HU200111B - Method and apparatus for purifyng gas flows containing solvent vapours and/or other contaminations - Google Patents
Method and apparatus for purifyng gas flows containing solvent vapours and/or other contaminations Download PDFInfo
- Publication number
- HU200111B HU200111B HU349786A HU349786A HU200111B HU 200111 B HU200111 B HU 200111B HU 349786 A HU349786 A HU 349786A HU 349786 A HU349786 A HU 349786A HU 200111 B HU200111 B HU 200111B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- gas
- regeneration
- adsorber
- adsorbent
- solvent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/704—Solvents not covered by groups B01D2257/702 - B01D2257/7027
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
- B01D2259/4009—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
Abstract
Description
A találmány tárgya eljárás és berendezés oldószergőzöket és/vagy más szennyező anyagokat tartalmazó gáz(levegó)áramok tisztítására és az oldószerek, illetve a szennyező anyagok kinyerésére. 5The present invention relates to a process and apparatus for purifying gas (air) streams containing solvent vapors and / or other pollutants and for recovering solvents or pollutants. 5
Számos ipari technológiában képződnek olyan gáz(levegó)áramok, amelyek szerves oldószergőzöket és/vagy más értékes, esetenként mérgező hatású környezetszennyező anyagokat tartalmaznak, igy például rétegező 1θ (kasírozó) üzemekben, ragasztószalagok, hangszalagok, fotópapírok és hasonlók gyártásánál, műszálak (acetát-, viszkózaszál) gyártásánál, lakkozó üzemekben, cellofán, műanyag fóliák, fémfóliák és hasonlók elóálli- 15 tásánál, mélynyomó és kenőüzemekben különböző mübőrféleségek és impregnált textíliák gyártásánál, bútorgyártásnál lakkozáskor, festékek gyártásánál és festékbevonatok készítésénél, gyógyszergyárakban intermedie- 20 rek és késztermékek előállítása, illetve formázása során, kémiai tisztítás, fémek, bőr és gyapjú zsírtalanitása során.Many industrial technologies generate gas (air) streams that contain organic solvent vapors and / or other valuable, sometimes toxic, pollutants, such as in layering 1θ (laminating) plants, in the manufacture of adhesive tapes, audio tapes, photo papers and the like, in the manufacture of viscose fibers), in lacquering plants, in the production of cellophane, plastic films, metal foils and the like, in the printing industry, in the manufacture of various types of leather and in impregnated textiles, in the manufacture of finished products, during dry cleaning, degreasing of metals, leather and wool.
Ugyancsak értékes, esetenként mérgező hatású környezetszennyező anyagokat tártál- 25 maznak a vegyi-, a petrolkémiai-, a köolajés a főldgáziparban, az energiatermelésben, különböző hulladékok kezelése és ártalmatlanítása során képződő véggázok.There are also valuable, sometimes toxic, pollutants in the chemical, petrochemical, petroleum and natural gas industries, power generation, and the treatment and disposal of various wastes.
A felsorolt és más gyártási technológi- 30 ákban képződő értékes, de az emberi, állati és növényi szervezetre egyaránt káros hatású anyagok a hordozó gázárammal (levegővel, véggázzal) együtt rendszerint a környezetbe kerülnek. 35Valuable, but also harmful to the human, animal and plant organism, these and other manufacturing technologies are usually released into the environment along with the carrier gas stream (air, tail gas). 35
A fenti anyagoknak az eltávolítása az ipari gázáramokból (levegőből, véggázokból) gazdasági és ökológiai szempontból is kívánatos, esetenként szükséges.Removal of the above materials from industrial gas streams (air, tail gas) is desirable and economically and sometimes necessary.
Az oldószerek és/vagy más gáz-, illetve 40 gózállapotú anyagok emissziójának csökkentése történhet kondenzáltatással, fizikai és kémiai abszorpcióval, adszorpcióval, valamint katalitikus és termikus utóégetéssel. Visszanyerést az első három eljárás tesz lehetővé. 45The reduction of emissions of solvents and / or other gaseous and / or vaporous materials can be accomplished by condensation, physical and chemical absorption, adsorption, and catalytic and thermal afterburning. The first three procedures allow recovery. 45
A fizikai abszorpció az oldószergőzöket és/vagy más anyagok kis koncentrációja és az abszorbensben való kismértékű oldódása miatt általában rendkívül költséges. A kémiai abszorpció csak olyan speciális esetekben jó- 50 hét szóba, melyeknél a gázáramból kivonandó anyag az abszorbenssel jól reagál és a folyamat reverzibilis (COz, NH3, SOz stb. elnyeletése). [Kromer, E.: Abluftreinigung bei Lösemittelelemissionen. Chiraia 36/2, 87 55 (1982)].Physical absorption is generally very expensive because of the low concentration of solvent vapors and / or other substances and its low solubility in the absorbent. Chemical absorption is only possible in special cases where the substance to be extracted from the gas stream reacts well with the absorbent and is reversible (absorption of CO 2, NH 3, SO 2, etc.). [Kromer, E .: Abluftreinigung bei Lösemittelelemissionen. Chiraia 36/2, 87 55 (1982)].
A kondenzáltatás csak nagyobb szenynyezőanyag-koncentrái-lóknál alkalmazható eredményesen, mivel ekkor kisebb mértékű (20-30 °C-os) hűtéssel jelentős mennyiségű θθ szennyezőanyag vonható ki a géz(levegó)áramból. A szennyezőanyagok emissziójára vonatkozó hatósági előírásokban megengedett 100-250 mg/m3 vagy kisebb koncentrációk eléréséhez azonban nagyon alacsony (-30 - ^5Condensation can only be used successfully at larger pollutant concentrators, since then, with a smaller amount of cooling (20-30 ° C), significant amounts of impurities θθ can be removed from the gauze (air) stream. However, very low levels are allowed to reach concentrations of 100-250 mg / m 3 or less in the official regulations for pollutant emissions (-30 - ^ 5
- -50 °C) hőmérsékletre kellene hűteni a gázáramot, ami nagymértékben megnövelné az eljárás költségeit, annál is inkább, mivel a gázáramot hűtés előtt szárítani kell. (Nitshe, M.: Rückgewinnungs-verfahren für organische Lösungsmittel. Fette-Seifen-Anstrichmittel, 86 (3), 117 (1984).] Illékony szennyező anyagoknak gáz(levegö)éramokból a hatósági előírásoknak megfelelő 100-250 mg/m3 vagy kisebb koncentrációig való kivonására tehát a kondenzáltatás önmagában nem alkalmas.- -50 ° C), the gas stream should be cooled, which would greatly increase the cost of the process, all the more since the gas stream must be dried before cooling. (Nitshe, M .: Rückgewinnungs-Verfahren für organische Lösungsmittel. Fette-Seifen-Anstrichmittel, 86 (3), 117 (1984).] Gas (air) éramokból volatile contaminants corresponding to the regulatory requirements of 100-250 mg / m 3 or therefore, condensation alone is not suitable for its extraction to lower concentrations.
Kis (néhány tizedtől 20 g/mMg terjedő) koncentrációban oldószergőzöket és/vagy más környezetszennyező anyagokat tartalmazó gáz(levegó)áramokból az oldószerek kivonása hatékonyan abszorpciós eljárással valósítható meg, mivel az abszorbens felületén kis koncentrációknál is az oldószerek (szennyező anyagok) igen nagyfokú dúsulása következik be. [Kohl-Riesenfeld: Gas Purification.Extraction of solvents from gas (air) streams containing solvent vapors and / or other environmental pollutants at concentrations as low as a few tens (20 g / mMg) can be effected efficiently by an absorption process since very high concentrations of solvents (contaminants) occur at low concentrations on the absorbent surface. in. [Kohl-Riesenfeld: Gas Purification.
McGraw-Hill, New York-Toronto-London, 1960. p. 415.]McGraw-Hill, New York-Toronto-London, 1960. p. 415.]
Az adszorpciós eljárásokban az adszorberekben (az abszorbensen) megkötött oldószerek) és/vagy más anyagok deszorpcióját (lehajtását) rendszerint vízgőz vagy forró gázáram átvezetésével valósítják meg.In adsorption processes, desorption (removal) of adsorbents (absorbents) and / or other substances is usually effected by passing water vapor or a hot gas stream.
