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Verfahren zum Reinigen von in einer Aufbereitungsanlage
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beim Aufbereiten von Flüssigkeiten entstehendem Abgas und Flüssigkeitsaufbereitungsanlage
mit einer Reinigungseinrichtung für das Abgas zur Durchführung des Verfahrens Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von im Aufbereitungsraum einer Aufbereitungsanlage
beim chemischen Aufbereiten von kontaminierten Flüssigkeiten, insbesondere industriell
anfallende Abwässer, entstehendem Abgas, das einen Schadgasanteil enthält. Sie bezieht
sich ferner auf eine Anlage zum chemischen Aufbereiten von kontaminierten Flüssigkeiten,
insbesondere industriell anfallende Abwässer, mit einer Einrichtung zum Reinigen
des bei der Flüssigkeitsaufbereitung im Aufbereitungsraum entstehenden, einen Schadgasanteil#
enthaltenden Abgases zur Durchführung des Verfahrens.
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Kontaminierte Flüssigkeiten insbesondere in Gestalt von in der Industrie
anfallenden Abwässern, die z. B. mit N#itrit-Zyan-, erChromat-,foder Karbonatverbindungen
verunreinigt sind,
müssen aus Gründen des Umweltschutzes vor ihrer
Einleitung in einem Vorfluter aufbereitet werden. Hierzu werden der jeweiligen Flüssigkeit
in einer Aufbereitungsanlage Chemikalien in Gestalt von Laugen, Säuren oder Oxydationsmitteln
zugesetzt, die die Flüssigkeit entgiften.
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Infolge der ablaufenden chemischen Reaktionen sind jedoch im sich
ergebenden Abgas in der Regel Schadgase enthalten, beispielsweise kann es zur Freisetzung
von Blausäure kommen, die nicht oder nur mit einer bestimmten Konzentration und/oder
zu einem bestimmten Anteil in die Atmosphäre emitiert werden darf. Dabei ist die
bloße Verdünnung z. B.
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mit Luft zur Herabsetzung der Schadgaskonzentration fast immer durch
gesetzliche Auflagen ausgeschlossen.
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Mit diesem Problem beschäftigt sich die vorliegende Erfindung, deren
Aufgabe darin liegt, Schadgasemissionen sicher und wirkungsvoll zu verhindern. Dabei
sollen die hierzu erforderlichen Maßnahmen möglichst einfach und betriebssicher
sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch
gekennzeichnet, daß das Abgas vom Aufbereitungsraum in einen umlaufenden Kreisgasstrom
eingeleitet wird, aus dem das Schadgas in einer an das Schadgas angepaßten Behandlungseinrichtung
entfernt wird, wonach man das gereinigte Kreisgas zum Aufbereitungsraum zurückströmen
läßt.
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Das Kreisgas nimmt also das Abgas mit dem Schadgas auf und fördert
dieses zur Behandlungseinrichtung, wo die Abscheidung des Schadgases erfolgt. Das
so gereinigte Kreisgas gelangt dann wieder zum Aufbereitungsraum zurück. Auf diese
Weise wirkt das Kreisgas als dauernd umströmendes Trägergas für das Schadgas, das
kontinuierlich entfernt wird, so daß ohne jede weitere Maßnahme kein Schadgas in
die Atmosphäre gelangt. Dabei strömt bei kontinuierlichem Durchlaufen der Flüssigkeit
durch den Aufbereitungsraum nicht einmal gereinigtes Abgas ins Freie, da dieses
ja innerhalb des Kreisgasstromes zum Aufbereitungsbehälter zurückgelangt.
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Auch bei chargenweisem Betrieb der Aufbereitungsanlage, wenn also
der Aufbereitungsraum nacheinander mit kontaminierter Flüssigkeit gefüllt und dann
wieder entleert wird, strömt der Kreisgasstrom andauernd um. Hier wird dagegen beim
Entleeren der aufbereiteten Flüssigkeit aus dem Aufbereitungsraum eine der Flüssigkeitsmenge
entsprechende Menge Außenluft in den Kreisgasstrom eingeleitet und beim Befüllen
des Aufbereitungsraumes mit aufzubereitender Flüssigkeit eine entsprechende Menge
gereinigtes Kreisgas nach außen abgeblasen. In diesem Falle gelangt also ebenfalls
kein Schadgas ins Freie, da das Emittieren in die Atmosphäre nach Durchströmen der
Behandlungseinrichtung mit reinigendem Effekt erfolgt. Dabei wird nur eine dem Volumen
der behandelten Flüssigkeit entsprechende Gasmenge emittiert.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß beim Entleeren des Aufbereitungsraumes
auch nur ein gleich großes Volumen an Außenluft eingeleitet wird, so daß auf diese
Weise eine geringe Menge an Säureanhydrid unter Dekontaminationsaufwand aus der
atmosphärischen Luft neben dem eigentlichen Schadgas abgeschieden wird.
