DE4040334A1 - Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von loesungsmitteln oder dergleichen aus einem abluftstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückgewinnung von Lösungsmitteln oder dgl. aus einem Abluftstrom, bei dem der das Lösungsmittel enthaltende Abluftstrom durch einen Ab­ sorber geführt und darin das Lösungsmittel mittels eines hoch­ siedenen Waschöls ausgewaschen wird, bei dem das mit dem Lö­ sungsmittel angereicherte Waschöl anschließend erwärmt, in ei­ ner Destillationskolonne der größte Teil des Lösungsmittels abdestilliert bzw. einer Flashverdampfung unterzogen und da­ nach kondensiert wird und bei dem das noch eine Restkonzentra­ tion an Lösungsmittel enthaltende Waschöl erneut dem Absorber zugeführt wird sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der DE-OS 35 42 537 ist ein Verfahren zur Abtrennung einer Verunreinigung, beispielsweise eines Lösungsmittels, von einem diese enthaltenden Abluftstrom bekannt, bei dem man den die Verunreinigung enthaltenden Abluftstrom mit einem flussigen Absorbtionsmittel für die Verunreinigung in Kontakt bringt, durch das die Verunreinigung aus dem Abluftstrom ausgewaschen wird. Das flüssige, die Verunreinigung enthaltende Absorb­ tionsmittel wird danach auf eine Temperatur erwärmt, die ober­ halb der Temperatur liegt, bei der das flüssige Absorbtions­ mittel mit dem Abluftstrom in Kontakt gebracht wurde. Sodann wird das flüssige, erhitzte und mit der Verunreinigung bela­ dene Absorbtionsmittel durch eine Destillationskolonne ge­ führt, in der die Verunreinigung freigesetzt oder verdampft und einem Kondensator zugeführt wird, in dem die abgetrennte Verunreinigung dann kondensiert. Das weitgehend von der Ver­ unreinigung befreite, flüssige Absorbtionsmittel wird dann, gegebenenfalls nach der Abtrennung von vorhandenem Wasser und Beseitigung von Feststoffen, erneut wieder zur Absorbtion von Verunreinigungen aus dem Abluftstrom verwendet. Um zu errei­ chen, daß der Abluftstrom am Absorber eine vom Gesetzgeber ge­ forderte Reingaskonzentration aufweist, ist es erforderlich, daß das dem Absorber zugeführte, flüssige Absorbtionsmittel, welches im Kreislauf geführt wird, einen Restgehalt an Verun­ reinigungen besitzt, der von dem jeweils zu absorbierenden Lösungsmittel abhängt, aber in jedem Fall sehr niedrig ist. Um einen solchen niedrigen Restgehalt zu erreichen, muß die Destillationskolonne, in der die Verunreinigung aus dem Absorbtionsmittel freigesetzt oder verdampft wird, eine sol­ che Höhe aufweisen, die in den meisten Fällen nicht mehr wirtschaftlich zu vertreten ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das bekann­ te Verfahren dahingehend weiter zu bilden, daß ohne Erhöhung des Aufwandes für die Destillationskolonne und damit in wirt­ schaftlich vertretbarer Weise die Reingaskonzentration des den Absorber verlassenden Abluftstromes erheblich verbessert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß das aus der Destillationskolonne austretende und noch eine verhältnismäßig hohe Restkonzentration an Lösungsmittel enthaltende Waschöl vor seinem Eintritt in den Absorber im Gegenstrom in einem Stripper mit einem Gasstrom beaufschlagt und der Gehalt an Lösungsmittel weiter reduziert wird.

Dieses Verfahren ermöglicht es, die Destillationskolonne klein und damit wirtschaftlich auszubilden. Die Restkonzentra­ tion des Lösungsmittels im Waschöl wird dann im Stripper so weit reduziert, daß anschließend über die Absorbtion mit die­ sem Waschöl die aus dem Absorber austretende Abluft die vom Gesetzgeber geforderte, niedrige Reingaskonzentration auf­ weist.

