DE1284945B

DE1284945B - Process for the continuous separation of gases by adsorption and desorption

Info

Publication number: DE1284945B
Application number: DE1961K0045004
Authority: DE
Inventors: Dr Takaaki; Tamura
Original assignee: ZAIDAN HOJIN KOGYOKAIHATSU KEN
Current assignee: ZAIDAN HOJIN KOGYOKAIHATSU KEN
Priority date: 1961-06-23
Filing date: 1961-10-23
Publication date: 1968-12-12
Also published as: GB998318A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren oder diese eine vergleichsweise niedrigere Adsorpzur kontinuierlichen Trennung von Gasen durch Ad- tions- und Desorptionswärme aufweist,
sorption und Desorption, das auf der Adsorption von Beim Wirbelbettsystem kann zwar das AbsorbensThe present invention relates to a method or this has a comparatively lower adsorber for the continuous separation of gases by heat of addition and desorption,
sorption and desorption, which is based on the adsorption of the fluidized bed system, although the absorbent

mindestens einem gewünschten Bestandteil eines Be- vollständig mit dem zu behandelnden Beschickungsschickungsgases an einem Adsorbens in einer Kühl- 5 gasgemisch vermengt werden, und es bestehen auch und Adsorptionszone beruht, wobei gleichzeitig das keine Beschränkungen hinsichtlich der Kapazität wie bei hoher Temperatur zurückgewonnene Adsorbens beim obenerwähnten Umlaufbettverfahren, da Gasabgekühlt wird, und das weiterhin auf der Einführung geschwindigkeit und Wärmeleitung viel höher sind eines rückfließenden Teiles des rückgewonnenen ge- als bei diesem; es weist jedoch den Nachteil auf, daß wünschten Gasbestandteiles in eine Konzentrations- io das Gas immer mit einer bestimmten Geschwindigzone zur Erhöhung der Konzentration des gewünsch- keit strömen muß, um das Adsorbens im Wirbelten Bestandteiles des Beschickungsgases am Ad- zustand zu erhalten; auch kann in einer einstufigen sorbens, auf der Desorption des am Adsorbens Wirbelschicht kein Konzentrationsgradient eines geadsorbierten gewünschten Gasbestandteiles in einer wünschten Gasbestandteiles gebildet werden. Dies Desorptionszone mittels eines Trenngases und auf 15 alles wirkt sich nachteilig auf die Konzentration, die der Kreislaufführung der körnigen Adsorbentien im Trennung usw. aus und verringert demzufolge die Gegenstrom zu den besagten Gasen beruht. Ergiebigkeit. Das Wirbelbettverfahren kann daherat least one desired component of a loading completely with the feed gas to be treated be mixed on an adsorbent in a cooling gas mixture 5, and there are also and adsorption zone, while at the same time there are no restrictions on capacity such as Adsorbent recovered at a high temperature in the above-mentioned circulating bed process because it is gas-cooled will, and that continues on the introduction speed and heat conduction are much higher a refluxing part of the recovered than this; however, it has the disadvantage that desired gas component in a concentration io the gas always with a certain speed zone To increase the concentration of the desired flow, the adsorbent must flow into the vortex To obtain part of the feed gas in the ad state; also can be in a single stage sorbent, on the desorption of the fluidized bed on the adsorbent no concentration gradient of a adsorbed desired gas component can be formed in a desired gas component. this Desorption zone by means of a separating gas and on 15 everything adversely affects the concentration, the the recycling of the granular adsorbents in the separation, etc. and accordingly reduces the Countercurrent to the said gases is based. Fertility. The fluidized bed process can therefore

Bis jetzt wurden Hypersorptionsverfahren und nur in einem begrenzten Bereich verwendet werden, Kohlewirbelverfahren als kontinuierliche Trenn- wie z. B. zur Entfernung von spezifischen Bestandverfahren mit im Kreislauf bewegten körnigen Ad- ao teilen (z. B. Feuchtigkeit) aus einem Gasgemisch,
sorbenten bekannt. In diesen wurde jedoch entweder Aus der USA.-Patentschrift 2 849 407 ist ein Ver-Up to now, hypersorption processes have been used and only in a limited area, coal vortex processes as continuous separation such as. B. to remove specific existing processes with granular ad ao parts moving in a cycle (e.g. moisture) from a gas mixture,
known sorbents. In these, however, either From the USA patent specification 2 849 407 is a ver

