AT389822B - Verfahren zum kontinuierlichen reinigen von gasen von mitgefuehrten beladestoffen sowie vorrichtung zu seiner durchfuehrung - Google Patents

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Description

Nr. 389822
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Reinigen von Gasen von mitgeführten Beladestoffen, bei dem das beladene Gas durch Adsorbermaterialien, die um eine Rotationsachse herum angeordnet sind und zumindest im wesentlichen radial durchströmt werden, hindurchgeleitet wird, wobei die Beladestoffe am Adsorbermaterial festgehalten werden und die Adsorbermaterialien als Adsorberbett um die Rotationsachse herum 5 gedreht werden, sowie im Zuge der Drehbewegung die Beladung - gegebenenfalls nach Inertisierung - durch Spülung mit einem strömenden Medium, insbesondere Heißgas oder Dampf, desorbiert und das desorbierte Adsorbermaterial vor der Neubeladung nach Bedarf gekühlt und/oder getrocknet wird, und weiterhin die Drehbewegung vorzugsweise intermittierend durchgeführt wird, wobei die An- und Abströmung des Adsorbermaterials jeweils über einen zumindest in einer Erstreckung im wesentlichen parallel zur Rotationsachse 10 und/oder zum Adsorberbett verlaufenden Raum erfolgt, der axial angeströmt und/oder passiert wird; sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung,
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind z. B. aus der DE-AS 1544036 und der DE-PS 2 534 068 bekannt, wobei in der letzteren Druckschrift Anordnungen mit horizontaler und auch mit vertikaler Drehachse beschrieben sind. 15 Diese bekannten Anordnungen setzen entweder ein geschlossenes Gehäuse voraus oder sind sonst apparativ kompliziert, da sie gesonderte Umkehrleitungen außerhalb der Adsofberkästen erfordern.
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile vor allem dadurch vermieden, daß die Strömungsrichtung unmittelbar am Adsorberbett umgekehrt wird; mit anderen Worten erfolgt die Anströmung des Adsorberbetts in einer Richtung und die Abströmung vom Adsorberbett in der Gegenrichtung. 20 Demgemäß ist das erfindungsgemäße Verfahren vor allem dadurch gekennzeichnet, daß An- und Abströmrichtung bezüglich des Adsorbeibetts zumindestens im wesentlichen gegeneinander gerichtet sind.
Vorzugsweise erfolgt dabei die Anströmung des Adsorberbetts über einen sich in Anströmrichtung verjüngenden Anströmraum.
Zur gleichmäßigen Ausnutzung des Adsorberbetts über seine gesamte Länge wird vorteilhaft im 25 Anströmraum das Gas über Strömungs- und/oder Druckregeleinbauten, insbesondere Verteilereinbauten wie Verteilersiebe, Lochbleche und/oder Umlenkbleche, geführt.
Insbesondere bei Anströmräumen mit gleichem Querschnitt über deren Länge und Dampfdesorption wird günstig Desorptionsfluid in den Anströmraum über eine sich entlang des Anströmraums erstreckende Düsenkette im wesentlichen radial eingebracht, wobei vorzugsweise die Abgabeöffnungen der Düsenkette zumindest im 30 wesentlichen rechteckig sind.
Die erfindungsgemäße Adsorbereinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zylindrisch um eine Rotationsachse herum angeordnetem, insbesondere in axial verlaufenden Zellen angeordnetem Adsorbermaterial mit axialer An- und Abströmung und radialer Durchströmung, die im Betrieb - insbesondere intermittierend - gedreht werden, ist vor allem dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Adsorbermaterials An-35 und Abströmräume mit Strömungsrichtungsumkehr zwischen An- und Abströmrichtung an der Adsorberbettoberfläche vorgesehen sind.
Vorzugsweise sind Zu- und Ableitungen für die Beladung und Desorption, sowie vorzugsweise auch für die Inertisierung, Kühlung und/oder Trocknung des Adsorbermaterials, an einer Stirnseite des Zylinders angeordnet. Günstig können sich von der Anströmseite weg verjüngende Abströmräume vorgesehen sein, wobei sich 40 insbesondere die Anströmräume im Zuge ihrer Längserstreckung in Axialrichtung von der Anströmseite weg auf etwa 1/5 bis 1/10 ihres Querschnitts, insbesondere auf 15 bis 18 %, verjüngen.
In den Anströmräumen sind vorteilhaft Druck- und/oder Strömungsverteiler, insbesondere Siebe, Lochbleche und/oder Leitbleche, vorgesehen.
Weiterhin kann in den Anströmräumen jeweils mindestens eine sich entlang des Anströmraums erstreckende 45 Düsenkette zur Einbringung von Desorptionsfluid, insbesondere Dampf, vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn die Anströmräume über ihre Länge unveränderten Querschnitt aufweisen, wobei vorteilhaft Düseriketten mit zumindest im wesentlichen rechteckigen Abgabeöffnungen vorgesehen sind.
