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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen
und zur Rückgewinnung von organischen Lösungsmitteln aus
industrieller Ventilationsluft, die mit solchen Substanzen
kontaminiert ist. Die Erfindung basiert auf der Adsorption von
Lösungsmittel an einem aus makroporösen polymeren Partikeln
bestehenden Adsorbens während Durchgangs der Luft durch ein
bewegliches, sogenanntes Fließbett der polymeren Partikel. Diese
Partikel werden kontinuierlich unter dem Einfluß der Luft in
rechtem Winkel zu dem Luftstrom durch das Bett geführt. Die
polymeren Partikel werden dann kontinuierlich in eine
Desorptionskolonne geführt, in der das Lösungsmittel vom Adsorbens
desorbiert wird, mit der Hilfe von Luft abgetrieben und zu
einem Kühler gezogen wird, in dem das Lösungsmittel
kondensiert wird. Die polymeren Partikel werden kontinuierlich von
der Desorptionskolonne durch einen Kühler und zurück zum
Adsorptionsbett geführt. Die Erfindung betrifft ferner eine
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
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Die Erfindung ist in erster Linie durch eine Kombination der
Wahl des Adsorptionsagens und der Konfiguration des Prozesses
gekennzeichnet. Wie aus der folgenden Beschreibung deutlich
wird, bietet diese Kombination einzigartige Möglichkeiten der
Reinigung von industrieller Ventilationsluft.
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Bei der Reinigung einer gasförmigen Mischung aus organischen
Substanzen ist das verwendete Adsorptionsagens normalerweise
Aktivkohle. Aktivkohle hat aber eine Anzahl von
ernstzunehmenden Beschränkungen, nämlich:
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- Sie ist schwierig zu regenerieren; hohe Temperaturen
werden benötigt; und in bestimmten Fällen werden
Verbindungen mit hohen Siedepunkten irreversibel adsorbiert,
woraus eine Inaktivierung der Kohle resultiert.
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- Luft kann wegen des Feuerrisikos in dem Kohlebett,
hervorgerufen durch die Oxidation der Kohle durch den
Luftsauerstoff
bei den für den Desorptionsprozeß
erforderlichen Temperaturen, als Desorptionsgas nicht verwendet
werden. Folglich wird die Desorption gewöhnlich mit der
Hilfe von Dampf oder Stickstoffgas bewirkt. Die
Verwendung von Dampf liefert eine Mischung von Lösungsmittel
und Wasser aus dem Regenerationsprozeß, die hauptsächlich
im Fall von polaren Lösungsmitteln unangenehme
Fraktionierungsprobleme erzeugt. Stickstoffgas ist teuer in der
Verwendung, hauptsächlich weil es unmöglich ist, relativ
große Stickstoffgasverluste zu vermeiden.
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- Auch kann Aktivkohle im Fall von hohen relativen
Luftfeuchtigkeiten (über ungefähr 70 %) nicht verwendet
werden, da das vorhandene Wasser erfolgreich gegen das
Lösungsmittel während des Adsorptionsprozesses konkurrieren
wird.
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- Ferner wird Aktivkohle in bestimmten Fällen die
Zersetzung von chlorierten Kohlenwasserstoffen und die
Polymerisation von Monomeren, z. B. Styrol, katalysieren,
woraus in eine Inaktivierung des Adsorbens resultiert.
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Für die Reinigung lösungsmittelhaltiger Luft gedachte
Adsorptionsprozesse basieren normalerweise auf festen
Adsorptionsbetten, in denen das Solvens adsorbiert wird während es das
Bett passiert. Das Bett wird durch Abschalten der
Ventilationsluft und Verschiebung zu einem anderen, parallelen Bett,
regeneriert. Ein warmes Desorptionsgas bestehend aus Dampf
oder Stickstoffgas wird dann durch das Bett geführt, wodurch
das Lösungsmittel desorbiert wird. Die Mischung von
Desorptionsagens und Lösungsmittel wird dann durch einen separaten
Kühler zur Kondensation der Lösungsmittel geführt. Diese
Anlagen arbeiten auch diskontinuierlich, wodurch die Verwendung
von zwei parallelen, kontinuierlich arbeitenden Anlagen nötig
wird, die jeweils alternierend adsorptiv und desorptiv
arbeiten. Dies resultiert in großen und teuren Anlagen, und
erfordert große Energieeinträge während des Desorptionsprozesses.
