196319. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy koncentrációban szerves oldószergőzöket tartalmazó gáz tisztítására és az oldószerek visszanyerésére
3 196 319 4 Vízben jól oldódó oldószer esetben itt homogén kondenz-fázis alakul ki, amely 15-25 t% oldószert tartalmaz. Az oldószer kinyerését a kondenzátumból rendszerint dcs/.tillációvni végezzük. Vízben nem, vagy1 csak kismértékben oldódó oldószer esetében a kondenzátum az oldószertárolóban vizes fázisra és oldószer fázisra válik szét. Az oldószer egyszerű kezelés (dekantálás, szűrés, szárítás) után rendszerint közvetlenül újra felhasználható a technológiában. A víz az oldott oldószer kifűvatása vagy kiforralása után a csatornába adható. A gőzölést 30-90, előnyösen 40-70 percig végezzük, ez idő alatt 1 kg megkötött oldószerre vonatkoztatva 3—6, előnyösen 4—5 kg vízgőzt adagolunk az adszorber(ek)be. A gőzbevezetés megszüntetése (12 szelep zárása) után 2-8, előnyösen 4—6 perc múlva a 10 szelepet is lezárjuk. Erre a várakozási időre a túlnyomás megszüntetése és a kivált kondenz kivezetése miatt van szükség. A regenerálás következő lépése az adszorbens szárítása és hűtése. A szárítást meleg (100 °C körüli hőmérsékletű) levegővel végezzük. A szárítólevegőt az F2 ventilátor az Lll léghevítőn, a 9, a 3 és a 4 pillangószelepeken keresztül 0,07-0,2, előnyösen 0,1 — 0,17 m/s sebességgel nyomja át az A adszorber(ek)en. A szárítólevegőt a B adszorber(ek)ből kiáramló tisztított levegőhöz keverjük, és azzal együtt a szabadba vezetjük. A szárítást 20-60, előnyösen 30-50 percig végezzük. Ezt követően a 9 pillangószelepet lezárjuk, a 8 pillangószclepet pedig kinyitjuk és a Icvcgőáramoltalást addig folytatjuk, amíg az adszorbens (adszorbenságy) hőmérséklete 50 °C alá nem csökken. Lehűlés után az F2 ventilátort leállítjuk, a 8, a 3, a 4 pillangószelepet lezárjuk és az A adszorber(eke)t, a B adszorber(ek) telítődéséig állni hagyjuk. A szárítás-hűtés egy lépésben, környezethömérsékletű levegővel is végezhető. Ebben az esetben az LH léghevítőre nincs szükség, a levegőt az adszorberekben, az adszorbenságy alatt elhelyezett hőtároló réteg és/vagy az adszorbenságy melegíti fel. A B adszorber(ek) oldószerrel való telítődésekor az A adszorber(eke)t adszorpciós, a B adszorber(eke)t pedig regenerálási ciklusra váltjuk át és ezeket a ciklusokat az adszorberek ismételt átkapcsolásával újra meg újra lefolytatjuk. Abban az esetben, ha a tisztítandó gáz (levegő) oldószertartalma az alsó robbanási határ alatt, vagy annak közelében van és a hűtéssel való kondcnzáltatást nem célszerű megvalósítani, a kondenzáltatást elhagyjuk és a gázt hígítás után a fentiekben leírt módon közvetlenül adszorpciós tisztításnak vetjük alá. Az eljárás további részleteit az alábbi kiviteli példákban ismertetjük. 1. példa Feladat: gyógyszergyári vákuum-dobszűrőről 700 m3/h sebességgel elszívott 20 °C-on szerves oldószer (izobutil-acetát) gőzeivel telített 102 g/m3 oldószert tartalmazó levegőgáramból az oldószer kivonása. A lenti oidószertartahmí levegőáramot előbb hűtőkondenzátoron átvezetve —5 °C-ra hütöttük. Hűtés hatására az oldószergőzök jelentős része (70 %-a) hondenzálódott és kivált, a levegőáram oldószertartalma pedig 30 g/m3 -re csökkent. Ezt a levegőáramot tiszta levegővel 1500 m3/h-ra hígítottuk, a felhígított levegőéi a inban az oldöszcrkoncentráeió 14 g/m3 volt. A 14 g/m3 oldószert tartalmazó levegőáramot adszorpciós berendezésbe vezettük, amely 2 db (A és 13), 1,25 m átmérőjű, 500 kg aktívszénnel töltött adszorberrel rendelkezett. Az alkalmazott aktív szén raj!agos felülete BET módszerrel mérve 1200 m2/g zolt. Az oldószertartalmú levegőáramot 240 percig az \ jelű adszorberbe (alulról felfelé) vezettük, majd a 240. perc végén a B adszorberre kapcsoltuk át. Az A adszorberbe a levegőárammal 240 perc alatt 34 kg oldószert vittünk be. Az adszorberből ez idő alatt távozó levegő oldószertartalma 0,2 g/m3 alatt volt. ami 98 %-nál jobb kinyerést jelent. Az A adszorber regenerálását a következőképpen végeztük: az adszorbert 60 percig gőzöltük, ezen idő alatt, felülről lefelé 300 kg vízgőzt vezettünk át rajta. A gőzölés alatt az adszorberben 0,5 bar túlnyomást tartottunk, és az aktívszénágy hőmérséklete 1 10 °C-ra emelkedett. Gőzöléskor az adszorber alján távozó vízgőz-oldószergőz elegyet kondenzátorhűtőbe kondenzáltattuk és hűtöttiik, a képződött kondenzátumot pedig folyadékelválasztó-tartályba vezettük, ahol az vizes fázisra és otdószerfázisra vált szét. A gőzölés befejezése után 5 perccel a kondenzelvezetést is megszüntettük. Ezt követően 40 percen át 100 °C-os levegővel szárítottuk az A adszorbert. A meleg levegőt 450 m3/li sebességgel alul vezettük az adszorberbe, az adszorber tetején távozó levegőt a B adszorberből kiáramló tisztított levegőhöz kevertük. A szárítás után 30 percen át környezethőmérsékletű levegővel hűtöttük az A adszorbert, ennek hatására a szénágy hőmérséklete 30 °C alá csökkent. Ezután a levegőbevezetést megszüntettük. Az A adszorbert a B adszorber telítődésekor, a 240, percben állítottuk ismét üzembe, és egyidejűleg megkezdtük a B adszorber regenerálását a fent leírt módon. A ciklusváltozásokat a továbbiakban 4 óránként végeztük. 2. példa Feladat: gyógyszergyári vákuum-dobszűrőről 700 m3 /h sebességgel elszívott, 20 °C-on szerves oldószer (izobutanol) gőzeivel telített, 40 g/m3 oldószert tartalmazó levegő (gáz) oldószermentesítése. A fenti oldószertartalmú levegőáramot tiszta levegővel 2000 m3/h-ra hígítottuk, melynek hatására az oldószerkoncentráció 14 g/m3 -re csökkent. Az oldószert a felhígított levegőáramból az 1. példában leírt adszorpciós berendezésben és módon vontuk ki. 3. példa Az I. példában leírt adszorpciós berendezésben toluol és xilololdószereket tartalmazó, 1100 m3/h nagyságú, 2-3 mol% oxigéntartalmú nitrogénáramot oldószermentesítettünk. A tisztítandó gázáramban 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 3