A vízgőzzel végzett deszorpciókor az adszorberből távozó vízgőz-oldószergőz és/vagy más anyagok elegyét hűtéssel kondenzáltatják. A kondenzátum rendszerint két fázisra, a vízben nem oldódó oldószert és/vagy más anyagot tartalmazó szerves fázisra és az oldott oldószert és/vagy más anyagot is tartalmazó vizes fázisra válik szét. Ezekből a fázisokból a tiszta, száraz oldószer(ek) és/vagy más anyagok kinyerését, az esetek többségében többlépéses desztillációval valósítják meg. Ez nagyban megnöveli az eljárás költségeit.During desorption with water vapor, the mixture of water vapor solvent vapor and / or other materials leaving the adsorber is condensed by cooling. The condensate is usually separated into two phases, the organic phase containing the water-insoluble solvent and / or other material and the aqueous phase containing the dissolved solvent and / or other material. The recovery of pure, dry solvent (s) and / or other materials from these phases is, in most cases, accomplished by multi-step distillation. This greatly increases the cost of the procedure.
Az utóbbi években oldószereknek és/vagy más éghető anyagoknak gázáramból (levegőből) való kivonására és kalorikus hasznosítására az adszorpció és a termikus utóégetés összekapcsolásával az úgynevezett adszorpciós-oxidációs (AdSox) eljárást fejlesztették ki.In recent years, the so-called adsorption-oxidation (AdSox) process has been developed for extracting solvents and / or other combustible materials from the gas stream (air) and caloric utilization by combining adsorption with thermal afterburning.
Ennél az eljárásnál a szennyező anyagoKat a levegőből adszorpciós berendezésben, aktív szénnel vonják ki, a lehajtást (deszorbeáltatást) forró (397 °C hőmérsékletű) füstgázzal végzik, a szennyező anyagot a füstgázból pedig termikus égető berendezésben égetik ki [Wasser Luft u. Betrieb, 25 (4), 38 (1981).]In this process, the pollutants are removed from the air by adsorption equipment with activated carbon, the desorption is carried out with hot flue gas (397 ° C), and the pollutant is burned from the flue gas in a thermal incinerator [Wasser Luft u. Betrieb, 25 (4), 38 (1981).]
A termikus utóégetéssel szemben az AdSox eljárás előnye, hogy az adszorpció nagy dúsító hatása és a magashőmérsékletű deszorpció következtében lényegesen kisebb mennyiségű gázt kell 600-1000 °C-ra felmelegíteni. Hátránya viszont a hagyományos adszorpciós eljárással szemben, hogy a deszorpciót magas (397 °C körüli) hőmérsékletű füstgázzal végzi, amely kis koncentrációban oxigént is tartalmaz. A magas hőmérséklet és az oxigén hatására az aktív szén felületén a szerves anyagok egy része bomlik, oxidálódik és nagy molekulájú, nem illékony vegyületek is képződnek, amelyek az aktívszén gyors dezaktiválódását okozzák. Ennek ellensúlyozására az aktív szenet gyakran (így mindenIn contrast to thermal post-combustion, the advantage of the AdSox process is that due to the high concentration of adsorption and the high temperature desorption, substantially less gas must be heated to 600-1000 ° C. However, it has the disadvantage of the desorption with a high temperature (about 397 ° C) flue gas, which also contains low concentrations of oxygen, compared to the conventional adsorption process. Exposure to high temperature and oxygen results in the decomposition, oxidation and formation of large molecules of non-volatile compounds on the surface of the activated carbon, causing rapid deactivation of the activated carbon. To counteract this, activated carbon is often (so is all
5. ciklus után) reaktiválnl kell. Ezt magas (950 °C) hőmérsékletű füstgázzal végzik. A magas hőmérséklet speciális adszorber konstrukciót és szerkezeti anyagot igényel, ami a berendezés és az üzemeltetés költségeit növeli.After 5 cycles). This is done with high temperature (950 ° C) flue gas. High temperatures require special adsorber construction and construction materials, which increases the cost of equipment and operation.
Az AdSox eljárás további lényeges hátránya, hogy az értékes szennyező anyagokat (oldószereket) elégeti, igy azokat csak kalorikus értékükön hasznosítja.Another major disadvantage of the AdSox process is that it burns valuable pollutants (solvents) so that they are only used at their caloric value.
Oldószereknek levegőből való kinyerésére úgynevezett száraz adszorpciós eljárást ismertet M.G. Howard (Filtration and Separation, 1984. Marc/April, p. 130.]. Az oldószerek adszorpcióját aktív szénnel töltött adszorberekben valósítják meg. Az oldószerek deszorpciójét (lehajtását) az aktív szénről (a regenerálást) forró nitrogéndús gázárammal végzik. A nitrogéndús gázt gázhevítón, az aktív szenes adszorberen, gázhütőn, továbbá molekulaszűrő adszorbenssel és hőtároló anyaggal töltött tartályon (regenerátoron) keresztül zárt körben cirkuláltatják. Az oldószer a hűtőben válik ki. A molekulaszűrőn a cirkuláltatott nitrogéndús gázáram szárítására, a hőtároló anyag pedig az energiagazdálkodás javítására szolgál. A gázhűtő és a gázhevítő között hőszivattyúval energiatranszportot valósítanak meg. A nitrogéndús gáz cirkuláltatását a regenerálás ideje alatt egy meghatározott (ventilátor, gázhevítő, adszorber, hűtő, szárító regenerátor, ventilátor) irányban végzik.For the removal of solvents from air, a so-called dry adsorption process is described by M.G. Howard (Filtration and Separation, 1984, Marc / April, p. 130). The adsorption of solvents is carried out in adsorbents filled with activated carbon. The desorption (removal) of the solvents from the activated carbon (regeneration) is carried out with a hot nitrogen rich gas stream. , is circulated through an activated carbon adsorber, gas cooler, as well as a tank filled with a molecular filter adsorbent and a heat storage material (regenerator). The nitrogen-rich gas is circulated in a specific direction (fan, gas heater, adsorber, cooler, dryer regenerator, fan) during regeneration.
Oldószergőzöket és/vagy más értékes környezetszennyező anyagokat tartalmazó gáz(levegő)áramok tisztítására és a szennyező anyagok kinyerésére merőben új és energiatakarékos kapcsolási elrendezésen alapuló adszorpciós eljárást és berendezést dolgoztunk ki. Az általunk kidolgozott eljárás szerint a szennyező anyagok megkötését (az adszorpciót) az ismert módon valósítjuk meg, a telített adszorbert pedig egy olyan regeneráló egységhez kapcsolva regeneráljuk, amely az ismert regeneráló egységektől eltérően, segédadszorberrel rendelkezik és amelyben az oxigénszegény regeneráló gázt a deszorpció és a hűtés ideje alatt ellentétes irányban cirkuláltatjuk.We have developed a new and energy-efficient adsorption process and apparatus for purifying gas (air) streams containing solvent vapors and / or other valuable environmental pollutants and for recovering pollutants. In our method, the adsorption of pollutants is accomplished in a known manner, and the saturated adsorber is regenerated by coupling to a regeneration unit which, unlike known regeneration units, has an auxiliary adsorber and in which the oxygen-poor regeneration gas is desorbed and cooled. it is circulated in the opposite direction.
Az általunk kidolgozott adszorpciós eljárás és berendezés főbb jellemzői és előnyei a M.G. Howard által ismertetett adszorpciós berendezéssel és eljárással szemben a következők:The main features and advantages of the adsorption process and apparatus we have developed are those of M.G. In contrast to the adsorption apparatus and process described by Howard, the following are:
- A regeneráló egységben aktív szénnel vagy aktív szénnel és molekulaszűrővel, és esetenként nagy hőkapacitású szemcsés anyaggal töltött segédadszorbert alkalmazunk, a regenerálás során, a hűtőből kilépő regeneráló gázban lévő maradék oldószergőzök és a vízgőz megkötésére. A segédadszorber térfogata egy tisztító adszorber térfogatának 20-30%-át, a segédadszorberben lévő aktív szén mennyisége egy tisztitó adszorberben lévő aktív szén mennyiségének 10-25%-ét, a molekulaszűrő mennyisége pedig 5-10%-át teszi ki.- In the regeneration unit, an auxiliary adsorbent filled with activated carbon or activated carbon and a molecular sieve and sometimes high heat capacity particulate material is used to trap residual solvent vapors and water vapor in the regeneration gas leaving the refrigerator during regeneration. The volume of the auxiliary adsorbent is 20-30% of the volume of a purifying adsorber, the amount of activated carbon in the auxiliary adsorber is 10-25% of the amount of activated carbon in the purification adsorber, and the amount of molecular sieve is 5-10%.
