DE2214153B2 - Verfahren und Vorrichtung zur adsorptiven Abtrennung von Lösungsmitteldämpfen aus einem Luftstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur adsorptiven Abtrennung von Lösungsmitteldämpfen aus einem Luftstrom, bei dem der von einem Behälter kommende, mit Lösungsmitteldämpfen beladene Luftstrom im Kreislauf über einen Kühler und einen Adsorber zum Behälter zurückgeführt wird.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind erforderlich bei Maschinen zum Reinigen von Kleidungsstükken od. dgl., zur Entfettung von Metallen oder bei sonstigen Einrichtungen, in denen mit flüchtigen organischen Lösungsmitteln gearbeitet wird, welche nicht nur teuer, sondern auch mehr oder weniger toxisch sind. Hierbei kommen vor allein Kohlenwasserstoffe, insbesondere chlorierte und fluorierte Kohlenwasserstoffe als Lösungsmittel in Frage, die sowohl einen hohen Siedepunkt, wie z. B. Per- oder Trichloräthylen, als auch einen niedrigen Siedepunkt, wie z. B. Trichlortrifluoräthan oder Trichlormonofluormethan, aufweisen können. Am Ende einer jeden Behandlung mit einem solchen Lösungsmittel müssen daher die letzten Lösungsmittelreste von den behandelten Gegenständen wie auch aus der Maschine selbst durch Trocknen in einem Luftstrom entfernt und zurückgewonnen werden.

Zur Rückgewinnung der Lösungsmitteldämpfe aus einem Luftkreislauf ist es bei Chemischreinigungsmaschinen bereits bekannt, einen Adsorber vorzusehen, dem. damit er nicht durch zu hohe Gaskonzentrationen überlastet wird, ein Kühler vorgeschaltet ist (GB-PS 9 96 578). Da jedoch der aus dem Kühler austretende Luftstrom nicht nur mit Lösungsmittelgasen, sondern auch mit Wasserdampf bis zu seiner Sättigungskonzentration beladen ist, kommt es bei dieser hohen relativen Wasserfeuchte verhältnismäßig rasch zu einer Reduzierung der Adsorptionsleistung infolge von Wasseranreicherungen auf dem Adsorptionsmittel. Durch Vorschalten eines Gastrockners, z. B. eines Kieselgelbettes, wie es bereits bei der Gewinnung von Stickstoffdioxid vorgeschlagen worden ist (DT-OS 22 00 210), ließe sich zwar die Feuchtigkeit weitgehend von dem Adsorber fernhalten. Hierbei entsteht jedoch, abgesehen von dem zusätzlichen Aufwand, die Gefahr einer allmählichen Reduzierung des Wassergehaltes der zu behandelnden Ware, also einer unerwünschten Austrocknung, da dem zirkulierenden Luftstrom die von der Ware aufgenommene Wasserfeuchtigkeit ständig entzogen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auch bei hohem Wasserdampfgehalt des Luftstroms den wäßrigen Niederschlag im Adsorber und die sich daraus ergebenden Nachteile weitgehend zu beseitigen und dadurch die Adsorptionsleistung zu steigern, ohne dab dabei die Gefahr einer unerwünscht hohen Austrocknung der Ware entsteht,

ίο Diese Aufgabe wird beim Verfahren zur adsorptiven Abtrennung von Lösungsmitteldämpfen aus einem Lufstrom, bei dem der von einem Behälter kommende, mit Lösungsmitteldämpfen beladene Luftstrom im Kreislauf über einen Kühler und einen Adsorber zum Behälter zurückgeführt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Luftstrom zur Aufrechterhaltung seines Wasserdampfgehaltes unmittelbar vor dem Eintritt in den Adsorber erwärmt wird.

Zwar nimmt die Adsorptionsfähigkeit der Aktivkohle oder ähnlicher adsorbierender Substanz mit steigender Temperatur ab. Es zeigt sich jedoch im vorliegenden Fall überraschenderweise, daß die mit der Reduzierung der relativen Wasserfeuchte des Lösungsmittel-Luft-Gemisches durch Erwärmung des aus dem Kühler austretenden kalten Luftstroms erzielbare Verbesserung der Adsorption den Einfluß der Temperatursteigerung weit übertrifft. Die Maßnahme, durch Erwärmung des Lufistroms nach seinem Austritt aus dem Kühler und vor dem Eintritt in den Adsorber dessen relative Feuchte auf einen gewünschten Wert unter 100% abzusenken, erbringt nicht nur eine Erhöhung der Leistung der Adsorptionseinrichtung. Sie ermöglicht auch auf Grund der anschließenden Erwärmung eine intensivere Kühlung der Luft und damit eine weitere Kürzung der Rückgewinnungszeit bzw. eine Wirkungsgradsteigerung der Rückgewinnung. Wenn z. B. die durchschnittliche Betriebstemperatur in einer Chemischreinigungsmaschine bei der Adsorption ohnehin schon etwa 40° C beträgt, so kann bereits bei Verwendung eines wassergekühlten Kondensators, durch den eine Lufttemperatur am Kühlerausgang von etwa 20 bis 30°C erreicht wird, durch nachfolgende Erwärmung auf wieder 40°C eine merkliche Erhöhung der Adsorptionsleistung erzielt werden. Durch Verwendung üblicher Kältemittelkühlung und anschließender Wiedererwärmung auf 40°C wird die Lösungsmittelausbeute noch größer.

