DE2632928B2

DE2632928B2 - Adsorptionsturm für die kontinuierliche Reinigung eines Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Abgases

Info

Publication number: DE2632928B2
Application number: DE2632928A
Authority: DE
Inventors: Heiichiro Murakami; Iwaki Nishiki; Tsuneo Okamoto
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1976-07-22
Publication date: 1979-09-20
Also published as: FR2318671A1; JPS5214580A; NL7608117A; NL166408B; IT1063571B; DE2632928A1; US4207082A; GB1554450A; NL166408C; DE2632928C3; CA1070620A; JPS538664B2; FR2318671B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Adsorptionsturm für die kontinuierliche Reinigung eines Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Abgases mit einem in seinem oberen Teil in Form von mehrstufigen Wirbelschichtbetten ausgebildeten Adsorptionsabschnitt, einem an seinem Boden befindlichen Regenerierungsabschnitt mit einem Einlaß für ein nicht kondensierbares, inertes Regeneriergas und mit einer Steigleitung entlang der Mittelsenkrechten des Adsorptionbturmes zum Transport der regenerierten Adsorptionsmittelteilchen.

Bei den verschiedenartigsten Verfahren werden Abgase erzeugt, die Lösungsmitteldämpfe enthalten. Diese Abgase müssen von den Lösungsmitteldämpfen befreit werden, bevor sie in die Atmosphäre abgelassen werden können.

Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung von Abgasen von Lösungsmitteldämpfen durch Adsorption bekannt. Wenn es die Gegebenheiten erfordern, werden bei diesen bekannten Verfahren auch die entfernten Lösungsmitteldämpfe wiedergewonnen. In der Praxis ist insbesondere ein Adsorptionssystem mit Wirbelschichtbetten weit verbreitet, bei dem ein zu behandelndes Gas und adsorptionsfähige Teilchen wie Aktivkohle, aktiviertes Aluminiumoxid oder Siliziumoxid miteinander in Kontakt gebracht werden, um Wirbelschichtbetten aus den adsorbierenden Teilchen zu bilden. So ist beispielsweise in »Kagakukikai to Sochi« (Japan), März 19/5, Seite 83—88, ein Adsorptionsturm beschrieben, bei dem die Gasbehandlung kontinuierlich dadurch bewirkt wird, daß Wirbelschichtbetten in einer Vielzahl von Stufen innerhalb eines Turmes ausgebildet werden und das Regeneriergas für die beladenen Adsorptionsteilchen abgezogen und in einem separaten Kondensator gereinigt wird. Einen ähnlichen bekannten Adsorptionsturm zeigt die beigefügte Fig. i. In dieser Fig. 1 bezeichnet 1 einen Adsorptionsturm. Ein Gas, das Lösungsmitteldämpfe, die entfernt werden sollen, enthält, wird durch eine Düse 2 in den Adsorptionsabschnitt A in dem Turm 1 eingeführt Beim Eintritt in das Innere des Turmes steigt das Gas nach oben und kommt mit den adsorbierenden Teilchen in Kontakt, die innerhalb des Adsorptionsabschnittes A gehalten werden, und bewirkt, daß die adsorbierenden Teilchen auf den stufenweise angeordneten Böden 3, 3', 3" ... Wirbelschichtbetten bilden. Diese die Wirbelschichtbetten bildenden Adsorptionsteilchen adsorbieren die Lösungsmitteldämpfe aus dem Gas. Das Gas, das auf diese Weise von den Lcüungsmitteldämpfen befreit worden ist, wird dann durch einen Entnahmeauslaß 4 oben an dem Turm 1 freigesetzt Die Adsorptionsteilchen auf den stufenweise angeordneten Böden 3,3', 3" ... fallen durch die den Böden zugeordneten Fallwege oder abwärts führende Leitungen 5, 5', 5" ... und bewegen sich allmählich aufgrund der Schwerkraft nach unten, wobei sie gleichzeitig die Lösungsmitteldämpfe von dem Gas adsorbieren. Dann verlassen sie den Adsorptionsabschnitt A und sammeln sich in dem Raum an, der auf einer Trennwand 6 ausgebildet ist Unter Ausbildung eines unter Schwerkraft sich bewegenden Fließbettes in dem Raum erreichen sie allmählich einen Regenerierungsabschnitt B, der am Boden des Adsorptionsturmes { angeordnet ist. Beim Eintritt in den Regenerierungsabschnitt B werden die Adsorptionsteilchen durch einen Erhitzer 7 erhitzt, was dazu führt, daß die Teilchen regeneriert werden, da sie durch die Erhitzung gezwungen werden, die adsorbierten Lösungsmitteldämpfe freizugeben. Anschließend werden die regenerierten Adsorptionsteilchen, die den Boden 8 des Turmes 1 erreichen, über eine Steigleitung 9 zum oberen Teil des Turmes 1 übergeführt um zyklisch wiederverwendet zu werden. In der Zwischenzeit werden die Lösungsmitteldämpfe, die von den Adsorptionsteilchen desorbiert worden sind, durch eine Düse 10 mittels eines Trägergases, das durch eine an dem unteren Teil des Regenerierungsabschnittes B angeordnete Düse 11 eingeführt wird, aus dem System zwangsweise herausgeführt. Die abgegebenen Lösungsmitteldämpfe werden zu einem Abschnitt Cübergeführt, in dem das Desorbat behandelt wird und der beispielsweise aus einem Kondensator oder Dekantiergefäß besteht. Unter dem Ausdruck »Desorbat« werden hier die von den Adsorptionsteilchen desorbierten Substanzen verstanden.

