DE102022104813A1 - PROCESS AIR TREATMENT ARRANGEMENT AND METHOD FOR TREATMENT OF PROCESS AIR - Google Patents
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Abstract
Eine Prozessluftbehandlungsanordnung (10) zur Behandlung von Prozessluft aus einer Industrieanlage (70) enthält in einem Prozessluftkreis (12) einen Kondensator (16) zum Kondensieren von Schadstoffen in der Prozessluft und Abscheiden der kondensierten Schadstoffe aus der Prozessluft und stromab des Kondensators (16) wenigstens einen Abkonzentrator (22, 32) zum weiteren Absenken der Schadstoffkonzentration der aus dem Kondensator (16) austretenden Prozessluft, und optional einen Abzweiger (40) zum Abzweigen eines Teils der behandelten Prozessluft aus dem Prozessluftkreis (12) stromab des wenigstens einen Abkonzentrators (22, 32) als Abluft in eine Abluftleitung (41) zu einem Luftauslass in die Umgebung (44).A process air treatment arrangement (10) for treating process air from an industrial plant (70) contains in a process air circuit (12) a condenser (16) for condensing pollutants in the process air and separating the condensed pollutants from the process air and downstream of the condenser (16) at least a deconcentrator (22, 32) for further reducing the pollutant concentration of the process air exiting the condenser (16), and optionally a branch (40) for branching off part of the treated process air from the process air circuit (12) downstream of the at least one deconcentrator (22, 32) as exhaust air in an exhaust air line (41) to an air outlet in the environment (44).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prozessluftbehandlungsanordnung und ein Verfahren zur Behandlung zumindest eines Teils von Prozessluft aus einer Industrieanlage.The present invention relates to a process air treatment arrangement and a method for treating at least part of the process air from an industrial plant.
Es gibt viele Industrieanlagen und Industrieprozesse, die einen Prozessluftstrom verwenden, der im Prozess als Medium dient und dabei Schadstoffe aufnimmt, welche sich negativ auf die Umgebung auswirken würden. Zur Reduzierung der negativen Wirkung auf die Umgebung muss der vom Industrieprozess abgeführte Prozessluftstrom entsprechend behandelt werden, um die Schadstoffe zu entfernen, wobei auch gesetzliche Grenzwerte von Schadstoffen im Luftauslass in die Umgebung eingehalten werden müssen. Die Industrieprozesse sind zum Beispiel chemische, petrochemische, pharmazeutische oder lösemittelverarbeitende Prozesse. Die Industrieanlagen sind zum Beispiel Werkstückbearbeitungsanlagen, beispielsweise zum Trocknen und/oder Härten von lackierten und/oder beschichteten und/oder geklebten Werkstücken (z.B. Karosserien oder Karosserieteile, Elektroden, Membranen, Lithium-lonen-Batterien, etc.). Als Schadstoffe sind insbesondere Stoffe zu verstehen, die bei einer gewissen Menge bzw. Konzentration im Luftauslass Pflanzen, Tiere und/oder Menschen in der Umgebung schaden können. Die Schadstoffe sind zum Beispiel Lösemittel (z.B. NMP, NEP, TEP, EAA, GBL, etc.), Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Ammoniak, Fluorwasserstoff, etc.There are many industrial plants and industrial processes that use a process air stream to act as a medium in the process, picking up pollutants that would negatively impact the environment. In order to reduce the negative impact on the environment, the process air stream discharged from the industrial process must be treated appropriately to remove the pollutants, while also complying with legal limits of pollutants in the air outlet to the environment. The industrial processes are, for example, chemical, petrochemical, pharmaceutical or solvent-processing processes. The industrial systems are, for example, workpiece processing systems, for example for drying and/or curing painted and/or coated and/or glued workpieces (e.g. bodies or body parts, electrodes, membranes, lithium-ion batteries, etc.). Pollutants are to be understood in particular as substances which, if present in a certain amount or concentration in the air outlet, can damage plants, animals and/or people in the vicinity. The pollutants are, for example, solvents (e.g. NMP, NEP, TEP, EAA, GBL, etc.), hydrocarbons, nitrogen oxides, ammonia, hydrogen fluoride, etc.
Herkömmliche Prozessluftbehandlungsanordnungen zum Reinigen solcher Prozessluftströme enthalten häufig einen Prozessluftkreis und darin einen Kondensator, welcher Schadstoffe in der zu reinigenden Prozessluft kondensiert und die kondensierten Schadstoffe aus der zu reinigenden Prozessluft abscheidet, um dann die so behandelte Prozessluft zur Industrieanlage zurückzuleiten. Bei solchen herkömmlichen Prozessluftbehandlungsanordnungen wird häufig ein Teil der behandelten Prozessluft aus dem Prozessluftkreis in eine Abluftleitung zu einem Luftauslass in die Umgebung abgezweigt. Da der Reinigungseffekt des Kondensators häufig nicht ausreichend ist, führt die Abluftleitung häufig über weitere Behandlungsvorrichtungen zum weiteren Behandeln des Abluftstroms zum Luftauslass in die Umgebung. Außerdem wird der Reinigungseffekt des Kondensators im Prozessluftkreis häufig sehr stark ausgebildet, beispielsweise durch extreme Kühltemperaturen zum Abkühlen des Prozessluftstroms zum Kondensieren der Schadstoffe, was eine aufwändigere Konstruktion und höhere Betriebskosten des Kondensators zur Folge hat.Conventional process air treatment arrangements for cleaning such process air streams often contain a process air circuit and a condenser therein, which condenses pollutants in the process air to be cleaned and separates the condensed pollutants from the process air to be cleaned, in order to then return the process air treated in this way to the industrial plant. In such conventional process air treatment arrangements, part of the treated process air is often branched off from the process air circuit into an exhaust air line to an air outlet in the environment. Since the cleaning effect of the condenser is often not sufficient, the exhaust air line often leads to the air outlet in the environment via further treatment devices for further treatment of the exhaust air flow. In addition, the cleaning effect of the condenser in the process air circuit is often very strong, for example due to extreme cooling temperatures for cooling the process air flow to condense the pollutants, which results in a more complex construction and higher operating costs for the condenser.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes System zur Behandlung von Prozessluft aus einer Industrieanlage / einem Industrieprozess zu schaffen, das unter Vermeidung zu extremer Betriebskosten und zu aufwändiger Konstruktionen einen starken Reinigungseffekt der Prozessluft bewirkt.It is the object of the invention to create an improved system for treating process air from an industrial plant/an industrial process which, while avoiding excessive operating costs and complex constructions, brings about a strong cleaning effect on the process air.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Lehre der anhängenden unabhängigen Ansprüche. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the teaching of the appended independent claims. Particularly advantageous configurations and developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Prozessluftbehandlungsanordnung zur Behandlung zumindest eines Teils von Prozessluft aus einer Industrieanlage enthält einen Prozessluftkreis, wobei das eine Ende des Prozessluftkreises an einer Prozessluft-Ausführöffnung der Industrieanlage zum Ausnehmen von zu reinigender Prozessluft aus der Industrieanlage anschließbar ist und das andere Ende des Prozessluftkreises an einer Prozessluft-Einführöffnung der Industrieanlage zum Einführen der behandelten Prozessluft in die Industrieanlage anschließbar ist; und einen im Prozessluftkreis angeordneten Kondensator zum Kondensieren von Schadstoffen in der Prozessluft und Abscheiden der kondensierten Schadstoffe aus der Prozessluft, wobei der Kondensator einen Prozesslufteingang zum Einleiten der zu reinigenden Prozessluft aus der Industrieanlage, einen Auffangbehälter zum Aufnehmen der aus der Prozessluft abgeschiedenen kondensierten Schadstoffe und einen Prozessluftausgang zum Weiterleiten der Prozessluft ohne die abgeschiedenen Schadstoffe aufweist. Gemäß der Erfindung weist diese Prozessluftbehandlungsanordnung ferner wenigstens einen im Prozessluftkreis stromab des Kondensators angeordneten Abkonzentrator zum weiteren Absenken der Schadstoffkonzentration der aus dem Kondensator austretenden Prozessluft auf.The process air treatment arrangement according to the invention for treating at least part of the process air from an industrial plant contains a process air circuit, one end of the process air circuit being able to be connected to a process air discharge opening of the industrial plant in order to remove process air to be cleaned from the industrial plant, and the other end of the process air circuit being able to be connected to process air -Introduction opening of the industrial plant can be connected for introducing the treated process air into the industrial plant; and a condenser arranged in the process air circuit for condensing pollutants in the process air and separating the condensed pollutants from the process air, the condenser having a process air inlet for introducing the process air to be cleaned from the industrial plant, a collection container for receiving the condensed pollutants separated from the process air and a Has process air outlet for forwarding the process air without the separated pollutants. According to the invention, this process air treatment arrangement also has at least one deconcentrator arranged in the process air circuit downstream of the condenser for further lowering the pollutant concentration of the process air exiting the condenser.
