DE19654192A1

DE19654192A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Rückgewinnung von hochsiedenden Lösungsmitteln

Info

Publication number: DE19654192A1
Application number: DE19654192A
Authority: DE
Inventors: Mikio Akamatsu; Kenji Seki; Katsuhiro Yamashita; Takeya Kobayashi; Takashi Taniguchi
Original assignee: Toho Chemical Engineering and Construction Co Ltd; Nichias Corp
Current assignee: Toho Chemical Engineering and Construction Co Ltd; Nichias Corp
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 1997-07-17
Also published as: GB9626587D0; KR100404070B1; KR970032979A; JPH09173758A; US5701762A; GB2308317B; GB2308317A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich tung und ein Verfahren, mit denen hochsiedende Lösungs mittel aus Fabrik-Abgasen oder aus anderen Ausgangs medien, die solche Lösungsmittel enthalten, effizient und kontinuierlich rückgewonnen werden können.

Am Ende des Jahres 1995 wurden auf Chlor basierende Lösungsmittel wie etwa 1,1,1-Trichlorethan und Flon 113 vollständig verboten. Als Alternativen zu diesen auf Chlor basierenden Lösungsmitteln werden kommerziell niedrigsiedende Lösungsmittel wie etwa Methanol, Ethanol und Methyl-Ethyl-Keton sowie hochsiedende Lösungsmittel wie etwa N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP), Cyclohexanon-Keton und Kohlenwasserstoffe mit hohem Flammpunkt verwendet. Die hochsiedenden Lösungsmittel sind sicherer als die niedrigsiedenden Lösungsmittel, weil bei diesen die Gefahr besteht, daß sie sich aufgrund ihrer niedrigen Flammpunkte entzünden; andererseits können die hochsie denden Lösungsmittel nach dem Spülen nur schwer getrock net werden, ferner ist eine effiziente Rückgewinnung derartiger Lösungsmittel ein Ziel, das vom Standpunkt der Industrie aus angestrebt werden muß.

Im Stand der Technik werden hochsiedende Lösungsmittel durch direktes Kühlen der diese Lösungsmittel enthalten den Abgase rückgewonnen. Es ist jedoch eine riesige Energiemenge erforderlich, um sicherzustellen, daß die im Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 300°C siedenden Lösungsmittel ausschließlich durch Kühlen nahezu voll ständig kondensieren. Es wird beispielsweise NMP betrach tet: Dieses Lösungsmittel besitzt in Luft bei 20°C eine Sättigungskonzentration von ungefähr 400 ppm, wobei es für die Erzielung einer Kondensation von mehr als 90% allein durch Kühlen auf -10°C gekühlt werden muß, was jedoch in der Praxis unmöglich ist. Ein weiterer Versuch ist die Adsorption auf Aktivkohle oder dergleichen, dies ist jedoch in den meisten Fällen aus zwei Gründen auf die Rückgewinnung niedrigsiedender Lösungsmittel einge schränkt: Zunächst besitzt der als Wärmequelle für die Desorption verwendete Dampf ein so geringes Desorptions vermögen, daß die Regeneration des Adsorptionsmittels unzureichend wird; ferner kann die Aktivkohle, die ent flammbar ist, keiner Desorption bei erhöhten Temperaturen unterworfen werden, was eine unzureichende Regeneration zur Folge hat. Daher sind bisher keine geeigneten Verfah ren entwickelt worden, die hochsiedende Lösungsmittel (Siedepunkt zwischen ungefähr 150°C und ungefähr 300°C) aus derartige Lösungsmittel enthaltenden Abgasen wirksam und kontinuierlich rückgewinnen können.

Es ist eine rotierende Vorrichtung für die Adsorption von organischem Lösungsmitteldampf bekannt, die eine Bienen wabenstruktur verwendet und als Adsorptionsmittel Keramik oder Aktivkohle, die darauf getragen wird, verwendet; Abgase, die ein organisches Lösungsmittel enthalten, werden kontinuierlich einem Ende der Bienenwabenstruktur zugeführt, wobei am anderen Ende reine Luft erzeugt wird (internationale PCT-Veröffentlichung 91/16971 und JP 7-75714-A).

