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Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung von Adsorptionsprozessen. Zur Durchführung voiL Adsorptionspro- zessen, bei denen beispielsweise Gase oder Dämpfe bezw. Gasü@ampfgemische mit festen Adsorptionsmitteln, wie z.
B. aktive Kohle, in Berührung gebracht werden, bedient man sich in der Hauptsache Behälter, in denen das feste Adsorptionsmittel auf einer Sieb- blechunterlab oder auch zwischen Siebblechen gelagert ist und durch die die Gase oder Dämpfe bezw. Gasdampfgemische hiu- @urchgeführt werden. Infolge der Vielzahl der Arbeitsstufen, wie Adsorption, Regeneration, Trocknung, Kühlung etc., die bei Adsorptio:nsprozes.sen vorkommen, sind eine Vielzahl von LTm.schaltungen erforderlich, die ihrerseits wieder zahlreiche Schaltarmaturen und umfangreiche Rohrleitungen notwendig machen.
Die Grosszahl der Armaturen, die von Hand oder auch automatisch nach bestimmten Fahrplänen oder in Abhängigkeit vom Verlauf der Verfahren betätigt erden, macht die Vorrichtungen meist kom- pliziert und unübersichtlich und bringt somit in baulicher und betrieblicher Hinsicht eine ganze Anzahl von Nachteilen mit sich. Die Anlagen werden verteuert und zudem sperrig, ,so dass ihr Platzbedarf verhältnismässig gross ist. Die Bedienung von Hand ist zudem sehr zeitraubend und birgt die Gefahr von Fehlschaltungen. Die automatische Betätigung wiederum ist sehr teuer und störungsempfindlich und bedingt meistens noch zusätzliche kostspielige Einrichtungen.
Zur Vereinfachung der Adsorptionspro- zesse hatte man schon vorgeschlagen, mehrere im Kreise angeordnete Adsorber oder einen in mehrere Kammern aufgeteilten zylinderförmigen Adsorber drehbar über einem ringförmigen Steuerkasten anzuordnen und den Adsorbern bezw. dem in Kammern aufgeteilten Adsorher über diesen Steuerkasten die Behandlungsgase oder Dämpfe zuzuführen.
Nach dem bekannten
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Vorschlag sollte der Adsorb@erring nach Beendigung einer jeder Verfahrensstufe ein Stück weitergedreht werden, bis jeder Ad- sorber an die Stelle des '-\-aelillaradsorllers getreten und damit über die Steuerkasten- öffnung gelangt war, über die das Verfahrensmittel der nächsten Verfahrensstufe in den Adsorber eintreten musste. Die Abdichtung des Stc-uerhastens gegen die bezw. den Adsorber erfolgte durch Gleitflächen, die sich beim Weiterdrehen schleifend aufeinander bezw. gegeneinander bewegten.
Hierin lag ein Hauptmangel der bekannten Vorrichtungen, da die aufeinandergleitenden Dichtungsflächen zwischen Adsorber und Steuerkastenring einem ausserordentlichen Verschleiss unterlagen, so dass ständige Reparaturen und somit- damit verbundene Stok- kungen unvermeidlich waren. Auch besassen die Vorrichtungen Schaltarmaturen in gro- sser Zahl, so dass auch die damit. verbundenen Nachteile nicht beseitigt waren. Derartige kontinuierlich arbeitende Adsorptionsvorrich- tungen haben sich darum bisher auch nicht durchsetzen können.
Zweck der Erfindung ist, eine Vorrich- tung zu schaffen, bei der die llä.nnel von kontinuierlich arbeitenden Adsorptionsvor- richtungen der vorbeschriebenen oder ähnlichen Art vermieden werden können.
Die Erfindung besteht darin, dass unter den die Adsorptionsmittel enthaltenden Behandlungsbehältern (Adsorbern) ein in horizontaler Ebene drehbarer Steuerkasten angeordnet ist, der die Zuführung und Abführung der Gase oder Dämpfe zu den Behandlungsbehältern vermittelt und der auch in vertikaler Richtung bewegbar ist, so dass er abdichtend nach oben gegen die zu den Behandlungsbehältern führenden Anschlüsse in Betriebsstellung gedrückt, vor Weiterschaltung jedoch wieder abgesenkt. wird und somit die Bewegung zu der nächsten Anschlussstellung frei ausführen kann. Durch diese Anordnung ist. jede Schleifbewegung abdichtender Teile vermieden.
