DE4013409A1 - Verfahren zum entfernen von loesungsmitteln und anderen schadstoffen aus wasserdampfbeladener abluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Lö­ sungsmitteln, Geruchstoffen und anderen flüchtigen Bestand­ teilen aus wasserdampfbeladener heißer Abluft, insbesondere aus bei der Reinigung von Tanks und Tankfahrzeugen entstehen­ der Abluft, mit Hilfe von Kondensation.

Tanks, Tankfahrzeuge wie Tank-Lastkraftwagen oder Kesselwagen, Tank-Container und dergleichen, in denen Lösungsmittel, stark riechende Flüssigkeiten und dergleichen transportiert worden sind, müssen von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Dies geschieht mit Hilfe von Heißwasser oder von Wasserdampf. Dabei entsteht Abluft, in der die Lösungsmittel, Geruchstoffe oder andere flüchtige Bestandteile, die unter Umständen sehr schädlich sind, enthalten sind. Diese schadstoffbelastete Abluft kann man nicht einfach in die Umgebung ablassen, da dies nicht nur offensichtliche Nachteile für die Umwelt mit sich bringt, sondern in immer stärkerem Maße auch durch entsprechende Vorschriften verboten wird.

Um die Lösungsmittel oder sonstigen Schadstoffe aus der Abluft zu entfernen, ist es bekannt, die Abluft auf sehr tiefe Tem­ peraturen abzukühlen, so daß die Lösungsmittel oder sonstigen Schadstoffe auskondensieren. Dabei muß aber bei Temperaturen von weit unter 0°C gearbeitet werden, da sonst zu wenig aus­ kondensiert, was einerseits sehr aufwendige Kühlmaschinen erfordert und andererseits den Nachteil hat, daß mehrere Kondensatoren abwechselnd verwendet werden müssen, wobei dann die jeweils nicht verwendeten Kondensatoren, deren Wärme­ tauschflächen mit einer Eisschicht überzogen sind, wieder erwärmt werden müssen. Es ist auch bekannt, die Lösungsmittel oder sonstigen Schadstoffe mit Adsorptionsmitteln, insbeson­ dere Aktivkohle zu reinigen, was aber sehr große Mengen dieser Adsorptionsmittel, insbesondere von Aktivkohle erfordert, so daß auch dieses Verfahren sehr teuer ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, mit dem die Lösungsmit­ tel oder sonstigen Schadstoffe sehr wirksam abgeschieden werden, das sehr betriebssicher ist und sich kostengünstig durchführen läßt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Abluft in einem ersten Schritt in einem ersten Kondensator mit Hilfe von Wasserkühlung auf eine Temperatur von weniger als 60°C gekühlt wird, daß die Abluft in einem zweiten Schritt in einem zweiten Kondensator, dessen Wärmeaustauschflächen eine Temperatur von ungefähr 0°C aufweisen, weiter gekühlt wird, daß die Abluft in einem dritten Schritt auf eine Temperatur von mindestens ungefähr 10°C erwärmt wird, und daß die Abluft in einem vierten Schritt durch ein Adsorptionsmittel geleitet wird.

Die Abluft, die eine Temperatur hat, die 100°C nahekommt, wird also in einem ersten Schritt mit Hilfe von Wasserkühlung abgekühlt, und zwar auf eine Temperatur, die weniger als 60°C beträgt. Die entsprechende Wärmemenge kann dabei kostengünstig durch die Wasserkühlung abgeführt werden, ohne daß aufwendige Kühlmaschinen erforderlich sind. Die dabei an das Kühlwasser abgegebene Wärmemenge kann dadurch wiederverwertet werden, daß das entsprechend vorgewärmte Wasser zur Erzeugung des Dampfes oder des Heißwassers für die Reinigung des Tanks weiter erwärmt und dann verwendet wird. Schon bei diesem ersten Schritt werden Wasser und solche Lösungsmittel, Geruchstoffe und andere flüchtige Bestandteile der Abluft abgeschieden, die eine hohe Verdampfungstemperatur haben.

