DE19654184C2 - Process for the continuous regeneration of a liquid absorbent - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Regenerierung eines flüssigen Absor ptionsmittels, das zur Abtrennung und Rückgewinnung von Drittstoffen, vorzugsweise von Lösungsmitteln, aus einem Abluftstrom im Wege der Absorption eingesetzt wird und einer Desorptionseinheit zugeleitet wird, in der das mit Schadstoffen versetzte Absorptionsmittel mit einem Strippgas in Kontakt gebracht wird.The invention relates to a method for continuous regeneration of a liquid absorber ptionsmittel that for the separation and recovery of Third-party substances, preferably solvents, from one Exhaust air flow is used by absorption and a desorption unit is fed in which the absorbent mixed with pollutants with a Stripping gas is brought into contact.
Abluftströme, die mit Drittstoffen versetzt sind, wie beispielsweise organische Substanzen, treten vorwiegend in den Bereichen der Klebstoff-, der Band- oder der Filmherstellung, der Druckindustrie oder auch bei che mischen Reinigungen auf, um nur einige Beispiele zu nennen. Um den Richtlinien, der in den jeweiligen Ge bieten erlassenen Imissionsschutzverordnungen zu genü gen (TA-Luft, technischer Anleitung Luft), sind Reini gungsprozesse vorzusehen, die dem Abluftstrom die in ihm enthaltenen Schadstoffe entziehen.Exhaust air flows, which are mixed with third-party substances, such as For example, organic substances predominate in the fields of adhesive, tape or Film production, the printing industry or at che mix up cleaning, just to give a few examples call. To comply with the guidelines set out in the respective Ge offer enacted emission protection ordinances conditions (TA-Luft, technical instructions for air) are Reini supply processes that provide the exhaust air flow with the remove the pollutants it contains.
Eine bekannte Methode zur Abluftreinigung sind Adsorp tionstechniken, die als Adsorbentien den Einsatz von Aktivkohle oder Kieselgele vorsehen. Beim Überströmen der Schad- bzw. Drittstoffe über die Festkörperoberflächen des Adsorbens werden die Schadstoffmoleküle durch Adhä sionskräfte an die Oberfläche des Adsorbens gebunden. Dieser Oberflächenbindungsprozeß findet jedoch nur solange statt, solange freie, ungebundene Oberflächen stellen auf den Adsorbermaterialien vorhanden sind. Ist der Sättigungsgrad der Adsorption erreicht, so muß der adsorbierende Festkörper aus dem die Abluft reinigenden Prozeß ausgekoppelt werden und im Wege eines Desorp tionsschrittes von den Drittstoffen selbst gereinigt werden, die mit Hilfe weiterer Prozeßschritte in geeig neter Form aufkonzentriert und rückgewonnen werden können.A well-known method for exhaust air purification are adsorp tion techniques that are used as adsorbents Provide activated carbon or silica gels. When overflowing the harmful or third-party substances on the solid surfaces of the The pollutant molecules become adsorbent by Adhä forces bound to the surface of the adsorbent. However, this surface binding process only takes place as long as instead of as long as free, unbound surfaces places are present on the adsorber materials. Is the degree of saturation of the adsorption is reached, the adsorbing solids from the purifying the exhaust air Process are decoupled and by way of a desorp tion step cleaned from the third-party substances themselves be approved with the help of further process steps concentrated form and recovered can.
In der DE 29 36 873 ist ein Verfahren zur thermischen Regeneration beladener Sorptionsmaterialien beschrie ben, das die Reinigung mit Drittstoffen gesättigter Adsorptionsmaterialien ermöglicht. Zur Reinigung des Adsorbermaterials wird jedoch auch vorausgesetzt, daß der Adsorber aus dem die Abluft reinigenden Kreislauf nach Erreichen der Sättigung entnommen wird und mit dem in der Druckschrift beschriebenen Verfahren für den Wiedereinsatz gereinigt wird.DE 29 36 873 describes a method for thermal Regeneration of loaded sorption materials described ben, the cleaning saturated with third-party substances Adsorption materials allows. To clean the However, adsorber material is also assumed that the adsorber from the circuit that purifies the exhaust air after saturation is reached and with the procedures described in the publication for the Reuse is cleaned.
