pelletierungsvorrichtung 68 zugeführt (dünne gestrichelte Linie 116).
Das Kernstück der an sich bekannten Stickstoffzufuhreinheit 108 bildet eine Luftzerlegungsvorrichtung. In dieser Luftzerlegungsvorrichtung wird das Stickstoffgas aus der über die Leitung 118 zugeführten Frischluft beispielsweise mittels des an sich bekannten PSA-Verfahrens (PSA – Pressure Swing Adsorption – Druckwechseladsorption) abgetrennt und in einem Drucktank zwischengespeichert bzw. aus diesem in den vorstehend beschriebenen Prozess abgegeben. Die aus der Luftzerlegungsvorrichtung austretende Luft hat einen erhöhten Sauerstoffgehalt und kann entweder vollständig wieder in die Umgebung abgegeben werden oder zumindest teilweise der Angasreinigungsstufe ST3 zugeführt werden, was in 3 durch eine gestrichelte Linie 120 dargestellt ist.
In die zur Abgasreinigungsstufe ST3 führende Leitung 114 mündet auch die von der Vordemontagestufe ST1 kommende Leitung 48 ein (siehe 1).
Wie in 4 dargestellt ist, umfasst die Abgasreinigungstufe ST3 neben einer Vorreinigungsstufe ST3-1 ferner eine Katalysestufe ST3-2 und eine Endreinigungsstufe ST3-3.
In der Vorreinigungsstufe ST3-1 wird das zu behandlende Gas zunächst nochmals gefiltert. Dabei werden in einem ersten Staubfilter 122 zunächst gröbere Partikel aufgefangen und anschließend in einem zweiten Staubfilter 124 feinere Partikel. Schließlich ist noch ein Aktivkohlefilter 126 vorgesehen, der Aerosole, beispielsweise Konpressorölnebel, zurückhält.
Die Katalysestufe ST3-2 umfasst gemäß 5 einen ersten Reaktor 128, in welchem Cyclopentan und Isobutan katalytisch zu H₂O und CO₂ oxidiert werden, sowie einen zweiten Reaktor 130, in welchem die FCKWs unter Reaktion mit dem im ersten Reaktor erzeugten H₂O katalytisch zu HCl, HF und CO₂ (und in geringem Maße zu Cl₂ und F₂) oxidiert werden.
Aus Gründen der sprachlichen Vereinfachung wird nachstehend nur noch auf Cyclopentan eingegangen werden. Die für die katalytische Oxidation von Cyclopentan getroffenen Aussagen gelten aber in gleicher Weise auch für die katalytische Oxidation von Isobutan.
Da die katalytische Oxidation von Cyclopentan erst ab einer Temperatur von 420°C mit der gewünschten Effektivität abläuft, muss das Gas, das die Vorreinigungsstufe ST3-1 mit einer Temperatur von etwa 10 bis 30°C verlässt, erwärmt werden. Hierfür sind zwei verschiedene Vorrichtungen vorgesehen:
Zunächst wird das Gas durch einen Wärmetauscher 132 geleitet, beispielsweise einen Rohrbündelwärmetauscher, und zwar im Gegenstrom zu dem heißen aus dem zweiten Reaktor 130 austretenden Gas, das eine Temperatur von etwa 540°C aufweist. Vorteilhafterweise wird das Gas durch den Wärmetauscher 132 auf eine Temperatur von etwa 420°C erwärmt. Bei dieser Temperatur läuft die katalytische Oxidation von Cyclopentan in ersten Reaktor 128 mit hoher Effizienz ab. Sie darf aber die Anspringtemperatur für die katalytische Oxidation von Cyclopentan von 370°C nicht unterschreiten.
Für den Fall, dass die gewünschte Temperatur von 420°C durch den Wärmetauscher 132 nicht erreicht werden sollte, beispielsweise weil beim Anfahren der Anlage das den zweiten Reaktor 130 verlassende Gas noch nicht die vorstehend genannten 540°C aufweist, ist ferner ein, beispielsweise mit über eine Leitung 133 zugeführtem Erdgas betriebener, Brenner 134 vorgesehen. Der Brenner 134 wird bei Bedarf in Abhängigkeit eines Steuersignals betrieben, das von einem am Eingabeende 128a des ersten Reaktors 128 angeordneten Temperatursensor 136 bereitgestellt unbd einem in der Leitung 133 angeordneten Reglerventil 135 zugeführt wird. Je niedriger die von dem Temperatursensor 136 erfasste Temperatur ist, desto stärker wird der Brenner 134 betrieben.
