DE9113842U1

DE9113842U1 - FCKW - Neutralisator

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Publication number: DE9113842U1
Application number: DE9113842U
Authority: DE
Original assignee: ABRAHAM FRIEDRICH O-3023 MAGDEBURG DE
Current assignee: ABRAHAM FRIEDRICH O-3023 MAGDEBURG DE
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 1992-09-10
Anticipated expiration: 2001-11-08

Description

Friedrich Abraham
Heizung-Sanitär
Ketzerstraße 1
O - 3023 Magdeburg

Apparat zur Rückgewinnung und Reinigung chlorhaltiger Fluorkohlenstoffe

Die Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zur Rückgewinnung und Reinigung chlorhaltiger Fluorkohlenstoffe aus wärmetauschenden Medien in kühlenden Einheiten, Klima-Anlagen, Wärmepumpen und ähnlichen Geräten und Apparaten.

In den zurückliegenden Jahren wurde erkannt, daß die Fluorkohlenstoffe, die CFCs, bei Anwendung und insbesondere beim Freiwerden und dem Eintritt in die Atmosphäre, erhebliche schädliche Nebenwirkungen besitzen, die zu ernsthaften Schädigungen an den Ozonschichten führen.

Deshalb wurden Geräte entwickelt, welche das CFC aus den entsprechenden Anlagen entnahmen und vor einer weiteren Verwendung reinigten.

Diese Geräte waren in ihrer Anwendung oder Wiederverwendung begrenzt und konnten den Verlust von CFC, den Eintritt in die Atmosphäre, nicht vermeiden.

Die Geräte waren so konzipiert, daß sie die CFC entweder von einer Dampfstation oder von einer Flüssigkeitsstation aufnehmen konnten, jedoch nicht in Kombination gleichzeitig aus einer Dampf- und Flüssigkeitsstation. Nachteilig ist weiterhin, daß keine exakte Rückführung der CFC in die vorhandenen Stationen möglich ist, was bedeutet, daß ein gewisser Teil in die Atmosphäre verloren geht und der Reinigungseffekt unzureichend ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Apparat zur Rückgewinnung und Reinigung chlorhaltiger Fluorkohlenstoffe (CFC; zu schaffen, welcher an vorhandene Einheiten angeschlossen werden kann, das darin befindliche CFC, unabhängig vom Aggregatzustand, mit hohem Reinheitsgrad, ohne jeglichen Verlust an die Atmosphäre, reinigt und gleichfalls das CFC verlustfrei für eine Wiederverwendung rückgewinnt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im Anspruch 1 herausgestellten Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im Nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Apparates

Fig. 2 eine ausgebrochene Teilansicht nach Fig. 1, den Destillator

Fig. 3 eine teilweise ausgebrochene Ansicht nach Fig. den Flüssigkeitsabscheider

Fig. 4 eine Ansicht nach Fig. 1, den Strömungsregler.

Das gegenu/ärtige Gerät 5 ist bevorzugteru/eise transportabel mit einem Behälter konstruiert, u/elches je nach Gebrauch in die Stellung zur CFC-übernahme von einer vorhandenen Einrichtung oder der Vorrichtung 10 gebracht werden kann.

Die Vorrichtung 10 kann eine rückkühlende Einheit, ein Friergerät, eine Klima-Anlage, eine Wärmepumpe oder ähnliches sein. Es ist zufriedenstellend, daß das Gerät 5 dieser Erfindung wie benötigt an eine alte Einheit angeschlossen werden kann (zum Beispiel an Ein- oder Auslaß des Kommpressors 11), um diese zu entleeren und das entnommene CFC zu reinigen.

Die Vorrichtung, mit der das behandelte CFC an die die Einheit 10 zurückgeführt wird, kann seine Wirkung während der eigentlichen Reinigung fortsetzen. Durch Rangieren des flüssigen CFCs aus der alten Einheit kann die Übernahme und die Rückführung mit derselben Flüssigkeitsleitung erfolgen.

Das Gerät 5 ist zur Übernahme von verunreinigtem CFC ausgelegt, ob in flüssiger Form, Dampf, oder teilweise in beiden Formen. Durch die Einlaß-Verbindung 15, welche ein abschließendes Handventil 16 hat fließt der Dampf oder die Flüssigkeit des eintretenden Materials von Ventil 16 über die Verbindung 17 durch ein druckregelndes Ventil 18. Dies hindert den ankommenden Druck an der Überschreitung eines eingestellten Maximums (z. Bsp. Einstellung für die Beabeitung von CFC 12: 30 psig (pound per square-inch). Die Verbindung 19 zum Destillator wird durch das Ventil 18 gesteuert (gezeigt im Bild 2). Der Destillator wird zum Teil vom einer äußeren Energiequelle erhitzt, wie z. Bsp. von einer elektrischen Heizung 21. In ihm verdampft flüssiges CFC innerhalb der Destillationskammer 22 (siehe Bild 2).