Auch aus der US 4 689 054 ist ein Reinigungsverfahren beschrieben, das die Reinigung von mit Drittstoffen belasteter Abluft vorsieht, die mit Hilfe von Adsor bern, vorzugsweise Aktivkohle, gereinigt wird. Der Adsorber wird ebenfalls nach Erreichen der Sättigungs grenze in periodischer Folge mit Hilfe eines Regene rierungsverfahrens für den Wiedereinsatz in den Reini gungskreislauf gereinigt.A cleaning method is also known from US Pat. No. 4,689,054 described that the cleaning of with third-party substances Contaminated exhaust air provides that with the help of Adsor Bern, preferably activated carbon, is cleaned. The Adsorber also becomes saturated after reaching it limit in periodic order with the help of a rain ration process for reuse in the cleaning supply circuit cleaned.
All den vorstehend genannten, diskontinuierlich arbeitenden Verfahren lastet jedoch der Nachteil an, daß die mit Drittstoffen zugesetzten Sorptionsmaterialien aus dem Reinigungsprozeß zur Regenerierung entnommen werden müssen. Dies hat jedoch zur Folge, daß die Adsorptionsmaterialien für die Zeit der Regenerierung nicht für die Reinigung der Abluft zur Verfügung ste hen, so daß der Reinigungsprozeß unterbrochen werden muß.All of the above, batch work However, the method has the disadvantage that the Sorption materials from the Cleaning process can be removed for regeneration have to. However, this has the consequence that the Adsorption materials for the time of regeneration not available for cleaning the exhaust air hen so that the cleaning process can be interrupted got to.
Neben dem sorptiven Verfahren der Adsorption sind auch Abgaswäschen mit organischen Waschflüssigkeiten und Wasser im Wege der Absorption, wie sie bei spielsweise aus dem Beitrag von Dr. U. Block, Abgas wäsche mit organischen Waschflüssigkeiten und Wasser, Staub-Reinhalt. Luft 36 (1976), Nr. 8 August, Seite 348 bis 353, hervorgehen, bekannt. Hierbei ge langen die mit Drittstoffen belasteten Abgase im Rahmen der Absorption mit einer Waschflüssigkeit in Kontakt, die in einem nachfolgenden Desorptionsschritt rege neriert und dem Absorptionskreislauf wieder zuge führt wird. Zur Regeneration der mit Drittstoffen belasteten Waschflüssigkeit gelangt diese anschließend in eine Destillationskolonne, in der sie mittels De stillationsstrippen von Drittstoffen weitgehend befreit wird.In addition to the sorptive process of adsorption are also Exhaust gas scrubbing with organic scrubbing liquids and Water by way of absorption as in for example from the contribution of Dr. U. block, exhaust washing with organic washing liquids and water, Clean dust. Luft 36 (1976), No. 8 August, Pages 348 to 353, emerge, known. Here ge the exhaust gases contaminated with third-party substances in the frame absorption in contact with a washing liquid, which is brisk in a subsequent desorption step neriert and the absorption cycle again leads. For regeneration with third-party substances contaminated washing liquid then reaches it into a distillation column, in which it is by means of De largely free from third-party substances becomes.
Neben der Desorption als Regenerationsschritt für Sorptionsmittel und der Wiedergewinnung von abzu trennenden Drittstoffen wie beispielsweise Lösungs mittel, ist auch der Einsatz von Dampfpermeations modulen bekannt, wie sie beispielsweise bei Rege nerierungsverfahren von Adsorbern gemäß der EP 442 503 A1 zum Einsatz kommen. Insbesondere durch die Kombination von Desorption und Dampfpermeation kann der energetische Eintrag für die Rückgewinnung des betei ligten Desorbatstromes sowie der wiederzuverwendenden Lösungsmittel bzw. Drittstoffe in der Kondensationsstufe erheblich minimiert werden.In addition to desorption as a regeneration step for Sorbent and the recovery of ab separating third substances such as solutions medium, is also the use of vapor permeations known modules, such as those in Rege Generation process of adsorbers according to EP 442 503 A1 are used. Especially through the combination desorption and vapor permeation energetic entry for the recovery of betei current desorbate stream and the reusable Solvents or third-party substances in the Condensation level can be significantly minimized.
