NO773767L - Fremgangsmaate til rensing av industrielle avgasser - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte til rensing av industrielle avgasser"•

Den foreliggende oppfinnelse angår begrensning av den forurensning som skyldes gassutslipp. Mer spesielt angår oppfinnelsen det gassutslipp som skyldes industrielle prosesser, spesielt påføring og tørking av maling på substrater så som transportmidler, f.eks. automobiler av forskjellig slag, etc.

Avgasser dannes i mange industrielle prosesser. I

■ forbindelse med den økende påpasselighet når det gjelder luft-forurensninger er det blitt foreslått forskjellige prosesser som tar sikte på å begrense slike forurensende gassutslipp. Øket forskning og utvikling har funnet sted, særlig med hensyn til forurensninger fra anvendelse av flytende malinger som inneholder organiske oppløsningsmidler, og som påføres motorkjøre-tøyer og lignende. En slik prosess er beskrevet i US-patent nr. 3 932 .151, som angår malingssprøyte-huskonstruksjoner og begrensning av mengden av atomisert maling i luften på det sted hvor sprøytemalingen utføres'.

En annen foreslått løsning på problemet med gassutslipp er en teknikk hvor avgasser adsorberes på karbonbaserte stoffer med stor overflate, så som aktivert karbon. Vanskelig-heten med slike fremgangsmåter er at;når det adsorberte oppløs-ningsmiddel skulle fjernes, nemlig ved fordampning i vakuum,

så oppsto det hasardiøse tilstander, idet oppløsningsmidlet.var• eksplosivt ved slike dampkonsentrasjoner. For å overvinne dette problem behandlet man det aktiverte karbon med gass, hvorved effektiviteten av det aktiverte karbon ble betydelig nedsatt i og med at dets overflateareal ble redusert. En slik arbeidsmåte er i høy grad utilfredsstillende når det gjelder store volumer av gassutslipp.

Ved utformning av en prosess for rensning av unnvikende gasser må man ta forholdsregler for å gjenvinne gassene hvis pro- sessen som helhet skal være tilfredsstillende økonomisk sett.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte.til rensing av gasser som unnviker fra industrielle prosesser,karakterisertved de følgende trinn: 1. Det tilveiebringes en gass inneholdende i.det minste et hydrokarbonmateriale og/eller et oksydert organisk stoff; 2. Gassen ledes inn i et gassabsorpsjonsmiddel bestående av et ikke-reaktivt væskeformig oppløsningsmiddel for gassen, hvilket oppløsningsmiddel er væskeformig og hovedsakelig ikke-flyktig ved omgivelsestemperatur og -trykk. Det væskeformige.absorpsjonsmiddel blir fortrinnsvis gjenvunnet véd fra-skillelse av gassen.

Det vises til tegningen.

Fig. 1 er et skjematisk diagram.som illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, innbefattende anvendelsen av. oppløsningsmiddel-biproduktene;

Fig. 2 er en skisse av en syklon-forstøvningsvasker

i hvilken gassen absorberes i væske.

Industrielle prosesser som den foreliggende fremgangsmåte tar sikte på, er hvilke som helst prosesser hvor miljøskade-lige gasser dannes. Deri spesielt foretrukne prosess gjelder de gasser som unnviker under påføring av flytende maling.

Flytende maling omfatter i videste betydning materialer som inneholder organiske filmdannere oppløst i organiske oppløs-ningsmidler, med eller uten pigmenter, belegningsmaterialer uan-sett sammensetning, det være seg en lateks eller en emulsjon, en oppslemning, en suspensjon1 og lignende, forutsatt at den unnvikende gass inneholder hydrokarbon og/eller oksyderte maling-.oppløsningsmidler. Den gass som unnviker ved påføring av maling, innbefatter ikke bare påføringen av.selve malingen,, men forflyk-tigelsen av oppløsningsmidlet fra den væskeformige eller flytende maling under tørringen av malingen. Med "gass" menes her ikke bare en unnvikende gassfase, men også en atomisert maling som ikke treffer substratet under påføringen av malingen.

Den mest foretrukne gass er en som inneholder oppløs-ningsmidler for væskeformig maling, hvilke oppløsningsmidler er en blanding av stoffer, spesielt et hydrokarbonmateriale og et oksydert' stoff.

