-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
-
zur Wiedergewinnung von Lösungsmitteln, die aus Lösungsmitteldämpfe
enthaltender Abluft an einem Adsorptionsmittel adsorbiert sind, wobei das Adsorptionsmittel
mit einem heißen Desorptionsmedium behandelt und die Lösungsmitteldämpfe aus dem
Desorptionsmedium auskondensiert werden.
-
Derartige Verfahren und Anlage sind bekannt (vgl. z.B.
-
Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, 4. Auflage, 1972, Band
2, Seite 613).
-
Das bekannteste Verfahren zur tösungsmittelrückgewinnung arbeitet
mit körniger Aktivkohle im Festbett in Vertikal-oder Horizontaladsorbern. Die Kohle
wird mit Wasserdampf als Desorptionsmedium regeneriert, der entgegen der Beladerichtung
durch den Adsorber fließt. Nach der Behandlung mit dem heißen Dampf wird der Adsorber
mit Luft getrocknet und gekühlt. Zum Kühlen kann man auch die Lösungsmiffeldämpfe
enthaltende Abluft verwenden, d.h. den Vorgang des Trocknens und Kühlens mit der
Beladung koppeln.
-
Die Desorption des Adsorptionsmittels mit Dampf hat jedoch gewisse
Nachteile.
-
Einmal kann die zur Erzeugung des Dampfes erforderliche Energie nicht
mehr wiedergewonnen werden Weitere Energie in Form von Warmluft wird für die Trocknung
des Adsorptionsmittels benötigt, wobei gewisse Adsorptionsmittel, wie Kieselgel
oder Molekularsiebe, überhaupt sehr schwer zu trocknen sind. Bei Verwendung von
Aktivkohle als Adsorptionsmittel darf die Trocknungsluft nicht zu heiß sein, damit
eine Selbstentzündung der Aktivkohle bzw. der daran noch adsorbierten Lösungsmittelreste
vermieden wird. Auf der anderen Seite wird bei Verwendung von verhältnismäßig kühler
Luft die erforderliche Trocknungszeit verlängert.
-
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die wiedergewonnenen Lösungsmittel
von dem als Desorptionsmedium verwendeten Dampf getrennt werden müssen, was verhältnismäßig
schwierig ist, wenn die Lösungsmittel wasserlöslich sind und ihre Siedepunkte in
der Nähe des Siedepunktes des Wassers liegen. In diesem Fall ist zur Trennung eine
aufwendige Rektifizieranlage erforderlich.
-
Ferner können gewisse Lösungsmittel, gegebenenfalls aufgrund der katalytischen
Wirkung des Adsorptionsmittels mit Wasserdampf bzw. mit der heißen Trocknungsluft
reagieren, wobei z.B. im Falle der Chlorkohlenwasserstoffe Salzsäure frei wird,
die Korrosionen in der Anlage hervorruft.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der vorstehend definierten Gattung zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe die
Lösungsmittel auf eine einfache und leicht steuerbare Weise und ohne Zersetzungserscheinungen
desorbiert und vom Desorptionsmedium getrennt werden können.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren Est dadurch gekennzeichnet, daß man
nach Verdrängung der das Adsorptionsmittel umgebenden Abluft als Desorptionsmedium
einen heißen, an Lösungsmittelfämpfen armen Inertgasstrom abwechselnd durch zwei
mit Lösungsmittel beladene Adsorptionsmittelchargen leitet, die durch den Inertgasstrom
aufgenommenen Lösungsmitteldämpfe durch Abkühlung auskondensiert, das Lösungsmittelkondensat
abtrennt und den an Lösungsmitteldämpfen armen Inertgasstrom nach erneuter Erwärmung
wieder zur Desorption verwendet, wobei man die jeweils infolge Desorption an Lösungsmittel
verarmte Adsorptionsmittelcharge aus dem Inertgaskreislauf herausnimmt und wieder
mit Lösungsmittel aus der mit Lösungsmitteldämpfen beladenen kalten Abluft belädt.
