200111. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés oldószergőzöket és/vagy más szennyező anyagokat tartalmazó gázáramok tisztítására
9 HU 200111 B 10 A deszorpció befejezésekor az oxigénszegény regeneráló gáz keringési irányét, 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. 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. Nagy nedvességtartalmú gáz(levegó)áramok tisztítása esetén a regeneráláskor, a deszorpció és a hűtés első szakaszában kivált kondenzátumot külön tartályban, ezt követően pedig az oldószergyűjtő tartályban (0) foghatjuk fel. A regeneráló egységben, a meleg és a hideg gázáramok között energiaátvitelt valósíthatunk meg. 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 gázhevítóból (M), gázhűtóből (H, EH), ventilátorból (V2) vagy kompresszorból (K), továbbá nagyfelületű adszorbens(ekk)el és esetenként nagy hókapacitásű 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. Az általunk kidolgozott eljárás további részleteit az alábbi példák kapcsán ismertetjük. 1 1. példa Az 1. ábra szerint kialakított adszorpciós 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 oldó- Bzermentes levegőáram az adszorber alján távozott az adszorberből, melynek oldószertartalmát lángionizációs detektorral folyamatosan ellenőriztük. A tisztító adszorberben 3 db a segédadszorberben pedig 2 db termoelemet helyeztünk el. A hőmérséklet alakulását a tisztító adszorberben és az SA segédadszorberben, az idő függvényében a 3. ábra szemlélteti. Az ábrán h>, tk, tf rendre az adszorber aljén, közepén és felső részén mért hőmérsékleteket, tsa, tsf pedig a segédadszorber alsó (egyharmad), illetve felső (kétharmad) szakaszában mért hőmérsékleteket jelenti. 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. Az adszorpciós (tisztítási) ciklusban, a 33 kg aktív 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. 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. A regenerálást atmoszferikus nyomáson 60 m3/h sebességgel cirkuláltatott nitrogéndús regeneráló gázzal végeztük. 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 szénégy 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 deszorpció során a H hűtőben 5,14 kg oldószer kondenzálódott. 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 géz az adszorberben felülről lefelé, a segédadszorberben pedig alulról felfelé áramlott. Az adszorberből a gézhevítón keresztül a segédadszorberbe áramló forró regeneráló gáz 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