nur das Umlaufbettsystem oder nur das Wirbelbett- fahren zur Reaktivierung von verbrauchter Aktivsystem als Behandlungsweise des Adsorbenten in den kohle bekannt. Gemäß diesem Verfahren wird verhauptsächlichsten Verfahrensstufen, nämlich in der brauchte Aktivkohle im oberen Teil der Vorrichtung Adsorptions-, Konzentrations- und Desorptionszone 35 durch Wärmeaustausch mit einem Gemisch von Verbenutzt, brennungsgas und Dampf erhitzt, um die absorbier-only the circulating bed system or only the fluidized bed drive to reactivate used active system known as the way of treating the adsorbent in the coal. According to this procedure will be most essential Process stages, namely in the required activated carbon in the upper part of the device Adsorption, concentration and desorption zone 35 by heat exchange with a mixture of used, Combustion gas and steam are heated in order to absorb the

Um derartige kontinuierliche Trennverfahren wirk- ten Stoffe, die die Aktivkohle desaktivieren und die sam und gleichmäßig durchführen zu können, muß bei hohen Temperaturen desorbierbar sind, zu desordas zu trennende Beschickungsgasgemisch im Gegen- bieren. Im mittleren Teil der Vorrichtung gemäß der strom mit einem Adsorbenten in Berührung gebracht 30 genannten USA.-Patentschrift wird die Aktivkohle werden, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Desorptionsabschnitt direkt mit Verbren-Gasgemisches und des Adsorbenten sowie die Kon- nungsgas in Kontakt gebracht und auf 700 bis zentrationen der Bestandteile im Gasgemisch und der 760° C erhitzt. Schließlich wird die Aktivkohle aus vom Adsorbenten angesaugten Gasbestandteile in dieser Erhitzungsstufe mit Dampf in Kontakt geallen Teilen der Adsorptions-, Konzentrations- und 35 bracht, um die Stoffe, die desaktivierend wirken und Desorptionszone in zu den Strömungsrichtungen des im Desorptionsteil nicht entfernbar sind, zu oxy-Gasstromes und des Adsorbenten senkrechten dieren und dadurch zu entfernen, wodurch die Ebenen gleichförmig zu halten sind. Ebenso muß die Reaktivierung beendet wird. In diesem bekannten Adsorptionswärme in der Adsorptionszone abgeführt Verfahren wird, wenn beispielsweise der die Aktiv- und die zur Desorption erforderliche Wärme sowie 40 kohle desaktivierende Stoff Äthylen ist, das Äthylen die der fühlbaren Wärme entsprechende Wärme des im Desorptionsteil fast völlig desorbiert und fließt in Adsorbenten in der Desorptionszone zugeführt wer- die Adsorptions- und Kühlzone der Anordnung geden, um die Adsorptionszone auf niedriger und die maß der genannten USA.-Patentschrift. Die Gewin-Desorptionszone auf hoher Temperatur zu halten. nung des Äthylens ist auf diese Weise nicht möglich.Substances that deactivate the activated carbon and the To be able to carry out the same and evenly, it must be desorbable at high temperatures, to desordas feed gas mixture to be separated in counterbeing. In the middle part of the device according to the electricity brought into contact with an adsorbent 30 mentioned USA.-Patent is activated carbon be, the flow rate of the from the desorption section directly with the combustion gas mixture and the adsorbent as well as the cong gas brought into contact and heated to 700 to concentrations of the constituents in the gas mixture and the 760 ° C. Eventually the activated carbon will run out Allow gas components sucked in by the adsorbent to come into contact with steam in this heating stage Divide the adsorption, concentration and 35 brought to the substances that have a deactivating effect and Desorption zone in to the directions of flow of the non-removable in the desorption part, to oxy gas flow and to remove the adsorbent's perpendicular dates, thereby keeping the planes uniform. The reactivation must also be terminated. In this well-known Adsorption heat is removed in the adsorption process if, for example, the active and the heat required for desorption and the carbon-deactivating substance is ethylene, ethylene the heat corresponding to the sensible heat is almost completely desorbed in the desorption part and flows into Adsorbents are fed into the desorption zone, the adsorption and cooling zone of the arrangement are to lower the adsorption zone and the dimensions of the said USA.-Patent. The gain desorption zone keep at high temperature. Ethylene cannot be used in this way.

