Lösungsmittel-Rückgewinnungseinheiten mit Inertgas-Regeneration

Rückgewinnungsanlage mit Inertgasregeneration

Die Anlage zur Rückgewinnung von Lösungsmitteln mit Inertgasregeneration eignet sich für wasserlösliche Lösungsmittel, da die Rückgewinnung durch Kondensation des Lösungsmittels erfolgt. Der Funktionszyklus, der dieser Technologie zugrunde liegt, ist folgender:  Vorbehandlung und Ansaugung Die lösungsmittelhaltige Luft, die aus dem Produktionskreislauf kommt und durch die Hauptventilatoren angesaugt wird, muss zunächst gefiltert werden, um alle eventuell vorhandenen Feststoffe zu entfernen. Dies geschieht mittels eines geeigneten Filtersystems. Die Regelung des Luftdurchsatzes, der von der Anlage angesaugt wird, erfolgt normalerweise über Wechselrichter an den Hauptventilatoren, die wiederum von einem vorgeschalteten Druckregler gesteuert werden: Dieses System ermöglicht erhebliche Einsparungen an Strom, wenn der Luftdurchsatz unter dem Bemessungsdurchsatz liegt. Eine Kühleinheit bringt sodann die Luft auf eine für die Adsorption geeignete Temperatur von unter 60°C, da das Verfahren bei niedrigen Temperaturen begünstigt wird. Die Temperatur ist nur einer der zu beurteilenden Parameter. Besondere Aufmerksamkeit ist auch auf die Feuchtigkeit der Emission zu richten: Bei über 60 – 70 % steigt die Menge des von der Kohle adsorbierten Wassers exponentiell an, was deren Effizienz verringert und folglich zu Fehlfunktionen führt.

Adsorbierung

Die verunreinigte Luft wird in spezielle Adsorber geleitet, in denen ein Festbett aus Aktivkohle das Lösungsmittel zurückhält. Die gereinigte Luft kann dann über den Schornstein in die Atmosphäre abgeleitet werden. In jeder Anlage werden mehrere Adsorber parallel betrieben. Jeder wird so lange in der Adsorptionsphase gehalten, bis die TOC-Konzentration (Total Organic Carbon/Gesamter Organischer Kohlenstoff) am Ausgang den eingestellten Grenzwert erfüllt. Sobald dieser Wert erreicht ist, wird der gesättigte Adsorber in die Regenerationsphase versetzt. Die Verwendung eines speziellen Analysators zur Überwachung der TOC-Konzentration ermöglicht eine automatische Optimierung der Funktionsweise der Anlage, indem die Regeneration nur dann aktiviert wird, wenn der Grenzwert am Schornstein erreicht ist. Dadurch kann der Verbrauch in Abhängigkeit von der effektiven Lösungsmittelbelastung am Eingang minimiert werden.

Inertisierung Wenn die Kohlensättigung erreicht ist, wird der Adsorber abgefangen und mit Stickstoff inertisiert (um das Risiko der Entstehung einer explosiven Atmosphäre zu vermeiden). Diese Phase wird fortgesetzt, bis der Sauerstoffgehalt einen Wert erreicht, der ausreichend unter der UEG des Gemischs liegt. Regeneration Sobald ein ausreichend niedriger Sauerstoffgehalt vorliegt, wird der Adsorber einer Regeneration unterzogen, während der Stickstoff in einem speziellen Kreislauf im Umlauf gehalten wird. Eine spezielle Batterie, die dem Adsorber vorgeschaltet ist und mit diathermischem Öl gespeist wird, ermöglicht es, diesen auf etwa 200°C zu erhitzen. Das Hochtemperaturgas kann somit das Lösungsmittel von der Aktivkohle entfernen, so dass diese erneut für die nächste Adsorptionsphase zur Verfügung steht. Das stickstoffhaltige Lösungsmittel wird dann in einer Kühlspirale gekühlt, die mit Turmwasser gespeist wird. Sobald die Lösungsmittelkonzentration im Kreislauf, die mit einem speziellen Analysator überwacht wird, einen vorgegebenen Wert erreicht, beginnt die Kondensation des Lösungsmittels in einer zweiten, mit Kaltwasser gespeisten Spirale. Zwei Spiralen, die vor und nach der Kondensationsspirale positioniert und in einem geschlossenen Kreislauf mit Glykolwasser gespeist werden, ermöglichen eine signifikante Wärmerückgewinnung in der Einheit. Das zurückgewonnene Lösungsmittel kann somit in ein Zwischenlager geleitet werden, um es – je nach Bedarf – den anschließenden Dehydrierungs- und Destillationssektionen zuzuführen. Dehydratisierung – Kondensation Der erste Schritt zur Reduzierung des Wassergehalts im Lösungsmittel macht sich die Tatsache zunutze, dass während der Erhitzungsphase der Kohle das Wasser vor dem eigentlichen Lösungsmittel freigesetzt wird, und zwar in nur teilweise überlappenden Zeiträumen. Ein wesentlicher Teil des Wassers kann nun in einer speziellen Kondensator-Batterie kondensiert, wieder verdampft und in den eingehenden Durchfluss der Rückgewinnungsanlage zurückgeführt werden. Dieses System ermöglicht es, in der Hauptkondensatspirale Lösungsmittel mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 1÷1,5 % zu erhalten, wodurch optimale Funktionsbedingungen für das nachfolgende Molekularsieb-Dehydratisierungssystem gewährleistet werden. Dehydratisierung – Molekularsieb Der zweite Schritt der Dehydratisierung des Lösungsmittels erfolgt üblicherweise durch Adsorption des Wassers an ein Molekularsieb in der flüssigen Phase. Das kondensierte („feuchte“) Lösungsmittel wird einem Adsorber zugeführt, der selektiv Wasser zurückhalten kann und somit die Produktion von („trockenem“) Lösungsmittel mit einem Wassergehalt von weniger als 0,5 Prozent gewährleistet. Diese Einheit wird in regelmäßigen Abständen mit einem Strom von heißem Gas regeneriert, wobei entweder derselbe Regenerationskreislauf der Kohle oder ein spezieller Kreislauf verwendet wird. Dank des Einsatzes der im vorherigen Punkt beschriebenen Wasserkondensator-Batterie können deutliche Energieeinsparungen in Verbindung mit einer geringeren Regenerationshäufigkeit dieser Einheit garantiert werden. Destillation Für den (häufig) vorkommenden Fall, dass die Anlage ein Gemisch von Lösungsmitteln zurückgewinnt, kann es erforderlich sein, eine Destillationsstrecke für die Lösungsmittel selbst vorzusehen, um sie voneinander zu trennen und eventuelle Verunreinigungen zu entfernen. Diese Einheit wird stets unter Berücksichtigung des Einzelfalls konzipiert, um deren Leistung zu optimieren und das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis zu gewährleisten. Die von Brofind angebotene Technologie umfasst die folgenden Möglichkeiten:

• Batch- oder Dauerbetrieb
• Konfiguration mit einer oder mehreren Kolonnen in Folge, Betrieb bei unterschiedlichen Drücken
• Implementierung der Wärmerückgewinnung