Die alleinige Verwendung von Kondensation oder Dampfper meation ist jedoch in der Regel nicht dazu geeignet unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten einen Abluft strom ausreichend zu reinigen. Der energetische Aufwand der Kondensation hängt direkt vom Dampfdruck des jeweiligen Lösungsmittels respektive Drittstoffes ab. Eine direkte oder indirekte Kondensation ist vor allem bei relativ hohen Konzentrationen, z. B. < 30 vorzugs weise < 50 Gramm pro Kubikmeter, wirtschaftlich, wobei in vielen Fällen aufgrund des Dampfdruckes sehr tiefe Kondensationstemperaturen oder eine weitere Reinigungs stufe eingesetzt werden müssen, um die Abluftgrenzwerte einzuhalten.Using condensation or steam alone However, meation is usually not suitable for this an exhaust air from an economic point of view clean electricity sufficiently. The energy expenditure the condensation depends directly on the vapor pressure of the respective solvent or third party substance. Above all, direct or indirect condensation at relatively high concentrations, e.g. B. <30 preferred wise <50 grams per cubic meter, economical, whereby in many cases very deep due to the vapor pressure Condensation temperatures or another cleaning level must be used to meet the exhaust air limit values to adhere to.
Insbesondere der Energieeintrag, der mit der Regene rierung von Sorptionsmitteln und der Abtrennung und Rückgewinnung von Drittstoffen verbunden ist, stellt einen wesentlichen Faktor bei der wirtschaftlichen Prozeß führung derartiger Verfahren dar.In particular the energy input associated with the rain sorption and separation and Recovery of third party materials is connected an essential factor in the economic process implementation of such procedures.
Insbesondere im Hinblick auf die Leistungssteigerung derartiger Verfahren reicht es bei Absorptionsver fahren nicht mehr aus, die Drittstoffe bzw. Lösungs mittel, die das Absorptionsmittel aufgenommen hat, durch einfaches Aufheizen unter Erhöhung des Dampfdruckes aus dem Absorptionsmittel auszutreiben. Die Verwendung von Flüssigkeiten mit verbessertem Absorptionsvermögen hat immer auch eine Erhöhung des Desorptionsaufwandes zur Folge. Hierzu muß zusätzlich ein Dampf- bzw. Gasstrom, beispielsweise Wasserdampf oder Inertgas durch das mit Drittstoffen beladene Absorptionsmittel geleitet werden. Je größer jedoch der Anteil derartiger Strippgase wird, umso größer wird der für die Kondensation bzw. für die im Kreislauf befindlichen Wärmeübertrager erforderliche Energieeintrag. Dies führt wiederum zu erhöhten Verfahrenskosten, was den wirtschaftlichen Überlegungen entgegen läuft.Especially with regard to the increase in performance such a method is enough for Absorptionsver no longer run out, the third-party substances or solutions agent that has absorbed the absorbent, by simply heating up while increasing the vapor pressure to expel from the absorbent. The usage of liquids with improved absorbency always has an increase in desorption effort result. For this, a steam or Gas flow, for example water vapor or inert gas through the absorbent loaded with third-party substances be directed. However, the greater the proportion of such The stripping gas becomes, the larger it becomes for the Condensation or for those in circulation Heat exchanger required energy input. This in turn leads to increased procedural costs, which the runs counter to economic considerations.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Regenerierung eines Absorptionsmittels, das zur Abtrennung und Rückgewinnung von Drittstoffen, vorzugsweise von Lösungsmitteln aus einem Abluftstrom im Wege der Absorption eingesetzt wird und einer Desorptionseinheit zugeleitet wird, in der das mit Drittstoffen versetzte Absorptionsmittel aufgeheitzt und mit einem Strippgas in Kontakt gebracht wird, derart weiterzubilden, daß der Energieeintrag trotz Leistungssteigerung, d. h. Verbesserung der De sorptionsgüte vor allem bei obenerwähnten Flüssigkeiten mit größerem Aufnahmevermögen bzw. kleineren Aktivitätskoeffizienten für die jeweilige Substanz, oder Steigerung der Durchsatzmenge der zu reinigenden Sorptionsmittel, verringert werden kann. Dabei soll der Anteil des in die Kondensationseinheit geführten Strippgases reduziert werden, um den damit verbundenen Kostenanteil möglichst gering zu halten. Schließlich soll das Verfahren umweltgerecht ein Minimum an Emissionen verursachen, so daß die mit dem Verfahren abgetrennten Stoffe in vorteilhafter Weise wiederver wendet werden können.The invention is therefore based on the object Process for the continuous regeneration of a Absorbent used for separation and recovery from third-party substances, preferably from solvents an exhaust air flow used by absorption and is fed to a desorption unit, in the absorbent mixed with third substances heated up and brought into contact with a stripping gas will be further developed such that the energy input despite performance increase, d. H. Improvement of De sorption quality especially with the above-mentioned liquids with greater absorption capacity or smaller ones Activity coefficients for the respective substance, or increase the throughput of the to be cleaned Sorbent, can be reduced. The Proportion of that fed into the condensation unit Stripping gases are reduced to the associated To keep the share of costs as low as possible. Finally the process should be environmentally friendly to a minimum Cause emissions so that with the process separated substances in an advantageous manner can be applied.