Zur Vermeidung von Schaltarmaturen kann die Anordnung zweckmässig so getrof- fen sein, class die Zuführung und Abführung der Gase oder Dämpfe zu und von dem Steuerkasten über konzentrisch angeordnete Kammern erfolgt, die an die Rohgas- und Abgasleitungen angeschlossen sind und deren @Ä,'ände zur Abdichtung gegeneinander und nach aussen in ringförmige mit einem Dichtungsmittel, z. B. Wasser gefüllte schmale Tauchkammern eintauchen.
Der Steuerkasten ist vorteilhaft mittels Laufrädern auf einem drehbaren Kurvenring ge- la.gert, der auf seiner tragenden Laufbahn schiefe Ebenen aufweist, derart, dass der Steuerkasten nach Erreichung der gewünschten Betriebsstellung und nach seiner Arretierung in dieser Stellung durch '\Veiterd.reh- lien des Kurvenringes in mhisialer Richtung gehollen und gegen die darüber befindlichen, zu den Behandlungsbehältern führenden Anschlüsse gedrückt wird.
Eine kontinuierlich arbeitende Adsorp- tionsvorricbtunc gemäss Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung, die. in Fig. 2 in Sieht von oben wiedergegeben ist. Fig. 3 stellt ein Sicht auf den Steuerkasten von oben dar. F'ig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt teilweise in Ansicht, der die Anordnung des Steuerkastens und des Kurvenringes erkennen lässt.
Die in der Zeichnung beispielsweise dargestellteVorrichtung besteht im wesentlichen aus den drei im Kreis zueinander angeordneten Ad@sorbern I, 11 und III. In jedem Ad- sorber befindet sich in bekannter Weise ein Siebrost 1 als, Auflage für die Adsorptions- mittelfüllung 2, Weiterhin besitzt jeder Ad- sorber einen Bodenstutzen 3 und ein den Adsorberraum durchziehendes Gasabzugsrohr 4, das oberhalb der Adsorptionsmittelschicht in den Adsorberraum einmündet.
Zentral über den Adsorbe rn ist sodann noch ein Mehrwegebahn 5 vorgesehen, über den Wasserdampf aus der Leitung 6 in die Leitungen 7 und von diesen in die Adsorber eintreten kann. Der Mehrwegehahn ist über eine Mitnehmer-
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Mange 8 mit dem Steuerkasten 9, der drehbar unter den Adsorbern angeordnet ist, derart gekuppelt, dass er sich in Abhängigkeit von den Drehbewegungen des Steuerkastens öffnet und schliesst.
Die Anordnung ist dabei so. getroffen, -dass der Mehrwege- bahn jeweils über dem Adsorber geöffnet wird, der zur Ausdämpfung bestimmt ist.
Der Steuerkasten mündet in Ringkammern a., b und e, die von konzentrisch angeordneten, in schmale Tauchkammern 10 eintauchenden Zwischenwänden 11 gebildet erden. Der Tauchkammerbehälter, der mit einem flüssigen Dichtungsmittel gefüllt wird, besitzt einen Flüssigkeitszulauf 10a und einen Siphonüberlauf 10b. In die Ringkammern wiederum münden Rohransehlüsse 12, 13 und 14 zur Ab- bezw. Zuführung der Behandlungsgase. Der Steuerkasten schliesslich ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, durch Zwischenwände 15 in verschiedene Kammern A bis E unterteilt, von deren jeweiliger Stellung es abhängt, ob ein Adsorber mit.
Behandlungsgas oder Trocken- bezw. Kühlgas beaufschlagt wird oder ob von oben her Dampf durch einen Adsorber treten kann. Zur Dampfabführung ist, wie aus Fig. 6 ersichtlich, ein in den Steuerkasten mündendes Abdampfrohr 16 vorgesehen. Vergleiche auch Fig. 3.
Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist der Steuerkasten 9 auf Rädern 17 ,drehbar auf einem Kurvenring 18 angeordnet, der seinerseits wieder auf Rädern 19 drehbar aufliegt. Der Kurvenring 18 wird mittels Kegelradantrieb 20 und Antriebskette 21 in Bewegung gesetzt. Der Antrieb erfolgt von Hand mittels Handkurbel 22. 23 ist eine ortsfeste Feststellvorrichtung, durch die im Zusammenwirken mit den Rasten 23a--236 der Steuerkasten nach Erreichung der jeweiligen Arbeitsstellung festgestellt wird.
Soll der in einer Arbeitsstellung befindliche Steuerkasten in seiner Lage verändert m erden, so wird der Kurvenring 18 mittels Handkurbel 22 entsprechend Pfeil P (Fig. 3) im Uhrzeigersinn gedreht. Infolgedessen laufen die Räder 17 des dabei noch feststehenden Steuerkastens 9 auf den schiefen Ebenen 18a abwärts, bis sie gegen den Anschlag 18b anstossen. Ist diese Stellung erreicht, so wird die Feststellvorrichtung 23 aus der Raste (z. B. 23a) gelöst und die Kurbel 22 sodann im gleichen Sinne weitergedreht.
