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Dokumentenidentifikation DE60101009T2 19.05.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001134016
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von flüchtigen organischen Verbindungen aus Abgasen
Anmelder Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara, Kanagawa, JP
Erfinder Hayashi, Kenji, Yoshida-cho, Shizuoka-ken, JP;
Nagata, Junichi, Yoshida-cho, Shizuoka-ken, JP;
Funabashi, Shinichi, Yoshida-cho, Shizuoka-ken, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60101009
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 16.03.2001
EP-Aktenzeichen 011067220
EP-Offenlegungsdatum 19.09.2001
EP date of grant 22.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.2004
IPC-Hauptklasse B01D 53/14
IPC-Nebenklasse B01D 8/00   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein verfahren zum Behandeln eines Abgases und Vorrichtung hierfür, wobei eine flüchtige organische Verbindung, wie ein Lösungsmittel, in dem Abgas behandelt und wiederverwendet wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Gas mit einer flüchtigen organischen Verbindung, wie ein Lösungsmittel, wird in einem Betrieb erzeugt. Es ist bevorzugt, dass das Gas behandelt und wiederverwendet wird. Verschiedene Verfahren zum Behandeln des Lösungsmittels und desgleichen werden vorgeschlagen. Das Absorbieren einer flüchtigen organischen Verbindung mit einem Adsorptionsmittel, wie einem aktiven Kohlenstoff, ist im allgemeinen als ein herkömmliches Verfahren zum Behandeln einer flüchtigen organischen Verbindung bekannt, die von einem Betrieb oder ähnlichem abgegeben wird. Da bei diesem Verfahren jedoch einige Arten von flüchtigen organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmittelgasen, in einem Adsorptionsmittel nicht adsorbiert werden können, werden sie an die Atmosphäre freigesetzt. Insbesondere besitzt das Adsorptionsmittel in bezug auf einige Arten von flüchtigen organischen Verbindungen keine Eignung zur Beseitigung. Ferner gibt es Fälle, bei denen, in bezug auf einige Arten flüchtiger organischer Verbindungen, die Zerstörungsgeschwindigkeit des aktiven Kohlenstoffes hoch ist. In diesen Fällen tritt ein Problem auf, dass die Kosten zum Ersetzen des aktiven Kohlenstoffs (laufende Kosten) sehr hoch werden.

Die Behandlung des Gases mit der flüchtigen organischen Verbindung in einem Gaswäscher ist ein anderes im allgemeinen bekanntes Verfahren. In dem Fall, in dem das Gasvolumen groß ist und die Konzentration des Gases der flüchtigen organischen Verbindung klein ist, wird jedoch eine große Menge Wasser für den Gaswäscher benötigt. In diesem Fall wird, da die Wassermenge für den Gaswäscher groß ist, eine große Menge Abwasser erzeugt, das die flüchtige organische Verbindung einschließt, das aus dem Wäscher zurückgewonnen wird. Daher werden viele Verfahren, durch die das Abwasser behandelt wird, um so die flüchtige organische Verbindung aus dem Abwasser zurückzugewinnen, benötigt. Demzufolge ist das Verfahren nicht wirtschaftlich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die oben genannten Tatsachen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases und eine Vorrichtung dafür bereitzustellen, durch welche eine flüchtige organische Verbindung, wie ein Lösungsmittel, aus einer großen Abgasmenge effizient und mit relativ niedrigen Kosten zurückgewonnen werden kann, und wobei die zurückgewonnene flüchtige organische Verbindung wiederverwendet werden kann.

Die Verfahren zum Behandeln eines Abgases gemäß der vorliegenden Erfindung sind:

  • (1) Ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases, umfassend: einen ersten Prozess, bei dem ein Gas mit einer flüchtigen organischen Verbindung in Wasser absorbiert wird; einen zweiten Prozess, bei dem das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung, das im ersten Prozess erhalten wurde, gefroren und aufkonzentriert wird, so dass das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung in Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, wobei die Konzentration höher als die Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung in dem Wasser, das im ersten Prozess erhalten wurde, ist und Eis aufgetrennt wird; einen dritten Prozess, bei dem die Kälte des Eises, das im zweiten Verfahren erhalten wurde, verwendet wird; und einen vierten Prozess, bei dem das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, das im zweiten Prozess erhalten wurde, wiederverwendet wird.
  • (2) Ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach (1), wobei der vierte Prozess ein Prozess ist, bei dem das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, das im zweiten verfahren erhalten wurde, in die flüchtige organische Verbindung und Wasser aufgetrennt wird.
  • (3) Ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach (2), des weiteren umfassend: einen fünften Prozess, bei dem das abgetrennte Wasser, das im vierten Prozess erhalten wurde, in den ersten Prozess zugeführt wird.
  • (4) Ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach (2) oder (3), des weiteren umfassend: einen sechsten Prozess, bei dem die abgetrennte flüchtige organische Verbindung, die im vierten Prozess erhalten wurde, einem Bereich zugeführt wird, in dem die flüchtige organische Verbindung benötigt wird.
  • (5) Ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach (1), (2), (3) oder (4), des weiteren umfassend: einen siebten Prozess, bei dem das Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, in den ersten Prozess zurückgeführt wird.
  • (6) Ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach (1 ), (2), (3), (4) oder (5), wobei die flüchtige organische Verbindung ein organisches Lösungsmittel ist.
  • (7) Ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach (1), (2), (3), (4), (5) oder (6), wobei die flüchtige organische Verbindung in dem Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, in einem Abwasserbehandlungsprozess zersetzt wird.

In einem Verfahren zum Behandeln eines Abgases gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem ersten Prozess ein Gas mit einer flüchtigen organischen Verbindung in Wasser absorbiert. In dem zweiten Prozess wird das Wasser, wenn das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung, das im ersten Prozess erhalten wurde, gefroren wird, zu einem Eis, das im wesentlichen aus reinem Wasser besteht. Im Gegensatz dazu friert die flüchtige organische Verbindung nicht, und liegt in einem in Wasser aufgelöstem Zustand vor. Demzufolge ist die Konzentration der flüchtigen organischen Verbindung in dem Wasser, das dem zweiten Prozess unterworfen wird, hoch. Dieses Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung wird im vierten Prozess in Wasser und in die flüchtige organische Verbindung getrennt. Da die Konzentration der flüchtigen organischen Verbindung in dem Wasser hoch ist, ist die Menge an Wasser, welches dem Auftrennungsverfahren unterworfen wird, in dem vierten Verfahren gering, daher wird ein niedriges Maß an Energie für dieses Auftrennungsverfahren benötigt.

Vorrichtungen zum Behandeln eines Abgases der vorliegenden Erfindung sind:

  • (8) Eine Vorrichtungen zum Behandeln eines Abgases, umfassend: Einen ersten Bereich, in dem ein Gas einer flüchtigen organischen Verbindung in Wasser absorbiert wird; einen zweiten Bereich, in dem das wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung, das im ersten Bereich erhalten wurde, eingefroren und aufkonzentriert wird, so dass das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung, das in dem ersten Bereich erhalten wurde, in Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, wobei die Konzentration höher ist als die Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung in dem Wasser, das im ersten Abschnitt erhalten wurde, ist, und Eis aufgetrennt wird; einen dritten Bereich, in dem die Kälte des Eises, das im zweiten Bereich erhalten wurde, verwendet wird; und einen vierten Bereich, in dem das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, das im zweiten Bereich erhalten wurde, wiederverwendet wird.
  • (9) Eine Vorrichtungen zum Behandeln eines Abgases nach (8), wobei der erste Bereich ein Gaswäscher ist.
  • (10) Eine Vorrichtungen zum Behandeln eines Abgases nach (8) oder (9), wobei der vierte Bereich eine Destillationsvorrichtung ist.

Die Behandlung eines Abgases wird vorzugsweise von der Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases gemäß vorliegenden Erfindung durchgeführt. Insbesondere ist in einem Gaswäscher, die Kontaktwirksamkeitsrate der Wassertropfen oder der Wasserschicht, welche das Gas der flüchtigen organischen Verbindung berühren bzw. berührt, hoch. Des weiteren werden in einer Destillationsvorrichtung das Wasser und die flüchtige organische Verbindung effzient aufgetrennt, durch Einsatz des Unterschiedes zwischen dem Siedepunkt des Wassers und dem Siedepunkt des Lösungsmittels.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine schematische konstruktive Ansicht, welche eine bevorzugte Ausführung einer Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Im Folgenden wird eine Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben.