Bei Gasbehandlungsvorrichtungen und -verfahren zum Reinigen von Abgasen in Wirbelschichtbetten wird häufig gasförmiger Dampf als Trägergas zur Regenerierung der Adsorptionsteilchen verwendet, insbesondere da Dampf billig ist. Außerdem ist es auch üblich, Inertgas umlaufen zu lassen, das in Waschtürmen gereinigt wird und somit ebenfalls Wasserdampf enthält, wie es beispielsweise in der DE-OS 16 69 314 beschrieben ist. Wenn jedoch die die adsorbierten Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Adsorptionsteilchen einer Regenerierungsbehandlung unter Verwendung von Dampf als Trägergas oder feuchtem Inertgas unterworfen werden und gleichzeitig die Lösungsmitteldämpfe wiedergewonnen werden sollen, bildet es einen Nachteil, daß das wiedergewonnene Lösungsmittel mit Wasser, das von dem Dampf herrührt, verunreinigt ist, wenn das

Lösungsmittel ein organisches, mit Wasser kompatibles Lösungsmittel wie Alkohol oder Keton ist Um das organische Lösungsmittel wieder verwenden zu können, ist es daher notwendig, das Wasser von dem wiedergewonnenen Lösungsmittel abzutrennen und zu entfernen. Für diesen Zweck ist eine zusätzliche Abtrenneinheit erforderlich.

Es ist daher zweckmäßig, anstelle von Dampf oder feuchtem Inertgas zur Regenerierung der Adsorptionsteilchen ein nicht kondensierbares inertes Gas, beispielsweise Stkkstoffgas, zu verwenden. Wenn jedoch solch ein nicht kondensierbares inertes Gas verwendet wird, muß es aus Kostengründen in zyklischem Umlauf verwendet werden. Es kann nicht ständig wie Dampf an die Atmosphäre abgelassen werden. In dem bekannten Adsorptionsturm, der in F i g. 1 dargestellt ist, wirft die zyklische Verwendung des nicht kondensierbaren inerten Gases jedoch Probleme auf. Und zwar kommt das nicht kondensierbare inerte Gas, das in den Regenerierungsabschnitt B eingeführt wird, mit den darin enthaltenen Adsorptionsteilchen in Kontakt, um die Lösungsmitteldämpfe von den Teilchen, die die adsorbierten Lösungsmitteldämpfe enthalten, zu desorbieren. Anschließend wird das von den desorbierten Lösungsmitteldämpfen begleitete Gas zu dem Abschnitt C für die Desorbatbehandlung geleitet. Das so in den Abschnitt C eingeführte inerte Gas wird dort in einem Kondensator abgekühlt, um die Lösungsmitteldämp fe in Form von Flüssigkeit abzutrennen. Es ist jedoch nicht zu vermeiden, daß hierbei Lösungsmitteldämpfe in dem inerten Gas vorhanden bleiben und zwar in einer Menge, die dem Dampfdruck bei der Kühltemperatur entspricht. Darum kann das den Abschnitt C verlassende inerte Gas nicht wieder, wie es ist, in den Regenerierungsabschnitt B eingeführt werden, da es eine zu große Menge an Lösungsmitteldämpfen enthält. Wenn nämlich das inerte Gas, das die Lösungsmitteldämpfe in der angegebenen hohen Menge enthält, wieder in den Regenerierungsabschnitt B eingeführt würde, könnten die Adsorptionsteilchen nicht vollständig regeniert werden. Daher müßten diese Lösungsmitteldämpfe in einer zusätzlichen Abtrenneinheit von dem inerten Gas abgetrennt und entfernt werden, bevor das gereinigte inerte Gas in den Regenerierungsabschnitt B eingeführt werden kann. Die zyklische Verwendung des nicht kondensierbaren inerten Gases ist daher bei den bekannten Adsorptionstürmen gar nicht oder nur auf komplizierte Weise möglich.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Adsorptionsturm für die kontinuierliche Reinigung eines Abgases von Lösungsmitteldämpfen zu schaffen, bei dem zur Desorption der Lösungsmitteldämpfe von den Adsorptionsteilchen inertes Gas zyklisch als Trägergas für die Regenerierung verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird beim Adsorptionsturm der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß zwischen dem Adsorptionsabschnitt und dem Regenerierungsabschnitt für das Adsorptionsmitte! ein mit diesen Abschnitten offen verbundener, in Form von Fließbetten ausgebildeter, weiterer Adsorptionsabschnitt ausgebildet ist, daß zwischen dem Regenerierungsabschnitt und dem unteren Abschnitt des weiteren Adsorptionsabschnittes eine Verbindungsleitung mit einem Kondensator zum Überführen von Regeneriergas in den weiteren Adsorptionsabschnitt vorgesehen ist und daß eine von dem oberen Abschnitt des weiteren Adsorptionsabschnitts ausgehende Verbindungsleitung zur Rückführung von Regeneriergas zum Regenerie