- A regeneráló gáz áramlási irányát a regenerálási ciklus egy adott időpontjában (a deszorpció befejezésekor) megváltoztatjuk, ezáltal a regenerálás alatt álló tisztító adszorber (és a gázhevitő) hőtartalmának egy részét a segédadszorberbe ótvive deszorbeáljuk a segédadszorberben megkötött oldószerekéit és/vagy más szennyező anyagokat és a vízgőzt. A segédadszorberből deszorbeált oldószer(eke)t a cirkuláló regeneráló gázból ugyancsak a hűtőben nyerjük ki. A regeneráló gázáram nagysága a tisztított gázáram nagyságának 10-35, előnyösen 20-30%-át teszi ki.- Changing the flow direction of the regeneration gas at a particular point in the regeneration cycle (at the end of desorption), thereby desorbing a portion of the heat content of the purifying adsorber (and gas heater) being regenerated into the auxiliary adsorber and other solvents and water vapor. The solvent (s) desorbed from the auxiliary adsorbent is also recovered from the recirculating regeneration gas in the refrigerator. The size of the regenerating gas stream is 10-35%, preferably 20-30% of the purified gas stream.
- Az általunk kidolgozott eljárás szerint a tisztító adszorberben és a segédadszorberben megkötött oldószerek és vízgőz deszorpcióját minden esetben a telítési (adszorpciós) ciklusban alkalmazott gázáramlással ellentétes irányban áramló, oldószermentes forró regeneráló gázzal végezzük. Ezáltal rövidebb idő alatt kevesebb, illetve alacsonyabb hőmérsékletű regeneráló gázzal végezhető el a deszorpció és az oldószer termikus bomlásával nem kell számolni.According to our method, the desorption of solvents and water vapor trapped in the purifying adsorber and the auxiliary adsorber is always performed with solvent-free hot regeneration gas flowing in the opposite direction of the gas flow in the saturation (adsorption) cycle. Thus, in a shorter period of time, less and lower temperatures of regenerating gas can be achieved by desorption and no thermal decomposition of the solvent is expected.
- Az általunk kidolgozott eljárás szerint a tisztító adszorber és a segédadszorber hűtését minden esetben a deszorpció irányával ellentétes irányban áramló hideg regeneráló gázzal végezzük, a cirkuláló regeneráló gázban lévő maradék oldószergőzöket a lehűlő adszorbens köti meg, ezáltal a regenerálás során oldószer nem jut a környezetbe. Az ellentétes irányú áramlás alkalmazása miatt csökken az adszorberek hűtéséhez szükséges idő és energia.According to the method developed by us, cooling of the purifying adsorber and the auxiliary adsorber is always carried out with a cold regenerating gas flowing in the opposite direction of desorption, the remaining solvent vapors in the circulating regenerating gas are bound by the cooling adsorbent. The use of reverse flow reduces the time and energy required to cool the adsorbers.
- Az általunk kidolgozott eljárásban a regeneráló egységet alkotó berendezések (gázhevítő, gézhűtó, segédadszorber, ventilátor vagy kompresszor) egymáshoz viszonyított helyzete (kapcsolása) lényegesen különbözik az ismert eljárásban leírt kapcsolástól,- In the process developed by us, the positioning (switching) of the devices forming the regeneration unit (gas heater, gauze cooler, auxiliary adsorber, fan or compressor) is significantly different from the switching described in the known process,
- Az általunk kidolgozott eljárásban a gázhűtő és a ventilátor vagy kompresszor mindig hidegen üzemel, ezzel szemben az ismert eljárásban a gázhűtőt és a ventilátort a regenerátorból áramló forró regeneráló gáz minden regenerálási ciklusban felhevíti, ami energiaveszteséggel jár.In the process developed by us, the gas cooler and the fan or compressor always run cold, whereas in the known process, the gas cooler and the fan are heated by the hot regenerating gas flowing from the regenerator during each regeneration cycle, resulting in energy loss.
Az általunk kidolgozott eljárás és berendezés kapcsolási sémáját az 1. és a 2. ábra mutatja. Az ábrákon Al, A2 adszorber; AC aktív szén; G gáz; EH előhűtő; H gázhűtő; K kompresszor; L levegő; M gázhevitő; N nitrogén; MS molekulaszűrő; 0 oldószer; SA segédadszorber; VI, V2 ventilátor; 1-13 és NI, N2 szelep, pillangószelep vagy tolózár; to-3HU 200111 B vábbiakban szelep. A szaggatott vonaltól balra a TE tisztító egység, jobbra pedig az RE, regeneráló egység kapcsolása van feltüntetve. A nyilak a gáz áramlási irányát jelölik.The circuit diagram of the method and apparatus developed by us is shown in Figures 1 and 2. In the figures, A1, A2 adsorber; AC activated carbon; G is a gas; EH pre-cooler; H gas cooler; K compressor; L air; M gas heater; N is nitrogen; MS molecular filter; 0 solvent; SA adjuvant; VI, V2 fan; 1-13 and N1, N2 valve, butterfly valve or gate valve; to-3EN 200111 B referred to as a valve. To the left of the dashed line is the connection of the TE cleaning unit and to the right the RE regeneration unit. The arrows indicate the direction of gas flow.
A gáz(levegó)áram tisztítását az Al, illetve az Λ2 adszorber végzi. Az adszorberek felváltva tisztítási (adszorpciós) és regenerálási ciklusban műkődnek, a folyamatos tisztításhoz tehát legalább két adszorberre van szükség. Esetenként célszerű három vagy 10 több tisztítóadszorbert alkalmazni.The gas (air) stream is purified by the Al or Λ2 adsorber. The adsorbers operate alternately in a purification (adsorption) and regeneration cycle, so continuous purification requires at least two adsorbers. Occasionally, three or 10 more cleaning adsorbents may be used.
Amikor az Al adszorber tisztítási (adszorpciós) ciklusban működik, az A2 adszorber regenerálás alatt áll.When the Al adsorber is in the purification (adsorption) cycle, the A2 adsorber is in regeneration.
Az oldószert (szennyező anyagot) tártál- 15 mázó gáz(levegő) áramot a VI ventilátor az 1 szelepen keresztül felülről az Al adszorberbe nyomja. A tisztított gáz(levegő)áram a 2 szelepen keresztül a szabadba távozik. A 3 és 4 szelep zárt állásban van. A regenerálás me- 20 nete az 1. ábra szerint a kővetkező.The gassing gas (air) stream, which stores the solvent (impurity), is forced by fan VI through valve 1 into the adsorber A1. The purified gas (air) stream is discharged through valve 2 to the outside. Valves 3 and 4 are in the closed position. The process of regeneration as shown in Figure 1 is as follows.
Az A2 adszorber regenerálása a benne lévő adszorbensen megkötött oldószer deszorpciójából (lehajtásából) és az adszorbenságy (adszorber) hűtéséből áll. A regene- 25 rálás megkezdése előtt - biztonsági okokból - az A2 adszorberben lévő levegőt oxigénszegény gázzal, előnyösen nitrogénnel kiszorítjuk. A nitrogén az N2 szelepen keresztül felül vezetjük az A2 adszorberbe. A ki- 30 szorított oldószermentes levegő a 6 szelepen keresztül távozik az adszorberból. Az öblítés 1-2 percet vesz igénybe és ehhez az adszorber térfogatával körülbelül egyező mennyiségű nitrogénre van szükség. Az öblítés befe- 35 jezésekor az N2 és a 6 szelepet zárjuk.The regeneration of the A2 adsorber consists in desorption (down-flow) of the solvent bound on the adsorbent and cooling of the adsorbent bed (adsorber). Prior to the start of the regeneration, for safety reasons, the air in the A2 adsorber is displaced by an oxygen deficient gas, preferably nitrogen. Nitrogen is passed through the N2 valve to the A2 adsorber. The solvent-free air displaced through the valve 6 leaves the adsorber. The flushing takes 1-2 minutes and requires about the same amount of nitrogen as the volume of the adsorber. When flushing is completed, the N2 and 6 valves are closed.
A deszorpció megkezdéséhez kinyitjuk a 7, 8, 9, 10 szelepeket, beindítjuk a V2 ventilátort, bekapcsoljuk az M gázhevitő fűtését és a H gázhütő hűtését. A II gázhütő hűtését 40 nagy vízgőztartalmú gázok tisztításakor esetenként 6-25 perces késéssel kapcsoljuk be.To begin desorption, open valves 7, 8, 9, 10, turn on fan V2, turn on gas heater heating M, and cool gas cooling H. The cooling of the gas cooler II is switched on with a delay of 6-25 minutes when purifying 40 high water vapor gases.
Ezt követően a regeneráló gázt a V2 ventilátorral az SA segédadszorberen, az M gázhevítón, az A2 adszorberen, a H gázhűtőn 45 keresztül zárt körben cirkuláltatjuk. A regeneráló gázt az A2 adszorberben alulról felfelé, az SA segédadszorberben pedig felülről lefelé áramlik.The regenerating gas is then circulated through fan V2 through auxiliary adsorbent SA, gas heater M, adsorber A2, gas cooler H 45. The regeneration gas flows from bottom to top in adsorber A2 and from top to bottom in auxiliary adsor SA.
