DE2709574C3 - Vorrichtung zum Reaktivieren von Aktivkohle - Google Patents
Vorrichtung zum Reaktivieren von AktivkohleInfo
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Description
40
45
-Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reaktivieren von Aktivkohle mit einer um ihre Längsmittelachse
drehbar gelagerten, hohlen zylindrischen Trommel aus hitzebeständigem Material, die an ihrem einen
Ende einen Einlaß und an ihrem anderen Ende einen Auslaß für die reaktivierte Aktivkohle aufweist, und
einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Trommel um ihre Achse. Eine dei artige Vorrichtung ist aus der
US-PS 24 86 205 oder der US-PS 22 70 245 bekannt.
Beim Reaktivieren von Aktivkohle wird d.'e Kohle im allgemeinen durch einen heißen Raum oder über eine
heiße Fläche hinweg, die durch Wärmeleistung einer Wärmequelle, beispielsweise durch Verbrennen von
flüssigem Treibstoff (Benzin, Dieselöl usw.), gasförmigern Treibstoff oder Kerosin (Paraffinöl), erhitzt
wurden, einer planiren Bewegung eines K^skadenbewegungsvorgangs
und dabei einer Trocknung, Verbrennung und Dampfeinsprühung unterworfen.
Teile der hierzu verwendeten Vorrichtung müssen jedoch hitze- bzw. feuerbeständig ausgestaltet sein,
damit sie ständig hohen Temperaturen in der Größenordnung von 900—9500C widerstehen können; hierbei
ist es schwierig, die Lebensdauer der gesamten Vorrichtung hinsichtlich deren Hitzebeständigkeit zu
verlängern. Zu diesem Zweck müssen große Mengen kostspieligen Materials verwendet werden, wodurch die
Herstellungskosten ötr Vorrichtung steigen und darüber
hinaus eine gesonderte Treibstoffverbrennungsvorrichtung erforderlich wird. Weiterhin ist auch eine
große Menge Treibstoff notwendig. All diese Probleme tragen in Kombination miteinander zu einer beträchtlichen
Anhebung der Betriebskosten bei.
Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, daß zur Durchführung der Verfahrensschritte des Trocknens,
Brennens bzw. Verbrennens und Reaktivierens ein großer Raum erforderlich ist, so daß insgesamt die
gesamte Vorrichtung in beträchtlichem Ausmaß sperrig ist bzw. einen großen Raum beansprucht und außerdem
teuer ist. Darüber hinaus muß eine große Menge Aktivkohle behandelt werden, um diese Vorrichtung
voll auszunutzen, was die Erzeugung einer großen Menge schädlicher Gase veranlaßt und demgemäß zu
Umweltverschmuizungsproblemen führt. Zusätzliche Anlagen, mittels denen das Austragen dieser Abgase
verhindert wird oder mittels denen diese Gase behandelt werden, vergrößern jedoch weiterhin die
Kompliziertheit der Vorrichtung und den für die Vorrichtung erforderlichen Raum. Dies alles hat
insgesamt zur Folge, daß sich die beträchtliche Verteuerung der Treibstoffkosten, Arbeitskosten,
Transportkosten usw. außerordentlich nachteilig auf die Betriebskosten der Vorrichtung auswirkt, wedurch sich
der Preis für die mit dieser Vorrichtung reaktivierte Aktivkohle dem Preis zur 1 lcrstclliing neuer Aktivkohle
. nähert.
liirie mögliche Lösung der genannten Schwierigkeiten
zeigt die eingangs erwähnte US-PS 21Ά)2ΑΓι, bei
tier von einer Verwendung konventionellen Treibstoffs
als Wärmequelle Abstand genommen und die Aktivkohle zwischen Elektroden hindurchgeleitet wird, um die
derart erzeugte Joule'sche Wärme zur Durchführung des Reakiivierungsvorganges zu verwenden.
Eine spezielle Ausführungsform einer solchen Vorrichtung weist im wesentlichen eine zylindrische
Trommel sowie mehrere Elektroden auf, die an der Innenwand der Trommel in dessen axialer Richtung
angeordnet sind, wobei die Trommel um ihre geneigt angeordnete Achse verdreht werden kann und an ihrem
oberen Ende die zu reaktivierende Aktivkohle aufnimmt. Wenn die Trommel in Drehung versetzt wird,
fließt die Aktivkohle nach unten und berührt abwechselnd die als Anoden und Kathoden ausgebildeten
Elektroden. Während dieses Vorgangs wird aufgrund von Widerstandserhitzung die Kohle erhitzt und
dadurch reaktiviert.