ι ■-,

rungsabschnitt vorgesehen ist

In einem derartigen Adsorptionsturm können die Adsorptionsteilchen, die durch den Adsorptionsabschnitt zur Reinigung des Abgases hindurchgeflossen sind und noch etwas von ihrer Adsorptionsfähigkeit behalten haben, in dem weiteren Adsorptionsabschnitt ein nicht kondensierbares, als Trägergas verwendetes inertes Gas nach seinem Durchströmen eines Kondensators von noch vorhandenen Lösungsmitteldampfspuren befreien. Das inerte Gas wird dadurch wieder so weit aufgearbeitet, daß es in dem heißen Regenerierungsabschnitt die von den Adsorptionsteilchen abgegebenen Lösungsmitteldämpfe aufnehmen kann.

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen bekannten Adsorptionsturm in schematischer Darstellung und

F i g. 2 einen Adsorptionsturm nach der Erfindung in schematischer Darstellung, mit dem eine kontinuierliche Reinigungsbehandlung eines Abgases, das Lösungsmitteldämpfe enthält, durchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird nun im einzelnen anhand der F i g. 2 näher beschrieben.

In Fig.2 bezeichnet 21 den Hauptkörper eines Adsorptionsturmes nach der Erfindung. Auf dem oberen Teil des Turmes 21 befindet sich ein Adsorptionsabschnitt I für das zu behandelnde Gas. In der Mitte des Turmes 21 ist ein weiterer Adsorptionsabschnitt II für ein Regenerierungsgas (Trägergas) vorgesehen, der das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung bildet. Am Boden des Turmes 21 befindet sich ein Regenerierungsabschnitt III für ein Adsorptionsmittel. Der Adsorptionsabschnitt I ist von dem Adsorptionsabschnitt II durch eine Teilchen-Trennplatte 25 abgetrennt. In der gleichen Weise ist der Adsorptionsabschnitt II von dem Regenerierungsabschnitt IH durch eine Trennplatte 27 abgetrennt. Entlang der Mittelsenkrechten des Turmes 21 ist eine Steigleitung 23 zum Transport der regenerierten Adsorptionsteilchen durch einen Luftstrom vorgesehen, und die Steigleitung 23 besitzt am oberen Teil und am Boden des Turmes offene Enden und bildet so einen Rückzirkulationsweg für feste Adsorptionsteilehen.