Da die katalytische Oxidation von Cyclopentan exotherm abläuft und das Gas um etwa 32 K/m³ pro Gramm zersetztem Cyclopentan erwärmt wird, wirkt der erste Reaktor 128 wie ein Nacherhitzer, der das Gas auf die für die katalytische Zersetzung der FCKWs in dem zweiten Reaktor 130 erforderliche Temperatur von 530°C erwärmt. Hierfür ist bei normaler Oxidationseffizienz eine Cyclopentankonzentration von etwa 3,5 g/m³ erforderlich. Weist das Gas eine höhere Cyclopentankonzentration auf, so besteht die Gefahr, dass das Gas zu stark erhitzt wird bzw. der erste Reaktor 128 überhitzt. Um dies verhindern zu können, sind an in Gasströmungsrichtung voneinander getrennten Positionen weitere Temperatursensoren vorgesehen, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Temperatursensoren 138, 140, 142, die die Temperaturentwicklung im ersten Reaktor 128 erfassen. Besteht die Gefahr, dass die Gastemperatur am Ausgabeende 128b des ersten Reaktors 128 den gewünschten Wert von 530°C überschreitet, so wird in die Steuerung des Brenners 134 in Abhängigkeit des Ausgabesignals des Temperatursensors 136 derart eingegriffen und der Betrieb des Brenners 134 reduziert oder gar vollständig eingestellt, dass die Gastemperatur am Ausgabeende 128b des ersten Reaktors 128 den gewünschten Wert von 530°C aufweist.
Für den Fall, dass die Temperatur des Gases am Ausgabeende 128b des ersten Reaktors 128 nicht den gewünschten Wert von 530°C aufweist, ist ein Nacherhitzer 144 vorgesehen, der sicherstellt, dass das Gas am Eingabeende 130a des zweiten Reaktors 130 den geforderten Wert von 530°C aufweist. Durch die katalytische Zersetzung der FCKWs steigt die Gastemperatur nur noch geringfügig weiter an, nämlich auf die vorstehend bereits erwähnten 540°C.
Der Betrieb des Nacherhitzers 144 wird in Abhängigkeit eines Temperatursensors 146 und weiterer dem zweiten Reaktor 130 zugeordneten Temperatursensoren 148, 150, 152 gesteuert, und zwar in analoger Weise wie der Betrieb des Brenners 134 in Abhängigkeit der dem ersten Reaktor 128 zugeordneten Temperatursensoren 136, 138, 140, 142 gesteuert wird.
Nach Durchtritt durch den Wärmetauscher 132 hat sich die Temperatur des Gases, die am Ausgabeende 130b des zweiten Reaktors 130 noch 540°C betrug, auf etwa 150°C reduziert.
Für den Fall, dass das in die Katalysestufe ST3-2 eintretende Gas soviel Cyclopentan enthält, dass die Gefahr besteht, dass die Temperatur am Ausgabeende 128b des ersten Reaktors 128 den gewünschten Wert von 530°C überschreitet, obgleich der Brenner 134 nicht betrieben wird, ist eine den Wärmetauscher überbrückende Bypassleitung 154 vorgesehen, durch die „kaltes” Gas am Wärmetauscher 132 vorbei zum ersten Reaktor 128 gelangen kann. In dieser Bypassleitung 154 ist eine Mischluftreglerklappe 156 vorgesehen, deren Öffnungsgrad in Abhängigkeit des Ausgabesignals eines stromabwärts des Wärmetauschers 132 angeordneten Temperatursensors 158 gesteuert bzw. geregelt wird.
