DE3902843C2 - - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
- B01D53/70—Organic halogen compounds
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Aus der DE 35 42 537 A1 ist ein Verfahren zur Abtrennung
von Verunreinigungen von einem Fluidstrom bekannt, bei
dem man den Fluidstrom mit einem flüssigen selektiven
Absorptionsmittel in Kontakt bringt, den so behandelten
Fluidstrom abtrennt und das nunmehr die Verunreinigungen
enthaltende Absorptionsmittel zurückgewinnt. Hierzu wird
das Absorptionsmittel auf eine erhöhte Temperatur gebracht,
um in einem Desorber die in ihm enthaltenen Verunreini
gungen durch Verdampfen freizusetzen. Diese werden
in einen Kondensator geführt und dann in einen Behälter
zur Sammlung und etwaigen Rückgewinnung oder Beseitigung
geleitet. Das so regenerierte Absorptionsmittel tritt
im Bodenbereich aus dem Desorber aus und wird nach
entsprechender Abkühlung wieder zur Reinigung des
Fluidstroms verwendet. Als Absorptionsmittel kann
ein Dialkylphthalat mit einem Siedepunkt von etwa
300°C eingesetzt werden.
Die Verunreinigungen können beispielsweise fluorierte
oder chlorierte Kohlenwasserstoffe enthalten. Diese
Schadstoffe können zu einer Dioxinbildung führen
und müssen daher in unschädliche Stoffe umgewandelt
werden. Aus der US-PS 46 54 203 ist bekannt, halogenierte
Kohlenwasserstoffe in Anwesenheit von CaO und/oder
Ca(OH)₂ bei 600° bis 800°C thermisch aufzuschließen,
wobei beispielsweise CaCl₂ und ein halogenfreies
Gas aus zum Beispiel Wasserstoff, Methan und Kohlen
monoxid entstehen.
Schließlich ist aus der DE 37 03 235 A1 bekannt, Salz-
und Flußsäure mit verdünnter Schwefelsäure aus Abgasen
auszuwaschen, dann aus der Schwefelsäure auszublasen
und das so erhaltene, mit der Salz- und Flußsäure
beladene Gas mit einer Calciumhydroxid und/oder
Calciumcarbonat enthaltenden Waschflüssigkeit in Kontakt
zu bringen. Hierbei wird eine Suspension von
CaF₂ in CaCl₂-Lösung gebildet.
Ausgehend von der DE 35 42 537 A1 ist es die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Reinigung
von mit Schadstoffen belasteten Gasen mittels einer die
Schadstoffe absorbierenden, im Kreislauf geführten
Absorptionsflüssigkeit, bei dem die Schadstoffe durch
innigen Kontakt der Gase mit der Absorptionsflüssigkeit
durch diese absorbiert und die Absorptionsflüssigkeit
anschließend durch Abscheidung der Schadstoffe durch
Verdampfung regeneriert und erneut zur Absorption
der in den Gasen enthaltenen Schadstoffe verwendet
wird, die aus der Flüssigkeit abgeschiedenen Schad
stoffe thermisch aufgeschlossen und hydriert und an
schließend in einer Waschflüssigkeit absorbiert
und neutralisiert werden, anzugeben, bei dem die
Regenerierung der Absorptionsflüssigkeit, d. h. die
Abscheidung der Schadstoffe aus dieser mit einem
hohen Wirkungsgrad durchgeführt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungs
gemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dadurch, daß zur Verstärkung der Abscheidung ein Teil
der regenerierten Absorptionsflüssigkeit verdampft
und im Gegenstrom zur Absorptionsflüssigkeit während
der Abscheidung geführt wird, ergibt sich der Vorteil,
daß die zu regenerierende Absorptionsflüssigkeit beim
Durchlauf durch den Desorber nicht oder nicht so stark
abkühlt oder sogar noch erwärmt wird, so daß auch noch
im in Durchlaufrichtung hinteren Abschnitt des Desorbers
eine relativ starke Abscheidung der Schadstoffe statt
finden kann. Darüber hinaus bewirkt die Gegenströmung
der verdampften Absorptionsflüssigkeit eine verstärkte
Abführung der abgeschiedenen Schadstoffe. Hierdurch
kann der Wirkungsgrad des Desorbers beträchtlich erhöht
werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines
in der Figur dargestellten Ausführungsbei
spiels näher erläutert. Diese enthält eine
schematische Darstellung einer Anlage zur
Reinigung von Deponiegasen und zur anschließen
den Entsorgung der abgeschiedenen Schadstoffe.