Durch diesen Einsatz wenigstens eines Abkonzentrators (d.h. ein, zwei oder mehr Abkonzentratoren) stromab des Kondensators im Prozessluftkreis (auch als Prozessluftrezirkulationsstrom benennbar) kann der Reinigungseffekt innerhalb des Prozessluftkreises erhöht werden und somit der Schadstoffgehalt in der Prozessluft reduziert werden. Außerdem können im Kondensator schwächere Kühltemperaturen für das Kondensieren der Schadstoffe verwendet werden, da die Prozessluft in dem wenigstens einen Abkonzentrator im Prozessluftkreis weiterbehandelt wird, wodurch die Betriebskosten für den Kondensator nicht zu sehr ansteigen und auch eine Vereisungsgefahr durch Wasser im Prozessluftstrom vermieden werden kann.This use of at least one deconcentrator (i.e. one, two or more deconcentrators) downstream of the condenser in the process air circuit (also known as process air recirculation flow) can increase the cleaning effect within the process air circuit and thus reduce the pollutant content in the process air. In addition, lower cooling temperatures can be used in the condenser for condensing the pollutants, since the process air is further treated in the at least one deconcentrator in the process air circuit, which means that the operating costs for the condenser do not increase too much and the risk of icing from water in the process air flow can also be avoided.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Prozessluftkreis ferner mit einem Abzweiger zum Abzweigen eines Teils der behandelten Prozessluft aus dem Prozessluftkreis als Abluft in eine Abluftleitung zu einem Luftauslass in die Umgebung versehen, wobei dieser Abzweiger stromab des wenigstens einen Abkonzentrators angeordnet ist. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz wenigstens eines Abkonzentrators stromab des Kondensators im Prozessluftkreis und die Positionierung der Abzweigung stromab des wenigstens einen Abkonzentrators im Prozessluftkreis kann auch der Schadstoffgehalt in dem Teil der Prozessluft, die in die Abluftleitung abgezweigt wird, reduziert werden. Hierdurch können dann weniger Abluftbehandlungen in der Abluftleitung ausreichen, um zuverlässig eine ausreichend gereinigte Abluft in die Umgebung auszulassen.In one embodiment of the invention, the process air circuit is also provided with a branch for branching off part of the treated process air from the process air circuit as exhaust air into an exhaust air line direction to an air outlet into the environment, this branch being arranged downstream of the at least one deconcentrator. The inventive use of at least one deconcentrator downstream of the condenser in the process air circuit and the positioning of the branch downstream of the at least one deconcentrator in the process air circuit can also reduce the pollutant content in the part of the process air that is branched off into the exhaust air line. As a result, fewer exhaust air treatments in the exhaust air line can then be sufficient to reliably release sufficiently cleaned exhaust air into the environment.
In dieser Ausgestaltung der Erfindung mit Abzweiger kann die Prozessluftbehandlungsanordnung optional ferner wenigstens einen zusätzlichen Abkonzentrator zum weiteren Absenken der Schadstoffkonzentration der Abluft aufweisen. Dieser Einsatz eines zusätzlichen Abkonzentrators in der Abluftleitung ist insbesondere vorteilhaft bei sehr hohen Schadstoffkonzentrationen der aus der Industrieanlage abgeführten Prozessluft. Alternativ oder zusätzlich, insbesondere bei sehr hohen Schadstoffkonzentrationen der aus der Industrieanlage abgeführten Prozessluft, kann die Prozessluftbehandlungsanordnung vorzugsweise ferner wenigstens eine Weiterbehandlungsvorrichtung zum weiteren Behandeln der Abluft (z.B. Aktivkohlefilter oder thermische und/oder katalytische Abluftreinigungsvorrichtung) aufweisen. Der zusätzliche Abkonzentrator und/oder die Weiterbehandlungsvorrichtung sind jeweils stromauf des Luftauslasses in die Umgebung in der Abluftleitung angeordnet. Falls ein zusätzlicher Abkonzentrator und eine Weiterbehandlungsvorrichtung vorgesehen sind, ist die Weiterbehandlungsvorrichtung vorzugsweise stromab des zusätzlichen Abkonzentrators in der Abluftleitung angeordnet.In this embodiment of the invention with a branch, the process air treatment arrangement can optionally also have at least one additional deconcentrator for further lowering the concentration of pollutants in the exhaust air. This use of an additional deconcentrator in the exhaust air line is particularly advantageous in the case of very high concentrations of pollutants in the process air discharged from the industrial plant. Alternatively or additionally, particularly in the case of very high pollutant concentrations in the process air discharged from the industrial plant, the process air treatment arrangement can preferably also have at least one further treatment device for further treatment of the exhaust air (e.g. activated carbon filter or thermal and/or catalytic exhaust air cleaning device). The additional deconcentrator and/or the further treatment device are each arranged upstream of the air outlet into the environment in the exhaust air line. If an additional deconcentrator and a further treatment device are provided, the further treatment device is preferably arranged downstream of the additional deconcentrator in the exhaust air line.
Der wenigstens eine Abkonzentrator im Prozessluftkreis und, falls vorhanden, der zusätzliche Abkonzentrator in der Abluftleitung sind im Rahmen der Erfindung jeweils Vorrichtungen, die ausgestaltet sind, um die Konzentration zumindest eines Stoffes in einem Stoffgemisch zu senken, vorzugsweise zumindest den einen Stoff aus dem Stoffgemisch abzuscheiden, wobei das Stoffgemisch hierzu bevorzugt durch den Abkonzentrator hindurchgeleitet wird. Der jeweilige Abkonzentrator kann im Rahmen der Erfindung zum Beispiel als Filter, als elektrostatischer Abscheider oder als sorptiver Abscheider ausgeführt sein / funktionieren.Within the scope of the invention, the at least one deconcentrator in the process air circuit and, if present, the additional deconcentrator in the exhaust air line are devices that are designed to reduce the concentration of at least one substance in a mixture of substances, preferably to separate at least one substance from the mixture of substances , The mixture of substances being preferably passed through the deconcentrator for this purpose. Within the scope of the invention, the respective deconcentrator can be designed/function as a filter, as an electrostatic precipitator or as a sorptive precipitator, for example.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen der wenigstens eine Abkonzentrator im Prozessluftkreis und/oder, falls vorhanden, der zusätzliche Abkonzentrator in der Abluftleitung jeweils wenigstens einen Adsorber auf, der ausgestaltet ist, um in wenigstens einem von der Prozessluft bzw. Abluft durchströmten Adsorptionsbereich des Abkonzentrators Schadstoffe aus der Prozessluft bzw. Abluft zu adsorbieren und in wenigstens einem Desorptionsbereich die an ihm adsorbierten Schadstoffe zur Entfernung aus dem Abkonzentrator zu desorbieren. Der wenigstens eine Adsorber ist hierzu beispielsweise so ausgestaltet, dass er im Abkonzentrator so drehbar ist, dass seine Abschnitte zwischen dem Adsorptionsbereich und dem Desorptionsbereich des Abkonzentrators bewegt werden können. Vorzugsweise ist im Abkonzentrator zwischen dem wenigstens einen Adsorptionsbereich und dem wenigstens einen Desorptionsbereich ferner wenigstens ein Kühlbereich vorgesehen, in dem der jeweilige Adsorberabschnitt von einer Desorptionstemperatur auf eine für effiziente Adsorption geeignete Temperatur heruntergekühlt wird.In a preferred embodiment of the invention, the at least one deconcentrator in the process air circuit and/or, if present, the additional deconcentrator in the exhaust air line each have at least one adsorber, which is designed to be in at least one adsorption region of the deconcentrator through which the process air or exhaust air flows To adsorb pollutants from the process air or exhaust air and to desorb the pollutants adsorbed on it in at least one desorption area for removal from the deconcentrator. For this purpose, the at least one adsorber is designed such that it can be rotated in the deconcentrator such that its sections can be moved between the adsorption area and the desorption area of the deconcentrator. Preferably, at least one cooling area is also provided in the deconcentrator between the at least one adsorption area and the at least one desorption area, in which the respective adsorber section is cooled down from a desorption temperature to a temperature suitable for efficient adsorption.