Der Adsorptionsabschnitt I für ein Gas, das in dem oberen Teil des Turmes 21 behandelt werden soll, besitzt die Form von mehrstufigen Wirbelschichtbetten, die dadurch erhalten werden, daß in einer Vielzahl von Stufen perforierte Böden 22 angeordnet sind. Das Gas, das behandelt werden soll, beispielsweise ein Abgas aus einer Fabrik, das Lösungsmitteldämpfe enthält, wird von einer Einlaßleitung 24 in öen Adsorptionsabschnitt I eingeführt. Das Gas wird in diesem Fall an tiner Stelle eingeführt, die unterhalb des perforierten Bodens 22 der tiefsten Stufe in dem Adsorptionsabschnitt I liegt, und zwar in solch einer Weise, daß das Gas von den Verteilerdüsen 24' innerhalb des Adsorptionsabschnittes I nach oben strömen kann. Das zu behandelnde Gas steigt auf, wobei es auf dem perforierten Boden 22 jeder einzelnen Stufe eine Wirbelschicht aus festen Adsorptionsteilchen bildet. Beim Aufsteigen werden die Lösungsmitteldämpfe in dem Gas an den Adsorptionsteilchen adsorbiert und aus dem Gas entfernt, so daß das Gas gereinigt wird. Das gereinigte Gas wird dann von einem an dem oberen Teil des Turmes 21 vorgesehenen Ablaßausgang 26 in die Atmosphäre freigegeben.

Andererseits werden die festen Adsorptionsteilchen dem perforierten Boden 22 der höchsten Stufe von dem

offenen Ende der Steigleitung 23 am oberen Teil des Turmes 21 zugeführt und dann durch den nach oben steigenden Strom des Gases, das behandelt werden soll, zu einer Wirbelschicht verwirbelt. Unter Bildung von Wirbelschichtbetten bewegen sich die Teilchen allmählieh durch die öffnungen, die in den einzelnen perforierten Böden 22 vorgesehen sind, oder durch die Fallwege oder abwärts führende Leitungen, die an geeigneten Stellen in den perforierten Böden 22 angebracht sind, abwärts zu unteren Stufen. Während die Teilchen auf jeder Stufe ein Wirbelschichtbett bilden, adsorbieren sie die Lösungsmitteldämpfe von dem Gas, weiches dieselben enthält. Beim Abfallen von der untersten Stufe werden die Teilchen in eine senkrechte Leitung 25' eingeführt, die in der Trennplatte 25 vorgesehen ist, und die Leitung 25' hat eine gasabdichtende Wirkung, wenn sie mit den Teilchen gefüllt ist. Während die Teilchen in der Leitung 25' ein Fließbett bilden, werden sie zu dem weiteren Adsorptionsabschnitt Il für das Regenerierungsgas geführt, der in der Mitte des Turmes 21 vorgesehen ist.

Die Konzentration der Lösungsmitteldämpfe, die in dem zur Behandlung in den Adsorptionsabschnitt I eingeführten Gas enthalten sind, wird üblicherweise vorher auf höchstens 5000 ppm oder weniger eingestellt (z. B. durch Verdünnen des Gases mit Luft). Dies geschieht deshalb, weil es bevorzugt wird, die Konzentration aus Sicherheitsgründen auf den halben Betrag der Magergemisch-Entflammbarkeitsgrenze (lean flammability limit) einzustellen. Weiterhin wird durch die Einstellung der Lösungsmittelkonzentration in dem zur Behandlung eingeführten Gas die Menge der festen Adsorptionsteilchen, die im Kreislauf verwendet werden müssen, so gesteuert, daß eine überschüssige Adsorptionskraft bzw. Adsorptionskapazität verbleiben kann, die hoch genug ist, um fast alle Lösungsmitteldämpfe, die in dem Gas in dem Adsorptionsabschnitt i enthalten sind, zu adsorbieren und ferner ausreichend ist, um fast alle Lösungsmitteldämpfe, die in dem Regenerierungsgas verblieben sind, das in dem folgenden Adsorptionsabschnitt II regeneriert werden soll, ebenfalls zu adsorbieren.

Der weitere Adsorptionsabschnitt II in der Mitte des Turmes 21 besitzt die Form von Fließbetten, die dadurch erhalten werden, daß eine Vielzahl von senkrechten Leitungen 28 vorgesehen sind. Das nicht kondensierbare Regenerierungsgas, das die überschüssigen Lösungsmitteldämpfe enthält, die durch den Kondensator 31 weder abgetrennt noch wiedergewonnen worden sind, wird von einer Einlaßdüse 32 in den weiteren Adsorptionsabschnitt II eingeführt und kommt mit den Adsorptionsteilchen in Kontakt, die kontinuierlich durch die senkrechten Leitungen 28 unter Bildung von Fließbetten herabfallen. Dabei wird das Gas mit dem Strom der Teilchen im Gegenstrom kontaktiert Dann wird das Gas durch eine in der oberen Wandung des weiteren Adsorptionsabschnittes 11 vorgesehenen Auslaßdüse oder Auslaßöffnung 33 entnommen und durch eine Verbindungsleitung V wieder zu dem Regenerierungsabschnitt III geleitet Dabei werden während der Zeit, in der das Regenerierungsgas mit den Adsorptionsteilchen in Kontakt kommt, die unter Ausbildung von Fließbetten durch die Leitungen 28 herabfallen, die verbliebenen Lösungsmitteldämpfe, die in dem Gas enthalten sind, adsorbiert und entfernt. Folglich bildet das zur Regenerierung von der Auslaßdüse 33 entnommene Gas ein gereinigtes Gas, das gut genug ist, um dem Regenerierungsabschnitt III zugeführt zu werden, ohne Schwierigkeiten zu verursachen. Dadurch, daß solch ein gereinigtes Regenerierungsgas erhalten wird, wird eine kontinuierlich zyklische Verwendung des Gases mit Rückführung möglich.