Weitere Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung sowie einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2-11 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In dieser Zeichnung ist das Verfahrensschema einer Anlage ge­ zeigt, mit der ein Abluftstrom gereinigt wird, der Methyliso­ butylketon (MIBK) enthält. Diese Anlage besteht zunächst aus einem Absorber 1, der als Füllkörperwäscher, Bodenkolonne oder als Kombination von Füllkörperwäscher und Bodenkolonne ausge­ bildet sein kann und der in diesem Ausführungsbeispiel im Ge­ genstrom betrieben wird. In den unteren Bereich dieses Absor­ bers 1 werden über eine Leitung 2 mittels einer Pumpe 3 etwa 5000 m³/h Abluft zugeführt, die eine Temperatur von etwa 25°C besitzen und die etwa 10 g/m³ Methylisobutylketon enthalten. In dem Absorber 1 strömt der zugeführte Abluftstrom von unten nach oben und tritt über eine Auslaßleitung 4 aus.

Dem Absorber 1 wird von oben über einen an sich bekannten, nicht dargestellten Verteiler ein oxidationsbeständiges, hoch­ siedendes Waschöl, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Trimellithsäureester, in einer Menge von etwa 3,5 m³ pro Stun­ de zugeführt, über das das in dem Abluftstrom befindliche Lö­ sungsmittel ausgewaschen wird. Der durch diesen Absorbtions­ vorgang gereinigte Abluftstrom verläßt mit einer Restkonzen­ tration von kleiner als 100 mg/m³ Methylisobutylketon den Ab­ sorber 1.

Während des Absorbtions- bzw. Waschvorganges reichert sich das über die Leitung 5 zugeführte Waschöl mit Methylisobutylketon an, wobei das Waschöl im unteren Bereich des Absorbers 1 einen Gehalt von etwa 0,15 g/l an Methylisobutylketon enthält. Über eine Leitung 6 mit einer Pumpe 7 werden nun ebenfalls etwa 3,5 m³ /h beladenes Waschöl über einen Wärmeaustauscher 8 und eine Leitung 9, in die bedarfsweise ein nur angedeuteter Nach­ erhitzer 10 eingeschaltet ist, einer kontinuierlichen Vakuum­ destillationskolonne 11 zugeführt. Dabei wird das Waschöl durch den Wärmeaustauscher 8 und den Nacherhitzer 10 so stark er­ wärmt, daß das Waschöl bei seinen Eintritt in die Vakuumdestil­ lationskolonne 11 eine Temperatur von etwa 120°C aufweist.

In der Vakuumdestillationskolonne 11, die über eine nur ange­ deutete Heizeinrichtung 12 ständig auf einer Temperatur von etwa 120°C gehalten wird, wird das Methylisobutylketon in an sich bekannter Weise abdestilliert bzw. einer Flashverdamp­ fung unterzogen. Mittels einer Pumpe 13 wird das Methyliso­ butylketon abgezogen und einem Kondensator 14 zugeführt, in dem etwa 50 l/h Methylisobutylketon anfallen. Das Waschöl wird aus der Vakuumdestillationskolonne 11 über eine Leitung 15 mittels einer Pumpe 16 abgezogen und einem sogenannten Strip­ per 17 zugeführt. Das aus der Vakuumdestillationskolonne aus­ tretende Waschöl besitzt eine Restkonzentration von etwa 0,8 g/l Methylisobutylketon. Dieses Waschöl tritt im oberen Bereich des Strippers 17 ein und fließt über dessen Einbauten nach unten. Über die Leitung 18 werden im unteren Bereich des Strippers 17 etwa 350 m³/h erhitzte Luft - es kann auch ein Gas, beispielsweise Stickstoff sein - zugeführt. Diese Luft wird von einer Pumpe 19 angesaugt, die die Luft über einen Wärmeaustauscher 20 und einem Nacherhitzer 21 zu dem Stripper 17 fördert. Durch diese im Gegenstrom zu dem Waschöl fließen­ de, erhitzte Luft wird die Restkonzentration des Methyliso­ butylketons im Waschöl auf weniger als 0,15 g/l reduziert.

Dieses nur noch eine geringe Restkonzentration enthaltende Waschöl wird im unteren Bereich des Strippers 17 über eine Leitung 22 von einer Pumpe 23 abgezogen, die dieses Waschöl dann über den Wärmeaustauscher 8 und die Leitung 5 wieder in den oberen Bereich des Absorbers 1 zurückfördert. Das aus dem Stripper 17 über die Leitung 22 austretende Waschöl, das eben­ falls noch eine Temperatur von etwa 120°C besitzt, gibt in dem Wärmeaustauscher 8 einen großen Teil seiner Wärmeenergie an das Waschöl ab, das über die Leitung 6 und die Pumpe 7 aus dem Absorber 1 abgezogen wurde und der Destillationskolonne 11 zugeführt wird. Dies bedeutet, daß durch den bereits oben erwähnten Nacherhitzer 10 nur noch eine verhältnismäßig ge­ ringe Wärmeenergie dem in die Destillationskolonne 11 einströ­ menden Waschöl zugeführt werden muß.