Der Destillator trennt Öle , flüssige Säuren, Wasser, Partikel, Firnisse und Waxe ab und läßt sie zurück.

Die Destillatortemperatur sollte kleiner 100°F (Fahrenheit) und größer 30°F sein, mit der Absicht, verunreinigtes Wasser vor Kochen oder Gefrieren zu schützen. Von der angestrebten Temperatur hängt die Temperatur in der Destillationskammer ab, welche bei CFC 12 bei ca. 40°F liegt. Die Destillationskammer beinhaltet eine aufheizbare Röhrenspirale 23, welche später beschrieben wird. Jede nichtverdampfende Flüssigkeit sammelt sich am Boden der Kammer 22 an und kann über die Leitung 25 vom Destillator zum hinteren Teil abgeführt werden. Die Destillation trennt vom CFC die nichtverdampften Verunreinigungen. Während der Verdampfung durch eine eingeschränkte Öffnung oder einer messerähnlichen Vorrichtung werden die wesentlichen Verunreinigungen übertragen. Das verdampfte Gas (welches absetzende Flüssigkeit beinhalten kann) verläßt die Kammer 22 des Destillators 20 über die Leitung 24, welche mit dem Ausscheider 27 verbunden ist (siehe Bild 3). Der Flüssigkeits-Abscheider 27 hat eine innere Vorrichtungs-Kammer 28, in welcher sich die Leitung 24 wie ein nach unten gedrehtes U erstreckt. In der Kammer 28 befindet sich der Auslaß 29. Die Austrittleitung 31 erstreckt sich vom Oberteil der Kammer 28.

Der Dampf gelangt mit flüssigen Tropfen, welche Dampf beinhaltet, über die Verbindung 24 in die Kammer 28. Hierbei verliert der Dampf am Austritt 29 an Geschwindigkeit und klärt sich durch die Schwerkraft am Boden, solange der Dampf nachströmt und durch die Leitung 31 aufsteigt.

Die sich in der Kammer 28 ansammelnde Flüssigkeit kann über die Leitung 24 in die Destillationskammer 20 zur erneuten Erhitzung und Verdampfung zurückfließen, oder kann über die Leitung 25 abgeführt werden.

Die Leitung 31 führt den Dampf durch ein Schauglas 32, mit dem die Anwesenheit von zurückgebliebenen Flüssigkeiten überprüft werden kann, durch ein Druckmeßgerät 33 in einen Dampftrockner- oder abscheider, bezeichnet mit 35. Der Trockner setzt die Reinigung und Trocknung des Dampfes fort (welche im Destillator 20 begann und im Flüssigkeitsabscheider 27 fortgesetzt wurde).Er sammelt jeden kondensierenden Rest am seiner linken Seite auf. Der Trockner hat eine innere Kammer mit einem porösen Kohlefilter für Dampf. Dieser ist ist effektiv für die Absorbierung von Wasser und Säure (solche wie hydrochlorige Säuren, etc.), welche im Dampf aus der Leitung 31 mitgeführt wird. Für diese Absorbierung ist zum Beispiel ein handelsüblich Gerät von Sporlan-Valve Co, St. Lois in Missouri geeignet. Es ist unter der Markenbezeichnung "Catchall¹¹ erhältlich und im Kern als poröser Filtertrockner geformt.

Jede sich in der Kammer des Dampftrockners 35 ansammelnge Flüssigkeit fließt durch die Schwerkraft ab. Es fließt durch Schauglas 46 und kann entweder über die Leitung 25 zum Destillator 22 zurückfließen, oder kann über den Austritt 52 abgeführt werden.

Vom Trockner 35 gelangt der Dampf durch den Druckregler 37 über die Leitung 38 zu einem Überhitzer 40, welcher aus einer Spirale besteht.Sie erhitzt den Dampf weiter bis zu einer Temperatur oberhalb des CFC-Sättigungspunktes Der Überhitzer wird von der umströmenden Luft erhitzt, welche bei der Umwirbelung des heißen Kondensators erwärmt wurde, wie im folgenden beschrieben.

Vom überhitzer 40 gelangt das CFC-Gas über die Leitung 41, u/elche am Kompressor-Eintritt ein Druckmeßgerät 42 für Niedrigdrücke hat, in die Eintritts-Luke 43 des Kompressors 44.