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Eine Anzahl von mit festen Aktivkohlebetten verbundene
Hindernisse sind durch die Arbeit mit einem Fließbett aus
Kohlepartikeln gelöst worden, bei dem die Kohlepartikel mit Dampf oder
einem inert Stickstoffgas in einer separaten
Desorptionseinheit regeneriert werden. Die Kohlepartikel, die aus speziell
ausgewählten sphärischen partikeln bestehen, werden
kontinuierlich durch das Adsorptionsbett zur Desorptionseinheit und
zurück zum Adsorptionsbett transportiert. Dieses reduziert
verglichen mit festen oder stationären Betten die Menge an
verbrauchter Energie. Ferner ist die Anlage von einfacherer
mechanischer Konstruktion, da es die abwechselnde
Rückverteilung von Luft von einem Bett zum anderen überflüssig macht.
Das hauptsächliche mit solchen Betten verbundene Hindernis
ist, daß es nötig ist, mit relativ dünnen Adsorptionsbetten
(25 bis 50 mm) zu arbeiten, wegen des relativ hohen
spezifischen Gewichts des Adsorbens und der relativ langsamen
Adsorptionskinetik, was bedeutet, daß eine relativ große Anzahl von
Betten in Serie eingesetzt werden müssen, um einen
vertretbaren Reinigungseffekt zu erzielen. Dampf oder ein Inertgas, wie
Stickstoffgas, müssen auch für den Desorptionsprozeß in diesem
Fall verwendet werden. Das Lösungsmittelkondensat wird Wasser
enthalten, auch wenn Stickstoffgas verwendet wird, da die
Kohlepartikel zusätzlich zu dem in der Ventilationsluft
vorhandenen Lösungsmittel auch Wasser adsorbieren werden.
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Die US-A-4,231 764 offenbart ein Verfahren zum Entfernen von
organischen Kontaminationen aus der Luft oder aus Gasen mit
Hilfe eines kontinuierlichen Fleißbett-Adsorptionssystems. Ein
Hindernis dieses Systems ist, daß das Adsorbens mittels eines
heißen Regenerationsgases erhitzt wird, wozu ein hoher
Gasstrom erforderlich ist.
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Ein hauptsächliches Ziel der vorliegenden Erfindung ist es,
ein Verfahren zur Reinigung gasförmiger Mischungen
bereitzustellen, bei dem die zuvor genannten Hindernisse eliminiert
sind und bei dem eine direkte Rückgewinnung in Verbindung mit
der Desorption von mehreren in der gasförmigen Mischung
vorhandenen
Lösungsmittelkomponenten möglich ist, wobei diese
Komponenten auch frei von Wasser sind. Dieses Ziel wird durch
eine Kombination der Auswahl des verwendeten Adsorbens und der
Konfiguration des Prozesses erreicht.
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Das erfindungsgemäß verwendete Adsorbens besteht aus
makroporösen polymeren Partikeln eines vernetzten aromatischen
Homooder Copolymers mit einer Partikelgröße zwischen 0,1 bis
0,8 mm und einer Dichte der polymeren Partikel von 0,4 bis
0,6 kg/dm³. Das Adsorbens kann auch funktionelle Gruppen
enthalten, um den polymeren Partikeln die gewünschte Affinität zu
den in jedem einzelnen Fall betreffenden Lösungsmitteln zu
verleihen. Die GB-A-2 091 581 beschreibt die Verwendung von
macroporösen polymeren Partikeln in Gas- und
Flüssigtrennverfahren.
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Die durch die Verwendung von makroporösen polymeren Partikeln
erzielten Vorteile, im Vergleich mit herkömmlichen
Adsorbentien, wie Aktivkohle, für Zwecke der Luftreinigung sind
hauptsächlich, daß die polymeren Partikel im wesentlichen für ihre
beabsichtigte Verwendung maßgeschneidert werden können.
Dementsprechend können solche physikalischen Parameter wie
Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung, Porengröße,
Porengrößenverteilung, Dichte und spezifische Oberfläche mit Hilfe von
Prozeßparametern in dem Polymerisationsprozeß gesteuert
werden. Die chemischen Eigenschaften der Adsorptionsoberfläche
können durch die Auswahl der Monomere oder durch chemische
Behandlung der polymeren Partikel gesteuert werden.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Konzept, daß es
durch Optimierung des Adsorbens möglich ist, einen
kontinuierlichen Luftreinigungsprozeß aufzubauen oder zu entwerfen, der
diese Probleme löst, die bisher unlösbar waren, oder zumindest
sehr teurer mit Hilfe herkömmlicher Techniken zu lösen war.
