DE2813403C2

DE2813403C2 - Verfahren zum Reinigen von Dämpfen

Info

Publication number: DE2813403C2
Application number: DE19782813403
Authority: DE
Inventors: Egbert de Kettering Ohio Vries
Original assignee: QUAD CORP HIGHLAND PARK ILL US
Current assignee: QUAD CORP HIGHLAND PARK ILL US
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1982-07-15
Also published as: DE2813403A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Dämpfen, bei dem die Dämp''; zunächst gekühlt, die kondensierten Bestandteile ausgeschieden und die nicht kondensierten Bestandteile in eine Sprühbehandlungszone mit einer wäßrigen Reagenslösung behandelt werden.

Ein solches Verfahren ist aus der GB-PS 11 52 705 bekannt Das Gas wird auch hier mit einem wäßrigen Sprühmittel in Kontakt gebracht. Die bei diesem Verfahren zu erwartende Tropfengröße beträgt etwa 400 μ, wodurch aber die Verweilzeit und damit die Kontaktzeit der Reinigungslösung mit dem zu reinige,>-den Dampf relativ kurz ist. Um mit diesem Verfahren eine wirksame Reinigung zu erzielen, muß eine entsprechend große Menge an Reagenslösung eingesetzt werden, wozu wiederum ein entsprechend großer Behandlungsraum erforderlich ist. Dieses bekannte Verfahren stellt daher einen erheblichen Kostenfaktor dar und ist folglich eine wirtschaftliche Belastung, wobei die Wirksamkeit nicht immer gewährleistet ist

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Reinigen von Dämpfen der eingangs genannten Art zu schaffen, das wirksamer und wirtschaftlicher arbeitet als das bekannte Verfahren und das in kleineren und aus einfachen Bauteilen aufgebauten Anlagen durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Reagenslösung in den oberen Teil der Sprühbehandlungszone in Form von Tröpfchen mit einer Größe von höchstens 10 μ «> eingesprüht wird.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Von dem bekannten Verfahren unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere in zwei wesentlichen Punkten, nämlich in der Tropfengröße des Waschwassers bzw. des wäßrigen Sprühmittels und in der Verweilzeit. Durch die äußerst kleine Tröpfchengröße wird eine wesentliche Vergrößerung der Kontaktoberfläche und damit verbunden eine längere Verweilzeit sichergestellt Auf diese Weise wird erreicht, daß der Behandlungsraum verkleinert und damit die gesamte Anlage gedrängter gebaut werden kann. Durch die erfindungsgemäße Versprühung wird neben den obengenannten Vorteilen auch noch die Anzahl der Tropfen erhöht, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Kontakts zwischen Tropfen und Geruchsmolekülen oder Geruchspartikeln um ein Vielfaches gesteigert wird. Es wurde gefunden, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die Wahrscheinlichkeit, daß Geruchsteilchen eines zu reinigenden Gases auf Tropfen der Reinigungslösung treffen, etwa lOftna] größer ist als bei den herkömmlichen und allgemein angewandten Verfahren. Durch die bessere Wirksamkeit des Reinigungsverfahrens ist es möglich, sehr intensiv und übel riechende Gase oder Dämpfe, die aus verschiedenen Industrieanlagen, beispielsweise Schmelzanlagen zum Ausschmelzen von Fetten, in einer Weise von Geruchsstoffen befreit werden, wie es bisher nichl möglich war. Die warmen Dämpfe treten tangential in den Oberteil des Kessels ein und der gewaschene Dampf verläßt den Boden des Kessels ebenfalls tangential. Während des Waschvorgangs werden die Dämpfe leicht gekühlt und neigen dazu, zu sinken. Das Ergebnis bt, daß die heißen Gase, die oben in den Turm gelangen, nicht dem Waschvorgang ausweichen, da sie zu leicht sind und daher eher im oberen Teil des Turmes verbleiben, bis sie durch die Berührung mit den Tröpfchen abgekühlt und dadurch dichter und schwerer geworden sind. Im wesentlichen werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die gesamten kondensierbaren Fraktionen der ausgestoßenen Dämpfe vor jeder chemischen Behandlung kondensiert, die unkondensierten Dämpfe werden in einem nicht gepackten Berieselungsturm behandelt, wobei sehr feine Tröpfchen chemischer Reaktionsteilnehmer mit einem großen Oberflächen-zu-VoIumen-Verhältnis verwendet wild. Die Reaktionszeit im Berieselungsturm für die die Geruchsstoffe enthaltenden Dämpfe ist relativ lang. Die unkondensierten Dämpfe werden in den oberen Bereich des Berieselungsturmes eingeführt und die behandelten Dämpfe vom Boden des Turmes abgezogen, wobei eine Pumpe oder ein Gebläse verwendet werden kann. Um den Taupunkt zu senken, kann durch einen Einlaß von außen Luft eingeführt werden, und zwar an der Stelle, an der die behandelten Dämpfe aus dem Berieselungsturm austreten. Der Berieselungsturm selbst weist einen sehr geringen Druckabfall auf, seine Verschmutzung ist wesentlich verringert und er besteht aus einem relativ !eichten glasfaserverstärkten Harz, der auf einem Dach mit jeweils nur geringfügigen Änderungen der Bauart aufgestellt werden kann.