Das Verfahren mit Umlaufbettsystem weist zwar 45 Da gemäß dem bekannten Verfahren das Adsorbens den Vorteil auf, daß längs einer einzigen Umlaufbett- erst im Erhitzungsbereich erhitzt wird, besteht die einheit ein ausreichender Konzentrationsgradient Gefahr, daß bei Verwendung von Dampf dieser zu eines adsorbierten Bestandteiles gebildet werden flüssigem Wasser kondensiert und daß das Adsorbens kann; wenn jedoch die Kapazität der Anlage oder benetzt wird und zusammenbackt, was den Betrieb der Durchmesser der Kolonne zur Durchführung 50 unmöglich machen würde.The process with the circulating bed system has 45 Da according to the known process, the adsorbent has the advantage that heating is only carried out along a single circulating bed in the heating area unit a sufficient concentration gradient risk of this too when using steam an adsorbed component is formed, liquid water is condensed and that the adsorbent can; However, if the capacity of the plant or is wetted and caked, causing the operation the diameter of the column would make 50 impossible to pass through.

des Verfahrens vergrößert wird, tritt folgender Nach- Aus der USA.-Patentschrift 2 660 262 ist einof the process is increased, the following consequences arise from U.S. Pat. No. 2,660,262

teil auf: Da die wärmeleitende Fläche der Kolonnen- Adsorptions-Desorptions-Verfahren bekannt, gemäß wandung pro Volumeinheit des Adsorbenten relativ dem ein Adsorber, in welchem der obere Teil der abnimmt, wobei die Wärmeleitfähigkeit in einem Wirbelbett-Adsorptionsabschnitt und der untere Teil Umlaufbettsystem sowieso ziemlich gering ist, wird 55 der Wirbelbett-Konzentrationsabschnitt ist, und gedie Wärmeleitung zwischen dem Adsorbenten und maß dem ein Desorber, der aus einem Fließbett beder Außenseite noch mehr verringert, was eine aus- steht, vorgesehen sind. In diesem bekannten Verreichende Wärmeübertragung sehr erschwert. Außer- fahren muß das zu desorbierende Adsorbens, beidem darf in einer Umlaufbettanlage die Gas- spielweise Aktivkohle, gekühlt werden, bevor es in geschwindigkeit einen bestimmten Wert nicht über- 60 die Adsorptionszone eingeführt wird, während im steigen, damit Wirbelbildung vermieden wird. nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Ver-part on: Since the heat-conducting surface of the column adsorption-desorption process is known according to wall per unit volume of the adsorbent relative to that of an adsorber in which the upper part of the decreases with thermal conductivity in a fluidized bed adsorption section and the lower part Circulating bed system is pretty low anyway, 55 is the fluidized bed concentrating section, and the Heat conduction between the adsorbent and measured that a desorber, which comes from a fluidized bed Outside even more reduced what a pending, are provided. In this well-known reaching Heat transfer very difficult. The adsorbent to be desorbed has to go outside, both in a circulating bed system, the gas may be cooled with activated carbon before it is in speed does not exceed a certain value rise to avoid vortex formation. described below according to the invention

Infolge der Begrenzung des Kolonnendurchmessers fahren eine Kühlung unmittelbar im Wirbelbett, und der Gasgeschwindigkeit in einer Umlaufbett- beispielsweise mit Hilfe von Kühlschlangen, erfolgen anlage ist die Kapazität der einzelnen Anlagen zwang- kann. Nach dem bekannten Verfahren ist der untere läufig beschränkt, und es ist schwierig, in jeder Zone 65 Teil des Adsorbers als Wirbelbett-Konzentrationsein stabiles Gleichgewicht herzustellen; eine Aus- abschnitt ausgebildet. In einer Säule mit einem nähme bildet hierbei nur der besonders gelagerte Durchmesser, wie er in der Praxis zum Durchsatz Fall, in dem die Anlage unter Druck betrieben wird größerer Mengen erforderlich ist und wie er beimAs a result of the limitation of the column diameter, cooling takes place directly in the fluidized bed, and the gas velocity in a circulating bed, for example with the aid of cooling coils plant is the capacity of the individual plants. According to the known method is the lower one and it is difficult to be part of the adsorber as a fluidized bed concentration in each zone 65 to establish a stable equilibrium; a cutout is formed. In a column with a would only take the specially stored diameter, as it is in practice for throughput Case in which the system is operated under pressure larger quantities are required and how it is when