-
Die erfindungsgemäße #t#~######ia#ht durch #..g:e#n###cne zwei Adsorptionsmittelgefäße,
von denen abwechselnd das eine, dessen Adsorptionsmittel mit Lösungsmittel beladen
ist, in dem an Lösungsmitteldämpfen armen Inertgaskreislauf eingeschaltet ist und
das andere, dessen Adsorptionsmittel an Lösungsmittel verarmt ist, aus dem Inertgaskreislauf
ausgeschaltet und in einem mit Lösungsmitteldämpfen beladenen kalten Abluftstrom
eingeschaltet ist; eine mit der Ableitung des einen Adsorptionsmittelgefäßes verbundene
Kühleinrichtung mit nachgeschalteten Lösungsmittelabscheider zur Entfernung der
nach dem einen Adsorptionsmittelgefäß im Inertgasstrom enthaltenen Lösungsmitteldämpfe;
und eine dem Lösungsmittelabscheider nachgeschaltete und mit der Zuleitung zu dem
einen Adsorptionsmittelgefäß verbundene Einrichtung zum Wiedererwärmen des abgekühlten,
an Lösungsmitteldämpfen armen Inertgasstromes.
-
Die erfindungsgemäße Wiedergewinnung von Lösungsmitteln kann in verschiedenen
Industriezweigen angewendet werden, z.B. in der Druckerei- und Papierindustrie,
in der Lackier- und Verpackungsindustrie, in der Kunstfaserindustrie, Sprengstoffindustrie,
Folienindustrie, Kunstlederindustrie sowie in der Gummi- und Asbestindustrie.
-
Lösungsmittel, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergewonnen
werden'können, sind beispielsweise solche auf der Basis von flüssigen Kohlenwasserstoffen,
Halogenkohlenwasserstoffen, Alkoholen, Athern, Ketonen, Estern und dergl.
-
Neben diesen Lösungsmitteln im eigentlichen Sinn können mit Hilfe
des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Substanzen aus der Luft bzw. aus anderen Gasen
entfernt werden,die in erster Linie als Schadstoffe anzusprechen sind bzw. Geruchsbelästigungen
hervorrufen. Manche dieser Stoffe, z.B. gewisse Schwefelverbindungen, wie Mercaptane,
können zwar hicht als Lösungsmittel verwendet werden; sie können aber auf andere
Weise,.z.B. als Ausgangs- oder Zwischenprodukte für chemische Synthesen, genutzt
werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit den unterschiedlichsten Adsorptionsmitteln
durchgeführt werden. In erster Linie wird als Adsorptionsmittel Aktivkohle verwendet.
Daneben können aber auch andere Adsorptionsmittel, wie Kieselgel und Molekularsiebe,
verwendet werden, die nach dem bekannten Wasserdampf-
Desorptionsverfahren
überhaupt nicht bzw. nur schwierig regeneriert werden können. Da das Inertgas erfindungsgemäß
im Kreislauf geführt und bei der Abkühlung nicht nur die Lösungsmitteldämpfe, sondern
auch der mit der Abluft eingeschleppte Wasserdampf auskondensiert werden, steht
zur Desorption und zur Regenerierung des Adsorptionsmittels immer ein trockener
Inertgasstrom zur Verfügung, so daß das Adsorptionsvermögen des Adsorptionsmittels
nicht durch eine Anreicherung von Wasserdampf beeinträchtigt wird. Auch Substanzen,
die in Gegenwart von Wasser korrodierend wirken, wie Chlorwasserstoff, sind weit
weniger wirksam, wenn sie in einem trockenen Inertgasstrom enthalten sind und bei
jedem Durchlauf des Inertgasstromes auskondensiert werden.
-
Als Inertgas verwendet man vor#zugsweise Stickstoff oder Kohlendioxid.
Man kann aber auch den Sauerstoffgehalt von Luft durch Zumischen eines Inertgases
soweit herabsetzen, daß die Entzündungsgrenze der Lösungsmitteldämpfe nicht mehr
erreicht wird. In gewissen Fällen ist es auch möglich, Verbrennungsabgase mit einem
niedrigensauerstoffge halt als Inertgas zu verwenden. Der zulässige Sauerstoffgehalt
des Inertgases hängt u.a. von der Konzentration und der Art des Lösungsmitteldampfes
ab. So ist beispielsweise die Entzündungsgefahr bei niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen
und Äthern größer als bei Halogenkohlenwasserstoffen. Die Entzündungseigenschaften
verschiedener Lösungsmitteldämpfe sind aber bekannt, und/<8nnen die zulässigen
Lösungsmitteldampfkonzentrationen und Sauerstoffgehalte aus der Literatur entnommen
bzw. durch einfache Versuche festgestellt werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch einen verhältnismäßig
niedrigen Energieverbrauch aus, was darauf beruht, daß dem Inertgas im Gegensatz
zu dem bisher als Desorptionsmedium verwendeten Wasserdampf keine Verdampfungswärme
zugeführt werden muß.