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Die wesentlichen Eigenschaften des polymeren Materials zur
Durchführung des kontinuierlichen Prozesses sind:
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- Porengröße und Porengrößenverteilung Diese sind kritisch
für die Kinetik (Schnelligkeit) sowohl des Adsorptions- und
des Desorptionsprozesses die in einem kontinuierlichen Bett
wesentlich kritischer sind als in einem stationären oder
statischen Bett. Die Porengrößenverteilung soll auch so
einheitlich wie möglich sein, obwohl die Porengröße ein Optimum hat,
da übermäßig große Poren eine niedrigere spezifische
Oberfläche und damit eine reduzierte Adsorptionskapazität zur Folge
haben, wohingegen übermäßig kleine Poren eine Adsorptions- und
Desorptionsrate zur Folge haben, die für ein kontinuierliches
Bett viel zu langsam ist, um eine geeignete Alternative zu
sein.
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- Das polymere Material wird nicht bei den leicht in dem
Prozeß auftretenden Temperaturen durch den in der Luft enthalten
nen Sauerstoff oxidiert werden. Dieses ermöglicht die
Verwendung von Luft im Desorptionsprozeß, was ziemlich einzigartig
ist und was bedeutende Vorteile bringt, nicht zuletzt mit
Bezug auf die Investitions- und Betriebskosten der Anlagen.
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- Das polymere Material soll eine Dichte haben, die auf eine
geeignete Verwendung in Fließbettprozessen eingestellt ist.
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- Das polymere Material soll eine hohe mechanische Festigkeit
haben, so daß es der in dem Fließbett als Folge der Bewegung
der Partikel auftretenden Abnutzung widersteht. Diese
Eigenschaft ist kritisch für die Verwendungsdauer des Adsorbens.
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- Die Hydrophobie der polymeren Partikel soll so sein, daß die
Adsorption von Wasser aus der Luft vernachlässigbar ist. Der
Reinigungseffekt wird somit unabhängig vom Feuchtigkeitsgehalt
der Luft sein. Ferner ermöglicht es die Rückgewinnung von
Lösungsmitteln, die praktisch wasserfrei sind.
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Ein Prinzip-Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
in Figur 1 dargestellt.
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Das Adsorbens, d. h. die makroporösen polymeren Partikel
"schweben" durch eine Adsorptionseinheit oder Kolonne 1 auf
einer oder mehreren Ebenen oder Stufen. In der Darstellung von
Figur 1 sind zwei solcher Ebenen 2 und 3 gezeigt, wobei jede
Ebene eine speziell ausgebildete Fließplatte oder -boden 4, 5
enthält. Die zu reinigende Luft wird mittels eines
Hauptgebläses 6 durch die Adsorptionseinheit 1 gezwungen. Wenn das
Hauptgebläse 6 gestoppt wird, stoppt auch der Prozeß.
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Die Desorptionseinheit umfaßt einen Pufferspeicher 7, in dem
Adsorbens über einer Abtreibeinheit 8 gespeichert ist, die
einen mit Gasabzweigkästen 9 versehenen speziell ausgebildeten
Wärmetauscher (dampfbeheizt) umfaßt.
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Wenn sich das Adsorbens durch die Abtreibkolonne bewegt, wird
es auf Temperaturen erhitzt, bei denen sich das Lösungsmittel
von dem Adsorbens löst und in die umgebende Abtreibluft
eintreten kann. Eine Unterdruckregion wird an dem oberen Ende des
Pufferspeichers 7 in dem Container mittels eines
Transportgebläses 10 aufrecht erhalten. Dieser Unterdruck bewirkt ein
Einziehen von Abteibluft von einem Lufteinlaß 11 in dem
unteren Ende der Abtreibkolonne 8 und bewirkt ein Aufsteigen der
Luft durch das sich abwärts bewegende Adsorbens. Nachdem die
Abtreibluft einen unteren Kühler 12 in der Abtreibkolonne und
eine Heizgruppe 13 passiert hat, passiert die Luft einen
Kondensationskühler 14 über einen Abzweig- oder Anzapfkasten 9
und oberhalb ihrer heißeren Bereiche zurück zu der
Abtreibkolonne 8. Das Lösungsmittel läuft von dem Kondensationskühler
14 abwärts in einen Behälter 15.