Die im oberen Bereich des Strippers 17 austretende, eine Tem­ peratur von etwa 120°C aufweisende Luft wird dem Wärmeaus­ tauscher 20 zugeführt, in dem sie einen großen Teil ihrer Wär­ me an die von der Pumpe 19 dem Stripper 17 zugeführte Luft ab­ gibt. Die aus dem Stripper 17 austretende Luft ist mit etwa 6,5 g/m³ Methylisobutylketon beladen und wird nach dem Durch­ strömen des Wärmeaustauschers 20 über eine Leitung 24 dem zu reinigenden Abluftstrom in der Leitung 2 beigemischt.

Aufgrund des Kreislaufes des Waschöles hat dasselbe bei seinem Eintritt in den Absorber 1 einen Restgehalt von weniger als 0,15 g/l Methylisobutylketon, was ausreichend ist, um die ge­ wünschte Reingaskonzentration von kleiner als 100 mg/m³ des Abluftstromes am Austritt des Absorbers 1 bzw. in der Leitung 4 zu erreichen.

Der aus dem Absorber 1 austretende Waschölstrom wird über die Pumpe 7 und der aus der Destillationskolonne 11 austretende Waschölstrom wird über die Pumpe 16 in seiner Menge in Abhän­ gigkeit von der Reingaskonzentration des Abluftstromes ge­ steuert, der über die Leitung 4 aus dem Absorber 1 austritt. Dies bedeutet, daß dann wenn der über die Leitung 2 dem Absor­ ber 1 zugeführte Abluftstrom weniger Lösungsmittel enthält, die Förderleistung der Pumpen 7, 16 zwangsläufig reduziert wird und umgekehrt.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, auch ein anderes hochsiedendes, oxidationsbestän­ diges Waschöl, beispielsweise Methylsilikonöl, zu verwenden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Lösungsmitteln oder dgl. aus einem Abluftstrom, bei dem der das Lösungsmittel ent­ haltende Abluftstrom durch einen Absorber geführt und da­ rin das Lösungsmittel mittels eines hochsiedenen Waschöls ausgewaschen wird, bei dem das mit dem Lösungsmittel ange­ reicherte Waschöl anschließend erwärmt, in einer Destilla­ tionskolonne der größte Teil des Lösungsmittels abdestil­ liert bzw. einer Flashverdampfung unterzogen und danach kondensiert wird und bei dem das noch eine Restkonzentra­ tion an Lösungsmittel enthaltende Waschöl erneut dem Absor­ ber zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Destillationskolonne austretende und noch eine verhältnismäßig hohe Restkonzentration an Lösungsmittel enthaltende Waschöl vor seinem Eintritt in den Absorber im Gegenstrom in einem Stripper mit einem Gasstrom beaufschlagt und der Gehalt an Lösungsmittel weiter reduziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschöl mit einem erwärmten bzw. erhitzten Gas­ strom gestrippt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschöl mit heißer Luft von mindestens 100°C ge­ strippt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Stripper austretende und mit Lösungsmittel belastete Gasstrom dem in den Absorber eintretenden Abluft­ strom zugeführt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der warme und mit Lösungsmittel belastete Gasstrom zur Vorwärmung des in den Stripper eintretenden Gasstromes ge­ nutzt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Absorber austretende Waschölstrom und damit auch der aus der Destillationskolonne austretende Waschöl­ strom in Abhängigkeit von der geforderten Reingaskonzentra­ tion des aus dem Absorber austretenden Abluftstromes ge­ steuert wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschöle oxidationsbeständige Waschöle verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschöle Methylsilikonöle oder Trimellithsäureester verwendet werden.

9. Vorichtung zur Rückgewinnung von Lösungsmitteln oder dgl. aus einem Abluftstrom, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, be­ stehend aus einem Absorber und einer Destillationskolonne, die im Kreislauf von einem Waschöl durchflossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (15, 16) zwischen Destillationskolonne (11) und dem Absorber (1) ein Stripper (17) angeordnet ist, der mit einem Gasstrom beaufschlagbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stripper (17) eine Heizeinrichtung (20, 21) zugeord­ net ist.