Die Anlage weist als wesentliche Bestandteile
einen Absorber 1, in dem das Deponiegas durch
physikalische Absorption mittels einer Absorptions
flüssigkeit gereinigt wird, einen Desorber 2,
in dem die mit Schadstoffen beladene Absorptions
flüssigkeit regeneriert wird, einen Verdichter 3,
in dem die aus der Absorptionsflüssigkeit ausge
triebenen Gase bzw. Dämpfe verdichtet werden,
einen Hydrierreaktor 4, in dem die fluorierten
und chlorierten Kohlenwasserstoffe, d. h. die
Schadstoffe, chemisch umgewandelt werden, und
einen Gaswäscher 5, in dem die im Hydrierreaktor
4 gebildeten Säuren in Wasser gelöst und durch
eine Lauge neutralisiert werden, auf.
Die weiteren Bestandteile der Anlage werden im
folgenden anhand von deren Funktionsbeschreibung
erläutert.
Nach Durchströmen eines nicht gezeigten Gas
hauptventils gelangt das schadstoffbeladene
Deponiegas über eine Leitung 6 in den Absorber 1.
Innerhalb des Absorbers 1 durchströmt das Deponiegas
zuerst den Bereich, in dem die Schadstoffe
aus dem Gasstrom in die Absorptionsflüssigkeit
übergehen. Zur Vergrößerung der Oberfläche
und damit zur Verbesserung des erforderlichen
Stoffüberganges ist dieser Bereich mit Füll
körperpackungen versehen. Bevor das gereinigte
Deponiegas den Absorber 1 verläßt, durchströmt
es einen sogenannten Demistor, in dem mögliche
Flüssigkeitströpfchen zurückgehalten werden.
Nach dem Reinigungsprozeß wird das Deponiegas
beispielsweise in einen Gasvorwärmer und da
nach in Verbrennungsmotoren geleitet.
Beim Anfahren der Anlage oder bei Mangel an
Absorptionsflüssigkeit im Absorber 1 wird mit
Hilfe einer Pumpe frische Absorptionsflüssigkeit
aus einem Reservetank in den Absorber 1 ge
fördert. Diese ist ein organisches, selektiv
wirkendes Absorptionsmittel mit einem Siede
punkt von etwa 300°C, das fluorierte und
chlorierte Kohlenwasserstoffverbindungen aus
dem Deponiegasstrom aufnimmt. Innerhalb des
Absorbers 1 gelangt die Absorptionsflüssigkeit
zuerst auf einen Flüssigkeitsverteiler. Damit
bei der Flüssigkeitsaufgabe keine Tröpfchen ent
stehen, wird im Flüssigkeitsverteiler die
Absorptionsflüssigkeit unterhalb des Flüssig
keitsspiegels aufgegeben.
Mit Hilfe von eingeschweißten Kapillarverteiler
rohren erfolgt die gleichmäßige Benetzung der
Füllkörperpackungen. Entgegengesetzt zur Gas
führung fließt die Absorptionsflüssigkeit in
Form eines Rieselfilmes durch die Füllkörper
packungen. Die Schadstoffe werden hierbei absorbiert.
Am Boden des Absorbers 1 wird die beladene
Absorptionsflüssigkeit durch eine Leitung 7
zum Desorber 2 gedrückt. Zur Optimierung des
Gesamtprozesses erfolgt zwischen der kalten
beladenen und der heißen regenerierten unbe
ladenen Absorptionsflüssigkeit ein thermischer
Energieaustausch.
