DE3010781A1

DE3010781A1 - Combustible components adsorbed from gas mixt. - after making inert by raising combustible gas concn. above upper explosion limit

Info

Publication number: DE3010781A1
Application number: DE19803010781
Authority: DE
Inventors: Irawan Ing.(grad.) 5160 Düren Abidin; Horst Dipl.-Ing. Weyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-20
Filing date: 1980-03-20
Publication date: 1981-10-01

Abstract

A method of adsorptive removal of combustible constituents from gas mixts. consists of rendering the mixt. inert before it is treated by the further addn. of a combustible gas. Pref. the total concn. of combustible gases is raised to least 50% above the upper explosion limit. In a variant, additional components are added to raise the combustible gas concentration to this level. Pref. before each operation the adsorber bed is flushed through with a combustible gas. Whereas in prior art methods of rendering the mixt. inert before removing the combustible constituents, it was the practice to dilute with air to lower the concn. to below the lower explosion limit, the new method operates in the opposite direction by raising it to above the upper explosion limit. This results in a considerable redn. in the quantity to be treated and consequently in the size of the adsorber bed required.

Description

Verfahren zur adsorptiven Entfernung von brennbarenProcess for the adsorptive removal of combustible

Komponenten aus Gasgemischen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur adsorptiven Entfernung von brennbaren Komponenten aus Gasgemischen.Components from gas mixtures The invention relates to a method for the adsorptive removal of flammable components from gas mixtures.

Es ist bekannt, gas- bzw. dampfförmige Komponenten aus Gasgemischen durch Adsorption zu entfernen. Falls die Gemische oxydierbare, also brennbare Komponenten enthalten, muß mit unkontrollierten Zündungen gerechnet werden. In Rohrleitungen bzw. Behältern besteht somit die Gefahr von Explosionen oder gar Detonationen. Dies ist z.B. gegeben bei der Handhabung von kohlenwasserstoffhaltiger Abluft.It is known to use gaseous or vaporous components from gas mixtures to be removed by adsorption. If the mixture is oxidizable, i.e. combustible components contain, uncontrolled ignitions must be expected. In pipelines or containers there is therefore a risk of explosions or even detonations. this is given e.g. when handling exhaust air containing hydrocarbons.

0. Rentz beschreibt in dem Aufsatz Die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes emissionsminderder Maßnahmen in der lösungsmittelverarbeitenden Industrie unter besonderer Berücksichtigung von Nachverbrennungsanlagen" (Schriftenreihe Luftreinhaltung Heft 10, 4. Symposium Branchenspezifische Emissionen", R.Oldenbourg Verlag, München Wien), die adsorptive Gasreinigung nach dem sog. ADSOX-Verfahren. Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine Kombination von Adsorption und Verbrennung. Das Gasgemisch wird dabei im ursprünglichen Zustand über das Adsorptionsmittel geführt. Einer weiteren Behandlung wird das Gasgemisch nicht unterzogen. Nach erfolgter Beladung des Adsorptionsmittels werden in einem Regenerationsschritt die adsorbierten Stoffe ausgetrieben und konzentriert einer Nachverbrennung zugeführt, die dann weitgehend autotherm betrieben werden kann. Voraussetzung für dieses Verfahren ist die Zündunfähigkeit (Konzentration der brennbaren Komponenten außerhalb des Explosionsbereiches) des zu behandelnden Gasgemisches.0. Rentz describes in the essay the economic efficiency of use emission-reducing measures in the solvent processing industry special consideration of post-combustion plants "(series of publications on air pollution control Issue 10, 4th Symposium Sector-Specific Emissions ", R.Oldenbourg Verlag, Munich Vienna), the adsorptive gas cleaning according to the so-called ADSOX process. In this procedure it is a combination of adsorption and combustion. The gas mixture is passed over the adsorbent in its original state. Another The gas mixture is not subjected to treatment. After loading the adsorbent the adsorbed substances are expelled and concentrated in a regeneration step fed to an afterburning, which are then operated largely autothermally can. The prerequisite for this process is the inability to ignite (concentration of the combustible components outside the explosion area) of the Gas mixture.