Sollten sich in dem der Katalysestufe ST3-2 zugeführten Gas keine FCKWs mehr befinden, so kann das Gas durch Umschalten einer Klappe 160 nach dem ersten Reaktor 128 unter Umgehung des zweiten Reaktors 130 unmittelbar dem Wärmetauscher 132 zugeführt werden. In diesem Fall kann die Temperatur des Gases am Ausgabeende 128b des ersten Reaktors 128 auf 630°C angehoben werden. Dies erlaubt es, mit Cyclopentankonzentrationen von etwas mehr als 7 g/m³ (entsprechend etwa 17% UEG) zu arbeiten.
Ist in dem der Katalysestufe ST3-2 zugeführten Gas kein Cyclopentan enthalten, verlässt das Gas den ersten Reaktor 128 ohne Temperaturerhöhung und es muss durch den Nacherhitzer 144 auf die erforderliche Eingangstemperatur des zweiten Reaktors 130 in Höhe von 530°C gebracht werden.
Wird die Anlage zum Recyceln von Kühlgeräten 12 derart betrieben, dass die Cyclopentankonzentration stets zwischen etwa 3,5 g/m³ und etwa 5,5 g/m³ beträgt, so kann die Anlage praktisch ohne Zufuhr von Energie von außen, sei es in Form von Erdgas zum Brenner 134 oder Strom zum Nacherhitzer 144, betrieben werden.
Nachzutragen ist noch, dass zur katalytischen Oxidation der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen im ersten Reaktor 128 edelmetalldotierte Katalysatoren eingesetzt werden können, während zur katalytischen Oxidation der FCKWs im zweiten Reaktor 130 Mischoxid-Katalysatoren eingesetzt werden können.
Das aus der Katalysestufe ST3-2 austretende Gas enthält, wie vorstehend bereits erwähnt, H₂O, CO₂, HCl und HF (und in geringem Maße Cl₂ und F₂) und wird zur Endreinigung der Endreinigungsstufe ST3-3 zugeführt, deren Aufbau und Funktion nachstehend mit Bezug auf die 6a und 6b näher erläutert werden sollen.
Die Endreinigungsstufe ST3-3 umfasst als wesentliche Komponenten neben einer Quenche 162, in der das der Endreinigungsstufe ST3-3 zugeführte Gas abgekühlt wird, eine erste Füllkörperkolonne 164, in der die HCl-Absorption stattfindet, sowie eine zweite Füllkörperkolonne 166 und eine dritte Füllkörperkolonne 168, in denen unter Einsatz von von außen zugeführter Natronlauge die Chemiesorption von Fluorwasserstoff HF zu Natriumfluorid NaF stattfindet.
Das Gas wird der Quenche 162 über eine Leitung 170 zugeführt. In der Quenche 162 wird das Gas mittels einer Sprüheinrichtung 171 mit über eine Leitung 172 zugeführte Flüssigkeit besprüht, an die es seine thermische Energie abgeben kann. Das abgekühlte Gas wird dann über eine Leitung 174 in den Gasraum 164a der ersten Füllkörperkolonne 164 geleitet. Dort steigt es durch das Festbett 164b der Füllkörperkolonne 164 auf, wobei es mittels einer Sprüheinrichtung 175 mit Flüssigkeit besprüht wird, die mittels einer Pumpe 176 aus dem Flüssigkeitssumpf 164c der Füllkörperkolonne 164 durch eine Leitung 178 zum oberen Ende 164d der Füllkörperkolonne 164 geführt wird.
Ein Teil dieser aus dem Sumpf 164c der ersten Füllkörperkolonne 164 kommenden Flüssigkeit kann über eine Leitung 180 und ein Reglerventil 182 auch der Quenche 162 zugeführt werden. Übersteigt die mittels eines Temperatursensors 184 erfasste Temperatur am Austrittsende der Quenche 162 einen vorbestimmten Wert, so wird der Quenche 162 über eine Leitung 186 von außen enthärtetes Wasser zugeführt. Zusätzlich oder alternativ kann das Gas nach der Quenche 162 aber auch über einen (nicht dargestellten) Rekuperator gekühlt werden.
In der ersten Füllkörperkolonne 164, aber auch in der Quenche 162 wird HCl aus dem Gas ausgewaschen, so dass sich im Sumpf der ersten Füllkörperkolonne 164 Salzsäure bildet. Die Konzentration der Salzsäure kann mittels eines pH-Wertsensors 188 oder/und eines Dichtesensors 190 oder/und eines Leitfähigkeitssensors 192 ermittelt werden, die in der Leitung 178 angeordnet sind.
