DE4203385A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von gasgemischen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Lösemitteldämpfe, Geruchsstoffe und andere gasförmige Schadstoffe enthaltenden Gasgemischen unter Verwendung einer Waschflüssigkeit und Rückgewinnung der Verunreini­ gungen und der Waschflüssigkeit, bei dem das Gasgemisch durch eine die Verunreinigungen absorbierende Waschflüs­ sigkeit geleitet und/oder mit einer solchen besprüht wird und anschließend die Verunreinigungen und die Wasch­ flüssigkeit getrennt werden, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Problem der Reinigung von Gasgemischen stellt sich häufig und in vielfältiger Weise. Insbesondere enthält die Abluft von Betrieben, die lösemittelhaltige Stoffe herstellen oder verarbeiten, Anteile an Lösemitteln, die aus gewerbehygienischen und Umweltschutzgründen sorgfäl­ tig entfernt werden, bevor die Abluft ins Freie gelangt. Dies trifft beispielsweise für Lackfabriken, Lackiere­ reien, Druckereien und dergleichen zu. Neben den Umwelt­ gesichtspunkten stellt sich aus wirtschaftlichen Gründen hier auch noch die Aufgabe, die in der Abluft enthalten­ den Lösemittel zurückzugewinnen, um sie einer weiteren Verwendung zuzuführen.

Aber nicht nur Lösemittel stellen ein Problem dar. Auch Geruchsstoffe verschiedenster Art können eine Belästi­ gung darstellen. So muß beispielsweise auch die Abluft von Viehställen oft gereinigt werden, um eine Beeinträch­ tigung der Umgebung zu vermeiden.

Es ist bekannt, zur Gasreinigung ein Absorptionsverfah­ ren einzusetzen, bei dem das zu reinigende Gasgemisch mit einer geeigneten, die Verunreinigungen absorbieren­ den Waschflüssigkeit gewaschen wird. Im einfachsten Fall wird das verunreinigte Gas durch die Waschflüssigkeit geleitet. Eine verbesserte Reinigung wird erzielt, wenn man die Waschflüssigkeit versprüht und das Rohgas durch den Sprühnebel leitet. Es ist auch möglich, beide Verfah­ ren miteinander zu kombinieren, um eine besonders wirk­ same Reinigung zu erzielen.

Als Absorptions- oder Waschflüssigkeit zur Entfernung von Lösemitteln können wiederum Lösemittel eingesetzt werden. So werden in der DE-PS 25 57 396 Verfahren zur Rückgewinnung eines Lösemitteldampfes aus einer Gasmi­ schung beschrieben, bei denen Benzin, Kerosin, verschie­ dene Paraffine und Alkohol als Waschflüssigkeit einge­ setzt werden. Diese Waschflüssigkeiten haben den Nach­ teil, daß sie einerseits selbst wiederum Geruchsbelästi­ gungen verursachen, das heißt eine besonders sorgfältige Kapselung aller Anlagenteile erfordern, und andererseits bei eventuellen Leckagen zu hoher Umweltbelastung füh­ ren. Auch sind die Einsatzmöglichkeiten dieser Waschflüs­ sigkeiten in bezug auf die zu entfernenden Verunreinigun­ gen begrenzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gasreinigung anzugeben, bei dem eine besonders umweltfreundliche und gleichzeitig überaus wirksame und vielseitig einsetzbare Waschflüssigkeit zum Einsatz kommt. Weiterhin ist es Auf­ gabe der Erfindung eine preiswert zu bauende Vorrichtung anzugeben, die zu einer besonders wirksamen Durchführung des Verfahrens führt.

Überraschender Weise wurde nun gefunden, daß sich natür­ liche Öle in unveränderter oder modifizierter Form als Waschflüssigkeit hervorragend eignen.