-
Der Inertgaskreislauf kann im wesentlichen bei Normaldruck betrieben
werden, d.h. es braucht im Inertgaskreislauf lediglich ein Gebläse vorgesehen zu
sein, um die Strömungswiderstände der einzelnen Anlagenteile zu überwinden. Eine
weitere Verbesserung der Energiebilanz kann jedoch dadurch erzielt werden, daß man
den mit Lösungsmittel beladenen Inertgasstrom, gegebenenfalls nach einer Vorkühlung,
komprimiert und in einer Entspannungsturbine unter Arbeitsleistung abkühlt.
-
Die Kondensation der Lösungsmitteldämpfe durch Expansion eines komprimierten
Inertgasstromes ermöglicht auch die Verwendung von kompakteren Wärmeaustauschern.
-
Die Verdichtung des mit Lösungsmitteldämpfen beladenen Inertgasstromes
kann in mehreren Stufen erfolgen, wobei zwischen den einzelnen Verdichterstufen
Kühler bzw. Wärmeaustauscher angeordnet sein können. Die Entspannungsturbine kann
unmittelbar mechanisch mit einem der Verdichter gekoppelt sein, während der bzw.
die anderen Verdichter mit einer äußeren Arbeitsmaschine, z.B. einem Elektromotor,
gekoppelt sein können. Der mit Lösungsmitteldämpfen beladene Inertgasstrom kühlt
sich in der Entspannungsturbine unter Arbeitsleistung sehr stark ab, wodurch die
Lösungsmitteldämpfe praktisch vollständig auskondensieren und in einem Lösungsmittelabscheider
abgeschieden werden können. Der abgekühlte, an Lösungsmitteldämpfen arme Inertgasstrom
kann zur indirekten Kühlung des mit Lösungsmitteldämpfen beladenen komprimierten
Inertgasstromes verwendet werden, was apparativ dadurch gelöst wird, daß zwischen
dem letzten Verdichter und der Entspannungsturbine in den mit Lösungsmitteldämpfen
beladenen Inertgasstrom ein Wärmeaustauscher eingeschaltet wird, der von den kalten,
an Lösungsmitteldämpfen armen Inertgasstrom durchströmt wird. Auf diese Weise wird
einerseits die erforderliche Abkühlung des mit Lösungsmitteldämpfen beladenen Inertgasstromes
nach der Entspannung erzielt; andererseits wird der an Lösungsmitteldämpfen arme
Inertgasstrom wieder aufgewärmt. Eine weitere Aufwärmung dieses Inertgasstromes
auf die zur Desorption des an dem Adsorptionsmittel adsorbierten Lösungsmittels
erforderliche Temperatur erfolgt mit
Hilfe eines Heizregisters.
-
Mit Hilfe der Erfindung ist eine einfache Steuerung des Beladungs-und
Desorptionsprozesses möglich, d.h. das Verfahren arbeitet ohne Unterbrechung des
Betriebsablaufes praktisch kontinuierlich.
-
Um zu vermeiden, daß in der Beladungsphase die Kapazität der jeweiligen
Adsorptionsmittelchargen überschritten wird, wird in dieser Phase zweckmäßig die
Lösungsmitteldampfkonzentration in der durch die Adsorptionsmittelcharge gegangenen
Abluft gemessen, worauf die Desorptionsphase nach Erreichen eines vorgegebenen Konzentrationswertes
eingeleitet wird. Auf diese Weise wird der Durchbruch von Lösungsmitteldämpfen verhindert,
so daß immer gereinigte Abluft in die Atmosphäre gelangt Die Lösungsmitteldampfkonzentration
kann mit Hilfe von Lösungsmitteldampf-Detektoren gemessen werden; ein solcher Detektor
kann im einfachsten Fall eine Kühlfalle sein, in welcher sich der Durchbruch des
Lösungsmitteldampfes durch Kondensatbildung bemerkbar macht.