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Der Transport von polymerem Material jeweils zwischen der
Desorptions- und Adsorptionseinheit wird mit Luft bewirkt.
Entweder mit Hilfe von den jeweils in der Adsorptions- und
Desorptionseinheit vorherrschenden Druckdifferenzen oder durch
Durchblasen des Adsorbens von einer Einheit in die andere.
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Der Adsorbensstrom durch den Prozeß wird durch Justierung des
Stroms von dem Desorber gesteuert.
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Die Menge des Adsorbens in der Adsorptionseinheit wird mit
Hilfe von "Niveauhalteplatten" am Ende der Fließböden 4 und 5
justiert oder eingestellt.
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Das Verfahren zur Reinigung von Lösungsmittel enthält
erfindungsgemäß eine Anzahl von Teilerfindungen, von denen jede
einzigartig ist und die durch die Kombination eines
maßgeschneiderten Adsorbens und Lösungen für individuelle
Prozeßstufen möglich gemacht werden, nämlich:
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1. Der Aufbau des Fließbetts in Kombination mit der Dichte des
polymeren Materials (Dichte = 0,4 bis 0,6 kg/m³) und der
Partikelgröße (Durchmesser zwischen 0,1 und 0,8 mm) ermöglicht die
Verwendung von relativ dicken und kompakten Betten 150 bis
250 mm. Umgekehrt bedeutet dies, daß die zu reinigende Luft
nur ein bis drei in Serie verbundene Betten passieren muß, um
ein gutes Reinigungsresultat zu erhalten. Der Aufbau des
Fließbetts wird im nachfolgenden genauer beschrieben.
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2. Desorption mit Luft und der Aufbau dieses Systems. Weil die
Abtreibluft zu dem oberen oberen Ende des Desorptionsturms
oder -einheit zurückgeführt wird nachdem das Lösungsmittel
ausgekühlt wurde, wird jegliches in der Luft verbleibende
Lösungsmittel von dem hereinkommenden "kalten" Adsorbens
adsorbiert werden. Die Konzentration von Lösungsmittel in der
Abtreibluft wird somit zunehmen, resultierend in einer Zunahme
des Auskühleffekts in dem Kühler, bis
Gleichgewichtsbedingungen erreicht sind. Die Desorptionseinheit ist demzufolge in
Bezug auf Veränderungen in der Lösungsmittelzusammensetzung,
Temperatur und Wassertemperatur in dem Kühler selbst
regulierend.
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3. Die Desorptionseinheit ist so konstruiert, daß es in dem
Fall von Lösungsmittelmischungen mit voneinander verschiedenen
Siedepunkten möglich ist, das Lösungsmittel in mit hohen
Siedepunkten und niedrigen Siedepunkten angereicherten
Lösungsmittelfraktionen zu entnehmen. Dies ist in vielen Fällen sehr
wichtig, um die Wiederverwendung des Lösungsmittels zu
ermöglichen, ohne daß es nötig ist, eine separate fraktionierte
Destillation oder Auftrennen des Lösungsmittel mit Hilfe einer
Membran einzusetzen. Dies wird durch Aufteilen der
Abtreibkolonne in eine Anzahl von Zonen und dem Vorsehen von
Abtreibluft-Abzieheinrichtungen und einer
Lösungsmittelkühlextraktionseinrichtung stromabwärts von jeder Zone erreicht. Diese
Technik basiert im wesentlichen auf der Desorption von
Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt in der ersten Zone durch
Aufrechterhalten einer relativ niedrigen Temperatur, während
die Temperatur in einer nachfolgenden Zone oder Zonen erhöht
wird, um so die höhersiedenden Fraktionen abzunehmen. Die für
dieses Ende gedachten Vorrichtungen sind im nachfolgenden
beschrieben.