Bei dieser Ausgestaltung können der wenigstens eine Abkonzentrator im Prozessluftkreis und/oder, falls vorhanden, der zusätzliche Abkonzentrator in der Abluftleitung jeweils mit einer Desorptionsluftleitung ausgestattet sein, die mit dem Prozessluftkreis oder der Abluftleitung zum Verwenden der Prozessluft bzw. der Abluft als Desorptionsluft verbunden ist. Während bei dem ersten Abkonzentrator im Prozessluftkreis die Prozessluft bevorzugt stromab des Abkonzentrators als Desorptionsluft aus dem Prozessluftkreis verwendet wird, können bei einem zweiten Abkonzentrator im Prozessluftkreis und bei einem zusätzlichen Abkonzentrator in der Abluftleitung aufgrund der schon geringeren Schadstoffkonzentration wahlweise die Prozessluft / Abluft stromab oder stromauf des jeweiligen Abkonzentrators als Desorptionsluft aus Prozessluftkreis / Abluftleitung verwendet werden. Die Desorptionsluft durchströmt dann den wenigstens einen Desorptionsbereich des jeweiligen Abkonzentrators zum Desorbieren der adsorbierten Schadstoffe von dem wenigstens einen Adsorber, wobei die Desorptionsluft den Desorptionsbereich vorzugsweise in einer Richtung entgegen der Strömungsrichtung der Prozessluft bzw. Abluft durch den wenigstens einen Adsorptionsbereich durchströmt. Außerdem kann die Desorptionsluft vorzugsweise vor Durchströmen des wenigstens einen Desorptionsbereichs den wenigstens einen Kühlbereich des jeweiligen Abkonzentrators zum Abkühlen des sich in den Adsorptionsbereich bewegenden Abschnitts des wenigstens einen Adsorbers durchströmen.In this configuration, the at least one deconcentrator in the process air circuit and/or, if present, the additional deconcentrator in the exhaust air line can each be equipped with a desorption air line, which is connected to the process air circuit or the exhaust air line for using the process air or the exhaust air as desorption air. While with the first deconcentrator in the process air circuit, the process air is preferably used downstream of the deconcentrator as desorption air from the process air circuit, with a second deconcentrator in the process air circuit and with an additional deconcentrator in the exhaust air line, due to the already lower concentration of pollutants, the process air / exhaust air can either be used downstream or upstream of the respective deconcentrator can be used as desorption air from the process air circuit / exhaust air line. The desorption air then flows through the at least one desorption area of the respective deconcentrator to desorb the adsorbed pollutants from the at least one adsorber, with the desorption air preferably flowing through the desorption area in a direction opposite to the flow direction of the process air or exhaust air through the at least one adsorption area. In addition, the desorption air can preferably flow through the at least one cooling area of the respective deconcentrator for cooling the section of the at least one adsorber moving into the adsorption area before it flows through the at least one desorption area.
Der wenigstens eine Abkonzentrator im Prozessluftkreis und/oder, falls vorhanden, der zusätzliche Abkonzentrator in der Abluftleitung sind jeweils mit einer Konzentratluftleitung ausgestattet, die mit dem wenigstens einen Desorptionsbereich des jeweiligen Abkonzentrators zum Ausleiten des jeweiligen Desorptionsluftstroms mit den von dem wenigstens einen Adsorber desorbierten Schadstoffen verbunden ist. Wenn im Prozessluftkreis nur ein einzelner Abkonzentrator angeordnet ist, leitet die Konzentratluftleitung den Desorptionsluftstrom von diesem Abkonzentrator vorzugsweise zum Kondensator im Prozessluftkreis zurück. Wenn im Prozessluftkreis ein erster Abkonzentrator und ein zweiter Abkonzentrator stromab des ersten Abkonzentrators angeordnet sind, leitet die eine Konzentratluftleitung den Desorptionsluftstrom vom ersten Abkonzentrator zum Kondensator zurück, und leitet die andere Konzentratluftleitung den Desorptionsluftstrom vom zweiten Abkonzentrator zu dem Kondensator und/oder dem ersten Abkonzentrator zurück. Wenn eine Abluftleitung vorgesehen ist und darin ein zusätzlicher Abkonzentrator angeordnet ist, leitet die Konzentratluftleitung den Desorptionsluftstrom vom zusätzlichen Abkonzentrator vorzugsweise zu dem Kondensator und/oder dem wenigstens einen Abkonzentrator im Prozessluftkreis zurück. Auf diese Weise wird die Konzentratluft, d.h. die Desorptionsluft mit dem vom Adsorber desorbierten Schadstoffen, in die Behandlungsprozesse der Prozessluft im Prozessluftkreis zurückgeleitet, wobei die Konzentratluft (Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen) je nach ihrer Schadstoffkonzentration so in den Prozessluftkreis zurückgeleitet wird, dass sie wieder mehr oder weniger Prozessluftbehandlungen erfährt.The at least one deconcentrator in the process air circuit and/or, if present, the additional deconcentrator in the exhaust air line are each equipped with a concentrate air line, which is connected to the at least one desorption area of the respective deconcentrator for discharging the respective desorption air flow with the pollutants desorbed by the at least one adsorber is. If only one in the process air circuit single deconcentrator is arranged, the concentrate air line directs the desorption air flow from this deconcentrator preferably back to the condenser in the process air circuit. If a first deconcentrator and a second deconcentrator are arranged in the process air circuit downstream of the first deconcentrator, one concentrate air line returns the desorption air flow from the first deconcentrator to the condenser, and the other concentrate air line returns the desorption air flow from the second deconcentrator to the condenser and/or the first deconcentrator . If an exhaust air line is provided and an additional deconcentrator is arranged in it, the concentrate air line preferably returns the desorption air flow from the additional deconcentrator to the condenser and/or the at least one deconcentrator in the process air circuit. In this way, the concentrate air, i.e. the desorption air with the pollutants desorbed by the adsorber, is fed back into the process air treatment processes in the process air circuit, with the concentrate air (desorption air with the desorbed pollutants) being fed back into the process air circuit depending on its pollutant concentration in such a way that it can be undergoes more or less process air treatments.
Vorzugsweise können die Konzentratluftleitungen von dem wenigstens einen Abkonzentrator im Prozessluftkreis und/oder, falls vorhanden, dem zusätzlichen Abkonzentrator in der Abluftleitung jeweils mit einer Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung zum Abtrennen von Schadstoffen aus der jeweiligen Konzentratluftleitung und Rückgewinnen (z.B. Verwerten, Aufbereiten, thermisch Behandeln, etc.) von Prozessmitteln aus den ausgezogenen Schadstoffen zur Nutzung in weiteren Prozessen in der Industrieanlage verbunden sein.Preferably, the concentrate air lines from the at least one deconcentrator in the process air circuit and/or, if present, the additional deconcentrator in the exhaust air line can each be equipped with a desorbate further treatment device for separating pollutants from the respective concentrate air line and recovering them (e.g. recycling, processing, thermal treatment, etc.) of process agents from the extracted pollutants for use in further processes in the industrial facility.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Kondensator mit einer Kondensataufbereitungsanlage zum Rückgewinnen (z.B. Verwerten, Aufbereiten, thermisch Behandeln, etc.) von Prozessmitteln aus den im Kondensator aus der Prozessluft abgeschiedenen kondensierten Schadstoffen zur Nutzung in weiteren Prozessen in der Industrieanlage verbunden sein. Vorzugsweise kann der Kondensator auch mit einem Kondensatsammler verbunden sein, der die abgeschiedenen kondensierten Schadstoffe aus dem Auffangbehälter des Kondensators aufnimmt und sammelt. In diesem Fall kann die Kondensataufbereitungsanlage dann mit diesem Kondensatsammler verbunden sein, um die darin gesammelten Schadstoffe auszuziehen und Prozessmittel rückzugewinnen.In a further embodiment of the invention, the condenser can be connected to a condensate treatment plant for the recovery (e.g. recycling, treatment, thermal treatment, etc.) of process agents from the condensed pollutants separated from the process air in the condenser for use in further processes in the industrial plant. Preferably, the condenser can also be connected to a condensate collector, which receives and collects the separated condensed pollutants from the collecting tank of the condenser. In this case, the condensate treatment plant can then be connected to this condensate collector to extract the pollutants collected therein and to recover process agents.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann an die vom Prozessluftkreis abgezweigte Abluftleitung ein weiterer Prozessluftkreis zum Behandeln von Prozessluft angeschlossen sein. Der weitere Prozessluftkreis kann an dieselbe Industrieanlage oder eine weitere Industrieanlage gekoppelt sein. Der weitere Prozessluftkreis kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, insbesondere kann er dieselben und/oder andere Behandlungsvorrichtungen wie der Prozessluftkreis sowie genauso viele oder weniger oder mehr Behandlungsvorrichtungen wie der Prozessluftkreis haben. Der Anschluss des weiteren Prozessluftkreises an die gemeinsame Abluftleitung ist stromauf des Luftauslasses in Umgebung und, falls vorhanden, vorzugsweise auch stromauf der Weiterbehandlungsvorrichtung und/oder des zusätzlichen Abkonzentrators in der Abluftleitung.In a further embodiment of the invention, a further process air circuit for treating process air can be connected to the exhaust air line branched off from the process air circuit. The further process air circuit can be coupled to the same industrial plant or to another industrial plant. The further process air circuit can in principle be designed as desired, in particular it can have the same and/or different treatment devices as the process air circuit and just as many or fewer or more treatment devices as the process air circuit. The connection of the further process air circuit to the common exhaust air line is upstream of the air outlet in the environment and, if present, preferably also upstream of the further treatment device and/or the additional deconcentrator in the exhaust air line.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln zumindest eines Teils von Prozessluft, die aus einem Industrieprozess abgeführt wird, weist eine Prozessluftabführung aus dem Industrieprozess in einen Prozessluftkreis und eine Prozessluftrückführung aus dem Prozessluftkreis in den Industrieprozess sowie eine Kondensation mit einem Kondensieren von Schadstoffen in der Prozessluft im Prozessluftkreis und einem Abscheiden der kondensierten Schadstoffe aus der Prozessluft und ein Weiterleiten der Prozessluft ohne die abgeschiedenen Schadstoffe auf. Gemäß der Erfindung weist dieses Verfahren ferner nach der Kondensation wenigstens eine Abkonzentration zum weiteren Absenken der Schadstoffkonzentration der Prozessluft im Prozessluftkreis auf.The method according to the invention for treating at least part of the process air that is discharged from an industrial process has process air discharge from the industrial process into a process air circuit and process air return from the process air circuit into the industrial process as well as condensation with condensing of pollutants in the process air in the process air circuit and a separation of the condensed pollutants from the process air and a forwarding of the process air without the separated pollutants. According to the invention, this method also has, after the condensation, at least one reduction in concentration for further reducing the concentration of pollutants in the process air in the process air circuit.