Um sicherstellen zu können, dass in der ersten Füllkörperkolonne 164 nur HCl aus dem Gas ausgewaschen wird, nicht aber HF, d. h. um die Reinheit der im Sumpf 164c der ersten Füllkörperkolonne 164 gebildeten Salzsäure sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, den mittels des pH-Wertsensors 188 ermittleten pH-Wert auf einem Wert zu halten, der niedriger ist als der so genannte pK_s-Wert von Fluorwasserstoff, dessen Wert etwa 3,14 beträgt.
Für den Fall, dass die Zufuhr von Wasser über die Leitung 186 die sich im Sumpf 164c bildende Salzsäure zu stark verdünnen würde, kann in der Leitung 178 ferner eine Kühlvorrichtung 193 vorgesehen sein.
Hat die Salzsäure eine vorbestimmte Konzentration erreicht, so wird mittels einer Membranpumpe 194 Salzsäure aus dem Sumpf 164c der ersten Füllkörperkolonne 164 in einem Salzsäuretank 196 gepumpt. Die entnommene Flüssigkeit wird über eine Leitung 198 durch enthärtetes Wasser ersetzt. Die Pumpe 194 wird in Abhängigkeit der von einem Durchflussmengensensor 200 erfassten Durchflussmenge durch die Leitung 178 derart betrieben, dass sichergestellt ist, dass das Gas in der Füllkörperkolonne 164 stets ausreichend mit Flüssigkeit besprüht wird.
Ziel der Kühlung durch die Quenche 162 ist es, den Partialdruck des HCl so weit abzusenken, dass man hierdurch die TA Luft einhalten kann, bzw. die Residualkonzentration so weit wie möglich abzusenken, um die in den Tank 196 ausgeschleuste Lösung auf möglichst hohem Konzentrationsniveau zu halten.
Das am oberen Ende 164d der ersten Füllkörperkolonne 164 austretende Gas wird über eine Leitung 202 in den Gasraum der zweiten Füllkörperkolonne 166 eingeleitet. Dort steigt es durch das Festbett der zweiten Füllkörperkolonne 166 auf, wobei es mittels einer Sprüheinrichtung 203 mit Flüssigkeit besprüht wird, die mittels einer Pumpe 204 aus dem Flüssigkeitssumpf der zweiten Füllkörperkolonne 166 durch eine Leitung 206 zum oberen Ende der zweiten Füllkörperkolonne 166 geführt wird.
In der zweiten Füllkörperkolonne 166 findet unter Einsatz von Natronlauge die Chemiesorption von HF gemäß der Gleichung HF + NaOH → NaF + H₂O statt. Die Konzentration der NaF-Lösung kann mittels eines pH-Wertsensors 222 oder/und eines Dichtesensors 209 oder/und eines Leitfähigkeitssensors 207 ermittelt werden, die in der Leitung 206 angeordnet sind. Hat die NaF-Konzentration im Sumpf der zweiten Füllkörperkolonne 166 einen vorbestimmten Wert erreicht, wird ein Teil der Flüssigkeit mittels einer Membranpumpe 208 in einen NaF-Tank 210 gepumpt. Die entnommene Flüssigkeit wird entweder mittels einer Membranpumpe 212 über die Leitung 214 durch Flüssigkeit aus dem Sumpf der dritten Füllkörperkolonne 168 ersetzt oder mittels einer Membranpumpe 216 über die Leitung 218 durch Natronlauge aus einem Tank 220 mit, beispielsweise 50%-iger, Natronlauge, falls der mittels des pH-Wertsensors 222 ermittelte pH-Wert der in der Leitung 206 zirkulierenden Flüssigkeit von seinem Sollwert zu stark abgesunken ist.
Das am oberen Ende der zweiten Füllkörperkolonne 166 austretende Gas wird über eine Leitung 224 in den Gasraum der dritten Füllkörperkolonne 168 eingeleitet. Dort steigt es durch das Festbett der dritten Füllkörperkolonne 168 auf, wobei es mittels einer Sprüheinrichtung 225 mit Flüssigkeit besprüht wird, die mittels einer Pumpe 226 aus dem Flüssigkeitssumpf der dritten Füllkörperkolonne 168 durch eine Leitung 228 zum oberen Ende der dritten Füllkörperkolonne 168 geführt wird.