Vorteilhaft sind die Anströmräume und die Abströmräume zumindest im wesentlichen gleich ausgebildet und verlaufen symmetrisch zum Adsorberbett. 50 Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der mindestens 50 % des Zylinderumfangs der Adsorbereinheit zur gleichzeitigen Beladung mit Beladestoffe enthaltendem Gas vorgesehen sind, wobei zur gleichzeitigen Beladung mehrerer Adsorberzellen günstig Ringkanäle vorgesehen sind, die die gewünschte Zellenanzahl erfassen.
Als Heißgas zur Desorption der Beladung, die beispielsweise aus flüssigen Lösungsmitteln besteht, kommt vor allem gegenüber der Beladung bei Desorptionstemperatur inertes, also mit dieser nicht reagierendes Gas in 55 Frage, z. B. Rauchgas oder auch andere Gase, die vorzugsweise im Kreislauf geführt werden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu seiner Durchführung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der Fig. 1 eine schematische Seitenansicht und Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Rotationsadsorber darstellt, wobei der Einfachheit halber lediglich die Gasführungen zum Beladen und 60 Desorbieren dargestellt sind. Üblicherweise können zusätzlich Gasführungen zum Inertisieren, Kühlen und/oder Trocknen des Adsorbermaterials vorgesehen sein. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit Dampflanzen zum Desorbieren. -2-
Nr. 389822
Auf einem Maschinenfundament (1) ist eine Tragplatte (2) für die verschiedenen Gasführungen vorgesehen sowie darüber ein Adsorberrad (3), das im Betrieb um die vertikale Achse (4) herum durch einen Antrieb - vorzugsweise intermittierend, es ist jedoch auch eine kontinuierliche Drehbewegung bekannt - gedreht wird und mit Adsorberkästen (5) bestückt ist, die auf einer Dicht- und Tragplatte (6) aufsitzen. Die Dicht- und Tragplatte S (6) wird im folgenden kurz Dichtplatte oder Dichtscheibe genannt. Das Adsorbeirad (3) ist weiterhin hydraulisch heb- und senkbar ausgebildet.
Die Adsorberkästen (5), die an der Peripherie des Adsorberrades (3) angeordnet sind, erstrecken sich von der Dichtscheibe (6) weg parallel zur Rotationsachse (4) und weisen ein zentrales Adsorberbett (7), beispielsweise mit Aktivkohlefüllung in körniger oder Mattenform, sowie einen radial inneren An- bzw. Abströmraum (8) und 10 einen radial äußeren An- bzw. Abströmraum (9) auf, die sich von der Dichtscheibe (6) zum freien Ende der Adsorberkästen (5) hin verjüngen. Die Dichtscheibe (6) weist mit den An- bzw. Abströmräumen (8), (9) korrespondierende Öffnungen (10), (11) auf, so daß das Adsorberbett (7) durch die Dichtscheibe (6) hindurch anströmbar ist. Am Ende jedes Adsorberkastens (5) ist ein Deckel (12) und in der Dichtscheibe (6) ein entsprechender, nicht dargestellter Deckel vorgesehen, die zum Austausch des Adsoibermaterials dienen. 15 Im Betrieb des Rotationsadsorbers dichten die unterhalb der Dichtscheibe (6) an diese herangeführten Gasführungen an der Dichtscheibenunterseite ab. In Fig. 1 sind die dazu nötigen Dichtungen (13) und (14) schematisch als Kreise am oberen Ende der Gasführungen eingezeichnet. Dabei sind sogenannte Andockdichtungen, d. h. solche, die während der Drehbewegung des Adsorberrades (3) nicht anliegen und erst nach Stoppen des Rades an dieses herangefahren werden bzw. das Adsorberrad an diese herangefahren wird, bei 20 kontinuierlichem Betrieb z. B. dann möglich, wenn mit zwei Adsorbereinheiten gefahren wird, die versetzt geschaltet sind. Weiterhin besteht die Möglichkeit, Dichtungen einzusetzen, deren Anpreßdruck während der Drehbewegung des Rades herabgesetzt wird, z. B. Lippendichtungen, die durch einen aufblasbaren Schlauch angedrückt werden, und auch Dichtungen mit konstanter Dichtwirkung werden praktisch angewendet, z. B. federnd angepreßte Dichtmaterialstreifen, Rippen, Stege geeigneten Profils, hydraulische Dichtungen mit 25 Schwerflüssigkeit u. dgl.
In Fig. 1 ist im linken Teil die Beladung des Adsorberbetts (7) und im rechten Teil die Desorption der Beladung zu erkennen, wobei die Desorption im Gegenstrom zur Beladungsrichtung erfolgt.