Die ausströmenden Dämpfe werden zunächst durch einen Kühler bzw. Kondensator geleitet und dann werden die nichtkondensierten Anteile, die die übelriechenden Bestandteile enthalten, von oben in einen Berieselungsturm eingeführt, wo sie mit extrem fein verteilten Tröpfchen einer reaktionsfähigen chemischen Chemikalie, beispielsweise einem Oxydationsmittel, wie NaOCl in Lösung, in Berührung gebracht werden. Die Geruchsstoffe werden in harmlose Stoffe umgewandelt und vom Boden des Turmes abgezogen. In die Auslaßleitung kann Luft von außen zugeführt werden, um den Taupunkt der ausströmenden Dämpfe zu senken.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung

dargestellten schematischen Diagramms des Verfahrensablaufs näher erläutert

Aus einem Kocher 1, wie er bei Ausschmelzverfahren verwendet wird, z. B. in einem heißkontinuierlichen Ausschmelzverfahren nicht genießbarer Fette, werden Dämpfe durch eine Leitung 2 in einen Kühler oder Kondensator 3 geleitet, der aus einem Standardgehäuse und Rohr aus korrosionsfestem Stahl besteht Kühlwasser wird durch eine Leitung 4 eingeleitet und durch die Leitung 5 als erwärmtes Wasser abgeleitet, das anderswo in der Anlage als Arbeitswasser weiterverwendet werden kann. Kondensierte Flüssigkeiten werden durch die Leitung 6 abgezogen, um verworfen oder weiterbehandelt zu werden. Etwa 80 bis 85% der gesamten Dämpfe kondensieren, wodurch das weiterzubehandelnde Gasvolumen verringert wird und das Abziehen der Dämpfe aus dem Kocher und Einführen in den Kondensator erleichtert wird.

Die nicht kondensierten Dämpfe, die die übelriechenden Bestandteile enthalten, werden durch die Leitung 7 in den oberen Teil eines Berieseiungsiurmes S geführt Die Leitung 7 mündet tangential in den Berieselungsturm 8, so daß die eintretenden Dämpfe spiralförmig bewegt werden. Im oberen Teil des Berieselungsturmes sind eine Vielzahl von Ultraschall-Sprühdüsen 9 angeordnet, die durch die Leitung 10 mit Druckluft gespeist werden. Durch die Leitung 12 wird aus 11 den Sprühdüsen 9 ferner eine wäßrige Lösung aus NaOCI als Oxydationsmittel zugeführt Die Anzahl der Sprühdüsen kann je nach Erfordernis gewählt werden. Es wurde gefunden, daß in einem 4,27-m-Turm mit einem Durchmesser von 3,05 m fünf Spriihdüsen gut arbeiten. Ultraschall-Sprühdüsen sind bekannt und beispielsweise in der US-PS 25 32 554 beschrieben.

