DE2211221B2

DE2211221B2 - Verfahren zum unschaedlichmachen loesungsmittelhaltiger luft

Info

Publication number: DE2211221B2
Application number: DE19722211221
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Chem. Dr. 8023 Pullach Karwat
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1972-03-08
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1978-01-19
Also published as: DE2211221A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unschädlichmachen lösungsmittelhaltiger Luft.

In der lösungsmittelverarbeitenden Industrie, beispielsweise bei der Herstellung von Zellwolle, Kunstseide, Filmen, Lacken usw. oder bei der Lösungsmittelreinigung durch Extraktion oder Destillation, vornehmlich ^o bei der Vakuumdestillation, treten in den verschiedensten Stadien Lösungsmittel-Luft-Gemische auf, aus denen das Lösungsmittel entweder zurückgewonnen oder verworfen, insbesondere zusammen mit der Luft ins Freie abgeblasen wird.

Die Wiedergewinnung des Lösungsmittels wird sich dann empfehlen, wenn es sich um ein relativ teures Lösungsmittel handelt und wenn dieses Lösungsmittel in solchen Mengen in der Abluft vorhanden ist, daß sich seine Wiedergewinnung lohnt. Eine solche Wiederge- ⁴⁽J winnung kann beispielsweise adsorptiv nach dem Verfahren der DT-PS 6 24 912 durchgeführt werden.

Andererseits kann nicht jedes beliebige Lösungsmittel-Luft-Gemisch, aus dem sich eine Wiedergewinnung des Lösungsmittels nicht lohnt, ohne weiteres in die Luft «5 abgeblasen werden, da hierbei bestimmte, gesetzlich vorgeschriebeneMaximalkonzentrationen nicht überschritten werden dürfen, um eine Gefährdung der Umwelt durch Lösungsmitteldämpfe auszuschließen. Prinzipiell wäre hier natürlich die Möglichkeit gegeben, so zur Entfernung des Lösungsmittelüberschusses die gleichen Verfahren wie zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels anzuwenden. Das würde aber bedeuten, daß eine hinsichtlich des Kapitalbedarfs und der Betriebskosten ähnliche Anlage wie für die Wiedergewinnung bereitgestellt werden müßte, die sich, falls nur geringe Mengen an möglicherweise auch nicht einmal hochwertigen Lösungsmitteldämpfen abgetrennt werden, niemals amortisiert.

Als Ausweg bietet sich an, lösungsmittelhaltige Luft fortzuleiten und das Lösungsmittel zu verbrennen. Wenn der Lösungsmittelgehalt in der Luft innerhalb der Explosionsgrenzen des Lösungsmittel-Luft-Gemisches liegt, stellt diese Maßnahme ein schwer zu übersehendes unerwünschtes Sicherheitsrisiko dar oder kann sich '^ ganz verbieten, wenn Zündquellen nicht mit Sicherheit auszuschließen sind. Da derartige Gemische in der Regel drucklos anfallen, müssen sie zum Zwecke der Fortleitung verdichtet werden. Im Zuge der Verdichtung muß aber bei Vorliegen der geschilderten Bedingungen mit Explosionen gerechnet wenden, da die Zündquellen in einem üblichen Kompressor zu unberechenbar sind, als daß sie sich sicher ausschließen ließen.

Zur Vermeidung dieser Gefahr ist es bekannt, derartige explosible Gemische durch Zusatz von Inertgasen in nicht explosible überzuführen. Eine derartige Zufügung von Inertgasen hat jedoch zur Folge, daß eine nachfolgende Verbrennung erschwert, wenn nicht gar praktisch unmöglich gemacht wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, die Fortleitung von Lösungsmittel-Luft-Gemischen in einfacher Weise ohne die Gefahr von Explosionen durchzuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Luft ein Kohlenwasserstoff bis zur Überschreitung der oberen Explösionsgrenze des Lösungsmittel-Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisches zugesetzt wird.

Es hat sich nämlich überraschenderweise herausgestellt, daß sich durch den Zusatz eines Kohlenwasserstoffes, also einer weiteren brennbaren Komponente, zum Lösungsmittel-Luft-Gemisch dreierlei Effekte erzielen lassen. Einmal eine Inertisierung des Gemisches in dem Sinne, daß es nach dem Zusatz nicht mehr explosibel ist, zum zweiten eine wesentlich bessere Brennbarkeit, so daß es ohne Gefahr für die Umgebung und mit einfachsten Mitteln möglich ist, das Gasgemisch beispielsweise durch Verbrennung in unschädliche Substanzen umzuwandeln und zum dritten kann dem Gemisch Lösungsmittel entzogen und damit gewonnen werden, ohne ein Explosionsrisiko einzugehen.

Am einfachsten hat sich in solchen Fällen der Zusatz von Methan, das in Form von Erdgas heute überall reichlich zur Verfügung steht, zu lösungsmittelhaltiger Luft erwiesen. Es können jedoch auch andere Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Äthan, Propan oder Butan verwendet werden. Es ist im Prinzip auch möglich, höhersiedende Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Benzol, oder weiteres Lösungsmittel als Zusatz zu verwenden, doch bereiten solche Zusätze, die unter Normalbedingungen flüssig sind, insofern Schwierigkeiten, als ihr Sättigungswert bei Umgebungstemperatur verhältnismäßig niedrig ist, so daß schon z. B. bei Benzol als Lösungsmittel eine Abkühlung des unter Atmosphärendruck stehenden Benzol-Luft-Gemisches auf etwa 8⁰C genügt, um so viel Benzol auszukondensieren, daß die obere Explosionsgrenze von etwa 8% Benzol in Luft bei diesem Druck unterschritten wird. Dem könnte zwar durch eine Beheizung der Rohrleitung abgeholfen werden, doch ist ein solcher Aufwand in der Regel nicht tragbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt mithin, jedes Lösungsmittel-Luft-Gemisch, welches sich innerhalb seiner Explosionsgrenzen befindet, in außerordentlich einfacher Weise in ein gefahrloses und beispielsweise nutzbringend als Brenngas verwertbares Gemisch umzuwandeln und eine Umweltgefährdung zu vermeiden.

