DE4206020C1 - Recovery of solvent from water-solvent mixt. - comprises container contg. evaporator and condenser connected by common cooling circuit with incorporated compressor - Google Patents
Recovery of solvent from water-solvent mixt. - comprises container contg. evaporator and condenser connected by common cooling circuit with incorporated compressorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Rückgewinnung eines Lösemittels aus einem Wasser- Lösemittelgemisch, welche mit einem Verdampfer und Kondensator im Kühlkreislauf arbeitet.The invention relates to a device for Recovery of a solvent from a water Solvent mixture, which with an evaporator and condenser works in the cooling circuit.
Aus den DE-OSen 39 07 437 und 35 01 643 sind derartige Vorrichtungen zur Lösemittelrückgewinnung bzw. Lösemittelkondensation in verschiedenen Bauarten bekannt geworden.From DE-OSen 39 07 437 and 35 01 643 are such Devices for solvent recovery or Solvent condensation known in various designs become.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung zur Rückgewinnung eines Lösemittels aus einem Wasser- Lösemittelgemisch, die unter Benutzung des Umlaufkühlerprinzipes in rationeller Weise eine Trennung von Wasser und Lösemittel in einer einfachen, kostengünstigen und kompakten Bauausführung ermöglicht.The invention aims to provide a device for Recovery of a solvent from a water Solvent mixture using the Circulation cooler principles in a rational way a separation of Water and solvents in a simple, inexpensive and compact construction.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Behälter mit darin angeordnetem Verdampfer und im Abstand darüber angeordnetem Kondensator, welche beide über einen gemeinsamen Kühlkreislauf mit darin eingeschaltetem Kompressor verbunden sind, und mindestens eine im Behälter dem Verdampfer zugeordnete, über eine Leitung mit eingesetzter Förderpumpe das Wasser-Lösemittelgemisch auf den Verdampfer sprühende Düse gelöst, wobei am heißen Verdampfer aus dem entstehenden Nebelgemisch die Lösemittelmoleküle von den Wassermolekülen getrennt werden und dann die im Behälter in Richtung kaltem Kondensator aufsteigenden Lösemittelmoleküle am kalten Kondensator kondensieren (verflüssigt werden), nach unten abtropfen und aufgefangen werden.This object is achieved with a container evaporator arranged therein and at a distance above it arranged capacitor, both of which have a common Cooling circuit connected with compressor switched on are, and at least one in the container of the evaporator assigned, via a line with a feed pump inserted spray the water-solvent mixture onto the evaporator nozzle solved, with the hot evaporator from the resulting Mist mixture the solvent molecules from the water molecules be separated and then those in the container towards cold Condenser rising solvent molecules on the cold Condenser (liquefy) condenser down drain and be caught.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous embodiments of the task solution are in the Subclaims included.
Die erfindungsgemäße Lösemittel-Rückgewinnungsvorrichtung arbeitet nach dem Prinzip eines aus der Praxis bekannten Umlaufkühlers und nutzt hierbei die starke Erwärmung des Verdampfers und die starke Abkühlung des Kondensators aus und bringt diese beiden Bauteile in einem gemeinsamen Behälter unter.The solvent recovery device according to the invention works on the principle of one known from practice Recirculating cooler and uses the strong heating of the Evaporator and the strong cooling of the condenser from and brings these two components in a common container under.
Das Wasser-Lösemittelgemisch wird über eine Düse durch eine Pumpe dem heißen Verdampfer zugesprüht, wobei sich ein Nebelgemisch bildet, aus dem die Lösemittelmoleküle sich von den Wassermolekülen trennen.The water-solvent mixture is passed through a nozzle through a Pump sprayed the hot evaporator, with a Mist mixture forms, from which the solvent molecules move separate the water molecules.