Die rotierende Adsorptionsvorrichtung wird nun mit Bezug auf Fig. 4(a) beschrieben. Wie in Fig. 4(a) gezeigt, sind gewellte und nicht gewellte Blätter, die hauptsächlich aus Keramikfasern oder dergleichen hergestellt sind, abwechselnd übereinander zu einer Rolle gewickelt, ferner wird tragen die Oberflächen der Blätter ein geeignetes Adsorptionsmittel, um einen Rotor 1 mit Bienenwabenstruk tur herzustellen, der um die Mittellinie der Rolle ge dreht wird. Die röhrenförmigen Luftdurchlässe, die durch die gewellten Bögen gebildet werden, erstrecken sich durch den Rotor 1 in dessen Längsrichtung. Falls die zu behandelnde Luft A mittels eines Ventilators F₁ durch diese Durchlässe gezwungen werden, wird der in der Luft befindliche organische Lösungsmitteldampf auf dem Adsorp tionsmittel auf dem Rotor 1 adsorbiert, wobei vom anderen Ende des Rotors reine Luft ª austritt. Die zu behandelnde Luft A wird nicht allen durch den Rotor führenden Luft durchlässen zugeführt, weil auf einer Stirnfläche 2 des Rotors eine Trennvorrichtung 3 vorgesehen ist, in der jene Durchlässe offen sind, die eine Regenerationszone (Desorptionszone) 4 in einem Sektor bilden, der von einer Behandlungszone (Adsorptionszone) 5 verschieden ist (eine weitere Trennvorrichtung ist koaxial hierzu auf der anderen Stirnfläche des Rotors vorgesehen). Statt zu behandelnder Luft A wird der Regenerationszone 4 mittels eines Ventilators F₂ erhitzte Regenerationsluft R zuge führt. Wenn das Adsorptionsmittel, das das organische Lösungsmittel adsorbiert hat, in die Regenerationszone 4 infolge der Drehung des Rotors 1 eintritt, wird das Adsorptionsmittel durch die Regenerationsluft R erhitzt, um das organische Lösungsmittel zu desorbieren, wobei das gereinigte Abgas S, das den desorbierten organischen Lösungsmitteldampf enthält, von der anderen Stirnfläche des Rotors 1 austritt. Auf diese Weise erfolgt die Ad sorption des organischen Lösungsmittels in der Behandlungszone 5, die mit der zu behandelnden Luft A versorgt wird, gleichzeitig zur Regeneration des Adsorptions mittels in der Regenerationszone 4 während des gesamten Betriebs der Adsorptionsvorrichtung, so daß sie bei der Behandlung der Luft A eine gleichmäßige Leistung zeigt.

Fig. 4(b) zeigt eine verbesserte Ausführung der in Fig. 4(a) gezeigten rotierenden Adsorptionsvorrichtung. Eine Trennvorrichtung 6 unterteilt den Rotor 1 in drei Bereiche, d. h. in die Behandlungszone 5, die Regenera tionszone 4 und eine Reinigungszone 7, wobei die Reini gungszone 7 durch die Umgebungsluft gekühlt wird, um die Fähigkeit des Adsorptionsmittels, das organische Lösungs mittel in der Adsorptionszone zu adsorbieren, zu erhöhen. Ein Problem der obenbeschriebenen rotierenden Vorrichtung für die Adsorption von organischem Lösungsmitteldampf besteht darin, daß ein Wärmeverlust unvermeidlich ist, da das behandelte reine Gas, das sich durch die Adsorptions zone des Rotors mit Bienenwabenstruktur mit darauf aufge brachtem Adsorptionsmittel bewegt hat, direkt an die Umgebungsluft abgegeben wird. Weiterhin betrifft die obenbeschriebene Vorrichtung hauptsächlich die Erzeugung reiner Luft, es ist jedoch keinerlei spezifische Einrich tung für die Rückgewinnung von Lösungsmitteln, vor allem jener, die bei 150°C bis 300°C sieden, offenbart. Somit ist es nicht klar, ob die betrachtete Vorrichtung für die Rückgewinnung derartiger Lösungsmittel geeignet ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Rückgewinnung hochsie dender Lösungsmittel zu schaffen, die die obenbeschrie bene rotierende Vorrichtung für die Adsorption von orga nischem Lösungsmitteldampf verwenden, die für die effizi ente und kontinuierliche Rückgewinnung von hochsiedenden Lösungsmitteln (Siedepunkt im Bereich von 150°C bis 300°C) besonders wirksam sind und die die Emission von Lösungsmitteln in die Umgebungsluft reduzieren können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Rückgewinnung von hochsiedenden Lösungsmitteln, die die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale besitzen. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben unter den obenbeschriebenen Umständen intensive Untersuchungen hinsichtlich der Verwendung der aus der JP 7-75714-A beschriebenen rotierenden Vorrichtung zur Adsorption organischen Lösungsmitteldampfs ausgeführt, um hochsie dende Lösungsmittel (Siedepunkt im Bereich von 150°C bis 300°C) rückzugewinnen. Sie haben festgestellt, daß der Wärmeverlust verhindert werden kann, wobei nicht nur eine Reduzierung der Lösungsmittelemission in die Umgebungs luft, sondern außerdem eine effiziente Rückgewinnung der hochsiedenden Lösungsmittel erzielt werden kann, indem die folgenden Maßnahmen ergriffen werden: Ein Teil der reinen Luft, die durch die Behandlung mit dem Adsorp tionsmittel erzeugt wird, wird nicht unmittelbar an die Umgebungsluft abgegeben, sondern für die Verwendung bei der Desorption erhitzt, ferner wird das mit dem Lösungs mittel angereicherte Gas, das durch Desorption erhalten wird, gekühlt, so daß es in ein verflüssigtes Produkt und in ein gekühltes mageres Gas getrennt wird, wobei das letztere zur anfänglichen Zuführung der zu behandelnden Luft zurückgeleitet wird. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Erkenntnisse gemacht worden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückgewinnung von hochsiedenden Lösungsmitteln;

