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Verfahren zur Behandlung von Gasen und Dämpfen mit feinkörnigen Adsorptionsmitteln,
wie Aktivkohle, Kieselgel od. dgl.
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Zwecks Gewinnung von adsorbierbaren Stoffen wurden die gasförmigen
Mittel, die diese Stoffe enthielten, durch die Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle,
Kieselgel od. dgl., schon mit Geschwindigkeit hindurchgeführt, durch die die Adsorptionsmittel
in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzt wurden.
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Die Adsorptionsmittel wurden dabei über untereinanderliegende Böden
geleitet. Jeder Boden, durch den gasförmige Mittel in das Adsorptionsmittel eingeführt
wurde, v-ar mit einem Überlauf versehen, der die Höhe der Adsorptionsmittelschichten
regelte und über den das Adsorptionsmittel auf den nächsttieferen Boden überfloß.
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Aus der Adsorption wurden die beladenen Adsorptionsmittel in die
Desorption gebracht. Der Desorber war in derselben Weise wie der Adsorber ausgebildet.
Nachdem die Adsorptionsmittel im Desorber in flüssigkeitsähnlichem Zustand von den
adsorbierten Stoffen befreit waren, wurden sie mittels geeigneter Fördervorrichtungen
wieder in den Adsorber gebracht. Im Desorber diente das Ausdämpfmittel gleichzeitig
dazu, die Adsorptionsmittel in dem flüssigkeitsähnlichen Zustand zu halten, in dem
sie sich über die einzelnen untereinanderliegenden Böden bewegen. Bei diesem bekannten
Verfahren entstehen insofern Schwierigkeiten, als die Bewegung der Adsorptionsmittel
sowohl im Adsorber als auch im Desorber ungleichmäßig verlaufen kann, wodurch die
Leistung der Anlage wesentlich beeinträchtigt wird. Insbesondere treten Veränderungen
der Druck- und Gleichgewichtsverhältnisse ein, die den Betrieb sehr labil gestalten
und zu erheblichen Betriebsstörungen führen können. Diese Übelstände werden durch
die Erfindung dadurch beseitigt, daß die Adsorptionsmittel in ganz bestimmten Korngrößen
angewendet werden, die
zwischen o,25 und I,omm, zweckmäßig zwischen
0,5 und 0,75 mm, liegen und daß die Desorption in einem mit dem Adsorber in Verbindung
stehenden beheizten Desorber in einer einzigen, verhältnismäßig hohen Adsorptionsmittelschicht
durchgeführt wird, wobei z. B. durch Drosselung des aus dem Adsorber abströmenden
behandelten Gases ein regelbarer Druckausgleich zwischen Adsorber und Desorber geschaffen
wird.
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Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Störungen in der Bewegung der
Adsorptionsmittel über die Adsorberböden dadurch entstehen, daß die Adsorptionsmittel
mit ungeeigneten Korngrößen verwendet werden und daß bei den bekannten Einrichtungen
leicht Wasserdampf, der als Desorptionsmittel verwendet wird, in die Adsorption
gelangen kann. Der Übertritt von Wasserdampf aus der Desorption in die Adsorption
wird nun erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß in der Adsorption ein leichter Überdruck
gegenüber der Desorption gehalten wird.
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Wird diese Maßnahme in Kombination mit den erfindungsgemäßen Korngrößen
des Adsorptionsmittels, z. B. Aktivkohle, Kieselgel od. dgl., angewendet, so verläuft
der Betrieb, wie die Praxis ergeben hat, störungslos. Insbesondere bleiben die über
die Adsorberböden gehenden Adsorptionsmittelmengen bei gleichen Betriebsbedingungen
konstant, so daß die Adsorption mit hoher Leistung betrieben werden kann. Ferner
unterbleibt die Mitführung von Adsorptionsmittelteilchen durch die durch die Adsorptionsmittel
strömenden Gase, so daß störende Ablagerungen und Verstopfungen in den Rohrleitungen
od. dgl. nicht mehr eintreten.
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Auch gelingt es, eine elektrostatische Aufladung und Agglomerierung
der Adsorptionsmittelteilchen mit Sicherheit zu verhindern, die zu Zusammenballungen
der Adsorptionsmittel und Erhöhung des Strötnungswiderstandes in den Adsorptionsmittelschichten
führen würde. Ferner wird es möglich, die Desorption noch wesentlich zu vereinfachen
und wirtschaftlicher zu gestalten. Es ist nämlich nicht mehr notwendig, bei der
Desorption mit zwei oder mehreren übereinanderliegenden Böden zu arbeiten, über
die das Adsorptionsmittel geführt wird, sondern man kann die Desorption mit einer
verhältnismäßig hohen Schicht des Adsorptionsmittels ausführen, durch die der zum
Austreiben der adsorbierten Stoffe benutzte Wasserdampf od. dgl. zweckmäßig nur
mit einer solchen Geschwindigkeit geführt wird, daß die Adsorptionsmittel im Gegenstrom
zum Wasserdampf abwärts wandern können.
