192926. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés környezetszennyező oldószergőzök hasznosítására
2 192926 3 A találmány tárgya eljárás és berendezés környezetszennyező oldószergőzök megkötésére. Különféle iparágakban, különösen a gyógyszeriparban, vegyiparban és gépiparban számos oldószert alkalmaznak. Ilyenek az aceton, benzin, metilénklorid, etilén-triklorid, etil-acetát, izobutil-acetát stb. A légtérbe az oldószerek az oldószeres mosás, oldószerrel nedvesített anyagok szárítása, centrifugálása, szűrése során továbbá oldószeres és extrakciós műveletekkel jutnak és ezáltal légszennyező forrásokká válnak. A levegőbe távozó oldószerek megfogása elsősorban környezetvédelmi szempontból fontos, de az oldószerveszteség gazdaságossági szempontból Bem elhanyagolható. Az elszívó berendezéseken keresztül távozó levegő oldószertartalmának kinyerésére elvileg kondenzációs, kompresszióé, abszorpciós és adszorpcióé módszerek jöhetnek számításba. (Dr, Scheiling: Oldószerrel nedvesített anyagok szárítása) (1982.) Kondenzációnál a hűtés során csak a levegő-oldószer gőzele g y eredeti és lehűtött hőmérsékletéhez tartozó telített gőzkondenzáció különbségének megfelelő mennyiségű gőzt lehet cseppfolyósítani, ami kis oldószerkoncentráció esetén igen kicsi, esetleg nulla. A kondenzációs módszer továbbfejlesztett változata a visszacirkuláltatott levegőből történő kifagyasztás már hatékonyabb, de teljesen zárt technológiát, kis oldószerkoncentrációk esetén nagy hűtési energiát igényel. Oldószer visszanyerése, illetve kinyerése területén az úgynevezett kompresszióé eljárások sem túl gazdaságosak, gyakran lehetetlen vagy esetleg robbanásveszélyes az alkalmazásuk. Az adszorpciós eljárások előnye a hatékonyságuk és hogy viszonylag kis oldószerkoncentráció esetén is alkalmazhatók. Hátrányuk, hogy szakaszos üzeműek és az adszorberek töltete a szennyezésekre rendkívül érzékeny. [Köblitz Th. et.al., Pharm.Ind. 44 1161. (1982)]. Az adszorberek tölteteként leggyakrabban aktív szenet alkalmaznak (2 214 153. sz. NSZK-beli nyilvánosságrahozatali irat) és a szakaszos működtetés hátrányait úgy küszöbölik ki, hogy legalább két adszorpciós oszlopot állítanak be és azok felváltva történő üzemeltetésével .quasi folyamatos’ üzemmenetet biztosítanak (2 534 122. sz. NSZK-beli nyilvánosságrahozatali irat). Az 1 572 832 számú angol szabadalmi leírás szerint ugyancsak két adszorbert alkalmaznak és az eljárást úgy teszik gazdaságosabbá, hogy a kondenzációs hőt felhasználják az oldószergőzöket szállító légáram előmelegítésére. Célul tűztük ki olyan eljárás és berendezés kidolgozását, amellyel különféle oldószerek - környezetvédelmi szempontokat is figyelembe véve - az eddig ismert eljárásoknál egyszerűbben, tisztább formában, gazdaságosabban nyerhetők vissza és további tisztítás, pl. desztillálás után újra felhasználhatók. A légtérbe kerülő oldószergőzök adszorpciós megkötésének hatásos volta elsősorban az oldószergőzök és az aktív szénágy közötti érintkezési időtől, azaz az oldószergőzök tartózkodási idejétől és légköri oldószerkoncentrációtól függ. Kísérleteink során megállapítottuk, hogy a különféle levegő-oldószergőz elegyekböl az oldószer adszorbeálódása akkor optimális, ha az oldószergőzök a szénágyon 3-10 másodpercig tartózkodnak. Ezt a tartózkodási időt ipari méretekben azáltal biztosítjuk, hogy a levegő-oldószergőz elegyet 0,1-0,6 m/sec lineáris sebességgel áramoltatjuk át a szénágyon. Tapasztalataink szerint az általunk megválasztott áramlási sebességnek megfelelő tartózkodási idő, gyakorlatilag bármely oldószerkoncentráció esetén biztosítja az oldószergőzök hatékony megkötését. (A koncentráció változása csupán adszorpciós-regeneráló ciklusok időtartamára van befolyással.) Az alkalmazott koncentráció-tartományt környezetvédelmi előírások és biztonságtechnikai tényezők határozzák meg. Ily módon az oldószerkoncentráció alsó határa a légtérben még emgengedett koncentrációértéktől függ. A levegővel robbanóképes elegyet alkotó oldószergőzök esetében a biztonságtechnikai tényezők az elsődlegesek, amennyiben az oldószerkoncentráció nem eshet az alsó és felső robbanási határértékek közé. Ezért a levegő-oldószergőz elegyet az esetek többségében hígítani szükséges. Töményebb elegyeknél hogyha az oldószer nagymértékben illékony és nem robbanásveszélyes vagy az oldószergőz koncentrációja a felső robbanási határ felett van (pl. kloroform, metilén-klorid), az elegyet hígítás nélkül adszorbeáljuk. Kevésbé illékony oldószerek esetében úgy járhatunk el, hogy 20 g/m3 koncentráció felett az adszorpció előtt egy előkondenzációs lépést iktatunk be (pl. alkoholok esetében.) Kísérleteink során DESOREX-ED-37 típusú aktív szénágyat alkalmaztunk. A szénágy telítődése után kis nyomású, 110-130 °C hőmérsékletű vízgőzzel a megkötődött oldószer 85-90 t%-át ismert módon deszorbeáltuk, amely a bevezetett oldószertartalomra vonatkoztatva 78-82%-os hatásfokot jelent. Eljárásunk lényegét az a felismerés képezi, hogy az oldószergőzök szerves molekuláinak szorpciós képessége (aktív szén affinitása) nagyobb, mint a vlzmolekuláké. így a direkt gőzös deszorpciós műveletet követően újabb adszorpciós ciklus során, a szénen visszamaradt víz nem zavarja az oldószermolekulák adszorpcióját. Az általunk alkalmazott áramlási sebességnek megfelelő tartózkodási 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
