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Selektives Adsorptionsverfahren Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Trennen von Gasgemischon von selektiv adsorbierbaren Komponenten, beispielsweise
CO, C02, CH4 und anderen leichten gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen,
NH3, H2S, A, N2, H20, von Wasserstoff, Es ist bekannt, Gasgemische mit selektiv
adeorbierbsren Komponenten durch Adsorption in adiabatischen Druckkraisprozessen
zu trennen. Einer der Hauptnechtsile dieser Prozesse ist der Verlust an nicht adeorbiertem
Produktgas, Dieser Varlust kann darauf zurückzuführen sein, da# das in den Zwischenräumen
der Adsorberbetten eingeschlossene Gas nach der Adsorptionsatufe als Abges verlorengeht
oder da# gereinigtes Produktgas benutzt wird um die Adsorbarbetten für erneute Renutzung
zu spülen. Au#eedem geht Druckenergie verloren, wann die Batten mit Hilfs von auf
niedrigem Druck stehendem Produktgas @@n den adsorbisrborer
Komponenten
gereinigt werden.
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Der Energieverlust im Spülgas kann herabgesetzt werden, indemn ein
Teil des Abblassgasse eis Spülgas eingesetzt wird, beispielsweise winde mindestens
der entängliche Teil des Abblasgases im Gleichstrom zu dem vorhergehenden Einsatzgasstrom
geleitet wird. Die bisher vorgeschlagenen Verfahren sind Jedoch mit einem wesentlichen
Nachteil insofern behaftet, als ein großer Pufferbehälter arforderlich ist, um ein
für ein wirksamen Spülen ausreichendes Gasvolumen zu speichern. Dieser Behälter
ist teuer; au#erdem ist sein Platzbedarf insbesondere bei kleinen, transportierbaren
Anlagen unerwünscht.
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Der Höchatdruck, mit des des Spülen gespeichert werden kann, ist der
Enddruck der im Gleichstrom erfolgenden Abblasestufe.
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Js mehr Cas andererseits dem Bett zwecks Speicherung entzogen wird,
desto niedriger liegt sein Speicherdruck. Die Rückgewinnung von zusitzlichem Spülgas
erfordert eine Vergrößerung der Abmessungen des Speicherbehälters, weil nicht nur
der zusätzlichen Masse des Gases, sondern auch dem niedrigeren Spei cherdxuck des
gesamten Behälterinhalts Rechnung getragen werden mu#. Wenn nur eine kleine Menge
an Spülgas mit eine verhältnismä#ig hohen Zwischendruck ei der verwertet wird, kann
der 65-hälter klein gehalten werdende Ist Jedoch ein Produktgas hoher Reinheit Prfo.
deviich, kann eine derart geringe Menge an Spülgas unzureichand sein, um des Adeorberbett
zu reinigen. Es wurde daheruch vorgeschlagen, unter hohsm Druck stehendes, wertvolles,
reines
Produktgas als zusätzliches Spülgas für die Reinigung des Bettes zu verwenden; diese
Lösung ist Jedoch kostspielig.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Druckkreisprozeses besteht darin,
daß des Produktgas mit variierender Durchflußmenge und schwankendem Druck angeliefert
wird. Diese Änderungen der Durchflußmenge und des Druckes iind darauf zurückzuführen,
daß ein Teil des produktgases inter.ittierend zum Spülen oder Wiederaufdrücken das
gereinigten Adsorptionsmittels benutzt wird. Diese Schwankungen treten selbst dann
auf, wenn eine hinreichende Zahl von Betten vorgesehen ist, so daß stets in Bett
Produktgas liefert. Diese Schwankungen der Produktgasabgebe sind für viele nachgeschaltete
Produktgac-Verbrauchaprozesse störend; es sind daher weitere Pufferbehälter erforderlich,
um die Strömung zu glätten.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll ein adiabatischer Druck. kreisprozeß
zu selektiven Adsorbieren mindestens einer Komponente eines Einsatzgasgemisches
geschaffen werden, bei dem die Verluste an nicht adsorbierte. Produkt kleinstmöglich
gehalten sind.
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Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Verfahrene, bei dem Speicherbehälter
für Abblassgas nicht erforderlich sind.
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Weiterhin soll ein Verfahren geschaffen werden, das sich sowohl durch
eine sehr hohe Reinheit des nicht adeorbierten
Produktgaees als
auch durch eine hohe Ausbeute des Einsatzgases auszeichnet.
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Außerdem soll ein Vorfahren geschaffen werden, bei dem das nicht adsorbierte
Produkt mit im wesentlichen konstanter Durchflußmenge und im wesentlichem konstantem
Druck abgegeben wird.