Die Lösung, der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte, den Erfindungsgedanken ergänzende Merkmale, sind den Ansprüchen 2 ff. zu entnehmen.The solution to the problem underlying the invention is specified in claim 1. Advantageous, the features of the invention are additional features Claims 2 ff.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, zumindest den Bereich des Feedstroms mit Unterdruck derart zu beaufschlagen, so daß der Partialdruck des Strippgases erheblich reduziert wird, wodurch auch der Strippgasanteil im Permeatstrom, der durch das Dampfpermeationsmodul hindurch gelangt, klein gehalten werden kann. Auf diese Weise wird ein un nötiges Abkühlen von großen Mengen an Strippgas bspw. in einer nachgeschalteten Kondensation vermieden, da zum großen Teil nur Lösungsmittel bzw. Drittstoffe im Permeatstrom enthalten sind.The invention is based on the idea of one generic method according to the preamble of Claim 1, at least with the area of the feed stream To apply negative pressure so that the Partial pressure of the stripping gas is considerably reduced, whereby also the stripping gas content in the permeate stream, the passed through the vapor permeation module, small can be held. In this way, an un necessary cooling of large amounts of stripping gas e.g. avoided in a downstream condensation because for the most part only solvents or third-party substances in the Permeate stream are included.
Eine auf der Permeatstromseite befindliche Unterdruck quelle erzeugt permeatseitig zum Dampfpermeationsmodul, das über eine Lösungsdiffusionsmembran verfügt, einen Unterdruck, der sich über die Membran in den Bereich des Feedstromes überträgt, so daß sich im Feedstrombe reich der Unterdruck einstellt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß im Permeatstrom der Vakuumpumpe wenigstens eine Kondensationsstufe nachgeordnet ist, an der der wiederzugewinnende Drittstoff, vorzugsweise das Lösungsmittel auskondensiert wird und in einem Auffang behälter gesammelt werden kann. Zudem ist der Konden sationsstufe im Permeatstrom eine Ausschleusung eines Teils des von Drittstoffen entreicherten Strippgases vorgesehen, so daß der Permeatstrom durch einen in der Größe steuerbaren Stoffstrom reduziert wird. Der Rest anteil des von Drittstoffen entreicherten Strippgases gelangt, vorzugsweise über ein Dreiwegeventil, wieder zurück in den von dem Dampfpermeationsmodul abgehenden Retentatstrom.A negative pressure on the permeate flow side source generates on the permeate side to the vapor permeation module, that has a solution diffusion membrane, one Negative pressure that extends across the membrane in the area transmits the feed stream, so that in the feed stream richly sets the negative pressure. This will be particularly thereby achieved that in the permeate stream of the vacuum pump is arranged at least one condensation stage the the third substance to be recovered, preferably that Solvent is condensed out and collected container can be collected. In addition, the condensate stage in the permeate stream Part of the stripping gas de-energized by third-party substances provided so that the permeate flow through one in the Size controllable material flow is reduced. The rest share of stripping gas de-energized by third-party substances arrives, preferably via a three-way valve back into the outgoing from the vapor permeation module Retentate stream.
