DE3731882C1

DE3731882C1 - Process and plant for exhaust air purification

Info

Publication number: DE3731882C1
Application number: DE19873731882
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl-Ing Staschik
Original assignee: KLEINEWEFERS ENERGIE UMWELT
Current assignee: KLEINEWEFERS ENERGIE UMWELT
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1989-04-20

Abstract

In a process and an apparatus for exhaust air purification, the pollutants are removed by adsorption in activated charcoal filters (11 to 13). Regeneration is carried out by steam. The laden steam is fed via a manifold (24) together with combustion air to a combustion device (30). The pollutants form at least the predominant part of the fuel. Fresh steam for the regeneration is generated from water with the aid of the flue gas in a steam generator (27). This results in a simple plant for exhaust air purification with good heat utilisation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abluft reinigung durch Adsorption der Schadstoffe in mindestens einem von mehreren Aktivkohlefiltern, die jeweils nach Beladung mittels Wasserdampf durch Desorption regeneriert und anschließend gekühlt werden, wobei der beladene Wasserdampf zusammen mit Verbrennungsluft einer Verbren nungseinrichtung zugeführt und mit Hilfe des die Verbren nungseinrichtung verlassenden Rauchgases aus Wasser frischer Wasserdampf für die Regenerierung erzeugt wird, sowie auf eine Anlage zur Abluftreinigung, mit mindestens zwei Aktivkohlefiltern, die eingangsseitig mit einer ein Abluftgebläse aufweisenden Abluftleitung und aus gangsseitig mit einer Reinluftleitung sowie auf einer Seite mit einer Wasserdampfzuleitung und auf der anderen Seite mit einer Sammelleitung für den beladenen Wasser dampf verbindbar sind.The invention relates to a method for exhaust air cleaning by adsorption of pollutants in at least one of several activated carbon filters, each after Water vapor loading regenerated by desorption and then cooled, with the loaded Water vapor along with combustion air from a cremation tion device supplied and with the help of the cremation flue gas leaving water fresh water vapor is generated for regeneration, as well as a system for exhaust air purification, with at least two activated carbon filters, one on the input side an exhaust air duct having an exhaust air blower and off on the aisle side with a clean air line and on a Side with a water vapor supply line and on the other Side with a collecting line for the loaded water steam can be connected.

Aus dem Kleinewefers-Prospekt D 87 659 "Energie- und Umwelttechnik für die chemische Industrie" Seite 6 ist es bekannt, die mit Schadstoffen, insbesondere Lösemit teln, beladene Abluft abwechselnd durch einen von zwei Aktivkohlefiltern zu leiten, so daß an dessen Ausgangs seite Reinluft abgeführt werden kann. Die Schadstoffe lagern sich an der Aktivkohle an, bis die Filterschicht gesättigt ist und ein Durchbruch erfolgt. Alsdann wird Wasserdampf, insbesondere überhitzter Dampf, entgegen der Durchströmungsrichtung der Abluft durch das Aktiv kohlefilter geleitet, wodurch der Schadstoff desorbiert wird. Das ausgetriebene Dampf-Schadstoff-Gemisch wird anschließend kondensiert. Auf diese Weise kann Lösemittel rückgewonnen werden. Nach dem Ausdämpfen wird die Aktiv kohle mit Außenluft gekühlt. Schwierigkeiten bereitet es allerdings, wenn der Schadstoff in Wasser löslich ist, weil dann die Trennung des Gemisches nur mit Hilfe aufwendiger Destillationsanlagen möglich ist. Außerdem muß für die Dampferzeugung in erheblichem Umfang Energie zur Verfügung gestellt werden.From the Kleinewefers brochure D 87 659 "Energy and Environmental technology for the chemical industry "page 6 it is known that with pollutants, especially solvents alternately, loaded exhaust air alternately by one of two To conduct activated carbon filters, so that at its output clean air can be removed. The pollutants accumulate on the activated carbon until the filter layer is saturated and there is a breakthrough. Then will Steam, especially superheated steam, counter the direction of flow of the exhaust air through the active carbon filter, whereby the pollutant is desorbed becomes. The expelled steam-pollutant mixture is then condensed. In this way, solvent be recovered. After steaming out, the active coal cooled with outside air. Creates difficulties it, however, if the pollutant is soluble in water is because then the mixture can only be separated with the help complex distillation plants is possible. Furthermore must have a considerable amount of energy for steam generation to provide.

Aus den Seiten 2 und 3 desselben Prospekts ist es be kannt, Abluft einer Verbrennungseinrichtung mit Drall kammer zuzuführen, wo die gasförmigen oder flüssigen Schadstoffe teils verbrennen, teils bei der hohen Ver brennungstemperatur zersetzt werden. Da der Anteil der Schadstoffe in der Abluft normalerweise begrenzt ist, benötigt man in der Regel erhebliche Mengen von Brenn stoff, wie Heizöl oder Erdgas, um eine einwandfreie Verbrennung sicherzustellen. Die Wärme des Rauchgases kann in einem Wärmetauscher genutzt werden.From pages 2 and 3 of the same prospectus it is be knows exhaust air from a combustion device with swirl feed chamber where the gaseous or liquid Partially burn pollutants, partly at high ver combustion temperature can be decomposed. Because the share of Pollutants in the exhaust air is usually limited, you usually need significant amounts of distillate material, such as heating oil or natural gas, Ensure combustion. The heat of the flue gas can be used in a heat exchanger.

Aus einem Prospekt 04 810/6/79 der Firma Ceagfilter und Entstaubungstechnik GmbH ist es bekannt, ein mit Schad stoffen beladenes Aktivkohlefilter durch einen Inertgas strom zu regenerieren, der die Schadstoffe zu einer Verbrennungseinrichtung führt, wo sie unter Zufuhr von Luftsauerstoff verbrannt werden. In einem Wärmetauscher, der mit Rauchgas beaufschlagt wird, kann das Inertgas erhitzt werden. Als Inertgase kommen aus Kostengründen praktisch nur Stickstoff und Kohlendioxid in Betracht. From a brochure 04 810/6/79 from Ceagfilter and Entstaubungstechnik GmbH is known to be harmful activated carbon filter loaded with an inert gas to regenerate electricity, which turns the pollutants into a Combustion device leads where it is fed from Atmospheric oxygen are burned. In a heat exchanger, the inert gas can be supplied with flue gas be heated. Inert gases come for cost reasons practically only nitrogen and carbon dioxide.

