DE4036354A1 - Verfahren zur beseitigung von loesemitteldaempfen in abluft in gegenwart von oel- und fettdaempfen oder anderen komponenten mit hohem siedepunkt - Google Patents

Verfahren zur beseitigung von loesemitteldaempfen in abluft in gegenwart von oel- und fettdaempfen oder anderen komponenten mit hohem siedepunkt

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Description

Mit steigendem Umweltbewußtsein und besseren Erkenntnissen über Schadstoffe wird auch der Abscheidung von Lösemitteldämpfen aus der Abluft von Betrieben erhöhte Aufmerksamkeit gewidmet. Die Nachverbrennung eignet sich nur dann, wenn die Lösemittelkonzentration relativ hoch ist, komplizierte Gemische vorliegen und keine halogenierten Verbindungen vorhanden sind. Die einzige Alternative ist dann die Adsorptionstechnik. Geeignete Adsorbentien sind Aktivkohle, poröse Polymere, Zeolithe usw. Grundsätzlich können die Adsorbentien nach dem Prinzip des Schüttfilters eingesetzt werden, oder aber auch als relativ kleine Teilchen, die an einer porösen Matrix fixiert sind. Die Vorteile der letztgenannten Anwendungs­ weise sind beispielsweise in der DE 38 13 563 A1 beschrieben und bestehen in einer guten Adsorptions- sowie Desorptionskinetik bei niedrigem Druckverlust.
Eine bereits viel angewandte Ausführung besteht aus einem offenporigen, retiku­ lierten PU-Schaum als Träger-Matrix, an dessen Wänden mittels einer Haftmasse die meist kugelförmigen Adsorbentien hatten. Die Adsorbentien kommen dabei nur mit einem geringen Teil ihrer Oberfläche (10-15%) mit dem Kleber in Berührung, so daß sie frei zugänglich sind. Als Haftmasse werden oft maskierte, polymere Isocyanate, die ab 130°C mit einem Diamin vernetzt werden und vorher ein ausge­ prägtes Viskositätsminimum aufweisen, bevorzugt, weil mit diesen eine sehr gute Haftung und gute Lösemittelbeständigkeit erzielt wird.
Eine besondere Art geeigneter Vorrichtungen sind Rotationsadsorber, bei denen mit Adsorbentien beladene oder gefüllte Segmente zu einem Rad zusammenge­ fügt sind. Durch die Drehung des Rad′s wandern die Segmente abwechselnd durch die Adsorptions- und die Desorptionszone. Normalerweise werden die de­ sorbierten, stark angereicherten Schadstoffe durch Kondensation wiedergewon­ nen.
In der metallverarbeitenden Industrie besteht die Notwendigkeit, Werkstücke zu entölen bzw. zu entfetten. Die wirtschaftlichste, aber sicher auch die wirksamste Methode ist eine Perchloräthylen-Wäsche. Eine solche führt notgedrungen zu Perchloräthylendämpfen in der Abluft, und zwar in Konzentrationen, die das heute Zulässige um ein Vielfaches übersteigen. Versuche, die Abluft über eine Adsorp­ tionstechnik, beispielsweise die bereits erwähnten Rotationsadsorber, zu reinigen, scheiterten daran, daß die immer gleichzeitig vorhandenen Öldämpfe die Adsorber mit der Zeit vergifteten.
Die Erklärung für diese Vergiftung ist folgende: Die Kraft, mit welcher adsorbierte Stoffe im Porensystem des Adsorbens festgehalten werden, ist um so größer, je klei­ ner die Poren und je geringer die Flüchtigkeit der adsorbierten Stoffe ist. Um das flüchtige Perchloräthylen adsorbieren zu können, bedarf es sehr enger Mikroporen, wie man sie z. B. in sogenannten Gaskohlen findet (mittlerer Porendurchmesser ca. 12 ± 2 Å). Aus solchen kleinen Poren lassen sich aber Öl- und Fettdämpfe nicht mehr desorbieren, so daß immer weniger Mikroporen für die Adsorption des Per­ chloräthylen zur Verfügung stehen.
Es war Aufgabe der Erfindung, die durch die Öldämpfe verursachte Problematik zu lösen.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß sich polymere Adsorbentien, insbe­ sondere auf Basis von Styrol/Divinylbenzol, die ein Porensystem mit sehr großen Mikroporen bzw. sehr kleinen Mesoporen (Porendurchmesser 20-100 Å, insbe­ sondere 30-80 Å) und einer oleophilen inneren Oberfläche sehr gut zur Adsorp­ tion von Öl- bzw. Fettdämpfen eignen, aber auch desorbiert werden können. Es ist deshalb möglich, durch Vorschaltung eines Filters auf dieser Basis die Vergiftung der für die Perchloräthylen-Adsorption vorgesehenen Filter wirksam gegen eine Vergiftung durch Öldämpfe zu schützen. Die Desorption der Öldämpfe durch Heiß­ luft beinhaltet die Gefahr einer Zündung, so daß die Desorption unter Stickstoff oder Argon zu bevorzugen ist. Eine viel elegantere Lösung ist allerdings eine Per­ chloräthylenwäsche, die insbesondere in Betrieben, die Perchloräthylen verwen­ den, problemlos ist.
Bei Anwendung des Ölvorfilters auf Rotationsadsorber wird in der Adsorptions­ phase wie bei allen anderen Anordnungen das Ölfilter vor dem Gasadsorptionsfil­ ter angeordnet. Die Desorption muß dann im Gegenstrom durchgeführt werden, damit keine Öldämpfe zum Gasadsorptionsfilter gelangen. Die bei der Desorption freigesetzten Lösemitteldämpfe können die Öldesorption fördern. Abschließend ist zu bemerken, daß Öltröpfchen immer durch geeignete Maßnahmen vollständig ab­ geschieden werden müssen, da sonst die Öladsorptionsfilter in kurzer Zeit gesättigt wären und ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen könnten.

Claims (15)

1. Verfahren zur Beseitigung von Lösemitteldämpfen aus Abluftströmen in Ge­ genwart von Öldämpfen, Fettdämpfen und sonstigen Hochsiedern, dadurch gekennzeichnet, daß die von Tröpfchen und festen Teilchen gereinigte Abluft zuerst über ein Adsorptionsfilter mit großporigen Adsorbentien und anschlie­ ßend über ein Adsorptionsfilter mit kleinporigen Adsorbentien geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die großporigen Adsorbentien eine großporige Aktivkohle, wie sie für die Wasserreinigung zur Anwendung kommt, ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die großporigen Adsorbentien oleophile, poröse Polymere sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die groß­ porigen Adsorbentien im wesentlichen aus Styrol/Divinylbenzol aufgebaut sind.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die großporigen Adsorbentien mittlere Mikro/Meso­ porendurchmesser von 20-100 Å aufweisen.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die kleinporigen Adsorbentien eine feinporige Aktivkole sind (Gaskohle).
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die kleinporigen Adsorbentien im wesentlichen aus Styrol/Vinylbenzol aufgebaut sind.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die kleinporigen Adsorbentien Zeolithe sind.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die kleinporigen Adsorbentien mittlere Mikro­ porendurchmesser von 4-5 bis 10-12 Å aufweisen.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien kugelförmig sind.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien an einem offenporigen Träger, vorzugsweise einem offenporigen, retikulierten PU-Schaum mit 10-30 PPI, haften und Teilchengrößen von 0,1 bis 2 mm, insbesondere 0,2 bis 1 mm, haben.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Haftmasse nach Auftragen der Adsorbentien vernetzt wird und dabei ein ausgeprägtes Viskositätsminimum durchläuft.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Desorption im Gegenstrom mit heißer Luft, Stickstoff oder Argon geschieht.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Desorption des Öls von Zeit zu Zeit durch Auswaschen der Adsorbentien mit vorzugsweise Perchloräthylen geschieht.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien in radbildenden Segmenten angeordnet sind, die abwechselnd die Adsorptionszonen und die Desorp­ tionszonen durchwandern, wobei die Segmente mindestens eine Schicht mit großporigen Adsorbentien und eine Schicht mit feinporigen Adsorbentien ent­ halten, die so angeordnet sind, daß während der Adsorption zuerst die groß­ porigen und bei der Desorption zuerst die feinporigen Adsorber durchströmt werden.
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