ConCat - Effizienter Abbau von Lösemitteln in der Abluft

 

Beschreibung des Verfahrens

Eigenschaften und Vorteile

Anwendungsgebiete

Vergleich mit anderen Abluftreinigungsverfahren

Beipiele von Anwendungen

 

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ConCat ist ein weiter entwickeltes Verfahren zur Aufkonzentration der Lösemittel in der Abluft und anschliessender katalytischer Oxidation in einem kleinen Teilstrom. Das Adsorbens und der Katalysator werden in einem horizontalen oder senkrechten Bett angeordnet. 90 bis 95% des Adsorbens nehmen Lösemittel aus dem Abluftstrom auf, während bei 5-10% des Adsorbens die Lösemittel abgegeben und gleichzeitig katalytisch oxidiert werden. Flussdiagramm:

 

  1. In einem ersten Prozessschritt wird die Abluft über ein Adsorbens geführt, welches die Lösemittel bei einer Temperatur von 10 – ca. 120° C aufnehmen und speichern kann. Etwa 90 – 95% des Bettes befindet sich jeweils in der Beladungsphase.
  2. Die restlichen ca. 5 -10% des Adsorbens werden mit erhitzter Umgebungsluft desorbiert. Es entsteht dadurch ein kleiner Volumenstrom mit einer erhöhten Lösemittelkonzentration.
  3. In vielen Anwendungsfällen kann das Adsorbens direkt mit katalytischem Material beschichtet werden, so dass die unter Punkt 2 desorbierten Lösemittel oxidiert werden, so bald sie an die Luft abgegeben werden.
  4. Falls keine katalytische Beschichtung des Adsorbens möglich ist, wird der Teilstrom wird über einen separaten Katalysator geleitet, wo die Lösemittel oxidiert werden.
  5. Durch die Oxidation der Lösemittel erwärmt sich der Teilstrom. Über einen Luft / Luft Wärmetauscher kann die Oxidationswärme zur Vorheizung des Teilstromes ausgenutzt werden.

 

Eigenschaften und Vorteile

 

Sehr kleiner Platzbedarf
Da die erforderliche Kontaktzeit in der Anlage sehr kurz ist, ergeben sich kleine, kompakte Anlagen. Dies spart nicht nur Kosten bei Aufstellung innerhalb einem Gebäude, sondern macht eine Nachrüstung von bestehenden Anlagen oft erst möglich.

Geringer Energieverbrauch, geringe Betriebskosten
Der Energieverbrauch beim Betrieb der Anlage ist je nach Anwendung 5 bis 30 Mal geringer als bei den thermischen Verfahren TNV, RNV oder KNV. Je nach Art der Lösemittel ist auch ein Betrieb ohne den Einsatz von Sekundärenergie möglich. In einzelnen Fällen kann sogar Wärmeenergie abgegeben werden.


Kein Aufheizen, kein Durchheizen
Nach dem Einschalten ist die Anlage sofort verfügbar, es ist kein Aufheizen notwendig und das übliche Durchheizen während der Nacht oder sogar am Wochenende entfällt. Dies ergibt zusätzliche Einsparungen, welche bei Systemvergleichen oft vernachlässigt werden.


Geringer Druckverlust
Der Druckverlust einer ConCat Anlage ist wesentlich geringer als bei thermischen Anlagen. Dies ergibt zusätzlich beträchtliche Einsparungen bei den Betriebskosten des Ventilators.


Unempfindlich auf Konzentrationsschwankungen
Auch plötzliche Veränderungen in der Konzentration der Inhaltsstoffe können den Prozess nicht stören. Chargen- bzw. phasenweise anfallende Frachten werden automatisch ausgeglichen, so dass ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist.


Keine Entsorgung von unerwünschten Produkten
Die Lösemittel werden zu CO2 und H2O oxidiert. Alternativ können in gewissen Fällen die Lösemittel anstatt oxidiert auch durch Kondensation wieder zurück gewonnen werden.


Offenheit für neue Konzepte
Oftmals wurde bzw. wird eine Produktionsanlage rund um eine thermische Nachverbrennung gebaut: Mit einem Teil der Abwärme aus einer TNV wird dabei zum Beispiel ein Trockner geheizt. Falls auch Abwärme aus anderen Quellen verfügbar wäre, lässt sich durch den Einsatz von ConCat die energetische Effizienz einer Gesamtanlage möglicherweise nachhaltig verbessern. Unsere Spezialisten beraten Sie bei Bedarf gerne.


Pilotierbarkeit
Nichts ist überzeugender als ein Tatbeweis: Für Versuche vor Ort und in der Versuchswerkstätte stehen gut ausgerüstete, mobile Pilotanlagen zur Verfügung.