Der Ölstand im Kompressor-Kurbelu/ellengehause wird über zweifache Niveau-Schaugläser 47 kontrolliert, u/as die Beobachtung von Minimal- und Maximal-Ölstand erlaubt, so daß er angepaßt u/erden kann.

Von der Austritts-Luke 49 des Kompressors 44, strömt der verdichtete Dampf weiter über die Leitung 50 mit dem Druckmeßgerät 51 in den ölabscheider 54. Dieser ölabscheider entfernt öltropfen vom verdichteten, überhitzten Dampf und führt ihn zurück in die ölwanne des Kompressors 44 über die Leitung der Öl-Rückführung 56 mit dem Schauglas 57 und einem ölfilter 59. Der ölabscheider kann von einer gewöhnlichen Art sein.

Vom ölabscheider 54 strömt das heiße verdichtete Gas über die Leitung 60 in einen Abscheider 61, zur Abscheidung nichtkondensierender Gase. Dieser Abscheider hat eine waagerechte verlängerte Kammer 62, welche wesentlich höher als der Durchmesser ist. Gewöhnliche nichtkondensierende Gase, solche wie Luft, gemischt mit CFC sind leichter als das eigentliche CFC und sind deshalb geneigt, zum Oberteil der Kammer 62 aufzusteigen, von welchem sie über das Ventil 63 abgeführt werden können.

Der CFC-Dampf, der schwerer als die üblichen nichtkondensierenden Verunreinigungen ist, verbleibt in der Nähe des Bodens der Kammer 62 und verläßt die Kammer über die Leitung 64. Eine Dampf-Umleitung über die Leitung 115 erstreckt sich von der Verbindung der Leitung 64 mit der Leitung 115 zum Dampftrockner 35.

Die Leitung 115 beinhaltet ein Magnetspulen-Ventil 116 und einen Druckregler 117. Bei geöffnetem Ventil 116 ergibt sich ein vorbestimmter Druck in der Leitung 118, was noch näher beschrieben wird.

Abwärts von der Verbindung mit der Leitung 115 führt die Leitung 64 zu dem Verdichter 65. In dem Verdichter zirkuliert das CFC und gibt dabei solange Wärme ab, bis es auf eine ausreichend niedrige Lufttemperatur abgekühlt und fast vollständig zu Flüssigkeit kondensiert ist.

Vom Verdichter 65 wird das nun zum größten Teil flüssige CFC über die Leitung 66 dem Nachkühler 67 zugeführt, welcher jeden übriggebliebenen Dampf verdichtet und das FCF bis an eine Temperatur mehrere Grade unterhalb seines Kondensationspunktes weiter kühlt. Zur Orientierung hier die Siedepunkte bei atmosphärischen Druck einiger üblichen CFCs:

"Freon" 11 (CCl₃F) => 75°F

"Freon" 12 (CCl₂F₂) => -22°F

"Freon" 22 (CHClF₂) => -41°F

"Freon" 500 (Azeotrope) => -28°F

"Freon" 502 (Azeotrope) => -50°C

Die Spiralleitung um den Überhitzer 40, der Verdichter 65 und der Nebenkühler 67, wie in Bild 1 aufgezeigt, diese drei Bauteile stehen in wärmetauschender Beziehung. D.h., Luft wird über die Rohrwicklung der Bauteile 67 und 65 geführt und dadurch erwärmt. Sie strömt weiter über den Erhitzer 40 und erwärmt damit das dort enthaltene Gas. Somit bilden diese drei Bauteile die "Spiralen-Dreiergruppe" 69.

Ein elektonischer Mehrstufen-Ventilator 68 bewegt die um die Baugruppe 69 strömende Luft. Die Regelung der Wärmeaufnahme erfolgt über ein Thermostat. Durch eine Erhöhung des Luftdurchsatzes erhält der Kondensator zusätzliche Kühlung und dem Überhitzer wird Hitze zugefügt.

Das kondensierte CFC ist nun bis wesentlich unter die Temperatur abgekühlt, an der es kondensierte. Es strömt durch die Leitung 70 und dem Schauglas 71 zum Druckregler 73. Dieser hält den eingestellten Druck zur Sicherung der Kondesation des Dampfstromes vor dem Verdichter.

Wie bereits erwähnt, sieden die unterschiedlichen CFC-Komponeneten bei unterschiedlichen Temperaturen. Somit muß daß Gerät jedes einzelne CFC mit einen passenden Druck behandeln. (Die einzelnen CFC-Inhalte sind an der Vorrichtug 10 aufgelistet.) Für die schnelle Einstellung des passenden Druckes ist eine Druckregelung 73 notwendig, welche die Drücke der allgemein gebräuchlichen CFCs einstellt. Für diesen Zweck bevorzuge ich zwei oder mehrere, ausgesuchte, verschiedene, Druckregler. Diese sind parallel miteinander verbunden. In der Abbildung 1 werden zwei parallel angeordnete einzelne Druckregler gezeigt. Der Druckregler 75 unterstützt einen vorgegebenen, anderen und höheren Druck als der zweite Druckregler 76.