Es ist natürlich möglich, bei hohen Lösungsmitteldampfkonzentrationen zwecks Vermeidung einer Überlastung des Adsorbers den Luftstrom im Kreislauf zunächst unter Umgehung des Adsorbers nur über den Behälter und den Kühler zu führen, wobei er auch stärker erwärmt werden kann, so daß in dieser Phase die Kondensation besonders wirtschaftlich ist. Der Adsorber wird dann in den Kreislauf eingeschaltet, wenn mit sinkender Lösungsmittelkonzentration die Rückgewinnung durch Adsorption allmählich wirtschaftlicher wird als die durch Kondensation. Durch die Erwärmung des Luftstroms unmittelbar vor dem Eintritt in den Adsorber wird ein wäßriger Niederschlag darin vermieden, etwaige Feuchtigkeitsreste werden vom Luftstrom aufgenommen und entfernt.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in einem Leitungskreislauf hintereinander ein Behälter zum Behandeln von Gegenständen mit einem flüchtigen Lösungsmittel, ein Gebläse, ein Kühler und ein Adsorber angeordnet. Bei einer solchen Einrichtung sieht die Erfindung vor, daß

zwischen dem Kühler und dem Adsorber ein Lufterhitzer angeordnet ist. Durch diese Anordnung wild auf einfache Weise eine Senkung der relativen Wasserfeuchte der den Adsorber durchströmenden, lösungsmittelgashaltigen Luft erreicht und damit ein wäßriger Niederschlag auf dem Adsorber vermieden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer Chemischreinigungsmaschineund

Fig.2 eine PrinzipdarsteHung der erfindungsgemä-Qen Anordnung.

In Fig. 1 ist die Erfindung am Beispiel einer Chemischreinigungsmaschine dargestellt. Als Behandlungsbehälter dient hier das Trommelgehäuse 1, in dem in bekannter Weise in einer Trommel die zu behandelnden Kleidungsstücke rotiert und mit Lösemittel behandelt werden. Nach dem Ablassen der Lösemittelflotte wird ein Trockenluftstrom in der angegebenen Pfeilrichtung durch das Trommelgehäuse 1 hindurchgeleitet. Das Gebläse 2 saugt die Luft über die Absaugleitung 3 und das Flusenfilter 4 aus dem Trommelgehäuse 1 ab und drückt sie in den Kühler 5. Der Kühler 5 besteht bei diesem Beispiel aus einem Wasserkühler 5a und einem Kältemittelkühler 5b, die in Serie geschaltet sind. Mit 6 ist ein Kompressor für das Kältemittel bezeichnet. Nach dem Kondensatorausgang ist ein Lufterhitzer 7 vorgesehen, durch den die aus dem Kondensator 5 austretende Luft hindurchströmt und dabei erwärmt werden kann.

In der dargestellten Chemischreinigungsrnaschine kann die aus dem Erhitzer 7 austretende Luft bei der in F i g. 1 gezeichneten Stellung der Absperrklappe 9 zunächst über eine Bypass-Leitung 8 unmittelbar wieder zurück zum Trommelgehäuse 1 strömen. In dieser in F i g. 1 gezeichneten Stellung versperren die Absperrklappen 9 der aus dem Erhitzer 7 austretenden Luft den Zugang zu einer an den Erhitzerausgang anschließbaren Adsorptionseinrichtung 10.

Durch Umschalten der Absperrklappe 9 in die in F i g. 1 durch gestrichelte Linien dargestellte Position wird die Bypass-Leitung 8 vom Erhitzerausgang und Trommelgehäuseeingang abgeschaltet und an deren Stelle die hier als Aktivkohleadsorber ausgebildete Adsorptionseinrichtung 10 in den Leitungskreislauf eingeschaltet. Die aus dem Lufterhitzer 7 austretende Luft strömt jetzt durch das Kohlebett des Adsorbers IO über den Trommelgehäuseeingangsstutzen 11 zurück zum Trommelgehäuse 1.