Bei einer derartigen Vorrichtung zeigt die Aktivkohle jedoch die Tendenz, sich dann, wenn die Trommel
gedreht wird, intermittierend in Gruppen von Teilchen zwischen den Elektroden zu bewegen, wodurch die
Einwirkung auf die Kohle unzureichend ist; weiterhin sind bestimmte Zeiträume gegeben, in denen sich die
Aktivkohle nicht im Zustand der kontinuierlichen Berührung mit den Anoden und Kathoden befindet. Zu
diesen Zeitpunkten wird jedoch die elektrische Widerstandserhitzung nicht gleichförmig durchgeführt, so daß
sich äußerst leicht Situationen ergeben, bei denen die Aktivkohle den Auslaß der Vorrichtung erreicht, ohne
überhaupt getrocknet zu sein. Ein weiteres Problem hl in der Schwierigkeit zu sehen, den geeigneten
Neigungswinkel für die Achse der Trommel auszuwählen.
Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich bei dem aus der ebenfalls eingangs erwähnten US-Patentschrift i">
24 86 205 bekannten Trommelofen. Darüber hinaus wird dieser bekannte Trommelofen noch durch
Brennstoff beheizt, so daß man als Ofenmaterial hitzebeständiges Material benötigt, und es ergeben sich
zusätzlich die eingangs schon erwähnten Schwierigkei- ■*«
ten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Reakiivierungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art
derart auszugestalten, daß mit ihr nicht nur die beschriebenen, sich aus der Verwendung von Elektro- *r>
den ohne Anwendung irgendeines Brennstoffs ergebendem Piobleme gelöst sind, sondern daß auch der den
Elektroden von einer Stromquelle /ugeführie Strom
automatisch gesteuert ist, um dadurch zu verhindern, daß er einen voreingestellten Wert überschreitet. ">o
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei der eingangs genannten Vorrichtung vor, daß schraubenförmig
verlaufende Elektroden von abwechselnd unterschiedlicher Polarität mit konstantem gegenseitigem
Abstand abwechselnd schraubenförmig entlang der gesamten Trommelinncnfläche verlaufend an der
Trommelinncnfläche befestigt sind, um bei drehender Troin.nel aufgrund der von ihnen ausgeübten Schraubwirkung
das Material vom Trommeleinlaß zum Auslaß zu transportieren, und daß die Zufuhr elektrischer w>
Leistung über eine Konstai. ^rüi.i.ichaltung und Bürsten
erfolgt, die an einem stationären Gebilde angeordnet sind und jeweils die Kontakte berühren, die
an der Trommel befestigt und jeweils mit den Elektroden verbunden sind. hr>
In vorteilhafter Weise kann die Reaktivierungsvorriehtung
mit einem Heizdampfzufuhrsystem ausgestattet sein, um iti die Reaktivierungsvorrichtung Heizdampf
einleiten zu können und das zu reaktivierende Material wirksam mit dem Heizdampf reagieren zu
lassen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Diese zeigt in
Fig. 1 die Reaktivierungsvorrichtung in Seitenansicht,
F i g. 2 in Stirnansicht von rechts,
F i g. 3 in vertikalem Längsschnitt und
F i g. 4 im Querschnitt gemäß Linie IV-IV nach F i g. 3,
F i g. 5 eine in axialer Richtung der zylindrischen Trommel gesehene Teilansicht, die den Bewegungszustand
oder Taumelzustand des zu reaktivierenden Materials verdeutlicht;
F i g. 6 im Blockdiagramm eine Stromquelle, eine Stromzufuhrleitung zur Zufuhr von Strom von der
Stromquelle zu den Elektroden der Vorrichtung und ein spezielles Ausführungsbeispiel einer Stromkonstanthaltungsschaltung
zum Begrenzen des durch die Zufuhrleitung fließenden Stromes;
F i g. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Reaktivierungsvorrichtung in Seitenansicht,
F i g. 8 in Stirnansicht von rechts gemäß F i g. 7,
F i g. 9 im vertikalen Längsschnitt,
Fig. 10 im Querschnitt gemäß Linie X-X nach Fig.9
und
Fig. 11 im Querschnitt gemäß Linie Xl-Xl nach Fig. 9.
Die in Fig. 1—4 dargestellte Reaktivierungsvorrichtung
weist eine aus hi.zebeständigem Isoliermaterial bestehende zylindrische Trommel 1 auf, die an ihrem
einen Ende einen Materialzufuhreinlaß 3 zur Eingabe des zu reaktivierenden Materials 2 und an ihrem
anderen Ende einen Materialaustragsauslaß 4 besitzt.
Die Trommel 1 ist mit horizontalverlaufender Achse drehbar auf zwei Rollenpaaren 6 gelagert, die jeweils an
horizontalen Wellen befestigt sind. Diese Wellen sind ihrerseits drehbar auf einem Untergestell 5 gelagert,
wobei wenigstens eine der Wellen durch einen Motor 7 angetrieben wird. Es kann daher diese Drehbewegung
auf die Trommel t übertragen werden, die ihrerseits einen Drehofen bildet.
Wie besonders deutlich aus Fig. 3 ersichtlich, ist die
Trommel 1 an ihrer Innenwand mit einer Anode 8 sowie einer Kathode 9 versehen, die sich mit konstantem
Abstand L zueinander abwechselnd schraubenförmig verlaufend von einem Ende der Trommel 1 bis zu deren
anderem Ende erstrecken. Funktionsmäßig gesehen, kann das Innere der Trommel 1 derart angesehen
werden, daß es eine Trockenzone A, eine Feuer- bzw. Heizzone Sund eine Reaktivierungszone Caufweist.
