196319. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy koncentrációban szerves oldószergőzöket tartalmazó gáz tisztítására és az oldószerek visszanyerésére
1 196 319 2 A találmány szennyezésként nagy koncentrációban szerves oldószergőzöket tartalmazó gázáram tisztítására alkalmas eljárásra vonatkozik. Számos ipari technológiában képződnek olyan gázáramok, amelyek szerves oldószerek gőzeit tartalmazzák. így például rétegező (kasírozó) üzemekben ragasztószalagok, hangszalagok, fotópapírok és hasonlók gyártásánál, műszálak (acélát-, viszkozaszál) gyártásánál, lakkozó üzemekben cellofán, műanyag fóliák, fémfóliák és hasonlók előállításánál, mélynyomó és kenőüzemekben különböző műbőrféleségek és impregnált textíliák gyártásánál, bútorgyártásnál lakkozáskor, gyógyszergyárakban intermedierek és késztermékek előállítása, illetve formázása során, kémiai tisztítás, fémek, bőr és gyapjú zsírtalanítása során. A felsorolt és más gyártási technológiákban leggyakrabban alkalmazott szerves oldószerek: alkoholok, éterek, észterek, ketonok, szénhidrogének, aromások, klór- és kéntartalmú szervesanyagok. Ezek az értékes, de az emberi, állati és növényi szervezetre egyaránt mérgező hatású anyagok a hordozó gázárammal együtt rendszerint a környezetbe kerülnek. A fenti anyagoknak az eltávolítása az ipari gázáramokból gazdasági és ökológiai szempontból is kívánatos, esetenként szükséges. Az oldószerek emissziójának csökkentése történhet kondcnzáltatással, fizikai és kémiai abszorpcióval, adszorpcióval, valamint katalitikus és termikus utóégetéssel. Visszanyerést az első három eljárás tesz lehetővé. A fizikai abszorpció az oldószergőzök kis koncén t rációja és az abszorbensben való kismértékű oldódása miatt rendkívül költséges. A kémiai abszorpció csak olyan speciális esetekben jöhet szóba, amikor a kivonandó szerves oldószer az abszorbenssel jól reagál és a folyamat reverzibilis. (Kromer, E : Abluftreinigung bei Lösemittelemissionen. Chimia 36 /2/, 87 /1982/) A kondenzáltatás csak nagyobb oldószerkoncent rációknál alkalmazható eredményesen, mivel ekkor kisebb mértékű (20—30 °C-os) hűtéssel jelentős mennyiségű oldószer vonható ki a gázáramból. Az oldószeremisszióra vonatkozó hatósági előírásokban megengedett 100 250 mg/m3 oldószerkoncentráció eléréséhez azonban nagyon alacsony (—30— —50 °C) hőmérsékletre kellene lehűteni a gázáramot, ami nagymértékben megnövelné az. eljárás költségeit, annál is inkább, mivel a gá/áramol hűtés előtt szárítani kell. (Nitshe, M.: Rückgewinnungsverfahren für organische Lösungsmittel. Fette. Seifen. Anstrichmittel, 86 131, 117 /1984/). Illékony oldószergőzöknek gázáramból a hatósági előírásoknak megfelelő 100- 250 mg/m3 koncentrációig való kivonására tehát a kondenzáltatás önmagában nem alkalmas. Kis (néhány tizedtől 20 g/m3-ig terjedő) koncentrációban oldószergőzöket tartalmazó gázáramból az oldószerek kivonása hatékonyan adszorpciós eljárással valósítható meg, mivel az adszorbens (előnyösen aktívszén) felületén kis koncentrációknál is az oldószerek igen nagyfokú dúsiilása következik he. (Kohl Riescnfeid: Gas Purification. McGraw-Hill, New York—Toronto—London, 1960. p. 415.) A találmány