Hierzu wird innerhalb eines Rekuperators 8
die in einer Leitung 9 vom Desorber 2 zum
Absorber 1 zurückgeführte Absorptionsflüssigkeit
durch die kalte beladene Absorptionsflüssigkeit
in der Leitung 7 gekühlt. Bevor die regenerierte
Absorptionsflüssigkeit in den Absorber 1 gelangt,
erfolgt mit Hilfe eines Kaltwassersatzes (nicht
dargestellt) und eines Wärmetauschers 10 die
erforderliche Nachkühlung. Die regenerierte
Absorptionsflüssigkeit steht dann wieder zur
Schadstoffabsorption zur Verfügung.
Abhängig von der Schadstoffkonzentration im
Deponiegas können unterschiedliche Berieselungs
dichten gewählt werden.
Die beladene Absorptionsflüssigkeit wird aufgrund
des im Absorber 1 herrschenden Druckes in den
Desorber 2 gedrückt. Bevor die Absorptions
flüssigkeit in den Desorber 2 eingeleitet wird,
durchströmt sie den Rekuperator 8, in dem sie
durch Wärmerückgewinnung vorgewärmt wird, und
einen Nacherhitzer 11, in dem sie auf ca. 85°C
erwärmt wird. Dem Desorber 2 ist eingangsseitig
ein Entgasungsreaktor unmittelbar vorgeschaltet,
in dem die dampfförmige und flüssige Phase der
schadstoffbeladenen Absorptionsflüssigkeit, die sich
aufgrund der Druckentspannung ausbilden, getrennt
werden. Die dampfförmige Phase wird kopf
seitig, die flüssige Phase am Boden des Reaktors
abgezogen und in den Desorber 2 geleitet.
Im Nacherhitzer 11 wird die Absorptionsflüssigkeit
beispielsweise mit dem Kühlwasser der Gasver
brennungsmotoren erhitzt. Die Wassertemperatur
liegt etwa bei 95°C. Aufgrund des relativ
hohen Systemdrucks von ca. 4 bar erfolgt inner
halb des Nacherhitzers 11 keine Ausgasung. Nach
einem nachfolgenden Entspannungsventil strömt
die Absorptionsflüssigkeit in den Entgasungs
reaktor. Der geringe Systemdruck bewirkt, daß sich
die Siedetemperatur der Absorptionsflüssigkeit
verschiebt, wodurch die geringe Temperatur
von 85°C zur Regenerierung ausreicht.
Durch die Druckentspannung nimmt die Löslichkeit
der Absorptionsflüssigkeit ab. Leichtflüchtige
Gasbestandteile, die aus dem Gasstrom gelöst
wurden, gasen teilweise im Entspannungsreaktor
wieder aus.
Der Desorber 2 ist ähnlich aufgebaut wie der vor
her beschriebene Absorber 1. Die Absorptions
flüssigkeit fließt aus dem Entspannungsreaktor
auf den Flüssigkeitsverteiler des Desorbers 2.
Auch hier wird die Absorptionsflüssigkeit inner
halb des Flüssigkeitsverteilers unterhalb des
Flüssigkeitsspiegels eingeleitet. Eine für den
Desorptionsprozeß ungünstige Tropfenbildung
wird durch diese Maßnahme vermieden.
Kapillarrohre, die in den Flüssigkeitsverteiler
eingeschweißt sind, bewirken eine gleichmäßige
Berieselung der Füllkörperpackungen. In Form
eines Rieselfilmes fließt die zu regenerierende
Absorptionsflüssigkeit durch die Packungen.
Zur Verstärkung des Desorptionsprozesses wird
ein Teilstrom der regenerierten Absorptions
flüssigkeit am Boden der Kolonne abgezogen
und in einem Verdampfer 12 über die Siede
temperatur erwärmt.
Die dampfförmige Absorptionsflüssigkeit strömt
im Gegenstrom zur Filmströmung durch die Metall
packung. Am Boden der Kolonne wird die regenerierte
Absorptionsflüssigkeit mit Hilfe einer propor
tional geregelten Pumpe abgezogen und über den
Rekuperator 8 und den Wärmetauscher 10 zum
Absorber 1 geleitet.