Nunmehr drehen sich der Kurven- ring 18 und der Steuerkasten 9 gemeinsam, bis die gewünschte nächste Stellung erreicht ist und die Feststellvorrichtung 23 in die nächste Raste (z. B. 23b) einspringt. Damit ist der Steuerkasten wieder arretiert. Nunmehr wird der Kurvenring 18 durch die Handkurbel 22 in entgegengesetzter Richtung entsprechend Pfeil ' (Fig. 3) gedreht, was zur Folge hat, @dass die Räder 17 die schiefen Ebenen 18a wieder hinauflaufen.
Infolgedessen wird der Steuerkasten, wieder nach oben gehoben und mit den Dichtungs- ringnuten 24 gegen die Stutzenansätze 25 (vergleiche Fig. 1 im Boden der Adsorber gedrückt.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Vorrichtung mit drei Ad@sorbern dargestellt. Die Vorrichtung kann jedoch auch zwei oder auch mehr a.1,3 drei Adsorber aufweisen. Es ist dann lediglich erforderlich, dass der Steuerkasten eine kleinere oder grössere Anzahl von Verteilkammern und korrespondierenden Zu- und Ableitungsöffnungen aufweist.
Die Arbeitsweise mit -der dargestellten Vorrichtung, bei der die Zuführung und Abführung sämtlicher Behandlungsgase und Dämpfe - mit Ausnahme des Wasserdampfes - über den Steuerkasten 9 erfolgt, spielt sich beispielsweise wie folgt ab: Das zu behandelnde Gasdampfgemisch (Rohgas), beispielsweise ein Benzinluftgemisch, wird der in Arbeitsstellung befindlichen Vorrichtung (Fig. 1) durch den Stutzen 14 zugeführt und strömt von hier über das dazugehörige Rohr c zu dem segment- artigen aufgeteilten Steuerkasten 9.
Bei der beispielsweise dargestellten Stellung tritt es in die Steuerkastenkammer A (Fig.3) ein.
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Von der Kammer A gelangt das Rollgas über den Stutzen 3a (Fig. 1) in den Adsor- ber I, durchströmt die Adsorptionsmittel- srhieht 2 und tritt sodann in den freien Raum oberhalb der Adsorptionsmittelschieht. Von hier strömt es über das Gasabzugsrohr 4a (Fig. 5) zu dem Steuerkammerkasten B (Fig. 3)
und tritt von diesem über die Ringkammer b (Fig. 5) und das Rohr 12 wieder aus der Vorrichtung aus.
Während der gleichen Zeit befindet sich der Adsorber III über der Kammer E des Steuerkastens. Diese Stellung ist im Vertikalschnitt in Fig. 6 wiedergegeben. In dieser Stellung ist der Mehrwegehahn 5 durch die mit. dem Steuerkasten sich drehende Stange 8 geöffnet -orden, und es tritt infolgedessen. Dampf aus der Leitung 6 über die Leitung 7 in den Adsorber ein.
Der Dampf durchströmt die Adsorptionsmittel- schicht 2 und tritt über den Stutzen 3, die Steuerkammer E und das Austrittsrohr 16 aus der Vorrichtung aus. Der Stutzen 4 ist geschlossen.
Z@'ähi-cnd sich Adsorber I in der Beladung und Adsorber III in der Ausdämp- fiing befinden, wird Adsorber 1I getrocknet. Er befindet sich über den Kammern C lind D (Fig. 3).
Das Trockengas tritt über den Rohranschluss 13 (Fig. 5), die Ringkammer a. die Stenerkaminem C und den Rohrstutzen 3b in den Adsorber ein und verlässt diesen nach Durchstreichen der Adsorptionsmittel- schieht über das Abzugsrohr 41) mid die Kammer D (vergleiche Fig. 1 und 3). Es tritt sodann gemeinsam mit dem lösemittel- freien Gas des Adsorbers über die Rin@Ukam- mer b und das Austrittsrohr 12 aus der Vorrichtung wieder aus.
Sind die vorbeschriebenen @or@;i:nge L,- endet, wird der Kurvenring 18 mittels Hand- rad 22 im Z hrzeigersinn, wie -eiter oben bereits beschrieben, in Richtung des eingezeichneten Pfeils P (Fig. 3) in Drehung versetzt. Infolgedessen laufen die den Steuerkasten tragenden Räder 17 auf den schiefen Ebenen 18a des Kurvenringes ab, bis sie an den Anschlag 18b anstossen.
