CH678924A5

CH678924A5 -

Info

Publication number: CH678924A5
Application number: CH2206/89A
Authority: CH
Inventors: Dag Bergloeff; Alfred Weinmann; Georg Ickinger; Walter Schinninger; Leopold Sidla; Karl Jirenec; Ernst Markytan
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1991-11-29
Also published as: ES2014738A6; SE8902190L; ATA177588A; GB2220868B; JPH0259014A; NL8901528A; US5080700A; DE3901363A1; AT389822B; SE466792B; DE8900526U1; GB2220868A; IT8909469A0; GB8914741D0; IT1233512B; FR2634138B1; FR2634138A1

Description

1

CH 678 924 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Reinigen von Gasen gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung betrifft weiter eine Adsorptionseinheit gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 7.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind z.B. aus der DÉ-AS 1 544 036 und der DE-PS 2534068 bekannt, wobei in der letzteren Druckschrift Anordnungen mit horizontaler und auch mit vertikaler Drehachse beschrieben sind.

Diese bekannten Anordnungen setzen entweder ein geschlossenes Gehäuse voraus oder sind sonst apparativ kompliziert, da sie gesonderte Umkehrleitungen ausserhalb der Adsorberkästen erfordern.

Erfindungsgemäss werden diese Nachteile vor allem dadurch vermieden, dass die Strömungsrich-tung unmittelbar am Adsorberbett umgekehrt wird; mit anderen Worten erfolgt die Anströmung des Ad-sorberbetts in einer Richtung und die Abströmung vom Adsorberbett in der Gegenrichtung.

Demgemäss ist das erfindungsgemässe Verfahren vor allem dadurch gekennzeichnet, dass An-und Abströmrichtung bezüglich des Adsorberbetts Zumindestens im wesentlichen gegeneinander gerichtet sind.

Vorzugsweise erfolgt dabei die Anströmung des Adsorberbetts über einen sich in Anströmrichtung verjungenden Anströmraum.

Zur gleichmässigen Ausnutzung des Adsorberbetts über seine gesamte Länge wird vorteilhaft im 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 Dampfdesorp-tion 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 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- und Abströmräume mit Strömungsrichtungsumkehr zwischen An- und Abströmrichtung an der Adsorber-bettoberfläche 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 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 Düsenkette zur Einbringung von Desorptionsfluid, insbesondere Dampf, vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn die Anströmräume über ihre Länge unveränderten Querschnitt aufweisen, wobei vorteilhaft Düsenketten 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.

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 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 Rotations-adsorber darstellt, wobei der Einfachheit halber lediglich die Gasführungen zum Beladen und Desor-bieren 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.

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 6 wird im folgenden kurz Dichtplatte oder Dichtscheibe genannt. Das Adsorberrad 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,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

CH678 924 A5

4

beispielsweise mit Aktivkohlefüllung in körniger oder Mattenform, sowie einen radial inneren An-bzw. Abströmraum 8 und 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 Adsorbermaterials dienen.

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 kontinuierlichem Betrieb z.B. dann möglich, wenn mit zwei Adsorbereinherten 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 Schwerflüssigkeit und 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 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, das 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 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 Adsorberkästen durch Desorption regeneriert wird. Die Gasführung ist 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 Druckabfallverteilung über die er-fassten Adsorberkästen aber wünschenswert sein, eine asymmetrische Anspeisung vorzusehen.

Zur Erzielung einer gleichmässigen Ausnützbar-keit des Adsorberbettes über seine gesamte Länge im Adsorberkästen 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 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 oder dgl. sein und sind dem Strömungstechniker geläufig. In Fig. 1 erkennt man Stau- und Verteilersiebe 19 in der Nähe der Dichtpiatte 6, die u.a. ein besseres Durchströmen des unteren Bettbereiches ermöglichen, in dem häufig Kondensatbildung auftritt.

In Fig. 3 ist ausschnittsweise ein Adsorberkästen 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 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 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 Befüllung 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 aufweisen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen Reinigen von Gasen von mitgeführten Beladestoffen, bei dem das beladene Gas durch Adsorbermaterialien, die

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 678 924 A5

6

um eine Rotationsachse herum angeordnet sind und zumindest im wesentlichen radial durchströmt werden, hindurchgeleitet wird, wobei die Beladestoffe am Adsorbermaterial festgehalten werden und die Adsorbermaterìalien als Adsorberbett um die Rotationsachse herum gedreht werden sowie im Zuge der Drehbewegung die Beladung durch Spülung mit einem strömenden Medium desorbiert und das desorbierte Adsorbermaterial vor der Neubeladung gekühlt und/oder getrocknet wird und weiterhin die Drehbewegung 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 zumindest im wesentlichen gegeneinander gerichtet sind sowie die Anströmung des Adsorberbetts über einen sich in Anströmrichtung verjüngenden Anströmraum erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung nach Inertisierung mit Meissgas oder Dampf desorbiert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung des Adsorberbettes intermittierend erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüches 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Anströmraum das Gas über Strömungs- und/oder Druckregeleinbau-ten, insbesondere Verteilersiebe, Lochbleche und/oder Umlenkbleche, geführt wird,

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Anströmraum Desorptionsfluid, insbesondere Dampf, über eine steh entlang des Anströmraums erstreckende Düsenkette im wesentlichen radial eingebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Desorptionsfluid über zumindest im wesentlichen rechteckige Abgabeöffnungen der Düsenkette eingebracht wird.

7. Adsorbereinheit zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zylindrisch um eine Rotationsachse herum in axial verlaufenden Zellen angeordnetem Adsorbermaterial mit axialer An- und Abströmung und radialer Durchströmung, die im Betrieb drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Adsorbermaterials An- und Abströmräume (8, 9) mit Strömungsrichtungsumkehr zwischen An- und Abströmrichtung an der Adsorber-bettoberfläche sowie sich von der Anströmseite weg verjüngende Anströmräume (8, 9) vorgesehen sind.

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. Adsorbereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anströmräume (8, 9) im Zuge ihrer Längserstreckung in Axialrichtung von der Anströmseite weg auf 1/5 bis 1/10 ihres Querschnitts, insbesondere auf 15 bis 18% verjüngen.

10. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Anströmräumen (8, 9) Druck- und/oder Strömungsverteiler (19), insbesondere Siebe, Lochbleche und/

oder Leitbleche, vorgesehen sind. ,

11. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, 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.

12. Adsorbereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Düsenketten (20) mit zumindest im wesentlichen rechteckigen Abgabeöffnungen (21) vorgesehen sind.

13. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmräume (8, 9) und die Abströmräume (8, 9) zumindest im wesentlichen gleich ausgebildet sind und symmetrisch zum Adsorberbett (7) verlaufen.

14. Adsorbereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50% des Zylinderumfangs der Adsorbereinheit zur gleichzeitigen Beladung mit Beladestoffe enthaltendem Gas vorgesehen sind.

15. Adsorbereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Ringkanäle (15a, 16a) vorgesehen sind, die die gewünschte Anzahl von Adsor-berzellen (5) erfassen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4