Die Lösemittelmoleküle steigen dann im Behälter auf und schlagen sich in einer Kühlfalle des Kondensators nieder und werden dort kondensiert, so daß sie als Lösemittelflüssigkeit nach unten abtropfen und gesammelt werden.The solvent molecules then rise in the container and are reflected in a cold trap of the condenser and are condensed there so that they act as a solvent liquid drain down and collect.
Für die Entstehung der Erwärmung des Verdampfers und der Kühlung des Kondensators wird über den Kompressor im Kreislauf dem Gas die Energie, d. h. die Wärme, entzogen und dadurch der ohne Ventilator arbeitende Verdampfer stark erhitzt und der nachgeschaltete Kondensator durch die Flüssigkeit abgekühlt.For the origin of the heating of the evaporator and the The condenser is cooled by the compressor in the circuit energy the gas, d. H. the heat, withdrawn and thereby the Evaporators working without a fan are very hot and the downstream condenser cooled by the liquid.
Diese Vorrichtung ist einfach und kostengünstig aufgebaut, zeigt eine kompakte Bauausführung und ermöglicht in rationeller Arbeitsweise die Lösemittel-Rückgewinnung. This device is simple and inexpensive, shows a compact construction and enables in efficient method of solvent recovery.
Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigt:In the drawings is an embodiment of the invention shown, which is explained in more detail below. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Umlaufkühlers gemäß dem Stand der Technik, Fig. 1 is a schematic representation of a circulator according to the prior art,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Lösemittel- Rückgewinnungsvorrichtung unter Benutzung des Umlaufkühlers, Fig. 2 is a schematic diagram of a solvent recovery apparatus, using the circulator,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Kühlfalle der Vorrichtung nach Fig. 2. Fig. 3 is a schematic representation of the cold trap of the apparatus of FIG. 2.
Der in Fig. 1 dargestellte, zum Stand der Technik gehörende und von der Anmelderin in der Praxis verwendete Umlaufkühler (7) zeigt in einem Kühlkreislauf (1) einen Kompressor (2), einen Kondensator (3) mit Ventilator (4), einen Sammler (5), einen Schauglas-Trockner (6), ein thermostatisches Entspannungsventil (8) und einen in einem Behälter (9) mit Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser (9a), angeordneten Verdampfer (10).The circulation cooler ( 7 ) shown in FIG. 1 and belonging to the prior art and used in practice by the applicant shows in a cooling circuit ( 1 ) a compressor ( 2 ), a condenser ( 3 ) with fan ( 4 ) and a collector ( 5 ), a sight glass dryer ( 6 ), a thermostatic expansion valve ( 8 ) and an evaporator ( 10 ) arranged in a container ( 9 ) with cooling liquid, preferably water ( 9 a).
Vom Wasserbehälter (9) geht eine Vorlaufleitung (11) mit eingesetzter Förderpumpe (12) zum zu kühlenden Gerät ab und eine Rücklaufleitung (13) ist in den Behälter (9) zurückgeführt. Der Kompressor (2) steht über eine Steuerleitung (14) mit einem die Temperatur des Wassers (9a) im Behälter (9) messenden Thermostaten (15) in Verbindung und das Entspannungsventil (8) wird über eine Steuerleitung (16) von einem am Kühlkreislauf (1) zwischen Wasserbehälter (9) und Kompressor (2) vorgesehenen Meßpunkt (17) aus thermostatisch geregelt.From the water container (9) a flow line (11) with inserted pump (12) goes to the starting device to be cooled and a return line (13) is recycled into the container (9). The compressor ( 2 ) is connected via a control line ( 14 ) to a thermostat ( 15 ) measuring the temperature of the water ( 9 a) in the container ( 9 ) and the expansion valve ( 8 ) is controlled by a control line ( 16 ) Cooling circuit ( 1 ) between water tank ( 9 ) and compressor ( 2 ) provided measuring point ( 17 ) from thermostatically controlled.
Um den Kompressor (2) geht vom Kreislauf (1) eine Bypassleitung (18) mit eingesetztem Druckventil (19) ab. A bypass line ( 18 ) with an inserted pressure valve ( 19 ) goes around the compressor ( 2 ) from the circuit ( 1 ).