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Vorteilhaft wird der Desorber durch eine Wand in zwei Räume unterteilt,
wobei die Wand nicht ganz bis zu dem Boden oder den sonstigen Einrichtungen reicht,
durch die der Wasserdampf eingeführt wird. In den größeren, durch diese Unterteilung
geschaffenen Raum, in den das beladene Adsorptionsmittel oben eintritt, fließt es
im Gegenstrom zu dem Wasserdampf abwärts. Auf diesem Wege erfolgt die Desorption.
Das von den adsorbierten Stoffen befreite Adsorptionsmittel tritt unter der Wand
in den kleineren Raum oder Kanal, in dem es aufwärts strömt, um durch einen Überlauf
und eine geeignete Ableitung in den Adsorber zurückgeführt zu werden. Die Aufwärtsströmung
des Adsorptionsmittels kann dadurch erreicht werden, daß die - Adsorptionssäule
niedriger gehalten wird als in dem der Desorption dienenden Raum. Entsprechend dem
geringeren Strömungswiderstand, den die niedrigere Adsorptionsmittelsäule im Förderraum
des Desorbers bildet, strömt der unten zugeführte Wasserdampf mit höherer Geschwindigkeit
durch das Adsorptionsmittel, so daß dieses mit dem Dampf zusammen im Förderraum
aufwärts steigen kann. Man kann für die Förderung auch zusätzlichen Dampf oder ein
anderes dampfförmiges Fördermittel aufwenden, das gegebenenfalls in geeigneter Höhe
über dem Boden in die Adsorptionsmittelsäule im Förderraum eingeleitet wird. Am
Überlauf findet eine Trennung des Fördermittels von dem Adsorptionsmittel statt,
wobei das erste entweder zusammen mit dem Gemisch von ausgetriebenen Stoffen und
Desorptionsdampf oder getrennt von diesen aus dem Desorber abgeführt wird. Die unmittelbare
Verbindung zwischen Adsorber und Desorber wird dabei von kleineren Mengen der im
Adsorber behandelten Gase durchströmt.
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Dadurch wird der Adsorber sicher gegen Wasserdampfzutritt geschützt,
während die kleinen Gasmengen, die durch die Desorption in die Kondensation gelangen,
in der letzten nicht störend wirken.
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Die Anordnung von Adsorber und Desorber kann entweder so gewählt
werden, daß das Adsorptionsmittel aus dem Desorber mit Gefälle in den Adsorber fließt,
oder daß umgekehrt ein Gefälle für das Adsorptionsmittel vom Adsorber zum Desorber
besteht. Im ersten Fall tritt das den Desorber verlassende regenerierte Adsorptionsmittel
wieder oben in den Adsorber ein, im letzten Fall wird das aus dem Desorber austretende
Adsorptionsmittel zweckmäßig mit einem Teilstrom des zu behandelnden Gases in den
höher stehenden Adsorber gefördert.
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Die Regulierung des Adsorptionsmittelumlaufes kann dabei durch eine
in der Höhe verstellbare, am Desorberaustritt vorgesehene Überlaufkante, durch Abstimmung
des aufgeteilten Desorptionsmittelstromes od. dgl. erfolgen. Es ist jedoch auch
möglich, aber nicht notwendig, eine Regulierung durch Stauung des Adsorptionsmittelstromes
am Adsorber- oder Desorberaustritt durchzuführen.
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Da bei der Desorption vorzugsweise mit Dampf, also bei höheren Temperaturen
als I00° C gearbeitet wird, ist es zweckmäßig, den Desorber und insbesondere den
Überlaufteil für das Adsorptionsmittel zu isolieren oder mit einem Dampfmantel zu
um geben, damit keine Wärmeabstrahlung von und keine Kondensation auf dem Adsorptionsmittel
erfolgen kann, die die Bewegung desselben beeinträchtigt.
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Den im Adsorber erforderlichen Überdruck kann man dadurch aufrechterhalten
und einstellen, daß an der Austrittsleitung, durch die die behandelten Gase den
Adsorber verlassen, eine Drosseleinrichtung vorgesehen wird.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung. In
Abb.