Fig. 2 schematisch ein weiteres Beispiel der erfindungs gemäßen Vorrichtung zur Rückgewinnung von hoch siedenden Lösungsmitteln;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktions weise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rück gewinnung von hochsiedenden Lösungsmitteln; und

Fig. 4 schematisch die bereits erwähnte rotierende Lösungsmittel-Adsorptionsvorrichtung des Standes der Technik.

Das erfindungsgemäße Lösungsmittel-Rückgewinnungssystem besitzt im Vergleich zu der herkömmlichen rotierenden Adsorptionsvorrichtung die drei folgenden kennzeichnenden Merkmale: Das zu behandelnde Gas ist Luft, die hochsie dende Lösungsmittel enthält, die im Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 300°C sieden; die behandelte reine Luft, die herkömmlicherweise an die Umgebungsluft abgege ben wird, wird teilweise für die Verwendung als erhitzte Desorptionsluft (Regenerationsluft) zurückgeleitet; ferner ist eine Einrichtung für die Verflüssigung des Lösungsmittels und für die Rückgewinnung des verflüssig ten Produkts vorgesehen, so daß das abgetrennte gekühlte magere Gas der anfänglichen Zuführung der zu behandelnden Luft zurückgeleitet wird.

Die hochsiedenden Lösungsmittel, die im Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 300°C sieden und die in der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, umfassen N- Methyl-2-Pyrrolidon (im folgenden mit "NMP" abgekürzt) sowie Lösungsmittel auf Petroleum- oder Kohlenwasser stoffbasis, die im Bereich von ungefähr 170°C bis unge fähr 250°C sieden, diese angegebenen Lösungsmittel stellen jedoch keine Einschränkung der Erfindung dar.

Erfindungsgemäß wird ein Teil des behandelten reinen Gases der Desorptionszone oder der Reinigungszone zuge führt, falls die letztere vorgesehen ist, ferner beträgt die Durchflußmenge des zugeführten behandelten Gases, wie später genauer angegeben wird, vorzugsweise ein Zehntel bis ein Drittel (1/10 bis 1/3) der Durchflußmenge der zu behandelnden Luft. Falls das behandelte reine Gas durch die Reinigungszone des Rotors geschickt wird, steigt seine Temperatur während dieser Zeit um einen ausreichen den Betrag an, um den im nachfolgenden Schritt erforder lichen Erhitzungsgrad zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird das auf dem Adsorptionsmittel in der Adsorptionszone adsorbierte organische Lösungsmittel in der Desorptionszone mittels einer erwärmten Luftmenge desorbiert, deren Volumen kleiner als dasjenige der zu behandelnden Luft ist, was zur Erzeugung eines desorbier ten Abgases beiträgt, das den Dampf des hochsiedenden Lösungsmittels in einer größeren Menge als die zu behan delnde Luft enthält. Der Faktor X, der als Systemparame ter dient und um den der Dampf des hochsiedenden Lösungs mittels während eines Adsorptions- und Desorptionszyklus angereichert wird, ist durch V, d. h. das Volumen der pro Einheitszeit zu behandelnden Luftmenge, sowie durch v, d. h. das Volumen der desorbierenden Trägergasmenge, bestimmt, wobei die Beziehung X = V/v gilt. Gewöhnlich werden die Systemkonstanten und die Betriebsbedingungen in der Weise gewählt, daß der Anreicherungsfaktor X zwischen ungefähr 5 und ungefähr 15 liegt.

