Lösungsmittel-Rückgewinnungseinheiten mit Dampfregeneration

Rückgewinnungsanlage mit Dampfregeneration

Die Lösungsmittelrückgewinnungsanlage mit Dampfregeneration eignet sich für wasserunlösliche Lösungsmittel, da die Rückgewinnung durch Trennung der wässrigen Phase vom Lösungsmittel 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 (siehe unten). 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.

Regeneration Nach Erreichen der Sättigung wird der Adsorber abgeschaltet und durch Einleiten eines Niederdruckdampfstroms regeneriert. Während etwa einem Drittel der Regenerationsphase hat der Dampf die Funktion, die Aktivkohle (und den Adsorber selbst) zu erhitzen, und entweicht in Form von Kondensat. In den verbleibenden zwei Dritteln dieser Phase kann der Wasserdampf hingegen das Lösungsmittel von der  Aktivkohle entfernen, so dass diese erneut für die nächste Adsorptionsphase zur Verfügung steht. Das Desorbat (Gemisch aus Wasserdampf und Lösungsmittel) wird dann in die Kondensations- und Kühleinheit geleitet, die aus Wärmetauschern besteht (die normalerweise mit Wasser aus dem Turm betrieben werden), wo das Gemisch kondensiert und auf eine Temperatur gebracht wird, die die Verdampfung des eigentlichen Lösungsmittels begrenzt und die Trennung der organischen und der wässrigen Phase erleichtert. Diese Trennung erfolgt durch einfache Dekantierung in einem Phasentrenner und dann durch die Schwerkraft. Das zurückgewonnene Lösungsmittel kann dann zur Lagerung gebracht werden, bereit für die Wiederverwendung in der Produktion. Kohletrocknung und -kühlung Bei sehr flüchtigen Lösungsmitteln oder sehr strengen Kamingrenzwerten ist es ratsam, nach der Regeneration eine Trocknungsphase der Aktivkohle mit erwärmter Luft und anschließender Abkühlung mit Umgebungsluft vorzusehen. Behandlung von kondensiertem Wasser Das im Abscheider kondensierte Wasser zeichnet sich durch einen Lösungsmittelgehalt aus, der seiner Löslichkeit in Wasser entspricht. Um seine Konzentration zu verringern und die Wiederverwendung des Wassers in der Anlage oder seine weniger kostspielige Entsorgung zu ermöglichen, kann das Kondensat in eine Aufbereitungseinheit geleitet werden, die aus einer Stripping-Kolonne mit Umgebungsluft besteht (Luft, die durch Absaugen in die Rückgewinnungsanlage selbst zurückgeführt wird). Um besonders niedrige Restlösungsmittelkonzentrationen im Kondensat zu erreichen, kann eine zusätzliche Aufarbeitungsstrecke durch Filtration über Aktivkohle nachgeschaltet werden, die bei Sättigung ausgetauscht oder mit Dampf regeneriert werden kann. Wärmerückgewinnung Für Anlagen mit großer Kapazität kann Brofind verschiedene energiesparende Lösungen vorschlagen:

• Vorkondensator: Dieser ist dem Desorbat-Kondensator vorgeschaltet und ermöglicht die Produktion von Wasser mit einer Temperatur von 90°C (wiederverwendbar z. B. in der Produktion, für die zivile Beheizung, Vorwärmung von Kesselspeisewasser etc.).
• Dampfrückgewinnungseinheit STEAM BACK: Ein Fallfilmverdampfer, der durch einen Ejektor (der mit Mitteldruckdampf gespeist wird) unter Vakuum gehalten wird, ermöglicht die Rückgewinnung der Desorbatwärme, wobei auch das bei der Regeneration kondensierte Wasser genutzt wird. Diese Einheit ermöglicht die Produktion von wiederverwendbarem Dampf direkt in der Anlage, was eine Reduzierung des Dampfverbrauchs um mehr als 30 % garantiert und die Arbeitsbelastung der Verdampfungstürme verringert.

Destillation Falls die Anlage ein Gemisch von Lösungsmitteln zurückgewinnt, kann es erforderlich sein, eine Destillationsstrecke für die Lösungsmittel selbst vorzusehen, um sie voneinander zu trennen.