Man benötigt große Gasmengen, um die erforderliche Wärme für die Desorption im Aktivkohlefilter abzugeben. Um mit einer begrenzten Inertgasmenge auszukommen und einen für die Verbrennung ausreichenden Schadstoffanteil im der Verbrennung zuzuführtenden Inertgas zu erzielen, sind Kunstschaltungen mit einem internen Inertgaskreis lauf erforderlich. Dieses hat den Nachteil, daß sich im zur Desorption benutzten Intertgas auch noch Löse mittel befinden, was zu höheren Restbeladungen führt.Large amounts of gas are required to produce the required heat for the desorption in the activated carbon filter. Around to get by with a limited amount of inert gas and one sufficient amount of pollutants for combustion in the to achieve the inert gas to be supplied to the combustion, are art circuits with an internal inert gas circuit run required. This has the disadvantage that in the inert gas used for the desorption also solvent medium, which leads to higher residual loads.

Aus DE-PS 26 26 591 sind ein Verfahren und eine Vorrich tung der eingangs genannten Art bekannt. Bei der bekann ten Vorrichtung wird Rauchgas, das in einer Brennkammer erzeugt wird, mittels einer Wasserspritzeinrichtung befeuchtet und abgekühlt. Das dabei entstehende Rauch gas-Dampfgemisch wird weiter durch einen Kühler abge kühlt, so daß die Aktivkohle auf etwa 300°C aufgeheizt wird. Das nach Durchströmen des Aktivkohlebettes mit Desorbat beladene Rauchgas strömt wieder in die Brennkam mer, wodurch sich der Kreislauf schließt. Nachteilig dabei ist, daß sich zu Beginn der Desorptions-Phase, d.h. nach der Aufheizung der beladenen Aktivkohlefilter schicht, ein hoher Anteil an Schadstoffen im Wasserdampf ergibt. Dieser Anteil sinkt dann während der Regenerie rung ab, vorzugsweise bis auf Null. Es ergibt sich daher kurzzeitig ein sehr hoher Schadstoffanteil, für den die Verbrennungseinrichtung ausgelegt werden muß. Umge kehrt ist in Zeiten geringer Schadstoffbeladung des Wasserdampfs in erheblichen Mengen Zusatzbrennstoff zuzuführen.From DE-PS 26 26 591 a method and a Vorrich tion of the type mentioned. With the known The device is flue gas that is in a combustion chamber is generated by means of a water spray device moistened and cooled. The resulting smoke gas-vapor mixture is further discharged through a cooler cools so that the activated carbon is heated to about 300 ° C becomes. After flowing through the activated carbon bed with Desorbate-laden flue gas flows back into the combustion chamber mer, which closes the cycle. Disadvantageous is that at the beginning of the desorption phase, i.e. after heating the loaded activated carbon filter layer, a high proportion of pollutants in water vapor results. This proportion then drops during the rain tion, preferably down to zero. It therefore follows for a short time a very high proportion of pollutants for which the combustion device must be designed. Vice returns in times of low pollution Water vapor in considerable amounts of additional fuel feed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abluftreinigung anzugeben, das es mit einfachen Mitteln und ohne nennenswerte Zusatzenergie ermöglicht, alle mit Wasser verträglichen Schadstoffe, insbesondere auch wasserlösliche Schadstoffe, so aus der Abluft zu beseitigen, daß den Forderungen der TA-Luft Genüge getan wird. The invention has for its object a method for exhaust air purification to indicate that it is simple Means and without significant additional energy, all water-compatible pollutants, in particular also water-soluble pollutants, so from the exhaust air too eliminate that the requirements of TA-Luft were met becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der beladene Wasserdampf gekühlt wird, so daß ein Teil der Schadstoffe kondensiert, und daß das Schadstoffkon densat während der Zeiten ohne oder geringen Anfalls von desorbiertem Schadstoff verdampft wird.This object is achieved in that the loaded water vapor is cooled so that part of the pollutants condenses, and that the pollutant con densat during periods of no or little seizure is evaporated from desorbed pollutant.