Die Erfindung sei weiterhin anhand einiger Zahlenbeispiele erläutert:

Beispiel 1

In F i g. 1 ist ein Dreistoff-Diagramm für das Gemisch Benzol-Methan-Luft dargestellt. Der Explosionsbereich bei einer Temperatur "on 20°C und einem Druckbereich von 1 ata ist in dem Diagramm schraffiert wiedergegeben. In diesem und auch in den weiteren

Diagrammen stellt die untere Begrenzung des schraffierten Bereichs die obere und die obere Begrenzung die untere Explosionsgrenze dar.

Die Explosionsgrenzen des Benzols in Luft liegen bei einem Druck in der Gegend von 1 ata zwischen 1,5 und 8 Vol.%. Ein Benzol-Luft-Gemisch, das im Nm³ 250 g oder 7,2 Vol.% Benzol enthält, läßt sich also nicht ohne Gefahr handhaben. Erfindungsgemäß werden einem Nm³ dieses Gasgemisches 200 Nl Methan zugefügt, so daß ein Gasgemisch, bestehend aus 6,0 Vol.% Benzol, ic 16,7 Vol.% Methan und 77,3 Vol.% Luft, entsteht. Die Zusammensetzung entspricht dem Punkt A in Fig. 1. Da es oberhalb der Explosionsgrenze des Gemisches liegt, kann es gefahrlos gehandhabt werden.

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Beispiel 2

In F i g. 2 ist ein Dreistoff-Diagramm für das Gemisch Benzol-Butan-Luft dargestellt. Der Explosionsbereich bei einer Temperatur von 20⁰C und einem Druckbereich von 1 ata ist wiederum schraffiert wiedergegeben.

Einem Nm³ eines Benzol-Luft-Gemisches des Beispiels 1 mit 7,2 Vol.% Benzol werden 70 Nl Butan zugesetzt, so daß ein Gemisch mit 6,73 Vol.% Benzol, 6,54 Vol.% Butan und 86,73 Vol.% Luft entsteht, dessen Zusammensetzung oberhalb der Explosionsgrenze des Dreistoffgemisches liegt (PunktßJ

Beispiel 3

In Fig.3 ist ein Dreistoff-Diagramm für das Gasgemisch Diäthyläther-Methan-Luft dargestellt. Der Explosionsbereich bei einer Temperatur von 2O⁰C und einem Druckbereich von 1 ata ibt schraffiert wiedergegeben.

Einem Nm³ eines explosionsgefährlichen Äther-Luft-Gemisches mit 6 Vol.% Diäthyläther werden erfindungsgemäß 300 Nl Methan zugesetzt, so daß ein Gemisch aus 4,6 Vol.% Diäthyläther, 23,1 Vol.% Methan und 72,3 Vol.% Luft entsteht, das gefahrlos gehandhabt werden kann (PunktCJl

Beispiel 4

In F i g. 4 ist ein Dreistoff- Diagramm für das Gemisch Benzol-Methan-Luft dargestellt, in das der Explosionsbereich bei einer Temperatur von etwa 2O⁰C und einem Druckbereich von 2 ata eingezeichnet ist.

Es sei angenommen, daß ein Nm³ eines Benzol-Luft-Gemisches mit 9,8 Vol.% Benzol zum Zwecke der Fortleitung auf 2 ata verdichtet wird. Weiterhin sei angenommen, daß sich das Gemisch in der Leitung auf 20⁰C abkühlt. Dabei würde flüssiges Benzol auskondensieren und ein Gemisch mit 4,9 Vol.% Benzol verbleiben, weiches durch einen Funken zur Explosion gebracht werden könnte.

Erfindungsgemäß werden diesem Gemisch vor seiner Verdichtung pro Nm³ 300 Nl Methan zugesetzt, das Gemisch auf 2 ata verdichtet und auf 20°C abgekühlt. Das resultierende Gemisch, bestehend aus 4,9 Vol.% Benzol, 23,2 Vol.% Methan und 71,9 Vol.% Luft (PunktD; kann durch einen Funken nicht mehr zur Explosion gebracht werden. Das kondensierte Benzol, entsprechend 25 Nl gasförmigen Benzols, kann ohne Gefahr gewonnen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Unschädlichmachen Iösungsmittelhaltiger Luft, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft ein Kohlenwasserstoff bis zur Überschreitung der oberen Explosionsgrenze des Lösungsmittel-Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisches zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch anschließend verbrannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft so viel Kohlenwasserstoff zugesetzt wird, daß dem Lösungsmittel-Kohlenwas- '5 serstoff-Luft-Gemisch ohne Unterschreitung der oberen E.xplosionsgrenze weiteres Lösungsmittel entzogen werden kann.

4. Verfahren nach Anspruch 1, zum Unschädlichmachen benzolhaltiger Luft, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft Methan zugesetzt wird.