DE3939517A1 - Gas purifying adsorber - has compressible material between adsorbent bed and support wall - Google Patents

Abstract

A gas purifying adsorber has one or more adsorbent beds in which flowable adsorbent is retained between gas-permeable support walls, the novelty being that temp.-induced adsorbent wear is avoided by provision of gas-permeable compressible material between the adsorbent and one of the support walls. ADVANTAGE - Adsorbent abrasion, caused by thermal expansion and contraction, is avoided in a simple manner and conventional support walls can be used.

Description

Die Erfindung betrifft einen Adsorber zur Reinigung von Gasen mittels Adsorption, mit einem oder mehreren Adsorptionsmittelbetten, in welchen das rieselfähige Adsorptionsmittel zwischen je zwei gasdurchlässigen Trägerwänden eingespannt ist.The invention relates to an adsorber for cleaning Gases by means of adsorption, with one or more Adsorbent beds in which the free-flowing Adsorbent between two gas permeable Carrier walls is clamped.

Aus der AT-PS 19 595 ist ein dort allgemein als Reaktor bezeichneter Adsorber bekannt, der wenigstens zwei mit radialem Abstand von der vertikalen Mittelachse angeordnete Adsorberbetten besitzt, die durch Trägerwände voneinander getrennt und gestützt werden. Um im Betrieb das Adsorptionsmittel mit höheren Drücken bzw. höheren Strömungsgeschwindigkeiten der hindurchgeleiteten Gasstrome bis über die sogenannte Wühlgrenze hinaus belasten zu können, ist es zwischen den Trägerwänden eingespannt. Im Adsorptionstakt wie im Regeneriertakt kommt es jedoch zu Wärmeexpansionen und -kontraktionen sowohl des Adsorptionsmittels wie der Trägerwände, was bei einer starren Einspannung zu unerwünschten Abrieb des Adsorptionsmittels führen kann. Zur Verhinderung dieser negativen Erscheinung schlägt das bekannte Dokument vor, die Trägerwände derart mit gasdurchlässigen Öffnungen zu versehen, daß, je nach Orientierung der Öffnungen, radiale oder axiale Dehnungsfähigkeit der Trägerwand besteht. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die Trägerwand die Wärmeexpansion und -kontraktion des Adsorptionsmittels im arbeitsbedingten Temperaturzyklus auffangen kann. Ebenfalls soll damit verhindert werden, daß eine etwaige Relativbewegung der Trägerwände zueinander zu unerwünschtem Abrieb am Adsorptionsmittel führt.From AT-PS 19 595 there is generally a reactor designated adsorber known, the at least two with radial distance from the vertical central axis Arranged arranged adsorber beds through carrier walls be separated and supported. To be in operation the adsorbent with higher pressures or higher Flow velocities of the passed Gas flows up to the so-called rooting zone to be able to load, it is between the support walls clamped. In the adsorption cycle as in the regeneration cycle however, there are heat expansions and contractions both the adsorbent and the carrier walls, which at rigid clamping to undesirable abrasion of the Adsorbent can lead. To prevent this the known document suggests negative appearance,  the carrier walls with gas-permeable openings provide that, depending on the orientation of the openings, radial or there is axial extensibility of the support wall. On in this way it should be achieved that the support wall Heat expansion and contraction of the adsorbent in the can absorb work-related temperature cycles. It is also intended to prevent any Relative movement of the support walls to each other unwanted abrasion on the adsorbent leads.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die unter Beibehaltung der Vorteile des Standes der Technik eine wesentlich einfachere Lösung des Problems der Vermeidung von Abrieb des Adsorptionsmittels bietet.The present invention has for its object To create device that while maintaining the Advantages of the prior art are essential easier solution to the problem of avoiding abrasion of the adsorbent offers.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zur Vermeidung von temperaturbedingtem Adsorptions­ mittelverschleiß im Adsorptionsmittelbett zwischen einer Trägerwand und dem Adsorptionsmittel ein gasdurchlässiges komprimierbares Material angeordnet ist.The solution to this problem according to the invention consists in that to avoid temperature-related adsorption medium wear in the adsorbent bed between one Carrier wall and the adsorbent a gas permeable compressible material is arranged.