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Adsorptionsteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sättigte Adsorbens wird dann in eine Desorptionsohne weiteres vorgesehen werden kann, wäre eine zone eingeleitet, die aus einem Wirbelbett-Erhitzungsaußerordentlich große Gasmenge zur Herstellung des bereich und einem Umlaufbett-Trennbereich besteht. Wirbelbettes erforderlich. Das bekannte Verfahren Ersterer kann ein- oder mehrstufig sein, und das ist daher für die Praxis nur bedingt brauchbar. 5 Adsorbens wird durch ein unterhalb dieses Bereichs Schließlich wird in dem bekannten Verfahren das eingeführtes Gas in Wirbelzustand versetzt. Dieses Erhitzen in der Desorberzone in erster Linie durch Gas wird am Oberteil des Wirbelbettbereichs abgedie reaktivierte hocherhitzte Aktivkohle bewirkt, zogen und mittels eines Gasgebläses, gegebenenfalls weshalb die Desorberzone sehr groß ausgebildet wer- durch eine Heizvorrichtung hindurch, kräftig umgeden muß, um die nötige Aktivkohlenmenge ein- xo wälzt. Das Adsorbens wird im Wirbelbettbereich bringen zu können, die für die Sicherstellung der mittels in diesem angeordneter Heizrohre oder durch gewünschten Wärmezuführung notwendig ist. Dies das heiße Umwälzgas wirksam erhitzt, um einen Teil bringt mit sich, daß auch erhebliche Mengen an des adsorbierten gewünschten Bestandteiles wieder Abstreifdampf erforderlich sind. abzugeben, wonach das Adsorbens in den Umlauf-Adsorption part of the process according to the invention saturated adsorbent is then used in a desorption without Further provision could be made for a zone consisting of a fluidized bed heating system large amount of gas to produce the area and a circulating bed separation area. Fluidized bed required. The known method of the former can be one or more stages, and that is therefore only of limited use in practice. 5 adsorbent is made by one below this range Finally, in the known method, the gas introduced is put into a vortex state. This Heating in the desorber zone, primarily by gas, takes place at the top of the fluidized bed area reactivated highly heated activated carbon causes, pulled and by means of a gas blower, if necessary which is why the desorber zone is made very large through a heating device, strongly reversed must in order to roll in the required amount of activated charcoal. The adsorbent is in the fluidized bed area to be able to bring that for ensuring the means of heating pipes arranged in this or through desired heat supply is necessary. This effectively heats the hot circulating gas to a part brings with it that also considerable amounts of the adsorbed desired constituent again Stripping steam are required. release, after which the adsorbent in the circulation

Es werden nun technisch fortschrittliche Wirkun- 15 bett-Trennbereich der Desorptionszone weitergeleitetTechnically advanced effective bed separation areas of the desorption zone are now being passed on

gen bei einem Verfahren der eingangs geschilderten wird. Hier trifft es auf einen nach oben gerichtetengen in a method that is described above. Here it meets one directed upwards

Art erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß das Ad- Strom eines Trenngases, das den adsorbierten ge-Type achieved according to the invention in that the Ad- stream of a separating gas, which the adsorbed ge

sorbens nacheinander durch eine mehrstufige, als wünschten Bestandteil völlig loslöst, während dassorbent one after the other through a multi-stage, as the desired component completely detaches, while the

Wirbelbett ausgebildete Adsorptionszone, durch eine Adsorbens gleichzeitig regeneriert wird. Da derFluidized bed formed adsorption zone, is regenerated by an adsorbent at the same time. Since the

als Umlaufbett ausgebildete Konzentrationszone und ao Trennvorgang im Umlaufbettbereich stattfindet,Concentration zone designed as a circulating bed and ao separation process takes place in the circulating bed area,

durch eine aus einem Wirbelbett-Erhitzungsbereich bildet die Konzentration des gewünschten Bestand-by means of a fluidized bed heating area, the concentration of the desired constituents

und einem Umlaufbett-Trennbereich bestehende teiles längs des ganzen Umlaufbettraumes einen be-and a circulating bed separating area along the entire circulating bed space.