Die beiden Regler 75 und 76 werden an den Einlaßseiten mit den handgesteuerten Ventilen 77 und 78 angewählt. Tritt ein größerer Umfang an verschiedenen Typen CFC auf wird ähnlich verfahren. Drei, vier oder mehr Druckregler werden parallel angeordnet. Die Voraussetzung hierfür ist die Sicherstellung des notwendigen Druckes in der Leitung 82.

Vom Druckregler 73 wird das flüssige CFC über die Leitung 80 zum Flüssigkeitstrockner 81 geführt. Dieser Trockner ist im Grundsatz ähnlich dem Trockner 35, welcher einen Filter aus aufsaugendem Material für jegliches zurückgebliebene Wasser, hydrochlorige Säure und andere gewöhnliche Verunreinigungen hat. Er ist jedoch nicht wie der Trockner 35 für Gase ausgelegt, sondern für die Behandlung von Flüssigkeiten umgebaut. Ich habe exzelente Ergebnisse bei Trocknung und Reinigung vor der Verdichtung erhalten, mit weiterer Reinigung nach der Verdichtung und der Kondensation.

Vom Trockner 81 fließt die Flüssigkeit durch die Leitung 82 in die Kühlspirale 83 und dort um die Außenseite des Dampftrockners/Abscheiders 35 herum. Die Aufgabe der Spirale 83 ist es, die Hitze der Flüssigkeit in der Leitung weiter zu erhitzen. Die so erwärmte Flüssigkeit dient ihrerseits zur Vorheizung des Dampfes im Trockner 35 (welcher eine viel geringere Temperatur hat), noch vor dem Eintritt in den Überhitzer 40.

Es ist zu beachten, daß die gerade in die Spirale aufstömende Flüssigkeit über die Leitung 82 auch mit der Leitung 110 verbunden ist, und somit auch durch ein Magnetfeld 113 zum Verteiler 111 und von dort zur Kammer 22 des Destillators 20 gelangt.

Der Verteiler teilt die Strömung der Leitung 110 in mehrere kleinere Ströme auf und führt sie durch Kapilarröhrchen zu mehreren Einspritzträgern 112 in die Destillationskammer 22 (gezeigt in Bild 2). Dort werden die Flüssigkeitsströhme entlang der Spirale 23 versprüht.

Wird eine Teil-Wiedereinspritzung des warmen und bereits gereinigten CFC-Flüssigkeit erwünscht, kann die Leitung 110 geöffnet werden und die Flüssigkeit fließt aus der Leitung 82 in den Destillator nach. Dies kann zur Kühlung der Destillator-Spirale 23 notwendig sein, wie noch näher beschrieben wird. Das elektonisch zu betätigende Magnetspul-Ventil 113 reagiert auf die Temperatur in der Leitung 86.Ist die Temperatur in der Destillationskammer für einen angemessenen Wärmeaustausch zu hoch, wird die Flüssigkeit wieder eingespritzt.

Von der Kühlspirale 83 gelangt das flüssige CFC über die Leitung 85 in die Spirale 23 in die Kammer 22 des Destillators 20. Hier gibt die Flüssigkeit in der Spirale Hitze an die aus der Leitung 19 ankommende kühlere Flüssigkeit oder ankommenden Dampf ab. Somit erfogt eine weitere Abkühlung.

Von der Spirale 23 strömt die Flüssigkeit über die Leitung 86 durch eine Reinheits-Überwachung 88, welche ein Infrarot-Gerät zum besseren Überprüfung des gereinigten CFC auf Verunreinigungen wie Feuchtigkeit, Öl, Wachse, Harze, Firnisse und Besonderheiten haben sollte, sowie einen pH-Sensor für die Feststellung von Säuren . Diese Überwachungsgeräte sind allgemein bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung. Das Reinigungs-Kontrollgerät kann mit einer automatischen Bedienung, sowie mit Sicht- und Akustikmeldung verbunden werden. Damit kann der Apparat bei einem Qualitätsabfall über ein festgesetzten Wert hinaus Meldung geben bzw. angehalten werden.