Durch die Leitung (15) wird Rohgas herangeführt, passiert die Öffnung (11) in der Dichtplatte (6), den radial äußeren Raum (9), der hier der Anströmraum ist, das Adsorberbett (7), wo es seine Beladung an das 30 Adsorbermaterial abgibt, und wird als Reingas über den radial inneren Raum (8), der hier der Abströmraum ist, die Öffnung (10) in der Dichtplatte (6) und die Leitung (16) abgeführt.
Zur Desorption wird heißes Regenerationsgas (es ist schematisch an den Doppeldichtungen (14) zu erkennen, daß bei der Regeneration besser gedichtet werden muß) über die Leitung (17) und die Öffnung (10) in der Dichtplatte (6) dem radial inneren Raum (8), der hier der Anströmraum ist, zugeführt, passiert das Adsorberbett 35 (7), aus dem es die Beladung desorbiert und wird über den radial äußeren Raum, der hier der Abströmraum ist, die Öffnung (11) in der Dichtplatte (6) und die Leitung (18) zur Weiterverarbeitung, z. B. zur Auskondensation seiner Beladung, abgeführt.
Aus Fig. 2 erkennt man, daß bei der Beladung des Adsorbermaterials mehrere Adsorberkästen (5) gleichzeitig angespeist werden, während jeweils nur ein Adsorberkasten durch Desorption regeneriert wird. Die Gasführung ist 40 dabei als Strömungskasten ausgebildet, wobei der Zuführleitung (15) für das Rohgas sowie der Abführleitung (16) für das Reingas jeweils ein Ringkanal (15a), (16a) zugeordnet ist, der die gewünschte Anzahl Adsorberkästen (5) erfaßt.
Aus Fig. 2 läßt sich eine symmetrische Anordnung zwischen An- und Abführleitung sowie den zugeordneten Ringkanälen erkennen; insbesondere auf der Anströmseite kann es zur Erzielung einer gewünschten 45 Druckäbfallverteilung über die erfaßten Adsorberkästen aber wünschenswert sein, eine asymmetrische Anspeisung vorzusehen.
Zur Erzielung einer gleichmäßigen Ausnützbarkeit des Adsorberbettes über seine gesamte Länge im Adsorberkasten verjüngen sich die An- bzw. Abströmräume (8) und (9) von der Dichtplatte (6) weg in Richtung ihres freien Endes; es sind jedoch auch andere Ausbildungen möglich. In diesem Zusammenhang ist es 50 vorteilhaft, in diesen Räumen Verteilereinbauten vorzusehen, um eine gewünschte Druckverteilung und lokale Strömungsverteilung in diesen Räumen zu erzielen. Diese Verteilereinbauten können z. B. Leitbleche, Umlenkschaufeln, Stau- und Verteilersiebe, Lochbleche od. dgl. sein und sind dem Strömungstechniker geläufig. In Fig. 1 erkennt man Stau- und Verteilersiebe (19) in der Nähe der Dichtplatte (6), die u. a. ein besseres Duichströmen des unteren Bettbereiches ermöglichen, in dem häufig Kondensatbildung auftritt 55 In Fig. 3 ist ausschnittsweise ein Adsorberkasten (5) gezeigt, bei dem sich der Querschnitt von An- bzw. Abströmraum (8), (9) über seine Länge nicht ändert Man erkennt, daß im radial inneren Raum (8) eine Dampflanze (20) angeordnet ist die von der Seite der Dichtscheibe (6) oder vom gegenüberliegenden Ende her gespeist wird und aus der über Düsen (21) Dampf direkt auf das Adsorberbett gerichtet wird. Die Düsen (21) haben vorzugsweise rechteckigen Auslaßquerschnitt. Die Fig. 3 ist eine um 90° gedrehte Darstellung, die 60 Anordnung entspricht Fig. 1.