Beim erfindungsgemäßen Adsorber finden herkömmliche gasdurchlässige Trägerwände Verwendung. Eine besondere Gestaltung besagter Trägerwände ist nicht mehr notwendig, da die radiale Kompensation der auftretenden Kräfte durch das gasdurchlässige komprimierbare Material gewährleistet ist. Das gasdurchlässige komprimierbare Material wird bevorzugt in Form einer Matte verwendet, die an die Formgebung des Adsorptionsmittelbettes angepaßt werden kann. In the adsorber according to the invention, conventional gas-permeable support walls use. A special Design of said support walls is no longer necessary since the radial compensation of the forces occurring through the gas-permeable compressible material ensures is. The gas permeable compressible material becomes preferably used in the form of a mat attached to the Shape of the adsorbent bed can be adjusted can.  

In Ausgestaltung der Erfindung wird als gasdurchlässiges komprimierbares Material ein Glasfaservlies verwendet. Erfindungsgemäß können allerdings auch andere gasdurchlässige komprimierbare Materialien verwendet werden, so beispielsweise poröse Schäume und dergleichen.In an embodiment of the invention is gas permeable compressible material uses a glass fiber fleece. According to the invention, however, others can also gas permeable compressible materials used such as porous foams and the like.

Bei einem Adsorber wie dem bekannten mit einer vertikalen Ringraumschüttung, bei welcher das Adsorptionsmittel zwischen zylindrisch geformten Trägerwänden eingespannt ist, wird erfindungsgemäß das gasdurchlässige komprimierbare Material zwischen der inneren Trennwand und dem Adsorptionsmittel angeordnet.With an adsorber like the known one with a vertical one Annular bed in which the adsorbent clamped between cylindrically shaped support walls is, according to the invention, the gas permeable compressible material between the inner partition and arranged the adsorbent.

Das gasdurchlässige komprimierbare Material wird dabei zweckmäßigerweise als eine Zwischenschicht zwischen Adsorptionsmittelschüttung und der inneren zylindrisch geformten Trägerwand angebracht. Es bedeckt vorzugsweise den gesamten gasdurchlässigen Teil der Trägerwand. Ist ein Teil der Trägerwand gasundurchlässig ausgebildet, so bedarf es dort keiner Anbringung von gasdurchlässigem komprimierbarem Material, da das hinter dem gasundurchlässigen Teil befindliche Adsorptionsmittel im Adsorptions- wie im Regenerationstakt nicht den gleichen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist wie das durchströmte Adsorptionsmittel, und somit Wärmeexpansion bzw. -kontraktion nicht ausgeglichen werden müssen.The gas-permeable compressible material becomes expediently as an intermediate layer between Adsorbent bed and the inner cylindrical shaped support wall attached. It preferably covers the entire gas-permeable part of the support wall. Is a Part of the support wall made gas-impermeable, so there is no need to attach gas-permeable compressible material because that behind the gas-impermeable part of the adsorbent in the Adsorption and regeneration are not the same Exposed to temperature fluctuations is like the flow through Adsorbent, and thus heat expansion or contraction does not need to be balanced.

Bevorzugt wird das gasdurchlässige komprimierbare Material durch Befestigungsbänder auf der inneren Trägerwand befestigt. The gas-permeable compressible material is preferred with fastening straps on the inner support wall attached.  

Die Befestigung kann auf diese Weise besonders einfach durchgeführt werden, da das in Matten auf die Größe der inneren Trägerwand zurechtgeschnittene gasdurchlässige komprimierbare Material um die innere Trennwand herumgelegt und von den Befestigungsbändern faßreifenartig daran fixiert wird.The attachment can be particularly simple in this way be carried out in mats to the size of the inner support wall cut gas permeable compressible material around the inner partition laid around and like a barrel hoop from the fastening tapes is fixed on it.

Die Erfindung ist jedoch nicht allein anwendbar auf Adsorber mit radial durchströmbaren Adsorptions­ mittelbetten, sondern kann in analoger Weise auch auf Horizontalbetten angewendet werden. Sollen derartige Adsorptionsmittelbetten bis über ihre Wühlgrenze hinaus belastbar sein, so wird die horizontale Adsorptions­ mittelschüttung zwischen einer oberen und einer unteren gasdurchlässigen Trägerwand eingespannt. Durch diese Maßnahme wird jedoch wiederum das Adsorptionsmittel aufgrund seiner temperaturbedingten volumetrischen Änderungen in den einzelnen Arbeitstakten belastet. Zur Behebung dieses Nachteils wird daher erfindungsgemäß gasdurchlässiges komprimierbares Material zwischen der oberen Trennwand und dem Adsorptionsmittel angeordnet.However, the invention is not applicable to Adsorber with radially flowable adsorption middle beds, but can also be in an analogous manner Horizontal beds can be applied. Should such Adsorbent beds beyond their rooting zone be resilient, so will the horizontal adsorption medium fill between an upper and a lower one gas permeable support wall clamped. Through this However, the measure is again the adsorbent due to its temperature-related volumetric Changes in the individual work cycles burdened. To Elimination of this disadvantage is therefore according to the invention gas permeable compressible material between the arranged upper partition and the adsorbent.