Auch in der dritten Füllkörperkolonne 168 findet unter Einsatz von Natronlauge eine Chemiesorption von HF statt. Die Konzentration der NaF-Lösung kann mittels eines pH-Wertsensors 231 oder/und eines Dichtesensors 227 oder/und eines Leitfähigkeitssensors 229 ermittelt werden, die in der Leitung 228 angeordnet sind. Ist der pH-Wert in dem Sumpf der dritten Füllkörperkolonne 168 zu stark abgesunken, wird ein Teil der Flüssigkeit mittels der Membranpumpe 212 in den Sprühkreislauf der zweiten Füllkörperkolonne 166 gepumpt. Die entnommene Flüssigkeit wird mittels einer Membranpumpe 230 über die Leitung durch Natronlauge aus dem Tank 220 mit, beispielsweise 50%-iger, Natronlauge ersetzt.
Sowohl in dem Sprühkreislauf der zweiten Füllkörperkolonne 166 als auch in dem Sprühkreislauf der dritten Füllkörperkolonne 168 stellen Durchflussmengensensoren 232 und 234 sicher, dass die Pumpen 204 und 226 derart betrieben werden, dass das Gas in den Füllkörperkolonnen 166, 168 stets ausreichend mit Flüssigkeit besprüht wird.
Nach Durchlaufen der dritten Füllkörperkolonne 168 ist das Gas vollständig gereinigt und kann über eine Leitung 242 in die äußere Umgebung abgegeben werden. Um den Austrag von Aerosolen in die äußere Umgebung weitestgehend verbindern zu können, ist am oberen Ende der dritten Füllkörperkolonne 168 ein Tropfenabscheider 236 vorgesehen.
Der vorstehend beschriebene Aufbau der Endreinigungsstufe ST3-3 mit einer den beiden Chemisorptions-Füllkörperkolonnen 166 und 168 vorgeschalteten Füllkörperkolonne 166 zur HCl-Absorption hat den Vorteil, dass die in den Tanks 196 und 210 aufgefangenen Endprodukte, nämlich Salzsäure und NaF-Lösung, eine solche Reinheit aufweisen, dass sie in anderen Industriezweigen als Rohstoffe verwendet werden können, beispielsweise die NaF-Lösung bei der Herstellung von fluoridhaltiger Zahnpasta oder für Ätzzwecke in der Glasindustrie nach einer chemischen Behandlung der NaF-Lösung beispielsweise mit Schwefelsäure. Der durch den Verkauf der Salzsäure und der NaF-Lösung erzielte Erlös wirkt sich günstig auf die gesamte Wirtschaftlichkeit der Anlage 10 aus.
Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, auf die vorgelagerte HCl-Absorption zu verzichten. Die geringeren Investitionskosten gehen jedoch zu Lasten der Tatsache, dass die sich im Sumpf der ersten der zwei verbleibenden Füllkörperkolonnen bildende Salzlösung nicht gewinnbringend verkauft, sondern vielmehr entsorgt werden muss, wodurch zusätzliche Kosten anfallen.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass anstelle der in diesem Ausführungsbeispiel eingesetzten Füllkörperkolonnen auch andere Typen von Kolonnen eingesetzt werden könnten, beispielsweise Bodenkolonnen.