Mit diesem erfindungsgemäßen Prozessluftbehandlungsverfahren können die gleichen Vorteile wie mit der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Prozessluftbehandlungsanordnung erzielt werden. Bezüglich der Vorteile und vorteilhaften / bevorzugten Ausführungsvarianten wird deshalb zusätzlich auf die obigen Erläuterungen in Zusammenhang mit der Prozessluftbehandlungsanordnung verwiesen.With this process air treatment method according to the invention, the same advantages can be achieved as with the process air treatment arrangement according to the invention described above. With regard to the advantages and advantageous/preferred design variants, reference is therefore also made to the above explanations in connection with the process air treatment arrangement.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Verfahren ferner ein Abzweigen eines Teils der behandelten Prozessluft nach der wenigstens einen Abkonzentration aus dem Prozessluftkreis als Abluft in eine Abluftleitung zu einem Abluftauslass in die Umgebung aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung kann optional, insbesondere bei einer sehr hohen Schadstoffkonzentrationen der aus dem Industrieprozess abgeführten Prozessluft, eine zusätzliche Abkonzentration zum weiteren Absenken der Schadstoffkonzentration der Abluft und/oder eine Abluftweiterbehandlung (z.B. Aktivkohlefiltern oder thermisches und/oder katalytisches Abluftreinigen) zum weiteren Behandeln der Abluft jeweils in der Abluftleitung vor dem Abluftauslass in die Umgebung aufweisen.In one embodiment of the invention, the method can also include branching off part of the treated process air after the at least one concentration from the process air circuit as exhaust air into an exhaust air line to an exhaust air outlet into the environment. In this configuration, an additional concentration to further reduce the concentration of pollutants in the exhaust air and/or further treatment of the exhaust air (e.g. activated carbon filters or thermal and/or catalytic exhaust air cleaning) for further treatment of the exhaust air can optionally, especially if the concentration of pollutants in the process air discharged from the industrial process is very high each have in the exhaust air line before the exhaust air outlet into the environment.
Die wenigstens eine Abkonzentration im Prozessluftkreis und, falls vorhanden, die zusätzliche Abkonzentration in der Abluftleitung sind im Rahmen der Erfindung jeweils Verfahren, bei denen die Konzentration zumindest eines Stoffes in einem Stoffgemisch gesenkt wird, vorzugsweise zumindest der eine Stoff aus dem Stoffgemisch abgeschieden wird. Die jeweilige Abkonzentration kann im Rahmen der Erfindung zum Beispiel als Filtration, als elektrostatisches Abscheiden oder als sorptives Abscheiden ausgeführt werden.Within the scope of the invention, the at least one concentration reduction in the process air circuit and, if present, the additional concentration reduction in the exhaust air line are methods in which the concentration of at least one substance in a mixture of substances is reduced, preferably at least one substance is separated from the mixture of substances. Within the scope of the invention, the respective concentration can be carried out, for example, as filtration, as electrostatic separation or as sorptive separation.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die wenigstens eine Abkonzentration im Prozessluftkreis und/oder, falls vorhanden, die zusätzliche Abkonzentration in der Abluftleitung jeweils ein Adsorbieren von Schadstoffen aus der Prozessluft bzw. Abluft und ein Desorbieren zum Entfernen der adsorbierten Schadstoffe auf, was zum Beispiel jeweils durch wenigstens einen Adsorber im jeweiligen Abkonzentrator erfolgen kann.In a preferred embodiment of the invention, the at least one concentration reduction in the process air circuit and/or, if present, the additional concentration reduction in the exhaust air line each have an adsorption of pollutants from the process air or exhaust air and a desorbing to remove the adsorbed pollutants, which for example can be done in each case by at least one adsorber in the respective Abkonzentrator.
Bei dieser Ausgestaltung können bei der wenigstens einen Abkonzentration im Prozessluftkreis und/oder, falls vorhanden, der zusätzliche Abkonzentration in der Abluftleitung jeweils ferner die Prozessluft bzw. Abluft als Desorptionsluft verwendet werden. Während bei der ersten Abkonzentration im Prozessluftkreis die Prozessluft bevorzugt stromab der Abkonzentration als Desorptionsluft aus dem Prozessluftkreis verwendet wird, können bei einer zweiten Abkonzentration im Prozessluftkreis und bei einer zusätzlichen Abkonzentration in der Abluftleitung aufgrund der schon geringeren Schadstoffkonzentration wahlweise die Prozessluft / Abluft stromab oder stromauf der jeweiligen Abkonzentration als Desorptionsluft aus Prozessluftkreis / Abluftleitung verwendet werden. In der Abkonzentration ist die Strömungsrichtung der Desorptionsluft vorzugsweise entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der Prozessluft bzw. Abluft. Außerdem kann die Desorptionsluft vorzugsweise vor dem Desorbieren der adsorbierten Schadstoffe den sich zum Adsorbieren bewegenden Abschnitt des Adsorbers abkühlen.In this embodiment, the process air or exhaust air can also be used as desorption air for the at least one concentration reduction in the process air circuit and/or, if present, the additional concentration concentration in the exhaust air line. While the process air is preferably used downstream of the concentration as desorption air from the process air circuit during the first concentration in the process air circuit, with a second concentration in the process air circuit and with an additional concentration in the exhaust air line, due to the already lower concentration of pollutants, the process air / exhaust air can either be used downstream or upstream of the respective deconcentration can be used as desorption air from the process air circuit / exhaust air line. In the deconcentration, the direction of flow of the desorption air is preferably opposite to the direction of flow of the process air or exhaust air. In addition, the desorption air is preferably allowed to cool the portion of the adsorber moving to adsorb before desorbing the adsorbed pollutants.
An die wenigstens eine Abkonzentration im Prozessluftkreis und/oder, falls vorhanden, die zusätzliche Abkonzentration in der Abluftleitung ist ferner jeweils ein Konzentratluftrückführen zum Ausleiten der jeweiligen Desorptionsluft mit den vom Adsorber desorbierten Schadstoffen angeschlossen. Wenn im Prozessluftkreis nur eine einzelne Abkonzentration durchgeführt wird, weist das Verfahren ein Konzentratluftrückführen der Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen von dieser Abkonzentration vorzugsweise zur Kondensation im Prozessluftkreis auf. Wenn im Prozessluftkreis eine erste Abkonzentration und danach eine zweite Abkonzentration durchgeführt werden, weist das Verfahren vorzugsweise ein Konzentratluftrückführen der Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen von der ersten Abkonzentration zur Kondensation und ein Konzentratluftrückführen der Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen von der zweiten Abkonzentration zur Kondensation und/oder zur ersten Abkonzentration auf. Wenn ein Abzweigen eines Teils der behandelten Prozessluft in eine Abluftleitung und dabei eine zusätzliche Abkonzentration in der Abluftleitung vorgesehen sind, weist das Verfahren vorzugsweise ein Konzentratluftrückführen der Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen von der zusätzlichen Abkonzentration zur Kondensation und/oder zur wenigstens einen Abkonzentration im Prozessluftkreis auf. Auf diese Weise wird die Konzentratluft (Desorptionsluft mit dem vom Adsorber desorbierten Schadstoffen) in die Behandlungsprozesse der Prozessluft im Prozessluftkreis zurückgeleitet, wobei die Konzentratluft je nach ihrer Schadstoffkonzentration so in den Prozessluftkreis zurückgeleitet wird, dass sie wieder mehr oder weniger Prozessluftbehandlungen erfährt.A concentrate air return for discharging the respective desorption air with the pollutants desorbed from the adsorber is also connected to the at least one concentration reduction in the process air circuit and/or, if present, the additional concentration reduction in the exhaust air line. If only a single concentration is carried out in the process air circuit, the method has a concentrate air return of the desorption air with the desorbed pollutants from this concentration, preferably for condensation in the process air circuit. If a first deconcentration and then a second deconcentration are carried out in the process air circuit, the method preferably includes concentrate air recycling of the desorption air with the desorbed pollutants from the first deconcentration to the condensation and concentrate air return of the desorption air with the desorbed pollutants from the second deconcentration to the condensation and/or for the first concentration. If part of the treated process air is branched off into an exhaust air line and additional concentration is provided in the exhaust air line, the method preferably includes concentrate air recycling of the desorption air with the desorbed pollutants from the additional concentration for condensation and/or for at least one concentration in the process air circuit . In this way, the concentrate air (desorption air with the pollutants desorbed by the adsorber) is fed back into the process air treatment processes in the process air circuit, with the concentrate air being fed back into the process air circuit depending on its pollutant concentration in such a way that it again undergoes more or less process air treatment.