Der im Verdampfer 12 zusätzlich erwärmte Teil
der Absorptionsflüssigkeit durchströmt im
dampfförmigen Zustand den gesamten Desorber 2.
Am Kopf des Desorbers 2 läßt sich mit Hilfe
eines Kondensators 13 die verdampfte Absorptions
flüssigkeit kondensieren. Der Rücklauf aus dem
Kondensator 13 wird über eine Leitung 14 kopf
seitig auf den Flüssigkeitsverteiler aufgegeben.
Mögliche Verluste der Absorptionsflüssigkeit
lassen sich durch diese Maßnahme minimieren.
Der Kondensator 13 wird mit dem Kaltwassersatz
gekühlt. Der Verdampfer 12, der dem Desorber 2
nachgeschaltet ist, wird mit dem Motorkühlwasser
(95°C) betrieben. Das erforderliche Temperatur
niveau in diesen beiden Wärmetauschern kann zur
Prozeßoptimierung variiert werden.
Für den Fall, daß das Deponiegas hochsiedende
Schadstoffe wie Dioxine oder polychlorierte
Biphenyle (PCB) enthält, die im Entgasungs
reaktor oder Desorber 2 nicht aus der Absorptions
flüssigkeit ausgetrieben werden können, ist
hinter dem Verdampfer 12 eine ventilgesteuerte
Abzweigleitung 15 vorgesehen, die in den unteren
Bereich des Hydrierreaktors 4 mündet. Hierdurch
kann erforderlichenfalls ein Teil der Absorptions
flüssigkeit aus dem Kreislauf ausgeschleust
und durch neue Absorptionsflüssigkeit ersetzt
werden, so daß die Konzentration der hochsieden
den Schadstoffe in der Adsorptionsflüssigkeit
nicht zu hoch wird.
Die ausgetriebenen Dämpfe und Gase sowie die
verdampfte Absorptionsflüssigkeit strömen
kopfseitig aus der Desorptionskolonne. Nachdem
der größte Teil der dampfförmigen Absorptions
flüssigkeit im nachgeschalteten Kondensator 13
verflüssigt wurde, strömen die Restdämpfe
in den Verdichter 3. Dieser erfüllt im wesent
lichen zwei Aufgaben, nämlich Herstellung des
erforderlichen Vakuums im Desorber 2 und
Komprimierung der ausgetriebenen Gase und
Dämpfe auf ein Druckniveau, welches größer
ist als das in der Reingasleitung.
Die verdichteten Gase gelangen mit dem ange
fallenen Kondensat in die Zuleitung 16 des
Hydrierreaktors 4.
In dem aus Hydrierreaktor 4 und Gaswäscher 5
bestehenden Anlagenteil erfolgt im ersten
Verfahrensschritt die chemische Umwandlung der
fluorierten und chlorierten Kohlenwasserstoffe
in Salz- und Flußsäure. Im zweiten Verfahrens
schritt werden beide Säuren in Wasser gelöst
und anschließend neutralisiert, so daß sich die
Fluor- und Chloratome in Form von gelösten
Ionen aus dem Prozeß ausschleusen lassen.
Im Hydrierreaktor 4 werden die chlorierten und
fluorierten Kohlenwasserstoffe durch zuge
führte Wärme bei einer Temperatur von etwa 900°C
thermisch aufgeschlossen. Die dabei frei
werdenden Chlor- und Fluoratome reagieren
mit zugeführtem Wasserstoff zu Salzsäure HCl und
Flußsäure HF. Zur Verbesserung der Reaktion
und zur Vermeidung von größeren Temperaturgradienten
verfügt der Hydrierreaktor 4 über einen Katalysator,
der mit Hilfe von zugeführtem Stickstoff oder mit
Prozeßgas, z. B. Deponiegas, fluidisiert wird.
Bevor die gasförmigen Säuren und die restlichen
Kohlenwasserstoffverbindungen dem Gaswäscher 5
zugeführt werden, erfolgt deren Abkühlung
in einem Wärmetauscher 17 bis auf Raumtemperatur.