Der Kompressor (2) des Umlaufkühlers (7) sorgt dafür, daß Gas in Flüssigkeit umgewandelt wird, indem das vom Kompressor (2) im Kreislauf (1) dem Kondensator (3) zugeführte Gas dann im Kondensator (3) seine Energie (Wärme) an die Umgebungsluft abgibt, wobei der Ventilator (4) den Kondensator (3) durchbläst. Die im Kondensator (3) erzielte Flüssigkeit wird dann durch das Entspannungsventil (8) in den Verdampfer (10) eingelassen; hierin verdampft die Flüssigkeit und entzieht dem den Verdampfer (10) umspülenden Wasser (9a) die Wärme, so daß das Wasser (9a) im Behälter (9) gekühlt und über die Pumpe (12) durch die Vorlaufleitung (11) zu Kühlzwecken abfließen kann.The compressor ( 2 ) of the recirculating cooler ( 7 ) ensures that gas is converted into liquid by the gas (supplied by the compressor ( 2 ) in the circuit ( 1 ) to the condenser ( 3 ) then its energy (heat) in the condenser ( 3 ) releases to the ambient air, the fan ( 4 ) blowing the condenser ( 3 ). The liquid obtained in the condenser ( 3 ) is then admitted through the expansion valve ( 8 ) into the evaporator ( 10 ); therein the liquid evaporates and extracts the heat from the evaporator ( 10 ) around the water ( 9 a), so that the water ( 9 a) is cooled in the container ( 9 ) and via the pump ( 12 ) through the feed line ( 11 ) for cooling purposes can drain off.
Dieser Verdampfungsprozeß erfolgt solange, bis der Thermostat (15) bei einer vorgegebenen Temperatur des Wassers (9a) den Kompressor (2) ausschaltet und somit die Umlaufkühlung unterbricht. Bei diesem Verdampfungsvorgang wird der Kondensator (3) sehr warm (z. B. ca. 55°C) und der Verdampfer (10) sehr kalt (z. B. bis zu -40°C).This evaporation process continues until the thermostat ( 15 ) switches off the compressor ( 2 ) at a predetermined temperature of the water ( 9 a) and thus interrupts the circulation cooling. During this evaporation process the condenser ( 3 ) becomes very warm (e.g. approx. 55 ° C) and the evaporator ( 10 ) very cold (e.g. up to -40 ° C).
Dieses Prinzip wird erfindungsgemäß zur Trennung eines Lösemittels (20) aus einem Wasser-Lösemittelgemisch (21) bei der Vorrichtung nach Fig. 2 genutzt, wobei für gleiche Bauteile dieser Vorrichtung und des Umlaufkühlers (7) dieselben Bezugszahlen verwendet werden.This principle is used according to the invention for separating a solvent ( 20 ) from a water-solvent mixture ( 21 ) in the device according to FIG. 2, the same reference numbers being used for the same components of this device and the recirculating cooler ( 7 ).
Diese Lösemittel-Rückgewinnungsvorrichtung weist einen Behälter (22) auf, in den der Kondensator (3) ohne Ventilator (4) eingesetzt ist und dadurch einen Verdampfer (30) bildet. Im Abstand zum Verdampfer (30), vorzugsweise oberhalb desselben, ist im Behälter (22) der Verdampfer (10) angeordnet, welcher nun aber einen Kondensator (100) bildet.This solvent recovery device has a container ( 22 ) into which the condenser ( 3 ) is inserted without a fan ( 4 ) and thereby forms an evaporator ( 30 ). At a distance from the evaporator ( 30 ), preferably above it, the evaporator ( 10 ) is arranged in the container ( 22 ), but this now forms a condenser ( 100 ).
Verdampfer (30) und Kondensator (100) sind durch den gemeinsamen Kreislauf (1) verbunden. Evaporator ( 30 ) and condenser ( 100 ) are connected by the common circuit ( 1 ).