Zwischen der dritten Füllkörperkolonne 168 und der äußeren Umgebung ist ein Ventilator 238 vorgesehen, der das Gas durch die Abgasreinigungsstufe ST3 zieht. Die Anordnung des Ventilators 238 am Ende der Abgasreinigungsstufe hat den Vorteil, dass in der gesamten Abgasreinigungsstufe ST3 Unterdruck herrscht, so dass sichergestellt ist, dass kein ungereinigtes Abgas in die Umgebung gelangen kann. Der Betrieb des Ventilators 238 wird in Abhängigkeit des Ausgabesignals eines Drucksensors 240 gesteuert, der den Druck am Eingang der Abgasreinigungsstufe ST3, d. h. umittelbar vor dem Filter 122 erfasst.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der aus der Abgasreinigungsstufe ST3 austretende Gasstrom nur zu einem geringen Anteil über die Leitung 242 in die äußere Umgebung abgegeben wird. Der weitaus größere Teil, in der Praxis vorzugsweise mehr als 90% des aus der Abgasreinigungsstufe ST3 austretenden Gasstroms, wird über eine Rückführleitung 244 an unterschiedlichen Stellen der Anlage 10 wieder in den Zerkleinerungsprozess rückgeführt. Der größte Teil der rückgeführten Luft wird über die Leitung 94 der Zerkleinerungseinrichtung 54 zugeführt, wobei hier gegebenfalls über eine Ansaugleitung 95 auch noch Frischluft in den Prozess eingeleitet werden kann, die zur Oxidation der reinen Kohlenstoffverbindungen benötigt wird. Ein weiterer Teil kann zudem über die Leitung 92 dem Windsichter 80 zugeführt werden. Und schließlich können weitere Teile auch noch über die Leitung 50 oder/und die Leitung 107 in den Prozess rückgeführt werden.
Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, kann bei der Rückführung gereinigten Gases mit einer Temperatur von zwischen etwa 100°C und etwa 120°C über die Leitung 107 zur Pelletierungsvorrichtung 68 auf die Stickstoffzufuhreinheit 108 verzichtet werden. Um die in der gesamten Anlage 10 geführte Gasmenge nicht zu groß werden zu lassen, empfiehlt es sich in diesem Fall, auf die Rückführleitung 50 zu verzichten und die explosionssichere Zufuhr des aus den Kühlgeräten 12 abgesaugten Kühlmittels zur Abgasreinigungsstufe ST3 durch entsprechend explosionssichere Auslegung der Leitung 48 sicherzustellen.
Da sich das Verhältnis der Freisetzung von reinen Kohlenwasserstoffen in der Zerkleinerungsvorrichtung 54 einerseits und in der Pelletierungsvorrichtung 68 andererseits im Laufe der Zeit verändern kann, beispielsweise in Abhängigkeit von der Häufigkeit, mit der neuere Kühlgeräte 12 der Anlage 12 zugeführt werden, ist es vorteilhaft, wenn die Zerkleinerungsvorrichtung 54 und die Pelletierungsvorrichtung 68 jeweils einen (nicht dargestellten) Sensor umfassen, der die Konzentration von reinen Kohlenstoffverbindungen im Gas erfasst. In Abhängigkeit der Erfassungsergebnisse dieser Sensoren kann eine (nicht dargestellte) Steuereinheit den Öffnungsgrad von (ebenfalls nicht dargestellten) Klappenventilen in den Leitungen 94 und 107 derart einstellen, dass der Zerkleinerungsvorrichtung 54 und der Pelletierungsvorrichtung 68 jeweils ausreichend Gas zugeführt wird, um sicherzustellen, dass die Konzentration der reinen Kohlenwasserstoffe einen Wert von 20% der unteren Explosionsgrenze (UEG) der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen (bspw.: UEG von Cyclopentan = 41 g/m³) nicht überschreitet.
Im Idealfall müsste der Anlage 10 somit nur noch so viel Frischluft aus der äußeren Umgebung zugeführt werden, dass das Gas ausreichend viel Sauerstoff für die katalytische Oxidation der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen im Reaktor 128 enthält. Diese Frischluft kann dem System beispielsweise über die Leitung 95 oder/und die Leitungen zugeführt werden, die den Schlauchfiltern 64 und 112 die zu ihrer Reinigung erforderliche Gas- bzw. Luftmenge zuführen. Entsprechend müsste auch nur diese Gasmenge über die Leitung 242 wieder an die äußere Umgebung abgegeben werden.
Diese Rückführung des aus der Abgasreinigungsstufe ST3 austretenden Gasstroms hat somit den Vorteil, dass nicht nur die von der TA Luft vorgeschriebenen FCKW-Maximalkonzentration von 20 mg/m³ ohne Weiteres eingehalten werden kann, sondern auch der ebenfalls von der TA Luft vorgeschriebene maximale Massenstrom von 10 g/h.