Flytende blandinger består normalt av 'en harpiksbasert filmdanner (naturlig eller syntetisk), pigmenter og et væskefor mig oppløsningsmiddel. Egnede væskeformige oppløsningsmidler for malinger er alifatiske alkoholer med 1-8 karbonatomer, så som metanol, etanol, isopropanol, n-butanol, oktanol, og lignende; alifatiske ketoner så som aceton, metyletylketon, metylisobutyl-keton, diisobutylketon, cykloheksanon og lignende; estere så som estere av kortkjedede alifatiske syrer og kortkjedede alifatiske alkoholer hvor det samlede antall karbonatomer i syren og alko-holen er ca. 12, f.eks. etylacetat, butylacetat og lignende; hydrokarbonoppløsningsmidler så som de som inneholder opp til 12 karbonatomer, f.eks. heksan, oktan, cykloheksan, xylen, toluen, benzen og lignende; alifatiske etere og lignende, f.eks. "Cello-solve" (varemerke tilhørende Union Carbide for etylenglykol-mono-etyleter), "Cellosolve"-acetat, butyl-"Cellosolve" og butyl-"Cellosolve"-acetat og lignende.

Med."oksydert" menes organiske oppløsningsmidler, f.eks. for maling, som inneholder oksygen i oppløsningsmidlets molekyl, enten som en alkoholgruppe, en del av en syre, en ester eller en eter.

De malinger eller belegningsmateriåler som den foreliggende angår, er de som inneholder filmdannende organiske og naturlige harpikser, så som hydrokarbon-harpikser, epoksyder (f.eks. reaksjonsproduktet av bisfenol og epiklorhydrin), akryl-harpikser, polyestere, polyuretaner, ålkyder, vinyler, polyamider, urinstoffer, melaminer, polyimider, silikoner, polybenzimidazol og lignende.

Ved påføring av flytende maling på et underlag atomi-seres malingen, med eller uten luft eller elektrostatisk. Den sprøytemaling som ikke treffer underlaget (sprøytesvinnet), oppsamles ved hjelp av vaskevann som renner nedover sprøyteboksens vegger (vann-gardin). ■ Malingen-på underlaget blir så tørret i et varmekammer, hvor oppløsningsmidlet fordamper. Både under på-føringen og tørringen av malingen vil det dannes gasser.

Før gassen slippes til atmosfæren behandles den i henhold til den foreliggende fremgangsmåte, som går ut på at man fordeler eller bobler eller fører gassen inn i et væskeformige absorpsjonsmiddel, f.eks. et væskeformig middel som er et oppløs-ningsmiddel for gassen.

Det væskeformige absorpsjonsmiddel med den absorberte gass kan holdes tilbake i et passende reservoar, eller det kan oppsamles og opparbeides- som man måtte ønske. Fordelen med å. bruke et væskeformig absorpsjonsmiddel er at det lett kan hånd-teres, pumpes, lagres og gjenvinnes.

I sitt hovedtrekk angår den foreliggende oppfinnelse . en fremgangsmåte hvor man istedenfor' det vannreservoar for oppsamling av maling eller den vann-gardin som anvendes konvensjonelt ved sprøytemaling i sprøyteboks, anvender det væskeformige ab-sorps jonsmiddel som her beskrevet. Ved å bruke det væskeformige. absorpsjonsmiddel i henhold til oppfinnelsen som vaskevæske for sprøytesvinnet, eller som reservoar for oppsamling av sprøyte-svinnet, kan hele arbeidet med å begrense forurensningen i et industrielt anlegg- forenkles. På denne måte er det ikke påkrevet å gjøre endringer i de organiske malingssystemer som for tiden anvendes, for det dreier seg ikke om endringer i selve malings-systemet, men om absorpsjon av den unnvikende gass.og en mest mulig effektiv og økonomisk gjenvinning av det væskeformige ab-sorps jonsmiddel .

Ved den vanlige bruk av vaskevann i en sprøyteboks •anvendes en vanngardin som vasker veggene i den . sprøyteboks hvor sprøytemalingen foregår. Vannet kan sprøytes på veggene eller på en eller annen måte samle opp.malingssvinnet. I henhold til dén foreliggende oppfinnelse tar man sikte på at vanngardinen skal erstattes med en lignende "gardin" av.væskeformig absorpsjons- . middel som her beskrevet. Det vil forståes at en slik gardin av væskeformig absorpsjonsmiddel ikke nødvendigvis må anvendes, idet hvilken som helst teknikk hvorved malingssvinnet kan oppsamles, f.eks. sprøyting' og lignende, kan benyttes.

Det væskeformige absorpsjonsmiddel som anvendes ifølge oppfinnelsen, er ét middel som ikke reagerer med den unnvikende gass. Det væskeformige absorpsjonsmiddel er videre en væske og er hovedsakelig ikke-flyktig ved omgivelsestemperatur og -trykk såvel som de temperaturer og trykk ved hvilke den industrielle prosess og gjenvinningen av det organiske oppløsningsmiddel kan utføres. Det væskeformige absorpsjonsmiddel består bare av karbon, hydrogen og oksygen.

Egnede væskeformige absorpsjonsmidler er de som har et damptrykk under 1 mm Hg ved 20°C, fortrinnsvis under 0,01 mm Hg.