Bei diesem Vorgehen werden die vom heißen Wasserdampf aus dem Aktivkohlefilter desorbierten Schadstoffe nicht kondensiert und abgeschieden, sondern in der Verbren nungseinrichtung verbrannt. Der Wasserdampf wird bei einmaligem Durchtritt durch die Filterschicht stark mit Schadstoffen beladen. Denn der Wasserdampf vermag aufgrund seiner verhältnismäßig großen spezifischen Wärme mit einer vergleichsweise kleinen Menge eine aus reichende Desorptionswärme auf den Aktivkohlefilter zu übertragen. Gegebenenfalls kann man durch Wahl der Wasserdampftemperatur eine Anpassung an die Desorption unterschiedlicher Schadstoffe vornehmen. Der Wasserdampf wird nicht nach Kondensation abgeschieden, sondern geht mit den übrigen Rauchgasen durch den Schornstein ab. Dies ist zulässig, weil Wasserdampf zu den Reingasen gehört. Die für den frischen Wasserdampf erforderliche Wassermenge ist vergleichsweise gering, so daß sie ohne Schwierigkeiten als entsalztes Brunnen- oder Leitungswas ser geliefert und mit einem Bruchteil der Verbrennungs energie verdampft werden kann. Es steht daher noch wei tere Wärmeenergie aus der Verbrennung für Produktionspro zesse zur Verfügung. Da während der Verbrennung Wasser dampf vorhanden ist, treten wegen seiner spezifischen Wärme unter sonst gleichen Umständen niedrigere Rauchgas temperaturen auf, was die Temperaturbeanspruchung der Verbrennungseinrichtung und der nachgeordneten Wärme tauscheranordnung vermindert. Läßt man dagegen die glei chen Rauchgastemperaturen zu, kann eine größere Wärme menge in der nachgeschalteten Wärmetauscheranordnung abgegeben werden. Zum anderen verhindert ein hoher Was serdampfanteil eine Rußbildung in der Flamme. Insgesamt ergibt sich daher eine sehr einfache, energetisch vor teilhafte und gründliche Abluftreinigung. Erfindungsgemäß kann die der Verbrennungseinrichtung mit Hilfe des Was serdampfes zuzuführende Schadstoffmenge vergleichmäßigt werden. Man kann daher eine kleinere Verbrennungseinrich tung verwenden. Diese kann kontinuierlich mit dem Schad stoff versorgt werden. Es ist daher höchstens eine ge ringe Menge von zusätzlichem Brennstoff erforderlich.With this procedure, the hot water vapor pollutants not desorbed from the activated carbon filter condensed and separated but in the cremation device burned. The water vapor is at single pass through the filter layer strong loaded with pollutants. Because water vapor can because of its relatively large specific Heat out with a comparatively small amount sufficient desorption heat on the activated carbon filter transferred to. If necessary, you can by choosing the Water vapor temperature an adaptation to the desorption different pollutants. The steam is not separated after condensation, but goes with the other flue gases through the chimney. This is allowed because water vapor to the clean gases belongs. The one required for the fresh water vapor The amount of water is comparatively small, so that it is without Difficulties as desalinated wells or tap water water supplied and with a fraction of the combustion energy can be evaporated. It is therefore still white thermal energy from combustion for production pro available. Because during the combustion water steam is present due to its specific nature Heat otherwise lower flue gas temperatures on what the temperature stress of the Incinerator and the downstream heat exchanger arrangement reduced. On the other hand, if you leave the same smoke temperatures can cause greater heat quantity in the downstream heat exchanger arrangement be delivered. On the other hand, a high what prevents Vapor content a soot formation in the flame. A total of therefore there is a very simple, energetic before partial and thorough exhaust air purification. According to the invention can the incinerator with the help of what amount of pollutant to be supplied is evened out will. You can therefore use a smaller incinerator use. This can be done continuously with the damage fabric are supplied. It is therefore at most one ge low amount of additional fuel required.

Vorzugsweise bilden die Schadstoffe zumindest den über wiegenden Teil des Brennstoffs, insbesondere - mit Aus nahme des für die Zündung erforderlichen Brennstoffs - den alleinigen Brennstoff. Die Verbrennung trägt sich daher selbst. The pollutants preferably form at least the predominant part of the fuel, in particular - with the exception of the fuel required for the ignition - the sole fuel. The combustion therefore carries itself.

Zweckmäßigerweise umgeht eine kleine Menge des frischen Wasserdampfes, beispielsweise 0,5% bis 5%, die Aktiv kohlefilter. Dies hat zur Folge, daß auch in denjenigen Zeiten, in denen keine Regenerierung stattfindet, in der zur Verbrennungseinrichtung führenden Sammelleitung eine positive Dampfströmung aufrechterhalten wird. Hier durch wird verhindert, daß Schadstoffe in brennbarer Konzentration zurückströmen und beim Zusammentreffen mit Sauerstoff zu Explosionen oder Verpuffungen führen.Conveniently bypasses a small amount of the fresh Water vapor, for example 0.5% to 5%, the active carbon filter. This has the consequence that even in those Times when no regeneration takes place in the manifold leading to the incinerator positive vapor flow is maintained. Here by preventing pollutants in combustible Flow back concentration and meet lead to explosions or deflagrations with oxygen.

Insbesondere kann das Schadstoffkondensat durch den Umgehungs-Wasserdampf verdampft werden. Dies ergibt einen sehr einfachen Aufbau.In particular, the pollutant condensate can Bypass water vapor can be evaporated. This results in a very simple structure.

Besonders vorteilhaft ist es, daß nur ein Teil der Ab luft durch einen Aktivkohlefilter geleitet und die rest liche Abluft der Verbrennungseinrichtung als Verbren nungsluft zugeführt wird. Die Schadstoffe in der der Verbrennungseinrichtung direkt zugeführten Abluft werden im Brennraum mit verbrannt. Entsprechend reduziert sich die Belastung der Aktivkohlefilter. Es vergrößert sich die Zeit, bis die nächste Regenerierung erforderlich ist. Durch eine Anderung der Aufteilung der Abluft lassen sich die jeweiligen Betriebsbedingungen berücksichtigen, seien sie durch den Wärmebedarf des Produktionsprozesses oder durch die Regenerierungs-Arbeitsgänge bedingt.It is particularly advantageous that only part of the Ab air is passed through an activated carbon filter and the rest Exhaust air from the incinerator as combustion air is supplied. The pollutants in the the Combustion device directly supplied exhaust air burned in the combustion chamber. Correspondingly reduced the load on the activated carbon filter. It is growing the time until the next regeneration is required is. Leave by changing the distribution of the exhaust air take into account the respective operating conditions, be due to the heat requirement of the production process or due to the regeneration operations.

Zweckmäßigerweise wird die Verbrennungsluft durch das Rauchgas vorgewärmt.The combustion air is expediently caused by the Flue gas preheated.

Durch das Rauchgas kann auch Thermalöl erwärmt und die ses zur Erzeugung des frischen Wasserdampfes verwendet werden. Das Thermalöl, daß auch zu Heizzwecken im Produk tionsprozeß verwendet werden kann, erlaubt eine sehr einfache Regelung zur Festlegung der Temperatur des frischen Wasserdampfes.The flue gas can also heat and heat the thermal oil ses used to generate the fresh water vapor will. The thermal oil that is also used for heating purposes in the product tion process can be used, allows a very simple scheme to set the temperature of the fresh water vapor.

Eine Anlage zur Abluftreinigung der eingangs beschrie benen Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung mit einem Brennstoffeingang einer Verbrennungseinrichtung und die Wasserdampfzuleitung mit einem mit einer Wasserzuleitung versehenen Damf erzeuger verbunden ist, der Teil einer vom Rauchgas der Verbrennungseinrichtung beheizten Wärmetauscheran ordnung ist. Dies erlaubt die Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens mit einer sehr einfachen Kon struktion.A system for exhaust air purification described above benen type is characterized according to the invention that the manifold with a fuel inlet one Combustion device and the water vapor supply line with a dam provided with a water supply Producer is connected, part of one of the flue gas the heat exchanger order is. This allows the implementation of the inventions method according to the invention with a very simple Kon structure.