Ist ein Gasgemisch jedoch zündfähig, wird bis heute die adsorptive Behandlung erst nach einer Vorbehandlung im Sinne einer Inertisierung vorgenommen. Ein Beispiel hierfür ist das SUPERSORBON-Verfahren - siehe Lurgi Schnellinformation T 1320/4. 79 - Lurgi Umwelt und Chemotechnik GmbH, Frankfurt, s. 6 - 11. Dabei wird das Gasgemisch mit Luft soweit abgemagert, daß die Brenngaskonzentrationen mindestens 50 ffi unterhalb der unteren Explosionsgrenze (UEG)liegen.If a gas mixture is ignitable, however, it is still adsorptive Treatment only carried out after pre-treatment in the sense of inerting. An example of this is the SUPERSORBON process - see Lurgi quick information T 1320/4. 79 - Lurgi Umwelt und Chemotechnik GmbH, Frankfurt, pp. 6-11 the gas mixture with air is so lean that the fuel gas concentrations are at least 50 ffi below the lower explosion limit (LEL).

Bei kohlenwasserstoffhaltiger Abluft, wie sie bei den Verladevorgängen in Mineralölraffinerien anfällt, bedeutet dies, daß z.B. aus einer ursprünglichen Abluftmenge von ca. 1000 Nm3/h durch Luftzumischung eine Abluftmenge bis zu ca. 50000 Nm3/h wird. Die Anlage wird entsprechend aufwendig.In the case of exhaust air containing hydrocarbons, as is the case during the loading processes is obtained in mineral oil refineries, this means that, for example, from an original Exhaust air volume of approx. 1000 Nm3 / h by adding air an exhaust air volume of up to approx. 50000 Nm3 / h. The system is correspondingly complex.

Die Erfindung löst die Aufgabe, die durch Vorbehandlung für die adsorptive Behandlung von Gasgemischen mit möglicher Zündfähigkeit entstehenden, zu behandelnden Abgasmengen möglichst klein zu halten. Dies wird dadurch erreicht, daß das Gasgemisch vor der Behandlung durch Zugabe eines Brenngases inertisiert wird. Die Brenngaskonzentration wird demnach so eingestellt, daß die Gesamtkonzentration z.B.The invention solves the problem by pretreatment for the adsorptive Treatment of gas mixtures with possible ignitability resulting to be treated To keep exhaust gas quantities as small as possible. This is achieved in that the gas mixture is rendered inert before treatment by adding a fuel gas. The fuel gas concentration is therefore adjusted so that the total concentration e.g.

mindestens oberhalb der oberen Explosionsgrenze (OEG) liegt.is at least above the upper explosion limit (UEL).

Hierfür werden Brenngas und Adsorbermaterial vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, daß im Adsorberbett das Brenngas nicht oder nur unwesentlich adsorbiert wird. Eine geeignete Kombination ist z.B. Methan und Aktivkohle. Durch Vorspülen des Adsorberbettes mit Brenngas wird eine mögliche Temperaturerhöhung während der eigentlichen Beladungsphase auf ein Minimum beschränkt, so daß die Aufnahmefähigkeit des Adsorptionsmittels unwesentlich beeinträchtigt wird.For this purpose, fuel gas and adsorber material are preferably one on top of the other matched that the fuel gas is not or only slightly adsorbed in the adsorber bed will. A suitable combination is e.g. methane and activated carbon. By pre-rinsing of the adsorber bed with fuel gas is a possible temperature increase during the actual loading phase limited to a minimum, so that the absorption capacity of the adsorbent is negligibly affected.

