Worldwide China Indien

Abluftreinigung mit Cryo-Kondensation

Abluftreinigung eiskalt: Was bringt die Cryo-Kondensation mit Stickstoff?

| Autor / Redakteur: Matthias Böckling, Jürgen Flach* / Dominik Stephan

(Bild: Air Liquide; ©Ig0rZh, © Gun2becontinued-stock.adobe.com)

Effiziente Abluftreinigung mit tiefkaltem Stickstoff: Ohne die verschiedensten Kohlenwasserstoffe sind viele Reaktionen unvorstellbar. Diese Stoffe nach der Produktion wieder aus den Abgasströmen zu entfernen, wird jedoch zur Herausforderung – es sei denn, man bleibt ganz cool: Wird die Cryo-Kondensation zum Abluft-Enabler in der chemischen Produktion?

Alkohole, Aldehyde, Ketone und andere Kohlenwasserstoffe sind in der chemischen Produktion unverzichtbar. Ohne sie wären viele Prozesse gänzlich undenkbar. So vorteilhaft diese Stoffe sind, so sehr bereiten sie manchem Anlagenbetreiber Kopfzerbrechen, da sie nach der Reaktion wieder entfernt werden müssen. Der französische Gaseproduzent Air Liquide bietet mit der Cryo-Kondensationstechnologie ein modernes und effizientes Verfahren, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Dabei setzten die Kälteexperten auf tiefkalten, flüssigen Stickstoff (Siedepunkt -196 °C) als Kältequelle. Während des Prozesses verdampft dieser und kühlt gleichzeitig das zu reinigende Rohgas so weit ab, dass die Gleichgewichtsbeladung der umweltschädlichen Substanzen die gesetzlichen Grenz­werte unterschreitet.

Eine essenzielle Referenz ist in diesem Kontext die „Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft“ („TA-Luft“), an deren Maßstab sich viele europäische Länder orientiert haben. Die im Abluftstrom befindlichen leicht flüchtigen, organischen Komponenten, so genannte Volatile Organic Compounds (VCO’s), fallen in der Folge als flüssiges Kondensat an und können in den Prozess zurückgeführt, aufgereinigt oder entsorgt werden. Das Cryo-Kondensationssystem eignet sich für niedrig und hoch beladene, lösemittelhaltige Abluftströme bis 2000 Nm3/h.

Da sich die Abluftströme häufig in Volumenstrom, Beladung des Lösemittels, Volatilität und Zielkonzentration unterscheiden, lässt sich das Standardmodul erweitern und an kunden- oder prozessspezifische Anforderungen anpassen.

Reaktorkühlung mit flüssigem Stickstoff: Tieftemperatur für höchste Ansprüche

Reaktorkühlung mit technischen Gasen

Reaktorkühlung mit flüssigem Stickstoff: Tieftemperatur für höchste Ansprüche

09.08.17 - Um den Anforderungen nach immer höheren Reinheitsgraden gerecht zu werden, setzt die pharmazeutische und biotechnische Industrie auf Tieftemperatur-Reaktionen. Anlagen und Verfahrenskonzepte müssen deshalb ein effizientes Tieftemperatur-Kühlverfahren ermöglichen. Und nicht nur das: Auch die konsequente und sichere Temperaturkontrolle muss zu jedem Zeitpunkt gewährleistet sein. lesen

Die Anlagen sind zudem steuerungstechnisch mit einem modernen Stand-Alone-Prozessleitsystem ausgestattet und sollen sich so mithilfe gängiger Protokolle unkompliziert in ein übergeordnetes Leitsystem integrieren lassen. Zudem erfüllen die Anlagen umfangreiche Sicherheitsstandards wie beispielsweise die Atex-Richtlinie.

Abluftreinigung: Mit Kreisgas gegen Aerosole

Der als Kältequelle genutzte flüssige Stickstoff wird dabei nicht direkt zur Kühlung in der Cryo-Kondensationsanlage eingesetzt. Dies hätte eine starke, nachteilige Aerosolbildung zur Folge, was wiederum eine zuverlässige Einhaltung von Grenzwerten schwierig gestalten würde.

Um diese unerwünschte Aerosolbildung wirkungsvoll zu vermeiden, bedienen sich die Gasexperten daher eines Zwischenschritts: Mithilfe des flüssigen Stickstoffs wird ein zirkulierender Strom, das Kreisgas, aus gasförmigem Stickstoff gekühlt. Durch dieses Vorgehen lässt sich eine prozessspezifische Temperatur zur Kondensation präzise einstellen.