Wenn bei einem praktischen Ausführungsbeispiel dieser Reaktivierungsvorrichtung die Trommel I einen
Durchmesser von 500 mm sowie eine Länge von 1000 mm aufweist, besitzen beispielsweise die Elektroden
8, 9 hinsichtlich ihres von der Trommelinnenwand wegragenden Teils eine Höhe von 50 mm, eine
Elektrodendicke von 5 mm sowie einen gegenseitigen Abstand L von 50 mm, wobei die Drehzahl der Trommel
1 1,5 U/min beträgt.
An der Seite des Materialeinlasses 3 ist ein Lagerungsrahmen 10 vorgesehen, der Kontaktschleifer
bzw. Bürsten ti, 12 zur elektrischen Verbindung lagert.
In entsprechender Weise sind an Stellen der Stirnwand der Trommel 1, die diesen Bürsten 11, 12 koaxial
gegenüberliegen, jeweils elektrische Kontakte 13, 14 vorgesehen, die mit der Anode 8 bzw. der Kathode 9
elektrisch verounden sind. An diese Elektroden 8,9 wird
eine Spannung von beispielsweise 40 V bei einem Strom in der Größenordnung von beispielsweise 150—180 A
angelegt.
Der Einlaß 3 zur Zufuhr des zu reaktivierenden Materials 2 weiM ein zylindrisches Teil 15 auf, das einen
kleineren Durchmesser als die Trommel 1 besitzt und an seiner Innenwand mit einem spiralig bzw. schraubenförmig
verlaufenden Flügel oder einer Schaufel 16 versehen ist. Dieses zylindrische Teil 15 nimmt durch
Einlaßöffnungen 18 hindurch das zu reaktivierende Material 2 auf, das über einen Trichter 17 zugeführt
wird. Das zu reaktivierende Material wird sodann in die Trommel 1 gefördert, und zwar in konstanter Menge für
jede Umdrehung der Spiralschaufel 16 und damit auch für jede Umdrehung der Trommel 1. Diese konstant
zugeführte Menge ist derart eingestellt, daß das Material 2 nicht über die vorspringenden Kanten der
Elektroden 8,9 hinausläuft.
Das Auslaßende der Trommel 1 ist durch eine Stirnplatte 19 verschlossen, die an ihrer Innenfläche in
der aus Fig.4 ersichtlichen Weise einen schneckenförmigen
Durchlaß 20 zum Austragen des reaktivierten Materials 2 aufweist. Dieser Durchlaß 20 verläuft über
einen Umfangswinkel von etwa 180° spiralig gekrümmt
und weist an seinem äußeren Ende einen Schöpfeinlaß 21 mit einer in Drehrichtung der Trommel 1 gerichteten
Öffnung auf. Das andere innere Ende des Führungsdurchlasses 20 steht an einer dem Schöpfeinlaß 21
diametral gegenüberliegenden Stelle mit dem im mittleren Teil der Slirnplatte 19 vorgesehenen Austragsauslaß
4 in Verbindung. Zum Austragen des reaktivierten Materials 2 erstreckt sich vom Austragsauslaß
4 ein Austragszylinder 22 von der Trommel 1
nach außen, wobei der Austragszylinder 22 an der Stirnplatte 19 befestigt ist und sich etwas nach außen
erweitert.
Aus dem Innern der Trommel 1 erstreckt sich durch den Austragszylinder 22 hindurch eine Abgasleitung 23
nach außen, um Dampf und Abgase austragen zu können. Diese Abgasleitung 23 erstreckt sich im Innern
der Trommel 1 horizontal in Richtung des Materialeinlasses 3, krümmt sich sodann gleichförmig nach oben
und endet schließlich in einem Einlaß 24 am oberen Teil der Trocknungszone A. Das äußere Austragsende der
Abgasleitung 23 ist bis zu einer nicht dargestellten kleindimensionierten Verbrennungsvorrichtung verlängert,
in der die Abgase einer nochmaligen Verbrennung unterworfen werden.
Die beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermaßen:
Wenn die Rollen 6 durch der. Motor 7 in Drehung
versetzt werden, wird auch die drehbar auf den Rollen 6 gelagerte Trommel 1 in einer Drehrichtung gedreht.
Gleichzeitig werden die Elektroden 8, 9 infolge des Schleifkontaktes zwischen den Bürsten 11, 12 und den
Kontakten 13,14 unter Spannung gesetzt
Das vorher in den Trichter 17 eingegebene zu reaktivierende Material 2 wird auf diese Weise durch
die Einlaßöffnungen 18 hindurch in das zylindrische Teil 15 eingeleitet durch das hindurch das Material 2 mittels
des Schraubenflügels 16 in dosierter Menge und Geschwindigkeit befördert und daher über die Zufuhröffnung 3 ins Innere der Trommel 1 transportiert wird.