Dem Verdampfer (30) ist im Behälter (22) mindestens eine Düse (23) zugeordnet, welche über eine Förderpumpe (24) und Leitung (25) auf dem Verdampfer (30) das Wasser- Lösemittelgemisch (21) sprüht.At least one nozzle ( 23 ) is assigned to the evaporator ( 30 ) in the container ( 22 ) and sprays the water-solvent mixture ( 21 ) via a feed pump ( 24 ) and line ( 25 ) on the evaporator ( 30 ).
Der Behälter (22) zeigt in seinem Bodenbereich unterhalb des Verdampfers (30) ein Aufnahmereservoir (26) für das Wasser- Lösemittelgemisch (21). An dieses Reservoir (26) ist eine Zuführleitung (27) mit Ventil (28) für das Wasser- Lösemittelgemisch (21) angeschlossen und von diesem Reservoir (26) geht die Leitung (25) mit Förderpumpe (24) ab, welche oberhalb des Verdampfers (30) in den Behälter (22) hineingeführt ist und die Düse (23) oder Düsen (23) aufweist.The container ( 22 ) shows in its bottom area below the evaporator ( 30 ) a receiving reservoir ( 26 ) for the water-solvent mixture ( 21 ). At this reservoir (26) a supply line (27) is connected with a valve (28) for the water solvent mixture (21) and from this reservoir (26), the line (25) goes out with pump (24) upstream of the evaporator ( 30 ) is introduced into the container ( 22 ) and has the nozzle ( 23 ) or nozzles ( 23 ).
Das Wasser-Lösemittelgemisch-Reservoir (26) kann auch von einem separaten Behälter gebildet sein, von dem dann das Wasser-Lösemittelgemisch (21) durch die Pumpe (24) und Leitung (25) in den Behälter (22) eingebracht wird.The water-solvent mixture reservoir ( 26 ) can also be formed by a separate container, from which the water-solvent mixture ( 21 ) is then introduced into the container ( 22 ) through the pump ( 24 ) and line ( 25 ).
An den Behälter (22) ist hinter dem Kondensator (100) eine Abgangleitung (29) mit Vakuumpumpe (31) angeschlossen. In die Abgangleitung (29) sind hinter der Vakuumpumpe (31) ein Filter (32), vorzugsweise Aktivkohlefilter oder Molekularsieb, und ein das Rest-Lösemittelgas erfassendes Meß- und Abschaltinstrument (33) eingesetzt.An outlet line ( 29 ) with a vacuum pump ( 31 ) is connected to the container ( 22 ) behind the condenser ( 100 ). A filter ( 32 ), preferably an activated carbon filter or molecular sieve, and a measuring and switching-off instrument ( 33 ) which detects the residual solvent gas are inserted into the outlet line ( 29 ) behind the vacuum pump ( 31 ).
Der Kondensator (100) ist in einer von zwei mit Abstand ineinandergreifenden, eine Lösemittel-Umlenkung und einen Lösemittelgasaustritt (29) aufweisenden Rohren (35a, 35b) gebildeten Kühlfalle (35) des Behälters (22) angeordnet.The condenser ( 100 ) is arranged in a cold trap ( 35 ) of the container ( 22 ) formed by two tubes ( 35 a, 35 b) which intermesh at a distance and have a solvent deflection and a solvent gas outlet ( 29 ).
Der Kondensator (100) ist, wie Fig. 3 zeigt, von einer Rohrwendel (101) gebildet, die sich an dem Einströmende allmählich (konisch) im Durchmesser vergrößert und an dem Ausströmende allmählich (konisch) im Durchmesser verkleinert. Die beiden konischen Rohrwendel-Endabschnitte (102, 103) liegen am unteren und oberen Ende der aufrechten Rohrwendel (101) und die schraubenförmigen Steigungen der gesamten Rohrwendel (101) sind zur Bildung einer vergrößerten Kondensationsfläche verhältnismäßig klein (eng).The condenser ( 100 ), as shown in FIG. 3, is formed by a coiled tubing ( 101 ) which gradually increases in diameter (conical) at the inflow end and gradually decreases in diameter at the outflow end. The two conical tube coil end sections ( 102 , 103 ) lie at the lower and upper end of the upright tube coil ( 101 ) and the helical slopes of the entire tube coil ( 101 ) are relatively small (narrow) to form an enlarged condensation area.