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß die Ausbildung eines Unterdruckes im Bereich der Desorptionseinheit über die Löslichkeitsmembran des Dampfpermeations moduls hinweg erzeugt. Durch die Ausbildung des Unter druckes, der im wesentlichen auf einen herabgesenkten Partialdruck des Stripgases zurückzuführen ist, im Bereich des Feedstromes vor dem Dampfpermeationsmodul, wird erreicht, daß der Transmembranfluß über die Lösungsdiffusionsmembran des Dampfpermeations modules hinsichtlich des Stripgases erniedrigt wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Energieeintrag, der für die nachgeschaltete Kondensationseinheit er forderlich ist, größtenteils zur Kondensation der Drittstoffe verwendet wird. Eine unnütze Temperatur senkung des Strippgases in der Kondensationseinheit wird auf diese Weise minimiert.In this way, the training according to the invention a negative pressure in the area of the desorption unit about the solubility membrane of vapor permeation generated across the module. By training the sub pressure, which is essentially lowered Partial pressure of the strip gas is attributable to Area of the feed stream in front of the vapor permeation module, is achieved that the transmembrane flow over the Solution diffusion membrane of vapor permeation modules with respect to the strip gas is lowered. In this way it is achieved that the energy input, that for the downstream condensation unit is required, mostly to condense the Third party materials are used. An useless temperature reduction of the stripping gas in the condensation unit is minimized in this way.
Eine derartige Betriebsweise steht im Gegensatz zu den bisher bekannten Anwendungen der Dampf- und Gaspermeation mit Umgebungs- oder dem weitaus häufiger eingesetzten Überdruck im Feedstrombereich, wodurch der Anteil des Strippgases erhöht wird und in einer nach geschalteten Kondensationseinheit zu unnötigem Energie verlusten führt.Such an operation is in contrast to the previously known applications of steam and Gas permeation with ambient or the more common used overpressure in the feed stream area, whereby the Proportion of the stripping gas is increased and in a after switched condensation unit to unnecessary energy leads to losses.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exem plarisch beschrieben.The invention is described below with reference to an embodiment Example with reference to the drawing exem Plarely described.
Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel der Reinigung lösungsmittel haltiger Abluft und der Regenerierung unter Verwendung eines Strippmediums. Fig. 1 shows the inventive method using the example of cleaning exhaust air containing solvents and regeneration using a stripping medium.
Am Beispiel eines Regenerierungsverfahrens, bei dem beispielsweise organische Lösungsmittel (Benzindämpfe) durch Absorption aus der Abluft entfernt werden und welches als Strippmedium Wasserdampf verwendet, wird anhand von Fig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.Using the example of a regeneration process in which, for example, organic solvents (gasoline vapors) are removed from the exhaust air by absorption and which uses water vapor as the stripping medium, the process according to the invention is explained in more detail with reference to FIG. 1.
In eine Absorptionseinheit A1 gelangt ein zu reinigen der Abluftstrom AL, der mit einem Lösungsmittel ver setzt ist. In der Absorptionseinheit A1 tritt der Abluftstrom AL in Kontakt mit dem Absorptionsmittel, das vor Eintritt in die Absorptionseinheit A1 einen Wärmeübertrager W3 durchläuft, so daß das Absor ptionsmittel mit möglichst niedrigen Temperaturen in die Absorbereinheit A1 eingespeist wird. Im Rahmen eines Durchflußsystems verläßt die Absorptionseinheit A1 zum einen der gesäuberte Abluftstrom Lr sowie das mit Drittstoffen zugesetzte Absorptionsmedium. Über eine Zuleitung, in der ein zweiter Wärmeübertrager W1 vor gesehen ist, wird das mit Drittstoffen belastete Ab sorptionsmittel aufgeheizt und in die Desorptionsein heit D1 eingebracht. In der gleichen Weise wie in der Absorptionseinheit A1 tritt auch hier das Absorptions medium im Gegenstromverfahren mit einem Strippgas, das zur besseren Desorption wahlweise zusätzlich aufgeheizt werden kann, vorzugsweise Wasserdampf, Luft oder Inert gas in Kontakt und gibt die Drittstoffe an den Strippgasstrom ab.An absorption unit A1 is cleaned the exhaust air flow AL, which ver with a solvent sets is. In the absorption unit A1 the Exhaust air flow AL in contact with the absorbent, the one before entering absorption unit A1 Heat exchanger W3 passes through, so that the absorber ptionsmittel with the lowest possible temperatures in the absorber unit A1 is fed. As part of a flow system leaves the absorption unit A1 on the one hand the cleaned exhaust air flow Lr and the absorption medium added with third-party substances. about a supply line in which a second heat exchanger W1 in front is seen, the Ab contaminated with third-party substances sorbent heated and into the desorption unit D1 introduced. In the same way as in the Absorption unit A1 also occurs here medium in countercurrent with a stripping gas, the optionally heated for better desorption can be, preferably water vapor, air or inert gas in contact and releases the third substances to the stripping gas flow.
