DE3520634C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rückgewinnen bzw. Auf­ bereiten von Lösungsmittel aus verschmutztem Lösungsmittel durch Verdampfung des Lösungsmittels mit mechanischer Verdichtung und Kondensation der Lösungsmitteldämpfe (Brüden) gegen Atmosphären­ druck.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt und findet an Arbeitsstät­ ten Anwendung, an denen Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Ace­ ton oder Trichloräthan, insbesondere zum Reinigen angewendet wer­ den. So fallen bei den Reinigungsarbeiten verschmutzte Lösungsmit­ tel oder mit anderen Worten Waschlösungen, die durch Fette oder Farben verschmutzt sind, an. Diese Rückgewinnungsvorrichtung wird in der Regel am jeweiligen Arbeitsplatz aufgestellt. Dem Prinzip nach handelt es sich um eine Vakuumdestillationsanlage, wobei die zur Verdampfung des Lösungsmittels erforderliche Energie bei der Kondensation der mechanisch verdichteten Brüden bzw. Lösungsmit­ teldämpfe gewonnen wird. Dieser Wärmeaustausch geschieht vorzugs­ weise in einem Bauteil, das aus einem Verdampfer mit integriertem Kondensator, einem Rohrbündelverdampfer, aufgebaut ist. Der Unter­ druck im Verdampfer und damit das Ansaugen des verschmutzten Lö­ sungsmittels in den Verdampfer wird durch eine ölgedichtete, vor­ zugsweise mit einer Gasballasteinrichtung versehene Vakuumpumpe erreicht. Derartige ölgedichtete Vakuumpumpen sind als Drehschie­ berpumpe oder als Sperrschieberpumpe bekannt (Chemie-Technik, 7. Jahrgang (1978) Nr. 1 Seite 39-41). Sie wirken als Brüdenverdich­ ter, in dem sie die flüchtigen Bestandteile (Lösungsmittel) aus dem Verdampfer absaugen und somit von den nichtflüchtigen Bestand­ teilen (Rückstand) trennen und über die Pumpe in den Kondensator, der im Verdampfer aufgenommen ist, fördern, wo sie kondensieren und als Lösungsmittel gegen den Atmosphärendruck in einen Vorrats­ tank auslaufen können und dort zur weiteren Verwendung bereitste­ hen. Die nicht flüchtigen Bestandteile des verschmutzten Lösungs­ mittels verlassen als Rückstand den in der Regel vertikal stehen­ den Verdampfer durch einen Ablauf im Bodenbereich des Verdampfers. Diese Vorrichtung wird in der Regel automatisch betrieben, wobei die Zufuhr von zusätzlicher Wärmeenergie zur Verdampfung des Lö­ sungsmittels im Verdampfer entbehrlich ist.

Als Nachteil dieser bekannten Vorrichtung wird angesehen, daß der Anteil von Lösungsmittel im aus dem Verdampfer ausgetragenen Rück­ stand vergleichsweise hoch ist; damit sind Schwierigkeiten bei der Entsorgung und Endlagerung der Rückstände verbunden.

Danach kann der Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegt werden, die einleitend angegebene Vorrichtung auf konstruktiv einfache Weise so zu ändern, daß weitgehend lösungsmittelfreie Rückstände er­ reicht werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ab­ lauf für den Rückstand im Verdampferboden in einen Behälter mün­ det, in dessen Behälterboden wiederum ein absperrbarer Ablauf vor­ gesehen ist, und daß dieser Behälter wenigstens ein von Flüssig­ keit durchströmbares Rohrgebilde aufweist, welches einen Teil, und zwar einen abschaltbaren Teil, des Ölkreislaufs des Dichtöls in der Vakuumpumpe darstellt.

Dadurch wird in vorteilhafter Weise nicht nur eine Schleuse für einen chargenweisen Austrag des Rückstands aus dem Verdampfer ge­ geben, sondern auch die Möglichkeit, durch Beschicken des oder der Rohrgebilde mit Dichtöl von der Vakuumpumpe den Rückstand im Be­ hälter zu erwärmen und einzudicken und dabei Lösungsmittel weiter auszudampfen. Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß ein gleich­ sam lösungsmittelfreier Rückstand erreicht werden kann, ohne daß es erforderlich ist, von außerhalb des Systems Wärme zuzuführen. Vielmehr wird hier allein schon über den Pumpenantrieb eingeführte Energie genutzt.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Behälter als geschlossenes Gefäß ausgebildet ist und im oberen Behälterbe­ reich einen Auslaß aufweist (Anspruch 2), wobei vorzugsweise (ge­ mäß Anspruch 3) der Auslaß mit der Saugleitung oder mit dem Gasbal­ lasteintritt der Vakuumpumpe verbunden ist.