Die bevorzugte Größe der Desorptionszone und der Reini gungszone in dem erfindungsgemäßen System zur Rückgewin nung von hochsiedenden Lösungsmitteln ist nicht nur durch die Art und die Konzentration des organischen Lösungsmit tels in der zu behandelnden Luft, sondern außerdem durch andere Faktoren einschließlich der Adsorptions- /Desorptionseigenschaften des verwendeten Adsorptionsmit tels, des gewünschten Ahreicherungsfaktors und der Dreh zahl des Rotors bestimmt. Typischerweise macht die Rege nerationszone ungefähr ein Zehntel bis ein Drittel (1/10 bis 1/3) der Fläche jeder Stirnfläche des Rotors aus, wobei dann, wenn die Reinigungszone vorgesehen ist, diese Zone vorzugsweise eine mit der Regenerationszone ver gleichbare Fläche oder eine kleinere Fläche, die nicht kleiner als die Hälfte der letzteren ist, belegt.

Das Adsorptionsmittel, das in dem erfindungsgemäßen Lösungsmittel-Rückgewinnungssystem verwendet werden soll, ist nicht auf irgendeinen besonderen Typ eingeschränkt, solange es nicht entflammbar ist und zu einer selektiven Adsorption des Lösungsmitteldampfs in der Lage ist und nur eine begrenzte Menge des in der zu behandelnden Luft vorhandenen Wasserdampfs adsorbiert. Das bevorzugte Adsorptionsmittel ist hydrophobes Zeolith, das eine durchschnittliche Porengröße von 5 bis 13 Å besitzt und bei einer Temperatur von 25°C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 70% nicht mehr als 10 Gew.-% der Feuch tigkeit adsorbiert.

Die Einrichtung zum Kühlen des mit einem Lösungsmittel angereicherten Gases, das in dem erfindungsgemäßen Lö sungsmittel-Rückgewinnungssystem aus der Desorptionszone des Rotors ausströmt, ist nicht auf irgendwelche besonde ren Typen eingeschränkt, solange sie das angereicherte Gas in ein verflüssigtes Produkt und ein gekühltes mage res Gas trennen kann; beispielhafte Kühlungseinrichtungen enthalten die Kühlung mit Wasser oder mit anderen Küh lungsmedien, wobei die Wasserkühlung besonders bevorzugt wird. Mit einer solchen Kühlungseinrichtung wird nahezu das gesamte hochsiedende Lösungsmittel, das in dem mit dem Lösungsmittel angereicherten Gas enthalten ist, kondensiert und als verflüssigtes Produkt rückgewonnen. Falls das Lösungsmittel unterhalb von 150°C siedet, wird durch die Kühlung weniger Lösungsmittel kondensiert, so daß seine Konzentration im gekühlten mageren Gas an steigt. Falls das Lösungsmittel oberhalb von 300°C siedet, kann das mit dem Lösungsmittel angereicherte Gas nur dadurch vernünftig verflüssigt werden, daß es ledig lich gekühlt wird, ohne durch das Rückgewinnungssystem der Erfindung geschickt zu werden. Das vom verflüssigten Produkt getrennte, gekühlte verflüssigte Gas wird durch einen Ventilator oder eine andere Rückleitungseinrichtung zurückgeleitet und mit der anfänglichen Zufuhr der zu behandelnden Luft gemischt, so daß es für eine weitere Verwendung wieder eingeleitet wird. Auf diese Weise kann die Emission des Lösungsmittels in die Umgebungsluft wirksam gesteuert werden.