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Das Hauptkonzept hinter dem "wandernden" Fließbett der
vorgenannten Art und ihrer Verwendung zur Reinigung industrieller
Luft ist, daß die zu reinigende lösungsmittelkontaminierte
Luft für den Aufbau und die Aufrechterhaltung des Fließbetts
und zur Führung des Adsorbens durch das genannte Bett
verwendet wird. Das Adsorbens wird dann vom Fließbett zu einer
Desorptionsstation geführt, in der das adsorbierte Lösungsmittel
von dem Adsorbens getrennt und mittels einer Kühlextraktion
zurückgewonnen wird. Die für den Aufbau des Fließbetts
verwendete Luft ist, nachdem sie das Bett passiert hat, im
wesentlichen frei von Lösungsmittel.
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Die Schwierigkeiten, auf die man mit Fließbetten der
vorgenannten Art gestoßen ist, liegen in der Möglichkeit, das
partikulare Adsorptionsmaterial in einer einheitlichen,
vorzugsweise kontrollierbaren Geschwindigkeit durch das Bett zu
führen. Bettinstabilitäten und in ungleichmäßigen
Aufenthaltszeiten
resultierende kreisförmige Bewegungen darin können nicht
geduldet werden. Somit wird angestrebt, daß das Adsorbens das
Bett ruhig und sanft mit einer für die befriedigende Reinigung
der das Bett aufbauenden Luft passiert.
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Dieses Erfordernis wurde erfindungsgemäß durch Teilung der
Fließbetten in eine Mehrzahl von zueinander parallelen Zonen
erreicht, wobei jede oberhalb einer in der Richtung der
Führung durch das Bett verlaufenden Stange gebildet ist und die
einen V-förmigen oder gekrümmten (z. B. sinusförmigen)
Querschnitt hat und die entlang ihres tiefsten Bereichs mit einem
Einlaßschlitz, optional einem justierbaren Einlaßschlitz, für
die zu reinigende und gleichzeitig das Fließbett aufbauende
Luft versehen ist.
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Die Figuren 3 und 4 stellen schematisch zwei verschiedene
Varianten der verschiedenen Zonen der erfindungsgemäßen
Fließbetten dar, wobei die Zonen entweder Seite an Seite oder eine
über der anderen angeordnet sind.
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Figur 2 ist ein schematischer Querschnitt der
Fließbettvariante, in der die Zonen in horizontal benachbarter Beziehung
angeordnet sind, wohingegen Figur 3 ein Längsschnitt derselben
Anordnung ist. Figur 4 ist ein Querschnitt einer
Fließbettvariante, in der die Zonen übereinander angeordnet sind.
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Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Anordnung enthält eine
Einlaßkammer 16, die mit einem Einlaß 17 für zu reinigende
Luft versehen ist, und eine Fließkammer 18. Die Fließkammer 18
ist mit einem Auslaß 19 für gereinigte Luft versehen.
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Der Einlaß und die Fließkammern sind durch sich schräg
erstreckende, zueinander gewinkelten Platten 20, 21 voneinander
getrennt, die in Paaren zusammenwirken, um tiefe Kanäle zu
bilden, wobei jeder einer der verschiedenen Zonen des
Fließbetts entspricht. Am Boden der Kanäle ist ein Schlitz 22
angeordnet, durch den Fließbettluft (fluidizing air) aus der
Kammer 16 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt
werden kann, wobei der Druck in der Kammer 16 auf einem
höheren Wert als der Druck in der Fließkammer 18 gehalten wird.
Einrichtungen zur Justierung der Breite des Schlitzes 22
können vorgesehen werden.
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Die Art, auf die das partikuläre Adsorbens dem Fließbett an
seiner Einlaßseite zugeführt und an seiner Auslaßseite
zurückgewonnen wird, ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Die
Bewegungsrichtung des Adsorbens durch die Kammer wird durch
den Pfeil A angezeigt. Die Luftbewegung wird ebenso durch
Pfeile angezeigt. Die Schlitze 22 sind breiter als der
Durchmesser des partikulären Adsorbens. Demzufolge müssen bestimmte
Maßnahmen getroffen werden, um zu vermeiden, daß das Adsorbens
im Fall eines Betriebsstillstands in die Kammer 16 hinabfällt.
Dementsprechend sind bei einer Variante der Erfindung
längliche, gewinkelte Tröge 23 unterhalb der jeweiligen Schlitze 22
angeordnet. Mit dieser Anordnung wird, sollte ein Stillstand
eintreten, ein aus Adsorbens bestehender Verschluß gebildet,
der den Schlitz 22 vollständig und auch den Trog 23 teilweise
füllt, wobei dieser Verschluß von dem Schlitz und dem Trog
weggeblasen wird, sobald der Kammer 16 frische Fließbettluft
zugeführt wird.