-
Ferner kann der Durchbruch der Lösungsmitteldämpfe spektroskopisch
festgestellt werden. Die Lösungsmitteldampf-Detektoren können mit Organen zur Steuerung
von Umschaltventilen bzw.
-
mit Schalteinrichtungen versehen sein, die nach dem Umschalten der
Ventile auf Desorption eine Aufheizung des Inertgasstromes bewirken.
-
Da beim Umschalten von Adsorption (Beladung) auf Desorption verhindert
werden muß, daß die mit dem Adsorptionsmittel in Berührung stehende Abluft in den
Inertgaskreislauf gelangt, mißt man zu Beginn der Desorptionsphase die Sauerstoffkonzentration
des mit Abluft verunreinigten Inertgasstromes und schaltet die Adsorptionsmittelcharge
erst nach Unterschreitung der maximal zulässigen Sauerstoffkonzentration wieder
in den Inertgaskreislauf ein.
-
Da der mit Abluft verunreinigte Inertgasstrom, dessen Sauerstoffkonzentration
noch über dem maximal zulässigen Wert liegt, noch Lösungsmitteldämpfe enthält, wird
er zweckmäßig nicht in die Atmosphäre geleitet, sondern in die andere, an Lösungsmittel
verarmte Adsorptionsmittelcharge.
-
Zu diesem Zweck ist das eine Adsorptionsmittelgefäß mit einer zu dem
anderen Adsorptionsmittelgefäß führenden Ableitung versehen, durch die zu Beginn
der Desorptionsphase ein Teil des mit der Abluft verunreinigten, Lösungsmitteldämpfe
enthaltenden Inertgaskreislaufstromes in das andere Adsorptionsmittelgefäß geleitet
wird. Dort werden die Lösungsmitteldämpfe adsorbiert, und das Gasgemisch wird in
die Atmosphäre abgeleitet.
-
Zur Messung der Sauerstoffkonzentration in der Abluft bzw.
-
in dem mit Abluft verunreinigten Inertgas sind in den Ableitungen
der Adsorptionsmittelgefä-Be Sauerstoff-Detektoren vorgesehen, die Organen zur Steuerung
von Umschaltventilen bzw. mit Schalteinrichtungen versehen sein können, mit deren
Hilfe die. Aufheizung bzw. Abkühlung der Adsorptionsmittelchargen und damit der
Abluft bzw. des Inertgasstromes bewerkstelligt wird.
-
Durch die Verdrängung der das Adsorptionsmittel umgebenden Abluft
(Inertgasspülung oder Inertisierung des Adsorptionsmittelgefäßes) entstehen Inertgasverluste,
die zweckmäßig durch Einspeisung von trockenem Inertgas in den Inertgaskreislauf
ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck kann eine Inertgasquelle, z.B. ein Druckbehälter
mit Stickstoff, in die Inert#gasleitung eingeschaltet sein. Die Inertgasquelle ist
auch erforderlich, wenn die Vorrichtung beim Einfahren inertisiert werden soll bzw.
wenn während des Betriebes andere Leckverluste auftreten sollten. Zweckmäßig ist
die Inertgasquelle durch einen in einer Ableitung eines Adsorptionsmittelgefäßes
eingeschalteten Sauerstoff-Detektor steuerbar. Zu diesem Zweck kann die Inertgasquelle
mit einem Steuerventil versehen sein. Dieses wird betätigt, wenn die Sauerstoffkonzentration
im Inertgaskreislauf über den zulässigen
Wert ansteigt. Dieser
hängt von der Art und der Konzentration des Lösungsmitteldampfes ab.
-
Die Erwärmung des Inertgasstromes erfolgt zweckmäßig erst nach Beendigung
der Inertisierung des jeweiligen Adsorptionsmittelgefäßes, d.h. der Inertgasstrom
wird zu Beginn der Desorptionsphase mit einer geringeren Temperatur als zur Desorption
erforderlich ist, in die jeweilige, an Lösungsmittel verarmte Adsorptionsmittelcharge
geleitet. Zweckmäßig wird die erforderliche Desorptionstemperatur automatisch nach
Unterschreitung der maximal zulässigen Sauerstoffkonzentration eingestellt, wobei
der in der jeweiligen Ableitung angeordnete Sauerstoffdetektor die Organe zur Betätigung
der Schalteinrichtungen zum Aufheizen des Inertgasstromes steuert.