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Bei chargenweisem Betrieb der Aufbereitungsanlage ist zweckmäßigerweise
die Fließrate des Kreisgasstromes gleich oder größer als die maximale Fließrate
der beim Befüllen des Aufbereitungsraumes in diesen einströmenden Flüssigkeit.
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Hierdurch wird die Stromrichtung im Kreisgas während des Befüllens
des Aufbereitungsraumes beibehalten und ein Rückstau im Kreisgas vermieden, was
evtl. zu einem Austritt ungereinigten Gases führen könnte.
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In jedem Falle, d. h. sowohl bei kontinuierlichem als auch bei chargenweisem
Betrieb, ist es des weiteren zweckmäßig, daß der Kreisgasstrom durch Wahl einer
entsprechend großen Kreisgasstrom-Fließrate die Schadgas-Konzentration vor der Reinigung
in der Behandlungseinrichtung auf einen Wert gleich oder kleiner als die zulässige
Emissions-Konzentration verdünnt. Dadurch wird erreicht, daß auch im Falle einer
Störung in~der Behandlun#1rnh~tung,auch wenn man desez.B. durch entsprechende Zuschaltung
einer Bypass-Leitung umgeht, die zulässige Schadgas-Konzentration im Abgas nicht
überschritten wird. Im Normalbetrieb wird ferner sichergestellt, daß
an
jeder Stelle im Gesamtsystem die zulässige Schadgas-Konzentration unterschritten
bleibt.
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Eine weitere zweckmäßige Maßnahme besteht darin, daß der zwischen
der Abgaseinleitung und der Behandlungseinrichtung liegende Bereich des Kreisgasstromes
mit niedrigerem Druck als Atmosphärendruck betrieben wird. Diese Maßnahme dient
der Sicherheit und verhindert selbst bei einem Leck das Austreten von Schadgas.
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Die erfindungsgemäße Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbereitungsraum
über einen Gaseinlaß und einen Gasauslaß an eine umlaufende Kreisgasleitung angeschlossen
ist, in die eine Behandlungseinrichtung zum Reinigen des Kreisgases vom Schadgas
sowie eine Kreisgasfördereinrichtung geschaltet ist. Dabei können mehrere Aufbereitungsbehälter
mit jeweils einem Aufbereitungsraum vorhanden sein, die parallel an die Kreisgasleitung
angeschlossen sind.
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Diese verschiedenen Aufbereitungsbehälter können getrennt betrieben
werden, so daß man verschiedene Flüssigkeiten gleichzeitig behandeln und für die
jeweilige Abgasreinigung den gleichen Kreisgasstrom verwenden kann.
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Zur Erzielung des erwähnten Unterdruckes kann zwischen dem Gaseinlaß
bzw. den Gaseinlässen und dem Gasauslaß bzw. den Gasauslässen ein Drosselglied in
der Kreislaufleitung angeordnet sein.
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Die Kreisgasfördereinrichtung ist zweckmäßigerweise in Strömungsrichtung
der Behandlungseinrichtung nachfolgend angeordnet, so daß in Zusammenhang mit dem
Drosselglied auch die Behandlungseinrichtung mit Unterdruck arbeitet und, ist eine
die Behandlungseinrichtung umgehende Bypas~Leitung vorhanden, wobei der Durchgang
des Kreisgases entweder durch die Behandlungseinrichtung oder durch die Bypass-Leitung
von z.B.von Hand schaltbaren VentMmiüeln zum Umschalten beispielswiese in Notfällen
oder zum Regenerieren der Behandlungseinrichtung beherrscht wird, der Kreisgasstrom
stets aufrechtgehalten wird.