Gegenstand der Erfindung ist daher zunächst allgemein die Verwendung von pflanzlichen Ölen in unveränderter oder modifizierter Form als Waschflüssigkeit für die Rei­ nigung von Lösemitteln, Dämpfe, Geruchsstoffe und/oder andere gasförmige Schadstoffe enthaltenden Gasgemischen.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Waschflüssigkeit pflanzliche Öle in unveränder­ ter oder modifizierter Form verwendet werden.

Natürliche Öle sind eine umweltfreundliche, wirksam und vielseitig einsetzbare Waschflüssigkeit. Sie bieten eine Reihe von wertvollen Vorteilen. Es hat sich gezeigt, daß sie Schadstoffe oder Verunreinigungen besonders schnell absorbieren. Sie weisen ein ideales, in Einzelfällen se­ lektives Lösevermögen für Lösemittel auf. Aufgrund des hohen Siedebereichs haben sie bei Raumtemperatur einen niedrigen Dampfdruck. Andererseits werden sie erst bei tiefen Temperaturen fest. Ihre im allgemeinen niedrige Viskosität verbessert den Stoffaustausch. Die natürli­ chen Öle weisen eine gute Thermostabilität und eine ver­ nachlässigbare Sauerstoffempfindlichkeit auf. Weiterhin sind sie im neutralen, sauren und alkalischen Bereich sehr hydrolysebeständig. Auch unter Sicherheitsgesichts­ punkten erweisen sie sich als vorteilhaft, weil sie ei­ nen hohen Flammpunkt und eine hohe Zündtemperatur besit­ zen. Außerdem sind sie toxikologisch unbedenklich. Sie sind geruchlos oder weisen nur einen geringen, nicht un­ angenehmen Geruch auf. Aus wirtschaftlichen Gründen sind sie vorteilhaft, weil sie einen niedrigen Preis aufwei­ sen und nach Aufbereitung häufig wiederverwendet werden können.

Als Waschflüssigkeit werden vorteilhaft Oliven-, Oliven­ kern-, Rizinus-, Mandel-, Erdnuß-, Haselnuß-, Rüb-, Raps-, Sesam-, Bucheckern-, Mai-, Sonnenblumen-, Soja-, Baumwollsamen-, Getreide-, Mohn-, Hanf-, Walnuß-, Lein-, Holz-, Tunköl oder Mischungen der genannten Öle verwen­ det.

Zur Verbesserung der Absorptionsfähigkeit enthält die Waschflüssigkeit vorteilhaft bezogen auf die Gesamtmenge an pflanzlichem Öl 1-5 Gew.-% Ester von aliphatischen Dicarbonsäuren mit 3-6 Kohlenstoffatomen und Alkoholen mit 1-5 Kohlenstoffatomen und/oder 1-5 Gew.-% Propylenglykol und/oder 2-10 Gew.-% Glycerinester ent­ hält.

Anstelle der reinen Öle können Öl-in-Wasser-Emulsionen verwendet werden, die wenigstens 50 Gew.-% Öle der vorge­ nannten Art enthalten.

Wenn Öle mit sehr niedriger Viskosität eingesetzt wer­ den, kann es vorteilhaft sein, Additive zur Erhöhung der Viskosität hinzuzufügen. Weitere Additive, wie beispiels­ weise Anti-Oxidantien, Stoffe, die das Ranzigwerden ver­ hindern, und dergleichen, die Haltbarkeit der Naturöle verbessernde Stoffe, können, wie bekannt, zugesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorteilhaft im ein­ zelnen folgende Reinigungsschritte auf:

• - das zu reinigende Gasgemisch wird in die Waschflüssig­ keit eingeleitet,
• - der aufsteigende Gasstrom wird durch Turboleiter in Turbulenz versetzt (verwirbelt), mit der Waschflüs­ sigkeit besprüht und durch einen Tropfenabscheider geleitet,
• - zur Entfernung restlicher Verunreinigungen wird der Gasstrom vor dem Verlassen der Reinigungsvorrichtung über ein Permanganatgranulat geleitet,
• - die die Verunreinigungen enthaltende Waschflüssigkeit wird kontinuierlich oder diskontinuierlich zur Abtren­ nung der Verunreinigungen aus dem Vorratsbehälter her­ ausgeführt und durch Destillation gereinigt, wobei die Verunreinigungen zurückgewonnen werden.

