Anwendung von Vakuumpumpen für VOC-Behandlungsanlagen

Bei der Behandlung flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) besteht die Hauptfunktion von Vakuumpumpen darin, Unterdruck zu erzeugen, um hochkonzentrierte organische Dämpfe für die Abgassammlung, Vakuumdesorption und Lösungsmittelrückgewinnung abzusaugen. Für die üblicherweise mit hohem Luftvolumen und niedriger Konzentration anfallenden VOCs werden in der Regel Saugzugventilatoren eingesetzt. Vakuumpumpen sind nicht in allen VOC-Anlagen standardmäßig installiert; sie kommen nur bei bestimmten Prozessen zum Einsatz.

1. VOC-Prozesse mit Vakuumpumpen

Adsorptions-Vakuum-Desorptionsverfahren (Adsorption und Rückgewinnung an Aktivkohle/Molekularsieb)

Dies ist der typischste Anwendungsfall für Vakuumpumpen in VOC-Anlagen. Sobald das Adsorptionsmittel gesättigt ist, wird anstelle der Heißstickstoffspülung eine Vakuumdesorption durchgeführt. Die Vakuumpumpe evakuiert den Adsorptionsbehälter, um den Siedepunkt zu senken, desorbiert die am Material adsorbierten organischen Komponenten, extrahiert hochkonzentriertes VOC-Gas und leitet es in einen Kondensator, wo es zu flüssigem Lösungsmittel kondensiert und anschließend zurückgewonnen wird. Gängige Modelle sind: Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe, Roots-Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe und Trockenschrauben-Vakuumpumpe.

Geschlossene Abgassammlung für Prozessanlagen (Reaktoren, Lagertanks, Destillations- und Entgasungsprozesse)

Bei der Herstellung von Chemikalien, Beschichtungen und Harzen entstehen VOCs in Reaktoren, bei der Entladung und bei der Vakuumentgasung. Die Anlagenkammer wird unter Unterdruck gehalten. Die Vakuumpumpe saugt die aus dem Prozess verdampften organischen Abgase direkt ab und leitet sie zu Kondensations- und Absorptionsanlagen, um ein Austreten von VOCs zu verhindern.

Unterschied: Bei der herkömmlichen Gasgewinnung werden Ventilatoren verwendet, um Gas aus Rohrleitungen anzusaugen; Vakuumpumpen erzeugen einen Unterdruck in geschlossenen Behältern.

Kondensations-Rückgewinnungsanlagen für VOCs

Bei hochkonzentrierten kondensierbaren organischen Abgasen sorgen Vakuumpumpen für einen Unterdruck im Kondensationssystem, senken den Taupunkt der organischen Stoffe und verbessern die Lösungsmittelrückgewinnungseffizienz. Sie werden hauptsächlich für Anwendungen zur Rückgewinnung organischer Lösungsmittel eingesetzt.

Dampfrückgewinnungsanlagen

Zur Rückgewinnung von Tankdämpfen werden in einigen Verfahren Vakuumpumpen eingesetzt, um flüchtige Öldämpfe aus Tanklagern abzusaugen.

2. VOC-Geräte, normalerweise ohne Vakuumpumpen

Sprühwäscher, UV-Photooxidationskatalyse, RCO/RTO-Thermooxidation, Aktivkohle-Heißluftdesorption. Das Abgas solcher Anlagen wird unter leichtem Unter- bzw. Überdruck mit hohem Luftdurchsatz geführt. Es werden lediglich Radialventilatoren benötigt; Vakuumpumpen sind nicht erforderlich.

Wichtiger Punkt: Saugzugventilatoren fördern große Abgasmengen bei Atmosphärendruck; Vakuumpumpen dienen geschlossenen Kammern für organische Dämpfe mit geringem Durchfluss und hoher Konzentration.

3. Richtlinien zur Auswahl von Vakuumpumpen für VOC-Arbeitsbedingungen

Eigenschaften des Mediums: organischer Dampf, teilweise kondensierbar und lösungsmittelhaltig; explosionsgeschützte Ausführung wird bevorzugt.

Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe: kostengünstig, toleriert geringe Mengen kondensierbaren Dampfes. Nachteil: Sie erzeugt VOC-haltiges Abwasser, das eine zusätzliche Abwasserbehandlung erfordert. Geeignet für Szenarien mit mittleren Konzentrationen, in denen die Abwassererzeugung akzeptabel ist.

Trockenvakuumpumpe (Trockenschraubenpumpe): kein Arbeitsmedium, keine Abwasserproduktion, hohe Reinheit des zurückgewonnenen Lösungsmittels; höhere Kosten. Geeignet für Projekte zur Rückgewinnung hochwertiger Lösungsmittel, die keine Abwasserproduktion erfordern.

Roots-Flüssigkeitsring-Einheit: höheres Endvakuum, angewendet bei Prozessen, die eine Hochvakuumdesorption erfordern.

Material: Benetzte Teile, die mit organischen Dämpfen in Kontakt kommen, müssen beständig gegen Korrosion durch organische Lösungsmittel sein; Motoren müssen explosionsgeschützt sein.

4. Punkte, die leicht zu Verwechslungen führen können.

Vakuumpumpen fördern Gase (VOC-Dämpfe); Kreiselpumpen transportieren nur Sprühflüssigkeit und Kühlflüssigkeit und können keine Abgase absaugen.

Vakuumdesorption ≠ Heißluftdesorption: Bei der Heißluftdesorption werden Ventilatoren eingesetzt, während für die Vakuumdesorption Vakuumpumpen benötigt werden.