1 und 2 sind zwei Anlagen zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beispielsweise
und schematisch dargestellt; Abb. 3 und 4 zeigen besondere Einzelheiten des Desorbers.
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Nach Abb. 1 wird das in dem Adsorber 1 auf z. B. zwei, drei oder
mehr Lochböden 2 befindliche feinkörnige Adsorptionsmittel 3, das Korngrößen von
0,5 bis 0,75 mm aufweist, mittels des durch die Leitung 4 eintretenden Gasstromes
in flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzt. Das zu behandelnde Gas wird mittels des
Gebläses 30 aus einer Leitung 31 entnommen und in die Leitung 32 gefördert, aus
der die Leitung 4 abzweigt. Dabei kann durch die Leitung 3I die in der Anlage behandelte
Gasmenge oder auch eine kleinere oder beliebig größere Gasmenge hindurchströmen.
In dem Maße, wie Adsorptionsmittel durch den Zulauf 6 dem obersten der Böden 2 zufließt,
läuft das beladene Adsorptionsmittel von dem untersten Boden durch das Überlaufrohr
7 ab. Durch eine Düse 8 od. dgl. gelangt das beladene Adsorptionsmittel in die Förderleitungg,
durch die es mittels eines Teilstromes des vom Gebläse 30 durch die Leitung 34 kommenden
Gases in einen Abscheider 10 gehoben wird.
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Aus diesem wird es über das Rauchrohr 1 1 in den neben oder über dem
Adsorber angeordneten Desorber I2 weitergegeben. Das Fördergas geht durch die Leitung
I3 in die in die Gasleitung 31 mündende Gasaustrittsleitung 35 und weiter, gegebenenfalls
in Mischung mit von der Leitung 3I zugeführten, nicht in der Adsorptionsanlage behandelten
Gasmengen, an die Verbraucher od. dgl. Führt die Leitung 3I ständig oder zeitweise
der Adsorptionsanlage weniger Gas, als das Gebläse 30 an die Adsorptionsanlage durch
die Leitung 32 abgibt, so kann ein Teil des durch die Leitung 35 abströmenden behandelten
Gases durch die Leitung3I im Kreislauf zum Gebläse 30 zurückkehren, so daß die Adsorptionsanlage
ständig gleichmäßig belastet ist.
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In dem Desorber 12 wandert das beladene Adsorptionsmittel über Heizrohre
14 oder eine andere geeignete indirekte Heizung mit den Zu- und Abführungen 36 und
37 für das Heizmittel abwärts.
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Durch die Leitung 15 wird dabei direkter Dampf durch einen Lochboden
16 unten in den D;esorber eingeblasen, der die adsorbierten Bestandteile aus dem
Adsorptionsmittel austreibt. Das Gemisch von Dampf und desorbierten Stoffen gelangt
durch die Leitung 17 in einen Kondensator 18, wo es niedergeschlagen wird. In einem
Abscheider 19 erfolgt anschließend eine Trennung der kondensierten, aus dem Gas
gewonnenen Stoffe vom Kondenswasser durch Schichtenbildung. Die ersten werden in
einem Behälter 20 gesammelt, in den auch der nicht kondensierbare Anteil der aus
dem Adsorptionsmittel ausgetriebenen Stoffe übertritt, um dann weiter durch die
Leitung 21 an die Leitung 35 abgegeben zu werden.
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In dem Desorber befindet sich eine Tauchwand 22, die weder oben bis
an den Deckel des Desorbers noch unten bis an den Lochboden 16 reicht.
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Auch in den durch die Tauchwand 22 abgeteilten Raum oder Kanal wird
Dampf aus der Leitung 15 eingeblasen. Dieser Dampf vereinigt sich im Oberteil des
Desorbers mit der Hauptdampfmenge und strömt ebenfalls durch die Leitung 17 ab.
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Durch die eingeblasene Desorptionsdampfmenge wird das Adsorptionsmittel
im Desorber 12 in flüssigkeitsähnlichen Zustand gebracht. Es wandert in dem Desorber
entgegen dem Dampfstrom nach unten und gelangt weiter unter der Tauchwand 22 in
den Raum 23. Hier fließt es unter der Wirkung von durch den Lochboden 16 dem Raum
23 zuge-~führte Dampf aufwärts und über die durch das Ablaufrohr 6 gebildete Überlaufkante
in den Adsorber ab. Durch das Rohr 6 steht der Oberteil des Adsorbers I mit dem
Oberteil des Desorbers I2 im Druckausgleich. Durch Drosselung mittels des Regelorgans,
z.B. Schiebers 24, hat man es dabei in der Hand, die Druckverhältnisse so einzustellen,
daß eine geringe Gasströmung von dem Adsorber I nach dem Desorber I2, von dort über
die Kondensation 18, den Abscheider 19 und den Sammelbehälter 20 durch die Leitung
21 in die Austrittsgasleitung erfolgt, die verhindert, daß Dampf aus dem Desorber
in den Adsorber gelangt.