Az M gázhevítő fűtésének szabályozásé- 50 val a regeneráló gáz hőmérsékletét az A2 adszorber alján 140-300 °C-ra, előnyösen 180-250 °C-ra míg a H gázhütő hűtésének szabályozásával az abból távozó regeneráló gáz hőmérsékletét a leválasztandó oldószer 55 (szennyezőanyag) illékonyságától függőenBy controlling the heating of the gas heater M, the temperature of the regenerating gas at the bottom of the A2 adsorber is 140-300 ° C, preferably 180-250 ° C, while the temperature of the regenerating gas leaving it is controlled by the solvent 55 to be removed. ) depending on its volatility
-10 - +30 °C-ra állítjuk be.Set at -10 to +30 ° C.
A regenerálás megkezdése után, a forró regeneráló gáztól az A2 adszorberben lévő szénágy alsó rétegének hőmérséklete gyorsan 60 emelkedik. Ennek hatására először a vízgőz deszorbeálódik, majd 6-25 perc eltelte után megkezdődik az oldószerek erőteljesebb deszorpciója és kondenzációja a H gázhütóben.After the start of regeneration, the temperature of the bottom layer of the carbon bed in adsorber A2 rapidly increases from the hot regeneration gas. As a result, the water vapor is first desorbed, and after 6-25 minutes, more desorption and condensation of the solvents in the H gas cooler begins.
A gázhütóből távozó hideg, az adott hőmér- 65 sékleten oldószergőzökkel telített regeneráló gázt a V2 ventilátor az SA segédadszorberen nyomja át. A hideg regeneráló gáztól az SA segédadszorberben lévő forró adszorbens 5 felső rétegének hőmérséklete gyorsan csökken és a lehűlő adszorbens megköti a regeneráló gázban lévő oldószergőzöket és vízgőzt. Ugyanakkor a regeneráló gáz - az adszorbens és az adszorber hőtartalmát átvéve - felmelegszik, az M gázhevítőbe tehát meleg (100 °C feletti hőmérsékletű) gáz áramlik.The cold regenerating gas leaving the gas cooler, saturated with solvent vapors at a given temperature, is forced by fan V2 through the auxiliary adsor SA. From the cold regeneration gas, the temperature of the upper layer 5 of the hot adsorbent in the auxiliary adsorbent SA rapidly decreases and the cooling adsorbent traps solvent vapors and water vapor in the regeneration gas. At the same time, the regenerating gas heats up, assuming the heat content of the adsorbent and the adsorbent, so that hot gas (above 100 ° C) flows into the gas heater M.
A deszorpció időbeni előrehaladásával az A2 adszorber és a benne lévő aktív szóntöltet felsőbb rétegei is felmelegednek és az oldószergőzök deszorpciója és kondenzációja a H hűtőben erőteljesen folytatódik. Ezzel párhuzamosan az SA segédadszorber hőmérséklete csökken. A deszorpció megindításától számított 80-180 perc elteltével az A2 adszorberben lévő szénágy felső rétegének (az adszorberból kilépő regeneráló géz) hőmérséklete 100-140 °C-ra emelkedik és ekkor az oldószerek deszorpciója és kondenzációja a H hűtőben gyakorlatilag befejeződik. Az oldószergőzök deszorpciója a ezénágy hőmérsékletének további növelésével még folytatódna, de az egyre csökkenő koncentráció miatt a kondenzáltatáshoz aránytalanul sok energiára lenne szükség, ezért itt célszerű megszakítani a deszorpció folyamatát.As desorption progresses over time, the A2 adsorber and the upper layers of the active sludge are heated and the desorption and condensation of the solvent vapor in the H condenser continues vigorously. In parallel, the temperature of the SA adjuvant decreases. After 80 to 180 minutes from the start of desorption, the temperature of the upper bed of the carbon bed in adsorber A2 (regenerating gauze exiting the adsorber) rises to 100-140 ° C, whereupon the desorption and condensation of the solvents in the H cooler is virtually complete. The desorption of solvent vapors would continue to increase with the temperature of the bed, but the ever-decreasing concentration would require a disproportionate amount of energy for condensation, so it is advisable to interrupt the desorption process here.
A deszorpciót a hűtés követi.Desorption is followed by cooling.
Az A2 adszorberben a deszorpció (oldószerlehajtás) befejezéséhez (megszakításához) a 9 és 10 szelepet zárjuk és nyitjuk a 11 és 12 szelepet, és egyidejűleg kikapcsoljuk az M gázhevítő fűtését. A szelepállítások hatására a regeneráló gáz áramlási iránya az A2 adszorberben, az M gázhevítőben és az SA segédadszorberben megváltozik, míg a H gázhütóben változatlan marad. Ezt követően a H gázhűtőből elszívott hideg regeneráló gázt a V2 ventilátor, a 12 és 7 szelepen keresztül, az A2 adszorber felső, 100-140 °C hőmérsékletű részébe nyomja. Az A2 adszorber alján kiáramló forró regeneráló gáz a gázhevítón áthaladva az SA segédadszorber be áramlik, felmelegíti a segédadszorberben lévő adszorbenseket és deszorbeálja a vízgőzt és az oldószergőzöket. Az SA segédadszorber tetején kilépő, oldószertartalmú regeneráló gáz a 11 szelepen keresztül a H gázhűtőbe áramlik, ahol a gáz lehűl és az oldószergőzök jelentős része kondenzálódik. A nem kondenzálódott oldószergőzöket és vízgőzt az A2 adszorber felső rétegében lévő aktív szén köti meg.In order to complete (interrupt) desorption in solvent A2, valves 9 and 10 are closed and valves 11 and 12 are opened and the gas heater heating M is switched off simultaneously. As a result of the valve adjustments, the flow direction of the regenerating gas in adsorber A2, gas heater M and auxiliary adsorber SA is changed, while in gas cooler H it remains unchanged. The cold recovery gas extracted from the gas cooler H is then forced through fan V2 through valves 12 and 7 into the upper portion of adsorber A2 at 100-140 ° C. The hot regenerating gas flowing out at the bottom of the A2 adsorber passes through the gas heater into the auxiliary adsorber SA, heating the adsorbents in the auxiliary adsorber and desorbing the water vapor and solvent vapors. The solvent-containing regenerating gas exiting the top of the auxiliary adsorbent SA flows through valve 11 to the gas cooler H, where the gas cools and a significant portion of the solvent vapor condenses. Non-condensed solvent vapors and water vapor are bound by activated carbon in the upper layer of the adsorber A2.
Az A2 adszorber hűtése és az SA segédadszorberből az oldószergőzök deszorpciója (lehajtása) 40-100 előnyösen 50-80 percet vesz igénybe. Ez alatt az idő alatt az A2 adszorberben lévő aktív szén felső rétegeinek hőmérséklete 30 °C alá, a szénágy alsó rétegeinek hőmérséklete pedig 70 °C alá csökken. Ezzel a regenerálás befejeződött és az A2 adszorber adszorpciós ciklusra váltha-47Cooling of the A2 adsorber and desorption of solvent vapors from the auxiliary adsorbent SA preferably takes from 40 to 100 minutes for 50 to 80 minutes. During this time, the temperature of the upper layers of the activated carbon in the A2 adsorber drops below 30 ° C and the temperature of the lower layers of the carbon bed below 70 ° C. The regeneration is now complete and the A2 adsorber can switch to an adsorption cycle of -47
HU 200111 Β δHU 200111 Β δ
tó. A szénágy alsó rétegeinek további hűtését az A2 adszorberben a tisztított gáz(levegő)áram végzi. Átváltás után az A1 adszorber regenerálását a fent leírt módon végezzük.lake. Further cooling of the lower layers of the carbon bed in the A2 adsorber is effected by a stream of purified gas (air). After conversion, the A1 adsorber is regenerated as described above.
Nagy nedvességtartalmú gáz(levegő)óramok tisztításakor az adszorberekben, az oldószeriek) mellett, jelentős mennyiségű víz is adszorbeálódik. Regeneráláskor a deszorbeált víznek az oldószertől való hatásos elválasztása érdekében esetenként célszerű a deszorpció és a hűtés első 6-25 percében a H gázhűtőben kivált kondenzt külön, a vízgyűjtő tartályban, 6-25 perc eltelte után pedig az oldószergyűjtő tartályban felfogni. Más esetekben a víz és az oldószer(ek) elkülönítésére a regeneráló gázt a deszorpció és a hűtés első 6-25 percében a 13 szelep nyitott állása mellett, a H gázhűtőt kikerülve, 6-25 perc eltelte után pedig a 13 szelep zárt állása mellett a H gázhűtón keresztül cirkuláltatjuk.When cleaning high-humidity gas (air) clocks, a significant amount of water is adsorbed along with the adsorbents (solvents). In the case of regeneration, in order to effectively separate the desorbed water from the solvent, it is sometimes desirable to separate the condensate formed in the gas cooler H for the first 6 to 25 minutes of desorption and cooling, and in the catchment tank after 6 to 25 minutes. In other cases, to separate the water and solvent (s), the regeneration gas may be desaturated and cooled for the first 6-25 minutes with valve 13 open, bypassing gas cooler H, and after 6-25 minutes with valve 13 closed. It is circulated through H gas cooler.