Mit dem Ablaufen der Räder 17 senkt sich der Steuerkasten um die Höhe der schiefen Ebene. Ist die Endstellung erreicht, wird die Feststell- vorrichtung 23 gelöst und sodann mittels Handrad 22 weitergedreht. \'unmehr dreht sich der Steuerkasten mit, bis die Kammern A-B unter Adsorber 1I, die Kammern C-D unter Adsorber III und die Kammer E unter Adsorber 1 angelangt sind. In dieser Stellung schnappt die Fesbstellvorrichtung 23 in die Raste 23b ein, so dass der Steuerkasten in dieser Stellung fixiert, ist.
Nunmehr muB das Handrad im entgegengesetzten Sinne gedreht werden. Infolgedessen laufen die Räder 17 die schiefe Ebene 18a wieder hinauf, so (lass der Steuerkasten wieder nach oben geht und' die Gasanschliisse 25 in die Dichtungen \21 gedruckt werden.
Ist die Stellung des Steuerkastens in dieser Weise verändert, so spielen sich anschlie- ssend die gleichen Operationen wie oben beschrieben - lediglich jeweils in einem andern Adeorl)er - von neuem ab.
Beim Umschalten des Steuerkastens in der vorbeschriebenen Weise wird die dichte Verbindung zwischen dem Steuerkasten und den Gasanschlüssen vorübergehend unterbrochen, so dass Luft oder Gas austreten können. Die L nisehaltung nimmt jedoch nur so kurze Zeit - etwa den Bruchteil einer Minute - in Anspruch, dass dieses ohne weiteres hingenommen werden kann, wenn es sich nicht um schädliche Gase handelt. Auch Verluste können in der kurzen Umschaltzeit nur in unwesentlicher Höhe entstehen.
Damit nicht vorzeitig Dampf aus dem Mehrwegehahn 5 austreten kann, ist das Halmkücken zweckmässig derart angeordnet, dass es sich mit dem Steuerkasten nicht nur dreht, sondern auch hebt und senkt. Infolgedessen bleiben die Austrittswege so lange geschlossen, bis der Steuerkasten bis zu einer Endstellung gehoben ist.
Andere Ventile als der Mehrwegehahn für den Wasserdampf sind bei dieser Vorrichtung nicht erforderlich. Ist es allerdings unerwünscht. dass Gase beim Umschalten aus
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der Vorrichtung austreten, so # können jedoch noch zusätzliehe Ventile vorgesehen sein, die den Gasfluss vorübergehend absperren.
Das Austreten cler Crase kann aber auch vermieden werden durch vorübergehendes Umführen. der Gase ins- Freie oder durch ihre Wei- t#-rführung nach einer odermehreren gleichartigen Vorrichtungen. Die hierzu erforder- liehen . U mschaltvorrichtungen können so angeordnet sein, dass sie in Abhängigkeit von den Schaltvorgängen stehen. So kann die Anordnung -derart getroffen werden, dass das Sinken und Drehen des Steuerkastens erst dann möglich wird, wenn die. Absperrung oder U mführung der Gase bereits erfolgt ist.
Der Steuerkasten kann aber auch mit den Absperr- oderUmführungsorganen derart gekuppelt sein, dass diese Organe sich mit dem Steuerkasten bewegen und in Abhängigkeit von dessen Bewegungen geschlossen und ge- öffnet werden.
Die Verflüssigung des bei der Ausdämp- fung anfallenden Gasdampfgemisches kann ausserhalb der Adsorptionsvorrichtung erfolgen. Es können aber natürlich auch Konden- sations- und Abscheidevorrichtungen unmittelbar unterhalb des Steuerkastens angebracht werden, durch die das aus dem Adsor- her austretende Gasdampfgemisch hindurchgeführt und in denen es verflüssigt und ge- trennt werden kann.
Die Erfindung ist beschrieben an dem Beispiel einer Vorrichtung, die mit drei getrennt im Kreise angeordneten Adsorbern ausgerüstet ist. In .gleicher Weise können aber auch mehrere Adsorptionskammern in einem Adserptionsbehälter vorgesehen sein. Ebenso kann auch die Gaszuführung oder Abführung anders. als dargestellt erfolgen.
So kann der einzelne Adsorber bezw. die einzelne Adsorptionska.mmer zum Beispiel auch aus einem mittleren, das Adsorptionsmittel enthaltenden Behälter bestehen, der von einem grösseren Behälter umschlossen ist und aus dem von oben oder unten eintretende Gase über den Ringraum zwischen den beiden Behältern nach unten in Richtung des Steuürkasitens abgezogen werden.