In der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine zusätzliche Einrichtung zum Kühlen der das hochsiedende Lösungsmittel enthaltenden Luft (d. h. der zu behandeln den Luft), die zur Adsorptionszone geliefert werden soll, vorgesehen. Der Grund hierfür besteht darin, daß der Adsorptionswirkungsgrad in der Adsorptionszone des Rotors ausreichend erhöht wird. Die zusätzliche Kühlungseinrich tung, die vorgesehen werden soll, ist nicht auf irgend welche besonderen Typen eingeschränkt, die Kühlung mit Wasser wird jedoch bevorzugt.

Ausführungsbeispiele

Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Die folgen den Beispiele haben jedoch nur erläuternden Zweck und stellen keinerlei Einschränkung des Umfangs der Erfindung dar.

Ausführungsbeispiel 1

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet das herkömmliche System, soweit es mit Bezug auf Fig. 4(a) beschrieben worden ist. Daher enthält das betrachtete System einen Rotor 1 mit Bienen wabenstruktur, die ein Adsorptionsmittel trägt, einen Ventilator F₁ zum Zuführen der zu behandelnden Luft A an die Adsorptionszone 5 des Rotors 1, einen Kühler C₁ zum Kühlen der zu behandelnden Luft A, eine Heizeinrichtung H zum Erhitzen eines Teils des reinen Gases hinter dem Ventilator F₁, jedoch vor der Lieferung an die Desorp tionszone 4 des Rotors 1, einen Kühler C₂ zum Trennen eines von der Desorptionszone 4 ausströmenden, mit dem Lösungsmittel angereicherten Gases S in ein verflüssigtes Produkt L und ein gekühltes mageres Gas V, sowie einen Ventilator F₂ zum Zurückleiten des gekühlten anderen Gases V, um mit der zu behandelnden Luft A gemischt zu werden. Falls gewünscht, kann der Ventilator F₁ an einer Position angeordnet sein, an der er die Luft aufnimmt, die sich durch die Adsorptionszone 5 des Rotors 1 bewegt hat, von der jedoch das reine Gas ª noch abgezweigt werden muß.

In dem in Fig. 1 gezeigten System wird der Rotor 1 mit Bienenwabenstruktur mittels eines Motors M angetrieben und besitzt ein hydrophobes Zeolith (mit einer durch schnittlichen Porengröße von 7 Å), das darauf als Adsorp tionsmittel getragen wird. In der Nähe der beiden Stirn flächen des Rotors 1, wo die Luftdurchlässe offen sind, ist eine Trennvorrichtung 3 vorgesehen, die verhindert, daß die zu behandelnde Luft mit der Desorptionsluft vermischt wird. Die Trennvorrichtung 3 dient außerdem der Aufteilung der Stirnfläche des Rotors 1 in zwei Bereiche, d. h. in die Adsorptionszone 5 und in die Desorptionszone 4.

Der Motor M treibt den Rotor 1 zu 2 bis 8 h^-1 (Umdrehungen pro Stunde) an. Wenn die Ventilatoren F₁ und F₂, die Kühler C₁ und C₂ und die Heizeinrichtung H gleichzeitig betätigt werden, strömt die zu behandelnde Luft A durch die Luftdurchlässe in der Adsorptionszone 5 des Rotors 1, wobei das organische Lösungsmittel in der Luft A auf dem Adsorptionsmittel adsorbiert wird. Der größere Teil des reinen Gases ª, das aus der Adsorptions zone 5 austritt, wird zur Umgebungsluft abgegeben, ein Teil des reinen Gases ª, etwa 1/10 bis 1/3, wird abge zweigt und durch die Heizeinrichtung H auf eine Tempera tur erhitzt, die höher als der Siedepunkt des organischen Lösungsmittels in der zu behandelnden Luft ist. Das erhitzte reine Gas wird als Desorptionsträgergas R in die Desorptionszone 4 des Rotors 1 geschickt. Währenddessen treten die Segmente des Rotors 1, die das Adsorptions mittel tragen, das das organische Lösungsmittel adsor biert hat, in die Desorptionszone 4 ein, woraufhin das Adsorptionsmittel durch das Desorptionsträgergas R er hitzt wird, um dadurch die Desorption des organischen Lösungsmittels vom Adsorptionsmittel hervorzurufen, so daß ein mit dem Lösungsmittel angereichertes Gas S vom Rotor 1 austritt und zum Kühler C₂ geliefert wird.