Vom Kontrollgerät strömt das flüssige CFC zum Schauglas 90 herab.Hier kann der Bediener eine letzte Sichtkontrolle der gereinigten CFC vornehmen, bevor es den Apparat verläßt. Vom Schauglas 90 fließt die gereinigte Flüssigkeit über die Leitung 91 durch den Strömungregler oder eine Drossel 93, gezeigt im Bild 4. Die Aufgabe dieser Vorrichtung ist es, den Druck und den Durchsatz der Flüssigkeit zu reduzieren, ohne daß die Wärme zunimmt und ohne genügende Ausdehnung für eine Verampfung. Die gegenwärtige Ausfürung des Strömungsreglers 93 sind zwei lange Spiralen 94 und 95 aus Röhren mit kleinem Durchmesser, z.Bsp. sechs Fuß lang und im Durchschnitt 3/32"(ZoIl), Rücken an Rücken angeordnet, getrennt durch das Nadelventil 96.

Das Nadelventil 96 hat keine Funktion als Meßgerät, sondern hat die Aufgabe den Durchsatz zu beschränken. Der Druckabfall reicht nicht für eine Verdampfung aus. Der Strömungsregler 93 befindet sich in einem isoliertem Behälter, was den Vorteil hat, daß keine Wärmezunahme erfolgt. Unter der weiteren Reduzierung der Durchflußrate und dem Abbau des inneren Druckes bildet die Flüssigkeit keinen weiteren Dampf. Jeder Dampf der sich im Nadelventil 96 bildet kühlt bald ab und bildet sich zu Flüssigkeit in der Spirale 95.

Vom Strömungsregler 93 strömt das flüssige CFC über die Leitungen 97 u. 98, dem Magnetfeld-Ventil 99 oder dem Hand-Ventil 100 zu einem Tank oder einem andern Empänger 101. Das Magnetfeld-Ventil 99 kann elektronisch so angesteuert werden , daß bei einem System-Fehler korregiert oder abgeschaltet wird. Das Magnetspulen-Ventil schließt auf Anweisung zur vorbeugenden Rückführung des CFC vom Empfänger 101 zurück in den Apparat. Wird der Apparat von Hand bedient ist das Magnetspulen-Ventil geschlossen (ohne Energiezufuhr) und der Austausch erfolgt mit einem Hand-Ventil 102 über die Nebenleitung 103.

Bedienung

Für die Bedienung ist der Apparat 5 mit der Vorrichtung 10 zur Wartung angeschlossen und die elektrische Heizung der Destillatorkammer eingeschaltet . Weiter wird entweder das Hoch- oder das Niederdruckregelung-Ventil,77 oder 78 geöffnet, womit ein Weg zum Druckregel-Ventil 75 oder 76 für die angemessene CFC-Behandlung vorgegeben ist. Der Kompressor 44 wird gestartet. Der Ventilator 68 startet langsam mit Beginn der Strömung und schaltet in eine höhere Drehzahl wenn eine größere Kühlung an der Spiralen-Dreierbaugruppe 69 benötigt wird.

Das verunreinigte CFC erreicht den Apparat durch das Ventil 16 und strömt durch das Druckregler-Ventil 18, welches den Druck am Eintritt der Destillationskammer 22 auf ein vorgegebenes Niveau entsprechend der notwendigen CFC-Behandlung reguliert. Der Druckfortzetzung über Ventil 18 wird so ausgewählt, daß die notwendige Zeit zur Verdampfung des flüssigen CFC zur Verfügung steht.

Der Destillator 20 wird an einer zu schnellen Aufnahme der CFC-Flüssigkeit gehindert. Dies verlangsamt den Destillationsvorgang nicht und ist auch nicht der Grund für das Auslaufen der Verunreinigungen aus der Kammer 22, anstatt sich am Boden abzusetzen . Die Kammer wird zum Schutz vor Gefrierung mit Druck auf 37°F gebracht, da eine Gefrierung die Abtrennung der Verunreinigungen erschweren würde. Durch die Aufheizung der Kammer 22 vedampft jede CFC-Flüssigkeit, so daß die meißten Öle, flüssige Säuren, Wasser, Besonderheiten, Firnisse und Wachse zurückbleiben. Flüssige Tropfen sowie jede Wiederverdampfung oder Rückwanderungen in die Kammer fallen in die Kammer des Flüssigkeitsabscheiders 27. Der Dampf strömt zum Dampftrockner/Abscheider 35 bevor er gereinigt und getrocknet ist. Jede restliche Flüssigkeit wird dort abgeschieden und fließt dann zurück in die Destillierkammer 22 über die Leitungen 45 und 25.