In einem zweiten Schritt erfolgt dann eine weitere Abkühlung und Kondensierung in einem zweiten Kondensator, dessen Wärme­ austauschflächen eine Temperatur von ungefähr 0°C aufweisen. Durch Wahl dieser Temperatur wird eine sehr große Menge von Wasserdampf einerseits und Lösungsmittel bzw. Schadstoffen andererseits auskondensiert. Andererseits können aber die Wärmeaustauschflächen auch nicht vereisen, so daß ein auf­ wendiges Wechseln zwischen unterschiedlichen Kondensatoren mit Auftauphasen nicht erforderlich ist.

Die so gekühlte Abluft wird dann in einem dritten Schritt auf eine Temperatur von mindestens 10°C, insbesondere 15°C er­ wärmt, um die relative Feuchtigkeit derselben herabzusetzen, so daß sich die Abluft oberhalb des Taupunktes befindet. Die Erwärmung kann wieder mit Hilfe von Wasser erfolgen, z. B. dem Kühlwasser, das im ersten Kondensator erwärmt worden ist.

Die so erwärmte Abluft wird dann im vierten Schritt durch ein Adsorptionsmittel geleitet, das insbesondere Aktivkohle sein kann. Da ein großer Teil der Lösungsmittel oder sonstigen Schadstoffe in den beiden ersten Schritten bereits auskonden­ siert ist, wird die Aktivkohle nur noch mit verhältnismäßig geringen Mengen dieser Stoffe befrachtet, so daß sie länger verwendet werden kann.

Wenn die Abluft abwechselnd durch mindestens zwei verschiedene Behälter mit Adsorptionsmitteln geleitet wird, so kann in dem jeweils anderen Behälter oder den jeweils anderen Behältern das Adsorptionsmittel ausgewechselt werden. Auf diese Weise ist ein kontinuierlicher Betrieb möglich.

Zweckmäßigerweise wird die Abluft durch das gesamte System mit Hilfe eines Sauggebläses oder eines Saugventilators gefördert, der hinter dem Behälter mit dem Adsorptionsmittel angeordnet ist.

Das im ersten und zweiten Kondensator abgeschiedene Kondensat, das Lösungsmittel, Geruchstoffe und sonstige Schadstoffe enthält, wird in einem Kondensatsammelbehälter gesammelt, um dann der Wiederverwendung oder der schadlosen Entsorgung zuge­ führt zu werden.

Aus Korrosionsschutzgründen sind zweckmäßigerweise die Leitun­ gen und/oder die Behälter, also insbesondere die Kondensatoren oder die Behälter für das Adsorptionsmittel aus Edelstahl aufgebaut.

Die Temperatur zumindest des zweiten Kondensators ist zweckmä­ ßigerweise geregelt, um so einerseits eine möglichst tiefe Temperatur zu erreichen, die andererseits aber zur Vermeidung von Eis 0°C nicht unterschreiten darf. In vielen Fällen wird man aber auch die Temperatur im ersten Kondensator regeln, was z. B. durch eine Regelung der Kühlwassermenge geschehen kann. Die Regelung der Kühlwassermenge kann dabei mit Hilfe der Abluft-Austrittstemperatur des ersten Kondensators erfolgen.

Da normalerweise Kühlwasser oder dergleichen mit einer Tempe­ ratur von ungefähr 0°C nicht ohne weiteres verfügbar ist, wird zweckmäßigerweise der Kondensator mit einer Kühlmaschine betrieben, insbesondere einer elektrisch betriebenen Kühlma­ schine. Die Abwärme dieser Kühlmaschine kann auch verwertet werden, insbesondere zur Vorwärmung des Reinigungswassers und/oder zur Wiedererwärmung der Abluft im dritten Schritt.

Die Vorteile der Erfindung bestehen einmal darin, daß die Schadstoffbelastung der Aktivkohle geringer ist, so daß weniger Aktivkohle erforderlich ist, weniger Abfall sowie geringere Betriebskosten entstehen. Außerdem ist die Gefahr der Selbstentzündung ausgeschlossen.

Die abgeschiedenen Schadstoffe liegen konzentriert vor, so daß eine einfachere Entsorgung als bei vorbekannten Verfahren möglich ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Anlage im mittle­ ren Temperaturbereich arbeitet, so daß die Anlagenkosten wesentlich geringer sind als bei Tiefkühl-Kondensationsanla­ gen. Weitere Vorteile des mittleren Temperaturbereiches sind die einfache Handhabung sowie die hohe Betriebssicherheit.