<Verfahren zum Behandeln eines Abgases> (Erster Prozess)

Der erste Prozess ist ein Prozess, bei dem ein Gas mit einer flüchtigen organischen Verbindung in Wasser absorbiert wird. Hierbei wird ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel als flüchtige organische Verbindung verwendet. Beispiele wasserlöslicher organischer Lösungsmittel sind: Alkohole, wie Methanol, Ethanol, n-Propanol und Isopropanol; Polyalkohole, wie Thylenglykol; Ketone, wie Aceton, Methylaceton, Methylethylketon, Cyklohexanon; Ester, wie Ameisensäuremethyl, Ameisensäureethyl, Methylacetat, Ethylacetat, Milchsäuremethyl; und dergleichen.

Diese flüchtigen organischen Verbindungen sind in Abgasen in einem gasförmigen Zustand in verschiedenen Arten von Betrieben enthalten. Die flüchtige organische Verbindung, die in dem Abgas enthalten ist, kann in Wasser absorbiert werden, indem das Abgas das Wasser effizient berührt. In diesem ersten Prozess, kann ein Prozess eingesetzt werden, bei dem das Abgas durch Wasser geleitet wird. Es ist jedoch bevorzugt, dass ein Prozess eingesetzt wird, das einen Gaswäscher verwendet. Der Gaswäscher besitzt die Wirkung, das Gas mit der flüchtigen organischen Verbindung, das in dem Abgas enthalten ist, durch Wassertröpfchen oder einen Wasserfilm zu fangen. Ein Sprühturm, ein Zyklonenwäscher, ein Venturiwäscher, ein Taizenwäscher oder eine andere Einrichtung kann als Gaswäscher eingesetzt werden. In diesem Verfahren wird vorzugsweise ein Sprühturm verwendet, von dem Gesichtspunkt aus, dass das Gas mit der flüchtigen organischen Verbindung in dem Abgas wirksam gefangen und in Wasser absorbiert werden kann.

(Zweiter Prozess)

Der zweite Prozess ist ein Prozess, bei dem das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung gefroren wird, so dass die darin enthaltene organische Verbindung aufkonzentriert wird. Auf diesem Weg wird das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung in Wasser mit einer hohen Konzentration der flüchtigen organischen Verbindung und Eis aufgetrennt. Die folgenden sind als Prozesse bekannt, bei denen Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung gefroren und die flüchtige organische Verbindung aufkonzentriert wird: Ein Prozess, bei dem eine Kühlplatte verwendet wird und Eis auf der Kühlplatte gebildet wird, ein Prozess, bei dem Eiskörner verwendet werden, und ein Prozess, bei dem Druck eingesetzt und reduziert wird. In der vorliegenden Erfindung kann jedes dieser Prozesse eingesetzt werden. In dem zweiten Prozess wird Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung gefroren und die flüchtige organische Verbindung aufkonzentriert, um so in Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung und Eis, das im wesentlichen aus reinem Wasser besteht, aufgetrennt zu werden. Das im wesentlichen aus reinem Wasser bestehende Eis liegt in dem Zustand von Eiskristallkörnern, Eiskornaggregaten oder dergleichen vor.

(Dritter Prozess)

Der dritte Prozess ist ein Prozess, bei dem eine Kälte des Eises, das im zweiten Verfahren erhalten wurde, verwendet wird. Eine Wärmeaustauscheinrichtung wird vorzugsweise in dem dritten Prozess eingesetzt.

(Vierter Prozess)

Der vierte Prozess ist vorzugsweise ein Prozess, bei dem das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, das im zweiten Prozess erhalten wurde, in die flüchtige organische Verbindung und Wasser aufgetrennt wird. In dem Auftrennungsverfahren kann eine Destillationsvorrichtung, eine Film- bzw. Schichttrennungseinrichtung, ein Zentrifugaltrenner oder dergleichen eingesetzt werden. Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung aus dem zweiten Verfahren umfasst die flüchtige organische Verbindung in einer sehr hohen Konzentration. Daher ist das Wasservolumen, welches für den Trennungsverfahren bereitgestellt wird, gering. Daher ist die Wassermenge, welche dem Trennungsverfahren unterworfen wird, klein und daher wird wenig Energie in dem Trennungsverfahren verwendet.

In dem vierten Prozess muss das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, nicht in die flüchtige organische Verbindung und Wasser aufgetrennt werden. Gibt es einen Betrieb, in welchem das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung in diesem Zustand verwendet werden kann, wird das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung dem Betrieb zugeführt.