Eksempler på slike midler er polyoksyalkylenglykol, fortrinnsvis med strukturen HO -f R 0+ m H, hvor R inneholder 2-4 karbonatomer og m har verdier fra 2 til 2000, så som polyoksyetylenglykol, polyoksypropylenglykol, polyoksybutylenglykol; mettede alifatiske polyoler med 2-12 karbonatomer, så som glycerol, etylenglykol; tobasiske estere .så som dilakylestere av mettede alifatiske poly-karboksylsyrer (hvor alkylgruppen har opp til 8 karbonatomer og kårboksylsyren har opp til 10 karbonatomer), så som dialkyloksalat, dialkyImalonat, dialkylsuccinat, dialkylglutarat, dialkyladipat, dialkylpimelat, dialkylsuberatdialkylazelat, dialkylsebacat og lignende.; .mettede alifatiske ketoner så som diacetonalkohol, metylhe.ptylketon; aromatiske dikarboksylsyreestere så • som dialkyl-ftalat med 4-13 karbonatomer pr. alkylgruppe, f.eks. didecyl-eller dioktyl-f talat og lignende; og ikke<->reaktive.. blandinger derav. Uttrykket "polyoksyalkylen" er her ment å innbefatte for-bindelser fremtilt ved reaksjon av etylenoksyd, propylenoksyd og/eller butyloksyd med eller uten andre reaktanter, så som alkoholer, slik at det vil foreligge i det minste noen gjentatte •f R - 0 ^-grupper. Det vil forståes at. andre ikke-reaktive stoffer kan tilsettes som fortynningsmidler .eller, viskositetsregulerende . midler, slik at væsken vil ha passende fluiditet. Et foretrukket væskeformig absorpsjonsmiddel er en blanding av 50 volum% didecyl-ftalat og 50 volum% polyoksyalkylenglykol ("Ucon, LB'- 65", varemerke tilhørende Union Carbide) som har et damptrykk under 0,01

mm Hg.ved 20°C.

Det væskeformige absorpsjonsmiddel har fortrinnsvis lavest mulig damptrykk. Derved vil minst mulig av væsken for-flyktiges under absorpsjonen av den gass som unnviker.fra malingen.

Fig. 1 illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Den unnvikende gass dannes ved 10, og gassen ledes inn i et væskeformig absorpsjonsmiddel inneholdende en væske som angitt i det foreliggende. Væsken inneholdende-den absorberte gass føres til en gjenvinningssone 14. I denne sone blir væsken skilt fra gassen.. Det væskeformige absorpsjonsmiddel resirkuleres så via ledning 16 til' absorpsjonssonen for på ny å anvendes i denne. Gassen, som- først og fremst er oppløsningsmiddel fra den flytende maling, kan så anvendes ved fremstilling av flytende maling ved 18. Hvis gassen som dannes i trinn 10, ikke er et' oppløsningsmiddel som unnviker ved påføring og tørring av maling,- kan det produkt som erholdes ved gjenvinningen i trinn .14, benyttes på annen måte eller kastes.

En type absorpsjonsapparat som kan anvendes ved utførelse av den foreliggende fremgangsmåte, er anskueliggjort på fig. 2, som viser en syklon-sprøytevasker eller -forstøvningsvasker 20 med et luft- eller gassinnløp 22. Gassen strømmer gjennom inn-løpet 22 og tangensielt inn i syklonkammeret 24, som har et væske-innløp 26 og et væskeutløp 27. Fra.innløpet 26 strømmer væsken gjennom en ledning 28 og sprøytes gjennom fordelingsanordninger 30 omfattende en rekke dyser. På toppen bærer fordelingsanord-ningen en sentralt plassert, skiveformet ledeplate 32.

Gassen fra den industrielle prosess kommer inn gjennom innløpet 22 og sirkulerer rundt syklonkammeret og kommer i direkte kontakt med den utsprøytede absorpsjonsvæske .34, som er en findelt væske, hvorved det oppnås stor kontaktflate mellom væske og gass. Det oppnås en meget, høy effektivitet, idet hovedsakelig hele gassmengden inneholdende dé uønskede forurensninger absor-■ beres i væskefasen, mens resten av gassen strømmer ut gjennom anti-spinn-skovlene 36. Absorpsjonsvæsken blir så oppsamlet ved utløpet 27 for påfølgende; behandling i gjenvinningssonen 14. Syklonkammeret kan være laget av hvilket som [helst metall som

er motstandsdyktig overfor gassen, eksempelvis rustfritt stål, glassforet metall og lignende. En rekke syklonkammere kan anvendes for trinnvis rensning av gassen, idet gassen ledes fra det ene syklonkammer til'det neste.

Slike syklon-sprøytevaskere er beskrevet i Chemical

Engineers Handbook, 4, utgave, side 18-33 og videre.