Az általunk kidolgozott eljárásban a tisztítandó gáz(levegő)áramból kivont oldószerek) vagy más környezetszennyező anyag(ok) egy részét (20-30%-át) a regenerálás során, a regenerálás alatt álló adszorber és a segédadszorber között oda—vissza mozgatjuk. Emiatt a tisztító adszorberek teljes kapacitásának 70-80%-a használható ki (áll rendelkezésre) a tisztítási folyamatban. Ennek ellenére a tisztító adszorberek úgynevezett működő kapacitása lényegesen nagyobb (közel kétszerese) a vízgőzös deszorpcióval elérhető működő kapacitásának. Ez a magasabb hőmérsékleten végzett hatékonyabb deszorpció eredménye. A tisztító adszorberek (az aktív szén) megnövekedett kapacitása - a vizgözős regeneráláshoz viszonyítva - nagyobb adszorpciós (tisztítási) ciklusidők alkalmazását teszi lehetővé. Az adszorpciós ciklusidőnek nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie a regenerálás ciklusidejével. Eljárásunkban a regenerálás 120-280 percet vesz igénybe. A 120-280 perces adszorpciós ciklusidő - az adszorber megfelelő méretezésével - gyengébben adszorbeálódó oldószerek vagy más környezetszenynyező anyagok esetében is biztosítható. Jól adszorbeálódó oldószereknél 5-10 órás adszorpciós ciklusidők is elérhetők. Ezekben az esetekben egy regeneráló egységhez három tisztító adszorber is kapcsolható. Ezek közül kettő párhuzamos kapcsolásban (fáziseltolással) adszorpciós (tisztítási) ciklusban üzemel, a harmadik pedig regenerálás alatt áll. igy egyetlen regeneráló egységgel kétszeres tisztító kapacitás valósítható meg.In the process developed by us, a portion (20-30%) of the solvent (s) removed from the stream (s) of gas (air) to be purified or other environmental pollutant (s) is moved back and forth between regenerating adsorber and auxiliary adsorber. As a result, 70-80% of the total capacity of the purifying adsorbers can be used (available) in the purification process. However, the so-called working capacity of the purifying adsorbers is significantly higher (almost twice) than the working capacity obtained by water vapor desorption. This is the result of more efficient desorption at higher temperatures. The increased capacity of the purifying adsorbers (activated carbon) allows for greater adsorption (purification) cycle times compared to hydrocarbon regeneration. The adsorption cycle time must be greater than or equal to the regeneration cycle time. In our process, regeneration takes 120-280 minutes. Adsorption cycle times of 120 to 280 minutes can also be achieved with poorly adsorbable solvents or other environmental pollutants by appropriate size of the adsorber. For adsorbent solvents, adsorption cycle times of 5 to 10 hours are also available. In these cases, three cleaning adsorbers can be attached to a regeneration unit. Two of these operate in parallel coupling (phase shift) in an adsorption (purification) cycle, and the third is in regeneration. thus, a single regeneration unit achieves double cleaning capacity.
A 2. ábrán az általunk kidolgozott eljárás és berendezés olyan változatát mutatjuk be, amely erősen illékony (alacsony forráspontú) oldószereknek és/vagy más környezetszennyező anyagoknak gázáramokból, ipari véggázokból való kivonására is alkalmas. Különösen olyan esetekben előnyös ennek az eljárásváltozatnak az alkalmazása, amikor a kinyert oldószer vagy más értékes környezetszennyező anyag cseppfolyósításához túlnyomásra van szükség, például aceton, könynyű szénhidrogének vagy kén-dioxid kinye5 résére véggázokból.Figure 2 illustrates a variant of the process and apparatus developed by us for extracting highly volatile (low-boiling) solvents and / or other pollutants from gas streams and industrial waste gases. It is particularly advantageous to use this variant of the process when liquefaction of the recovered solvent or other valuable environmental pollutant requires an overpressure, such as the recovery of acetone, mild hydrocarbons or sulfur dioxide from tail gas.
Eltérés az 1. és 2. ábra között a regeneráló egységben van. Itt a regeneráló gáz cirkuláltatását a V2 ventilátor helyett a K gázkompresszorral valósítjuk meg. A K gáz10 kompresszort az EH előhűtó és a H gázhütó között helyeztük el. Ennél az eljárásváltozatnál a H gázhűtő túlnyomás alatt üzemel, ami megkönnyíti az erősen illékony oldószerek és/vagy más értékes környezetszennyező anyagok kondenzáltatását. A H gázhűtőból távozó regeneráló gáz nyomását az R reduktor atmoszferikusra csökkenti. Amennyiben az adszorpciós tisztítást nyomás alatt végezzük, a regenerálást is célszerű nyomás alatt végezni. Ebben az esetben az R nyomásreduktorra nincs szükség.The difference between Figures 1 and 2 is in the regeneration unit. Here, the recycle gas is circulated with the gas compressor K instead of the fan V2. The gas compressor K is placed between the EH pre-cooler and the H gas cooler. In this variant of the process, the gas cooler H operates under positive pressure, which facilitates condensation of highly volatile solvents and / or other valuable environmental pollutants. The pressure of the regenerating gas leaving the gas cooler H is reduced by the reducer R to atmospheric. If the adsorption purification is carried out under pressure, it is also advisable to carry out the regeneration under pressure. In this case the pressure reducer R is not required.
A fentiekben részletezett eljárás lényeges jellemzőit az alábbiakban foglaljuk össze.The essential features of the process detailed above are summarized below.
Oldószergőzök és/vagy más szennyező anyagok megkötését nagyfelületű adszorbenstölteten végezzük, az oldószerrel és/vagy más szennyező anyaggal telített adszorbenstöltetet öblítésből, deszorpcióból és hűtésből álló lépésekben regeneráljuk. Rege30 neráláskor a telitett adszorbenstöltetet tartalmazó adszorbert (A) segédadszorberrel (SA) rendelkező regeneráló egységhez (RE) kapcsoljuk. Regenerálás közben a telített adszorbenstölteten (A) az oxigénszegény forró regeneráló gázt, a deszorpció ideje alatt ellenáramban, a hűtés ideje alatt pedig a hideg regeneráló gázt egyenáramban keringetjük az adszorpció alatti gázáramlás irányéhoz viszonyítva, a deszorpció alatt a segédad40 szorber töltetén (SA) megkötött oldószergőzöket és/vagy más szennyező anyagokat az adszorbenstöltet (A) hűtésével egyidőben, annak hőtartalmát hasznosítva deszorbeáljuk, a regenerálás során deszorbeált oldószergő45 zőket a cirkuláló regeneráló gázáramból hűtőben (H) leválasztjuk, a regenerált és a telített adszorbenstöltetek (Al, A2,...) ciklikus váltásával pedig az adszorpciós és a regenerálási műveleteket ismételten megvalósitjuk,Binding of solvent vapors and / or other contaminants is performed on a large surface adsorbent fill, the adsorbent filler saturated with the solvent and / or other contaminants being regenerated in steps of rinsing, desorption and cooling. At Rege30, the adsorbent (A) containing a saturated adsorbent charge is coupled to a regeneration unit (RE) having an auxiliary adsorbent (SA). During regeneration, the oxygen-poor hot regeneration gas (A) is circulated on the saturated adsorbent charge (A); and / or other contaminants are desorbed while cooling the adsorbent filler (A) utilizing its heat content, the solvent sorbents desorbed during regeneration are separated from the circulating regenerative gas stream in a cooler (H), the regenerated and saturated adsorber fillers (Al, A2, ... with its cyclical switching, the adsorption and regeneration operations are repeated,
Az adszorpció befejezése után a telített adszorbenstőltetet tartalmazó adszorberből (A) a levegőt oxigénszegény gázzal, előnyösen nitrogénnel kiöblíthetjük és az öblítógázt a tisztítandó vagy a tisztított gázhoz kever55 hetjük.After the adsorption is complete, the air from the adsorbent (A) containing the saturated adsorbent can be purged with oxygen-depleted gas, preferably nitrogen, and the purge gas can be mixed with the gas to be purified or mixed.