(Fünfter Prozess)

Der fünfte Prozess ist ein Prozess, bei dem das abgetrennte Wasser, das in dem vierten Prozess erhalten wurde, dem ersten Prozess zur Verfügung gestellt wird. Das abgetrennte Wasser, das in dem vierten Prozess erhalten wurde, wird als das Wasser verwendet, das in dem ersten Prozess mit dem Abgas in Kontakt gebracht wird. In dem ersten Prozess wird, sofern notwendig, zusätzliches Wasser zugegeben.

(Sechster Prozess)

Der sechste Prozess ist ein Prozess, bei dem die abgetrennte flüchtige organische Verbindung, die in dem vierten Verfahren erhalten wurde, einem Betrieb zugeführt wird, von dem die flüchtige organische Verbindung benötigt wird. Die abgetrennte flüchtige organische Verbindung, die in dem vierten Verfahren erhalten wurde, wird, sofern notwendig, zeitweise in einem Behälter oder dergleichen gelagert. Anschließend kann die abgetrennte flüchtige organische Verbindung, die in dem Behälter gelagert wird, zu einem Betrieb geschickt werden, von dem die flüchtige organische Verbindung benötigt wird. Zum Beispiel kann die abgetrennte flüchtige organische Verbindung, die in dem Behälter gelagert wird, zu einer Quelle zurückgeschickt werden, die das Abgas freisetzt, das dem ersten Prozess zugeführt wird. Die flüchtige organische Verbindung, die in dem vierten Verfahren abgetrennt und zurückgewonnen wird, kann auch als ein Ausgangsmaterial für die flüchtige organische Verbindung selbst verwendet werden. Des weiteren kann die flüchtige organische Verbindung als Kraftstoffersatz für Schweröl und dergleichen verwendet werden.

(Siebter Prozess)

Der siebte Prozess ist ein Prozess, bei dem Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, dem ersten Prozess zur Verfügung gestellt wird. Das in dem zweiten Prozess erzeugte Eis besteht im wesentlichen aus reinem Wasser, d. h., nur eine sehr geringe Menge der flüchtigen organischen Verbindung ist in den Eiskristallkörnern und den Eiskristallaggregaten oder dergleichen gefangen. Demzufolge enthält das Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, eine sehr geringe Menge an flüchtiger organischer Verbindung. Auch wenn das Wasser eine sehr geringe Menge an flüchtiger organischer Verbindung enthält, tritt kein Problem auf, da das Wasser mit einer sehr geringen Menge an flüchtiger organischer Verbindung als Wasser verwendet wird, welches mit dem Gas in Kontakt kommt, das das Gas mit der flüchtigen organischen Verbindung enthält.

(Andere Prozesse)

Wenn das Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, einem Abwasserbehandlungsbereich zugeführt wird, und die flüchtige organische Verbindung durch Mikroorganismen in Wasser, wie anaerobe Bakterien oder dergleichen zersetzt wird, und die Konzentration der flüchtigen organischen Verbindung, der COD-Wert und der BOD-Wert des verarbeiteten Wassers auf ein geeignetes Maß gebracht werden, kann das Wasser, das diesem Verfahren unterworfen wurde, außerhalb des Betriebes abgelassen werden.

(Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases)

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases der vorliegenden Erfindung beschrieben.

1 zeigt eine schematische konstruktive Ansicht, welche eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases der vorliegenden Erfindung darstellt. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Lösungsmittelabgas-Abgabequelle. Die Lösungsmittelabgas-Abgabequelle ist zum Beispiel ein Betrieb, von dem das Lösungsmittel verwendet wird.

Die Lösungsmittelabgas-Abgabequelle ist mit einem Gaswäscher 14 über einen Gasdurchgang 12 verbunden. Ein Sprühturm, ein Zyklonwäscher, ein Venturiwäscher, ein Taizenwäscher oder eine andere Einrichtung kann als Gaswäscher 14 verwendet werden. In 1 ist ein Sprühturm dargestellt. Nachfolgend bezeichnet das Bezugszeichen 14 den Sprühturm. Ein unterer Bereich des Sprühturms 14 ist mit einer Frier- und Konzentriereinrichtung 18 über ein Rohrleitungssystem 16 verbunden.