Desorptionszone zur vollständigen Abtrennung des stimmten Gradienten, und das Adsorbens wird immerDesorption zone for complete separation of the right gradient, and the adsorbent will always

absorbierten Gases unter Benutzung eines Trenn- am untersten Ende des Umlaufbettbereichs mitabsorbed gas using a separator at the bottom of the circulating bed area

gases geleitet wird. Dabei wird vorteilhafterweise das 45 frischem oder reinem Trenngas in Berührung ge-gases is passed. In doing so, the fresh or pure separating gas is advantageously brought into contact.

Beschickungsgasgemisch in den unteren Teil der bracht, was zur Vervollständigung des Trenn- undFeed gas mixture is brought into the lower part of the, resulting in the completion of the separation and

Adsorptionszone eingeleitet. Vorteilhafterweise wird Regenerationsvorgangs beiträgt. Das Umlaufbett-Adsorption zone initiated. The regeneration process is advantageously contributed. The circulating bed

das Adsorbens im Wirbelbett-Erhitzungsbereich der system hat zwar den Nachteil, daß die hindurch-the adsorbent in the fluidized bed heating area of the system has the disadvantage that the

Desorptionszone mittels eines durch Gasgebläse leb- gehende Gasmenge gering ist; daraus wird jedochDesorption zone by means of an amount of gas living by gas blower is small; however, it becomes

haft umgewälzten Gases in Wirbelzustand versetzt. 30 erfindungsgemäß beim Trennvorgang sogar Nutzenadhere to the circulated gas in a vortex state. 30 according to the invention even benefit during the separation process

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Be- gezogen. Mit anderen Worten, da dieser Vorgang mit schickungsgasgemisch im Wirbelzustand mit einem einer sehr geringen Menge Trenngases ausgeführt kreisenden und vorher regenerierten Adsorbenten in werden kann, werden die Kosten für letzteres verBerührung gebracht, das einen gewünschten Bestand- ringert, und das Separieren des Trenngases vom geteil adsorbiert. (Selbstverständlich können mittels des 35 wünschten Bestandteil wird vereinfacht,
erfindungsgemäßen Verfahrens auch zwei oder meh- Das aus dem Trenngas und dem gewünschten rere Bestandteile gewonnen werden, der besseren Bestandteil bestehende desorbierte Gasgemisch wird Verständlichkeit halber beziehen sich jedoch die vom oberen Teil des Umlaufbettraumes oder einem nachfolgenden Erläuterungen nur auf die Gewinnung geeigneten Teil der Leitung des Umwälzgases, das eines Gasbestandteiles.) Die Adsorption erfolgt in 40 zur Aufwirbelung des Adsorbenten im Wirbelbetteiner Adsorptionszone des Wirbelbettyps, in die das Erhitzungsbereich dient, abgezogen. Nach Ent-Adsorbens von oben und der Beschickungsgasstrom fernung des Trenngases aus diesem Gasgemisch auf von unten eingeleitet wird. (Bei diesem Verfahren geeignete Weise, z. B. durch Kondensation, wird ein kann die Anlage gegebenenfalls mittels innerhalb Teil des gereinigten gewünschten Bestandteiles als und/oder außerhalb des Wirbelbettbereichs angeord- 45 Rückflußgas in die Konzentrationszone zurückneter Kühlrohre gekühlt werden.) geführt, während der Rest als Endprodukt auf-In accordance with the present invention, a relationship is drawn. In other words, since this process can be carried out with a very small amount of separating gas circulating and previously regenerated adsorbent with a charged gas mixture in the fluidized state, the costs for the latter are brought into contact, which reduces a desired stock, and the separation of the separating gas from the part adsorbed. (Of course, the desired component can be simplified by means of the 35
Process according to the invention also two or more - The desorbed gas mixture obtained from the separating gas and the desired rere constituents, the better constituent existing desorbed gas mixture will, for the sake of understanding, however, refer to the upper part of the circulating bed space or a subsequent explanation only on the recovery part of the line of the Circulating gas, that of a gas component.) Adsorption takes place in 40 for fluidizing the adsorbent in the fluidized bed of a fluidized bed type adsorption zone in which the heating area serves. After Ent-Adsorbent from above and the feed gas flow removal of the separating gas from this gas mixture is introduced from below. (In this process, a suitable manner, e.g. by condensation, the system can optionally be cooled by means of reflux gas in the concentration zone of refluxed cooling pipes arranged inside part of the purified desired component as and / or outside the fluidized bed area.) the rest as the end product

Nachdem der gewünschte Bestandteil des Be- gefangen wird.After the desired part of the concern is caught.