Vorzugsweise kann das Verfahren ferner wenigstens eine Desorbatweiterbehandlung mit Abtrennen von Schadstoffen aus dem jeweiligen Konzentratluftrückführen und Rückgewinnen (z.B. Verwerten, Aufbereiten, thermisch Behandeln, etc.) von Prozessmitteln aus den ausgezogenen Schadstoffen zur Nutzung in weiteren Industrieprozessen aufweisen.The method can preferably also have at least one desorbate further treatment with removal of pollutants from the respective concentrate air return and recovery (e.g. recycling, processing, thermal treatment, etc.) of process agents from the extracted pollutants for use in further industrial processes.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Verfahren ferner eine Kondensataufbereitung zum Rückgewinnen (z.B. Verwerten, Aufbereiten, thermisch Behandeln, etc.) von Prozessmitteln aus den in der Kondensation aus der Prozessluft abgeschiedenen kondensierten Schadstoffen zur Nutzung in weiteren Industrieprozessen aufweisen.In a further embodiment of the invention, the method can also include condensate processing for recovering (e.g. recycling, processing, thermal treatment, etc.) process agents from the condensed pollutants separated from the process air in the condensation for use in further industrial processes.
Die Erfindung ist grundsätzlich für beliebige Industrieanlagen und Industrieprozesse einsetzbar, die Prozessluft benutzen. Die oben zum technischen Hintergrund beispielhaft angegebenen Anwendungen sind auch für die erfindungsgemäßen Anordnungen und Verfahren zutreffend. Vorteilhafterweise können die erfindungsgemäße Prozessluftbehandlungsanordnung und das erfindungsgemäße Prozessluftbehandlungsverfahrens zum Behandeln einer Prozessluft / Umluft / Zirkulationsluft eines Trockners (insbesondere eines Trockners einer Beschichtungsanlage) verwendet werden, insbesondere auch zum Rückgewinnen eines Lösemittels aus der Prozessluft / Umluft / Zirkulationsluft. Besonders vorteilhaft können diese zum Rückgewinnen von NMP, NEP, TEP, EAA und/oder GBL aus der Prozessluft / Umluft / Zirkulationsluft einer Fertigungsanlage zur Herstellung von Elektroden einer Batterie, insbesondere einer Sekundärbatterie (bevorzugt einer Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Sekundärbatterie) verwendet werden.In principle, the invention can be used for any industrial plants and industrial processes that use process air. The applications given above as examples for the technical background also apply to the arrangements and methods according to the invention. The process air treatment arrangement according to the invention and the process air treatment method according to the invention can advantageously be used for treating process air/circulating air/circulating air of a dryer (in particular a dryer of a coating system), in particular also for recovering a solvent from the process air/circulating air/circulating air. These can be particularly advantageous for recovering NMP, NEP, TEP, EAA and/or GBL from the process air/recirculating air/circulating air of a production plant for the production of electrodes of a battery, in particular a secondary battery (preferably a lithium-ion or lithium-polymer secondary battery) can be used.
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, zum Teil / größtenteils schematisch:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prozessluftbehandlungsanordnung; -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prozessluftbehandlungsanordnung; -
3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prozessluftbehandlungsanordnung; -
4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prozessluftbehandlungsanordnung; -
5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von Prozessluft, das beispielsweise von der in1 dargestellten Prozessluftbehandlungsanordnung ausführbar ist; -
6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von Prozessluft, das beispielsweise von der in2 dargestellten Prozessluftbehandlungsanordnung ausführbar ist; und -
7 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von Prozessluft, das beispielsweise von der in3 dargestellten Prozessluftbehandlungsanordnung ausführbar ist.
-
1 a first embodiment of a process air treatment arrangement according to the invention; -
2 a second exemplary embodiment of a process air treatment arrangement according to the invention; -
3 a third exemplary embodiment of a process air treatment arrangement according to the invention; -
4 a fourth exemplary embodiment of a process air treatment arrangement according to the invention; -
5 a first embodiment of a method according to the invention for treating process air, for example from the in1 illustrated process air treatment arrangement is executable; -
6 a second embodiment of a method according to the invention for treating process air, for example from the2 illustrated process air treatment arrangement is executable; and -
7 a third exemplary embodiment of a method according to the invention for treating process air, which is used, for example, by in3 illustrated process air treatment arrangement is executable.
Bezugnehmend auf
Ein Prozessluftkreis 12 rezirkuliert eine Prozessluft einer Industrieanlage 70. Das eine Ende des Prozessluftkreises 12 ist an einer Prozessluft-Ausführöffnung 71 der Industrieanlage 70 angeschlossen, um zu reinigende Prozessluft aus der Industrieanlage 70 auszunehmen, und das andere Ende des Prozessluftkreises 12 ist an einer Prozessluft-Einführöffnung 72 der Industrieanlage 70 angeschlossen, um die behandelte Prozessluft in die Industrieanlage 70 einzuführen. Die Prozessluft kann mittels ein oder mehr Gebläsen (oder bezeichnet als Luftpumpen) 13 stromab und/oder stromauf der Industrieanlage 70 durch den Prozessluftkreis 12 gefördert werden. Wie in
Zum Wiederverwenden der Prozessluft muss die aus der Industrieanlage 70 ausgeführte Prozessluft im Prozessluftkreis möglichst effizient gereinigt werden. Je nach Art der Industrieanlage 70 und des Industrieprozesses müssen entsprechende Schadstoffe aus dem Prozessluftstrom entfernt werden bzw. die entsprechende Schadstoffkonzentration des Prozessluftstroms möglichst stark reduziert werden.In order to reuse the process air, the process air taken out of the
Zu diesem Zweck weist die Prozessluftbehandlungsanordnung 10 im Prozessluftkreis 12 einen Kondensator 16 auf. Dieser Kondensator 16 hat einen Prozesslufteingang 16a zum Einleiten der zu reinigenden Prozessluft aus der Industrieanlage 70, ein bevorzugt mehrstufiges Kühlelement 16b zum Kühlen der Prozessluft, wodurch die Schadstoffe darin zumindest teilweise kondensiert werden und durch Schwerkraft aus dem Prozessluftstrom nach unten in einen Auffangbehälter 16c fallen, und einen Prozessluftausgang 16f zum Weiterleiten der Prozessluft ohne die abgeschiedenen kondensierten Schadstoffe in den Prozessluftkreis 12. Vorzugsweise kann der Kondensator 16 stromab des Kühlelements 16b auch noch einen Demister 16d aufweisen, durch den die noch nicht abgefallenen kondensierten Schadstoffe in den Auffangbehälter 16c abgeschieden werden. Die Prozessluft im Prozessluftkreis 12 aus der Industrieanlage 70 kann zum Beispiel eine Temperatur von etwa 80 bis 140°C, zum Beispiel etwa 120°C haben, und das mehrstufige Kühlelement 16b kann die Prozesslufttemperatur zum Beispiel auf bis zu etwa 15°C reduzieren. Dem Kühlelement 16b kann zu diesem Zweck zum Beispiel ein Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 9°C verwenden.For this purpose, the process
Optional kann der Kondensator 16 ferner ein Heizelement 16e vor dem Prozessluftausgang 16f haben, um die Prozesslufttemperatur für die weitere Behandlung wieder etwas zu erhöhen (auf zum Beispiel etwa 20 bis 30°C). In einer Ausführungsform kann der Kondensator 16 eine Pumpe zur Wärmeverschiebung haben bzw. mit einer solchen verbunden sein, über die eine durch das Kühlelement 16b abgezogene Wärme zum Heizelement 16e geleitet wird; in einer anderen Ausführungsform kann die erste Stufe des Kühlelements 16b des Kondensators 16 als ein Wärmetauscher ausgestaltet sein, durch den die Prozessluft aus der letzten Stufe des Kühlelements 16b rückgeleitet wird, um die Prozessluft darin zu kühlen und deren Wärme aufzunehmen, sodass die erste Stufe des Kühlelements 16b als Kühlelement und als Heizelement wirkt. Außerdem kann die vom Kühlelement 16b aus der Prozessluft abgezogene Wärme anderen Elementen der Prozessluftbehandlungsanordnung 10 (zum Beispiel Prozessluftheizer 28, Desorptionsbereich 22e des Konzentrators 22), die später beschrieben werden, zugeleitet werden (zum Beispiel über Wärmeleitung 17, wie in
Wie in
Da die Reinigung der Prozessluft allein mit dem ersten Reinigungsschritt durch den Kondensator 16 in der Regel noch nicht optimal sein kann, enthält die Prozessluftbehandlungsanordnung 10 der Erfindung weitere Behandlungsvorrichtungen für wenigstens einen weitere Reinigungsschritt im Prozessluftkreis 12.Since the cleaning of the process air alone with the first cleaning step by the
Im Prozessluftkreis 12 ist nach dem Kondensator 16 wenigstens ein Abkonzentrator 22 angeordnet, wobei im Ausführungsbeispiel von
Der Abkonzentrator 22 ist eine Vorrichtungen zum Senken der Konzentration zumindest eines Stoffes in einem Stoffgemisch, vorzugsweise Abscheiden zumindest des einen Stoff aus dem Stoffgemisch, wenn das Stoffgemisch hierzu durch den Abkonzentrator hindurchgeleitet wird. Der Abkonzentrator 22 kann im Rahmen der Erfindung zum Beispiel als Filter, als elektrostatischer Abscheider oder als sorptiver Abscheider ausgeführt sein / funktionieren. Im Ausführungsbeispiel von
Im Kühlbereich 22g wird der sich in den Adsorptionsbereich 22d bewegenden Abschnitt des Adsorbers 22c abgekühlt, um die Adsorptionswirkung zu verstärken.In the
Die im Adsorptionsbereich 22d an dem wenigstens einen Adsorber 22c adsorbierten Schadstoffe können dann durch Drehen / Verschieben des Adsorbers 22c im Desorptionsbereich 22e wieder vom Adsorber 22c desorbiert und aus dem Abkonzentrator 22 entfernt werden. Zum Desorbieren der adsorbierten Schadstoffe vom Adsorber 22c wird eine Desorptionsluft verwendet, die den Desorptionsbereich 22e durchströmt. In diesem Ausführungsbeispiel wird als Desorptionsluft die Prozessluft verwendet, welche über eine Desorptionsluftleitung 23 stromab des Abkonzentrators 22 aus dem Prozessluftkreis 12 gesaugt wird. Wie in
Wie in
Wie in
Nach Durchströmen des Abkonzentrators 22 leitet der Prozessluftkreis 12 die behandelte Prozessluft wieder zur Industrieanlage 70 zurück. Wie in
Wie in
Obwohl nicht dargestellt, kann die Prozessluftbehandlungsanordnung optional zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen aufweisen, zum Beispiel in Form einer Notfallabscheidung aus dem Prozessluftkreis und einem neuen Lufteinzug in den Prozessluftkreis jeweils mit geeigneten Filtervorrichtungen.Although not shown, the process air treatment arrangement can optionally have additional safety measures, for example in the form of an emergency separation from the process air circuit and a new intake of air into the process air circuit, each with suitable filter devices.
