DE2632928B2 - Adsorptionsturm für die kontinuierliche Reinigung eines Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Abgases - Google Patents
Adsorptionsturm für die kontinuierliche Reinigung eines Lösungsmitteldämpfe enthaltenden AbgasesInfo
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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 aufr>
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.
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.
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 (2)
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.
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