Dadurch wird auf konstruktiv einfache Weise ein Sammeln und Rück­ führen des bei der Behandlung des Rückstands entstandenen Lösungs­ mittels erreicht. Damit kann die Ausbeute an Lösungsmittel beim Betrieb der Vorrichtung gesteigert werden.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 bietet verschiedene Möglichkei­ ten der Anordnung des von Dichtöl durchströmten Rohrgebildes am oder im den Rückstand aufnehmenden bzw. zwischenlagernden Behäl­ ter. Dabei ist bei der Vorgabe mehrerer Rohrgebilde durch Zu- oder Abschalten von Rohrgebilden eine Steuerung der Wärmezufuhr, damit eine Anpassung an unterschiedliche Rückstandszusammensetzun­ gen, auf einfache Weise gegeben.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 ist ein weiterer Weg ge­ wiesen, die während des Betriebs der Vorrichtung im "System" vor­ handene Wärmeenergie zu nutzen und damit zu einem stabilen und energiesparenden Betrieb der Vorrichtung beizutragen.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung an einem Aus­ führungsbeispiel der Vorrichtung zum Rückgewinnen bzw. Aufbereiten von Lösungsmittel aus verschmutztem Lösungsmittel in schematischer Weise - nach Art eines Blockschemas - näher erläutert.

Die wesentlichen Bauteile dieser Vorrichtung zum Rückgewinnen von Lösungsmittel aus verschmutztem Lösungsmittel sind: Ein Verdampfer 1 mit integriertem Kondensator 2, eine an den Verdampfer 1 und den Kondensator 2 angeschlossene ölgedichtete Vakuumpumpe 3, ein gegen­ über dem Verdampfer 1 tiefer gelegener Behälter 4 für aus dem Ver­ dampfer 1 ausgetragene Rückstände und ein gegenüber dem Kondensa­ tor 2 tiefer gelegener Wärmeaustauscher bzw. Rekuperator 6, in dem Lösungsmittel-Kondensat aus dem Kondensator 2 und verschmutztes Lö­ sungsmittel, das in den Verdampfer 1 eingetragen werden soll, im Gegenstrom geführt werden. Im unteren Bereich des stehend angeord­ neten Rohrbündel-Wärmeaustauschers, wie der Verdampfer 1 mit inte­ griertem Kondensator 2 hier ausgeführt ist, ist ein Einlaß 10 für verschmutztes Lösungsmittel angeordnet. Durch diesen Einlaß 10 ge­ langt verschmutztes Lösungsmittel vom Vorratstank 80 über den Re­ kuperator 6 von unten in den Verdampfer 1. Zur Vorgabe des für die Verdampfung der flüchtigen Lösungsmittel optimalen Füllstands des verschmutzten Lösungsmittels im Verdampfer 1 ist eine Füllstands­ regelung 15 vorgesehen und in der Zeichnung angedeutet. Im Boden­ bereich des Verdampfers 1, an dessen tiefstem Punkt, ist ein Ab­ lauf 11 zum Austrag des Verdampfungsrückstands aus dem Verdampfer 1 vorgesehen. Der Ablauf 11 ist mit einem Behälter 4 verbunden und mündet dort etwas oberhalb der halben Höhe des Behälters 4. Der Behälter 4 ist als geschlossenes Gefäß ausgeführt und weist im Bo­ denbereich einen Ablauf 41 und im Deckenbereich des Behälters einen Auslaß 42 auf. Die Anordnung von Ablauf 11, Behälter 4 und Ablauf 41 ist so vorgegeben, daß der Rückstand aus dem Verdampfer 1 allein aufgrund der Schwerkraft durch den Ablauf 11 und den Ab­ lauf 41 in den Rückstand-Tank 82 ausfließen kann. Zwischen Ablauf 11 und Behälter 4 ist ein Absperrorgan 91 und zwischen Behälter 4 und Tank 82 ein Absperrorgan 92 in der Austragleitung für den Rück­ stand vorgesehen. Der Austrag des Rückstandes aus dem Verdampfer 1 erfolgt diskontinuierlich bzw. chargenweise, so daß die beiden Ab­ sperrorgane 91, 92 sich nicht gleichzeitig in Offenstellung befin­ den. Der Behälter 4 kann daher auch als Schleuse dienen. Der Behäl­ ter 4 weist hier zwei von Flüssigkeit durchströmbare Rohrgebilde 5 auf; das eine Rohrgebilde 5 ist im Innenraum des Behälters 4 aufge­ nommen. Das andere Rohrgebilde 5 ist am Außenmantel des Behälters 4 angeordnet. Beide Rohrgebilde 5 sind Teil des Ölkreislaufes des Dichtöls der Vakuumpumpe 3. Die Rohrgebilde 5 sind vom Ölkreislauf abschaltbar. Dadurch kann das eine oder das andere oder keines der beiden Rohrgebilde 5 mit Dichtöl beschickt werden. Das Dichtöl hat gegenüber den Rückständen eine vergleichsweise höhere Temperatur. Über den Auslaß 42 am Behälter 4 kann im Behälter 4 ausgedampftes Lösungsmittel (Brüden) in die Saugleitung 31 oder zum Gasballast- Eintritt 32 der Vakuumpumpe 3 geleitet werden.