Zweckmäßigerweise ist in der Sammelleitung ein Flüssig keitsabscheider mit Verdampfungsvorrichtung angeordnet. Der Abscheider verhindert, daß Wasser der Reinigungsan lage, wie es beispielsweise beim Anlauf auftreten kann, in die Verbrennungseinrichtung gerät.A liquid is expediently in the collecting line keitsabscheider with evaporation device arranged. The separator prevents water from cleaning location, as it can occur during start-up, gets into the incinerator.

Die Dampfzuleitung sollte über eine Umgehungsleitung mit der Sammelleitung verbunden sein. Die Umgehungslei tung verhindert die oben erwähnte Rückströmung. The steam supply line should have a bypass line be connected to the manifold. The Bypass device prevents the backflow mentioned above.

Besonders günstig ist es, daß die Verdampfungsvorrichtung dadurch gebildet ist, daß die Umgehungsleitung in den Flüssigkeitsabscheider mündet. Mit Hilfe des so zugeführ ten Dampfes kann die Flüssigkeit im Abscheider verdampft werden.It is particularly favorable that the evaporation device is formed in that the bypass line in the Liquid separator opens. With the help of the so supplied The vapor can evaporate the liquid in the separator will.

Sehr vorteilhaft ist es, daß in der Sammelleitung vor dem Flüssigkeitsabscheider ein Kondensator für den Schad stoff angeordnet ist. Im Kondensator kann ein zeitweilig auftretender Schadstoffüberschuß kondensiert werden, der sich im Flüssigkeitsabscheider sammelt. Dort kann er in Zeiten geringeren Schadstoffanfalls wieder ver dampft werden.It is very advantageous that before in the manifold the liquid separator is a condenser for the damage fabric is arranged. In the condenser can be a temporary excess pollutants occurring are condensed, that collects in the liquid separator. There can it ver in times of low pollution be steamed.

In diesem Zusammenhang empfiehlt sich eine Regelvorrich tung für den Kondensator und/oder die Verdampfungsvor richtung. Die Kühlwirkung des Kondensators braucht nur zeitweilig, nämlich zu Zeiten eines höheren Schadstoff anteils im beladenen Wasserdampf, eingeschaltet zu wer den. Die zur Verdampfung des Schadstoffkondensats erfor derliche Wasserdampfmenge kann in der Umgehungsleitung geregelt werden.In this context, a standard notice is recommended device for the condenser and / or the evaporation device direction. The cooling effect of the condenser only needs temporarily, namely at times of a higher pollutant share in the loaded water vapor, switched on to who the. The required to evaporate the pollutant condensate The amount of water vapor in the bypass line be managed.

Die Abluftleitung ist vorzugsweise über ein zweites Abluftgebläse mit dem Verbrennungslufteingang der Ver brennungseinrichtung verbunden. Mit Hilfe des ersten und zweiten Abluftgebläses kann die zu behandelnde Ab luft in einem bestimmten, gegebenenfalls wählbaren Ver hältnis auf die Aktivkohlefilter und die Verbrennungs einrichtung verteilt werden.The exhaust air line is preferably via a second one Exhaust fan with the combustion air inlet of the Ver combustion device connected. With the help of the first and second exhaust fan, the Ab to be treated air in a certain, optionally selectable Ver Ratio on the activated carbon filter and the combustion facility to be distributed.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verbren nungseinrichtung für die Verbrennung eine Drallkammer auf, bei der der Brennstoffeingang etwa axial und der Verbrennungslufteingang etwa tangential angeordnet ist. In der Drallkammer erfolgt eine sehr innige Vermischung der zugeführten Bestandteile und daher eine intensive Verbrennung. Dies ist besonders wichtig, wenn die brenn baren Schadstoffe zusammen mit einem Wasserdampfstrom eingeführt werden, weil rasch eine gleichmäßige Ver mischung mit der Verbrennungsluft erfolgt und daher eine vollständige Verbrennung der Schadstoffe sicherge stellt ist.In a preferred embodiment, the burns a swirl chamber for combustion at which the fuel inlet is approximately axial and the Combustion air inlet is arranged approximately tangentially. A very intimate mixing takes place in the swirl chamber of the ingredients supplied and therefore an intensive one Combustion. This is especially important if the burning pollutants together with a water vapor stream be introduced because an even Ver is mixed with the combustion air and therefore a complete combustion of pollutants represents is.

Die Wärmetauscheranordnung sollte mindestens einen Rauch gas/Abluft-Rekuperator aufweisen.The heat exchanger assembly should have at least one smoke have gas / exhaust air recuperator.

Desweiteren empfiehlt es sich, daß die Wärmetauscher anordnung einen vom Rauchgas beheizten Thermalölerhitzer aufweist, der im Ölkreislauf eingangsseitig mit einer Ölpumpe und ausgangsseitig über eine Regelvorrichtung mit dem Dampferzeuger verbunden ist. Durch die Regelein richtung kann der Wasserdampfdruck und somit die Wasser dampftemperatur beeinflußt werden.Furthermore, it is recommended that the heat exchanger arrangement of a thermal oil heater heated by the flue gas has in the oil circuit on the input side with a Oil pump and on the output side via a control device is connected to the steam generator. By the rule The direction of the water vapor pressure and thus the water steam temperature can be influenced.

Günstig ist es auch, daß der Thermalölerhitzer im Rauch gaskanal zwischen zwei Rauchgas/Abluft-Rekuperatoren angeordnet ist.It is also favorable that the thermal oil heater is in the smoke gas channel between two flue gas / exhaust air recuperators is arranged.

Vorzugsweise geht die Abluftleitung von einem Raum aus, in dem ein Trockenprozeß stattfindet, und der Ölkreis lauf umfaßt Heizvorrichtungen für den Trockenprozeß. Dies ergibt eine energetisch ausgeglichene Anlage.The exhaust air duct preferably starts from a room, in which a drying process takes place, and the oil circuit barrel includes heaters for the drying process. This results in an energetically balanced system.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich nung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a in the drawing tion shown, preferred embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungs gemäßen Abluftreinigungsanlage und Fig. 1 is a schematic representation of an inventive exhaust air purification system and

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Verbrennungseinrich tung der Fig. 1. Fig. 2 shows a cross section through the Verbrennungseinrich tung FIG. 1.

