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Vorrichtung zum Abtrennen von adsorbierbaren Stoffen aus Gasen oder
Dämpfen Die vorliegende Erfindung betrifft eineVorrichtung zum Abtrennen von adsorbierbaren
Stoffen aus Gasen oder Dämpfen, in welcher das Adsorptionsmittel während des Adsorptionsvorgangs
dauernd in Bewegung gehalten und zwecks Desorption in ununterbrochener Folge ausgedampft
wird. Bei den bisher bekannten Vorrichtungen bestand der Nachteil, daß diese für
eine kontinuierliche Arbeitsweise völlig ungeeignet waren. Bei diesen Vorrichtungen
fehlten nämlich die erforderlichen Abdichtungsmittel. Die drehbaren bzw. beweglichen
Teile mußten daher in gewissen Zeitabständen immer wieder stillgesetzt werden. Bei
der Vorrichtung nach der Erfindung wird demgegenüber ein wesentlicher Fortschritt
erzielt, dadurch, daß ein äußeres Gehäuse, eine in dem Gehäuse drehbare und durch
radiale Trennwände in Abteile zur Aufnahme des Adsorptionsmittels geteilte Trommel,
ein Einlaß für die mit dem Lösungsmittel beladenen Dämpfe, ein Abführungsrohr für
die gereinigten Gase oder Dämpfe sowie ein im Inneren der Trommel angeordnetes Rohr
mit der Mündung für die Zuführung des Desorptionsdampfes angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß sind die Abteile durch innere und äußere bogenförmige
perforierte Platten oder Siebe abgeschlossen.
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Weitere konstruktive Einzellheiten der Vorrichtung nach der Erfindung
werden an Hand der Zeichnungen wie folgt erläutert.
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Fig. 1 zeigt im Aufriß und Schnitt einen gemäß der Erfindung konstruierten
Adsorber; Fig. 2 ist der entsprechende Seitenriß, teilweise im Schnitt.
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Eine Trommel 1 ist in einem mit vertikalenSeiten3 und ebenen Wänden
4 versehenen, geschlossenen feststehenden Gehäuse 2, der der Form der Trommel entspricht,
waagerecht gelagert. Die Trommel kann langsam innerhalb des Gehäuses 2, falls gewünscht,
mit der Hand gedreht werden und ist mit ringförmigen Endplatten 5 ausgerüstet. Zentrale
axiale Bohrungen im Außenmantel 2 nehmen Tragzapfenenden 6 auf, die auf Rollenlagern
7 laufen. Stopfbüehsendichtungen 8 sind vorgesehen zwischen den Tragzapfenenden
6 und ringförmigen Verlängerungen 9 des Gehäuses 2, so daß zwar der Ringkörper am
äußeren Unfang abgedichtet, aber nach innen durch die Tragzapfenenden offen ist.
Die Tragzapfenenden sind an einem Ende durch eine Platte 10 abgeschlossen, während
mit dem anderen Ende durch eine ringförmige Endarmatur 12 ein Luftkanal 28, dessen
Zweck noch beschrieben wird, verbunden ist.
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Die Trommel 1 ist durch auf die Länge der Trommel sich erstreckende
radiale Trennwände 13 in eine Anzahl, z. B. zwölf Abteile 14, unterteilt. Jedes
Abteil ist durch innere und äußere bogenförmige perforierte Platten oder Siebe 15
bzw. 16 begrenzt, deren Maschen so eng sind, daß die aktivierte Kohle in zerkleinerter
Form, welche das für die Wiedergewinnung des Lösungsmittels verwendete Adsorbens
ist, zurückgehalten wird.
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Die Trommel wird gebildet durch die inneren und äußeren Siebe 15,
16, welche mit ihren Enden an den Endplatten 5 befestigt sind. Außerhalb der inneren
und äußeren Siebe 15 und 16 befinden sich innen die Räume 19 und außen die Räume
20. Die Scheidewände 13 sind voneinander oben und unten durch äußere und innere
Packungsstreifen 21 bzw. 22 von rechteckigem Querschnitt abgedichtet, die sich auf
die Länge der Trommel erstrecken und in den Winkeln gehalten sind, die durch die
abgebogenen Enden der Siebe 15 und 16 und die angrenzenden Trennwände 13 gebildet
werden. Die Längskanten der Außenstreifen 21 ragen über die äußeren Enden der Trennwände
nach außen, und die inneren Streifen 22 erstrecken sich nach innen über die inneren
Enden der Trennwände und stützen sich an den inneren Flächen der inneren bzw. äußeren
Siebe 15 und 16 ab.