Im Kühler C₂ wird das mit dem Lösungsmittel angereicherte Gas S gekühlt, so daß es in das verflüssigte Produkt L des Lösungsmittels und in ein gekühltes mageres Gas V getrennt wird, wobei das letztere durch den Ventilator F₂ zurückgeleitet wird, um mit der anfänglichen Zuführung der zu behandelnden Luft A vermischt zu werden.

Ausführungsbeispiel 2

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist folgendermaßen konstruiert: Jede Stirn fläche des Rotors 1 ist durch eine Trennvorrichtung 6 in drei Sektoren aufgeteilt, d. h. in eine Adsorptionszone 5, eine Desorptionszone 4 und eine Reinigungszone 7. Die heißen Segmente des Rotors 1 werden mit einem Teil des reinen Gases ª ausreichend gekühlt, wenn sie infolge der Drehung des Rotors 1 ihre Position von der Desorptions zone 4 zur Reinigungszone 7 ändern, so daß diese Segmente ein erhöhtes Vermögen besitzen, das Lösungsmittel in der nachfolgenden Adsorptionszone 5 zu adsorbieren. Das reine Gas, das die Reinigungszone 7 gekühlt hat, wird anschlie ßend durch die Heizeinrichtung 7 erhitzt und als Desorp tionsträgergas R zur Desorptionszone 4 geschickt. Das System des Beispiels 2 stimmt im übrigen mit dem System des Beispiels 1 überein.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funkti onsweise des Lösungsmittel-Rückgewinnungssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 für den Fall, in dem als Lö sungsmittel NMP verwendet wird, dessen Siedepunkt bei 204°C liegt. Die Durchflußmenge des zu behandelnden Gases beträgt Q Nm³/min. In dem Flußdiagramm ist die Einheit Nm³/min als Einheit der Gasdurchflußmenge weg gelassen.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird die Temperatur der zu behan delnden Luft mit der Durchflußmenge Q (NMP-Konzentration: 400 ppm) mittels eines Kühlers von 100°C (T1) auf 40°C (T2) abgesenkt, woraufhin die Luft mit einem gekühlten mageren Gas kombiniert (gemischt) wird, dessen Durchfluß menge Q/7 beträgt, bevor es in die Adsorptionszone des Rotors eingelassen wird. Das reine Gas, das durch Adsorp tion von NMP befreit worden ist (auf einen NMP-Pegel von 10 ppm), wird zum größten Teil (ca. 90%) an die Umge bungsluft abgegeben, ungefähr 10% von ihm werden jedoch in die Reinigungszone des Rotors geschickt. Das reine Gas, das die Reinigungszone gekühlt hat und dabei einen Temperaturanstieg von 100°C (T4) erfahren hat, wird anschließend mit einer Heizeinrichtung erhitzt, so daß seine Temperatur auf 200°C (T5) ansteigt. Die Reini gungszone wird mit einem Teil des reinen Gases versorgt, dessen Temperatur 40 bis 50°C (T3) beträgt, welche niedrig genug ist, um den Rotor zu kühlen. Andererseits ist die Temperatur des reinen Gases im Vergleich zu dem Fall, in dem die Umgebungsluft (im allgemeinen 10°C bis 30°C) als Reinigungsgas verwendet wird, ausreichend hoch, um die thermischen Anforderungen an die Heizein richtung im nachfolgenden Schritt zu reduzieren. Das Desorptionsträgergas erhitzt die Desorptionszone des Rotors, um das NMP auf dem Adsorptionsmittel zu desorbie ren, wodurch ein desorbiertes Abgas mit einer höheren NMP-Konzentration als die zu behandelnde Luft erzeugt wird. Die Menge des desorbierten Abgases ist ein Bruch teil (1/7) der zu behandelnden Luft, so daß der NMP-Pegel erhöht wird (3130 ppm).