Das derart der Trommel 1 zugeführte Material 2 wird zwangsläufig aufgrund der durch die Drehung der
Anode 8 und der Kathode 9 sich ergebenden Schraubenvorschubwirkung in Richtung des Austragsauslasses
4 befördert
Während dieser Bewegung innerhalb der Trommel 1 ist das zu reaktivierende Material 2 zwischen der Anode
8 und der Kathode 9 angeordnet und wird darüber hinaus zwischen diesen Elektroden 8,9 vorwäi tsbewegt,
während es einen Zustand beibehält, bei dem ständig ein Stromfluß zwischen den beiden Elektroden 8,9 vorliegt.
Während sich das Material 2 durch die Trocknungszone A, die Brenn- bzw. Heizzone ßund die Reaktivierungszone
Chindurchbewegt, wird demgemäß kontinuierlich
ίο aufgrund dieses Stromflusses und der Entladung Wärme
bzw. Hitze erzeugt.
Als Folge dieses Stromflusses und der elektrischen
Entladung erreicht die Temperatur an der Oberfläche des Materials 2 unverzüglich den hohen Wert von etwa
iefXrC. in diesem Zusammenhang wird von der
Voraussetzung ausgegangen, daß der elektrische Stromdurchfluß und die Entladung häufig bei der Erzeugung
Joule'scher Wärme in den einzelnen Teilen des Materials 2, insgesamt gesehen, auftreten, und zwar als
Folge des Kumulativeffektes des örtlichen Oberflächentemperaturanstieges. Wenn sich daher die Trommel
dreht, wird das Material 2 mittels der Elektroden 8, 9 sowie zwischen diesen vorwärtstransportiert, wobei es
ständig zwischen den Elektroden 8, 9 liegt; hierdurch werden der elektrische Stromdurchfluß und die
Entladung in kontinuierlicher und wirksamer Weise erreicht. Da weiterhin die Heizleistung bzw. der
Heizwirkungsgrad hoch sind, tritt eine merkliche Ultraviolettstrahlung auf, die in vorteilhafter Weise
derart wirkt, daß die durch das Material 2 adsorbierten Adsorptionssubstanzen zersetzt werden.
Gleichzeitig wird während der Drehung der Trommel 1 das der Trommelinnenwand anhaftende Material 2
während der Trommeldrehung angehoben und mit einer geringen Böschungsneigung angeordnet, wie aus F i g. 5
ersichtlich. Die an der oberen Kante a befindlichen Materialteilchen gleiten dann über die Böschungsoberfläche
nach unten zur unteren Kante aa. Wenn sich sodann die Trommel 1 weiterdreht, gleiten die an der
nachfolgenden oberen Kante b befindlichen Materialteilchen in ähnlicher Weise nach unten bis zur unteren
Kante O3. Dieser Taumelvorgang wird wiederholt,
wobei sich die Materialteilchen der oberen Schicht und die Materialteilchen der unteren Schicht vollständig
Ί5 gegeneinander ausgetauscht haben, wenn die Trommel
etwa V8 Umdrehung durchgeführt hat. Dieser vollständige
Austausch der einzelnen Schichtanteile ergibt sich etwa achtmal bei jeder vollständigen Umdrehung der
Trommel 1, d. h. während der axialen Verschiebung eines einzigen Schraubengangabstandes zwischen den
Elektroden 8, 9, wodurch eine gründliche Bewegung bzw. Umwälzung erzielt wird. Die Kombination dieser
gründlichen Umwälzung mit dem beschriebenen Stromdurchfluß- und elektrischen Entladungsvorgang, der
selbstverständlich während dieses Austauschvorganges der einzelnen Schichtlagen fortgeführt wird, hat zur
Folge, daß sämtliche Teilchen bzw. Teile des Materials 2 in gleichförmiger Weise einer Bewegung bzw. Umwälzung
sowie dem elektrischen Stromdurchfluß und der Entladung unterworfen sind.
Falls zwischen stationären Elektroden eine stationäre Kohleschicht angeordnet ist wird ein örtlicher linearer
Kurzschlußzustand angezeigt wobei selbst dann, wenn eine Steuerung dieser zugeführten Leistung durchgeführt
wird, ein gleichförmiges Erhitzen des gesamten Materials nicht in allen Fällen erwartet werden kann,
sondern lediglich in einer Kohleschicht möglich ist, die sich mittels einer Fließbewegung zwischen den Elektro-
den vorwärtsbewegt, wie durch Versuche festgestellt.
Wenn das dem beschriebenen Verfahren unterworfene Material 2 nach der Brenn- bzw. Heizzone B die
Reaktivierungszone C erreicht, ist es gleichförmig auf eine Temperatur von etwa 700— 750°C, d.h. auf eine
dunkelrote Farbe erhitzt und erreicht so das Auslaßende im Innern der Trommel 1.