^ri Das Regenerierungsgas, das gerade von der Verbindungsleitung IV zwischen dem Regenerierungsabschnitt III und dem weiteren Adsorptionsabschnitt Il durch die Einlalidüse 32 in den Abschnitt Il eingeführt worden ist, besitzt üblicherweise eine sehr hohe Lösungsmittel-

iii dampfkonzentration von 0,5 bis 3 Vol.%, was von der Temperatur des Gases und der Art des in dem Gas enthaltenen Lösungsmittels abhängt. Weiterhin erhöht die Adsorptionswärme, die bei dem im Inneren der Leitungen 28 stattfindenden Adsorptionsvorgang auf^r> tritt, die Temperaturen der Adsorptionsteilchen und des Regerierierungsgases. Urn zu verhindern, daß die Temperaturen ansteigen, kann daher zusätzlich eine Einrichtung 30 vorgesehen werden, die ein kaltes Medium (beispielsweise Wasser) um die senkrechten Leitungen 28 führt, wenn es notwendig ist. 45 und 44 sind die entsprechenden Einlaß- und Auslaßöffnungen für das Kühlmedium. Es kann irgendeine beliebige Einrichtung oder Anordnung verwendet werden, solange nur gewährleistet ist, daß das kontinuierliche

?-> Herabfallen der Adsorptionsteilchen nicht durch die zusätzlich angebrachte Einrichtung gestört wird. Zum Beispiel kann die Einrichtung eine Rollenanordnung mit Kühlrippen oder eine Anordnung aus mit Kühlrippen versehenen Trennplatten sein, die die inneren

»ι Wandoberflächen der senkrechten Leitungen 28 berührt und in dem Inneren der Leitungen 28 eine Unterteilung in eine Vielzahl senkrechter Wege schafft. Nachdem die Teilchen durch die Leitungen 28 hindurchgeflossen sind, fallen sie nach unten auf die

ss Trennplatte 27, die die senkrechten Leitungen 29 besitzt, die ebenfalls als Gasabdichtwege dienen wie die senkrechte Leitung 25' und den weiteren Adsorptionsabschnitt II von dem Regenerierungsabschnitt III abtrennen. Dann werden die Teilchen in den Regenerie-

4Ii rungsabschnitt III eingeführt. Es ist vorzuziehen, daß die senkrechten Leitungen 29 jeweils vergleichsweise schmalere und längere Wege aufweisen, so daß Gasundichtigkeiten von dem Regenerierungsabschnitt III zu dem Adsorptionsabschnitt II verhindert werden

·!■■> können. Dies ist vorzuziehen, damit das Regenerierungsgas, das von der Auslaßdüse 39 für desorbiertes Gas abgezogen werden soll, einen höheren Druck aufweist als das Gas, das in den Adsorptionsabschnitt II eingeführt wird. Wenn die senkrechten Leitungen 29

W lange Wege besitzen, kann die gasabdichtende Wirkung vollständig innerhalb der Leitungen 29 erzeugt werden. Die Schaffung senkrechter Leitungen 29 mit vergleichsweise langen Wegen ist weiterhin sehr vorteilhaft für die Vorerhitzung der Adsorptionsteilchen auf eine

so Temperatur, die zum Desorbieren der adsorbierten Substanzen von den Adsorptionsteilchen notwendig ist Bei der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, einen Vorheizabschnitt vorzusehen, der einen Aufbau aufweist mit einer Einlaßdüse 42 und einer Auslaßdüse 43