 

 

Anwendungsgebiete

 

ConCat ist geeignet für flüchtige organische Verbindungen in der Abluft (sog. VOC’s, üblicherweise Lösemittel) in Konzentrationen von 10 bis etwa 1’000 mg/m3. Die einzelnen Lösemittel eignen sich unterschiedlich gut für die Anwendung des ConCat Verfahrens – kontaktieren Sie uns deshalb bezüglich Ihres konkreten Abluftproblems.
 

 

Anwendungsbereiche

 

Die Reinigung von Abluft nach Trocknern von Wasserlacken war der Ausgangspunkt der Entwicklung von ConCat. Die Liste von möglichen Anwendungen wird in der Zwischenzeit aber laufend länger:

  • Abluft aus Trocknern von Wasserlacken
  • Abluft aus Spritzkabinen von wasserbasierten oder Lösemittelhaltigen Lacken
  • Abluft aus der Verarbeitung von Klebstoffen
  • Abluft aus der Druckindustrie
  • Abluft aus der Elektronikindustrie

 


Vergleich von ConCat zur Abreinigung von Abluft aus Wasserlacken

 

Konkretes Beispiel: Behandlung von Abluft aus Trocknern von Wasserlacken mit ca. 200 mg/m3 Lösemittel und Ablufttemperatur 90 – 100° C.
Als Konkurrenzverfahren sind heute regenerative thermische Nachverbrennung (RNV) mit 2 oder 3 keramischen Speicherblöcken zur Wärmeübertragung sowie thermische Nachverbrennung (TNV) mit integrierten Wärmetauschern zu sehen.
 

 

 

Anwendungsbeispiele

 

  • Abluft aus einem Trockner mit wasserbasierten Lacken

Abluftmenge:

5‘000 Nm3/h, Temperatur 100° C

Konzentration:

ca. 200 mg / Nm3 vorwiegend Glykole aus Wasserlacken

Garantierter Grenzwert:

< 20 mg C / Nm3

Energieverbrauch:

7 kW (+Ventilator)

Dimensionen (l x b x h):

4 m x 1.3 m x 1.8 m

  • Styrolhaltige Abluft

Abluftmenge:

25‘000 Nm3/h, Temperatur 20° C

Konzentration:

ca. 700 mg / Nm3 Styrol

Garantierter Grenzwert:

< 20 mg C / Nm3

Energieverbrauch:

autothermer Betrieb, nur Energie für den Ventilator notwendig

Dimensionen (l x b x h):

7 m x 2.3 m x 2.3 m (aufteilbar in 2 Komponenten für den Transport)

 

  • Abluft aus Spritzkabinen mit Lösemittel-haltigen Farben bzw. Beschichtungen

Abluftmenge:

15‘000 Nm3/h, Temperatur 20° C

Konzentration:

ca. 400 mg / Nm3 Etylacetat, Toluol, Xylol, MEK, MIBK

Garantierter Grenzwert:

< 50 mg C / Nm3

Energieverbrauch:

autothermer Betrieb, nur Energie für den Ventilator notwendig

Dimensionen (l x b x h):

4.5 m x 1.6 m x 2 m

  • Abluft mit Lösemitteln aus der Verarbeitung von Farben und Lacken

Abluftmenge:

25‘000 Nm3/h, Temperatur 40° C

Konzentration:

ca. 600 mg / Nm3 MIKB (Methylisobutylketon), Methanol, DMF (Dimethylformamid)

Garantierter Grenzwert:

< 20 mg C / Nm3

Energieverbrauch:

Autothermer Dauerbetrieb, nur Energie für den Ventilator notwendig

Dimensionen (l x b x h):

4.5 m x 2 m x 4 m

  • Abluft mit Lösemitteln aus einem Chemiebetrieb

Abluftmenge:

2‘000 Nm3/h, Temperatur 50° C

Konzentration:

ca. 100 mg / Nm3 MEK (Methylethylketon), Toluol

Garantierter Grenzwert:

< 20 mg C / Nm3

Energieverbrauch:

4 kW (+Ventilator)

Dimensionen (l x b x h):

3 m x 1.3 m x 1.8 m

 

  • Rückgewinnung von Tetrafluoropropanol TFP

Abluftmenge:

10‘000 Nm3/h, Temperatur 20° C

Konzentration:

ca. 1 g / Nm3 TFP (Tetrafluorpropanol bzw. 2,2,3,3,-tetrafluoro-1-propanol)

Garantierter Grenzwert:

< 20 mg C / Nm3

Verfahrenskombination:

Aufkonzentrieren + Kondensieren

Dimensionen (l x b x h):

5 m x 5 m x 3 m

 

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