Bei dem vorgenannten Beispiel beträgt dann die zu behandelnde Abluftmenge (ursprünglich 1000 Nm3/h) statt ca. 50000 Nm3/h nur ca. 1300 Nm3/h. Eine entsprechende Gesamtanlage besteht dann z. B. aus den Gruppen Inertisierung, Adsorption und Nachbehandlung wie z.B. Nachverbrennung mit Dampferzeugung.In the above example, the amount of exhaust air to be treated is then (originally 1000 Nm3 / h) instead of approx. 50,000 Nm3 / h only approx. 1300 Nm3 / h. A corresponding The entire system then consists of B. from the groups inerting, adsorption and aftertreatment such as afterburning with steam generation.

Bei der hier betrachteten Kombination Adsorption und Verbrennung muß unter dem Aspekt des Umweltschutzes (Einhaltung von TA-Luft) nicht soweit wie möglich adsorbiert werden, damit der nachgeschalteten Verbrennungsanlage der TA-Luft entsprechende, maximale Restschadstoffgehalte eingehalten werden. Somit kann hier die Adsorption allein unter dem Aspekt der optimalen Produktrückgewinnung ausgelegt werden.In the combination considered here, adsorption and combustion must under the aspect of environmental protection (compliance with TA-Luft) not as far as possible adsorbed so that the downstream incineration plant of the TA-Luft maximum residual pollutant levels are observed. So here the adsorption designed solely under the aspect of optimal product recovery.

In der Zeichnung ist als Blockschema eine Anlage nach obigen Beispiel dargestellt.In the drawing, a system according to the above example is shown as a block diagram shown.

Das Kohlenwasserstoff/Luft-Gemisch aus den Verladearmen tritt bei 1 ein; hier wird ferner Erdgas eingespeist.The hydrocarbon / air mixture from the loading arms joins 1 a; natural gas is also fed in here.

Das Gemisch durchläuft einen vorgespülten Adsorber 2, während der Adsorber 5 regeneriert wird, oder umgekehrt. Nachgeschaltet sind einerseits ein Kondensator 4 mit Kühlwasserzulauf 5 und ein Abscheider 6, der in je eine Ableitung für Abwasser 7 und für flüssigen Kohlenwasserstoff 8 mündet, und andererseits eine Verbrennungsanlage. Diese wird gespeist mit Erdgas/ Alternativ-Brennstoff 9, der mit der Verbrennungsluft 10 in einer Brennkammer 11 eintritt. Die Wärme wird einem Dampfkessel 12 zugeführt, der mit Speisewasser-(Kondensat) 13 versorgt wird und Sattdampf 14 von z.B. 19 bar abgibt.The mixture passes through a pre-purged adsorber 2, during the Adsorber 5 is regenerated, or vice versa. Downstream are on the one hand a Condenser 4 with cooling water inlet 5 and a separator 6, each in a discharge line for sewage 7 and for liquid hydrocarbon 8 opens, and on the other hand one Incinerator. This is fed with natural gas / alternative fuel 9, the enters a combustion chamber 11 with the combustion air 10. The warmth becomes one Steam boiler 12 supplied, which is supplied with feed water (condensate) 13 and Gives off saturated steam 14 of e.g. 19 bar.

ueber einen Druckreduzierer 15 ist der Dampfkessel mit den Adsorbern 2,3 verbindbar. Das Reingas verläßt den Dampfkessel 12 über die Leitung 16.The steam boiler with the adsorbers is via a pressure reducer 15 2.3 connectable. The clean gas leaves the steam boiler 12 via line 16.

Claims

Claims 1. A method for the adsorptive removal of combustible Components from gas mixtures, characterized in that the gas mixture before the Treatment is rendered inert by adding a fuel gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fuel gas concentration to a total concentration of at least 50% above the upper explosion limit is set.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Fuel gas concentration by the additional component to at least 50% above the upper explosion limit is set.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the adsorber bed is pre-purged prior to each operation by adding a fuel gas directly will.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the additionally added fuel gas is not or only insignificantly through the adsorption system is adsorbed.