ω für ein Wärmemedium in einem Raum, der durch eine Trennplatte 27 und eine dichtende Platte 40 abgeteilt ist, um die in Form von Fließbetten innerhalb der Leitungen 29 herabfallenden Teilchen vorzuheizen. Die Regenerierungseinheit in dem Regenerierungsabschnitt III, die am Boden des Turmes 21 vorgesehen ist und in ihrem oberen Teil mit einer Trennplatte 27 und dem Vorheizabschnitt direkt unter der Platte 27 abgetrennt ist, weist einen Aufbau auf, der aus einer Vielzahl

senkrechter Leitungen 35 besteht, in denen sich die Adsorptionsteilchen in Form von Fließbetten nach unten bewegen, wie bei der Anordnung der Adsorptionseinheit in dem Adsorptionsabschnitt II in der Mitte des Turmes 21. Die Regenerierungseinheit ist so aufgebaut, daß die sich in Form von Fließbetten innerhalb der Leitungen 35 nach unten bewegenden Adsorptionsteilchen indirekt durch ein Wärmemedium durch die Wände der Leitungen 35 von den Umgebungen der Leitungen 35 erhitzt werden können. Eine derartige Erhitzung wird möglich, indem ein Mantel oder eine Heizeinheit mit dem gleichen Aufbau wie bei dem oben beschriebenen Vorheizabschnitt an den senkrechten Leitungen 35 vorgesehen wird. Um die Adsorptionsteilchen innerhalb des Regenerierungsabschnittes !!! zu erhitzen, kann auch die Regenerierup.gseinheit eine indirekte Heizung sein, z. B. ein röhrenförmiger Aufbau mit Kühlrippen, der die kontinuierliche Abwärtsbewegung der Adsorptionsteilchen nicht behindert, anstelle der senkrechten Leitungen 35.

Das nicht kondensierbare Regenerierungsgas für die Verwendung in der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird in den Regenerierungsabschnitt III von einer Einlaßdüse oder -öffnung 38 durch ein Gebläse 34 eingeführt und steigt innerhalb der senkrechten Leitungen 35 nach oben. Im Inneren der Leitungen 35 strömen das Gas und die von den Adsorptionsteilchen desorbierten Lösungsmitteldämpfe gleichzeitig nebeneinander, und das von den Lösungsmitteldämpfen begleitete Gas tritt durch die Auslaßdüse 39 für desorbiertes Gas aus und wird zu einem Kondensator 31 geleitet, in dem die Lösungsmitteldämpfe kondensiert, abgetrennt und wiedergewonnen werden. Mit 36 ist ein Einlaßventil für ein Regenerierungsgas bezeichnet. Die Funktion des Einlaßventiles 36 besteht darin, das nicht kondensierbare Regenerierungsgas (z. B. Stickstoff) frisch in das Kreislaufsystem für das Regenerierungsgas zu dem Zweck einströmen zu lassen, die Konzentration von Sauerstoff abzusenken, der sich in dem Kreislaufsystem für das Regenerierungsgas befindet, was aus Sicherheitsgründen notwendig ist oder wenn es andere Gegebenheiten erfordern. In dem Kondensator 31 werden die Lösungsmitteldämpfe kondensiert und von dem Regenerierungsgas abgetrennt, und die kondensierten Lösungsmittel werden in einem Lösungsmitteltank 46 wiedergewonnen, jedoch werden nicht abtrennbare Lösungsmitteldämpfe in einer Menge, die dem von der Kondensationstemperatur abhängenden Dampfdruck entspricht, in dem Gas belassen. Ein wesentliches Merkmal des Adsorptionsturmes nach der Erfindung ist, daß er ein Rückführungssystem besitzt, in dem das Gas zu dem weiteren Adsorptionsabschnitt II zurückgeleitet wird, um die verbliebenen Lösungsmitteldämpfe von dem Gas zu entfernen, und das so regenerierte und gereinigte Gas wieder durch das Gebläse 34 in den Regenerationsabschnitt III zurückgeführt wird

Andererseits bewegen sich die Adsorptionsteilchen durch die zwei Adsorptionsabschnitte I und II und fallen innerhalb der senkrechten Leitungen 35 nach unten, wobei sie die Form von Fließbetten annehmen. Während die Teilchen durch die senkrechten Leitungen 35 fließen, werden sie auf eine Temperatur erhitzt, bei der die adsorbierten Lösungsmitteldämpfe desorbiert werden sollen.