An eine gemeinsame Abluftleitung 1 sind drei Räume 2, 3 und 4 angeschlossen, in denen Luft mit Schadstoffen beladen wird. Beispielsweise enthalten der Raum 2 eine Laminier- und Kaschiermaschine und die Räume 3 und 4 je eine Tiefdruckmaschine. In allen drei Fällen ist der Raum mit einer durch heißes Thermalöl versorgten Heizvorrichtung 5, 6 bzw. 7 versehen, mit deren Hilfe das Laminat bzw. die Druckfarben getrocknet werden, wobei Lösemittel durch Erwärmung ausgetrieben wird.To a common exhaust duct 1 three rooms 2 , 3 and 4 are connected, in which air is loaded with pollutants. For example, room 2 contains a laminating and laminating machine and rooms 3 and 4 each contain a gravure printing machine. In all three cases, the room is provided with a heating device 5 , 6 or 7 supplied by hot thermal oil, with the aid of which the laminate or the printing inks are dried, the solvent being expelled by heating.

Die Abluftleitung 1 führt über ein Abluftfilter 8 und ein erstes Abluftgebläse 9 sowie einen Abluftkühler 10 zu den Eingängen mehrerer Filter, hier drei Filter 11, 12 und 13, die je mit einer Filterschicht 14 aus Aktivkohle versehen sind. Die Eingangsleitung 15 wird über eine steuerbare Klappe 16 bis unter die Filter schicht 14 geführt. Eine Ausgangsleitung 17 ist über eine steuerbare Klappe 18 mit einer allen Filtern ge meinsamen Reinluftleitung 19 verbunden, die zu einem Schornstein 20 führt. Das oder die jeweils von der Abluft beaufschlagten Filter adsorbieren die Schadstoffe, bis die Filterschicht gesättigt ist. Sobald ein Schad stoff-Durchschlag festgestellt wird, werden die Klappen 16 und 18 geschlossen, damit das Filter regeneriert werden kann.The exhaust air line 1 leads via an exhaust air filter 8 and a first exhaust air blower 9 and an exhaust air cooler 10 to the inputs of several filters, here three filters 11 , 12 and 13 , each of which is provided with a filter layer 14 made of activated carbon. The input line 15 is guided via a controllable flap 16 to the filter layer 14 . An output line 17 is connected via a controllable flap 18 to all filters GE common clean air line 19 , which leads to a chimney 20 . The filter or filters acted upon by the exhaust air adsorb the pollutants until the filter layer is saturated. As soon as a pollutant breakdown is detected, the flaps 16 and 18 are closed so that the filter can be regenerated.

Zum Zweck der Regenerierung wird Wasserdampf entgegen der Durchströmrichtung der Abluft durch das Filter ge leitet. Aus diesem Grund wird der Raum oberhalb der Filterschicht 14 über ein Ventil 21 mit einer Wasser dampfzuleitung 22 und der Raum unterhalb der Filter schicht 14 über eine steuerbare Klappe 23 mit einer Sammelleitung 24 für den beladenen Wasserdampf verbunden. Der Wasserdampf wird aus frischem Brunnen- oder Leitungs wasser erzeugt, das einem Anschluß 25 zugeführt, in einer Entsalzungsanlage 26 behandelt und in einem Dampf erzeuger 27 mit nachgeordnetem Dampfdom 28 verdampft wird. Die Sammelleitung 24 steht mit einem Brennstoff eingang 29 einer Verbrennungseinrichtung 30 in Verbin dung. In dieser Sammelleitung 24 ist ein Kondensator 31 mit einer ein Regelventil aufweisenden Kühlwasser leitung 33 geschaltet. Dahinter befindet sich ein Flüs sigkeitsabscheider 34 mit einer Verdampfungsvorrichtung 35. Diese besteht aus einem Dampfsprührohr 36, dem über eine Umgehungsleitung 37 mit einem Regelventil 38 Wasser dampf aus der Wasserdampfzuleitung 22 zugeführt wird. Infolgedessen wird dauernd eine Strömung in Richtung auf die Verbrennungseinrichtung 30 durch den Endteil 39 der Sammelleitung 24 aufrechterhalten. Der Wasser dampf führt auch so viel Wärme zu, daß sich im Flüssig keitsabscheider 31 sammelndes Wasser oder Schadstoff kondensat vollständig verdampft wird.For the purpose of regeneration, water vapor is directed through the filter against the flow direction of the exhaust air. For this reason, the space above the filter layer 14 via a valve 21 with a water vapor supply line 22 and the space below the filter layer 14 is connected via a controllable flap 23 with a collecting line 24 for the loaded water vapor. The water vapor is generated from fresh well or tap water, which is fed to a connection 25 , treated in a desalination plant 26 and evaporated in a steam generator 27 with a downstream steam dome 28 . The collecting line 24 is connected to a fuel input 29 of a combustion device 30 . In this manifold 24 , a condenser 31 is connected to a cooling water line 33 having a control valve. Behind it is a liquid separator 34 with an evaporation device 35 . This consists of a steam spray tube 36 , which is supplied with steam from the steam supply line 22 via a bypass line 37 with a control valve 38 . As a result, flow toward the combustor 30 is continuously maintained through the end portion 39 of the manifold 24 . The water vapor also leads to so much heat that in the liquid separator 31 collecting water or pollutant condensate is completely evaporated.

Nach dem Regenerieren wird das jeweilige Filter gekühlt, indem Luft aus der Reinluftleitung 19 über die geöff nete Klappe 18 durch die Filterschicht 14 und weiter nach Öffnen einer steuerbaren Klappe 43 über eine Zusatz leitung 44 vom Gebläse 9 angesaugt wird. In die Zusatz leitung 44 ist eine Kühlvorrichtung 45 geschaltet, deren Kondensatabscheider über eine Leitung 46 mit dem Flüssigkeitsabscheider 34 verbunden ist.After regeneration, the respective filter is cooled by sucking air from the clean air line 19 via the open valve 18 through the filter layer 14 and further after opening a controllable valve 43 via an additional line 44 from the fan 9 . In the additional line 44 , a cooling device 45 is connected, the condensate separator is connected via a line 46 to the liquid separator 34 .