An dieser Stelle wird das reaktivierte Material 2 bei jeder Umdrehung der Trommel I mittels des Schöpfeinlasses
2 des Führungsdurchlasses 20 aufgenommen und bei sich weiterdrehender Trommel 1 durch den
Führungsdurchlaß 20 hindurch über den Austragsauslaß 4 und den Austragszylinder 22 nach außen ausgetragen.
Da dar Innere des Führungsdurchlasses 20 durch das Material 2 verschlossen ist, wenn dieses einmal
aufgenommen bzw. aufgeschöpft ist, können Abgase nicht durch den Durchlaß 20 hindurchströmen und auch
nicht nach außen ausgetragen werden. Wenn weiterhin das durch den Durchlaß 20 hindurchgeführte Material 2
über den Austragsauslaß 4 nach außen ausgetragen worden ist, befindet sich der Schöpfeinlaß 21 nunmehr
am unteren Teil des Trommelinneren, an dem die Konzentration der Abgase gering ist, weswegen auch
fast keine Abgase durch den Durchlaß 20 ausgetragen werden.
Mit einer Einheit der beschriebenen Reaktivierungsvorrichtung können täglich 100—120 kg Aktivkohle
reaktiviert werden, während mit zwei Einheiten 250—300 kg/pro Tag reaktiviert werden können.
Aufgrund des Aufbaus und der Wirkungsweise der beschriebenen Reaktivierungsvorrichtung wird die
erzeugte Jonle'sche Wärme wirkungsvoll zum Erhitzen des zu reaktivierenden Materials verwendet. Da dieses
Material stets zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, erfolgt die sich aufgrund der elektrischen
Entladung ergebende Erhitzung kontinuierlich, wodurch der Heizeffekt beträchtlich gesteigert wird. Aufgrund
des sich durch die Drehung der zylindrischen Trommel ergebenden Taumelvorgangs des zu reaktivierenden
Materials ist weiterhin der Bewegungs- bzw. Umwälzeffekt außerordentlich groß, so .laß sich eine gleichmäßige
Erhitzung erzielen läßt. Da schließlich das zu reaktivierende Material vollkommen unabhängig von seiner
Menge stets zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, tritt keinerlei Unterbrechung im elektrischen «5
Entladungsvorgang auf, weswegen auch der Reaktivierungswirkungsgrad beträchtlich gesteigert ist.
Weiterhin ist von Bedeutung, daß die während des Reaktivierungsvorgangs erzeugten Abgase mit einer
einfachen Wiederverbrennungsvorrichtung gereinigt so
und als geruchloses sowie schadloses Gas ausgetragen
werden können, wodurch die Beseitigung dieser Abgase erleichtert ist. Da weiterhin die elektrische Entladung
durch das reaktivierte bzw. zu reaktivierende Material hindurch ausgeführt wird, während dieses zwangsläufig
durch die schraubenförmigen Elektroden der horizontalen Reaktivierungsvorrichtung vorwärtsbewegt wird,
beträgt die wirksame Strecke, innerhalb welcher diese Entladung stattfindet, mehr als das Dreifache der Länge
der zylindrischen Trommel. Demgemäß kann die zylindrische Trommel sehr viel kurzer, d.h. um den
genannten Betrag kürzer gemacht werden, wodurch die gesamte Vorrichtung in ihrer Größe beträchtlich
verringert und außerdem mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Das hat zur Folge, daß auch der
Preis des reaktivierten Materials in großem Ausmaß gesenkt werden kann.
Bei der beschriebenen Reaktivierungsvorrichtung ist es erforderlich, eine elektrische Steuerung der Zufuhr
der elektrischen Leistung zu den Elektroden vorzusehen. Andernfalls könnten sich in einigen Fällen örtlich
ein abnormer Stromfluß und eine Entladung ergeben, wodurch das zu reaktivierende Material überhitzt wird
und als Folge hiervon ein abnorm großer Strom fließen würde (da die elektrische Leitfähigkeit von Aktivkohle
mit steigender Kohletemperatur zunimmt); außerdem würde die Temperatur des reaktivierten Materials in
überproportionalem Maß ansteigen, bis hierdurch unerwünschte Störungen, wie beispielsweise eine
explosive Lichtbogenentladung, hervorgerufen werden würden.
Es sind daher bei der beschriebenen Reaktivierungsvorrichtung Mittel zur Steuerung der Stromzufuhr
vorgesehen, um hierdurch zu verhindern, daß ein Strom mit einem Wert fließt, der oberhalb eines speziellen
Begrenzungswertes liegt.