Die von der Vakuumpumpe 3 aus dem Verdampfer 1 abgezogenen Lö­ sungsmitteldämpfe gelangen von der Vakuumpumpe 3 über deren Druck­ leitung 33 in den Kondensator 2. Dort kondensieren die Lösungsmit­ teldämpfe. Der Kondensator 2 weist einen mit der Druckleitung 33 in Verbindung stehenden Einlaß für die Lösungsmitteldämpfe auf und einen darunter gelegenen Ablauf 21 für das Lösungsmittelkondensat. Der Ablauf 21 mündet in einen Wärmetauscher bzw. Rekuperator 6 und steht mit einem Auslauf 61 in Verbindung. Über diesen Auslauf 61 verläßt das aus dem Kondensator 2 ausfließende Kondensat den Reku­ perator 6 und gelangt von dort in einen Schlierentopf 84 zum unter­ druckunterstützten weiteren Entfernen von restlichen Gasen. Durch eine Bodenöffnung im Schlierentopf 84 fließt das Kondensat weiter in den Kondensat-Tank 81 ab. Im Deckenbereich des Schlierentopfes 84 ist ein Auslaß vorgesehen, der mit der Saugleitung 31 oder mit dem Gasballast-Eintritt 32 der Vakuumpumpe 3 in Verbindung steht. So können etwa im Kondensat noch vorhandene Gase austreten und zu­ rückgeführt werden. Im Gegenstrom zum Kondensat wird im Rekupera­ tor 6 verschmutzte Lösung vom Tank 80 zum Einlaß 10 am Verdampfer 1 geführt. Auf diese Weise kann durch Wärmeaustausch zwischen Kon­ densat und verschmutztem Lösungsmittel eine Vorwärmung des ver­ schmutzten Lösungsmittels unter Kühlung des Kondensats erfolgen.

Der Betrieb dieser Vorrichtung kann - abgesehen vom Rückstand-Aus­ trag - kontinuierlich und automatisch gesteuert erfolgen. Die Vor­ richtung ist betriebsbereit, wenn nach einer gewissen Anlaufzeit der Vakuumpumpe das Dichtöl auf die vorgegebene Betriebstemperatur gebracht ist. Danach und nach Öffnen des Absperrorgans 35 in der Saugleitung 31 wird über die Vakuumpumpe 3 im Verdampfer 1 der für die Vakuumdestillation erforderliche Unterdruck im Verdampfer 1 aufgebaut. Durch einen Abscheider bzw. eine Falle 9 ist sicherge­ stellt, daß Lösungsmitteltropfen und Schwebeteile abgetrennt wer­ den und somit nicht in Kontakt mit dem Dichtöl, einem syntheti­ schen Öl, mit dem die Vakuumpumpe 3 bei Temperaturen bis zu 100°C gefahren werden kann, kommt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Rückgewinnen von Lösungsmittel aus verschmutz­ tem Lösungsmittel durch Verdampfung des Lösungsmittels mit me­ chanischer Verdichtung und Kondensation der Lösungsmitteldämpfe (Brüden) gegen Atmosphärendruck mit einer ölgedichteten Vakuum­ pumpe und mit einem einen Kondensator für die die Vakuumpumpe verlassenden Lösungsmitteldämpfe aufnehmenden Verdampfer, der im Boden einen absperrbaren Ablauf für den Rückstand der Ver­ dampfung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (11) in einen als geschlossenes Gefäß ausgebildeten, mit Unterdruck beaufschlagbaren Behälter (4) mündet, der am Behälterboden einen absperrbaren Ablauf (41) aufweist und mit wenigstens einem von Flüssigkeit durchströmbaren Rohrgebilde (5) versehen ist, das einen abschaltbaren Teil des Ölkreislaufes der Vakuum­ pumpe (3) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) im oberen Bereich einen Auslaß (42) aufweist, der mit der Saugleitung (31) oder mit dem Gasballasteintritt (32) der Vakuumpumpe (3) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrgebilde (5) am Außenmantel des Behälters (4) und/oder im Innenraum des Behälters (4) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß unterhalb eines Kondensat-Ablaufs (21) des Kon­ densators (2) ein Rekuperator (6) als Wärmeaustauscher angeord­ net ist, in den der Kondensat-Ablauf (21) mündet sowie dort mit einem Auslauf (61) in Verbindung steht und daß durch den Reku­ perator (6) im Gegenstrom zum Kondensat das verschmutzte Lö­ sungsmittel von der Vakuumpumpe (3) in den Verdampfer (1) ange­ saugt wird.