Der Rückfluß der restlichen Flüssigkeit in den Destillator findet statt , weil die Kammer 22 und der Abscheider 35 unter gleichem Druck stehen. Ferner befindet sich die Kammer 35 an einer höheren Position als die Kammer 22, so daß die Schwerkraft den Rücktransport unterstützt. Beim Rückfluß zur Destillator-Kammer 22 verdampft die Flüssigkeit weiter. Nicht verdampfte Flüssigkeit sammelt sich am Boden und kann über die Leitung 25 zum Auslaß 52 in einen Tank für Verunreinigungen (nicht dargestellt) zur sicheren Beseitigung abgeführt werden.Das Menge der nichtverdampften Flüssigkeit im Destillator kann durch das Schauglas 46 beobachtet werden.

Später, wenn das CFC Dampftrockner/Abscheider 35 gereinigt und getrocknet ist, strömt es durch das Druckregel-Ventil 37 mit einem bestimmten eingestellten Druck zum Austritt der Leitung 38.

Von dort gelangt der CFC-Dampf in den Überhitzter 40 der Spiralen-Dreiergruppe zur Überhitzung über seines Sättigungspunktes. Der überhitzte Dampf wird dann im Kompressor 44 verdichtet.

Wird am Druckmeßgerät 51 ein Druckablaß im Verdichter oberhalb des Kondensationsdruckes des spezifischen CFC bei Betriebstemperatur gemessen, so ist dies ein Anzeichen auf vorhandene, nicht verdichtbare Verunreinigungen welche entfernt werden sollten. Zum Beispiel zeigt das Standardverzeichnis der Beziehung zwischen Druck und Temperatur bei Verdichtung, daß für CFC 12 bei 84°F die Kondensation bei einem Druck von 90 psgi (pound per square inch) erfolgt. Ein Druckablaß im Verdichter von 100 psi würde deshalb verdichtbare Gase nicht anzeigen. Solche Gase sind typischerweise leichter als CFC und kann über chemische Neutralisation ausgeschieden werden oder in einem Behälter zur sicheren Beseitigung aufgefangen werden, so daß sie nicht an die Atmosphäre gelangen können.

Die vom Austritt der Abscheiderkammer 64, für nicht kondensierbare Gase, abzweigende Hochdruck-Umleitung 115 wird bei der Inbetriebnahme des Apparates benötigt. Sie hat die Aufgabe, den Kompressor vor der Bildung eines Vacuums vor dessen Einlaßluke 43 zu bewahren.

Fängt der Druck in der Kammer des Dampftrockners an zu fallen, öffnet das Druckregler-Ventil 117 und führt dem Dampftrockner 35 hohen Druck zu,und hindert so das System an der Bildung eines Vacuums.

Wenn eine Reinigung der erfolgen soll, ist ein letztes Auspumpen der Vorrichtung notwendig. Das Ventil 116 wird ausgeschaltet und es entsteht ein Vacuum in der Leitung 15.

Der CFC-Dampf erreicht den Verdichter 65 über die Leitung 64 als Hochdruckdampf. Die Umgebungsluft führt die Wärme von der Spirale des Verdichters 65 ab. Mit dem Ziel, daß das hoch erhitzte Gas durch die Spirale strömt und seinen Zustand an seinem Sättigungspunkt wechselt und zu Flüssigkeit kondensiert. Das CFC ist somit beim Eintritt in die Nachkühler 67 kondensiert, wo weitere Kondensation und Abkühlung stattfindet. Der Nachkühler stellt sicher, daß eine "feste" CFC-Flüssigkeit in der Leitung 70 ansteht.

Diese Strömung kann am Schauglas für Verunreinigungen 71 beobachtet werden, welches auch für eine andere Überwachung vorgesehen ist. Das Schauglas zeigt jede Feuchtigkeit oder eine vorhandene Säure durch einen Farbwechsel des Fenstermaterials im Schauglas an und warnt damit den Systembediener, daß die Trockner/Abscheiderkammer 35 seine Wirksamkeit verliert, und daß die Absonderung der Verunreinigung im Inneren geändert werden muß.

Die Anwendung bzw. Auswahl von Hochdruck-Ventil 77 oder Niederdruck-Ventil 78 ist abhängig vom wiedereingreifenden CFC-Typ. Flüssiges CFC wird von einem gleichmäßigen, vorbestimmten Kondensationsdruck am Ventil 76 oder 78 unterstützt.

Ein weiterer Stufe der CFC-Reinigung findet im Flüssigkeits-Trockner 81 statt. Jede verbleibende (oder zusätzliche) Verunreinigungen wird dorthin zurückgefördert.

Das CFC verläßt die Trockner-Kammer und fließt durch die Leitung 82 zur Kühl-Spirale 83 um den Dampftrockner/Abscheider 35, wo sie einiges ihrer Hitze an den Dampf in dem Trockner abgibt, so daß der CFC-Dampf aus dem Kondensator nicht wieder im Trockner kondensiert.