-
Enthält die Abluft ein Gemisch von Lösungsmitteldämpfen, was bei Verwendung
von Lösungsmittelgemischen der Fall ist, so kann man durch stufenweise Erhöhung
der Des9rptionstemperatur eine fraktionierte Desorption vornehmen. Man gewinnt auf
diese Weise die reinen Lösungsmittelfraktionen zurück, bzw. man kann unerwünschte
Komponenten, die bei der Wiederverwendung der Lösungsmittel stören würden, entfernen.
Es handelt sich hierbei zum Beispiel um Wasser, das als Luftfeuchtigkeit im Abluftstrom
enthalten ist, oder um Zersetzungsprodukte der Lösungsmittel, wie Chlorwasserstoff.
Diese Verunreinigungen werden, wenn Aktivkohle als Desorptionsmittel verwendet wird,
bei niedrigeren Temperaturen desorbiert als die Lösungsmittel, und können vor den
Lösungsmitteln auskondensiert und entfernt werden.
-
Vorzugsweise wird die stufenweise Erhöhung der Desorptionstemperatur
automatisch vorgenommen, wobei zweckmäßig eine Steuerung mit Hilfe der Lösungsmitteldampf-Detektoren
erfolgt.
-
Wenn die Detektoren nach dem Spektroskop-Prinzip arbeiten, können
die Signale aus verschiedenen Spektralbereichen, die für die jeweiligen Lösungsmitteldämpfe
charakteristisch sind, zur Temperatursteuerung verwendet werden. Ferner kann man
Detektoren
verwenden, die nach dem Prinzip der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der einzelnen
Lösungsmitteldämpfe arbeiten.
-
Wenn die Desorption einer Adsorptionsmittelcharge beendet ist, muß
diese wiederum mit Lösungsmittel beladen werden. Um den richtigen Zeitpunkt für
die Umschaltung festzustellen, geht man zweckmäßig so vor, daß man in der Desorptionsphase
die Lösungsmitteldampfkonzentration in dem durch die jeweilige Adsorptionsmittelçharge
gegangenen Inertgasstrom mißt und die Beladungsphase nach Erreichen eines vorgegebenen
Konzentratlonswertes einleitet. Die Messung der Lösungsmitteldampfkonzentration
erfolgt hierbei wiederum vorzgusweise mit Lösungsmitteldampf-Detektoren, die entweder
nach spektroskopischen Prinzipien oder nach dem Prinzip der Wärmeleitung des als
Trägergas verwendeten Inertgasstromes arbeiten. Wenn die Lösungsmitteldampf-Detektoren
keine Lösungsmitteldämpfe mehr feststellen, werden durch ein Steuersignal Schalteinrichtungen
zur automatischen Absenkung der Temperatur der Adsorptionsmittelcharge betätigt.
Beispielsweise wird ein im Inertgasstrom liegendes Heizregister abgeschaltet.
-
Die Adsorptionsmittelcharge kann dann noch eine gewisse Zeit im kalten
Inertgaskreislauf eingeschaltet sein, da die Desorption der einen Adsorptionsmittelcharge
im allgemeinen in kürzerer Zeit beendet ist als die Beladung der anderen Adsorptionsmittelcharge.
Beim Umschalten ist die desorbierte Adsorptionsmittelcharge somit völlig erkaltet,
so daß sie optimal wieder beladen werden kann, wenn sie in dem mit Lösungsmitteldämpfen
beladenen Abluftstrom liegt.
-
Eine erfisdungsgemäße Vorrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnung
erläutert.
-
Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wird zunächst der kleine Inertgaskreislauf"
in Gang gesetzt, indem das in der Inertgasleitung 10 liegende Steuerventil 12 geöffnet
wird.
-
Die Inertgasleitung 10 führt zu einer Inertgasquelle (nicht dargestellt),
z.B. einen Stickstoff-Druckbehälter. Das q~ rvontil 12 kann automatisch aeöffnet
werden, wenn während
des Betriebs der Vorrichtung Inertgasverluste
auftreten, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird.