schickungsgases zusammen mit einem anderen Das erfindungsgemäße Verfahren mit seinem Bestandteil in der Adsorptionszone vom Adsorbenten Adsorptions-, Konzentrations- sowie Erhitzungsadsorbiert wird, bis ein den Partialdrücken jedes Gas- 50 und Trennvorgang genügt einer großen Anzahl vonbestandteiles entsprechender Gleichgewichtszustand einander unabhängiger Bedingungen; die Auswahl eintritt, wird das Adsorbens vom Boden des Adsorp- der Beschickungsmaterialien kann vergrößert, die tionsraumes in eine Konzentrationszone vom Umlauf- Kapazität der Anlage erweitert und das Verfahren bettyp übergeführt, wo es im Gegenstrom mit einem leicht durchgeführt werden. Da die Gasgeschwindig-Rückflußgas in Berührung kommt. Letzteres besteht 55 keit hoch ist, kann erfindungsgemäß der Heiz- oder hauptsächlich (fast 100°/oig) aus dem gewünschten Kühlbereich in der Adsorptionszone verkleinert und Gasbestandteil, um das Adsorbens von unerwünsch- die Konzentrations- und Trennvorgänge können jeten angesaugten Bestandteilen zu reinigen und gleich- weils unter Anwendung geringer Mengen Rückflußzeitig die Konzentration der gewünschten Gas- bzw. Trenngases mit großer Ergiebigkeit durchbestandteile am Adsorbenten zu erhöhen, indem 60 geführt werden. Die Anlage für das Trennverfahren dieses an Stelle jener unerwünschten nun die ge- nach vorliegender Erfindung kann gedrängter gebaut wünschten Bestandteile ansaugt, bis der Sättigungs- werden, ohne dadurch an Ausbeute einzubüßen,
zustand erreicht ist. Da die Menge des durch die Um die Erfindung besser klarzulegen, wird ein Konzentrationszone aufströmenden Gases gleich der bevorzugtes Ausführungsbeispiel derselben an Hand Rückflußgasmenge zur Sättigung des absinkenden 65 einer schematischen Darstellung erläutert.
Adsorbenten oder der gereinigten Gasmenge sein Wie aus der Zeichnung hervorgeht, tritt ein Bekann, ist die Gasgeschwindigkeit gering. schiekungsgasgemisch in eine mehrstufige Adsorp-schickungsgases together with another The process according to the invention with its component in the adsorption zone is adsorbed by the adsorbent adsorption, concentration and heating until one of the partial pressures of each gas 50 and separation process satisfies a large number of constituent equilibrium state of mutually independent conditions; The selection occurs, the adsorbent from the bottom of the adsorber feed materials can be enlarged, the tion space expanded into a concentration zone of the circulation capacity of the plant and the process transferred to bed type, where it can be carried out in countercurrent with an easy. Because the gas velocity reflux gas comes into contact. The latter consists of 55 speed is high, according to the invention the heating or mainly (almost 100%) from the desired cooling area in the adsorption zone is reduced and gas constituent to clean the adsorbent from undesirable - the concentration and separation processes can be sucked in components and at the same time, by using small amounts of reflux, to increase the concentration of the desired gas or separating gas at the same time with high productivity through constituents on the adsorbent, in that 60 are passed. According to the present invention, the system for the separation process sucks in the desired components instead of the undesired ones, until they become saturated, without sacrificing yield
state is reached. Since the amount of gas flowing up through the In order to better explain the invention, a concentration zone is explained like the preferred embodiment of the same with reference to the amount of reflux gas for saturation of the descending 65 in a schematic representation.
Adsorbents or the amount of purified gas. As can be seen from the drawing, it is known that the gas velocity is low. gas mixture in a multi-stage adsorption