Wenn das zu reinigende Gasgemisch mit Staub belastet ist, wird es vorteilhaft vor der Einleitung in die Wasch­ flüssigkeit durch einen Staubfilter geleitet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch

• - einen Gaseintritt,
• - einen Vorratsbehälter zur Aufnahme der Waschflüssig­ keit,
• - einen Turboleiter zur Verwirbelung des aufsteigenden Gasstroms,
• - einen Tropfenabscheider,
• - einen Ventilator,
• - einen Gasaustritt.

Zur Anpassung an unterschiedliche Einsatzbedingungen weist die Vorrichtung vorteilhaft eine Dosiervorrichtung zur Dosierung von Additiven zur Waschflüssigkeit auf.

Die Vorrichtung weist weiterhin vorteilhaft Pump- und Steuervorrichtung auf, die zur Versprühung der Wasch­ flüssigkeit und zur Steuerung der gesamten Anlage dient.

Das erfindungsgemäße Verfahren verbindet also eine chemi­ sche Wäsche der Abgase mit einer nachgeschalteten Troc­ kenfilterung der Abluft und bewirkt eine effektive Ent­ fernung von flüchtigen Lösemittelanteilen und anderen Verunreinigungen. Durch die destillative Aufbereitung der Waschflüssigkeit können Lösemittel oder andere Gleit­ stoffe des zu reinigenden Gasgemisches zurückgewonnen werden. Weiterhin ist hierdurch die Waschflüssigkeit wiederholt einsetzbar. Die Temperatur, bei der das Ver­ fahren funktioniert, liegt vorteilhaft zwischen 15 und 30°C, also im Bereich üblicher Raumtemperaturen. Eine besondere Heizung oder Kühlung ist nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil ist, daß üblicherweise keine Nach­ filterung nach Durchströmen der Waschflüssigkeit mehr er­ forderlich ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläu­ tert.

Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Reinigungsvorrichtung mit einem Staubfilter und einer Destillationsanlage,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine andere Reinigungsvorrichtung ohne Filter und Destillationsanlage und
In den Figuren sind bezeichnet mit

 1 die Waschflüssigkeit,
 2 der Flüssigkeitsspiegel der Waschflüssigkeit,
 3 eine Verwirbelungszone,
 4 ein Turboleiter,
 5 Sprühkolonnen,
 6 Filter,
 7 ein Tropfenabscheider,
 8 ein Ventilator,
 9 eine Rahmenkonstruktion,
10 der Vorratsbehälter für die Waschflüssigkeit,
11 Träger für den Ventilator,
12 eine Trockenfiltereinheit,
18 eine Beruhigungsstrecke,
19 ein Luftaustritt,
20 eine Pump- und Steuervorrichtung,
21 eine Dosiervorrichtung für Additive,
22 ein Gaseintritt,
23 eine Rohgaszuleitung,
24 ein Staubfilter,
25 eine Leitung zwischen Staubfilter und Gasreinigungsvorrichtung,
26 Leitungen zwischen Waschvorrichtung und Destillationsvorrichtung,
27 eine Destillationsvorrichtung,
28 Behälter für Destillationsprodukte.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem Staub­ filter 24, der eigentlichen Vorrichtung zur Reinigung des Gases und der Destillationsvorrichtung 27. Eine Roh­ gasleitung 23 mündet in das Staubfilter 24. Dieses ist über eine Leitung 26 mit der Vorrichtung zur Reinigung des Gases verbunden. Durch diese Leitung wird das Gas entweder oberhalb der Waschflüssigkeit 1 (Fig. 1) oder unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 2 der Waschflüssig­ keit (nicht dargestellt) eingeleitet.