Die Frier- und Anreicherungseinrichtung 18 umfasst eine Wärmeaustauscheinrichtung; eine Eiserzeugungsvorrichtung, in der eine wässrige Lösung durch die Wärmeaustauscheinrichtung abgekühlt wird und eine Suspension mit Eiskristallkörner erzeugt wird; und eine Einrichtung, in der ein Wasser aus der erhaltenen Suspension abgetrennt wird, das abgetrennte Wasser abgegeben wird, um so Eiskristallkörner mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung zu erzeugen, und wobei die Eiskristallkörner wachsen, um so Eiskornaggregate zu erzeugen.

Die Einrichtung, in der das Wasser von der Suspension in der Frier- und Konzentriereinrichtung 18 abgetrennt wird, ist mit einem unteren Bereich einer Destillationsvorrichtung 22 über eine Rohrleitung 20 verbunden. Ein oberer Bereich der Destillationsvorrichtung 22 ist mit einem Behälter 26 über eine Wärmeaustauscheinrichtung 24 verbunden. Der untere Bereich der Destillationsvorrichtung 22 ist mit dem unteren Bereich des Sprühturms 14 über eine Rohrleitung 28 und eine Rohrleitung 30 verbunden.

Die Einrichtung, in der die Eiskornaggregate in der Frier- und Konzentriereinrichtung 18 erzeugt werden, ist über eine Rohrleitung 34 mit einem Eislagerungsbehälter 32 verbunden, der zusätzlich an der Frier- und Konzentriereinrichtung 18 bereitgestellt ist. Der Eislagerungsbehälter 32 ist mit dem unteren Bereich des Sprühturms 14 über die Rohrleitung 30 und eine Wärmeaustauscheinrichtung 36 verbunden.

Nachfolgend wird der Betrieb der Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases, die wie oben aufgebaut ist, beschrieben.

Abgas mit einem Lösungsmittel, das in der Abgasablassquelle 10 erzeugt wird, wird über den Gasdurchgang 12 in den Sprühturm 14 eingeführt. Das Abgas wird in eine Innenseite des Turmes von dem unteren Bereich des Sprühturms 14 eingeführt. Das Abgas berührt effektiv Wassertropfen, die von dem oberen Bereich des Sprühturms 14 gesprüht werden. Das gasförmige Lösungsmittel in dem Abgas wird in das Wasser absorbiert, da die Wassertropfen das Abgas berühren. Das Wasser mit dem Lösungsmittel wird in dem unteren Bereich des Sprühturms 14 gesammelt. Das Abgas, aus dem das gasförmige Lösungsmittel entfernt wurde, wird aus dem oberen Bereich des Sprühturms 14 abgelassen.

Das Wasser mit dem Lösungsmittel, das in dem unteren Bereich des Sprühturms 14 angesammelt ist, wird über die Rohrleitung 16 der Frier- und Konzentriereinrichtung 18 zugeführt. In der Frier- und Konzentriereinrichtung 18 wird das Wasser mit dem Lösungsmittel durch die Wärmeaustauscheinrichtung abgekühlt. Hierdurch wird eine Suspension mit Eiskristallkörner erzeugt. Bei einer Temperatur, bei welcher die Wärmeaustauscheinrichtung das Abkühlen bewirkt, friert das Wasser, das Lösungsmittel friert jedoch nicht. Demzufolge wird der Großteil des Wassers zu Eiskristallkörnern und die Suspension, in welcher die Eiskristallkörner dispergiert sind, ist eine Lösung, umfassend ein anderes Wasser als das Wasser, das sich in Eiskristallkörnern umwandelte, und ein flüssigartiges Lösungsmittel wird erzeugt. Nachfolgend werden die Eiskristallkörner in der Suspension von der Lösung abgetrennt, und die abgetrennten Eiskristallkörner werden über die Rohrleitung 32 in den Eislagerungsbehälter 32 eingeführt.

Auf der anderen Seite wird das Wasser mit einer hohen Konzentration an Lösungsmittel über die Rohrleitung 22 in die Destillationsvorrichtung 22 eingeführt. In der Destillationsvorrichtung 22 werden das Wasser und das Lösungsmittel von dem Wasser mit einer hohen Konzentration an Lösungsmittel unter Verwendung des Unterschiedes zwischen dem Siedepunkt des Wassers und des Siedepunktes des Lösungsmittels aufgetrennt. Hierbei wird die Wärme des abgetrennten Lösungsmittels von der Wärmeaustauscheinrichtung 24 ausgetauscht und anschließend wird das abgekühlte Lösungsmittel dem Behälter zur Lagerung des Lösungsmittels 26 zugeführt. Das Lösungsmittel, das in dem Behälter zur Lagerung des Lösungsmittels 26 gelagert wird, wird als ein Lösungsmittel in der Lösungsmittel-Abgasabgabequelle 10 wiederverwendet, oder von einem anderen Betrieb, sofern notwendig, wiederverwendet.