Schließlich erhält man auch noch eine relativ geringe Feuchte im Abluftstrom hinter den beiden Kondensatoren, so daß nur weniger Vorwärmung vor der Durchleitung durch das Adsorptions­ mittel erforderlich ist, was zu einem geringeren Energiever­ brauch führt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Um den Tank 1 eines Tankfahrzeuges 2 zu reinigen, wird bei 3 Heißwasser oder Wasserdampf eingeleitet. Die entstehende Abluft wird bei einem Tankdom oder sonstigen Abluftstutzen des Tanks 1 entnommen und über eine Leitung 4 in einen ersten Kondensator 5 geleitet. In der Leitung 4 hat die mit Wasser­ dampf und Lösungsmittel oder Lösungsmitteln oder sonstigen Schadstoffen befrachtete Abluft eine Temperatur von ungefähr 100°C. Durch den Kondensator 5 wird, was durch die Leitungen 6 angedeutet ist, Kühlwasser hindurchgeleitet, so daß die Abluft beim Verlassen des Kondensators 5 in der Leitung 7 eine Temperatur von weniger als 60°C aufweist. Das Kondensat strömt über eine Leitung 8 in einen Sammelbehälter 9. Der Sammelbe­ hälter 9 ist dabei noch durch eine gestrichelt gezeichnete Entlüftungsleitung 10 mit der Abluftleitung 7 verbunden. Die Abluft, die im ersten Kondensator 5 vorgekühlt ist, wird dann über die Leitung 7 in einen zweiten Kondensator 11 geleitet, durch den durch die Leitungen 12 ein Kühlmittel hindurchgelei­ tet wird. Hier erfolgt eine Abkühlung der Abluft auf ungefähr 0°C; das Kondensat gelangt durch eine Leitung 13 ebenfalls in den Behälter 9. Beim Verlassen des zweiten Kondensators 11 hat die Abluft in der anschließenden Leitung 14 eine Temperatur von ungefähr 0°C und wird dann in einem Wärmetauscher 15 auf ungefähr 15°C erwärmt, der von einem warmen Fluid durch die Leitungen 16 durchströmt wird. Anschließend wird dann die Abluft über Leitungen 17 abwechselnd in den einen oder anderen Behälter 18 mit Aktivkohle 19 geleitet. Die Förderung der Abluft geschieht durch ein Sauggebläse 20, das hinter den Behältern 18 angeordnet ist.

Das Kondensat, das sich im Behälter 9 sammelt, wird der Entsorgung oder Wiederverwendung zugeführt.

Claims (11)

1. Verfahren zum Entfernen von Lösungsmitteln, Geruchstoffen und anderen flüchtigen Bestandteilen aus wasserdampfbela­ dener heißer Abluft, insbesondere aus bei der Reinigung von Tanks und Tankfahrzeugen entstehender Abluft, mit Hilfe von Kondensation, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft in einem ersten Schritt in einem ersten Kondensator mit Hilfe von Wasserkühlung auf eine Temperatur von weniger als 60°C gekühlt wird, daß die Abluft in einem zweiten Schritt in einem zweiten Kondensator, dessen Wärmeaustauschflächen eine Temperatur von ungefähr 0°C aufweisen, weiter gekühlt wird, daß die Abluft in einem dritten Schritt auf eine Temperatur von mindestens unge­ fähr 10°C erwärmt wird, und daß die Abluft in einem vierten Schritt durch ein Adsorptionsmittel geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft im dritten Schritt auf eine Temperatur von ungefähr 15°C erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel ein Aktivkohlefilter ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abluft abwechselnd durch mindestens zwei verschiedene Behälter mit Adsorptionsmittel geleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft durch ein Sauggebläse oder einen Saugventilator gefördert wird, der hinter dem Behälter mit dem Adsorptionsmittel angeordnet ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im ersten Schritt erwärmte Kühl­ wasser zur Reinigung des Tanks verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im ersten Schritt erwärmte Kühl­ wasser zur Erwärmung der Abluft im dritten Schritt verwen­ det wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem im ersten und zweiten Kondensa­ tor abgeschiedenes Kondensat gesammelt wird, das dann entsorgt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen und/oder Behälter aus Edelstahl verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen im ersten und zweiten Kondensator geregelt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kondensator mit einer Kühlmaschine betrieben wird, deren Abwärme weiterverwerdet wird.