Um übelriechende Geruchsstoffe aus Dämpfen, die von Ausschmelzkühlanlagen herrühren, zu entfernen, wurden bisher die Gase mit Wasser gewaschen und mit Säuren, Basen und Oxydationsmitteln, wie KMnO*, chemisch behandelt Es wurde nun gefunden, daß Natriumhypochlorit, NaOCl, in wäßriger Lösung und in einer Konzentration von etwa 10 ppm bis zu 50 000 ppm (einer 5%igen Lösung), vorzugsweise von etwa 100 ppm bis zu 500 ppm, insbesondere etwa 200 ppm zur Verwendung in Berieselungstürmen

Tabelle

besonders zweckmäßig ist, da es leicht erhältlich und ein sehr wirksames chemisches Oxydationsmittel ist. Eine Konzentration von 200 ppn. wird im allgemeinen bevorzugt, da bei einer höheren Konzentration der Chlorgeruch bemerkbar wird. Es können auch andere Oxydationsmittel verwendet werden, beispielsweise KMnO₄ oder H₂O₂. Der Nachteil von KMnO₄ ist, daß ein dunkler Niederschlag aus MnO₂ gebildet wird. Falls erwünscht können auch andere, aus dem Stand der Technik bekannte Reagenzien verwendet werden, nämlich Säuren, wie HCI oder H₂SO₄ oder Basen, wie NaOH und dergleichen.

Gereinigte Dämpfe werden tangential durch die Leitung 13 mittels einer Pumpe oder eines Gebläses 14 durch Sog abgezogen und durch die Leitung 15 entfernt. Außenluft mit einem relativ niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt kann durch die Leitung 16 und über das Ventil 17 in die gereinigten Dämpfe eingeleitet werden, um den Taupunkt der Dämpfe zu senken, die am Boden des Berieselungsturmes im wesentlich λ mit Wasser gesättigt sind. Flüssigkeiten werden aus d?m Berieselungsturm durch die Abzugsleitung 18 ausgelassen und können verworfen oder filtriert und auf den gewünschten NaOCl-Gehalt eingestellt und in an sich bekannter Weise wieder in den Arbeitsprozeß zurückgeführt werden.

Zu den Verbindungen, die zu den unangenehmen Gerüchen der Dämpfe aus dem Kühler beitragen, gehören Methyl-, Methyldiäthyl- und Propylsulfide, Amine, wie Trimethyl-, Butyl-, Dimethylamin, Chinolin und Methylpyridin, sowie C₄-C₇-Aldehyde, Ketone und Alkohole. Alle diese Verbindungen reagieren mit einem starken Oxydationsmittel, wie einer NaOCl-Waschlösung.

Die durch die Sprühdüse ausgesprühten NaOCI-Tröpfchen haben einen Durchmesser von bis zu 10 μ. Durch so ferne Tröpfchen wird das Verhältnis von Oberflächenbereich zu Volumen optimiert. Durch die Zeit die erforderlich ist daß die feinen Tröpfchen ungehindert die gesamte Länge des Berieselungsturmes durchqueren, wird eine entsprechende Verweilzeit sichergestellt

Die folgende Tabelle zeigt die relative Wirkung der Tropfengröße:

Durchmesser der Tröpfchen in μ 4

200

400

Vol. (mm¹)
Relativ. Vol.
Anzahl Tröpfchen/1
Bereich (mm²)

Gesamtbereich in I Lit.
NaOCI-I.ös. (mm²)

LeistungskoefT.

(Bereich : Vol.)