Das von dem unteren Bereich der Destillationsvorrichtung 22 abgelassene Wasser wird dem Sprühturm 14 über die Rohrleitung 28 und die Rohrleitung 30 zur Verfügung gestellt. Dieses Wasser wird als Wasser zur Absorption des Lösungsmittels aus dem Abgas wiederverwendet. Die Kälte der Eiskristallkörner und der Eiskornaggregate, die in den Eislagerungsbehälter 32 eingeführt werden, wird von der Wärmeaustauscheinrichtung 32 ausgetauscht, um so die Kälte dieser zu verwenden.

Eine detaillierte Beschreibung eines Beispiels der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden angeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das unten beschriebene Beispiel beschränkt, und umfasst Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.

(Beispiel)

Methanol wurde aus einem Abgas zurückgewonnen, das aus der Lösungsmittel-Abgasablassquelle 10 abgegebenes Methanol enthielt.

Das Abgas mit Methanol wurde mit einer Rate von 2.000 Nm3/min. in den Sprühturm 14 eingeführt. Die in dem Abgas enthaltene Menge an Methanol betrug 500 ppm. Wurde Wasser aus dem oberen Bereich des Sprühturms 14 gesprüht und das Abgas in den unteren Bereich des Sprühturms 14 eingeführt, betrug die Methanolkonzentration des Wassers, das aus dem Sprühturm 14 erhalten wurde, 5.000 ppm.

Anschließend wurde das Wasser, welches aus dem Sprühturm 14 erhalten wurde und dessen Methanolkonzentration 5.000 ppm betrug, mit einer Rate von 200 T/Tag in die Frier- und Konzentriereinrichtung 18 eingeführt, und das Frier- und Konzentrierverfahren wurde von der Frier- und Konzentriereinrichtung 18 durchgeführt. Als Ergebnis wurde konzentriertes Wasser mit einem Methanolgehalt von 90.000 ppm, mit einer Rate von 10 T/Tag erhalten. Des weiteren wurde Eis (Eiskristallkörner und Eiskornaggregate mit einem Methanolgehalt von 200 ppm, mit einer Rate von 190 T/Tag erhalten.

Anschließend wurden in der Destillationsvorrichtung 22 Methanol und Wasser aus dem aufkonzentrierten Wasser mit einem Methanolgehalt von 90.000 ppm aufgetrennt. Als ein Resultat wurde Methanol mit einer Konzentration von 90 Gew.-% mit einer Rate von 1,1 T/Tag zurückgewonnen. Des weiteren wurde das Eis (Eiskristallkörner und Eiskornaggregate) in dem Eislagerungsbehälter 32 mit einer Rate von 190 T/Tag gelagert. Anschließend wurde dessen Kälte von der Wärmeaustauscheinrichtung 36 verwendet (ausgetauscht). Die aus dem Eis (Eiskristallkörner und Eiskornaggregate) in der Wärmeaustauscheinrichtung 36 erhaltene Kältemenge betrug 15.000 Mcal/Tag.

Das recycelte Wasser, bestehend aus: (1) dem Wasser (190 t/Tag), als Ergebnis des Austausches der Kälte des Eises durch die Wärmeaustauscheinrichtung 36 erzeugt wurde; (2) dem Wasser (8,9 T/Tag), das in der Destillatoreinrichtung 22 abgetrennt wurde; und (3) das zugeführte Wasser (1,1 T/Tag), das dem Sprühturm 14 mit einer Rate von 200 T/Tag zugeführt wurde.

Bei dem aktiven Kohlenstoff-Absorptionsvertahren, welches ein herkömmliches verfahren zum Behandeln eines Lösungsmittel ist, ist es schwierig, dass Methanol von dem aktiven Kohlenstoff absorbiert wird. Daher wird in Gassymitem mit gemischten Lösungsmitteln (z. B. einem System enthaltend Methylethylketon und Methanol) Methanol nicht absorbiert, und an die Umgebung abgegeben.