Zur Rückgewinnung des Lösemittels aus der behandelten Ware wird also bei der hier dargestellten Chemischreinigungsmaschine zunächst, solange eine hohe Lösemittelgaskonzentration vorliegt und daher die Kondensation wirtschaftlicher ist als die Adsorption, die Luft durch das Kreislaufsystem 1, 2, 5, 7, 8 und 1 zirkuliert, wobei die Klappen 9 die in Fig.! gezeichnete Stellung einnehmen. Hierbei ist, soweit es die Ware verträgt, eine hinreichend starke Lufterhitzung (bei entsprechend intensiver Kühlung) zur Steigerung der Konzentration möglich. Danach werden die Lufterhitzung auf ein für die nun anschließende Adsorption gewünschtes Maß reduziert, die Klappen 9 in die waagrechte, durch gestrichelte Linien angedeutete Position umgeschaltet und der Luftstrom über den Kreislauf 1,2,5,7, IO und 1 geführt.

Die vorhandene Reihenschaltung von Erhitzer 7, Adsorber 10, Behälter 1 und Kühler 5 kann natürlich nach der üblichen Dampfregenerierung der Aktivkohle auch zu deren Trocknung verwendet werden. Hierzu wird bei dem hier dargestellten Beispiel nach dem Schließen der Klappen 9 in den Adsorber 10 zunächst über die absperrbare Leitung 12 Dampf eingeleitet, der das Kohlebett von unten nach oben durchströmt und dann, mit Lösemittelgas vermischt, durch die ebenfalls absperrbare Leitung 13 in den Destillierbehälter 14 und von dort in den Kühler 15 gelangt, wo er, zusammen mit den aus dem Adsorber ausgetriebenen Lösemittelgasen, kondensiert wird. Das Kondensat fließt über die Kondensatableitung 15' zum Wasserabscheider 17, an den auch die Kondensatleitung 16 des Luftkühlers 5 angeschlossen ist. Nach Abtrennung vom Wasser fließt das Lösemittel aus dem Wasserabscheider 17 in den Lösemittelvorratstank 19. Mit 18 ist in F i g. 1 ein an den Destillierbehälter 14 anschließbares Filter bezeichnet.

Zur Trocknung der Aktivkohle wird dann nach Umschaltung der Klappen 9 in die durch gestrichelte Linien gekennzeichnete Position erneut durch das Gebläse 2 Luft über Kühler 5 und Lufterhitzer 7 ins Kohlebett der Adsorptionseinrichtung 10 gedrückt und der darin enthaltene Wasserdampf daraus verdrängt. Das austretende Wasserdampf-Luft-Gemisch wird über das Trommelgehäuse 1 wieder angesaugt und dann der Wasserdampf im Kühler 5 kondensiert. Die wiederaufgeheizte und erneut die Adsorptionseinrichtung 10 durchströmende Luft trocknet die Kohle sehr rasch, bis schließlich am Kühler 5 kein Kondensat mehr anfällt.

F i g. 2 zeigt schematisch das Prinzip der erfindungsgemäßen Anordnung in der Maschine gemäß Fig. 1, wobei die der F i g. 1 entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind. Die umschaltbaren Absperrklappen 9 aus F i g. 1 sind in der Prinzipdarstellung gemäß Fig. 2 durch Schalter 9' ersetzt, die das wahlweise Einschalten entweder der Bypass-Leitung 8 oder der Adsorptionseinrichtung 10 in den Kreislauf ermöglichen. Der Vollständigkeit halber sind in F i g. 2 am rechten Rand noch der zur Dampfregeneration erforderliche, am einen Ende der Adsorptionseinrichtung 10 angeschlossene Destillierbehälter 14, der Kühler 15 und Wasserabscheider 17 dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Palentansprüche:

   K Verfahren zur adsorptiven Abtrennung von Lösungsmitteldämpfen aus einem Luftstrom, bei dem der von einem Behälter kommende, mit Lösungsmitteldämpfen beladene Luftstrom im Kreislauf über einen Künler und einen Adsorber zum Behälter zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom zur Aufrechterhaltung seines Wasserdampfgehaltes unmittelbar vor dem Eintritt in den Adsorber erwärmt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der in einem Leitungskreislauf hintereinander ein Behälter zum Behandeln von Gegenständen mit einem flüchtigen Lösungsmittel, ein Gebläse, ein Kühler und ein Adsorber angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kühler (5) und dem Adsorber (10) ein Lufterhitzer (7) angeordnet ist.