Der beladene Absorptionsmittelstrom Ab wird in der Desorptionseinheit D1 bei wasserunlöslichen Lösungs mitteln bzw. Drittstoffen mit Wasserdampf bzw. bei wasserlöslichen Lösungsmitteln bzw. Drittstoffen mit Inertgas vom Lösungsmittel gereinigt. Auf diese Weise verläßt der regenerierte Absorptionsmittelstrom Ar den Desorber D1 über einen Zwischenbehälter B1. Ergänzend wird hierzu die Temperatur der Desorptionseinheit D1 angehoben, um den Dampfdruck der organischen Substanzen zu erhöhen. Wahlweise wird das flüssige, mit Drittstoffen versetzte Absorptionsmittel über den Wärme übertrager W1 oder der Strippgasstrom über den Wärme übertrager W2 oder in Kombination aufgeheizt.The loaded absorbent stream Ab is in the Desorption unit D1 for water-insoluble solutions means or third-party substances with water vapor or at with water-soluble solvents or third-party substances Inert gas cleaned of the solvent. In this way the regenerated absorbent stream Ar leaves the Desorber D1 via an intermediate container B1. Complementary the temperature of the desorption unit D1 raised to the vapor pressure of the organic substances to increase. Optionally, the liquid, with Absorbents displaced by third parties over the heat W1 transformer or the stripping gas flow over the heat W2 transformer or heated in combination.
Durch die Wahl der Betriebsbedingungen, hinsichtlich der Desorptionstemperatur und -druck wird die erziel bare Konzentration der ausgetragenen Lösungsmittel über den Volumenstrom des Strippgases festgelegt. Erhöht man den Volumenstrom des Strippgases, so daß eine größere Lösungsmittelmenge in gleicher oder kürzerer Zeit ausge tragen werden kann, wodurch eine schnellere Rege nerierung erzielt werden kann, so erniedrigt sich in der Regel die ausgetragene Lösungsmittelkonzentration, da eine kleinere Verweilzeit des Strippmediums in der Desorptionseinheit D1 zu einer geringeren Beladung führt. Diese geringere Konzentration ist aber für die nachfolgende Kondensationseinheit K1, wie in den Forderungen beschrieben, nicht wünschenswert.By choosing the operating conditions, with regard to the desorption temperature and pressure will achieve this bare concentration of the discharged solvent set the volume flow of the stripping gas. One increases the volume flow of the stripping gas, so that a larger Solvent amount expired in the same or shorter time can be worn, resulting in faster rain generation can be achieved, so lowers in usually the discharged solvent concentration, because a shorter residence time of the stripping medium in the Desorption unit D1 for a lower load leads. This lower concentration is for the subsequent condensation unit K1, as in the Requirements described, not desirable.
Aus diesem Grunde ist zwischen der Desorptionseinheit D1 und der Kondensationseinheit K1 ein Dampfpermeations modul M1 zwischengeschaltet, wodurch der Strippgasvo lumenstrom von der in der Kondensation eintretenden Lösungsmittelkonzentration entkoppelt werden kann.For this reason is between the desorption unit D1 and the condensation unit K1 a vapor permeation module M1 interposed, whereby the Strippgasvo lumen flow from that entering the condensation Solvent concentration can be decoupled.