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In der Anlage nach Abb. 2 sind der Adsorber Itl, 2a, der Desorber
120 mit seinen Einrichtungen I5a, 16ª, 22ª, 23a, I4a, 36n und 37a, die Kondensationsanlage
I7a, I8a, Liga, 200 und 210 sowie die Gaszu-und -abführunggoa, 310, 32", 34a und
35a ebenso ausgebildet wie die entsprechenden Teile der Anlage nach Abb. I, jedoch
gelangt hier das aus dem Desorber 120 über das Überlaufrohr 6a abfließende Adsorptionsmittel
über die Förderdüse 8a in die Förderleitung 90, wo es mittels eines aus der Leitung
34a kommenden Gasstromes in den Abscheider Ioa gefördert wird, aus dem es über das
Zulaufrohr 1 10 wieder auf den obersten der Lochböden 2a des Adsorbers In gelangt.
Von dem untersten Lochboden fließt das Adsorptionsmittel durch das Überlaufrohr
7a in den Desorber 120 ab. Auch hierbei wird durch Drosselung mittels Schiebers
240 eine geringe Gasströmung vom Adsorber über das Ablaufrohr 72 zum Desorber und
weiter über die Leitung I 57a zum Kondensator 180, Abscheider Liga: Sammelbehälter
200 und die Leitung 210 zurück zum Gas austritt 350 herbeigeführt, um ein Überströmen
von Dampf aus dem Desorber in den Adsorber zu verhindern.
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In der Abb. 3 ist die Überlaufkante 38, über die das Adsorptionsmittel
aus dem Desorber 12 bzw.
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I 2a abfließt, in der Höhe verstellbar eingerichtet.
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Hierdurch kann der Höhenunterschied zwischen den Oberflächen der
Adsorptionsmittelschichten auf beiden Seiten der Tauchwand 22 reguliert und damit
die Ablaufgeschwindigkeit bzw. die Menge des in der Zeiteinheit abfließenden Adsorptionsmittels
beeinflußt werden. Die pneumatische Förderung wird in jedem Fall so reichlich dimensioniert,
daß sie jede in die Düse 8 bzw. 8° eingespeiste Adsorptionsmittelmenge bewältigen
kann.
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In der Abb. 4 ist eine andere Art der Regulierung des Adsorptionsmittelumlaufes
dargestellt. Die Tauchwand 22 geht hierbei bis zu dem oberen
Deckel
des Desorbers 12 bzw. 122 und teilt den Desorberraum oben in zwei Kammern 25 und
26 auf. Aus beiden Kammern werden die Dämpfe durch die Leitungen 27 bzw. 28 abgeführt,
die in die Sammelleitung 17 zum Kondensator münden.
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Durch ein in der Leitung 28 eingebautes Regulierorgan, z. B. Klappe
oder Schieber 29, kann die durch die Kammer 26 gehende Dampfmenge z. B. gedrosselt
werden zugunsten der Dampfmenge, die durch die Kammer 25 strömt, so daß mehr Adsorptionsmittel
über die Überlaufkante ausgetragen wird.
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Durch entsprechendes Öffnen des Organs 29 läßt sich der kreisende
Strom des Adsorptionsmittels nach Bedarf vermindern. Die Regulierung des Adsorptionsmittelumlaufes
erfolgt also hier durch das Regulierorgan 29.
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PATENTANSPPTÜCHE I. Verfahren zur Behandlung von Gasen oder Dämpfen
mit feinkörnigen Adsorptionsmitteln, wie Aktivkohle, Kieselgel od. dgl., unter Kreislaufführung
der Adsorptionsmittel durch die Adsorption und die Desorption, wobei die Adsorptionsmittel
durch Hindurchführen von Gasen oder Dämpfen in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand
versetzt werden und über gasdurchlässige Böden hinwegfließen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Adsorptionsmittel in Korngrößen von etwa 1/4 bis 1 mm, vorzugsweise 1/2
bis 3lamm) verwendet werden und daß bei der Desorption die Adsorptionsmittel in
einer einzigen Schicht angewendet werden, wobei diese Schicht wesentlich höher als
die Schichten in der Adsorption gehalten wird.