-
Nach dem Steuerventil 12 fließt der Inertgasstrom durch den schematisch
mit 14 bezeichneten Kondensationsteil, dessen wesentliche Elemente aus einer Kühleinrichtung
und einem nachgeschalteten Lösungsmittelabscheider bestehen. Die Kühleinrichtung
stellt zweckmäßig eine Kombination -eines oder mehrerer Verdichter mit einer Entspannungsturbine
dar, wobei zwischen Verdichter und Entspannungsturbine bzw. zwischen den einzelnen
Verdichtern Kühler bzw. Wärmeaustauscher vorgesehen sein können.
-
Die während des Betriebs der Vorrichtung im Kondensationsteil 14 auskondensierten
Lösungsmittel werden über die Lösungsmittelableitung 16 abgezogen, wobei, wenn eine
fraktionierte Desorption vorgenommen wird, die einzelnen Lösungsmittelfraktionen
in verschiedene Sammelbehälter (nicht dargestellt) geleitet werden.
-
An den Kondensationsteil 14 schließt sich ein Heizregister 18 an,
mit dessen Hilfe das Inertgas auf die erforderliche Desorptionstemperatur aufgeheizt
wird.
-
Bei der Inertisierung des kleinen Inertgaskreislaufes" sind jedoch
das Heizregister 18 und der Kondensationsteil 14 abgeschaltet. Das zunächst noch
mit Luft verunreinigte Inertgas strömt über die Leitung 20, das Ventil 22 (Stellung-A-C)
und die Bypass-leitung 24 zu dem Ventil 26. Dieses ist zunächst nach allen Seiten
(A-B-C) offen, da zunächst auch die Inertgas-Rückleitung 28 inertisiert werden muß.
Es fließt also zunächst auch ein Inertgas-Teilstrom in umgekehrter Richtung durch
die Leitung 28 und das Ventil 26. Er vereinigt sich dort mit dem Inertgas-Hauptstrom
aus der Leitung 24 und strömt mit diesem bei B aus dem Ventil 26 auf einem beliebigen
Weg in die Atmosphäre. Der kleine Inertgaskreislauf kann natürlich
auch
umgekehrt aufgebaut werden, d.h. im Ventil 26 sind die 22 Stellungen A und C offen,
während das Ventil/in allen drei Stellungen offen ist und das zunächst noch mit
Luft verunreinigte Inertgas über die Stellung B in die Atmosphäre abgeleitet wird,
nachdem es zuvor gegebenenfalls'noch zur Inertisierung eines Adsorptionsmittelgefäßes
verwendet wurde.
-
Nach der Verdrängung der Luft wird das Ventil 12 geschlossen, und
die Ventile 22 und 26 werden jeweils in die Stellung A-C gebracht. Der durch die
Pfeile dargestellte kleine Inertgaskreislauf" in den Leitungen 20, 24 und 28 bildet
sich aus, wenn ein im Kondensationsteil 14 enthaltener Verdichter mit geringer Leistung
als Inertgaspumpe betrieben wird.
-
Gleichzeitig mit der Ausbildung des Inertgaskreislaufes erfolgt die
Beladung eines der beiden Adsorptionsmittelgefäße mit Lösungsmittel; Die mit Lösungsmitteldämpfen
beladene Abluft, die z B. aus einer Lackieranlage kommen kann, tritt über die Leitung
30 in das System ein und wird mit Hilfe des Abluftventilators 32 durch das Steuerventil
34 (Stellung A-C) und die Leitung 36a in das Adsorptionsmittelgefäß 38a gefördert.
-
Das Adsorptionsmittel adsorbiert die in der kalten Abluft enthaltenen
Lösungsmitteldämpfe, und die an Lösungsmitteldämpfen arme Abluft fließt über die
Ableitung 40a und das Ventil 42 (Stellung A-B) über die Ableitung 44 in die Atmosphäre.
In der Ableitung 44 befindet sich ein Lösungsmitteldampf-Detektor 46, der beim Durchbruch
der Lösungsmitteldämpfe die Ventile 34, 42 und 48 steuert. Die entsprechenden Regelstrecken
sind schematisch durch gestrichelte Linien angedeutet.