(Verh. von Tröpfchen von

400 μ Durchmesser,

Tröpfchen als I genommen)

3.3 ·	10 °	5.23 · 10 ⁷	41,366 ■ 10 ⁷	335,000 ■ 10
0.07		1	8000	64,000
30 ·	IO¹³	2 · IO¹²	2 · 10*	3 · !0"
50 ·	10 "	3.14 ■ 10"⁴	1256 · iO ⁴	5000 · 10 ⁴
15 ·	10^s	6· 10^s	0.25 · 10^?	0.015 · H)"

1000

24

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die sehr feinverteilten Ultraschall-Tröpfchen aus NaOCl-Lösung sehr viel wirksamer sind als herkömmliche Sprühtröpfchen, wie sie in üblichen Berieselungstürmen verwendet werden, wo der Durchmesser der Tröpfchen etwa 400 μ beträgt.

Die Reaktionszeit der Tröpfchen im Berieselungsturm liegt bei 60 Sekunden für den DampffluB aus einem Kessel (1). So würden beispielsweise 28,32 mVMin. aus einem Kocher durch einen 32,12 m³ Berieselungsturm strömen. Wenn die Dämpfe von drei Kesseln durchgeleitet würden, betrüge die Reaktionszeit 20 Sek. Verglichen mit der Reaktionszeit in vielen bekannten Füllkörpersäulen, die in zehntel Sekunden gerechnet werden, ist das eine sehr viel längere Dauer. Der Multiplikator zusammen mit dem großen Leistungskoeffizienten ergibt ein verbessertes Gesamtleistungsvermögen, das 4000- bis 40 000maI über den handelsüblichen Systemen liegt.

Wenn das Gebläse nach dem Entfernen der kondensierbaren Stoffe und im Falle einer einzigen verbleibenden, zu befördernden Fraktion des Gesamtdampfes stromabwärts des Berieselungsturmes angeordnet wird, wird die erforderliche PS-Leistung, verglichen mit den bekannten Verfahren, wesentlich verringert. Es wurde gefunden, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren für ein kleines Gebläse ein 10-PS-Antrieb ausreicht, um einen Dampfstrom von 31/15 mV Min. zu behandeln.

Wenn durch die Leitung 16 in das austretende Gas in der Leitung 13 von außen Trockenluft eingeblasen wird, wirkt diese als ein einfacher Nebelabscheider. Im Winter kann Zimmertemperatur aufweisende Luft eingeführt werden, um ein Zufrieren zu vermeiden. Das Gemisch aus Trocknungsluft mit im wesentlichen mit Wasser gesättigten Dämpfen aus dem Berieselungsturm kann auf eine niedrigere relative Feuchtigkeit eingestellt werden, wodurch eine gewisse Kontrolle der Feuchtigkeitssäule im Auslaß möglich ist.

Wie oben erwähnt, treten die warmen Dämpfe tangential in den Oberteil des Kessels ein und der gewaschene Dampf verläßt den Boden des Kessels ebenfalls tangential. Während des Waschvorganges werden die Dämpfe leicht gekühlt und neigen dazu, zu sinken. Das Ergebnis ist, daß die heißen Gase, die oben in den Turm gelangen, nicht dem Waschvorgang ausweichen, da sie zu leicht sind und daher eher im oberen Teii des Turmes verbleiben, bis sie durch die Berührung mit den Tröpfchen abgekühlt und dadurch dichter und schwerer geworden sind.

IIkt/u 1 Mhiii

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Dämpfen, wobei die Dämpfe zunächst gekühlt, die kondensierten Bestandteile ausgeschieden und die nicht kondensierten Bestandteile in einer Sprühbehandlungszone mit einer wäßrigen Reagenslösung behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung in den oberen Teil der Sprühbehandlungszone in Form von Tröpfchen mit einer Größe von höchstens 10 μ eingesprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe tangential in die Sprühbehandlungszone eingeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe über eine Auslaßleitung aus der Sprühbehandlungszone abgesaugt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reagenslösung eine wäßrige Lösung eines Oxydationsmittels eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Reagenslösung eine wäßrige NaOCl-Lösung in einer Konzentration von 10 ppm bis 50 000 ppm, insbesondere 200 ppm, eingesetzt wird.