193539. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szerves anyagok kinyerésére gázokból abszorbeáltatással és hasznosítással egybekötött ártalmatlanítására égetéssel
1 193539 Számos ipari technológiában képződnek olyan gázáramok, amelyek szerves anyagok gőzeit tartalmazzák. így például rétegező (kasírozó) üzemekben ragasztószalagok, hangszalagok, fotópapírok stb. gyártásánál, műszálak (acetát-, viszkozaszál) gyártásánál, lakkozó üzemekben cellofán, műanyagfóliák, fémfóliák stb. előállításánál, mélynyomó és kenőüzemekben különböző mübörfélesé gek 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 anyagok: alkoholok, éterek, észterek, ketonok, szénhidrogének, aromások, klór és kéntartalmú szervesanyagok. Ezek az anyagok a hordozó gázárammal (levegővel) együtt rendszerint a környezetbe kerülnek. A fenti anyagoknak az eltávolítása az ipari gázáramokból (levegőáramból) gazdasági és ökológiai szempontból is kívánatos, esetenként szükséges. Ezek az anyagok értékesek, nagy részük az emberi és az állati szervezetre mérgező, ezért a környezetbe való kibocsátást meg kell akadályozni. Szerves anyagok emissziójának csökkentése történhet kondenzáltatással, fizikai és kémiai abszorpcióval, adszorpcióval, valamint katalitikus és termikus utóégetéssel. Visszanyerést az első három eljárás tesz lehetővé. A kondenzáltatás és a fizikai abszorpció a szerves anyagok kis (néhány tizedtől kb. 20 g/m3-ig terjedő) koncentrációja miatt álta Iában nem alkalmazható. A kémiai abszorpció csak olyan speciális esetekben jöhet szóba, amikor a kivonandó szerves anyag az abszorbenssel jól reagál és a folyamat reverzibilis. Kis koncentrációban jelenlévő szerves anyagoknak (oldószergőzöknek) gáz-(levegő) áramból való kinyerésére leggyakrabban az adszorpciós módszert alkalmazzák. A szerves anyagok megkötését nagy fajlagos felületű adszorbensen, rendszerint aktívszénen végzik (Kohl-Riesenfeld: Gas Purification. McGraw-Hill, New York-Toronto-London, 1960. p. 415.). Az adszorpció hatására a szervesanyagoknak Igen nagyfokú dúsulása megy végbe az aktívszén felületén. Az adszorbeálódott szerves anyagokat általában kisnyomású vízgőzzel, 380—400 K hőmérsékleten hajtják le az aktívszénről. A gőzöket kondenzálják, s ekkor az ún. szerves fázist (vízben nem oldódó szerves anyag) és az ún. vi2es fázist kapják, melyet a kondenzálódott vízgőz és a vízben oldódó szerves anyagok alkotnak. A szerves fázist — ha több szerves anyagot tartalmaz — desztillációval egyedi komponensekre választják szét. A vizes fázisból a szerves anyagok kivonását általában de- 2 sztilIációval végzik. Ez meglehetősen költséges művelet, mivel a vizes fázis szervesanyag-tartalma általában kicsi (10—20 s%) és a szétválasztást azeotrópképződés nehezíti. Levegőáramban kis koncentrációban jelenlévő szerves anyagok megsemmisítésére és kalorikus hasznosítására a katalitikus és a termikus utóégetést is alkalmazzák. A termikus utóégetést 870—1270 K közötti hőmérsékleten végzik, ennek megfelelően sok segéd-fíítőanyagra (támasztólángra) van szükség, ami költségessé teszi az eljárást. A szerves anyag koncentrációjának növekedésével azonban a ffitőanyagszükséglet gyorsan csökken, és javul az eljárás mutatója is (Chjmia, 36, Nr. 2. 87 (1982)). A katalitikus utóégetést 570—770 K-en végzik, hőigénye tehát kisebb, mint a termikus égetésé, hátránya viszont, hogy a katalizátor sok esetben gyorsan dezaktiválódik. Az utóbbi években szerves anyagoknak levegőáramból való kivonására és kalorikus hasznosítására az adszorpció és a termikus utóégetés összekapcsolásával az ún. adszorpcics-oxidációs (AdSOX) eljárást fejlesztették ki. Ennél az eljárásnál a szerves anyagokat a levegőből adszorpciós berendezésben, aktivszénnel vonják ki, a lehajtást (deszorbeáltafást) forró (kb. 670 K hőmérsékletű) füstgázzal végzik, a szerves anyagot a füstgázbó' pedig termikus égető berendezésben égetik ki (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 870—1270 K-ra felmelegíteni. Hátránya viszont a hagyományos adszorpciós eljárással szemben, hogy a deszorpciót magas (670 K körüli) hőmérsékletű füstgázzal végzi, amely kis koncentrációban oxigént is tartalmaz. A magas hőmérséklet és az oxigén hatására az aktívszén 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 aktívszenet gyakran (pl. minden 5. ciklus után) reaktiválni kell. Ezt magas (1020 K) hőmérsékletű füstgázzal végzik. A magas hőmérséklet speciális adszorber konstrukciót és szerkezeti anyagot igényel, ami a berendezés és üzemeltetés költségeit növeli. Az AdSox eljárás fentiekben vázolt hátrá-, nyait kiküszöbölve és az adszorpció igen nagy dúsító hatását kihasználva, új adszorpciós-oxidációs eljárást dolgoztunk ki levegő- és más ipari gázáramokban, kis koncentrációban jelenlévő szerves anyagok kivonására és égetéssel való, ártalmatlanítással egybekötött hasznosítására. Az eljárás főbb lépéseit az 1. ábra szemlélteti 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