Az oldószerek és/vagy más anyagok deszorpcióját a telitett adszorbenstöltetről (A) az adszorpciós ciklusban alkalmazott gázáramlással ellentétes irányban a regeneráló egységhez a 9 és 10 szelep nyitott állása mellett keringetett, a tisztított gáz mennyiségének 10-35 s%-át kitevő mennyiségű, 140-300 °C hőmérsékletű oxigénszegény regeneráló gázzal végezhetjük.Desorption of solvents and / or other materials from the saturated adsorbent charge (A), in a direction opposite to the gas flow in the adsorption cycle, is circulated to the regeneration unit at an open position of valves 9 and 10, 10-35% by volume of the purified gas. It can be performed with a low oxygen regeneration gas at 300 ° C.
HU 200111 ΒHU 200111 Β
A deszorpció befejezésekor az oxigénszegény regeneráló gáz keringési irányát, a regeneráló egységben a 9 és 10 szelep zárásával és a 10 és 12 szelep egyidejű nyitásával megváltoztathatjuk és a forró adszorbenstőltet és adszorber (A) hőtartalmát felhasználva a segédadszorbens-tölteten (SA) megkötött oldószert és/vagy más szennyező anyagokat deszorbeáltathatjuk.At the end of desorption, the direction of circulation of the oxygen-poor regeneration gas can be changed by closing valves 9 and 10 in the regeneration unit and simultaneously opening valves 10 and 12 and using the heat content of hot adsorbent and adsorbent (A) on the adsorbent filler or other contaminants may be desorbed.
A regenerálást és a deszorbeált oldószergőzök és/vagy más szennyező anyagok kondenzáltatását atmoszferikus nyomáson vagy 1-10 bar nyomáson valósíthatjuk meg és a keringetett oxigénszegény regeneráló gázból az oldószergőzöket hűtéssel nyerhetjük ki.Regeneration and condensation of desorbed solvent vapors and / or other contaminants can be carried out at atmospheric pressure or at a pressure of 1 to 10 bar, and the solvent vapors can be recovered from the circulating low oxygen regeneration gas by cooling.
Nagy nedvességtartalmú gáz(levegő)áramok tisztítása esetén a regeneráláskor, a deszorpció és a hűtés első szakaszában kivált kondenzátumot külön tartályban, ezt követően pedig az oldószergyűjtó tartályban (0) foghatjuk fel.In the case of purification of high humidity gas (air) streams, the condensate formed during regeneration, during the first stage of desorption and cooling, can be collected in a separate vessel and subsequently in a solvent collection vessel (0).
A regeneráló egységben, a meleg és a hideg gázáramok között energiaátviteli valósíthatunk meg.In the regeneration unit, energy transfer between hot and cold gas streams is possible.
A találmány tárgya továbbá berendezés az eljárás megvalósítására, mely nagyfelületű adszorbenssel töltött egy, kettő vagy több adszorberrel (Al, A2) rendelkező tisztító egységből (TE) és regeneráló egységből (RE) tevődik össze, melyben a regeneráló egység gázhevítőbői (M), gázhűtőból (H, EH), ventilátorból (V2) vagy kompresszorból (K), továbbá nagyfelületű adszorbens(ekk)el és esetenként nagy hókapacitású szemcsés anyaggal töltött segédadszorberból (SA) áll, ahol a regeneráló egység a tisztító egység éppen regenerálás alatt álló adszorberével (A) együtt zárt rendszert alkot, ebben a zárt rendszerben a regenerálás alatt álló adszorber egyik vége szelepeken (9, 10, 11, 12), hűtőn (H) és ventilátoron (V2) keresztül vagy szelepeken (9, 10, 11, 12, R), előhűtőn (EH), kompresszoron (K) és hűtőn (H) keresztül a segédadszorber (SA) egyik végéhez, a regenerálás alatt álló adszorber másik vége pedig gázhevítón (M) keresztül a segédadszorber (SA) másik végéhez van kapcsolva.The invention also relates to an apparatus for carrying out a process comprising a large surface adsorbent filled with a cleaning unit (TE) and a regeneration unit (RE) having two or more adsorbers (A1, A2), wherein the regenerating unit is a gas heater (M), gas cooler (M). H, EH), fan (V2) or compressor (K) plus a high adsorbent (SA) filled with high surface area adsorbent (s), the regeneration unit being the adsorber of the purification unit being regenerated (A) together form a closed system, in this closed system one end of the adsorbent being regenerated through valves (9, 10, 11, 12), radiator (H) and fan (V2) or valves (9, 10, 11, 12, R) , via a pre-cooler (EH), a compressor (K) and a cooler (H) to one end of the auxiliary adsorber (SA), the other end of the adsorber being regenerated is connected to the other end of the auxiliary adsorber (SA) via a gas heater (M).
Az általunk kidolgozott eljárás további részleteit az alábbi példák kapcsán ismertetjük.Further details of the process developed by us are given in the following examples.
1. példaExample 1
Az 1. ábra szerint kialakított adszorpciód berendezés egyik adszorberébe, amelyben 0,42 m átmérőjű és 0,6 m magas, 33 kg tömegű aktív szén töltet volt elhelyezve, felülről 240 m3/h sebességgel 5,66 g/m3 koncentrációban izobutil-acetát oldószergőzöket tartalmazó levegőáramot vezettünk. Az oldószermentes levegőáram az adszorber alján távozott az adszorberből, melynek oldószertartalmát lángionizációs detektorral folyamatosan ellenőriztük.In an adsorbent of the adsorption apparatus of Fig. 1, containing a 0.42 m diameter and 0.6 m high 33 kg mass of activated carbon, the top is 240 m 3 / h at a concentration of 5.66 g / m 3 of isobutyl. an air stream containing acetate solvent vapors was passed. The solvent-free air stream at the bottom of the adsorber was exited from the adsorber, the solvent content of which was continuously monitored by a flame ionization detector.
A tisztító adszorberben 3 db a segédadszorberben pedig 2 db termoelemet helyeztünk el.In the cleaning adsorber 3 thermocouples and in the auxiliary adsorber 2 thermocouples were placed.
A hőmérséklet alakulását a tisztító adszorberben és az SA segédadszorberben, az idő függvényében a 3. ábra szemlélteti. Az ábrán ta, tk, tf rendre az adszorber alján, közepén és felső részén mért hőmérsékleteket, taa, tat pedig a segédadszorber alsó (egyharmad), illetve felső (kétharmad) szakaszában mért hőmérsékleteket jelenti.The evolution of temperature in the purifying adsorber and the auxiliary adsorber SA as a function of time is illustrated in Figure 3. In the figure, ta, tk, tf are the temperatures measured at the bottom, middle and top of the adsorber respectively, and taa and tat are the temperatures measured in the lower (one third) and upper (two thirds) portions of the auxiliary adsorber respectively.
Az adszorpciós ciklust atmoszferikus nyomáson, 25-28 °C hőmérsékleten valósítottuk meg. Az adszorberből távozó tisztított levegő 275 percig oldószert nem tartalmazott, ettől kezdve viszont az oldószer-koncentráció fokozatosan nőtt. A 290. percben - amikor az oldószer-koncentráció a tisztított levegőben 150 mg/m3 értéket ért el - az adszorpciós ciklust befejeztük.The adsorption cycle was performed at atmospheric pressure at 25-28 ° C. Purified air leaving the adsorber did not contain solvent for 275 minutes, but from then on the solvent concentration gradually increased. At 290 minutes, when the solvent concentration in the purified air reached 150 mg / m 3 , the adsorption cycle was completed.
Az adszorpciós (tisztítási) ciklusban, a 33 kg aktiv szénnel töltött adszorberben 290 perc alatt 1160 m3 levegőt tisztítottunk meg. Az aktiv szén 6,56 kg izobutil-acetátot kötött meg, ami 19,88 kg oldószer/100 kg aktiv szén kapacitásnak felel meg.In the adsorption (purification) cycle, 1160 m 3 of air were cleaned in a 33 kg activated carbon adsorbent over 290 minutes. Activated carbon absorbed 6.56 kg of isobutyl acetate, corresponding to a capacity of 19.88 kg of solvent / 100 kg of activated carbon.
A telített adszorbert régenerálásnak vetettük alá. Ehhez az adszorbert körülbelül 100 1 nitrogénnel kiöblítettük. Az öblítés egy percnél kevesebb ideig tartott. Az öblítés befejezéséhez zártuk az N2 és 6 szelepet, ezt követően pedig kinyitottuk a 7, 8, 9 és 10 szelepet.The saturated adsorber was subjected to old generation. To do this, the adsorber was purged with about 100 L of nitrogen. The rinse took less than a minute. To complete the rinse, valves N2 and 6 were closed and valves 7, 8, 9 and 10 were then opened.