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Die Abteile 14 werden so während der Rotation der Trommel voneinander
abgedichtet, mit Ausnahme der inneren Flächen.
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Auf der Mittellinie der äußeren Siebe 16 ist zum Zwecke einer wirksamen
Abdichtung durch Schweißung oder auf ähnliche Weise ein verhältnismäßig schmales
Metallband oder ein Reifen 23 befestigt, der das Sieb 16 umschlingt und an seiner
äußeren frei-
liegenden Fläche sauber und genau zylindrisch bearbeitet
ist. In diesem Band oder Reifen befinden sich Bullaugen24, die zahlenmäßig mit den
Abteilen der Trommel übereinstimmen und gleichmäßig verteilt sind. Jedes der Bullaugen
führt in einen der äußeren Räume 20 über dem äußeren Sieb 16. In derselben Ebene
wie das Band oder der Reifen befindet sich ein Metallband oder Reifen 25 von der
gleichen Breite wie das Band oder der Reifen 23, das engpassend auf dem inneren
Sieb 15 befestigt ist. Bullaugen 26 sind in gleichmäßiger Verteilung vorgesehen
und führen durch das Band oder den Reifen 23 und die Siebe 15.
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Jeder Satz der Bullaugen 24, 26 ist gleich der Anzahl der Abteile
14, wobei ein Bullauge am inneren und eines am äußeren Ende jedes Abteils vorgesehen
ist.
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An einer Stelle, vorzugsweise unten am äußeren Gehäuse 2, ist ein
Einlaß 27 für die mit Lösungsmittel gesättigte Luft vorgesehen. Diese strömt in
den Mantel und von hier durch die äußeren Bullaugen 24 ein, dann durch die Abteile
14, die die Kohle enthalten und in das Innere der Siebe 15 durch die Bullaugen 26,
wobei der Luft das Lösungsmittel, welches in der aktivierten Kohle in der Trommel
1 zurücligehalten ist, entzogen wird. Im Tragzapfenende des äußeren stationären
Mantels 2, gegenüber dem Dampfeinlaßende, befindet sich ein Auslaß 28 für die Luft.
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In der Mitte des Gehäuses 2, vorzugsweise unten unmittelbar unterhalb
des Randes oder Reifens 25, ist ein Auslaßrohr 29 befestigt, welches als Ansatz
30 mit einem unteren Auslaß 31 versehen ist, an der eine Membran 32 mit einem Stutzen
33 des Auslaßrohres befestigt ist.
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Der Ansatz 30 ist luftdicht mit einem Gleitschuh 34 verbunden, der
eine zentrale Bohrung 38 hat, um mit den äußeren Bullaugen 24 bei der Rotation der
Trommel zu kommunizieren, und an jeder Seite der äußeren Peripherie der Trommel
überdeckt ist bzw. darübergleitet, wenn die innere Trommel 1 rotiert. Der Schuh
34 wird in seiner Lage unter Spannung an den gegenüberliegenden Enden in Druckkontakt
mit dem Band oder Reifen 25 mittels der Zugstangen 36 gehalten.
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An der inneren Fläche ist der Schuh34 mit Dichtmaterial 37 versehen,
welches sich bei der Drehung der inneren Trommel 1 eng an das Band oder den Reifen
25 anlegt, und eine wirksame dampf- und luftdichte Abdichtung zwischen der äußeren
Fläche des Bandes oder Reifens 25 gewährleistet, wenn es über die Oberfläche des
Abdichtmaterials 37 gleitet.
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In der Mitte des inneren Bandes oder Reifens 25, in der gleichen
Ebene wie das Band oder Reifen 23, in einer mit der radialen Achse des Auslaßrahres
29 zusammenfallenden Lage ist ein bogenförmiger Gleitschuh 38 angebracht, der in
seiner Form dem Schuh 34 ähnelt und mit einem Mantel 39 und Einlaß 40 von ähnlicher
Form wie das Auslaßrohr 29 versehen ist.