szennyezésként 20 g/m3 vagy nagyobb koncentrációban illékony szerves oldószergőzöket tartalmazó gázáramból az oldószergőzök hatékony kivonására kondenzációval és/vagy hígítással célszerűen összekapcsolt adszorpciós eljárásra vonatkozik. A találmány lényege és újdonsága az ismert oldószerkinyerési eljárásokhoz viszonyítva a kondenzációs leválasztás és az adszorpciós kinyerés célszerű ősszé - kapcsolásában és az adszorpciós eljárás, azon belül is a regenerálás egyes lépéseinek célszerűen összehangolt és kimunkált megvalósításában rejlik. A találmány szerinti eljárás technológiai kapcsolási vázlatát és megvalósítását az 1. ábrán mutatjuk be. Az ábrán alkalmazott jelölések: A és B adszorbensek, FI és F2 ventilátorok, HF hűtőfolyadék, HK hűtőkondenzátor, KH kondenzátor-hűtő, KT kondenztároló, LH levegőhevítő, OT oldószertároló, G gőz, L levegő, O oldószer, V víz, M mintavevő, P manométer, T termoelem, 1-9 pillangószelep, 10-13 mágnesszelep. A nagy koncentrációban oldószergőzöket tartalmazó gázáramol az oldószer egy részének leválasztására a UK hűtőkondenzátoron vezetjük át, ahol 0 °C körüli vagy az alatti hőmérsékletre hűtjük. A hűtés hatására kiváló cseppfolyós oldószert a hűtő-kondenzátor aljából az ÖT oldószertárolóba vezetjük. A hűtőkondenzátorból kilépő, az adott hőmérsékleten oldószergőzzel telített gázt — szükség szerint — az 1 pillangószelepen keresztül bevezetett levegővel oly mértékben hígítjuk, hogy hígítás után a gázáram oldószertartalma kisebb legyen az alsó robbanási határkoncentráció egyharmadánál. A hígított gázáramot az FI ventilátorral 0,25-0,5, előnyösen 0,33-0,42 m/s sebességgel először az A adszorhei(ek)en hívatjuk át (2 és 4 pillnngószelep nyitva), ahol az oldószergőzöket, a nagyfelületű adszorbens (aktívszén) megköti. Ez az űn. adszorpciós (tisztítási) ciklus az oldószergőz és az adszorbens sajátságaitól, mennyiségétől és az üzemeltetés körülményeitől függően 2—8 óráig tart. Ez alatt az idő alatt a B adszorber(ek) regenerálás alatt állnak. Az adszorpciós ciklus akkor fejeződik be, amikor az A adszorber(ek)ből távozó gázban az oldószerkoncentráció, az oldószeremisszióra vonatkozó hatósági előírásoknak megfelelő értéket (oldószertől függően 100—250 mg/m3-t) eléri. Ezt az M|< mintavevőn vett gázminták elemzésével határozzuk meg. Az A ndszorher(ck) telítődése után a tisztítandó gázáramot a B adszorber(ek)re kapcsoljuk át (2 és 4 pillangószelepet zárjuk, az 5 és 7 pillangószelepet nyitjuk) és megkezdjük az A adszorber(ek) regenerálását. A regenerálás első lépése a gőzölés. A vízgőzt a 12 szelepen keresztül 0,4-0,8, előnyösen 0,5-0,7 kg vízgőz/h/kg adszorbens sebességgel felül vezetjük az A adszorber(ek)be. Az adszorber(ek)ben a gőzölés alatt 0,1-0,8, előnyösen 0,3-0,6 bar túlnyomást állítunk be. A vízgőz hatására az adszorbenságy hőmérséklete körülbelül 10 perc alatt 100 °C körüli értékre emelkedik és megindul az oldószer deszorpciója. A vízgőz- oldószergőz elegye! a 10 szelepen keresztül a KH kondenzátor-hűtőbe vezetjük, álról a gőzök kondenzálódnak és a kondenz 20—30 °C-ra hűl le. A kondenzt a KT kondenz-tárolóba vezetjük és gyűjtjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