Der mit Drittstoffen beladene Strippgasstrom Sf verläßt die Desorptionseinheit D1 und wird mittels einem Ventilator P1 in das Dampfpermeationsmodul M1 weitergeleitet, in dem der eintretende Feedstrom Sf in einen mit Schadstoff bzw. Drittstoff aufkonzentrierten Permeatstrom Sp und einen mit Schadstoff-abgereicherten Retentatstrom Sr aufgeteilt wird. Die Auftrennung gelingt durch Anlegen einer bereits vorher erwähnten Druckdifferenz respektive einer Partialdruckdifferenz zu beiden Seiten der eingesetzten Membran innerhalb des Dampfpermeationsmoduls M1. Die Membran zeichnet sich durch wesentlich höhere Permeabilitäten für das Lösungsmittel bzw. für den Drittstoff gegenüber dem Strippgas aus. Vorzugsweise werden Membranen eingesetzt, die ideale Selektivitäten von Lösungsmittel zu Strippgas von < 10, idealerweise von < 30 bzw. < 50 aufweisen. Der auf diese Weise hoch konzentrierte Permeatstrom Sp wird in der Vakuumpumpe P2 komprimiert und in der anschließenden Kondensationsstufe K1 energetisch günstig kondensiert. Ein wesentlicher Aspekt dieses Verfahrens liegt in der Kreislaufführung des Strippmediums, so daß Lösungsmittel die Anlage nur in flüssiger Form über den Abscheider PA1 nach der Vakuumpumpe P2 oder die Kondensationsstufe K1 verlassen kann. Das flüssige Lösungsmittel respektive flüssiger Drittstoff wird in die Kondensationszwischenbehälter B2 bzw. B3 geleitet.The stripping gas stream Sf loaded with third substances leaves the desorption unit D1 and is by means of a Fan P1 in the vapor permeation module M1 forwarded in which the incoming feed stream Sf in one concentrated with pollutant or third party Permeate stream Sp and one with pollutant-depleted Retentate stream Sr is divided. The separation succeeds by creating one previously mentioned Pressure difference or a partial pressure difference on both sides of the membrane used within the Vapor permeation module M1. The membrane stands out much higher permeabilities for the solvent or for the third substance compared to the stripping gas. Preferably membranes are used, the ideal Selectivities from solvent to stripping gas of <10, ideally have a value of <30 or <50. The on this way highly concentrated permeate stream Sp is in the vacuum pump P2 is compressed and in the subsequent condensation stage K1 energetically condensed favorably. An essential aspect of this The process lies in the recycling of the Stripping medium so that solvents only in the plant liquid form via the separator PA1 after the Leave vacuum pump P2 or condensation level K1 can. The liquid solvent or more liquid Third substance is placed in the intermediate condensation container B2 or B3 headed.
In der Strömungsrichtung der Kondensationsstufe K1 nachgeschaltet ist eine Ausschleusungsstelle AU vorgesehen, an der ein Teilstrom des Strippgases, vorzugsweise Inertgases AIs durch Ausschleusen mittels der Pumpe P3 in den zu absorbierenden Ausgangsgasstrom entfernt wird. Die auf diese Weise ausgeschleuste Inertgasmenge enthält Reste von Lösungsmitteldämpfen und wird entweder in den abzureinigenden Abluftstrom AL oder durch eine kleine Adsorptionseinheit B4, bspw. eine Kohleschüttung, geleitet. Durch die Ausschleusung an der Stelle AU erreicht man, daß der erforderliche Un terdruck in der Desorptionseinheit respektive im Feedstrombereich über die Membran hinweg im Strippgaskreislauf erzeugt werden kann. Das Einstellen des Unterdruckes erfolgt beim Anfahren der Desorption sowie während oder nach einer Änderung der De sorptionstemperatur oder des Strippgasvolumenstromes. Grundsätzlich stellt sich im Strippgasstrom, der an fänglich einen Umgebungsdruck aufweist, durch die Lösungsmitteldesorption ein Überdruck ein, der auch nach einer Kondensation erhalten bleibt, da unter wirtschaftlichen Bedingungen nicht die gesamten Lösungsmitteldämpfe kondensiert werden können. Daher ist eine Druckerniedrigung im Desorptionskreislauf nur durch die Ausschleusung des Gasstromes AIs möglich.In the flow direction of the condensation stage K1 downstream is an ejection point AU provided on which a partial flow of the stripping gas, preferably inert gas AIs by means of discharge the pump P3 into the output gas stream to be absorbed Will get removed. The removed in this way The amount of inert gas contains residues of solvent vapors and is either in the exhaust air stream AL or by a small adsorption unit B4, for example Filling coal. Through the ejection the position AU achieves that the required Un terdruck in the desorption unit or in Feed current area across the membrane in Stripping gas cycle can be generated. The setting of the negative pressure occurs when desorption is started as well as during or after a change in the De sorption temperature or the stripping gas volume flow. Basically, the stripping gas stream turns on catchingly has an ambient pressure through which Solvent desorption is an overpressure that too remains after condensation, since under economic conditions not the whole Solvent vapors can be condensed. Therefore is a reduction in pressure in the desorption circuit only possible by discharging the gas flow AIs.