Von der Kühl-Spirale 83 wandert die Flüssigkeit durch die innere Spirale 23 unter Wärmeaustausch , wie bereits beschrieben, in die Destillierkammer 22.

Die Länge der Röhre in der Kammer 22 kann zum Beispiel 30 Fuß lang sein, aufgewickelt zu einer Spiralenlänge von 16 inch und einem Spiralendurchmesser von 5 inch. Diese Spirale transportiert die warme, hochverdichtete und gereinigte CFC-Flüssigkeit, mit Verlust an restlicher Wärme und weiterer Kühlung zur Abgabe in ein Auffang-Behälter 101.

Bei der Befüllung eines Auffang-Behälters mit warmen CFC können der Druck des Zylinders und der Druck des Systems einen Kraftausgleich bilden, was der Grund zur Unterbrechung der Abgabe sein kann. Deshalb ist es wünschenswert ein Mittel zu beschaffen, welches weitere Hitze an diesen Punkt überträgt. Außerdem ergänzt die freigelassene Wärme die elektische Heizung oder eine andere, externe Heizung 21 und erhöht dabei die Destillationsgeschwindigkeit.

Dies kommt besonders zur Anwendung, wenn in die Destilierkammer 22 eine große Menge an kühlem, verunreinigtem CFC hereinströmt. ( Wo die fertig gereinigte CFC-Flüssigkeit zur Einheit 10 zurückgeführt wird, ist ein Abscheiden von zusätzlicher Hitze nicht immer notwendig).

Während den hohen Umgebungstemperaturen, aber auch wenn der verunreinigte CFC-Dampf die Destillierkammer 22 als Dampf und nicht als Flüssigkeit erreicht, ist zur Verstreuung der hitze zusätzliche Kühlung notwendig.

Für diesen Zweck habe ich festgestellt , daß ein Teil vom gereinigten, flüssigen CFC dem Flüssigkeitstrockner am Ausgang zur Leitung 82 über die Leitung 110 entnommen werden kann, um es zurück in die Destillationskammer 22 zur Wiederverdampfung einzuspritzten . Bis zu ca. 20% des flüssigen CFC ist in der Leitung 82 verfügbar und kann für diesen Wiedereinspritzungs-Kreislauf in den Destillator angewendet werden. Entsprechend der wiedereingespritzten und vedampften Flüssigkeit kühlt das flüssige CFC in der Destillator-Spirale 23. Es beschleunigt den Prozess, weil so wie die Flüssigkeit das System verläßt und bei Erreichen des Auffangbehälters 101 das System kühlt, so wird dabei der Flüssigkeitsdruck reduziert und die Strömung unterstützt. Je nach Abkühlung des Behälters 101 öffnet oder schließt das Magnetfeld-Ventil 113 periodisch, je nach Bedarf Für diese Aufgabe wird das Magnetfeld-Ventil entweder automatisch kontrolliert, oder über einen Temperatur-Sensor an der Leitung 86 gesteuert. Oder das Ventil 113 wird von Hand gesteuert.

Wenn sich das Ende der Reinigung und des

Verdampfungsprozesses nähert wird der Kreislauf der Flüssigkeits-Einspritzung mit dem Magnetfeld-Ventil ausgeschaltet und geschlossen. Die verunreinigte Vorrichtung 10 wird vollständig geleert. Das System wird fast alle seine gereinigten CFC selbständig abscheiden , bis zu einer Gewichtszunahme von einem Pfund(pound). Der letzte Rest wird einen leeren Behälter herausgelassen. Die Reinigung ist dann abgeschlossen und der Apparat kann zur Aufbereitung und Reinigung eines anderen Schubs aus verunreinigtem CFC weiterverwendet werden, selbst wenn er ein anderer Typ ist.

Es sind Kondensationstemperaturen von ca. 80° bis 90°F notwendig. Die Systemtemperaturen und die Kondensationstemperaturen bleiben ungefähr gleich, da sich nur der Druck ändert.

Unter der Beachtung, welches verunreinigte CFC bearbeitetet wird, ist es unter anderem Aufgabe der Abbildung zu zeigen, wie und wo die Temperaturen nach der Verdichtung fallen ,bzw die angenäherten Temperaturen an bestimmten Punkten im Apparat während der Bearbeitung von üblichen CFC's wie folgt anzuzeigen:

Leitung 64 - 120°-160'

Kondensator 65 - 84°

Überhitzer 67 - 79°

Leitung 82 - 79°

Leitung 85 - 68°

Leitung 91 - 58°

Leitung 97 - 55°

Empfänger 101 - 55°

Wie vorher erwähnt verändert sich mit der CFC-Reinigung der Druck. Für CFC 12 ist bei 90°F der Kondensationtsdruck 100 psig, aber für CFC 22 ist bei gleicher Temperatur der Kondensationsdruck mit 168 psig viel höher.