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Zum Abblasen des Kreisgases bzw. zum Einleiten von Außenluft in das
Kreisgas bei chargenweisem Betrieb der Flüssigkeitsbehälter besitzt die Kreisgasleitung
in Strömungsrichtung der Behandlungseinrichtung sowie zweckmäßigerweise auch dem
Kreisgasförderer nachfolgend einen Außenluftanschluß. Dieser kann frei nach außen
münden oder es kann vorgesehen sein, daß der Außenluftanschluß ein auf den Druck
im Kreisgas ansprechendes Ventil enthält, das bei einem oberen Druckschwellwert
und einem unteren Druckschwellwert öffnet und den Durchgang von innen nach außen
bzw.
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umgekehrt freigibt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der einzigen
Figur der Zeichnung beschrieben, die eine Anlage zum chemischen Aufbereiten von
kontaminierten Flüssigkeiten, insbesondere industriell anfallende Abwässer, mit
einer
Einrichtung zum Reinigen des bei der Flüssigkeitsaufbereitung
im Aufbereitungsraum entstehenden, einen Schadgasanteil enthaltenden Abgases in
schematischer Darstellung zeigt.
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Die aufzubereitende Flüssigkeit, insbesondere industriell anfallendes
Abwasser, wird gemäß Pfeil 1 über Zuleitungen 2 in drei Behälter 3 eingefüllt. Die
Anzahl der Behälter kann verschieden sein, ebenso wie in Abwandlung des dargestellten
Ausführungsbeispieles den Behältern nicht die gleiche Flüssigkeit, sondern verschiedene
Flüssigkeiten zugeführt werden können, indem jeder Zuleitung 2 ein gesonderter Anschluß
zugeordnet ist. Ferner geht von jedem Behälter 3 eine Ableitung 4 weg, über die
die aufbereitete Flüssigkeit zu einem gemeinsamen Abfluß 5 abgeleitet wird. Es versteht
sich, daß bei verschiedenen Flüssigkeiten getrennte Abflüsse vorgesehen werden.
Die Flüssigkeitszufuhr und -abfuhr wird mit Hilfe von Ventilen 6 gesteuert. Die
jeweilige Flüssigkeit kann die Behälter entweder kontinuierlich durchströmen oder
chargenweise eingefüllt bzw. abgelassen werden.
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Die Behälter 3 beinhalten jeweils einen Aufbereitungsraum, in dem
die Flüssigkeitsaufbereitung durch Zusatz beispielsweise von Laugen, Säuren, Oxidationsmitteln
usw. erfolgt.
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Die Einrichtungen für das Zusetzen dieser Chemikalien sind der Übersichtlichkeit
wegen weggelassen; sie sind im übrigen an sich bekannt und liegen abseits der eigentlichen
Erfindung. Die in den Flüssigkeitsbehältern ablaufenden chemischen Reaktionen ergeben
ein Abgas, das in der Regel einen
Schadgasanteil enthält, dessen
Emission in die Atmosphäre verhindert werden muß. Zu diesem Zwecke ist eine Einrichtung
zum Reinigen des Abgases vorhanden.
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An der Oberseite jedes Behälters 3, wo das Abgas im Aufbereitungsraum
oberhalb der Flüssigkeit ansteht, ist ein Gaseinlaß 7 und ein Gasauslaß 8 vorhanden,
über die der Aufbereitungsraum über jeweils eine Abzweigstelle an eine Kreisgasleitung
9 angeschlossen ist. Diese ist umlaufend ausgebildet, d. h der ~jeweilige Auslaß
8 ist über die Kreisgasleitung 9 außerhalb des Behälters mit dem zugehörigen Einlaß
7 verbunden, wobei zusätzlich die Kreisgasleitung zwischen den Abzweigstellen für
den Einlaß und den Auslaß kurzgeschlossen ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich
ist, sind die verschiedenen Behälter 3 parallel an die Kreisgasleitung 9 angeschlossen.
Das im Aufbereitungsraum entstehende Abgas mit dem Schadgas gelangt über den Gaseinlaß
8 in die Kreisgasleitung 9, in die auf die Gaseinlässe folgend eine Behandlungseinrichtung
10 und dieser wiederum nachfolsend eine Kreisgasfördereinrichtung 11 in Gestalt
eines Gebläses geschaltet ist, das zweckmäßigerweise allein schon durch seine Konstruktion
einen konstanten Förderstrom sicherstellt.