Zu diesem Zweck wird, wie aus F i g. 3 ersichtlich, von einer Stromquelle 30 der Strom einer Konstantstromschaltung
bzw. Stromkonstanthalteschaltung 40 zugeleitet, deren Konstantstromausgang den Bürsten 11, 12
zugeführt wird. Das aus Fig. 6 ersichtliche spezielle Ausführungsbeispiel einer solchen Konstantstromschaltung
40 besitzt einen Stromtransformator 41, der den von der Stromquelle 30 kommenden, in der Zufuhrleitung
fließenden Strom mißt und als Ausgang ein Strommeßsignal ID erzeugt, einen Stromeinsteller 42
zum Einstellen eines zulässigen Stromwertes (beispielsweise 100 A), einen Phasenschieber 43, der diesen
zulässigen Stromwert mit dem Strommeßsignal ID vergleicht und als Ausgangssignal der sich aus diesem
Vergleich ergebenden Abweichung entsprechendes Torsteuersignal GC erzeugt, und eine Thyristorschaltung
44, die in der von der Stromquelle 30 kommenden Zufuhrleitung installiert ist und ein vom Torsteuersignal
GC phasengesteuertes Thyristorgatter aufweist, so daß auf diese Weise das der Reaktivierungsvorrichtung
zugeleitete Ausgangssignal der Thyristorschaltung 44 stromgesteuert ist.
Es wird daher der durch die Elektroden 8, 9 fließende Strom daran gehindert, den durch den Stromeinsteller
42 eingestellten zulässigen Wert zu überschreiten, wodurch auch das vorerwähnte, sich ansonsten aufgrund
eines übermäßigen Stromflusses ergebende Problem vermieden ist. Der oben erwähnte zulässige
Stromwert ist im übrigen durch solche Faktoren, wie beispielsweise die Art des zu reaktivierenden Materials,
bestimmt.
Bei der aus F i g. 7— 11 ersichtlichen zweiten Ausfühnmgsiorm
ist die dargestellte Reaktivierungsvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Zufuhr von Heizdampf
in die Ofenkammer der Reaktivierungsvorrichtung versehen, so daß dadurch das zu reaktivierende Material
wirksam mit dem Dampf reagiert und auf diese Weise reaktiviert wird.
Wie aus Fig. 7—11 ersichtlich, entspricht die
dargestellte Ausführungsform grundsätzlich der zuvor beschriebenen Ausführungsform, jedoch sind folgende
Unterschiede hierzu gegeben:
Die Drehtrommel 1 ist mit einer Abgasleitung 45 versehen, die sich von ihrem in der Trocknungszone A
gelegenen inneren Einlaßende 45a entlang der Längsmittelachse der Trommel 1 durch die Mitte des
Materialaustragsauslasses 4 hindurch nach außen aus der Trommel 1 heraus bis zu einem Drehgelenk 26
erstreckt, mittels dem das äußere Ende der Abgasleitung 45 mit dem Einlaßende einer Saugleitung 25
verbunden ist, die ihrerseits mit ihrem anderen Ende an ein nicht dargestelltes Sauggebläse angeschlossen ist.
Koaxial zur Abgasleitung 45 ist konzentrisch um diese herum in den Zonen B, C eine Dampfzufuhrleitung 47
angeordnet, die sich außerhalb der Trommel 1 ebenfalls über einen Teil der Abgasleitung 45 hinweg erstreckt
und zusammen mit der Abgasleitung 45 in dem dazwischen gebildeten Ringraum einen Heizdampfdurchlaß
46 bildet. Die Abgasleitung 45 durchsetzt nahe ihrem inneren Ende 45a eine Quertrennwand 48, die
zwischen der Trocknungszone Λ und der Brenn- bzw. Heizzone B angeordnet ist und aus hitzebeständigem
Material besteht. Das derart in die Trocknungszone A ragende innere Ende 45a der Abgasleitung 45 ist mit
Abgaseinlaßöffnungen 49 versehen. Das mit dem Drehgelenk 26 verbundene äußere Ende der Abgasleitung
45 ragt aus dem äußeren Ende der Dampfzufuhrleitung 47 heraus.
Die Dampfzufuhrleitung 47 ist derart drehbar gelagert, daß sie frei um die Abgasleitung 45 gedreht
werden kann. Wie aus Fig.9 und 10 ersichtlich, ist die
Abgasleitung 45 über Durchlässe 27 mit einer Vielzahl ringförmiger bzw. hufeisenförmiger Zweigrohre 29
verbunden, die derart durch Streben 28 gelagert sind, daß sie in im Querabstand zueinander vorgesehenen
Ebenen liegen und in den Zonen B, C im Innern der Drehtrommel 1 in Tandemanordnung angeordnet sind.
Mit den beiden Enden dieser Zweigrohre 29 sind jeweils Düsenrohre 50 verbunden, die weitgehend parallel zui
Längsmiltelachse der Trommel 1 verlaufen und Düsenöffnungen aufweisen. Diese münden gegenüber
den Elektroden 8, 9 in der Nähe von diesen aus. Die Lage dieser Düsenrohre 50 ist jeweils derart gewählt,
daß sie der Lage der oberen Kante a bzw. unteren Kante aa (siehe F i g. 5) des zwischen den Elektroden 8,9
der Drehtrommel 1 zu reaktivierenden Materials 2 entspricht. Die Zweigrohre 29 sind weiterhin an ihrem
Umfang mit einer Vielzahl von Wärmeabsorptionsflügeln 31 versehen, so daß dadurch der Wirkungsgrad, mit
dem die Zweigrohre 29 die Strahlungswärme innerhalb der Drehtrommel 1 absorbieren, gesteigert wird.