Innerhalb des Gaswäschers 5 wird das abgekühlte
Gas im Gegenstrom zum Waschwasser geführt.
Die Säuren lösen sich im zugeführten Wasser
und werden unter Zugabe von Natronlauge NaOH
ständig neutralisiert.
Abhängig von der Leitfähigkeit wird das mit
Chlor- und Fluor-Ionen angereicherte Wasser
chargenweise aus dem Prozeß ausgeschleust.
Die unschädlichen Restgase werden nach dem Austritt
aus dem Gaswäscher 5 in einem Wärmetauscher 18
aufgeheizt und anschließend in die Reingas
leitung 19 und von dort in eine Gasturbine
bzw. in Gasmotoren geleitet.
Claims (7)
1. Verfahren zur Reinigung von mit Schadstoffen belasteten
Gasen mittels einer die Schadstoffe absorbierenden,
im Kreislauf geführten Absorptionsflüssigkeit, bei dem
die Schadstoffe durch innigen Kontakt der Gase mit der
Absorptionsflüssigkeit durch diese absorbiert und die
Absorptionsflüssigkeit anschließend durch Abscheidung
der Schadstoffe durch Verdampfung regeneriert und
erneut zur Absorption der in den Gasen enthaltenen
Schadstoffe verwendet wird, die aus der Flüssigkeit
abgeschiedenen Schadstoffe thermisch aufgeschlossen und
hydriert und anschließend in einer Waschflüssigkeit
absorbiert und neutralisiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verstärkung der Abscheidung ein Teil der regenerierten Absorptionsflüssigkeit verdampft und im Gegenstrom zur Absorptionsflüssigkeit während der Abscheidung geführt wird.
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verstärkung der Abscheidung ein Teil der regenerierten Absorptionsflüssigkeit verdampft und im Gegenstrom zur Absorptionsflüssigkeit während der Abscheidung geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Absorptionsflüssigkeit
einen Siedepunkt von etwa 300°C besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Absorptionsflüssigkeit
eine organische Flüssigkeit ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schadstoffe
fluorierte und/oder chlorierte Kohlenwasser
stoffe sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung
der Schadstoffe aus der Absorptionsflüssigkeit
durch Verdampfung bei einer Temperatur
im Bereich von etwa 80 bis 100°C erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung
der Schadstoffe aus der Absorptionsflüssigkeit
durch Druckentspannung erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der
schadstoffbeladenen Absorptionsflüssigkeit
aus demKreislauf ausgeschleust und durch
frische Absorptionsflüssigkeit ersetzt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893902843 DE3902843A1 (de) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Verfahren zur reinigung von gasen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893902843 DE3902843A1 (de) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Verfahren zur reinigung von gasen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3902843A1 DE3902843A1 (de) | 1990-08-02 |
DE3902843C2 true DE3902843C2 (de) | 1991-10-02 |
Family
ID=6373152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893902843 Granted DE3902843A1 (de) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Verfahren zur reinigung von gasen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3902843A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4012496A1 (de) * | 1990-04-19 | 1991-10-24 | Babcock Textilmasch | Verfahren zum reinigen und entsorgen der behandlungsmedien bei foulard-spannrahmen-kombinationen |
ITMI20021581A1 (it) * | 2002-07-18 | 2004-01-19 | Ausimont Spa | Procedimento di abbattimento di tensioattivi anionici fluorurati |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1258566A (en) * | 1984-12-03 | 1989-08-22 | Arthur J. Ehrler | Solvent absorption and recovery system |
DE3447337C2 (de) * | 1984-12-24 | 1986-11-06 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur chemisch-thermischen Zersetzung von höher halogenierten Kohlenwasserstoffen |
DE3703235A1 (de) * | 1987-02-04 | 1988-08-18 | Bayer Ag | Verfahren zur reinigung von abgasen |
-
1989
- 1989-01-27 DE DE19893902843 patent/DE3902843A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3902843A1 (de) | 1990-08-02 |
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