Die Verbrennungseinrichtung 30 weist einen Verbrennungs lufteingang 47 auf, der über ein zweites Abluftgebläse 48 und zwei Rekuperatoren 49 und 50 mit der Abluftlei tung 1 verbunden ist. Die Verbrennungseinrichtung 30 besitzt einen Brenner 51 und eine Drallkammer 52. Der Brennstoffeingang 29 steht etwa axial und der Verbren nungslufteingang 47 etwa radial zur Drallkammer 52. Im Verbrennungslufteingang 47 befindet sich eine Ein stellklappe 53. Die durch die tangentiale Einleitung der Abluft entstehende Drallströmung führt zu einer innigen Vermischung mit dem über die Sammelleitung 24 zugeführten, sauerstofffreien Wasserdampf-Schadstoff-Ge misch. Dem Brenner 51 kann zu Zündzwecken Erdgas oder Heizöl über einen Anschluß 54 und Kühlluft über einen Anschluß 55 und ein Kühlluftgebläse 56 zugeführt werden.The combustion device 30 has a combustion air inlet 47 , which is connected via a second exhaust fan 48 and two recuperators 49 and 50 to the exhaust line 1 . The combustion device 30 has a burner 51 and a swirl chamber 52 . The fuel inlet 29 is approximately axial and the combustion air inlet 47 is approximately radial to the swirl chamber 52 . In the combustion air inlet 47 there is an adjusting flap 53 . The swirl flow resulting from the tangential introduction of the exhaust air leads to an intimate mixing with the oxygen-free water vapor / pollutant mixture supplied via the manifold 24 . Natural gas or heating oil can be supplied to the burner 51 for ignition purposes via a connection 54 and cooling air via a connection 55 and a cooling air blower 56 .

Die Rauchgasleitung 57 der Verbrennungseinrichtung 30 führt ebenfalls zum Schornstein 20. In sie ist zwischen den Rekuperatoren 49 und 50 ein Thermalölerhitzer 58 geschaltet. Der Dampferzeuger 27, die Rekuperatoren 49 und 50 sowie der Thermalölerhitzer 58 bilden eine direkt oder indirekt vom Rauchgas beheizte Wärmetauscher anornung 59. Das Thermalöl wird mit einer Ölpumpe 60 umgewälzt und in einer nur schematisch angedeuteten Regelvorrichtung 61 auf eine Zuleitung 62 zum Dampf erzeuger 27, eine Zuleitung 63 zu den Heizvorrichtungen 5, 6 und 7 oder eine Kurzschlußleitung 64 aufgeteilt. Alle Rückleitungen 65 führen zur Saugseite der Ölpumpe 60.The flue gas line 57 of the combustion device 30 also leads to the chimney 20 . A thermal oil heater 58 is connected in it between the recuperators 49 and 50 . The steam generator 27 , the recuperators 49 and 50 and the thermal oil heater 58 form a heat exchanger arrangement 59 which is heated directly or indirectly by the flue gas. The thermal oil is circulated with an oil pump 60 and divided in a control device 61, which is only indicated schematically, to a supply line 62 to the steam generator 27 , a supply line 63 to the heating devices 5 , 6 and 7 or a short-circuit line 64 . All return lines 65 lead to the suction side of the oil pump 60 .

Es sei angenommen, daß in den Räumen 2 bis 4 kontinuier lich Schadstoffe in der Form von Lösemitteln ausdunsten und mit der Abluft über die Abluftleitung 1 abgeführt werden. Dann stehen jeweils zwei der Filter 11 bis 13 im Filterbetrieb, während das dritte Filter regeneriert wird. Beispielsweise beträgt die Regenerationszeit eine Stunde und die Kühlzeit 0,5 Stunden, während die eigent liche Filterzeit je nach Schadstoffbelastung zwischen 3 und 5 Stunden liegt. Durch entsprechende zyklische Vertauschung der Filter ist dafür gesorgt, daß dauernd eine ausreichende Filterfläche zur Reinigung der Abluft zur Verfügung steht.It is assumed that pollutants in the form of solvents evaporate continuously in rooms 2 to 4 and are discharged with the exhaust air via the exhaust air line 1 . Then two of the filters 11 to 13 are in filter mode while the third filter is being regenerated. For example, the regeneration time is one hour and the cooling time is 0.5 hours, while the actual filter time is between 3 and 5 hours depending on the level of pollutants. Appropriate cyclical swapping of the filters ensures that there is always a sufficient filter area available for cleaning the exhaust air.

Während der Regenerierung wird der im Dampferzeuger 27 erzeugte frische Wasserdampf nach Beladung mit Schad stoffen in der Filterschicht 14 über die Sammelleitung 24 zur Verbrennungseinrichtung 30 geführt. Dort wird das Wasserdampf-Schadstoff-Gemisch mit einem Teil der Abluft aus der Abluftleitung 1 vermischt, der mit Hilfe des zweiten Gebläses 48 zugeführt wird. Der Schadstoff anteil im Wasserdampf ist so hoch, daß die Verbrennung von allein aufrechterhalten bleibt. Die heißen Rauch gase dienen in den Rekuperatoren 49 und 50 zur Erwärmung der Verbrennungsabluft und im Thermalölerhitzer 48 zur Erwärmung des von der Ölpumpe 60 zwangsweise hindurch gefördeten Thermalöls. Die Regelvorrichtung 61 sorgt dafür, daß so viel Thermalöl über den Dampferzeuger 27 strömt, daß die für die Regenerierung erforderliche Frischdampfmenge mit der erforderlichen Dampftemperatur erzeugt wird. Der Rest des Thermalöls gibt Wärme in den Heizvorrichtungen 5 bis 7 ab.During the regeneration of the fresh water vapor generated in the steam generator 27 after loading with pollutants in the filter layer 14 via the manifold 24 to the combustion device 30 . There, the water vapor / pollutant mixture is mixed with a part of the exhaust air from the exhaust air line 1 , which is supplied by means of the second blower 48 . The proportion of pollutants in the water vapor is so high that the combustion is maintained on its own. The hot smoke gases are used in the recuperators 49 and 50 for heating the combustion exhaust air and in the thermal oil heater 48 for heating the thermal oil which is forcibly pumped through by the oil pump 60 . The control device 61 ensures that so much thermal oil flows over the steam generator 27 that the amount of live steam required for the regeneration is generated at the required steam temperature. The rest of the thermal oil releases heat in heaters 5 through 7 .