Oberhalb des Vorratsbehälters 10 für die Waschflüssig­ keit befinden sich Sprühkolonnen 5, durch die Waschflüs­ sigkeit versprüht wird, sowie Turboleiter 4, die für eine Verwirbelung sorgen (Verwirbelungszone 3). Oberhalb der Sprühkolonnen sind Filter 6 zur Aufnahme verschiede­ ner Absorptionsmedien angeordnet. Es zeigt sich aber, daß derartige Filter nur in Ausnahmefällen erforderlich sind. Ein Ventilator 8 dient zur Förderung der zu reini­ genden Gasmischung. Ferner ist eine Beruhigungsstrecke 7 vorhanden. Im unteren Bereich der Vorrichtung sind eine Dosiervorrichtung 21 für Additive und eine Pump- und Steuervorrichtung 20 angeordnet. Die Gasreinigungsvor­ richtung ist über Leitungen 26 mit der Destillationsvor­ richtung 27 verbunden. Zur Aufnahme der Destillationspro­ dukte sind Behälter 28 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform.

Durch die Leitung 23 tritt die zu reinigende Gasmischung in das Staubfilter 24 ein, in dem die Luft mechanisch von Staub- und Schwebteilen befreit wird. Die Luft ver­ läßt das Staubfilter 24 über die Leitung 25 und tritt durch den Gaseintritt 22 in die eigentliche Gasreini­ gungsvorrichtung ein. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird die Luft unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 2 der Waschflüssigkeit 1 eingeleitet, so daß ein erhebli­ cher Teil der Verunreinigungen bereits an dieser Stelle von der Waschflüssigkeit absorbiert wird.

Das Verfahren beinhaltet weiterhin das optimale Verwir­ beln des Luftstromes, dadurch maximale Benetzung mit der Reinigungsemulsion, die über die bereits beschriebenen Sprühkolonnen zuführbar ist. Es erfolgt anschließend ein Entfeuchten im Naßfilter 6.

In dem Tropfenabscheider 7 werden Feuchtigkeitstropfen abgeschieden. Die in den Bereichen 6 und 7 anfallende Feuchtigkeit wird sofort wieder in den Behälter 10 für die Waschflüssigkeit 1 zurückgeleitet.

Der am Ende der Strecke angeordnete Ventilator 8 saugt die Luft weiter in die Trockenfiltereinheit 12. Das Gas verläßt die Reinigungsvorrichtung durch den Luftaustritt 19. Die verunreinigte Waschflüssigkeit kann einer Destil­ lationsvorrichtung 27 zugeführt werden, wie bereits anhand der Fig. 1 beschrieben. Die gereinigte Waschflüs­ sigkeit wird dem Behandlungsbehälter 10 dann wieder zugeführt.

Durch eine hohe und gleichmäßige Verwirbelung des Gas­ stroms wird unterhalb der Sprühkolonnen eine effektive Absorption der Schadstoffe erreicht. Die Rahmenkonstruk­ tion 9 ermöglicht eine Modulbauweise, die leicht an un­ terschiedliche Leistungsforderungen angepaßt werden kann. Der Vorratsbehälter 10 kann Teil eines Stahlbehäl­ ters sein, der als Auffangwanne für eventuelle Leckagen ausgebildet ist. Die verschiedenen Filter sind als Fil­ tereinsätze ausgebildet, so daß ein leichter und schnel­ ler Austausch möglich ist, wenn die Filterleistung er­ schöpft ist. Durch die nachgeschaltete Reinigung mittels eines Permanganat-Granulats, insbesondere eines Kalium- Permanganat-Granulats wird eine sehr effektive Abluftrei­ nigung erreicht. Hierdurch werden auch restliche Ge­ ruchsstoffe der zu reinigenden Abluft entzogen. Das Ver­ fahren und die Vorrichtung verursachen im Vergleich zum Stand der Technik besonders niedrige Betriebs- und In­ stallationskosten.