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Der Schuh 38 ist an einer Oberfläche mit einem Dichtmaterial 41 ausgerüstet
und in engem Kontakt mit der Oberfläche des inneren Bandes oder Reifens 23 zwecks
dampfdichter Abdichtung gehalten. Der Schuh 36 steht mittels eines Reifens 42 unter
Federdruck, wobei sich die beiden Arme des Reifens an den hinteren Flächen des Schuhes
38 abstützen.
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Der Desorptionsdampf wird zum Einlaß 40 durch ein horizontal gelagertes
Dampfrohr43, welches an einem Ende abgeschlossen ist und sich durch die Endwand
des äußeren Gehäuses 2 erstreckt, eingeleitet und strömt in den inneren Metallzylinder
15, wobei die Mündung 44 die Löcher im inneren Rand oder Reifen25 umfaßt, wenn sie
den Dampfauslaß passieren.
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Der Dampf wird auf diese Weise direkt durch die
Abteile unter dem Dampfauslaß
44, während die Trommel rotiert, geleitet und strömt durch die Kohle in den Abteilen,
um durch das Dampfaustrittsrohr 29 wieder abgesaugt zu werden.
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An Stelle von Dampf kann trockene Luft oder irgendein anderes gasförmiges
Mittel für das Verfahren verwendet und durch das Dampfrohr eingeleitet werden, z.
B. zum Trocknen der Kohle nach dem Bedampfen. An Stelle von oder zusätzlich zu einem
Einlaß für erhitzte Luft kann ein Einlaß für Kühlluft vorgesehen werden.
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Ein mit Glas abgedecktes Schauloch 45 kann in der Wand des äußeren
feststehenden Gehäuses 2 vorgesehen sein.
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Im Betrieb strömt die mit Lösungsmittel beladene Luft in das äußere
Gehäuse 2 durch den Einlaß 27 und durch die Bullaugen 24 in die äußeren Räume 20
und in die die Kohle enthaltenden Abteile 14, wo das Lösungsmittel zurückgehalten:
wird. Die vom Lösungsmittel befreite Luft strömt dann in die inneren Räume 19 und
durch die Bullaugen 26 in das Innere des Metallzylinders 15, von wo aus sie durch
den Luftkanal 28, der am offenen Lagerzapfenende des äußeren Gehäuses 2 befestigt
ist, austritt. Die die aktivierte Kohle tragende innere Trommel rotiert langsam
mit ungefähr zwei bis sechs Umdrehungen pro Stunde. Es ist selbstverständlich, daß
auch mit Geschwindigkeiten außerhalb dieser Grenzen eine wirtschaftlich wirksame
Arbeitsweise durchgeführt werden kann.
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Beim Passieren jedes die Kohle enthaltenden Abteils am Desorptionsdampfeinlaß
strömt Dampf periodisch oder laufend durch die Abteile, die die aktive Kohle enthalten,
von der Innenseite nach außen, wobei der Dampf durch den Auslaß abstömt und die
I,ösungsmitteldämpfe mitträgt, von wo aus er direkt zu einer Fraktioniersäule geleitet
werden kann. Der Dampf kann normalerweise bei einem Druck von z. B.
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4 bis 7 atü entweder gesättigt oder mit einer noch in zulässigen Grenzen
liegenden Überhitzung verwendet werden. In dem Absorber kann der Dampfdruck zwischen
einigen wenigen mm Wassersäule bis zu möglicherweise 0,35 atü liegen.
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Es ist selbstverständlich, daß durch den Dampf nicht nur das Lösungsmittel
ausgetrieben, sondern auch die Kohle selbst reaktiviert wird.
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Ein getrennter Einlaß für Heißluft kann vorgesehen werden, um die
reaktivierte Kohle nach der Ausdampfung zu trocknen. Wie bereits erwähnt, kann aber
auch Heißluft durch das Dampfrohr eingeleitet werden.