Das desorbierte Abgas, das einen erhöhten NMP-Pegel besitzt, wird gekühlt, so daß seine Temperatur, die zunächst 60 bis 70°C (T6) beträgt, auf 20°C (T7) abge senkt wird. Nach dem Kühlen wird das NMP im Gas von 2700 ppm auf ungefähr 400 ppm verringert, was eine Sätti gungskonzentration bei 20°C darstellt, und anschließend als gekühltes mageres Gas mit der zu behandelnden Luft gemischt; das verbleibende NMP wird als verflüssigtes Produkt rückgewonnen. In Ausführungsbeispiel 2 wird ein Teil des reinen Gases als Desorptionsträgergas verwendet, so daß das zur Reinigungszone des Rotors zu liefernde Gas 10 ppm von NMP enthält, dieser NMP-Pegel ist jedoch unzureichend, um die Reinigungs- und Adsorptionsleistung des Rotors nachteilig zu beeinflussen. Weiterhin besitzt das angereicherte Gas eine höhere NMP-Konzentration als wenn die Desorption mit der Umgebungsluft ausgeführt wird, so daß durch die Kühlung mittels des Kühlers mehr NMP wirksam rückgewonnen werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zur Adsorptionszone und zur Desorptionszone eine Reinigungs zone vorgesehen sein, wobei in diesem Fall die thermische Anforderung an die Heizeinrichtung reduziert werden kann, weil das zu erhitzende Gas bereits durch die Reinigungs zone geströmt ist. Das organische Lösungsmittel in der zu behandelnden Luft wird mit einem Desorptionsträgergas desorbiert, das sich aus einem kleinen Anteil des reinen Gases ergibt, was nicht nur zu einer Erhöhung der Konzen tration des Lösungsmittels im desorbierten Abgas bei trägt, sondern auch eine effiziente Rückgewinnung des Lösungsmittels ermöglicht, dessen Siedepunkt zwischen ungefähr 150°C und ungefähr 300°C liegt. Schließlich wird das gekühlte magere Gas zurückgeführt, um mit der zu behandelnden Luft gemischt zu werden, was zu einer Redu zierung der Emission des Lösungsmittels in die Umgebungs luft beiträgt. Als weiterer Vorteil wird das verflüssigte Produkt des Lösungsmittels durch Kühlen des angereicher ten Gases erhalten, so daß es mit einer vergleichsweise geringen Wassermenge verunreinigt ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Rückgewinnung von hochsiedenden Lösungsmitteln, mit
einem Rotor (1), der eine Bienenwabenstruktur, mit einem darauf befindlichen Adsorptionsmittel, eine Drehachse, röhrenförmige Luftdurchlässe, die sich paral lel zur Drehachse durch den Rotor (1) erstrecken, sowie erste und zweite Stirnflächen aufweist, und
einer Antriebseinrichtung (M) zum Antreiben des Rotors (1),
gekennzeichnet durch
eine Trennvorrichtung (3), die radial angeordnete Plattenelemente enthält, die einander zugewandt sind und an den ersten und zweiten Stirnflächen des Rotors (1) angeordnet sind, um jede der Rotorstirnflächen in eine Adsorptionszone (5) und eine Desorptionszone (4) zu unterteilen,
eine Ventilatoreinrichtung (F₁) zum Zuführen von Luft, das ein hochsiedendes Lösungsmittel enthält, das im Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 300°C siedet, an die erste Stirnfläche der Adsorptionszone (5), um einen Teil eines von der zweiten Stirnfläche des Rotors (1) ausströmenden reinen Gases an die Umgebungsluft abzugeben und um das verbleibende reine Gas an die Desorptionszone (4) zu liefern, die der Adsorptionszone (5) in Drehrichtung des Rotors (1) folgt,
eine Heizeinrichtung (H), die hinter der Ventila toreinrichtung (F₁) angeordnet ist und das restliche reine Gas erhitzt;
eine Kühlungseinrichtung (C₂) zum Trennen des mit Lösungsmittel angereicherten Gases, das von der Desorp tionszone (4) des Rotors (1) ausströmt, in ein rückzuge winnendes verflüssigtes Produkt und ein gekühltes mageres Gas; und
eine Rückführungseinrichtung (F₂) zum Mischen des gekühlten mageren Gases mit der das hochsiedende Lösungs mittel enthaltenden Luft.

2. Vorrichtung zur Rückgewinnung eines hochsiedenden Lösungsmittels nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (C₂) zum Kühlen des hochsieden den Lösungsmittels, das der Adsorptionszone (5) zugeführt werden soll.