Durch die Verwendung von Unterdruck im gesamten Desorptionskreislauf wird weiterhin sichergestellt, daß keine Lösungsmittelemissionen von der Anlage ausgehen, was zu einem sicherheitstechnischen Vorteil führt. Dies bedeutet ebenfalls, daß Überschreitungen von Konzentrationsgrenzwerten des Arbeitsplatzes nicht möglich sind. Als sicherheitstechnische Ausrüstung ist die Überwachung der Sauerstoffkonzentration im Strippgaskreislauf vorgesehen. Da eine Druckdifferenz von der Umgebung in den Strippgaskreis vorliegt, kann theoretisch Luft in den Kreislauf gelangen. Im Falle einer Erhöhung des Sauerstoffanteils in der Anlage, wird solange Strippgas (Ss) ausgeschleust und parallel Inertgas (Is) zugeführt, bis eine ausreichende Inertisierung wieder hergestellt ist.By using negative pressure throughout Desorption cycle continues to ensure that no solvent emissions come from the system, which leads to a safety advantage. This also means that exceedances of Concentration limits of the workplace are not possible are. As safety equipment monitoring the oxygen concentration in the Stripping gas circuit provided. Because a pressure difference from the environment into the stripping gas circuit theoretically air can get into the circuit. In the event of an increase in the proportion of oxygen in the system, stripping gas (Ss) is discharged and in parallel Inert gas (Is) fed until sufficient inertization is restored.
Claims (14)
- 1. daß das mit Drittstoffen versetzte Strippgas als Feedstrom (Sf) nach Durchlaufen der Desorptionseinheit (D1) in ein Dampf permeationsmodul (M1) geleitet wird, aus dem ein Permeat- (Sp), - mit Drittstoffen angereicherter Strippgasstrom -, und ein Retentatstrom (Sr), - von Drittstoffen entreicherter Strippgasstrom -, abgeleitet wird, wobei letzterer der Desorptionseinheit (D1) in einem geschlossenen Kreislauf wieder zugeführt wird,
- 2. daß im Permeatstrom (Sp) dem Dampfpermeationsmodul (D1) eine Unterdruckquelle (P2) derart nachgeordnet ist, daß der damit erzeugte Unterdruck über das Dampfpermeationsmodul (M1) hinweg in den Feedstrom (Sf) übertragen wird,
- 3. daß im Permeatstrom (Sp) wenigstens eine Kondensationsstufe (K1) vorgesehen ist, nach der eine Ausschleusung (AU) eines Teils des von Drittstoffen entreicherten Strippgases vorgenommen wird und daß der andere Teil des von Drittstoffen entreicherten Strippgases in den Retentatstrom (Sr) eingeleitet wird.
- 1. that the stripping gas mixed with third substances is fed as feed stream (Sf) after passing through the desorption unit (D1) into a steam permeation module (M1), from which a permeate (Sp), - stripping gas stream enriched with third substances - and a retentate stream ( Sr), - stripping gas stream depleted of third-party substances -, the latter being returned to the desorption unit (D1) in a closed circuit,
- 2. that the vapor permeation module (D1) is followed by a vacuum source (P2) in the permeate stream (Sp) in such a way that the vacuum generated thereby is transferred via the vapor permeation module (M1) into the feed stream (Sf),
- 3. that in the permeate stream (Sp) at least one condensation stage (K1) is provided, after which a removal (AU) of part of the stripping gas depleted of third-party substances is carried out and that the other part of the stripping gas de-stripped of third-party substances is introduced into the retentate stream (Sr) becomes.
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