Die Kühlfalle (35) zeigt im Bodenbereich ein Ablaßventil (36) für das verflüssigte Lösemittel (20).The cold trap ( 35 ) shows a drain valve ( 36 ) for the liquefied solvent ( 20 ) in the bottom area.
Die Förderpumpe (24) sprüht durch die Düse (23) das Wasser- Lösemittelgemisch (21) auf den heißen Verdampfer (30). Aus dem dabei entstehenden Nebelgemisch trennen sich die Lösemittelmoleküle von den Wassermolekülen und steigen im Behälter (22) auf und in die Kühlfalle (35) ein, wo sie umgelenkt werden und dann an dem kalten Kondensator (100), dessen Rohrwendel (101, 102, 103), aufgrund ihrer im Vergleich zu den Wassermolekülen verschiedenen Dampfdruckwerte kondensieren. Das jetzt verflüssigte Lösemittel (20) tropft dann vom Kondensator (100) nach unten in die Kühlfalle (35).The feed pump ( 24 ) sprays the water-solvent mixture ( 21 ) through the nozzle ( 23 ) onto the hot evaporator ( 30 ). The solvent molecules separate from the water molecules from the resulting mist mixture and rise in the container ( 22 ) and into the cold trap ( 35 ), where they are deflected and then on the cold condenser ( 100 ), the coiled tubing ( 101 , 102 , 103 ), due to their different vapor pressure values compared to the water molecules. The now liquefied solvent ( 20 ) then drips down from the condenser ( 100 ) into the cold trap ( 35 ).
Die am Verdampfer (30) ausgeschiedenen Wassermoleküle (21a) tropfen ebenfalls als Flüssigkeit im Behälter (22) nach unten, z. B. in das Reservoir (26) zurück.The excreted on the evaporator ( 30 ) water molecules ( 21 a) also drip down as a liquid in the container ( 22 ), for. B. back into the reservoir ( 26 ).
Der Rückgewinnungsprozeß des Lösemittels (20) wird durch den Einsatz der Vakuumpumpe (31), die bessere Dampfdruckverhältnisse erzeugt, beschleunigt.The recovery process of the solvent ( 20 ) is accelerated by the use of the vacuum pump ( 31 ), which produces better vapor pressure conditions.
Damit nicht unkontrolliert Lösemitteldämpfe in die Umgebungsluft gelangen können, ist der Vakuumpumpe (31) der Filter (32) nachgeschaltet.So that solvent vapors cannot get into the ambient air in an uncontrolled manner, the vacuum pump ( 31 ) is followed by the filter ( 32 ).
Bei Überschreiten eines einstellbaren Lösemitteldampfwertes wird die Vorrichtung durch das Instrument (33) abgeschaltet. If an adjustable solvent vapor value is exceeded, the device is switched off by the instrument ( 33 ).
Diese Vorrichtung kann als diskontinuierlich oder kontinuierlich arbeitende Rückgewinnungsanlage ausgeführt sein.This device can be considered discontinuous or continuously operating recovery system be.
In Fig. 1 und 2 ist der Kühlkreislauf (1) in voller Linie im kalten Bereich und in strich-punktierter Linie im warmen Bereich dargestellt.In Fig. 1 and 2 of the cooling circuit (1) is shown in full line in the cold area and in dash-dotted line in the warm region.
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Also Published As
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| ATA29793A (en) | 1994-10-15 |
| ITMI930191A0 (en) | 1993-02-05 |
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| IT1263152B (en) | 1996-08-01 |
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