BVT-Merkblatt zu Abwasser- und Abgasbehandlung
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Kapitel 3 Umrüstbarkeit [cww/tm/71]: Kühlmittelkondensation Kryogene Kondensation leicht umrüstbar, wenn Kühlwasser verfügbar ist, mit einem Wärmetauscher, der nahe oder oberhalb des entsprechenden Anlagenteils angebracht ist 3.5.1.3 Adsorption Beschreibung kann auf Gestell montiert werden, kann jeden Stickstoffverdampfer ersetzen, sollte nahe bei Flüssigstickstoffquelle installiert sein, um die Länge der kryogenen Rohrleitungen gering zu halten; Systeme können entweder bei bestehenden Anlagen umgerüstet werden oder in neue Betriebe integriert werden Geschlossene Inertgaskondensation bei bestehenden Betrieben schwierig nachzurüsten, sie sind mehr für neue Betriebe geeignet Die Adsorption ist eine heterogene Reaktion, bei der die Gasmoleküle auf der Feststoffoberfläche festgehalten werden (Adsorbens), wobei spezifische Verbindungen bevorzugt werden und diese somit vom Abgasstrom entfernt werden. Wenn die Oberfläche nahezu vollständig adsorbiert ist, wird die adsorbierte Menge desorbiert, was ein Bestandteil der Regenerierung des Adsorptionsmittels ist. Bei der Desorption liegen die Schadstoffe in einer höheren Konzentration vor und können entweder zurückgewonnen oder behandelt (zerstört) werden [cww/tm/135]. Die hauptsächlichen Arten von Adsorptionssystemen sind: � Festbett-Adsorption, � Wirbelschicht-Adsorption, � Kontinuierliche Wanderbettadsorption, � Druckwechseladsorption (PSA). Festbett-Adsorptions-Verfahren (siehe Abbildung 3.53 [cww/tm/71]) werden häufig benutzt. Abgas, Abluft, usw. werden mittels Kühlen, Teilkondensation des Wasserdampfes und Erwärmen vorbehandelt, um die relative Feuchtigkeit zu verringern, damit die Co-Adsorption von Wasser minimiert wird. Das Gas wird bei 40 °C in den Adsorber geleitet, strömt nach oben und verlässt ihn gereinigt. Um die Regeneration zu ermöglichen, werden die Adsorber allgemein als Mehrbett (2 oder 3)Anlagen betrieben, d. h. ein Bett wird beladen, das andere regeneriert. Optional befindet sich ein drittes Bett im Stand-By-Modus. Ein Doppelbett-Adsorptionsverfahren wird in Abbildung 3.53 dargestellt. Abbildung 3.53: Typisches Doppelbett-Adsorptionsverfahren 184 Abwasser- und Abgasbehandlung
Kapitel 3 Wirbelschicht-Verfahren (siehe Abbildung 3.54 [cww/tm/132]) benutzen die Gasgeschwindigkeit (hauptsächlich im Bereich von 0,8–1,2 m/s), um das Adsorptionsmittel in ein Wirbelstadium zu versetzten. Dieses System erfordert abriebfeste Adsorptionskügelchen. Sie werden mit kontinuierlicher Adsorption/Desorption gefahren, und das Adsorptionsmittel wird in einem Wärmetauscher unterhalb des Adsorbers regeneriert und dann unmittelbar pneumatisch in das Wirbelbett zurückgeführt. Mit dem kontinuierlichen Wanderbett-Verfahren (siehe Abbildung 3.55 [cww/tm/71]) wird das Adsorptionsmittel kontinuierlich auf den oberen Teil des Adsorbers geführt und passiert den Gasstrom im Gegenstrom. Das am Boden des Behälters gesättigte Adsorbens wird kontinuierlich in den Wanderbett-Regenerator überführt. Die Druckwechseladsorption (PSA) kann Gase oder Dämpfe in einer Abgasmischung trennen und gleichzeitig das Adsorbens regenerieren. Sie beinhaltet vier Schritte: Schritt 1: Druckaufbau durch einströmendes Gas in den