Das mit der gewünschten Gaskomponente ge- tionszone 2 vom Wirbelbettyp durch einen Einlaß 3That with the desired gas component generation zone 2 of the fluidized bed type through an inlet 3

ein, steigt in der Zone 2 nach oben und wird durch einen Auslaß 1 daraus abgezogen. Ein von oben eingeführtes körniges Adsorbens sinkt in der Adsorptionszone 2 nach unten, während es in jeder Stufe in Wirbelzustand versetzt wird, und adsorbiert einen gewünschten Bestandteil des Beschickungsgases; danach wird das Adsorbens in eine Konzentrationszone 4 vom Umlaufbettyp geleitet, wo es mit einem durch eine Leitung 18 eintretenden Rückflußgas konzentriert und dann über einen Verschluß 5 in einen mehrstufigen Wirbelbett-Erhitzungsbereich 6 eingeführt wird, um auf Desorptionstemperatur erhitzt zu werden.in, rises in zone 2 and is withdrawn therefrom through an outlet 1. One introduced from above granular adsorbent sinks down in the adsorption zone 2, while it is in each stage in Vortex state is added and adsorbs a desired component of the feed gas; then the adsorbent is passed into a concentration zone 4 of the circulating bed type, where it is with a concentrated through a line 18 entering reflux gas and then through a closure 5 in a multi-stage fluidized bed heating zone 6 is introduced in order to be heated to the desorption temperature to become.

In dem Erhitzungsbereich 6 wird das Adsorbens mittels eines Gasstromes in Wirbelzustand versetzt, der mit Hilfe eines Gasgebläses über einen Verschluß 7 in Kreislauf gehalten wird. Im Wirbelbettbereich oder an einer geeigneten Stelle der Gasstromleitung kann eine Heizeinrichtung angeordnet sein.In the heating area 6, the adsorbent is put into a vortex state by means of a gas stream, which is kept in circulation with the aid of a gas blower via a shutter 7. In the fluidized bed area or a heating device can be arranged at a suitable point on the gas flow line.

Das im Erhitzungsbereich aufgeheizte Adsorbens wird zu einem umlaufbettartigen Trennbereich 9 geleitet und im Gegenstrom mit einem Trenngas in Berührung gebracht, um den gewünschten Bestandteil vollständig zu desorbieren, wobei das Trenngas durch einen Einlaß 10 in diesen Bereich eintritt. Das hier desorbierte oder regenerierte Adsorbens wird über eine Zuleitung 11 und ein Steigrohr 15 mit Hilfe eines Hebegases, das von einem Gebläse 17 in das Rohr gefördert wird, zum Oberteil der Adsorptionszone 2 zurückgeführt. Das Gasgemisch aus dem Trenngas und dem gewünschten, vom Adsorbenten desorbierten Bestandteil wird in einen Separator 12 geleitet, aus dem das Trenngas durch eine Leitung 14 entfernt, ein Teil des abgetrennten gewünschten Bestandteiles in die Konzentrationszone 4 zurückgeführt und der Rest durch einen Auslaß 13 abgezogen wird. Mit 16 ist die Ableitung für das Adsorbens und das Hebegas bezeichnet.The adsorbent heated in the heating area is passed to a circulating bed-like separating area 9 and brought into contact in countercurrent with a separation gas to produce the desired component to be completely desorbed, the separation gas entering this area through an inlet 10. That here desorbed or regenerated adsorbent is via a feed line 11 and a riser 15 with the help a lifting gas, which is conveyed into the pipe by a fan 17, is returned to the upper part of the adsorption zone 2. The gas mixture from the Separator gas and the desired constituent desorbed from the adsorbent are passed into a separator 12 passed, from which the separation gas is removed through a line 14, a portion of the separated desired The constituent is returned to the concentration zone 4 and the remainder is drawn off through an outlet 13 will. The derivation for the adsorbent and the lifting gas is denoted by 16.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines quantitativen Beispiels dargelegt:The invention is illustrated below using a quantitative example:

am Oberteil der Adsorptionsanlage entnommene Abgas wies die in der Tabelle Π angeführten Bestandteile auf:The exhaust gas taken from the upper part of the adsorption system had the components listed in table Π on:

Table II

BestandteileComponents Volum
prozentVolume
percent Wasserstoff
Stickstoff
Kohlenmonoxyd
Methan
Kohlendioxyd
Äthylen hydrogen
nitrogen
Carbon monoxide
methane
Carbon dioxide
Ethylene 52,8
4,1
7,3
33,2
2,6
0,0152.8
4.1
7.3
33.2
2.6
0.01

Die Aktivkohle wurde in einer sechsstufigen Erhitzungsanlage vom Wirbelbettyp mit einem Heizrohr, durch das gesättigter Dampf mit 6 kg/cm² strömte, auf 150° C erhitzt und dann mit einer Geschwindigkeit von 6 t/h kontinuierlich in einen Trennraum vom Umlaufbettyp herabgeführt.The activated carbon was heated to 150 ° C. in a six-stage heating system of the fluidized bed type with a heating tube through which saturated steam at 6 kg / cm ² flowed, and then continuously discharged at a rate of 6 t / h into a separation room of the circulating bed type.