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Es liegt auch innerhalb des Rahmens des Erfindungsgedankens
die Zonen in zueinander übergeordnetem Verhältnis anzuordnen,
auf eine Art, wie schematisch in Figur 4 dargestellt. Die
Anordnung ist ausschließlich im Querschnitt in dieser Figur
dargestellt.
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Im Fall der Variante von Figur 4 sind die Zonen durch
gegeneinander geneigte Platten 53 und 54 gebildet, wobei der
Einlaßschlitz mit dem Bezugszeichen 55 und die Schutzvorrichtung
gegen eine Unterbrechung in dem Prozeß mit dem Bezugszeichen
56 bezeichnet wurde. Die Schutzvorrichtung dieser
Ausführungsform umfaßt eine längliche Kante. Der die Kante passierende
Luftstrom ist in der Figur gezeigt. Die Einlaßkammer 16 und
der Lufteinlaß 17 haben beide dieselbe Funktion wie die
Einlaßkammer und der Lufteinlaß der in den Figuren 2 und 3
dargestellten Ausführungsform und sind dementsprechend mit
denselben Bezugszahlen gekennzeichnet. Andererseits liegen die
Fließbetten dieser Variante vollständig innerhalb der durch
die jeweiligen Platten 53 und 54 gebildeten Kanäle, wobei
diese Kanäle sich in eine gemeinsame, mit einem Hauptauslaß 19
versehene Auslaßkammer 18 öffnen.
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Die Erfindung wird nun näher, mit Bezug zu einer in Figur 5
dargestellten beispielhaften Ausführungsform erläutert. Diese
beispielhafte Ausführungsform dient der Reinigung von Luft,
die eine Mischung von zwei Lösungsmitteln mit voneinander
verschiedenen Siedepunkten enthält. Das Beispiel illustriert, wie
die Fraktionierung des Lösungsmittels in der Mischung bewirkt
werden kann.
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Die besondere Variante der Erfindung in Bezug auf die
Reinigung von industrieller Luft, die eine Mischung von zwei
voneinander verschiedenen Lösungsmitteln mit voneinander
verschiedenen Siedepunkten enthält, wird nun unter Bezug auf die
Anordnung der allgemein in Figur 5 dargestellten vorrichtung
näher beschrieben.
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Diese Anordnung enthält einen Behälter 24, in den zwei
Lösungsmittel enthaltende Ventilationsluft, z. B. von einem
Fahrzeuglackierwerk abgezogene Luft, in Richtung des Pfeils 25
eingeführt wird. Der Behälter 24 enthält zwei Fließbetten 26,
27 mit macroporösem, partikulären polymeren Material, das als
Adsorbens für die Lösungsmitteln fungiert. Das fluidisierte
polymere Material in den Betten kann auf eine an sich bekannte
Art zur Wanderung oder Bewegung in Richtung der Pfeile 28 und
29 bewegt werden, wodurch das Material von dem oberen Bett
durch einen Durchlaß 30 zu dem unteren Bett überführt wird.
Material kann kontinuierlich durch einen Auslaß 31 von dem
unteren Bett 26 abgezogen werden, wobei dieses Material
regeneriert und durch einen Einlaß 32 zu dem oberen Bett 27
zurückgeführt wird.
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Die Ventilationsluft wird unter dem Einfluß eines durch das
Gebläse 33 erzeugten Unterdrucks zum Passieren des Behälters
24 bewegt.
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Die durch den Auslaß 34 des Gebläses 33 gelieferte Luft ist
als Resultat des Passierens der Betten 26 und 27 sauber.
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Das teilweise mit Lösungsmittel gesättigte Adsorbens wird
durch eine Rohrleitung 35 von dem Auslaß 31 zu einem
aufnehmenden Trichter- oder Pufferspeicher 36 geführt, von dem
Material einem Behandlungsturm 37 zugeführt wird. Der Turm 37 ist
in eine Vorheizzone 38, zwei Desorptionszonen 39 und 40 und
eine Kühlzone 41 unterteilt. Jede der Zonen 38, 39, 40 enthält
einen flachen Wärmetauscher, um das in die jeweilige Zone
eintretende Material auf die vorgesehene Temperatur aufzuheizen.