In dem Verfahren und der Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine flüchtige organische Verbindung, wie ein Lösungsmittel, wirksam aus einer großen Menge eines Abgases mit der flüchtigen organischen Verbindung entfernt. Des weiteren wird in der vorliegenden Erfindung nur Wasser verwendet und aktives Kohlenstoff wird nicht verwendet. Das zurückgewonnene Lösungsmittel kann wiederverwendet werden und die zum Zeitpunkt der Rückgewinnung der flüchtigen organischen Verbindung erzeugte Kälte kann wirkungsvoll wieder eingesetzt werden. Daher können die laufenden Kosten zur Rückgewinnung der flüchtigen organischen Verbindung reduziert werden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Behandeln eines Abgases, umfassend:

    einen ersten Prozess, bei dem ein Gas mit einer flüchtigen organischen Verbindung in Wasser absorbiert wird;

    einen zweiten Prozess, bei dem das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung, das im ersten Prozess erhalten wurde, gefroren und aufkonzentriert wird, so dass das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung in Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, wobei die Konzentration höher als die Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung in dem Wasser, das im ersten Prozess erhalten wurde, ist, und Eis aufgetrennt wird,

    einen dritten Prozess, bei dem die Kälte des Eises, das im zweiten Prozess erhalten wurde, verwendet wird, und

    einen vierten Prozess, bei dem das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, das im zweiten Prozess erhalten wurde, wiederverwendet wird.
  2. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 1, wobei der vierte Prozess ein Prozess ist, bei dem das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, das im zweiten Prozess erhalten wurde, in die flüchtige organische Verbindung und Wasser aufgetrennt wird.
  3. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 2, weiterhin umfassend:

    einen fünften Prozess, bei dem das abgetrennte Wasser, das im vierten Prozess erhalten wurde, in den ersten Prozess zurückgeführt wird.
  4. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 2, weiterhin umfassend:

    einen sechsten Prozess, bei dem die abgetrennte flüchtige organische Verbindung, die im vierten Prozess erhalten wurde, einem Bereich zugeführt wird, in dem die flüchtige organische Verbindung benötigt wird.
  5. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 3, weiterhin umfassend:

    einen sechsten Prozess, bei dem die abgetrennte flüchtige organische Verbindung, die im vierten Prozess erhalten wurde, einem Bereich zugeführt wird, in dem die flüchtige organische Verbindung benötigt wird.
  6. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

    einen siebenten Prozess, bei dem das Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, in den ersten Prozess zurückgeführt wird.
  7. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 5, weiterhin umfassend:

    einen siebenten Prozess, bei dem das Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, in den ersten Prozess zurückgeführt wird.
  8. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 1, wobei die flüchtige organische Verbindung ein organisches Lösungsmittel ist.
  9. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 7, wobei die flüchtige organische Verbindung ein organisches Lösungsmittel ist.
  10. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 1, wobei die flüchtige organische Verbindung in dem Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, in einem Abwasserbehandlungsprozess zersetzt wird.
  11. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 7, wobei die flüchtige organische Verbindung in dem Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, in einem Abwasserbehandlungsprozess zersetzt wird.
  12. Verfahren zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 9, wobei die flüchtige organische Verbindung in dem Wasser, das bei der Verwendung der Kälte des Eises im dritten Prozess erhalten wurde, in einem Abwasserbehandlungsprozess zersetzt wird.
  13. Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases, umfassend:

    einen ersten Bereich, in dem ein Gas mit einer flüchtigen organischen Verbindung in Wasser absorbiert wird,

    einen zweiten Bereich, in dem das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung, das im ersten Bereich erhalten wurde, gefroren und aufkonzentriert wird, so dass das Wasser mit der flüchtigen organischen Verbindung in Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, wobei die Konzentration höher als die Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung in dem Wasser, das im ersten Bereich erhalten wurde, ist, und Eis aufgetrennt wird,

    einen dritten Bereich, in dem die Kälte des Eises, das im zweiten Bereich erhalten wurde, verwendet wird, und

    einen vierten Bereich, in dem das Wasser mit einer hohen Konzentration an flüchtiger organischer Verbindung, das im zweiten Bereich erhalten wurde, wiederverwendet wird.
  14. Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 13, wobei der erste Bereich ein Gaswäscher ist.
  15. Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 13, wobei der vierte Bereich eine Destillationsvorrichtung ist.
  16. Vorrichtung zum Behandeln eines Abgases nach Anspruch 14, wobei der vierte Bereich eine Destillationsvorrichtung ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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