Als Trenngas wurde überhitzter Dampf von 160° C von unten mit einer Geschwindigkeit von 40 kg/h in den Umlaufbettbereich eingeleitet. Nach Entfernen des Dampfes aus dem desorbierten Gasgemisch durch Kondensation in einem mit Kühlmitteln versehenen Separator enthielt das Produktgas die Bestandteile gemäß Tabelle ΙΠ.The separating gas was superheated steam at 160 ° C. from below at a rate of 40 kg / h in initiated the circulating bed area. After removing the steam from the desorbed gas mixture through Condensation in a separator provided with coolants contained the product gas the constituents according to table ΙΠ.

Table III

BestandteileComponents VolumprozentVolume percentage Wasserstoff hydrogen 00 Stickstoff nitrogen 00 Kohlenmonoxyd
Methan Carbon monoxide
methane 0
0
0,2 bis 0,01
99,5 bis 99,990
0
0.2 to 0.01
99.5 to 99.99 Kohlendioxyd
Äthylen Carbon dioxide
Ethylene

example

Ein Gasgemisch aus den in der Tabelle I angegebenen Bestandteilen wurde in einen 14stufigen Wirbelbett-Adsorptionsraum mit einem Durchmesser von 65 cm von der Unterseite her mit einer Geschwindigkeit von 1100 Nm³/h eingeleitet; gleichzeitig wurde dem Raum von oben Aktivkohle mit einer Geschwindigkeit von 6 t/h zugeführt. In sechs Stufen der Wirbelbettanlage waren Kühlrohre angebracht. A gas mixture from the components indicated in Table I was introduced into a 14-stage fluidized bed adsorption chamber with a diameter of 65 cm from the underside at a rate of 1100 Nm ³ / h; At the same time, activated carbon was fed into the room from above at a rate of 6 t / h. Cooling pipes were installed in six stages of the fluidized bed system.

Table I.

Die vom letzten Umlaufbett-Trennbereich abgeführte Aktivkohle wies die gleiche Adsorptionsfähigkeit auf wie die anfänglich eingeführte und wurde daher wieder verwendet, indem man sie mittels einer Gasheberanlage an den Oberteil der Adsorptionszone zurückführte; als Hebegas wurde dabei ein Teil des an diesem Oberteil entnommenen Abgases benutzt. Die Gesamtmenge der in der Anlage umgewälzten Aktivkohle betrug 1,11.The activated carbon discharged from the last circulating bed separation area had the same adsorptive capacity as that initially introduced and was therefore reused by attaching it to the top of the adsorption zone by means of a gas lift system returned; A part of the exhaust gas withdrawn from this upper part was used as lifting gas used. The total amount of activated carbon circulated in the system was 1.11.

Claims

Claims: Components Volume percent Hydrogen Nitrogen Carbon monoxide Methane Carbon dioxide Ethylene 51 4 7 32 2.5 3.5 55 60 When the temperature of the adsorption zone increased due to the heat of adsorption, cooling water was passed through the cooling pipes in the fluidized bed space to bring the temperature to around 30 ° C keep. That

1. Process for the continuous separation of gases by adsorption and desorption, based on the adsorption of at least one desired component of a feed gas on an adsorbent in a cooling and Adsorption zone, with the adsorbent recovered at high temperature being cooled at the same time is also based on the introduction of a returning part of the recovered desired gas component in a concentration zone to increase the concentration of the desired constituent of the feed gas on the adsorbent, on the desorption of the am Adsorbent adsorbed desired gas constituents

part in a desorption zone by means of a separating gas and on the circulation of the granular Adsorbents in countercurrent to the said gases, characterized in that the adsorbent is sequentially through a multi-stage, Adsorption zone designed as a fluidized bed, by one designed as a circulating bed Concentration zone and through one of a fluidized bed heating area and a circulating bed separation area existing desorption zone for complete separation of the adsorbed

Gas is passed using a separation gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that the feed gas mixture is introduced into the lower part of the adsorption zone.

3. The method according to claim 1, characterized in that the adsorbent in the fluidized bed heating area of the desorption zone is brought into a fluidized state by means of a gas circulated vigorously by a gas blower.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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