Wenn keine Regenerierung erforderlich ist, strömt trotz dem eine geringe Wasserdampfmenge über die Umgehungs leitung 37 und den letzten Teil 39 der Sammelleitung 24 zum Eingang 29. Weil hierdurch eine Rückströmung verhindert wird, kann kein zündfähiger Schadstoff bis in den Flüssigkeitsabscheider 34 zurückströmen und dort in Verbindung mit Sauerstoff gegebenfalls eine Explosion oder Verpuffung bewirken. Gleichzeitig wird eventuell im Flüssigkeitsabscheider 34 angesammeltes Wasser ver dampft. Dieser Dampf zieht durch die Verbrennungsein richtung 30 und über den Schornstein 20 ab.If no regeneration is required, despite this, a small amount of water vapor flows via the bypass line 37 and the last part 39 of the collecting line 24 to the input 29 . Because this prevents backflow, no ignitable pollutant can flow back into the liquid separator 34 and possibly cause an explosion or deflagration there in connection with oxygen. At the same time, water that may have accumulated in the liquid separator 34 is evaporated. This steam pulls through the combustion device 30 and over the chimney 20 .

Zu Beginn einer Regenerationsphase wird der Wasserdampf zunächst von der Filterschicht 14 adsorbiert, wodurch sich diese aufheizt. Erst wenn das gesamte Aktivkohlebett mit Wasser beladen ist, diffundiert der Schadstoff aus der Aktivkohle in den Dampfraum und wird vom Wasserdampf strom ausgetragen. Anfänglich ergibt sich eine sehr hohe Schadstoffkonzentration. Diese nimmt während der Regeneration laufend ab. Mit Hilfe des Regelventils 33 wird Kühlwasser zum Kondensator 31 zugeführt, sobald die Aufheizphase vorbei ist und der Wasserdampf eine sehr hohe Schadstoffmenge enthält. Ein Teil des Wasser dampfes und des Schadstoffes wird kondensiert und im Flüssigkeitsabscheider 34 abgetrennt. Gegen Ende der Regenerationszeit wird der Kondensator 31 wieder unwirk sam gemacht. Dafür wird die Verdampfungsvorrichtung 35 durch das Regelventil 38 in stärkerem Maße aktiviert. Es wird nunmehr Schadstoff verdampft und außerhalb der Regenerationszeit der Verbrennungseinrichtung zugeführt. Dies ergibt eine gleichmäßige Schadstoffversorgung der Verbrennungseinrichtung.At the beginning of a regeneration phase, the water vapor is first adsorbed by the filter layer 14 , which heats it up. Only when the entire activated carbon bed is loaded with water does the pollutant diffuse from the activated carbon into the steam room and is carried away by the steam flow. Initially there is a very high concentration of pollutants. This decreases continuously during regeneration. With the help of the control valve 33 , cooling water is supplied to the condenser 31 as soon as the heating phase is over and the water vapor contains a very high amount of pollutants. A part of the water vapor and the pollutant is condensed and separated in the liquid separator 34 . At the end of the regeneration time, the capacitor 31 is made ineffective again. For this purpose, the evaporation device 35 is activated to a greater extent by the control valve 38 . Pollutant is now evaporated and fed to the combustion device outside the regeneration time. This results in an even supply of pollutants to the combustion device.

Während des Verbrennungsbetriebes kann durch Regelung des direkt der Verbrennungseinrichtung 30 zugeführten Teils der Abluft die Wärmemenge geregelt werden, die im Rauchgas enthalten ist und in der Wärmetauscher anordnung 59 weitergegeben wird. Bei geringem Wärmebe darf wird der über die Filter geleitete Teil der Abluft vergrößert.During the combustion operation, the amount of heat which is contained in the flue gas and which is passed on in the heat exchanger arrangement 59 can be regulated by regulating the part of the exhaust air which is fed directly to the combustion device 30 . If the heat is low, the part of the exhaust air passed through the filter may be enlarged.

Häufig empfiehlt es sich, mehr als zwei oder drei Filter zu verwenden, beispielsweise fünf bis zehn Filter, weil dann durch zyklisches Vertauschen eine sehr gleichmäßige Aufeinanderfolge der Regenerationszeiten erfolgt und daher ein fast durchgehender Verbrennungsbetrieb erreicht werden kann.It is often recommended to use more than two or three filters to use, for example, five to ten filters because then by cyclical swapping a very even one The regeneration times follow each other and therefore an almost continuous combustion operation is achieved can be.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurde der frische Wasser dampf mit einer Temperatur von etwa 150°C und einem Arbeitsdruck von 3 bar in das zu regenerierende Filter geleitet. Das austretende Gemisch aus Wasserdampf und Lösemittel hatte eine Temperatur von 105 bis 120°C bei einem Druck von +10 mbar. Bei einer Anlage mit sechs Filtern wurde bis zu insgesamt 66 000 m³/h mit Lösemittel beladene Abluft behandelt, wobei bis zu 55′000 m³/h über die Aktivkohlefilter geleitet und bis zu 11 000 m³/h direkt der Verbrennungseinrichtung zugeführt wurde. In one embodiment, the fresh water vapor with a temperature of about 150 ° C and a working pressure of 3 bar was passed into the filter to be regenerated. The emerging mixture of water vapor and solvent had a temperature of 105 to 120 ° C at a pressure of +10 mbar. In a system with six filters, up to a total of 66,000 m ³ / h exhaust air loaded with solvent was treated, up to 55,000 m ³ / h being passed through the activated carbon filter and up to 11,000 m ³ / h being fed directly to the combustion device .