Die Reinigungseffektivität der beschriebenen Prozessluftbehandlungsanordnung 10 von
Wie in
Nach der Prozessluftabführung S12 aus dem Industrieprozess S10 in den Prozessluftkreis 12 folgt die Prozessluftbehandlung. Das Prozessluftbehandlungsverfahren 200 weist die folgenden Schritte auf:
- S14: Kondensation durch den Kondensator 16 (als erster Reinigungsschritt); und
- S16: Abkonzentration durch den Abkonzentrator 22 (als zweiter Reinigungsschritt), bevorzugt mittels Adsorption.
- S14: Condensation by the condenser 16 (as the first cleaning step); and
- S16: Concentration by the concentrator 22 (as a second cleaning step), preferably by means of adsorption.
Nach diesen Prozessluftbehandlungsschritten S14, S16 folgt die Prozessluftrückführung S20 zum Industrieprozess S10.These process air treatment steps S14, S16 are followed by the process air recirculation S20 to the industrial process S10.
Wie in
- S15: Kondensataufbereitung durch die
Kondensataufbereitungsanlage 19 zum Rückgewinnen von Prozessmitteln für weitere Industrieprozesse S10; - S17: Konzentratluftrückführen der Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen über die
Konzentratluftleitung 24vom Abkonzentrator 22zum Kondensator 16 für den Schritt der S14 der Kondensation; und - S18: Desorbatweiterbehandlung durch die
mit der Konzentratluftleitung 24verbundene Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung 26 zum Rückgewinnen von Prozessmitteln für weitere Industrieprozesse S10.
- S15: condensate treatment by the
condensate treatment plant 19 for recovering process resources for further industrial processes S10; - S17: Concentrate air return of the desorption air with the desorbed pollutants via the
concentrate air line 24 from thedeconcentrator 22 to thecondenser 16 for the step of S14 of condensation; and - S18: Desorbate further treatment by the desor connected to the
concentrate air line 24 bat further processingdevice 26 for recovering process funds for further industrial processes S10.
Bezugnehmend auf
Die in
Wie in
Über die Abluftleitung 41 wird die im Prozessluftkreis 12 behandelte Prozessluft als Abluft zu einem Luftauslass in Umgebung 44 geleitet. Die Abluft kann mittels eines Gebläses (oder bezeichnet als Luftpumpe) 42 durch die Abluftleitung 41 gefördert werden. Der Volumenstrom der Abluft in der Abluftleitung 41 ist in der Regel meist viel kleiner (etwa Faktor 2 bis 20) als der Volumenstrom der Prozessluft aus der Industrieanlage 70 in den Prozessluftkreis 12.The process air treated in the
Um gesetzliche Grenzwerte von Schadstoffen im Luftauslass in Umgebung 44 noch zuverlässiger einhalten zu können, weist die Prozessluftbehandlungsvorrichtung 10 in der Abluftleitung 41 zwischen der Abzweigung 40 und dem Luftauslass 44 wenigstens eine weitere Behandlungsvorrichtung auf. Im Ausführungsbeispiel von
Der zusätzliche Abkonzentrator 52 in der Abluftleitung 41 hat einen Prozesslufteingang 52a, einen Prozessluftausgang 52b, wenigstens einen Adsorber 52c, einen Adsorptionsbereich 52d, einen Desorptionsbereich 52e, einen Desorptionsluftheizer 52f und einen Kühlbereich 52g. Als Desorptionsluft wird über die Desorptionsluftleitung 53 die Prozessluft aus der Abluftleitung 41 zuerst durch den Kühlbereich 52g und dann nach Erwärmen durch den Desorptionsluftheizer 52f durch den Desorptionsbereich 52e geströmt. Da die Prozessluft nach der Abzweigung 40 in die Abluftleitung 41 aufgrund des Abkonzentrators 22 im Prozessluftkreis 12 schon eine geringere Schadstoffkonzentration hat als die Prozessluft nach dem Kondensator 16, kann für den zusätzlichen Abkonzentrator 52 in der Abluftleitung 41 die Abluft als Desorptionsluft auch schon stromauf des zusätzlichen Abkonzentrators 52 aus der Abluftleitung 41 gesaugt werden. Alternativ kann die Abluft als Desorptionsluft aber auch stromab des zusätzlichen Abkonzentrators 52 aus der Abluftleitung 41 gesaugt werden. Und da die Abluft nach der Abzweigung 40 in die Abluftleitung 41 aufgrund des Abkonzentrators 22 im Prozessluftkreis 12 schon eine geringere Schadstoffkonzentration hat als die Prozessluft nach dem Kondensator 16 und deshalb im zusätzlichen Abkonzentrator 52 in der Abluftleitung 41 weniger Schadstoffe adsorbiert und danach desorbiert werden als im Abkonzentrator 22 im Prozessluftkreis 12 kann die Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen vom Desorptionsbereich 52e des zusätzlichen Abkonzentrators 52 über eine Konzentratluftleitung 54 zurück zum Kondensator 16 und/oder zum Abkonzentrator 22 im Prozessluftkreis 12 rückgeleitet werden. Zum Strömen der Desorptionsluft durch den Desorptionsbereich 52e des zusätzlichen Abkonzentrators 52 und durch die Konzentratluftleitung 54 ist in dieser ein Gebläse (oder bezeichnet als Luftpumpe) 55 angeordnet. Und analog zur Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung 26 für den Desorptionsluftstrom mit den desorbierten Schadstoffen aus dem Abkonzentrator 22 im Prozessluftkreis 12 kann die Prozessluftbehandlungsanordnung 10 optional außerdem eine Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung 56 aufweisen, die mit der Konzentratluftleitung 54 vom zusätzlichen Abkonzentrator 52 verbunden ist und konfiguriert ist, um desorbierte Schadstoffe aus dem Desorptionsluftstrom in der Konzentratluftleitung 54 abzutrennen und aus diesen ausgezogenen Schadstoffen Prozessmittel rückzugewinnen, die dann wieder der Industrieanlage 70 für die weiteren Prozesse zugeleitet werden können.The
Im Übrigen entspricht die Prozessluftbehandlungsanordnung 10 des zweiten Ausführungsbeispiels in
Die Reinigungseffektivität der beschriebenen Prozessluftbehandlungsanordnung 10 von
- S30: Abzweigung eines Teils der Prozessluft aus
dem Prozessluftkreis 12 indie Abluftleitung 41; und - S34: Abluftauslass in die Umgebung;
- S32: Abluftweiterbehandlung der Abluft in
der Abluftleitung 41 vor dem Abluftauslass in die Umgebung S34; - S36: zusätzliche Abkonzentration durch
den zusätzlichen Abkonzentrator 52 in der Abluftleitung 41 (als zusätzlicher Reinigungsschritt), bevorzugt mittels Adsorption; - S37: Konzentratluftrückführen der Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen über die
Konzentratluftleitung 54 vom zusätzlichen Abkonzentrator 52 (falls vorhanden) zum Kondensator 16 für den Schritt S14 der Kondensation und/oder zum Abkonzentrator 22im Prozessluftkreis 12 für den Schritt S16 der Abkonzentration; und - S38: Desorbatweiterbehandlungaufbereitung durch die
mit der Konzentratluftleitung 54 vom zusätzlichen Abkonzentrator 52verbundene Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung 56 zum Rückgewinnen von Prozessmitteln für weitere Industrieprozesse S10.