Nachzutragen ist, dass der vorstehend der einfacheren Erläuterung halber verwendete Begriff „NaF-Lösung” nicht eine Lösung ausschließlich nur von NaF bezeichnet. Vielmehr können in der Lösungen auch andere Verbindungen enthalten sein, die die Chemie von Na und F zulässt, beispielsweise auch Na₂F₂.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010030544 A1 [0002, 0035, 0035, 0036]
WO 2004/024331 A1 [0034]

Claims

Anlage (10) zum Recyceln von Kühlgeräten (12), umfassend einen Anlagenteil (ST3-2) zum katalytischen Oxidieren der beim Recyceln der Kühlgeräte (12) anfallenden reinen Kohlenwasserstoffverbindungen und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Anlagenteil (ST3-2) zwei in Strömungsrichtung der zu behandelnden Gase voneinander getrennt vorgesehene Reaktoren (128, 130) umfasst, wobei ein erster Reaktor (128) der katalytischen Oxidation der reinen Kohlenwasserstoffverbindungen dient, während ein zweiter Reaktor (130) der katalytischen Oxidation von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen dient.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung der Gase zwischen dem ersten Reaktor (128) und dem zweiten Reaktor (130) eine, beispielsweise mittels elektrischen Stroms betreibbare, Gaserhitzungseinrichtung (144) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gaserhitzungseinrichtung (144) und dem zweiten Reaktor (130), vorzugsweise dem Eingabeende (130a) des zweiten Reaktors (130) benachbart, ein Temperatursensor (146) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Reaktor (130) an wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei in Strömungsrichtung der Gase voneinander getrennten angeordneten Stellen jeweils ein Temperatursensor (148, 150, 152) vorgesehen ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung der Gase vor dem ersten Reaktor (128) eine Gaserhitzungseinrichtung (134) angeordnet ist, beispielsweise ein, vorzugsweise mittels Erdgas oder dergleichen betreibbarer, Brenner.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gaserhitzungseinrichtung (134) und dem ersten Reaktor (128), vorzugsweise dem Eingabeende (128a) des ersten Reaktors (128) benachbart, ein Temperatursensor (136) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Reaktor (128) an wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei in Strömungsrichtung der Gase voneinander getrennten angeordneten Stellen jeweils ein Temperatursensor (138, 140, 142) vorgesehen ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung der noch unbehandelten Gase stromaufwärts des ersten Reaktors (128) ein Wärmetauscher (132) angeordnet ist, in dem die noch unbehandelten Gase im Gegenstrom zu den aus dem zweiten Reaktor austretenden behandelten Gasen geführt werden.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wärmetauscher (132) eine diesen überbrückende Bypassleitung (154) zugeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bypassleitung (154) ein Ventil (156), beispielsweise ein Klappenventil, mit veränderbarem Öffnungsgrad angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsgrad des Ventils (156) in Abhängigkeit eines von einem Temperatursensor (158) bereitgestellten Temperatursignal einstellbar ist, welcher Temperatursensor (156) in Strömungsrichtung der noch unbehandelten Gase zwischen dem Wärmetauscher (132) und dem ersten Reaktor (128) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reaktor (128) einen edelmetalldotierten Katalysator enthält.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Reaktor (130) einen Mischoxidkatalysator enthält.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen dem Anlagenteil (ST3-2) zum katalytischen Oxidieren der beim Recyceln der Kühlgeräte (12) anfallenden reinen Kohlenwasserstoffverbindungen und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen vorgelagerten Anlagenteil (ST1) umfasst, in welchem den Kühlgeräten (12) das reine Kohlenwasserstoffverbindungen oder/und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe enthaltende Kühlmittel entzogen wird.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Anlagenteil (ST2) umfasst, der eine Zerkleinerungsvorrichtung (54) umfasst, in welcher die Kühlgeräte (12) zerkleinert werden, sowie eine Entgasungseinrichtung (68), in der dem bei der Zerkleinerung anfallenden Isolierschaum der Kühlgeräte (12) die als Schäumungsmittel verwendeten reinen Kohlenwasserstoffverbindungen oder/und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe entzogen werden.