Adsorber Schritt 2: Adsorption bei hohem Druck und damit Erzeugen reiner Komponenten Schritt 3: Druckentspannung Schritt 4: Reinigen bei geringem Druck oder unter Vakuum. Diese vier Schritte bewirken eine Komponententrennung entsprechend ihrer Bindungsstärke mit dem Adsorbens. Mit nachgeschalteten Reinigungseinrichtungen verbessert diese Technik die Leistung der Rückgewinnung und Wiederverwendung von Abgasmischungen. Abbildung 3.54: Wirbelschicht Adsorption a) regeneriertes Adsorptionsmittel, b) Wirbelbett, c) Inertgas, d) Gebläse, e) Abscheider Typische Adsorptionsmittel sind, z. B. [cww/tm/71]: � Granulierte Aktivkohle (GAK), das bekannteste Adsorptionsmittel mit einem großen Leistungsbereich, nicht begrenzt auf polare oder unpolare Verbindungen, GAK kann imprägniert sein mit, z. B. Oxidationsmittel wie Natrium-Permanganat oder mit Schwefelverbindungen (verbessert die Rückhaltung von Schwermetallen) [cww/tm/70]; Abwasser- und Abgasbehandlung 185
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Kapitel 3<br />
Wirbelschicht-Verfahren (siehe Abbildung 3.54 [cww/tm/132]) benutzen die Gasgeschwindigkeit (hauptsächlich<br />
im Bereich von 0,8–1,2 m/s), um das Adsorptionsmittel in ein Wirbelstadium <strong>zu</strong> versetzten. Dieses System<br />
erfordert abriebfeste Adsorptionskügelchen. Sie werden mit kontinuierlicher Adsorption/Desorption gefahren,<br />
<strong>und</strong> das Adsorptionsmittel wird in einem Wärmetauscher unterhalb des Adsorbers regeneriert <strong>und</strong> dann unmittelbar<br />
pneumatisch in das Wirbelbett <strong>zu</strong>rückgeführt.<br />
Mit dem kontinuierlichen Wanderbett-Verfahren (siehe Abbildung 3.55 [cww/tm/71]) wird das Adsorptionsmittel<br />
kontinuierlich auf den oberen Teil des Adsorbers geführt <strong>und</strong> passiert den Gasstrom im Gegenstrom.<br />
Das am Boden des Behälters gesättigte Adsorbens wird kontinuierlich in den Wanderbett-Regenerator überführt.<br />
Die Druckwechseladsorption (PSA) kann Gase oder Dämpfe in einer Abgasmischung trennen <strong>und</strong> gleichzeitig<br />
das Adsorbens regenerieren. Sie beinhaltet vier Schritte:<br />
Schritt 1: Druckaufbau durch einströmendes Gas in den Adsorber<br />
Schritt 2: Adsorption bei hohem Druck <strong>und</strong> damit Erzeugen reiner Komponenten<br />
Schritt 3: Druckentspannung<br />
Schritt 4: Reinigen bei geringem Druck oder unter Vakuum.<br />
Diese vier Schritte bewirken eine Komponententrennung entsprechend ihrer Bindungsstärke mit dem Adsorbens.<br />
Mit nachgeschalteten Reinigungseinrichtungen verbessert diese Technik die Leistung der Rückgewinnung<br />
<strong>und</strong> Wiederverwendung von Abgasmischungen.<br />
Abbildung 3.54: Wirbelschicht Adsorption<br />
a) regeneriertes Adsorptionsmittel, b) Wirbelbett, c) Inertgas, d) Gebläse, e) Abscheider<br />
Typische Adsorptionsmittel sind, z. B. [cww/tm/71]:<br />
� Granulierte Aktivkohle (GAK), das bekannteste Adsorptionsmittel mit einem großen Leistungsbereich,<br />
nicht begrenzt auf polare oder unpolare Verbindungen, GAK kann imprägniert sein mit, z. B. Oxidationsmittel<br />
wie Natrium-Permanganat oder mit Schwefelverbindungen (verbessert die Rückhaltung von<br />
Schwermetallen) [cww/tm/70];<br />
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