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Lösemittelrückgewinnung und Abluftreinigung

Prozessbeschreibung

Bei der Herstellung von Chemikalien oder pharmazeutischen Wirkstoffen entweichen aus den Reaktionsbehältern oft lösemittelhaltige Abgase, die Verdrängungsluft von Tankanlagen in der Petrochemie enthält häufig Benzindämpfe, und beim Recycling von Kühlschränken werden FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) freigesetzt.

In den Abgasströmen finden sich z.B. Dichlormethan (Methylenchlorid), Chlorbenzol, Diethylether, Chloroform, Aceton, Siliziumverbindungen (Siloxane), Alkohole, Pentan und Benzindämpfe, FKWs und FCKWs. Es können auch gasförmige Substanzen wie z.B. Methylchlorid (Chlormethan) oder der FCKW R 12 zurückgewonnen werden.

Leitet man diese Abgasströme durch gekühlte Wärmetauscher, so verflüssigen sich darin die dampfförmigen Substanzen. Diese lassen sich dann leicht vom Gasstrom trennen und in den Tank zurückführen oder in der Produktion wieder verwenden.

Gaseanwendung

Werden die Wärmetauscher mit flüssigem Stickstoff gekühlt, so bezeichnet man das Verfahren als „Kryokondensation“. Wegen der extrem tiefen Kühltemperaturen (-196 °C) erreicht man dabei sehr hohe Rückgewinnungsraten und damit eine effiziente Reinigung der Abgasströme.

Vorteile:

  • Abluftreinigung bei gleichzeitiger Rückgewinnung der Lösemittel
  • Kostenersparnis durch Wiedverwertung der Lösemittel
  • Einhaltung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte (TA-Luft)
  • Doppelnutzung des Stickstoffs: Der zur Kühlung verwendete Stickstoff kann als Gas  zur Inertisierung genutzt werden.
  • Pilotanlagen für Kunden-Versuche
  • Individuelles Anlagendesign
  • Erfahrung aus über 80 weltweit installierten Anlagen

Messer-Lösung

In der Praxis ist die Kryokondensation ein komplexer Prozess, weil bei den niedrigen Kühltemperaturen die Dämpfe in den Kondensatoren einfrieren und die Apparate dann verstopfen. Außerdem entstehen Eisnebel, die zu höheren Restbeladungen im Abgasstrom führen als man aufgrund der niedrigen Prozesstemperaturen erwarten würde.

Dies lässt sich vermeiden, indem anstelle von flüssigem Stickstoff kalter gasförmiger Stickstoff als Kühlmittel verwendet wird, wie in dem von Messer entwickelten DuoCondex-Verfahren. Der Kryokondensator ist dabei in 2 parallel angeordnete Rohrbündel aufgeteilt, die seriell von kaltem gasförmigem Stickstoff durchströmt werden. Das Kaltgas wird in einem vorgeschalteten Verdampfer (Thermocontroller) erzeugt. In diesen gelangt zunächst flüssiger Stickstoff aus einem Lagerbehälter. Der Flüssigstickstoff verdampft dabei und tritt dann als Kaltgas in das erste Rohrbündel des Kryokondensators ein. Hier überträgt er seine Kälte an das von unten zuströmende Abgas und wärmt sich dabei auf. Der jetzt warme Stickstoff wird nun dem Verdampfer erneut zugeführt und dient als Wärmequelle für die Verdampfung des Stickstoffs. Dabei kühlt er sich wieder ab und steht erneut als Kaltgas, diesmal zur Kühlung des zweiten Rohrbündels, bereit. So entstehen aus jedem kg Flüssigstickstoff ohne Energieverluste 2 kg kalter gasförmiger Stickstoff für die Kühlung des Kryokondensators.

Im gleichen Maß wie sich das Kaltgas erwärmt kühlt sich der zu reinigende Gasstrom ab und die Restbeladung sinkt unter die von der Umweltgesetzgebung geforderten Grenzwerte. Nachgeschaltete Reinigungsstufen sind nicht erforderlich. Die schädlichen Dämpfe verflüssigen sich und werden abgeleitet, und der im Gegenstrom angewärmte Stickstoff strömt unter Druck in das Werksnetz des Kunden zur weiteren Verwendung als Inertgas.

DuoCondex-Anlagen werden individuell nach Kundenwunsch konzipiert und für jeden Einzelfall optimal ausgelegt. Hierfür steht die Erfahrung von weltweit mehr als 80 durch Messer installierte Kryokondensationsanlagen zur Verfügung.

Auf Wunsch demonstrieren wir auch gerne das Verfahren bei Ihnen vor Ort mit unserer mobilen Pilotanlage. Unter realen Betriebsbedingungen lassen sich die für eine Projektierung erforderlichen Daten am sichersten ermitteln.