A regenerálást atmoszferikus nyomáson 60 m3/h sebességgel cirkuláltatott nitrogéndús regeneráló gázzal végeztük.Regeneration was carried out with nitrogen-rich regenerating gas circulating at atmospheric pressure at a rate of 60 m 3 / h.
A regeneráló gáz a deszorpció ideje alatt 190-210 °C hőmérséklettel lépett az adszorber aljába (3. ábrán Ta). A forró regeneráló gáz hatására az aktív szénágy alsó rétegeinek hőmérséklete gyorsan emelkedett és a 7. percben megkezdődött az oldószergőzök deszorpciója és kondenzációja a H hűtőben. A H hűtő hűtését úgy szabályoztuk, hogy az abból távozó regeneráló gáz hőmérséklete 5-7 °C között ingadozott. A deszorpció 85 percig tartott, ez alatt az idő alatt az aktív szénágy közepének hőmérséklete 165 °C-ra, az aktív szénágy felső rétegének hőmérséklete pedig 112 “-ra emelkedett, ugyanakkor a segédadszorberben lévő adszorbens hőmérséklete kb. 10 °C-ra csökkent. A deszorrció során a H hűtőben 5,14 kg oldószer kondenzálódott.During the desorption, the regenerating gas entered the bottom of the adsorber at a temperature of 190-210 ° C (Ta in Figure 3). As a result of the hot regeneration gas, the temperature of the lower layers of the activated carbon bed increased rapidly and at 7 minutes the desorption and condensation of the solvent vapors in the H cooler began. The cooling of the condenser H was controlled such that the temperature of the regenerating gas leaving it fluctuated between 5 and 7 ° C. The desorption lasted 85 minutes, during which time the temperature of the center of the activated carbon bed rose to 165 ° C and the temperature of the top layer of the activated carbon bed to 112 ", while the temperature of the adsorbent in the auxiliary adsorbent increased to ca. Decreased to 10 ° C. During the desorption, 5.14 kg of solvent condensed in the H cooler.
A deszorpció befejeztével (85 perc elteltekor) hűteni kezdtük az adszorbert. Ehhez zártuk a 9 és 10 szelepet, kinyitottuk a 11 és 12 szelepet és kikapcsoltuk az M gázhevítő fűtését. A hűtés ideje alatt a regeneráló gáz az adszorberben felülről lefelé, a segédadszorberben pedig alulról felfelé áramlott. Az adszorberből a gázhevítón keresztül a segédadszorberbe áramló forró regeneráló gázAt the end of desorption (after 85 minutes), the adsorber was cooled. To do this, the valves 9 and 10 were closed, the valves 11 and 12 were opened and the gas heater M was switched off. During cooling, the regenerating gas flowed from top to bottom in the adsorber and from bottom to top in the auxiliary adsorber. Hot regenerative gas flowing from the adsorber through the gas heater to the auxiliary adsorber
-6HU 200111 B-6HU 200111 B
142—162 °C hőmérsékletre melegítette a segédadszorberben lévő adszorbenst és deszorbeálta az ott megkötött oldószergőzöket. A hűtés során a H hűtőben 1,3 kg oldószer kondenzálódott.It heated the adsorbent in the auxiliary adsorbent to 142-162 ° C and desorbed the solvent vapor trapped therein. During cooling, 1.3 kg of solvent condensed in the H cooler.
A 12 és 7 szelepen keresztül az adszorber felső részébe áramló hideg regeneráló gáz hatására az aktív szénágy felső rétegének (és az egész szénágy) hőmérséklete gyorsan csökkent. A hűtést 45 percig végeztük. Ezalatt a segédadszorberben megkötött oldószergőzök deszorbeálódtak és a szénágy hőmérséklete a hűtés alatt álló adszotben 30 °C alá csökkent. A hűtést befejezve leállítottuk a V2 ventilátort és zártuk a 7, 8, 11 és 12 szelepet.As a result of the cold regeneration gas flowing through valves 12 and 7 into the upper part of the adsorber, the temperature of the upper carbon bed (and the entire carbon bed) rapidly decreased. Cooling was carried out for 45 minutes. During this time, the solvent vapor trapped in the auxiliary adsorbent was desorbed and the temperature of the carbon bed in the cooled adso was lower than 30 ° C. When cooling was complete, the V2 fan was stopped and valves 7, 8, 11 and 12 were closed.
A regenerálás során a H gázhűtőben összesen 6,44 kg oldószer kondenzálódott, ami 98%-os kinyerési hatásfoknak felel meg.During the regeneration, a total of 6.44 kg of solvent was condensed in the H gas cooler, which corresponds to a 98% recovery efficiency.
A közölt adatok egymást követő több adszorpciós és regenerálási ciklus átlagos eredményei.Data reported are the average of successive cycles of adsorption and regeneration.
A példában szereplő izobutil-acetét oldószer esetében az adszorpciós cikiusidő (290 perc) több mint kétszerese a regenerálás (130 perc) idejének. Ebben az esetben tehát egy regeneráló egységhez három tisztító adszorber is kapcsolható, amelyek közül kettő párhuzamos kapcsolásban (féziseltolással) adszorpciós ciklusban üzemel, egy pedig regenerálás alatt áll. Ezáltal a rengeneráló gázáramnak a tisztított gázáramhoz viszonyított mennyisége, s így a regenerálás energiaigénye is lényegesen csökken.In the example isobutyl acetate solvent, the adsorption cycle time (290 minutes) is more than twice the regeneration time (130 minutes). Thus, in this case, three purifying adsorbers can be connected to a regeneration unit, two of which operate in parallel coupling (with phase shift) in an adsorption cycle and one undergoing regeneration. As a result, the amount of regenerative gas stream relative to the purified gas stream and thus the energy requirement for regeneration is significantly reduced.
2. példaExample 2
A 2. ábra szerint kialakított adszorpciós berendezés egyik adszorberébe, amelyben 0,42 m átmérőjű és 0,60 m magas, 33 kg tömegű aktiv szén töltet volt elhelyezve, felülről 240 m3/h sebességgel 6,5 g/m3 koncentrációban acetont tartalmazó levegőáramot vezettünk. Az oldószermentes levegőáram az adszorber alján távozott az adszorberből, melynek oldószertartalmát lángionizációs detektorral folyamatosan mértük.An adsorber of the adsorption apparatus of Fig. 2, containing a 0.42 m diameter and 0.60 m high, 33 kg mass of activated carbon, was loaded with acetone at a concentration of 6.5 g / m 3 at a speed of 240 m 3 / h. air flow. Solvent-free air flow at the bottom of the adsorber was removed from the adsorber, the solvent content of which was continuously measured with a flame ionization detector.
Az adszorpciós ciklust 25-28 °C hőmérsékleten, atmoszferikus nyomáson valósítottuk meg. Az adszorberből távozó tisztított levegő 135 percig oldószert nem tartalmazott, ettől kezdve az oldószer-koncentráció fokozatosan nőtt. A 140. percben - amikor az acetonkoncentráció a tisztított levegőben 100 mg/m3 értéket ért el - az adszorpciós ciklust befejeztük.The adsorption cycle was carried out at 25-28 ° C and atmospheric pressure. Purified air leaving the adsorber was free of solvent for 135 minutes, after which time the solvent concentration gradually increased. At 140 minutes, when the acetone concentration in the purified air reached 100 mg / m 3 , the adsorption cycle was completed.
Az adszorpciós (tisztítási) ciklusban, a 33 kg aktív szenet tartalmazó adszorberben 140 perc alatt 559 m3 levegőt tisztítottunk meg. Az aktív szén 3,63 kg acetont kötött meg, ami 11 kg oldószer/100 kg aktiv szén kapacitásnak felel meg.During the adsorption (purification) cycle, an adsorber containing 33 kg of activated carbon was cleaned with 559 m 3 of air over 140 minutes. Activated carbon absorbed 3.63 kg of acetone, which corresponds to a capacity of 11 kg of solvent / 100 kg of activated carbon.
A telített adszorbert regenerálásnak vetettük alá. Ennek megkezdése előtt az ad8 szorbert 100 1 nitrogénnel kiöblítettük, az öblítés egy percnél kevesebb ideig tartott. Az öblítés befejezésekor zártuk az N2 és 6 szelepet, ezt követően pedig kinyitottuk a 7,The saturated adsorber was subjected to regeneration. Prior to this, the ad8 sorbent was purged with 100 L of nitrogen for less than one minute. At the end of the rinse, we closed valves N2 and 6 and then opened valve 7,
8, 9 és 10 szelepet, továbbá az R nyomásreduktort, beindítottuk a K kompresszort és bekapcsoltuk az EH és a H gázhűtók hűtését.8, 9 and 10 valves, plus the pressure reducer R, started compressor K and turned on cooling of the EH and H gas coolers.