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Diese Fördereinrichtung saugt das Gas von den Behältern 3 herkommend
an und läßt es durch die Behandlungseinrichtung 10 strömen, in der der Schadgasanteil
entfernt wird. Die Behandlungseinrichtung 10 umfaßt beim Ausführungsbeispiel eine
Absorptionseinrichtung 10a, z. B. ein Natronlaugenwäscher, und eine dieser in Strömungsrichtung
(siehe die
eingezeichneten Pfeile) nachgeordnete, z, B. Aktivkohle
enthaltende Adsorptionseinrichtung 1Ob, in der auch Geruchsstoffe gebunden werden.
Es versteht sich, daß die Behandlungseinrichtung 10 im einzelnen jeweils an das
auftretende Abgas bzw. Schadgas angepaßt ist. Das Gas tritt aus der Behandlungseinrichtung
10 in gereinigtem Zustand aus und gelangt anschließend an die Fördereinrichtung
11 zu den Behältern 3 bzw. dem oder den Aufbereitungsräumen zurück.
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Auf diese Weise bildet sich in der Kreisgasleitung ein Kreisgasstrom
aus, der zweckmäßigerweise mit im wesentlichen zeitlich gleichbleibender Fließrate
kontinuierlich umströmt.
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Dieser Kreisgasstrom bildet sozusagen einen Trägergasstrom für das
oder die Schadgase, der in seinem Vorlaufbereich zwischen der Behandlungseinrichtung
10 und den Behältern 3 vom Schadgas gereinigt ist und in seinem Rücklaufbereich
zwischen den Behältern 3 und der Behandlungseinrichtung 10 das Schadgas enthält.
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Durch Wahl einer entsprechend großen Fließrate (Volumengeschwindigkeit,
d. h. Volumen je Zeiteinheit) des Kreisgasstromes wird die Schadgas-Konzentration
bereits an bzw. in den Behältern 3, also vor der Behandlungseinrichtung 10, auf
einen Wert gleich oder kleiner als die zulässige Emissions-Konzentration verdünnt.
Mit anderen Worten ist also vorgesehen, daß die Fließrate des Kreisgasstromes gleich
oder größer ist als diejenige Gasmenge, die die Schadgas-Fließrate in ihrer Konzentration
mindestens auf die zulässige
Emissions-Konzentration herabsetzt.
Dadurch wird erreicht, daß auch im Falle einer Störung in der Behandlungseinrichtung
10 oder wenn diese zum Regenerieren oder Auswechseln abgeschaltet ist, die zulässige
Schadgas-Konzentration nicht überschritten wird. Selbstverständlich bleibt durch
die genannte Maßnahme auch an jeder anderen Stelle im Gesamtsystem die zulässige
Schadgas-Konzentration unterschritten.
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Das erwähnte Abschalten der Behandlungseinrichtung 10 erfolgt dadurch,
daß eine diese umgehende Bypass-Leitung 12 vorhanden ist, wobei der Durchgang des
Kreisgases entweder durch die Behandlungseinrichtung 10 oder die Bypass-Leitung
12 von Dreiwege-Ventilen 13 bzw. 14 beherrscht wird, die z. Bo von Hand schaltbar
sind und eingangsseitig bzw.
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ausgangsseitig an der einerseits die Behandlungseinrichtung 10 und
andererseits die Bypass-Leitung 12 enthaltenden Verzweigung angeordnet sind.
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Der Kreisgasstrom tritt also mit einer sehr verdünnten Schadgas-Konzentration
in die Behandlungseinrichtung 10 ein,die so ausgelegt ist, daß auch bei der hohen
Verdünnung eine Schadgas-Entfernung in der amtlicherseits festgelegten Menge erfolgt.
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Im Vorlaufbereich der Kreisgasleitung 9 ist zwischen den Gaseinlässen
7 einerseits und den Gasauslässen 8 andererseits
ein Drosselglied
15 angeordnet, so daß der zwischen der Abgaseinleitung und der Behandlungseinrichtung
liegende Bereich des Kreisgasstromes einschließlich der Behälter 3 und der Behandlungseinrichtung
10 mit niedrigerem Druck als Atmosphärendruck betrieben wird. Diese Maßnahme dient
der Erhöhung der Sicherheit.