Die Lösungsmitteldämpfe, die durch die beschriebene Heizung von den Teilchen desorbiert und abgetrennt worden sind, werden von dem Regenerierungsgas begleitet, das in den Leitungen 35 nach oben steigt, und fortgeführt. Die regenerierten Adsorptionsteilchen werden wieder durch einen Luftstrom (z. B. trockne Luft), der von einer Steigluft-Strahldüse 37 herrührt, durch eine Steigleitung 23 für regenerierte Teilchen mit einem offenen Ende am Boden des Turmes 21 zu der höchsten Stelle des Adsorptionsabschnittes I am oberen Teil des Turmes 21 zurückgeführt.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegen sich die festen Adsorptionsteilchen aufgrund der Schwerkraft allmählich vom Adsorptionsabschnitt I zu dem weiteren Adsorptionsabschnitt II und dann zu dem Regenerierungsabschnitt III nach unten. Um den unter Schwerkraft erfolgenden Transport der Teilchen zu erleichtern, kann in dem Adsorptionsturm nach der Erfindung zusätzlich eine spezielle Hilfsfördereinrichtup.g vorgesehen sein, 2. B. eine Vibrationseinheit, um zu verhindern, daß die Teilchen in den Fließbetten eine Brückenwirkung ausbilden, oder eine Rühreinheit, um zu verhindern, daß sich die Teilchen zusammenballen oder eine stoßende oder kanalisierende Bewegung in dem Fließbett ausüben. Um den Transport der festen Adsorptionsteilchen unter Schwerkraft zu erleichtern, kann eine übliche mechanische Abdichtvorrichtung in der senkrechten Leitung 25' und/oder den senkrechten Leitungen 29 vorgesehen werden.

Es ist zweckmäßig, als feste Adsorptionsteilchen in dem erfindungsgemäßen Adsorptionsturm Teilchen mit solch einer Gestalt zu verwenden, die ihnen hervorragende Fließfähigkeit verleiht und zum Aufrechterhalten einer vergleichsweise dichten Packungsfüllung der Fließbetten geeignet ist, um die Gas-Abdichtungswirkung zu vergrößern, d. h. kugelförmige Aktivkohleteilchen mit einer vergleichsweise kleinen Korngröße zu verwenden. Bei Verwendung dieser kugelförmigen Aktivkohle kann der Adsorptionsturm nach der Erfindung viele Stunden lang mit einem hohen Gasbehandiungswirkungsgrad beirieben werden, ohne daß eine Hilfsvorrichtung zur Erleichterung des Transportes der Adsorptionsteilchen vorgesehen werden muß.

Anhand von Beispielen wird nachfolgend detaillierter die Wirkung beschrieben, die erzielt werden kann, wenn ein Lösungsmitteldämpfe enthaltendes Abgas kontinuierlich der Reinigungsbehandlung in dem Adsorptionsturm nach der Erfindung unterworfen wird.

Beispiel 1

In dem vorliegenden Beispiel wurde ein Adsorptionsturm mit einem Aufbau verwendet, wie er in F i g. 2 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist Der Turm 21 war ein zylindrischer Turm mit einer Höhe von 5100 mm und einem inneren Durchmesser von 500 mm, der aus Edelstahl hergestellt war. Die in dem Adsorptionsabschnitt I vorgesehenen Böden bestanden aus sechsstufigen Böden. Die Steigleitung 23 besaß einen inneren Durchmesser von 1,905 cm (³Λ Zoll). Die Einlaßleitung 24 besaß einen inneren Durchmesser von 10,16 cm (4ZoII) und war ringförmig innerhalb des Turmes 21. Die senkrechte Leitung 25' besaß einen inneren Durchmesser von 3,810 cm (³/2ZoIl) und eine Länge von 200 mm.

Die senkrechten Leitungen 28 bestanden aus acht Leitungen, und jede Leitung besaß einen inneren Durchmesser von 10,16 cm (4 Zoll) und eine Länge von 250 mm. Weiterhin wurde, um die senkrechten Leitungen 28 zu kühlen. Wasser von einer Einlaßdüse 45 für ein Kühlmedium in die Einrichtung 30 eingeleitet Die senkrechten Leitungen 29 bestanden aus 18 Leitungen,