A regenerálást a K kompresszorral 60 m3/h sebességgel církuláltatott nitrogén10 dús regeneráló gázzal végeztük. A regenerálás ideje alatt a H hűtőben, az R reduktor megfelelő beállításával, 7 bar nyomást tartottunk, az SA segédadszorber, az M gázhevitó, az A2 adszorber és az EH elóhűtő atmoszferi15 kus nyomáson üzemelt. Az emelt nyomás a H hűtőben az oldószer kondenzációját segítette elő. A H hűtőből kilépő regeneráló gáz hőmérsékletét a regenerálás ideje alatt 3-6 °C között tartottuk. A H hűtő atmoszferikus nyomású üzemeltetése esetén a hatásos oldószerkondenzációhoz -25 °C alatti gázhőmérsékletet kellett volna biztosítani a H hűtőben.Regeneration was carried out with nitrogen-rich regenerating gas, circulated with the K compressor at 60 m 3 / h. During the regeneration, the H condenser was maintained at 7 bar with the appropriate setting of the reducing agent R, and the auxiliary adsorbent SA, gas heater M, adsorbent A2 and EH were operated at atmospheric pressure. The elevated pressure in condenser H facilitated condensation of the solvent. The temperature of the regenerating gas leaving the H cooler was maintained at 3-6 ° C during the regeneration. When the H cooler was operated at atmospheric pressure, gas condenser temperatures below -25 ° C would have been required for effective solvent condensation.
A regeneráló gáz a deszorpció ideje alatt 185-200 °C-on lépett az A2 adszorberbe. A deszorpció 6. percében megkezdődött az aceton kondenzációja a H hűtőben. A deszorpció 85 percig tartott, ez alatt az idő alatt az aktiv szénágy közepének hőmérsék30 lete 168 °C-ra, felső rétegének hőmérséklete pedig 114 °C-ra emelkedett, ugyanakkor a segédadszorberben lévő aktiv szén hőmérséklete 13 °C-ra csökkent. A deszorpció során 2,28 kg oldószer kondenzálódott a H hű35 tőben.The regenerating gas entered the A2 adsorber during desorption at 185-200 ° C. At 6 minutes of desorption, acetone condensation began in the H condenser. The desorption lasted 85 minutes, during which time the temperature of the center of the activated carbon bed rose to 168 ° C and that of its upper layer to 114 ° C, while the temperature of the activated carbon in the auxiliary adsorbent decreased to 13 ° C. During the desorption, 2.28 kg of solvent were condensed in the H flask 35.
A deszorpció befejeztével (85 perc elteltekor) hűteni kezdtük az adszorbert. Ehhez zártuk a 9 és 10 szelepet, kinyitottuk a 11 és 12 szelepet, és kikapcsoltuk az M gázhe40 vítő fűtését. A hűtés ideje alatt a regeneráló gáz az A2 adszorberben felülről lefelé, az SA segédadszorberben pedig alulról felfelé áramlott. Az A2 adszorberből az M gázhevítőn keresztül az SA segédadszorberbe áramló forró regeneráló géz 138-155 °C-ra melegítette a segédadszorberben levő adszorbenst és deszorbeálta az ott megkötött oldószert. A hűtést 40 percig végeztük, ezalatt a H hűtőben 0,78 kg aceton kondenzálódott. A hűtést befejezve leállítottuk a K kompresszort, zártuk a 7, 8, 11 és 12 szelepet és kikapcsoltuk az EH és H gázhűtők hűtését.At the end of desorption (after 85 minutes), the adsorber was cooled. To do this, the valves 9 and 10 were closed, the valves 11 and 12 were opened and the heater M gas heater 40 was turned off. During cooling, the regeneration gas flowed from top to bottom in adsorber A2 and from bottom to top in adjuvant SA. The hot regenerating gauze flowing from adsorber A2 through gas heater M to auxiliary adsorber heated the adsorbent in the auxiliary adsorber to 138-155 ° C and desorbed the solvent. After cooling for 40 minutes, 0.78 kg of acetone was condensed in the H condenser. Upon completion of cooling, the K compressor was shut down, valves 7, 8, 11, and 12 were closed and cooling of the EH and H gas coolers was turned off.
A regenerálás során a H hűtőben összesen 3,65 kg oldószer kondenzálódott, ami 98% kinyerési hatásfoknak felel meg.During the regeneration a total of 3.65 kg of solvent was condensed in the H cooler, which corresponds to a 98% recovery efficiency.
Az adszorpciós ciklusidő (140 perc) ebben az esetben 15 perccel volt nagyobb a regenerálás (125 perc) idejénél. Egy regeneráló egységhez tehát ebben az esetben két tisztító adszorber kapcsolható, amelyek közül felváltva az egyik adszorpciós ciklusban üzemel, a másik pedig regenerálás alatt áll.The adsorption cycle time (140 minutes) in this case was 15 minutes longer than the time of regeneration (125 minutes). Thus, in this case, two purifying adsorbers can be connected to one regeneration unit, one of which alternately operates in an adsorption cycle and the other is in regeneration.
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU349786A HU200111B (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Method and apparatus for purifyng gas flows containing solvent vapours and/or other contaminations |
| DE19873726565 DE3726565A1 (en) | 1986-08-08 | 1987-08-10 | Process and apparatus for purifying gas streams containing solvent vapours and/or other impurities |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU349786A HU200111B (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Method and apparatus for purifyng gas flows containing solvent vapours and/or other contaminations |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT46558A HUT46558A (en) | 1988-11-28 |
| HU200111B true HU200111B (en) | 1990-04-28 |
Family
ID=10964258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU349786A HU200111B (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Method and apparatus for purifyng gas flows containing solvent vapours and/or other contaminations |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3726565A1 (en) |
| HU (1) | HU200111B (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3903154A1 (en) * | 1989-02-02 | 1990-08-09 | Hafemeister Dieter Umwelttech | METHOD FOR DESORPTION OF ADSORBENTIA |
| DE4000499A1 (en) * | 1990-01-10 | 1991-07-11 | Hermann Prof Dipl In Schreiner | EMISSION-FREE DESORPTION PROCESS |
-
1986
- 1986-08-08 HU HU349786A patent/HU200111B/en not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-08-10 DE DE19873726565 patent/DE3726565A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3726565A1 (en) | 1988-02-25 |
| HUT46558A (en) | 1988-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5779768A (en) | Recovery of volatile organic compounds from gas streams | |
| US3594983A (en) | Gas-treating process and system | |
| US5198001A (en) | Apparatus and process for removing organic compounds from a gas stream | |
| KR100266344B1 (en) | How to recover volatile organics | |
| US4421532A (en) | Process for removing and recovering volatile organic substances from industrial waste gases | |
| US4784672A (en) | Regeneration of adsorbents | |
| US5415682A (en) | Process for the removal of volatile organic compounds from a fluid stream | |
| US4203734A (en) | Method and apparatus for the selective adsorption of vaporous or gaseous impurities from other gases | |
| US3864452A (en) | Process for purifying sulfur compound contaminated gas streams | |
| JPH08299740A (en) | Volatile organic matter recovery system | |
| US20050109207A1 (en) | Method and apparatus for the recovery of volatile organic compounds and concentration thereof | |
| JP2010172804A5 (en) | ||
| KR100698764B1 (en) | Method for recovery of volatile organic compounds by adsorption-condensation and apparatus therefor | |
| CA2731185C (en) | Method for the removal of moisture in a gas stream | |
| JP4530945B2 (en) | Recovery process for volatile organic compounds | |
| JP4530944B2 (en) | Recovery process for volatile organic compounds | |
| US3905783A (en) | Method of purifying an air or gas flow of vaporous or gaseous impurities adsorbable in filters | |
| US5512082A (en) | Process for the removal of volatile organic compounds from a fluid stream | |
| JP3084248B2 (en) | Two-stage adsorption / separation equipment and method for recovering carbon dioxide from flue gas | |
| US5312477A (en) | Adsorption/regeneration process | |
| US5116510A (en) | Separation of liquid mixtures by thermal swing adsorption | |
| US5503658A (en) | Process for the removal of volatile organic compounds from a fluid stream | |
| HU200111B (en) | Method and apparatus for purifyng gas flows containing solvent vapours and/or other contaminations | |
| HU193539B (en) | Process for extraction of organic materials from gases by burning for making harmless connested with adsorbtion and utilization | |
| JP2001239127A (en) | Method for recovering organic solvent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HPC4 | Succession in title of patentee |
Owner name: DR. ILLES VENDEL, HU |
|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |