DE4200990A1 - Verfahren zur abtrennung von dampffoermigen komponenten aus einem dampf-traegergas-gemisch - Google Patents

Verfahren zur abtrennung von dampffoermigen komponenten aus einem dampf-traegergas-gemisch

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Reiner Dipl Ing Schiffbauer
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B01D53/002—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 by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von dampfförmigen Komponenten aus einem Dampf-Trägergas-Gemisch, bei dem das Dampf-Träger­ gas-Gemisch in direkten Kontakt mit einem Kältemittel gebracht wird und dabei mindestens ein Teil der dampfförmigen Komponenten vom Trägergas abgeschieden werden.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-A-31 49 847 bekannt. Hier wird das Dampf-Trägergas-Gemisch durch Einsprühen eines Kältemittels, insbesondere einer Flüssigphase des abzutrennenden Dampfes, abgekühlt. Dabei werden Kältemittel und zu reinigendes Gemisch im Gleichstrom durch einen Ventu­ ri-Wäscher geleitet und anschließend einem Zyklonabscheider zugeleitet.
Bei dieser Verfahrensführung kann nur in einem engen Temperaturbereich, insbesondere ausschließlich oberhalb der Erstarrungstemperatur der abzutren­ nenden Komponenten gearbeitet werden. Zwar wird in der DE-A-31 49 847 erwähnt, daß auch ein anderer Stoff als der abzutrennende Dampf als Kältemit­ tel verwendet werden kann; allerdings erhöht sich dadurch der apparative und regeltechnische Aufwand erheblich, da für die Trennung von Kältemittel und Kondensat eine zusätzliche Abscheidestufe erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art wirtschaftlicher zu gestalten. Speziell ist der Anwendungsbe­ reich des Verfahrens zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Prozeß­ temperatur, und dabei der apparative und regelungstechnische Aufwand möglichst gering zu halten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Kältemittel sich bei dem direkten Kontakt mindestens teilweise in flüssigem Zustand befindet, daß das Dampf- Trägergas-Gemisch in Blasenform durch ein Bad des Kältemittels geleitet wird, daß mindestens ein Teil der dampfförmigen Komponenten bei dem direkten Kontakt erstarrt und daß die erstarrten Anteile abgezogen werden.
Das Dampf-Trägergas-Gemisch wird in ein Flüssigkeitsbad eingeleitet, in dem die Dämpfe wenigstens teilweise ausfrieren. Vorzugsweise wird dies durch den Austausch von latenter Wärme bewirkt, das heißt gleichzeitig ist es möglich, daß ein Teil des flüssigen Kältemittels verdampft.
Aufgrund des Auftriebs strömt der gasförmig verbliebene Anteil des Dampf Trägergas-Gemisches nach oben. Der feste Niederschlag fällt in den unteren Bereich des Flüssigkeitsbades. Dadurch werden sowohl der Phasenübergang der abzutrennenden Komponenten als auch die Phasentrennung zwischen Niederschlag und verbliebenem Gas im selben Verfahrensschritt durchgeführt. Ein eigener Abscheider ist nicht erforderlich.
Die festen Partikel werden am unteren Ende des Flüssigkeitsbades abgezogen und können ohne großen Aufwand von Resten des Kältemittels getrennt werden.
Das Verfahren wird vorzugsweise in einer Blasensäule durchgeführt, die einen oder mehrere Stoffaustauschböden, beispielsweise Siebböden, enthält.
Als Kältemittel wird vorzugsweise ein tiefkaltes verflüssigtes Gas einge­ setzt. Hierfür ist prinzipiell jedes Medium geeignet, welches am Gefrier­ punkt des abzutrennenden Dampfes eine ausreichende Dünnflüssigkeit besitzt.
Es hat sich jedoch als besonders günstig erwiesen, Flüssigstickstoff als Kältemittel einzusetzen. Dieses Flüssiggas ist leicht und kostengünstig erhältlich und als inertes Luftgas völlig unproblematisch im Umgang. Sein Siedepunkt liegt weit unterhalb des Erstarrungspunktes der meisten Stoffe, für die das Verfahren anwendbar ist. Dadurch wird praktisch der gesamte Dampf ausgefroren und ein sehr hoher Reinigungsgrad des Trägergases erreicht.
Es ist außerdem günstig, bei dem Verfahren die erstarrten Anteile als feindisperse Partikel zu erzeugen und abzuziehen. Dadurch ist trotz des festen Zustands eine relativ einfache Weiterleitung möglich.
Vorzugsweise werden die erstarrten Anteile kontinuierlich abgezogen. Ebenso muß selbstverständlich die verdampfte Menge an Flüssiggas regelmäßig nachgeführt werden.
Daneben ist auch eine diskontinierliche Abführung der erstarrten dampfförmi­ gen Komponenten möglich. In diesem Fall hat es sich als günstig erwiesen, die erstarrten Anteile periodisch abzuziehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine Blasensäule 1 zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens. Die Blasensäule 1 enthält ein Flüssigkeitsbad 2, gefüllt mit einem tiefkalten verflüssigten Gas, vorzugsweise mit Flüssigstickstoff. Zu reinigendes Dampf-Trägergas-Gemisch wird über ein Zentralrohr 3 in den unteren Bereich des Flüssigkeitsbads 2 eingeleitet. Das ausströmende Dampf-Trägergas-Gemisch strömt in Form von Blasen 4 durch Siebböden 5 nach oben.
Bei dem direkten Wärmeaustausch mit dem Flüssigkeitsbad erstarrt abzutren­ nender Dampf gegen verdampfendes Kältemittel. Während das nahezu vollständig von dampfförmigen Komponenten gereinigte Trägergas am oberen Ende der Blasensäule (bei 6) abgeführt wird, sammelt sich der feste Niederschlag im unteren Bereich der Blasensäule. Von dort wird er abgezogen und beispiels­ weise durch Erwärmen und Eindampfen des Kältemittels separiert.

Claims (6)

1. Verfahren zur Abtrennung von dampfförmigen Komponenten aus einem Dampf-Trägergas-Gemisch, bei dem das Dampf-Trägergas-Gemisch in direkten Kontakt mit einem Kältemittel gebracht wird und dabei mindestens ein Teil der dampfförmigen Komponenten vom Trägergas abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Kältemittel sich bei dem direkten Kontakt mindestens teilweise in flüssigem Zustand befindet, daß
  • - das Dampf-Trägergas-Gemisch in Blasenform durch ein Bad des Kältemit­ tels geleitet wird, daß
  • - mindestens ein Teil der dampfförmigen Komponenten bei dem direkten Kontakt erstarrt und daß
  • - die erstarrten Anteile abgezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein tiefkaltes verflüssigtes Gas als Kältemittel eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigstick­ stoff als Kältemittel eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erstarrten Anteile als feindisperse Partikel abgezogen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erstarrten Anteile kontinuierlich abgezogen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erstarrten Anteile periodisch abgezogen werden.
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