3. Vorrichtung zur Rückgewinnung von hochsiedenden Lösungsmitteln, mit
einem Rotor (1), der eine Bienenwabenstruktur, mit einem darauf befindlichen Adsorptionsmittel, eine Drehachse, röhrenförmige Luftdurchlässe, die sich paral lel zur Drehachse durch den Rotor (1) erstrecken, sowie erste und zweite Stirnflächen aufweist, und
einer Antriebseinrichtung (M) zum Antreiben des Rotors (1),
gekennzeichnet durch
eine Trennvorrichtung (3), die radial angeordnete Plattenelemente enthält, die einander gegenüber auf der ersten und auf der zweiten Stirnfläche des Rotors (1) angeordnet sind, um die Rotorstirnflächen in eine Adsorp tionszone (5), eine Desorptionszone (4) und eine Reinigungszone (7) aufzuteilen, eine Ventilatoreinrichtung (F₁) zum Zuführen von Luft, die ein hochsiedendes Lösungsmittel enthält, das im Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 300°C siedet, an die erste Stirnfläche der Adsorptionszone (5), zum Abgeben eines Teils des von der zweiten Stirnfläche des Rotors (1) ausströmenden reinen Gases an die Umgebungs luft und zum Zuführen des verbleibenden reinen Gases an die Reinigungszone (7), die der Adsorptionszone (5) in Drehrichtung des Rotors (1) folgt,
eine Heizeinrichtung (H), die hinter der Ventila toreinrichtung (F₁) angeordnet ist und das restliche reine Gas erhitzt;
eine Kühlungseinrichtung (C₂) zum Trennen des mit Lösungsmittel angereicherten Gases, das von der Desorp tionszone (4) des Rotors (1) ausströmt, in ein rückzuge winnendes verflüssigtes Produkt und ein gekühltes mageres Gas; und
eine Rückführungseinrichtung (F₂) zum Mischen des gekühlten mageren Gases mit der das hochsiedende Lösungs mittel enthaltenden Luft.

4. Vorrichtung zur Rückgewinnung eines hochsiedenden Lösungsmittels nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (C₂) zum Kühlen des hochsieden den Lösungsmittels, das der Adsorptionszone (5) zugeführt werden soll.

5. Verfahren zur Rückgewinnung eines hochsiedenden Lösungsmittels, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Zuführen von Luft, die ein hochsiedendes Lösungs mittel enthält, das im Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 300°C siedet, an eine erste Stirnfläche einer Adsorptionszone (5) eines Rotors (1),
Abgeben eines Teils eines von einer zweiten Stirnfläche des Rotors (1) ausströmenden reinen Gases an die Umgebungsluft,
Zuführen des verbleibenden reinen Gases an eine Desorptionszone (4), die der Adsorptionszone (5) in Drehrichtung des Rotors (1) folgt,
Erhitzen des verbleibenden reinen Gases,
Trennen des mit dem Lösungsmittel angereicherten Gases, das aus der Desorptionszone (4) des Rotors (1) ausströmt, in ein rückzugewinnendes verflüssigtes Produkt und ein gekühltes mageres Gas und
Mischen des gekühlten mageren Gases mit der das hochsiedende Lösungsmittel enthaltenden Luft.

6. Verfahren zur Rückgewinnung eines hochsiedenden Lösungsmittels nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:
Kühlen des hochsiedenden Lösungsmittels, das der Adsorptionszone (5) zugeführt werden soll.

7. Verfahren zur Rückgewinnung eines hochsiedenden Lösungsmittels, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Zuführen von Luft, das ein hochsiedendes Lösungs mittel enthält, das im Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 300°C siedet, an eine erste Stirnfläche einer Adsorptionszone (5) eines Rotors (1),
Abgeben eines Teils eines aus der zweiten Stirn fläche des Rotors (1) ausströmenden reinen Gases an die Umgebungsluft,
Zuführen des verbleibenden reinen Gases an eine Reinigungszone (7) des Rotors (1), die der Adsorptions zone (5) in Drehrichtung des Rotors (1) folgt,
Erhitzen des verbleibenden reinen Gases, das von der Reinigungszone (7) geliefert wird,
Trennen des mit dem Lösungsmittel angereicherten Gases, das aus der Desorptionszone (4) des Rotors (1) ausströmt, in ein rückzugewinnendes verflüssigtes Produkt und ein gekühltes mageres Gas, und
Mischen des gekühlten mageren Gases mit der das hochsiedende Lösungsmittel enthaltenden Luft.

8. Verfahren zur Rückgewinnung eines hochsiedenden Lösungsmittels nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:
Kühlen des der Adsorptionszone (5) zuzuführenden hochsiedenden Lösungsmittels.