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Bei kontinuierlichem Durchlauf der Flüssigkeit durch den oder die
Aufbereitungsbehälter 3 ändert sich das Volumen des Gassystems während des Betriebes
nicht, so daß man mit einem nach außen hin geschlossenen Kreisgasstrom arbeiten
könnte. Um eventuelle Volumenschwankungen ausgleichen zu können und insbesondere
um auch einen chargenweisen Betrieb zu ermöglichen, ist jedoch vorgesehen, daß die
Kreisgasleitung 9 in Strömungsrichtung gesehen der Behandlungseinrichtung 10 nachfolgend,
also im Vorlaufbereich des Kreisgasstromes, einen Außenluftanschluß 16 zum Abblasen
des Kreisgases bzw. zum Einleiten von Außenluft in das Kreisgas besitzt. Dieser
Außenluftanschluß 16 mündet frei in die Atmosphäre,und zwar an einer dem Kreisgasförderer
11 nachgeordneten Stelle.
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Bei kontinuierlichem Anlagenbetrieb, wenn sich also während der Betriebsdauer
das Volumen des Gassystems nicht verändert, tritt am Außenluftanschluß 16 praktisch
kein Gasaustausch mit der Atmosphäre auf, da ja das Kreisgas an dem Anschluß 16
sozusagen vorbeigesaugt wird. Ein trotzdem evtl. erfolgender Gasaustritt wäre allerdings
unbedeutend,
da ja zum einen die Schadgas-Konzentration an keiner
Stelle des Kreisgasstromes die zulässige Emissions-Konzentration übersteigt und
da zum anderen am Außenluftanschluß 16 nur gereinigtes Kreisgas vorbeigeführt wird.
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Im Falle von Volumenschwankungen, wie sie vor allem beim chargenweisen
Anlagenbetrieb beim Entleeren und Befüllen der Behälter 3 auftreten, erfolgt dagegen
ein Volumenausgleich über diesen Außenluftanschluß 16. Dabei wird beim Entleeren
der aufbereiteten Flüssigkeit aus dem Aufbereitungsraum der Behälter eine der entleerten
Flüssigkeitsmenge entsprechende Menge Außenluft in den Kreisgasstrom eingeleitet
und beim Befüllen des Aufbereitungsraumes mit aufzubereitender Flüssigkeit eine
entsprechende Menge gereinigtes Kreisgas nach außen abgeblasen. Somit tritt beim
Chargenbetrieb nur ein gereinigtes Gasvolumen aus dem kontinuierlich umströmenden
Kreisgasstrom in die Atmosphäre aus, das gleich dem Volumen der aufzubereitenden
Flüssigkeit ist. Des weiteren wird auch nur ein gleich großes Luftvolumen behandelt,
und auf diese Weise wird eine geringe Menge an Säureanhydrid unter Dekontaminationsaufwand
aus der atmosphärischen Luft neben dem eigentlichen Schadgas abgeschieden.
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Es ist ersichtlich, daß der Außenluftanschluß 16- auch ein auf den
Druck im Kreisgas ansprechendes Ventil enthalten kann, das bei einem oberen Druckschwellwert
und einem unteren
Druckschwellwert öffnet und den Durchgang von
innen nach außen bzw. umgekehrt freigibt. Diese Variante ist in der Zeichnung nicht
dargestellt.
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Um auch bei Chargenbetrieb der Aufbereitungsanlage den Kreisgasstrom
sicher aufrechtzuhalten und beim Befüllen des Aufbereitungsraumes mit Flüssigkeit,
wenn also aus dem Aufbereitungsraum Gas verdrängt wird, einen Rückstau oder eine
Rückströmung im Kreisgasstrom zu vermeiden, was evtl.
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zu einem Austritt ungereinigten Gases am Außenluftanschluß 16 führen
könnte, ist des weiteren vorgesehen, daß die Fließrate des Kreisgasstromes gleich
oder größer als die maximale Fließrate der beim Befüllen des Aufbereitungsraumes
in diesen einströmenden Flüssigkeit ist. Bei kontinuierlichem Anlagenbetrieb entfällt
diese Bedingung.
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Mit der Bezugsziffer 17 ist ein weiteres Notventil bezeichnet, das
in die Kreisgasleitung 9 geschaltet ist und einen mit der Atmosphäre verbundenen
Anschluß besitzt.