Ein weiterer Vorteil ist, daß bei einer Temperatur von normaler Umgebungstemperatur gearbeitet werden kann, d. h. im Bereich zwischen 15 und 30°C. Optimale Effekte werden bei reinen Ölen als Waschflüssigkeit erzielt. Es ist aber auch möglich, als Waschflüssigkeit eine Öl-in- Wasser-Emulsion zu verwenden, wobei relativ hohe Volumen­ anteile von dem chemisch aktiven Öl eingebracht werden sollten (über 50 Vol.-%).

Claims (12)

1. Verwendung von pflanzlichen Ölen in unveränderter, emulgierter oder modifizierter Form als Waschflüssigkeit für die Reinigung von Gasgemischen, die Lösemitteldämpfe, Geruchsstoffe und/oder andere gasförmige Schadstoffe enthaltenden.

2. Verfahren zur Reinigung von Lösemitteldämpfe, Geruchs­ stoffe und/oder andere gasförmige Schadstoffe enthal­ tenden Gasgemischen unter Verwendung einer Waschflüs­ sigkeit und Rückgewinnung der Verunreinigungen und der Waschflüssigkeit, bei dem das Gasgemisch durch eine die Verunreinigung absorbierende Waschflüssig­ keit geleitet und/oder mit einer solchen besprüht wird und anschließend die Verunreinigungen und die Waschflüssigkeit getrennt werden, dadurch gekennzeich­ net, daß als Waschflüssigkeit pflanzliche Öle in un­ veränderter, emulgierter oder modifizierter Form verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit Oliven-, Olivenkern-, Rizi­ nus-, Mandel-, Erdnuß-, Haselnuß-, Rüb-, Raps-, Sesam-, Bucheckern-, Mai-, Sonnenblumen-, Soja-, Baumwollsamen-, Getreide-, Mohn-, Hanf-, Walnuß-, Lein-, Holz-, Tunköl oder Mischungen der genannten Öle verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Waschflüssigkeit bezogen auf die Gesamt- Restmenge an pflanzlichem Öl 1-8 Gew.-% Ester von aliphatischen Dicarbonsäuren mit 3-6 Kohlenstoff­ atomen und Alkoholen mit 1-5 Kohlenstoffatomen und/oder 1-5 Gew.-% Propylenglykol und/oder 2-10 Gew.-% Glycerinester enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit eine Öl-in- Wasser-Emulsion mit wenigstens 50 Vol.-% Ölen (im Sinne von Anspruch 3 ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren bei üblicher Raum­ temperatur, d. h. bei 15 bis 30°C durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit Additive zur Erhöhung der Viskosität enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-7, gekennzeich­ net durch folgende Reinigungsschritte:

• - das zu reinigende Gasgemisch wird in die Waschflüs­ sigkeit eingeleitet,
• - der aufsteigende Gasstrom wird durch Turboleiter in Turbulenz versetzt, mit der Waschflüssigkeit be­ sprüht und durch einen Tropfenabscheider geleitet,
• - zur Entfernung restlicher Verunreinigungen wird der Gasstrom vor dem Verlassen der Reinigungsvorrich­ tung über ein Permanganatgranulat geleitet,
• - die die Verunreinigungen enthaltende Waschflüssig­ keit wird kontinuierlich oder diskontinuierlich zur Abtrennung der Verunreinigungen aus dem Vorratsbe­ hälter herausgeführt und durch Destillation gerei­ nigt, wobei die Verunreinigungen zurückgewonnen wer­ den.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Gasgemisch vor der Einleitung in die Waschflüssigkeit durch einen Staubfilter ge­ leitet wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 2-9, gekennzeichnet durch

• - einen Gaseintritt (22),
• - einen Vorratsbehälter (10) zur Aufnahme der Wasch­ flüssigkeit,
• - einen Turboleiter (4) zur Verwirbelung eines aufsteigenden Gasstroms,
• - einen Ventilator (8) und
• - einen Gasaustritt (19).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Dosiervorrichtung (21) zur Dosierung von Addi­ tiven zur Waschflüssigkeit.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Pump- und Steuervorrichtung (20).