- S30: branching off of part of the process air from the
process air circuit 12 into theexhaust air line 41; and - S34: exhaust air outlet to the environment;
- S32: exhaust air further treatment of the exhaust air in the
exhaust air line 41 before the exhaust air outlet into the environment S34; - S36: additional deconcentration by the
additional deconcentrator 52 in the exhaust air line 41 (as an additional cleaning step), preferably by means of adsorption; - S37: concentrate air return of the desorption air with the desorbed pollutants via the
concentrate air line 54 from the additional deconcentrator 52 (if present) to thecondenser 16 for the step S14 of the condensation and/or to thedeconcentrator 22 in theprocess air circuit 12 for the step S16 of the deconcentration; and - S38: Desorbate further treatment processing by the desorbate
further treatment device 56 connected to theconcentrate air line 54 from theadditional deconcentrator 52 in order to recover process resources for further industrial processes S10.
Bezugnehmend auf
Die in
Der zweite Abkonzentrator 32 im Prozessluftkreis 12 hat einen Prozesslufteingang 32a, einen Prozessluftausgang 32b, wenigstens einen Adsorber 32c, einen Adsorptionsbereich 32d, einen Desorptionsbereich 32e, einen Desorptionsluftheizer 32f und einen Kühlbereich 32g. Als Desorptionsluft wird über die Desorptionsluftleitung 33 die Prozessluft aus dem Prozessluftkreis 12 zuerst durch den Kühlbereich 32g und dann nach Erwärmen durch den Desorptionsluftheizer 32f durch den Desorptionsbereich 32e geströmt. Da die Prozessluft im Prozessluftkreis 12 nach dem ersten Abkonzentrator 22 schon eine geringere Schadstoffkonzentration hat als die Prozessluft nach dem Kondensator 16, kann für den zweiten Abkonzentrator 32 im Prozessluftkreis 12 die Prozessluft als Desorptionsluft auch schon stromauf des zweiten Abkonzentrators 32 aus dem Prozessluftkreis 12 gesaugt werden. Alternativ kann die Prozessluft als Desorptionsluft aber auch stromab des zweiten Abkonzentrators 32 aus dem Prozessluftkreis 12 gesaugt werden. Und da die Prozessluft nach dem ersten Abkonzentrator 22 im Prozessluftkreis 12 schon eine geringere Schadstoffkonzentration hat als die Prozessluft nach dem Kondensator 16 und deshalb im zweiten Abkonzentrator 32 im Prozessluftkreis 12 weniger Schadstoffe adsorbiert und danach desorbiert werden als im ersten Abkonzentrator 22 im Prozessluftkreis 12, kann die Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen vom Desorptionsbereich 32e des zweiten Abkonzentrators 32 über eine Konzentratluftleitung 34 zurück zum Kondensator 16 und/oder zum ersten Abkonzentrator 22 im Prozessluftkreis 12 rückgeleitet werden. Zum Strömen der Desorptionsluft durch den Desorptionsbereich 32e des zweiten Abkonzentrators 32 und durch die Konzentratluftleitung 34 ist in dieser ein Gebläse (oder bezeichnet als Luftpumpe) 35 angeordnet. Und analog zur Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung 26 für den Desorptionsluftstrom mit den desorbierten Schadstoffen aus dem ersten Abkonzentrator 22 im Prozessluftkreis 12 kann die Prozessluftbehandlungsanordnung 10 optional außerdem eine Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung 36 aufweisen, die mit der Konzentratluftleitung 34 vom zweiten Abkonzentrator 32 verbunden ist und konfiguriert ist, um desorbierte Schadstoffe aus dem Desorptionsluftstrom in der Konzentratluftleitung 34 abzutrennen und aus diesen ausgezogenen Schadstoffen Prozessmittel rückzugewinnen, die dann wieder der Industrieanlage 70 für die weiteren Prozesse zugeleitet werden können. Wahlweise kann für die Desorptionsluftströme mit den desorbierten Schadstoffen aus dem ersten Abkonzentrator 22 und dem zweiten Abkonzentrator 32 im Prozessluftkreis 12 eine gemeinsame Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung vorgesehen sein, die dementsprechend mit beiden Konzentratluftleitungen 24, 34 verbunden ist.The
Im Übrigen entspricht die Prozessluftbehandlungsanordnung 10 des dritten Ausführungsbeispiels in
Durch den Einsatz von zwei Abkonzentratoren 22, 32 im Prozessluftkreis 12 kann die Schadstoffkonzentration der Prozessluft im Prozessluftkreis 12 noch weiter reduziert werden, was eine stärker gereinigte Prozessluft zur Industrieanlage 70 führt.By using two
Wie in
Da durch den Einsatz von zwei Abkonzentratoren 22, 32 im Prozessluftkreis 12 die Schadstoffkonzentration der Prozessluft im Prozessluftkreis 12 noch weiter reduziert werden kann, kann in der Abluftleitung 41 auf einen zusätzlichen Abkonzentrator 52 verzichtet werden. Je nach Anwendungsfall kann aber zusätzlichen zu den zwei Abkonzentratoren 22, 32 im Prozessluftkreis 12 auch in der Abluftleitung 41 noch ein zusätzlicher Abkonzentrator 52 angeordnet sein.Since the use of two
Die Reinigungseffektivität der beschriebenen Prozessluftbehandlungsanordnung 10 von
Nach der Prozessluftabführung S12 aus dem Industrieprozess S10 in den Prozessluftkreis 12 folgt die Prozessluftbehandlung. Das Prozessluftbehandlungsverfahren 200" weist die folgenden Schritte auf:
- S14: Kondensation durch den Kondensator 16 (als erster Reinigungsschritt);
- S16: Abkonzentration durch den ersten
Abkonzentrator 22 im Prozessluftkreis 12 (als zweiter Reinigungsschritt), bevorzugt mittels Adsorption; und - S26: Abkonzentration durch den zweiten
Abkonzentrator 32 im Prozessluftkreis 12 (als dritter Reinigungsschritt), bevorzugt mittels Adsorption.
- S14: Condensation by the condenser 16 (as the first purification step);
- S16: deconcentration by the
first deconcentrator 22 in the process air circuit 12 (as a second cleaning step), preferably by means of adsorption; and - S26: Deconcentration by the
second deconcentrator 32 in the process air circuit 12 (as the third cleaning step), preferably by means of adsorption.
Nach diesen Prozessluftbehandlungsschritten S14, S16 und S26 folgt die Prozessluftrückführung S20 zum Industrieprozess S10.These process air treatment steps S14, S16 and S26 are followed by the process air recirculation S20 to the industrial process S10.
Wie in
- S15: Kondensataufbereitung durch die
Kondensataufbereitungsanlage 19 zum Rückgewinnen von Prozessmitteln für weitere Industrieprozesse S10; - S17: Konzentratluftrückführen der Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen über die
Konzentratluftleitung 24 vom ersten Abkonzentrator 22zum Kondensator 16 für den Schritt S14 der Kondensation; - S18: Desorbatweiterbehandlung durch die
mit der Konzentratluftleitung 24 vom ersten Abkonzentrator 22verbundene Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung 26 zum Rückgewinnen von Prozessmitteln für weitere Industrieprozesse S10; - S27: Konzentratluftrückführen der Desorptionsluft mit den desorbierten Schadstoffen über die
Konzentratluftleitung 34 vom zweiten Abkonzentrator 32zum Kondensator 16 für den Schritt S14 der Kondensation und/oder zum ersten Abkonzentrator 22 für den Schritt S16 der ersten Abkonzentration; - S28: Desorbatweiterbehandlung durch die
mit der Konzentratluftleitung 34 vom zweiten Abkonzentrator 32verbundene Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung 36 zum Rückgewinnen von Prozessmitteln für weitere Industrieprozesse S10; - S30: Abzweigung eines Teils der Prozessluft aus der Verbindungsleitung 24 in
die Abluftleitung 30; - S38: Abluftauslass in die Umgebung; und
- S32: Abluftweiterbehandlung durch die Weiterbehandlungsvorrichtung 46 in
der Abluftleitung 41.