Das polymere Material wird somit zwischen den flachen
Wärmetauschern fortbewegt, denen das gewünschte Heizmedium durch
jeweilige Einlässe zugeführt und durch jeweilge Auslässe
abgeführt wird. Die Kühlzone 41 enthält einen entsprechend
aufgebauten Kühler.
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Nachdem es in der Zone 38 auf eine geeignete Temperatur
vorgeheizt wurde, wird das polymere Material in die erste
Desorptionszone 39 eingeführt, in der das Material auf eine
Temperatur erhitzt wird, die ausreicht, um das Lösungsmittel mit dem
niedrigesten Siedepunkt zu desorbieren. Der resultierende
Lösungsmitteldampf wird durch eine Rohrleitung 42 zu einer
Kondensationskühleranordnung 43, in der der Dampf kondensiert
wird, so daß er ein Lösungsmittelkondensat bildet, das in dem
Behälter 44 gesammelt und zurückgewonnen wird, geführt. Der
Kühlmitteleinlaß und -auslaß des Kondensationskühlers sind
durch jeweils in und von der Anordnung gerichtete Pfeile
dargestellt. Dampf, der in dem Kondensationskühler 43 nicht
kondensiert wurde, wird über eine Drossel 45 an einen Ort
Stromaufwärts des Vorheizers zu dem Behandlungsturm 37
zurückgeführt, um
wieder an dem Desorptionsprozeß teilzunehmen. Dieses
garantiert, daß praktisch das gesamte Lösungsmittel
zurückgewonnen wird, und daß im wesentlichen kein Lösungsmittel in die
Umgebung leckt.
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Das polymere Material gelangt von der Zone 39 in die zweite
Desorptionszone 40, in der das Material weiter auf eine
Temperatur erhitzt wird, was in der Desorption des Lösungsmittels
mit dem höchsten Siedepunkt resultiert. Ähnlich dem in Stufe
39 stattfindenden Prozeß wird der in der Zone 40 erzeugte
Lösungsmitteldampf durch eine Rohrleitung 46 zu einem Kühler 47
geführt, in dem der Dampf gekühlt wird, um ein Kondensat zu
bilden, das in einen Behälter 48 gelangt, von dem es
zurückgewonnen wird. Nicht kondensierter Dampf wird über eine Drossel
49 an einen Ort stromaufwärts des Vorheizers 38 dem
Behandlungsturm auf die gleiche Art, wie mit Bezug auf Zone 38
beschrieben zurückgeführt.
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Das während seiner Passage durch die Desorptionszonen 39 und
40 regenerierte und in der Kühlzone 41 gekühlte polymere
Material wird in dem Behälter 50 gesammelt und zu dem Einlaß 32
des oberen Fließbetts 27 durch eine Rohrleitung 51
zurückgeführt.
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Die zur Durchführung des Prozesses benötigte Luft wird an
einem Ort, an dem der Behandlungsturm 37 in den Behälter 50
entleert wird, wie durch die Pfeile 52 angedeutet, eingezogen.
Das Bezugszeichen 35 bezeichnet eine Pumpe zur Rückführung von
Luft zu der Fließkammer 24, die aus dem Pufferspeicher 36
leckt. Dies verhindert, daß Luft von der Desorptionsanlage 36,
37 in die Umgebung leckt.
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Wie aus dem Vorhergehenden deutlich wird, wird die
lösungsmittelkontaminierte Ventilationsluft durch Mittel der Erfindung
fraktioniert. Das erfindungsgemäße Verfahren verbessert die
Möglichkeiten der direkten Wiederverwendung der betreffenden
Verfahrensbestandteile stark, ohne daß separate oder einzelne
Frationierungsprozesse nötig sind.
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Das zuvor genannte Verfahren kann besonders vorteilhaft
verwendet werden, wenn z. B. von einer zuvor genannten Anlage
Ventilationsluft abgezogen wird, die sowohl niedrigsiedende
und hochsiedende Substanzen enthält, wie Ethylacetat und Xylol
zum Beispiel. Diese Substanzen sieden bei Temperaturen von
ungefähr 75º C und 145º C und Ventilationsluft, die diese
Substanzen enthält, kann effizient in einer erfindungsgemäßen
Reinigungsanlage gereinigt werden, während ermöglicht wird,
die beiden Lösungsmittelkomponenten wiederzuverwenden.