An dem aus der Trommel 1 herausragenden Teil der Dampfzufuhrleitung 47 ist ein Handgriff 32 befestigt,
mit dem die Dampfzufuhrleitung 47 verdreht und dadurch die jeweilige Winkelstellung der Düsenrohre 50
variiert bzw. eingestellt werden kann. Zusammen mit diesem Handgriff 32 ist eine Skalenplatte 33 vorgesehen,
um die Winkelstellung der Düsenrohre 50 innerhalb der Trommel 1 anzuzeigen. Der Dampfzufuhrleitung 47
wird über ein flexibles Dampfzufuhrrohr 34, das mit dem äußeren Ende der Dampfzufuhrleitung 47 verbunden ist,
Dampf mit einer Temperatur von etwa 200—2500C von
einer nicht dargestellten Dampfquelle zugeführt.
Dasjenige Ende der Drehtrommel 1, an dem der Materialaustragsauslaß 4 vorgesehen ist, ist durch eine
Stirnplatte 35 verschlossen. An der Innenfläche dieser Stirnplatte 35 ist, wie aus F i g. 11 ersichtlich, ein
schneckenförmiger Führungsdurchlaß 36 zum Aufnehmen bzw. Ausschöpfen des reaktivierten Materials
vorgesehen, der über einen Umfangswinkel von etwa 180° spiralig gekrümmt verläuft und einen Schöpfeinlaß
37 mit einer der Drehrichtung der Trommel 1 zugekehrten Öffnung aufweist. Das Auslaßende des
Führungsdurchlasses 36 ist an einer dem Schöpfeinlaß 37 diametral gegenüberliegenden Winkelstelle mit dem
im mittleren Teil der Stirnplatte 35 vorgesehenen Materialaustragsauslaß 4 verbunden. Aus diesem
Austragsauslaß 4 wird das reaktivierte Material über_
einen Austragszylinder 38, der ein etwas sich nach außen erweiterndes äußeres Ende aufweist, aus der
Drehtrommel 1 heraus ausgetragen.
Beim Betrieb der Reaktivierungsvorrichtung gemäß Fig. 7 —11 ergeben sich grundsätzlich die gleichen
Wirkungen wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, und zwar insbesondere hinsichtlich der Art
und Weise der Vorwärtsbewegung des zu reaktivierenden Materials sowie hinsichtlich des Umstandes, daß
ίο dieses Material aufgrund der von den Elektroden 8, 9
ausgeübten Schraubwirkung durch die drei Zonen A, B, Chindurchtransportiert wird, während es zwischen den
Elektroden 8, 9 einem elektrischen Entladevorgang unterworfen ist. Eine zusätzliche Wirkung ergibt sich
is jedoch dahingehend, daß von der nicht dargestellten
Dampfquelle über die Dampfzufuhrleitungen 34, 47 Heizdampf in die Heiz- bzw. Brennzone B und die
Reaktivierungszone Ceingeleitet wird.
Wenn dieser Dampf von der Zufuhrleitung 47 durch die Zweigrohre 29 und von da aus zu den Düsenrohren
50 strömt, absorbiert er die Strahlungswärme innerhalb der Trommel 1 und wird in überhitzten Dampf
umgewandelt, der durch die öffnungen der Düsenrohre 50 in Richtung auf das zu aktivierende Material 2
injiziert bzw. ausgestoßen wird. Als Folge dieser Dampfinjektion tritt eine wäßrige Gasreaktion ein. Dies
bedeutet im einzelnen, daß karburierte Substanzen, die in den inneren Tiefenschichten des zu reaktivierenden
Materials 2 enthalten sind, mit dem Dampf reagieren
jo und einem Reaktivierungsvorgang unterworfen werden.
Die derart erzeugten Gase, beispielsweise H2, CO und
CO2, strömen am Außenumfang der Trennwand 48 vorbei und werden über die in der Trccknungszone A
vorgesehenen Einlaßöffnungen 49 des inneren Leitungsendes 45a in die Abgasleitung 45 eingesaugt. Die Abgase
werden sodann zu einer entsprechenden Einrichtung, beispielsweice einer Wiederverbrennungsvorrichtung,
geleitet und dort in geruchlose sowie schadlose Gase umgewandelt, die sodann in die Atmosphäre ausgetragen
werden.
Das reaktivierte und das Auslaßende 4 der Trommel 1 erreichende Material 2 wird durch den Schöpfeinlaß 37
des Führungsdurchlasses 36 aufgeschöpft und aufgrund der Drehung der Trommel 1 durch den Führungsdurchlaß
36 hindurchgeleitet sowie — in gleicher Weise wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsforin — über
den Austragsauslaß 4 und den Austragszylinder 38 nach außen ausgetragen. Während dieses Vorgangs entweicht
aus den zuvor erwähnten Gründen fast keinerlei Gas über den für das reaktivierte Material 2
vorgesehenen Auslaßweg.