Der Anordnung des gasdurchlässigen komprimierbaren Materials oberhalb der Adsorptionsmittelschicht wird besonders dann der Vorzug gegeben, wenn allein durch die Dicke der horizontalen Adsorptionsmittelschicht deren Gewicht das komprimierbare Material bereits soweit stauchen würde, daß eine Kompensation der Wärmebewegungen nicht mehr gewährleistet wäre. Außerdem ist bei Anordnung des komprimierbaren Materials als Deckschicht nicht nötig, das Adsorptionsmittelbett so einzuspannen wie bislang, da bereits die Deckschicht ein Aufwirbeln bei geringerer Einspannung verhindert.The arrangement of the gas permeable compressible Material above the adsorbent layer especially preferred if only through the Thickness of the horizontal adsorbent layer Weight of the compressible material so far that would compensate for the movement of heat would no longer be guaranteed. In addition, by arrangement the compressible material as a top layer is not necessary, clamp the adsorbent bed as before, because already the top layer swirling at a lower level Clamping prevented.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sei im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 beispielhaft beschrieben.The device according to the invention will now be described by way of example with reference to FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines stehenden Adsorbers mit zylindrischem Adsorptionsmittelbett. Dieses wird gebildet von der äußeren Trägerwand c der Adsorptions­ mittelschüttung d der inneren Trägerwand g sowie einem gasundurchlässigen Boden a der beide Trägerwände miteinander verbindet und das Adsorptionsmittelbett abschließt. Zwischen der inneren Trägerwand g und dem Adsorptionsmittel d ist erfindungsgemäß eine Matte gasdurchlässigen komprimierbaren Materials e angeordnet, die mittels Befestigungsbändern f an der inneren Trägerwand fixiert ist. Im Betrieb des Adsorbers auftretende Belastungen in radialer Richtung können durch die Matte e kompensiert werden. Darüber hinaus ist in dieser Figur dargestellt, wie vertikale Belastungen durch Wärmebewegungen ausgeglichen werden können. Hierzu sind in Fig. 1 zwei Varianten I und II einander gegenüber­ gestellt. Auf der linken Seite I ist dargestellt, die innere Trägerwand mit Kompensatorwellen h zu versehen. Auf der rechten Seite II sind die innere Trägerwand wie der obere Zuleitungsstutzen derart ausgeführt, daß ein Teil der inneren Trägerwand j in den Stutzen hineinreicht und darin verschiebbar ist. Durch beide Maßnahmen gemäß I oder II wird erreicht, daß Wärmebewegungen der äußeren Trägerwand c und des Adsorptionsmittels d von der inneren Trägerwand derart ausgeglichen werden, daß keine Relativbewegung der Wände zueinander zustandekommt und so zum Abrieb von Adsorptionsmittel führt. In Variante II wird der obere Teil von innerer und äußerer Trägerwand gasundurchlässig gehalten, um Leckgasströme zu vermeiden. Dabei wird darauf geachtet, daß die Höhe y der nicht genutzten Adsorptionsmittelschicht größer ist als deren Dicke x. Der gewölbte Boden a wird bevorzugt bei feuchten Gasen verwendet. Im Adsorptionstakt werden diese von unten in den Adsorber eingeführt und es kommt am Boden a zu einer Kondensation von Wasser, das nach den Außenseiten hin abfließt und in einer Sammelrinne am Rande des Bodens aufgefangen wird und über Abzug b entfernt werden kann. Fig. 1 shows the longitudinal section of a standing adsorber with a cylindrical adsorbent bed. This is formed by the outer carrier wall c of the adsorbent bed d of the inner carrier wall g and a gas-impermeable bottom a which connects the two carrier walls and closes the adsorbent bed. According to the invention, a mat of gas-permeable compressible material e is arranged between the inner carrier wall g and the adsorbent d and is fixed to the inner carrier wall by means of fastening bands f. Loads occurring in the radial direction during operation of the adsorber can be compensated for by the mat e. In addition, this figure shows how vertical loads can be compensated by thermal movements. For this purpose, two variants I and II are compared with one another in FIG. 1. On the left side I it is shown to provide the inner support wall with compensator shafts h. On the right-hand side II, the inner support wall, like the upper feed connector, is designed such that part of the inner support wall j extends into the connector and can be displaced therein. By both measures according to I or II it is achieved that thermal movements of the outer support wall c and the adsorbent d are compensated for by the inner support wall in such a way that no relative movement of the walls occurs and thus leads to abrasion of the adsorbent. In variant II, the upper part of the inner and outer support wall is kept impermeable to gas in order to avoid leakage gas flows. Care is taken to ensure that the height y of the unused adsorbent layer is greater than its thickness x. The curved base a is preferably used for moist gases. In the adsorption cycle, these are introduced from below into the adsorber and condensation of water occurs at the bottom a, which flows out to the outside and is collected in a collecting trough at the edge of the bottom and can be removed via hood b.