Die Erfindung ist auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt. So z. B. kann man ohne weiteres auch wie bekannt im Gleichstrom beladen und desorbieren. Weiterhin müssen die -3-

Claims (17)

  1. Nr. 389822 Adsorberkästen keinen symmetrischen Querschnitt aufweisen und auch ihre Form muß nicht im wesentlichen ein Trapez sein, wie dies allerdings aus Fig. 2 ersichtlich ist. Eine vertikale Drehachsenanordnung, d. h. stehende oder hängende Adsorberkästen (Fig. 1 und Fig. 2 auf den Kopf gestellt) wird aus verschiedenen Gründen bevorzugt, ist aber nicht zwingend, wie aus dem Stand der Technik bekannt Stehende oder hängende Adsorberkästen erlauben eine bessere Kondensatableitung, eine bessere Befullung und Entleerung der Betten und auch besseren Zugang zu den Dichtungen. Selbstverständlich können auch die Durchtritte (10), (11) durch die Dichtplatte (6) nicht nur kreisrunden Querschnitt auf weisen. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum kontinuierlichen Reinigen von Gasen von mitgeführten Beladestoffen, bei dem das beladene Gas durch Adsorbermaterialien, die um eine Rotationsachse herum angeordnet sind und zumindest im wesentlichen radial durchströmt werden, hindurchgeleitet wird, wobei die Beladestoffe am Adsorbermaterial festgehalten werden und die Adsorbermaterialien als Adsorberbett um die Rotationsachse herum gedreht werden, sowie im Zuge der Drehbewegung die Beladung - gegebenenfalls nach Inertisierung - durch Spülung mit einem strömenden Medium, insbesondere Heißgas oder Dampf, desorbiert und das desorbierte Adsorbermaterial vor der Neubeladung nach Bedarf gekühlt und/oder getrocknet wird, und weiterhin die Drehbewegung vorzugsweise intermittierend durchgeführt wird, wobei die An- und Abströmung des Adsorbermaterials jeweils über einen zumindest in einer Erstreckung im wesentlichen parallel zur Rotationsachse und/oder zum Adsorberbett verlaufenden Raum erfolgt, der axial angeströmt und/oder passiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß An-und Abströmrichtung bezüglich des Adsorberbetts zumindestens im wesentlichen gegeneinander gerichtet sind.
  2. 2. Verfahren hach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmung des Adsorberbetts über einen sich in Anströmrichtung verjüngenden Anströmraum erfolgt
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Anströmraum das Gas über Strömungs- und/oder Druckregeleinbauten, insbesondere Verteilersiebe, Lochbleche und/oder Umlenkbleche, geführt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anströmraum Desoiptionsfluid, insbesondere Dampf, über eine sich entlang des Anströmraums erstreckende Düsenkette im wesentlichen radial eingebracht wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Desorptionsfluid in einen über seine Längserstreckung mindestens im wesentlichen gleichen Querschnitt aufweisenden Anströmraum eingebracht wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Desorptionsfluid über zumindest im wesentlichen rechteckige Abgäbeöffnungen der Düsenkette eingebracht wird.
  7. 7. Adsorbereinheit mit zylindrisch um eine Rotationsachse hemm angeordnetem, insbesondere in axial verlaufenden Zellen angeordnetem Adsorbermaterial mit axialer An- und Abströmung und radialer Durchströmung, die im Betrieb · insbesondere intermittierend - gedreht werden, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Adsorbermaterials An- und Abströmräume (8,9) mit Strömungsrichtungsumkehr zwischen An- und Abströmrichtung an der Adsorberbettoberfläche vorgesehen sind.
  8. 8. Adsorbereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Zu- und Ableitungen (15,16,17,18) für die Beladung und Desorption, sowie vorzugsweise auch für die Inertisierung, Kühlung und/oder Trocknung des Adsorbermaterials, an einer Stirnseite des Zylinders angeordnet sind.
  9. 9. Adsorbereinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der Anströmseite weg verjüngende Anströmräume (8,9) vorgesehen sind.
  10. 10. Adsorbereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anströmräume (8,9) im Zuge ihrer Längserstreckung in Axialrichtung von der Anströmseite weg auf etwa 1/5 bis 1/10 ihres Querschnitts, insbesondere auf 15 bis 18 %, verjüngen. -4- Nr. 389822
  11. 11. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet) daß in den Anströmräumen (8,9) Druck- und/oder StrömungsVerteiler (19), insbesondere Siebe, Lochbleche und/oder Leitbleche, vorgesehen sind.
  12. 12. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anströmräumen (8,9) jeweils mindestens eine sich entlang des Anströmraums erstreckende Düsenkette (20) zur Einbringung von Desorptionsfluid, insbesondere Dampf, vorgesehen ist.
  13. 13. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmräume (8,9) über ihre Länge unveränderten Querschnitt aufweisen.
  14. 14. Adsorbereinheit nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß Düsenketten (20) mit zumindest im wesentlichen rechteckigen Abgabeöffnungen (21) vorgesehen sind.
  15. 15. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmräume (8, 9) und die Abströmräume (8,9) zumindest im wesentlichen gleich ausgebildet sind und symmetrisch zum Adsorberbett (7) verlaufen.
  16. 16. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 50 % des Zylinderumfangs der Adsorbereinheit zur gleichzeitigen Beladung mit Beladestoffe enthaltendem Gas vorgesehen sind.
  17. 17. Adsorbereinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Ringkanäle (15a, 16a) vorgesehen sind, die die gewünschte Anzahl von Adsorberzellen (5) erfassen. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-
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