- S15: condensate treatment by the
condensate treatment plant 19 for recovering process resources for further industrial processes S10; - S17: concentrate air return of the desorption air with the desorbed pollutants via the
concentrate air line 24 from thefirst deconcentrator 22 to thecondenser 16 for step S14 of the condensation; - S18: Desorbate further treatment by the desorbate
further treatment device 26 connected to theconcentrate air line 24 from thefirst deconcentrator 22 for the recovery of process agents for further industrial processes S10; - S27: concentrate air return of the desorption air with the desorbed pollutants via the
concentrate air line 34 from thesecond deconcentrator 32 to thecondenser 16 for the step S14 of the condensation and/or to thefirst deconcentrator 22 for the step S16 of the first deconcentration; - S28: Desorbate further treatment by the desorbate
further treatment device 36 connected to theconcentrate air line 34 from thesecond deconcentrator 32 for the recovery of process agents for further industrial processes S10; - S30: branching off of part of the process air from the connecting
line 24 into theexhaust air line 30; - S38: exhaust air outlet to the environment; and
- S32: Further treatment of exhaust air by the
further treatment device 46 in theexhaust air line 41.
Außerdem (obwohl nicht dargestellt) kann das Verfahren 200" optional auch noch einen zusätzlichen Reinigungsschritt in Form einer zusätzlichen Abkonzentration durch einen zusätzlichen Abkonzentrator 52 in der Abluftleitung 41, bevorzugt ebenfalls mittels Adsorption, aufweisen.In addition (although not shown), the
Bezugnehmend auf
Wie in
Die beiden Prozessluftkreise 12, 12' sind jeweils mit einem Abzweiger 40, 40' in eine gemeinsame Abluftleitung 41 versehen. Die Abluftleitung 41 weist bevorzugt eine Weiterbehandlungsvorrichtung 46 vor dem Luftauslass in Umgebung 44 auf. Die Abzweiger 40, 40' sind beide stromauf dieser Weiterbehandlungsvorrichtung 46 an die Abluftleitung 41 angeschlossen. Wahlweise, obwohl nicht dargestellt, kann in der Abluftleitung 41 auch noch ein zusätzlicher Abkonzentrator 52 vorgesehen sein, wobei die Abzweigung 40' des weiteren Prozessluftkreises 12' dann wahlweise stromauf oder stromab dieses zusätzlichen Abkonzentrators 52 an die Abluftleitung 41 angeschlossen sein kann.The two
Der Schutzbereich der Erfindung ist durch die anhängenden Ansprüche definiert. Der Fachmann wird weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Prozessluftbehandlungsanordnung und eines erfindungsgemäßen Prozessluftbehandlungsverfahrens erkennen können, die auf Modifikationen und/oder Merkmalskombinationen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele basieren. Insbesondere können zum Beispiel die beiden Ausführungsbeispiele der
BEZUGSZIFFERNLISTEREFERENCE LIST
- 1010
- Prozessluftbehandlungsanordnungprocess air treatment arrangement
- 1212
- Prozessluftkreisprocess air circuit
- 12'12'
- weiterer Prozessluftkreisfurther process air circuit
- 1313
- Gebläse / Luftpumpe in 12Blower / air pump in 12
- 1616
- Kondensatorcapacitor
- 16a16a
- Prozesslufteingangprocess air inlet
- 16b16b
- Kühlelementcooling element
- 16c16c
- Auffangbehältercollection container
- 16d16d
- Demisterdemister
- 16e16e
- Heizelementheating element
- 16f16f
- Prozessluftausgangprocess air outlet
- 1717
- Wärmeleitung von 16 zu 28Heat conduction from 16 to 28
- 1818
- Kondensatsammlercondensate collector
- 1919
- Kondensataufbereitungsanlagecondensate treatment plant
- 2222
- Abkonzentrator / erster Abkonzentrator in 12Deconcentrator / first deconcentrator in 12
- 22a22a
- Prozesslufteingangprocess air inlet
- 22b22b
- Prozessluftausgangprocess air outlet
- 22c22c
- Adsorberadsorber
- 22d22d
- Adsorptionsbereichadsorption area
- 22e22e
- Desorptionsbereichdesorption area
- 22f22f
- Desorptionsluftheizerdesorption air heater
- 22g22g
- Kühlbereichcooling area
- 2323
- Desorptionsluftleitung für 22Desorption air line for 22
- 2424
- Konzentratluftleitung von 22 zu 16Concentrate air line from 22 to 16
- 2525
- Gebläse / Luftpumpe in 24Blower / air pump in 24
- 2626
- Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung für 22Desorbate further treatment device for 22
- 2828
- Prozessluftheizer in 12Process air heater in 12
- 2929
- Frischlufteinlassanlage in 12Fresh air intake system in 12th
- 3232
- zweiter Abkonzentrator in 12second deconcentrator in 12
- 32a32a
- Prozesslufteingangprocess air inlet
- 32b32b
- Prozessluftausgangprocess air outlet
- 32c32c
- Adsorberadsorber
- 32d32d
- Adsorptionsbereichadsorption area
- 32e32e
- Desorptionsbereichdesorption area
- 32f32f
- Desorptionsluftheizerdesorption air heater
- 32g32g
- Kühlbereichcooling area
- 3333
- Desorptionsluftleitung für 32Desorption air line for 32
- 3434
- Konzentratluftleitung von 32 zu 16 und/oder 22Concentrate air line from 32 to 16 and/or 22
- 3535
- Gebläse / Luftpumpe in 34Blower / air pump in 34
- 3636
- Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung für 32Desorbate further treatment device for 32
- 4040
- Abzweigertap
- 4141
- Abluftleitungexhaust pipe
- 4242
- Gebläse / Luftpumpe in 41Blower / air pump in 41
- 4444
- Luftauslass in UmgebungAir outlet in environment
- 4646
- Weiterbehandlungsvorrichtung in 41Further processing device in 41
- 4747
- VentilValve
- 5252
- zusätzlicher Abkonzentrator in 41additional deconcentrator in 41
- 52a52a
- Prozesslufteingangprocess air inlet
- 52b52b
- Prozessluftausgangprocess air outlet
- 52c52c
- Adsorberadsorber
- 52d52d
- Adsorptionsbereichadsorption area
- 52e52e
- Desorptionsbereichdesorption area
- 52f52f
- Desorptionsluftheizerdesorption air heater
- 52g52g
- Kühlbereichcooling area
- 5353
- Desorptionsluftleitung für 52Desorption air line for 52
- 5454
- Konzentratluftleitung von 52 zu 16 und/oder 22Concentrate air line from 52 to 16 and/or 22
- 5555
- Gebläse / Luftpumpe in 54Blower / air pump in 54
- 5656
- Desorbatweiterbehandlungsvorrichtung für 52Desorbate further treatment device for 52
- 6060
- Steuereinheitcontrol unit
- 7070
- Industrieanlageindustrial plant
- 70`70`
- weitere Industrieanlageanother industrial plant
- 7171
- Prozessluft-Ausführöffnung aus 70Process air outlet opening from 70
- 7272
- Prozessluft-Einführöffnung in 70Process air inlet opening in 70
- 7474
- Frischluftzufuhrsystem in 70Fresh air supply system in 70
- 200200
- Verfahren zur ProzessluftbehandlungMethods for process air treatment
- 200`200`
- Verfahren zur ProzessluftbehandlungMethods for process air treatment
- 200"200"
- Verfahren zur ProzessluftbehandlungMethods for process air treatment
- S10S10
- Industrieprozessindustrial process
- S12S12
- Prozessluftabführungprocess air evacuation
- S14S14
- Kondensation (erster Reinigungsschritt)Condensation (first cleaning step)
- S15S15
- Kondensataufbereitungcondensate treatment
- S16S16
- Abkonzentration / erste Abkonzentration (zweiter Reinigungsschritt)Concentration / first concentration (second cleaning step)
- S17S17
- Konzentratluftrückführen von S16 zu S14Concentrate air return from S16 to S14
- S18S18
- Desorbatweiterbehandlung für S16Desorbate further treatment for S16
- S20S20
- Prozessluftrückführungprocess air recirculation
- S22S22
- Prozessluftweiterbehandlungprocess air treatment
- S24S24
- FrischlufteinleitungFresh Air Intake
- S26S26
- zweite Abkonzentration (dritter Reinigungsschritt)second concentration (third cleaning step)
- S27S27
- Konzentratluftrückführen von S26 zu S14 und/oder S16Concentrate air return from S26 to S14 and/or S16
- S28S28
- Desorbatweiterbehandlung für S26Desorbate further treatment for S26
- S30S30
- Abzweigungjunction
- S32S32
- Abluftweiterbehandlungexhaust air treatment
- S34S34
- Abluftauslass in UmgebungExhaust outlet in environment
- S36S36
- zusätzliche Abkonzentration (weiterer Reinigungsschritt)additional concentration (additional cleaning step)
- S37S37
- Konzentratluftrückführen von S36 zu S14 und/oder S16Concentrate air return from S36 to S14 and/or S16
- S38S38
- Desorbatweiterbehandlung für S36Desorbate further treatment for S36
Claims (19)
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