Bei der Cryo-Kondensation an die Effizienz denken

Das Cryo-Kondensationssystem von Air Liquide weist zudem eine besonders hohe Energieeffizienz auf, erklärt der Hersteller: Dazu trägt auch die standardmäßige Nutzung eines so genannten Rekuperations-Wärmetauschers bei, um das zirkulierende Kreisgas zu kühlen. Durch diesen Schritt kann der Verbrauch an flüssigem Stickstoff deutlich reduziert werden, erklären die Air-Liquide-Spezialisten. Ein Indikator für die besondere Energieeffizienz ist, dass der verdampfte Stickstoff und das Reingas die Anlage mit nahezu der gleichen Temperatur wie das eintretende Rohgas verlassen.

Das Flüchtige Glück: Industriegase und Technische Gase im Überblick

Übersicht Industriegase

Das Flüchtige Glück: Industriegase und Technische Gase im Überblick

25.09.14 - Manche Ausgangsstoffe kommen im Big Bag, andere in Druckflaschen. So wie technische Gase – Von der Lebensmittelherstellung bis zur Medizintechnik sind die flüchtigen Rohstoffe gefragt. Wir nahmen die Eröffnung einer CO2-Abfüllanlage zum Anlass, einmal einen tiefen Zug aus der Druckluftflasche zu nehmen. Das Ergebnis: Eine Übersicht der wesentlichen technischen und Industriegase, vom Edelgas zum Produkt der Luftzerlegung. Genauer hinschauen lohnt sich - Denn Gas ist nicht gleich Gas… lesen

Zu hohe Beladungen stellen für konventionelle Technologien wie die thermische Nachverbrennung ein Problem dar, wenn die so genannte „Untere Explosionsgrenze“ (UEG), eine wichtige prozesstechnische Kenngröße, überschritten wird. Ein solcher Konflikt mit der UEG besteht bei der Cryo-Kondensation prinzipbedingt nicht, da das Gas immer entlang der spezifischen Sättigungslinie abgekühlt wird und damit kritische Restkonzentrationen wirksam vermieden werden. In der Anlage sind zudem keine Zündquellen vorhanden.

Auch für die volatile Abluftreinigung

Auch volatil anfallende Abluftströme – in der Konzentration und in der Beladung mit leicht flüchtigen Bestandteilen schwankend – stellen für die bewährte Technologie kein Problem dar: So wird bei einem volatilen Volumenstrom druckgesteuert genau die notwendige Menge Reingas im Kreis gefahren, um das System kalt zu halten. Selbst bei wechselnden Volumenströmen könne auf diese Weise eine zuverlässige Abluftrei- nigung ermöglicht werden, so die Entwickler.

Innerhalb des Prozesses kommt der Stickstoff zu keiner Zeit mit den leicht flüchtigen Komponenten in Kontakt, sodass der nicht kontaminierte, gasförmige Stickstoff weiterverwendet werden kann – z.B. zur Inertisierung. Der Vorteil liegt auf der Hand: Durch die Wiederverwendung des verdampften, gasförmigen Stickstoffes in anderen Prozessen laufen die Betriebskosten der Anlage gegen null.

Modulare Cryo-Kondensation für Plug-and-Produce

Als moderne verfahrenstechnische Systeme werden Air-Liquide-Cryo-Kondensationsanlagen zeitgemäß als so genannte „Pack­age-Unit-Systeme“ gebaut. Das bedeutet die Anlage wird fertig verrohrt und angeschlossen auf einem soliden Rahmengestell (Skid) geliefert. Alle notwendigen Apparate und Wärmetauscher sowie Gebläse und Pumpen befinden sich innerhalb dieses Gestells. Selbstverständlich sind alle Komponenten mit einer speziell für kryogene Anlagen ausgelegten Isolierung versehen. Vor Ort wird die Anlage nur noch an den Kundenprozess angeschlossen.

Diese Plug-and-Play-Lösung reduziert den Arbeitsaufwand bei der Implementierung erheblich. Natürlich übernehmen die Spezialisten die Inbetriebnahme der Anlage und stehen dem Kunden jederzeit mit Rat und Tat zur Seite. Besonders hilfreich für Neukunden: Air Liquide verfügt über verschiedene Versuchsanlagen, die bei Bedarf direkt im Kundenprozess eingesetzt werden können, um die notwendigen verfahrenstechnischen Parameter zur individuellen Anlagenauslegung zu bestimmen. So kann schon bei der Installation auf größtmögliche Effizienz und einen reibungslosen Ablauf geachtet werden.

* * M. Böckling ist Projekt Manager Industrial Cryogenics, J. Flach Market Manager bei Air Liquide, Krefeld.

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 45383965 / Thermische Verfahren)