-
Zunächst wird das Ventil 34 in die Stellung A-B geschaltet, wodurch
die mit Lösungsmitteldämpfen beladene Abluft über die Zuleitung 36b in das Adsorptionsmittelgefäß
38b umgeleitet wird. Gleichzeitig wird das Ventil 42 in die Stellung C-B umgeschaltet,
wodurch der an Lösungsmitteldämpfen verarmte Abluftstrom durch die Ableitung 44
in die Atmosphäre abfließen kann.
-
Gleichzeitig mit dem Beginn der Beladungsphase im Adsorptionsmittelgefäß
38b beginnt die Inertisierung des Adsorptionsmittelgefäßes 38a. Zu diesem Zweck
Wird das Steuerventil 12 geöffnet,und das Inertgas strömt durch die Leitung 20 zu
dem Ventil #2, das in der Stellung A-B offen ist. Die Stellung C ist teilweise offen,
so daß ein Teil des Inertgases durch die Bypass-Leitung 24 über das Ventil 26 (Stellung
C-A) in die Inertgas-Rückleitung zurückfließt.
-
Der Hauptteil des Inertgases gelangt über die Leitung 50, das Steuerventil
48 (Stellung A-B) in das Adsorptionsmittelgefäß 38a, wo es die Abluft verdrängt.
Im Gemisch mit der verdrängten Abluft strömt das Inertgas nun durch die Leitung
52a in das Ventil 54a (Stellung C-B) und von dort aus durch die Leitung 56a in die
Abluftleitung 30. Um eine Rückströmung der Abluft aus dar Leitung 30 in die Leitung
56a zu verhindern, ist in dieser eine Drossel 58a angeordnet.
-
In der Ableitung 52a ist ein Sauerstoff-Detektor 60a angeordnet, der
bei Unterschreitung der maximal zulässigen Sauerstoffkonzentration in der Leitung
52a ein Steuersignal auf die Ventile 12, 54a und 62 überträgt. Das Ventil 12 wird
geschlossen, und der Inertgasstrom wird über die Ventile 54a (Stellung C-A) 62 (Stellung
B-A) und 54b (B-A) sowie über das Ventil 26 (B-A) in die Inertgas-Rückleitung 28
geleitet. Damit ist der große Inertgaskreislauf aufgebaut.
-
Zur Desorption des im Adsorptionsmittelgefäß 38a befindlichen Adsorptionsmittels
wird das Heizregister J8 eingeschaltet.
-
Dieses kann ebenfalls durch den Sauerstoffdetektor 60a gesteuert werden.
-
Durch den heißen Inertgasstrom wird das Adsorptionsmittel im Adsorptionsmittelgefäß
38a desorbiert, und der mit Lösungsmitteldämpfen beladene Inertgasstrom fließt durch
die Ventile 54a (C-A), 62 (B-A), 54b (B-A) und 26 (B-A) sowie durch die Leitung
28 in den Kondensationsteil, dessen Verdichter jetzt mit voller Leistung gefahren
wird. Aufgrund der Verdichtung und der nachfolgenden Entspannung kondensieren die
Lösungsmitteldämpfe aus, und das Lösungsmittelkondensat wird bei 16 abgezogen. Der
nun von Lösungsmitteldämpfen befreite Inertgasstrom wird in das Adsorptionsmittelgefäß
38a zurückgeleitet.
-
Nachdem die Desorption der Adsorptionsmittelcharge im Adsorptionsmittelbehälter
38a beendet ist, was beispielsweise mit Hilfe eines in der Leitung 28 angeordneten
Lösungsmitteldampf-Detektors 64 festgestellt werden kann, werden die Adsorptionsmittelbehälter
38a und 38b durch Betätigung der entsprechenden Ventile umgeschaltet. Diese Umschaltung
kann automatisch mit Hilfe des Detektors 64 erfolgen. Da die Desorption jedoch im
allgemeinen rascher als die Adsorption erfolgt, kann es zweckmäßig sein, den Inertgaskreislauf
nach dem Abfall der Lösungsmitteldampfkonzentration in der Inertgas-Rückleitung
28 noch eine gewisse Zeit aufrecht zu erhalten.