Die zuvor in Verbindung mit der ersten Ausführungsform geschilderten verschiedenen Vorteile werden
selbstverständlich auch bei der Reaktivierungsvorrichtung gemäß F i g. 7—11 erzielt. Zusätzlich hierzu ist die
zweite Ausführungsform jedoch mit einer Dampfzufuhrleitung sowie mit Düsenrohren versehen, die durch
entsprechende manuelle Betätigung bzw. sonstige Steuerung von außen her in jeder gewünschten
Winkelstellung eingestellt werden können. Demgemäß kann wirksam auf das zu reaktivierende Material
überhitzter Dampf ausgestoßen und dadurch der Reaktivierungsprozeß begünstigt werden. Da darüber
hinaus der Dampf innerhalb der Zweigrohre durch die innerhalb der Trommel 1 herrschende Strahlungswärme
erhitzt wird, wird er wirksam überhitzt und dient dazu, die Wirksamkeit bzw. den Wirkungsgrad des Reaktivierungsprozesses
noch weiter zu steigern.
Es ist selbstverständlich möglich, anstelle der beschriebenen beiden einphasigen Elektroden auch drei
dreiphasige Elektroden zu verwenden. Weiterhin können je nach Bedarf zwei oder mehr Anoden und
entsprechend viele Kathoden zur Anwendung gelangen.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Reaktivieren von Aktivkohle mit einer um ihre Längsmittelachse drehbar
gelagerten, hohlen zylindrischen Trommel aus hitzebeständigem Material, die an ihrem einen Ende
einen Einlaß und an ihrem anderen Ende einen Auslaß für die reaktivierte Aktivkohle aufweist, und
einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Trommel um ihre Achse, dadurch gekennzeichnet,
daß schraubenförmig verlaufende Elektroden (8, 9) von abwechselnd unterschiedlicher Polarität mit
konstantem gegenseitigem Abstand (L) abwechselnd schraubenförmig entlang der gesamten Trommelinnenfläche
verlaufend an der Trommelinnenflä- '5 ehe befestigt sind, um bei drehender Trommel (1)
aufgrund der von ihnen ausgeübten SchraubwirKung das Material (2) vom Trommeleinlaß (3) zum Auslaß
(4) zu transportieren, und daß die Zufuhr elektrischer Leistung über eine Konstantstromschaltung (40) und
Bürsten (II, 12) erfolgt, die an einem stationären Gebilde (10) angeordnet sind und jeweils die
Kontakte (13, 14) berühren, die an der Trommel befestigt und jeweils mit den Elektroden (8, 9)
verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Elektroden (8,9) ein
Dampfinjiziersystem vorgesehen ist, das versehen ist mit einer Üampfquelle, einer Dampfleitung (34),
einer Dampfzufuhrleitung (47), die über die Dampf *>
leitung (34) von der Dampfquelle mit Dampf versorgt ist, Düseneinrichtungen (50), die nahe den
Elektroden (8, 9) und dem hierdurch vorwärtstransportierten Material (2) angeordnet und von der
Dampfzufuhrleitung (47) mit Dampf versorgt sind, um dadurch das zu reaktivierende Material (2) mit
Dampf zu beaufschlagen und die Reaktivierung des Materials zu fördern, und einer Einrichtung (32, 33),
die von außerhalb der Trommel (1) im Sinne eines Einstellens der Lage der Düseneinrichtungen (50)
relativ zum Material (2) und zu den Elektroden (8,9) steuerbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (15,
16,18) zur dosierten Eingabe des zu rea' tivierenden Materials (2) durch den Einlaß (3) in die Trommel (1),
eine Abgasleitung (23, 24; 45, 49) zum Herausleiten der Abgase aus einer in der Trommel (1)
vorgesehenen Trocknungszone (A) sowie eine Materialaustragseinrichtung (20, 21; 36,37) vorgese
hen sind, mittels der das reaktivierte Material (2) ohne die Abgase aus der Trommel (1) austragbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromschaltung (40) versehen ist mit einem Stromtransfor- w
riator (41) zum Messen des in der Stromzufuhrlcitung fließenden Stroms und zum. Erzeugen eines
Strommeßsignals (ID) als Ausgangssignal, einem Stromeinsteller (42) zum vorherigen Einstellen eines
vorbestimmten Stromwertes, einem Phasenschieber ·>"
(43) zum Vergleichen des voreingestellten Stromwertes mit dem Strommeßsignal (ID), der als
Ausgangssignal entsprechend einer sich aus dem Vergleich ergebenden Abweichung ein Torsteuersignal
(GC) erzcwjl, und einer in der Stromzufuhrlei- Μ
tung vorgesehenen Thyristoi schaltung (44), die ein durch das Torsteuersignal (CC) phasengesteuertes
Thyristorgaiter aufweist, um dadurch eine Stronisteuerung
des über die Zufuhrleitung den Bürsten (11, 12) zugeführten Ausgangssignals der Thyristorschaltung
(44) durchzuführen.
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