Ausgehend von dieser Feststellung kann beobachtet werden, daß der Apparat zuerst jede eintretende CFC-Flüssigkeit in Dampf umformt, um diesen dann in der ersten Stufe zu reinigen. Der Dampf ist dann überhitzt, verdichtet und kondensiert und bildet sich zu Flüssigkeit zurück. In einer zweiten Stufe wird er weiter gereinigt.

Ich habe eine höhere Effektivität festgestellt wenn zuerst als Dampf gereinigt wird, mit anschließender Verflüssigung im selben Behälter, anstatt zuerst die CFC-Flüssigkeit zu reinigen. Es kann weiter festgestellt werden, daß der Dampf bereits vor Verdichtung gereinigt ist bzw. die flüssigen Materialien nach Verdichtung und Kondensation gereinigt sind.

Es werden in der gegenwärtigen Ausführung weiter gezeigt, die einzelnen Stationen an denen die Hitze der verdichteten Flüssigkeit rückgeführt wird. Dies sind: Kondensator 65 , Überhitzer 67, Kühlspirale 83 um den Dampftrockner/Abscheider 35, Spirale 23 im Destillator 20, und letztlich Strömungsregler 93.

Prüfungen haben ergeben, daß stark verunreinigtes CFC 12 mit diesem Apparat zu einer gleichmäßigen Reinheit bis zu 99.91% im Vergleich mit neuem und ungebrauchtem CFC 12 gereinigt werden kann. Der zurückgebliebene Inhalt war zum größten Teil Öl, welches akzeptabel ist.

Claims

Ansprüche

1. Apparat zur Rückgewinnung und Reinigung chlorhaltiger Fluorkohlenstoffe, gekennzeichnet dadurch, daß in einem Gerät (5)

- ein Destillator (25) angeordnet ist,

der über Leitungen, mit einem zu/ischengeordneten Flüssigkeitsabscheider (27) und Druckmeßgerät (33) mit einem DampftrocknerZ-abscheider (35) verbunden ist,

- der DampftrocknerZ-abscheider (35) mittels einer Rückleitung mit dem Destillator (25) verbunden ist und einen Austritt (52) aufweist,

- der DampftrocknerZ-abscheider (35) mit einem Überhitzer (40) verbunden und in deren Zuleitung ein Druckregler (37) vorgesehen ist,

- dem Überhitzer (40) ein Kompressor (44) nachgeschaltet und in der Zuleitung zum Kompressor (44), vor der Eintrittsluke (43), ein Druckmeßgerät (42) angeordnet und dem Kompressor (44) ein ölabscheider (54) nachgeordnet ist, wobei der ölabscheider (54) mit einem Abscheider (61) für nichtkondensierende Gase verbunden ist und zur Seite des Kompressors (44) ein Druckmeßgerät (51) besitzt,

- dem Abscheider (61) ein Verdichter (65) folgt und dieser über eine Leitung (66) mit einem Nachkühler (67) verbunden ist, dem eine Druckregelung (73) folgt, die über eine weitere Leitung mit einem Flüssigkeitstrockner (81) verbunden ist, wobei dieser Flüssigkeitstrockner (81) mit einer Kühlspirale (83)in Verbindung steht, die umfangseitig auf dem DampftrocknerZ-abscheider (35) angeordnet ist und mit dem Destillator (20) in Verbindung steht, während mittels den Leitungen (82 und 110) über ein Magnetfeld (113) und Verteiler (111) auch eine Verbindung zum Destillator (20) geschaltet ist

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- und dem Destillator (20) eine Reinheitsüberu/achung (88) und ein Strömungsregler (93) nachgeschaltet sind.

2. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Flüssigkeitsabscheider (27) eine innere Vorrichtungskammer (28) aufweist, in welcher sich die Leitung (24) u/ie ein nach unten gedrehtes U erstreckt und die Austrittsleitung (31) im Oberteil der Kammer (28) vorgesehen ist.

3. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Abscheider (61) als eine waagerecht verlängerte Kammer (62) ausgebildet ist, welche wesentlich langer ist als ihr Durchmesser.

4. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der überhitzer (40), der Verdichter (65) und der Nachkühler (67) eine Spiralen-Dreiergruppe (69) bilden.

5. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß vor dem überhitzer (40) und somit vor der Dreiergruppe (69) ein Mehrstufen-Ventilator (68) angeordnet ist.