-
Zunächst wird mit Hilfe des Detektors 64 das Heizregister 18 ausgeschaltet,
beispielsweise, indem der Detektor über entsprechende Schaltorgane eine Heißdampfleitung
zum Heizregister 18 schließt. Ferner kann die Kühlmittelzufuhr im Kondensationsteil
14 erhöht werden, und der Verdichter kann mit einer geringeren Leistung gefahren
werden.
-
Nachdem der Adsorptionsmittelbehälter 38a etwa auf Umgebungstemperatur
abgekühlt ist, erfolgt die Umschaltung. Diese kann ebenfalls automatisch durch Temperaturfühler
(nicht dargestellt) erfolgen. Zu diesem Zweck wird das Ventil 34 in die Stellung
A-C geschaltet, und die mit Lösungsmitteldämpfen beladene Abluft strömt über die
Leitung 36a in das abgekühlte Adsorptionsmittelgefäß 38a. Der dort von Lösungsmitteldämpfen
befreite
Abluftstrom, der zunächst noch Inertgas enthält, wird über die Leitung 40a undtdas
Ventil 42 (Stellung A-B) sowie die Leitung 44 in die Atmosphäre geleitet.
-
Bei der Umschaltung der Ventile 34 und 42 wird gleichzeitig das Ventil
48 in die Stellung A-C geschaltet, und der noch kalte Inertgasstrom wird zur Inertisierung
in das Adsorptionsmittelgefäß 38b geleitet. Aus diesem strömt er über die Leitung
52b und die Ventile 54b (Stellung C-B) und 62 (Stellung A-C) in die Leitung 56b
und durch die Drossel 58b in die Abluftleitung 30.
-
Der mit Abluft und Lösungsmitteldämpfen verunreinigte Inertgasstrom
vereinigt sich dort mit der mit Lösungsmitteldämpfen beladenen Abluft und wird zusammen
mit dieser durch das Adsorptionsmittelgefäß 38a geleitet.
-
Um die hierbei auftretenden Inertgasverluste auszugleichen, wird das
Ventil 12 so lange geöffnet, bis das Adsorptionsmittelgefäß 38b hinreichend inertisilert
ist, was mit Hilfe des Sauerstoff-Detektors 60b festgestellt wird. Dieser schließt
über entsprechende Steuerorgane das Ventil 12 und bringt das Ventil 54b in die Stellung
C-A und das Ventil 26 in die Stellung B-A, so daß der große Inertgaskreislauf" durch
den Adsorptionsmittelbehälter 38b aufgebaut ist. Nachdem dies geschehen ist, werden
mit Hilfe des Sauerstoffdetektors 60b das Heizregister 18 eingeschaltet und der
Kondensatipns-14 teil/in Betrieb gesetzt, sodaß die Desorption der im Gefäß 38b
enthaltenen Adsorptionsmittelcharge erfolgen kann, wobei gleichzeitig die Beladung
der Adsorptionsmittelcharge im Gefäß 38a erfolgt.
-
Nachdem die Desorption der Adsorptionsmittelcharge im Gefäß 38b beendet
ist, wird das Gefäß durch Abschalten des Heizregisters 18 (über den Lösungsmitteldampfdetektor
64) abgekühlt und durch eine entsprechende Umschaltung der Ventile 34, 42 und 48
in der vorstehend beschriebenen Weise auf Adsorption geschaltet, während das Adsorptionsmittelgefäß
38a
durch entsprechende Umschaltung der Ventile 48 und 54a zunächst inertisiert und
anschließend, durch Umschaltung der Ventile 62 und 54b, auf Desorption geschaltet
wird.
-
Diese Umschaltung kann beliebig oft wiederholt werden. Aufgrund der
beschriebenen Steuerungsmechanismen kann der Prozeß weitgehend automatisch ablaufen,
wobei die optimalen Umschaltzeitpunkte genau festgelegt werden können, so daß auch
die betriebsbedingten Inertgasverluste niedrig gehalten werden können.
-
Ferner wird durch die erfindungsgemäße Prozeß steuerung auch verhindert,
daß Lösungsmitteldämpfe und andere kondensierbare Schadstoffe in die Atmosphäre
gelangen können.
-
Leerseite