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Die innere Trommel kann auch durch einen elektrischen Motor in Drehung
versetzt werden, und zwar über eine in der Endwand des äußeren stationären Mantels
2 gelagerte Welle 46 und das Kettenrad 47, welches über eine Kette die Endplatte
der inneren rotierenden Trommel 1, die als Kettenrad ausgebildet ist, antreibt.
Die innere Trommel kann aber auch intermittierend von Hand bewegt werden.
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Die Dicke der Adsorptionsmittelschicht kann 127 bis 152 mm oder mehr
oder weniger betragen, und die mit Lösungsmittel geladene Luft kann in den Adsorber
in einer Menge von 500 ccm/Min. oder mehr oder weniger geschickt werden.
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In einer abgeänderten Ausführungsform, bei der ein zweiter Adsorber
benutzt wird, ist die Unterteilung des innerenRingkörpers in einzelne Abschnitte
nicht nötig, und nach einer bestimmten Adsorptionsperiode kann das Ventil, welches
den Eintritt von mit Lösungsmittel geladener Luft steuert, geschlossen und
der
Dampfeinlaß geöffnet werden. Eine solche Ausführungsform kann für ununterbrochene
Ausdampfung verwendet werden. Wenn die Kohle voll gesättigt ist, kommt es vor, daß
ein gewisser Durchbruch erfolgt, in welchem Falle es vorteilhaft ist, den Teil der
z. B. aus dem letzten Abteil des Adsorptionsaggregats austretenden Luft nochmals
hindurchzuschicken, um zu gewährleisten, daß die Kohle vor der Ausdampfung voll
gesättigt ist.
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Aus der vorausgegangenen Beschreibung der Vorrichtung gemäß der Erfindung
sind ohne weiteres viele hervorstechende Vorteile gegenüber bekannten Apparaturen
erkennbar, und zwar sorgt die Vorrichtung für einen kontinuierlichen Adsorptionsprozeß
zusammen mit einer kontinuierlichen Reaktivierung der Kohle oder eines anderen verwendeten
Adsorbens; es ist nur einAdsorber erforderlich, was beträchtliche Zeit- und Geldersparnis
bedeutet; es sindkeineVentile zu betätigen; die Leistung des Aggregats, was Adsorption
und Wiedergewinnung der Lösungsmittel anbelangt, hängt lediglich von der Drehgeschwindigkeit
des Ringkörpers oder der inneren Trommel ab, die die Kohle enthält, und von der
Geschwindigkeit, mit der der Desorptionsdampf in den Adsorber strömt; durch die
Rotation des Kahlebettes wird eine wirksamere und gleichmäßigere Adsorption als
mit einem feststehenden Bett erreicht. Da der Prozeß kontinuierlich abläuft, wird
eine vollkommene Regelmäßigkeit erzielt, un da kein Spitzenverbrauch erforderlich
ist, ist der Gesamtverbrauch geringer.
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Schließlich kann bei der Wiedergewinnung eines mit Wasser nicht mischbaren
Lösungsmittels der Adsorber selbst direkt an eine Fraktioniersäule angeschlossen
werden, so daß die Anordnung z. B. von Kondensatoren, Alkoholvorratsbehältern u.
dgl. nicht notwendig ist.
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PATENTANspRt;cHE: 1. Vorrichtung zum Abtrennen von adsorbierbaren
Stoffen aus Gasen oder Dämpfen, in welcher das Adsorptionsmittel während des Adsorptionsvorganges
dauernd in Bewegung gehalten und zwecks Desorption in ununterbrochener Folge bedampft
wird, gekennzeichnet durch ein feststehendes, äußeres Gehäuse (2), eine in dem Gehäuse
drehbare und durch radiale Trennwände (13) in Abteile (14) zur Aufnahme des Adsorptionsmittels
geteilte Trommel (1), einen Einlaß (27) für die mit dem Lösungsmittel beladenen
Dämpfe, ein Abführungsrohr (29) für die gereinigten Gase oder Dämpfe sowie ein im
Inneren der Trommel (1) angeordnetes Rohr (43) mit der Mündung (44) für die Zuführung
des Desorptionsdampfes und dem Ansatz (30) bzw. Stutzen (33), welcher außen an dem
Teil (1) für die Abführung des Desorptionsdampfes vorgesehen ist.