Gjenvinningssonen tjener først og fremst til å skille absorpsjonsvæsken fra den gass som er absorbert i væsken. Sepa-rasjonen kan utføres på hvilken som helst egnet måte. De føl-gende to måter foretrekkes: Den første er en vakuumdestillasjon, og den annen er bruken av mikrofiltrering. Ved vakuumdestillasjon er det meget fordelaktig å ha en stor forskjell mellom koke-punktet til absorpsjonsvæsken og gassen som er absorbert i denne. Hvis forskjellen er minst 111°C, så kan en høy separasjonseffek-tivitet oppnås.

En mer effektiv teknikk for adskillelse av absorpsjonsvæsken fra gassen kan det være å benytte membraner som er-egnet for mikrofiltreringsmetoden. Membraner blir da innsatt i- en ledning som væsken strømmer- gjennom. Stoffer med lav molekylvekt vil passere gjennom slike membraner, mens stoffer med høy molekylvekt vil hindres.'

Etter denne beskrivelse av oppfinnelsens hovedtrekk skal det nå gis noen utf ørelsesekserripler. Alle prosentangivelser er på vektbasis med mindre annet er sagt.

Eksempler

Ved omgivelses-temperatur og -trykk ble luft boblet gjennom en kolbe.inneholdende et typisk akrylmaling-oppløsnings-middel bestående av en blanding av "Cellosolve"-aoetat, .butyl-"C'ellosolve"-acetat, aceton', alifatiske alkoholer (opp til'Cg) og alifatiske hydrokarboner (opp til Cg). Den første kolben ble forbundet med en annen kolbe og denne i sin tur med en tredje kolbe, hvor den annen og den tredje kolbe inneholdt en absorpsjonsvæske til en høyde på ca. 5,1 cm. Luften inneholdende åen gass som var opptatt fra den første kolbe, ble ledet inn i kolbene 2 og 3.under væskeoverflaten. Den følgende tabell I viser de forskjellige absorpsjonsvæsker som ble anvendt, og den prosent-vise andel av den opptatte gass som ble gjenvunnet i hvert trinn.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte til rensing av gasser som dannes ved industrielle prosesser, karakterisert ved de føl-gende trinn': 1. man tilveiebringer gassen bestående av i det minste et hydrokarbon-materiale eller et oksydert organisk materiale og 2. man leder gassen inn i'et gassabsorpsjonsmiddel bestående av et ikke-reaktivt væskeformig oppløsningsmiddel for gassen, hvilket væskeformige oppløsningsmiddel er væskeformig og hovedsakelig ikk-e-f lyktig ved omgivelsestemperatur og -trykk, . og hvilket væskeformige oppløsningsmiddel inneholder bare elementene karbon, hydrogen og oksygen.-

2.- Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassabsorpsjonsmidlet deretter gjenvinnes ved at gassen fraskilles.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassen inneholder atomiserte dråper av.et hydrokarbonopp-løsningsmiddel og et oksydert oppløsningsmiddel, hvilke oppløs-ningsmidler er oppløsningsmidler for. flytende maling.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at absorpsjonsvæsken har et damptrykk under 1 mm Hg ved 20°C

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakteris ért ved at absorpsjonsvæsken har et damptrykk under 0,01 mm Hg ved 20°C.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at absorpsjonsvæsken for gassen velges uavhengig fra gruppen bestående av polyoksyalkylenglykol, umettede alifatiske po.lyoler, dialkylester av en mettet alifatisk polykarboksylsyre, mettet alifatisk keton, aromatiske dikarboksylsyreestere og ikke-reaktive blandinger derav.

7.- Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at absorpsjonsvæsken er en blanding av en polyoksyalkylenglykol og en dialkyl-dikarboksylsyreester..

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassen ledes inn i gassabsorpsjonsmidlet mens gassabsorpsjonsmidlet er i findelt form, slik,at gassen kommer i kontakt med det findelte absorpsjonsmiddel. '9. Fremgangsmåte til rensing av gasser.som dannes eller unnviker ved. påfø ring av flytende maling, karakterisert ved de følgende trinn: 1. en flytende maling sprøytes på et underlag, hvorunder en gass unnviker, hvilken gass. inneholder i det minste et hydro-karbonoppløsningsmiddel eller et oksydert oppløsningsmiddel, 2. gassen føres inn i et gassabsorps jonsmiddel bestående, av et ikke-reaktivt væskeformig oppløsningsmiddel for.gassen, hvilket væskeformig oppløsningsmiddel er væskeformig og hovedsakelig ikke-flyktig ved omgivelsestemperatur og -trykk, og hvilket væskeformige oppløsningsmiddel inneholder bare. elementene karbon,, hydrogen og oksygen, hvor gassen føres inn i gassabsorpsjonsmidlet ved at man anvender et reservoar av væskeformig gassabsorps jonsmiddel til å oppsamle maling-syinnet når. malingen påføres et underlag i en sprøyteboks.