und jede von ihnen wies einen inneren Durchmesser von 1,270 cm (V2 Zoll) und eine Länge von 800 mm auf. Die Leitungen 29 konnten indirekt durch Dampf geheizt werden. Die senkrechten Leitungen 35 bestanden aus achtzehn Leitungen, und jede Leitung besaß einen inneren Durchmesser von 5,08 cm (2 Zoll) und eine Länge von 600 mm. Mit 31 ist ein Wärmeaustauscher mit ummantelten Röhren bezeichnet, der eine Heizoberfläche von 2,8 m² aufwies. Preßluft wurde von der Düse 37 eingeblasen, um die regenerierten Adsorptionsteilchen nach oben zu drücken. In diesem Adsorptionsturm wurde Luft mit 27⁰C, die 1200 Volumen-ppm Isopropylalkohol enthielt, mit einer Geschwindigkeit von 550 NmVh behandelt, wobei kugelförmige Aktivkohle mit einer mittleren Korngröße von 720 μ verwendet wurde. Das Ergebnis zeigte, daß wenn die Menge an zirkulierter Aktivkohle auf 14 kg/h fest eingestellt wurde, die Isopropylalkoholkonzentration in dem gereinigten Gas 50 Volumen-ppm oder weniger wurde, und die Menge an wiedergewonnenem Isopropylalkohol 1,65 kg/h betrug. Der Wassergehalt in dem wiedergewonnenen Isopropylalkohol betrug etwa 0,1 Gew.%, wenn er nach der Karl Fischer-Methode gemessen wurde. Die innere Temperatur der senkrechten Leitungen 35 betrug in diesem Falle 145° C. Als Regenerierungsgas wurde Stickstoffgas verwendet, und die Menge an zirkulierten! Stickstoffgas betrug 4,5 NmVh. Ferner mußte die Sauerstoffkonzentration in dem Gas aus Sicherheitsgründen auf 10Vol.% oder niedriger gehalten werden. Daher betrug die Menge an reinem Stickstoffgas, das in die Regenerierungsgas-Umlaufleitung strömen gelassen wurde,0,15 NmVh.

Beispiel 2

Im Adsorptionsturm nach Beispiel 1 wurde Luft mit 30°C,die 1600 ppm Toluol enthielt, mit einer Geschwindigkeit von 600 NmVh behandelt, indem eine ähnliche Aktivkohle verwendet wurde. Das Ergebnis zeigte, daß wenn die Menge an zirkulierender Aktivkohle auf 21 kg/h fest eingestellt wurde, die Toluol-Konzentration in dem gereinigten Gas etwa 30 ppm betrug. Die inneniemperatur der senkrechten Leitungen 35 betrug in diesem Falle 15O¹³C. Weiterhin betrug die Menge an zirkulierendem Stickstoff, der als Regenerierungsgas verwendet wurde, 4,5 NmVh. Die Menge an wiedergewonnenem Toluol betrug 3,7 kg/h.

Um die Sauerstoffkonzentration in der Regenerierungsgas-Umlaufsleitung auf lOVol.% oder niedriger zu halten, betrug die Menge an reinem Stickstoff, der in die Leitung strömen gelassen wurde, 0,18 NmVh. Der Wassergehalt in dem wiedergewonnenen Toluol betrug 0,05 Gew.%.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Adsorptionsturm für die kontinuierliche Reinigung eines Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Abgases mit einem in seinem oberen Teil in Form von '■> mehrstufigen Wirbelschichtbetten ausgebildeten Adsorptionsabschnitt, einem an seinem Boden befindlichen Regenerierungsabschnitt mit einem Einlaß für ein nicht kondensierbares, inertes Regeneriergas und mit einer Steigleitung entlang ι ο der Mittelsenkrechten des Adsorptionsturms zum Transport der regenerierten Adsorptionsmittelteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Adsorptionsabschnitt (I) und dem Regenerierungsabschnitt (III) ein mit diesen Ab- π schnitten offen verbundener, in Form von Fließbetten ausgebildeter, weiterer Adsorpiionsabschnitt/II) ausgebildet ist, daß zwischen dem Regenerierungsabschnitt (III) und dem unteren Abschnitt des weiteren Adsorptionsabschnitts (II) eine Verbindungsleitung (IV) mit einem Kondensator (31) zum Überführen von Regeneriergas in den weiteren Adsorptionsabschnitt (II) vorgesehen ist und daß eine von dem oberen Abschnitt des weiteren Adsorptionsabschnitts (II) ausgehende Verbindungs- .' > leitung (V) zur Rückführung von Regeneriergas zum Regenerierungsabschnitt (111) vorgesehen ist.

2. Adsorptionsturm nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorptionsabschnitt (I), der weitere Adsorptionsabschnitt (II) und der »<i Regenerierungsabschnitt (III) jeweils voneinander durch Trennplatten (25; 27) getrennt sind.