Beim Regenerieren wurden pro Filter 1 500 kg/h Wasser verdampft. Beim Desorbieren nahm der Dampf in Abhängig keit vom jeweiligen Lösemittel zwischen dem 0,5- und 1,5-fachen seines Eigengewichts an Lösemittel auf. Bei der anschließenden Verbrennung ergab sich eine Rauch gastemperatur von etwa 1000°C. Das Thermalöl wurde auf etwa 200°C erwärmt und kühlte auf etwa 130°C ab.When refreshing 1500 kg / h water were evaporated per filter. When desorbing, the steam took up between 0.5 and 1.5 times its own weight of solvent, depending on the solvent. The subsequent combustion resulted in a smoke gas temperature of around 1000 ° C. The thermal oil was heated to approximately 200 ° C and cooled to approximately 130 ° C.

Auf diese Weise konnten zahlreiche Lösemittel, wie wie Ethylacetat, Ethanol, Aceton, Benzin, i-Propanol, Methyl acetat, Methoxipropanol und Ethylglycol, aus der Abluft abgeschieden werden. Als Schadstoffe kommen aber auch Geruchsstoffe, Reaktionsprodukte u. dgl. in Betracht. Sie sollten überwiegend brennbar sein; kleine Anteile an nicht brennbaren, sondern sich unter Temperatureinfluß zersetzenden Stoffen sind aber zulässig.In this way, numerous solvents such as Ethyl acetate, ethanol, acetone, gasoline, i-propanol, methyl acetate, methoxypropanol and ethyl glycol, from the exhaust air be deposited. But also come as pollutants Odorants, reaction products and. Like. Most of them should be flammable; small portions on non-flammable, but under the influence of temperature decomposing substances are permitted.

Von der dargestellten Anlage kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Dampferzeuger 27 direkt vom Rauchgas beheizt werden. Obwohl eine Ver brennungseinrichtung 30 mit Drallkammer bevorzugt wird, können auch andere bekannte Verbrennungseinrichtungen eingesetzt werden. Die jeweiligen Fördermengen der Ab luft werden durch Regelung des Antriebs der Gebläse 9 und 48 bestimmt. Es kommen aber auch andere Regelungs möglichkeiten, beispielsweise durch die Klappe 53, in Betracht.The system shown can be varied in many ways without departing from the basic idea of the invention. For example, the steam generator 27 can be heated directly by the flue gas. Although a combustion device 30 with a swirl chamber is preferred, other known combustion devices can also be used. The respective flow rates of the air are determined by controlling the drive of the blowers 9 and 48 . But there are also other control options, for example through the flap 53 .

Claims

1. Process for exhaust air purification by adsorption of the Pollutants in at least one of several active substances carbon filters, each after loading with What Steam regenerated by desorption and then be cooled, the loaded water vapor together with combustion air from a combustion device fed and with the help of the incineration direction leaving flue gas from water fresher Steam is generated for regeneration because characterized in that the loaded water vapor is cooled so that some of the pollutants are condensed siert, and that the pollutant condensate during the Times with little or no attack of desorbed Pollutant is evaporated.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the pollutants at least the vast majority of fuel.

3. The method according to claim 2, characterized in that the pollutants except for the ignition required fuel the sole fuel form.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that a small amount of the fresh Steam bypasses the activated carbon filter.

5. The method according to claim 4, characterized in that pollutant condensate through the bypass water steam is evaporated.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that only part of the exhaust air through one activated carbon filter and the rest Exhaust air from the incinerator as combustion air is supplied.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the combustion air through the Flue gas is preheated.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the flue gas thermal oil warmed and this to produce the fresh what serdampfes is used.

9. Plant for exhaust air purification to carry out the method according to one of claims 1 to 8, with at least two activated carbon filters, the input side with an exhaust fan having an exhaust line and the output side with a clean air line and on one side with a water vapor supply line and on the other side can be connected to a manifold for the laden steam, characterized in that the manifold ( 24 ) is connected to a fuel inlet ( 29 ) of a combustion device ( 30 ) and the steam supply line ( 22 ) is connected to a steam generator provided with a water supply line, the Part of a heat exchanger arrangement ( 59 ) heated by the flue gas of the combustion device.

10. Plant according to claim 9, characterized in that in the manifold ( 24 ) a liquid separator ( 34 ) with evaporation device ( 35 ) is arranged.

11. Plant according to claim 9 or 10, characterized in that the water vapor feed line ( 22 ) via a bypass line ( 37 ) is connected to the collecting line ( 24 ).

12. Plant according to claim 10 and 11, characterized in that the evaporation device ( 35 ) is formed in that the bypass line ( 37 ) opens into the liquid separator ( 34 ).

13. Plant according to one of claims 10 to 12, characterized in that a condenser ( 31 ) for the pollutant is arranged in the manifold ( 24 ) in front of the liquid separator ( 34 ).

14. Plant according to claim 13, characterized by a control device ( 33 , 38 ) for the condenser ( 31 ) and / or the evaporation device ( 35 ).

15. Installation according to one of claims 9 to 14, characterized in that the exhaust line ( 1 ) via a second exhaust fan ( 48 ) with the combustion air input ( 47 ) of the combustion device ( 30 ) is the verbun.

16. Installation according to one of claims 9 to 15, characterized in that the combustion device ( 30 ) for combustion has a swirl chamber ( 52 ) in which the fuel inlet ( 29 ) is arranged approximately axially and the combustion air inlet ( 47 ) is arranged approximately tangentially .

17. Plant according to one of claims 9 to 16, characterized in that the heat exchanger arrangement ( 59 ) has at least one flue gas / exhaust air recuperator ( 49 , 50 ).

18. Plant according to one of claims 9 to 17, characterized in that the heat exchanger arrangement ( 59 ) has a flue gas-heated thermal oil heater ( 58 ), the oil circuit on the input side with an oil pump ( 60 ) and the output side via a control device ( 61 ) with the Steam generator ( 27 ) is connected.

19. Plant according to claim 17 or 18, characterized in that the thermal oil heater ( 58 ) in the flue gas channel ( 57 ) between two flue gas / exhaust air recuperators ( 49 , 50 ) is arranged.

20. System according to claim 18 or 19, characterized in that the exhaust line ( 1 ) from a room ( 2 , 3 , 4 ), in which a drying process takes place, and that the oil circuit heating devices ( 5 , 6 , 7 ) for includes the drying process.