Fig. 2 stellt einen ähnlichen Adsorber dar wie Fig. 1, so daß gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zum Adsorber der Fig. 1 befindet sich unter dem rotationssymmetrischen vertikalen Adsorptionsmittelbett ein horizontales Adsorptions­ mittelbett. Dieses wird gebildet von den Trägerwänden 1, einem Adsorptionsmittel k und einem gasdurchlässigen komprimierbaren Material m. Dieses ist wie gezeigt bevorzugt als Deckschicht über dem Adsorptionsmittel k angeordnet, wodurch sich die bislang rigide Einspannung der horizontalen Adsorptionsmittelschicht erheblich vermindern läßt. Fig. 2 shows a similar adsorber as Fig. 1, so that the same parts are provided with the same reference numerals. In contrast to the adsorber of FIG. 1, there is a horizontal adsorption medium bed under the rotationally symmetrical vertical adsorbent bed. This is formed by the carrier walls 1 , an adsorbent k and a gas-permeable compressible material m. As shown, this is preferably arranged as a cover layer over the adsorbent k, as a result of which the hitherto rigid clamping of the horizontal adsorbent layer can be considerably reduced.

Claims (4)

1. Adsorber zur Reinigung von Gasen mittels Adsorption, mit einem oder mehreren Adsorptionsmittelbetten, in welchen das rieselfähige Adsorptionsmittel zwischen gasdurchlässigen Trägerwänden eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von temperatur­ bedingtem Adsorptionsmittelverschleiß zwischen einer Trägerwand und dem Adsorptionsmittel ein gas­ durchlässiges komprimierbares Material angeordnet ist.1. Adsorber for cleaning gases by means of adsorption, with one or more adsorbent beds, in which the free-flowing adsorbent is clamped between gas-permeable carrier walls, characterized in that a gas-permeable compressible material is arranged between a carrier wall and the adsorbent in order to avoid temperature-dependent adsorbent wear . 2. Adsorber nach Anspruch 1 mit einer vertikalen Ringraumschüttung, bei welcher das Adsorptionsmittel zwischen einer inneren und einer äußeren zylindrischen Trägerwand eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige komprimierbare Material zwischen der inneren Trägerwand und dem Adsorptions­ mittel angeordnet ist.2. Adsorber according to claim 1 with a vertical Annular bed in which the adsorbent between an inner and an outer cylindrical Carrier wall is clamped, characterized in that the gas permeable compressible material between the inner support wall and the adsorption is arranged medium. 3. Adsorber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige komprimierbare Material durch Befestigungsbänder an der inneren Trägerwand befestigt ist. 3. Adsorber according to claim 2, characterized in that through the gas permeable compressible material Fastening straps attached to the inner support wall is.   4. Adsorber nach Anspruch 1, mit einer horizontalen Adsorptionsmittelschüttung, die zwischen einer oberen und einer unteren Trägerwand einspannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß gasdurchlässiges komprimierbares Material zwischen der oberen Trennwand und dem Adsorptionsmittel angeordnet ist.4. Adsorber according to claim 1, with a horizontal Adsorbent bed between an upper and a lower support wall is clamped, thereby characterized in that gas permeable compressible Material between the upper partition and the Adsorbent is arranged.