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein adiabatisches Verfshren zum
Trennen von Gasgemischen durch selektives Adsorbieren mindestens einer Gaskomponente
in einer Adsorptionzone unter höherem Druck und Desorbieren der ausgewählten Komponente
durch Druckminderung auf einen niedrigeren Druck.
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Es sind mindestens vier Betten aus selektiv adsorbierendem material
vorgesehen, die Jeweils ein Eintritts- und ein Austrittsende aufweisen. Das Einsatzgasgemisch
wird in das Eintrittsende des ersten Bettes mit einem ersten, höchsten Überdruck
eingeleitet. Es durchströmt das Bett, wobei mindestens eine Komponente selektiv
adsorbiert wird. Das nicht adsorbierte Produktgas verläßt das Austrittsende. Dieeer
Gasstrom wird aufrechterhalten, so daß eine Adsorptionsfront der einen Komponente
am Eintritteende ausgebildet wird und sich fortschreitend in Richtung auf das Austrittsende
bewegt, während die Adsorbatbeladung ansteigt. Die Strömung wird unterbrochen, wenn
die Adsorptionsfront noch vollkommen innerhalb des ersten Bettes liegt, das heißt
noch kein Durchbruch stattgefunden hat.
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Dies bedeutet, daß das Bett nur teilweise mit Adsorbat beladen wird;
der Abschnitt zwischen der Adsorptionsfront und dem Austrittsende ist im wesentlichen
frei und rein von Adsorbat.
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Sodann wird ein Teil des in den Zwischenräumen (2wischen den einzelnen
Adsorptionsmittaltsilchen) eingeschlossenen Gase von dem Austrittsende des ersten
Bettes im Gleichstrom mit dem vorhergehenden Einsatzgasgemisch abgeblasen. Dieses
abgablasene Gas wird unmittelbar (ohne Zwischenspeicherung) in das Austritteende
eines zweiten Adsorberbettas eingeleitet, das zuvor von der einen Komponente gereinigt
wurde und zunächst unter einem niedrigeren Druck steht. Durch das Abblasen von Gas
aus dem ersten Bett wird dessen Druck abgesenkt, während durch das Einleiten des
Gases in das zweite Bett dessen Druck steigt. Das Freigeben von in den Zwischenräumen
eingeschlossenem Gas aus dem ersten Bett und das WiederaufdrJcksn des zweiten Bettes
im Gegenstrom werden fortgesetzt, bis zwischen den beiden Betten im wesentlichen
ein Druckausgleich auf einem zweiten, mittleren Druck hergestellt ist. Dies kann
als Druckausgleichsstufe bezeichnet werden, während deren sich die Adsorptionsfront
der einen Komponente dichter an das Auetrittsende des ersten Bettes heranbewegt,
ohne dieses Jedoch zu erreichen.
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In der dann folgenden Stufe wird weiteres, zuvor in den Zwischenräumen
eingeschlossenes Gas am Austrittsende des ersten Bettes im Gleichstrom mit dem vorhergehenden
Einsatzgasgemisch freigesetzt. Dieses weitere abgebleeens Gas wird auf den niedrigsten
innerhalb
des Verfahrens auftretenden Druck gedroseel und in des Austrittsande eines weiteren
Adsorberbettes eingeleitet, das mit der adeorbierbaren einen Komponente teilweise
beladen ist, um durch das andere Adsorberbett hindurchzuetrmen und die eine Komponente
auszuspüllen. Diese Gasströme werden aufrechterhalten, bis das erste Bett auf einem
dritten Druck liegt, der niedriger als der mittlere Druck ist, und bis des andere,
das Spülgas aufnehmende Bett mindestens teilweise von der einen Komponente gereinigt
ist. Dies kann als die Gleichstrom-Druckentapannungs-Stufe des ersten Bettes und
als die Spülstufe des anderen Bettes bezeichnet werden. Es sei Jedoch darauf hingewiesen,
daß eine Druckentspannung des ersten Bettes in Gle'chstrom such während der vorhergehenden
Druckauegleichefoigt.
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Nunmehr wird der Druck deo ersten Bettes vom Eintritteende her gesenkt,
wodurch ein Teil der adsorbierten einen Komponente im Gegenstrom desorbiert und
durch das Eintrittsende hindurch abgegeben wird. Diese Gegenstrom-Druckentspannungs-
oder Abblssestufe wird fortgesetzt, bis das erste Bett auf dem niedrigsten im Verfahren
auftretenden Druck liegt, z. B. im wesentlichen Atmosphärendruck. Statt dessen kann
der niedrigste Druckpegel such ein Über- oder Unterdruck (Vakuum) sein.
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Dann wird Gas, das von einem weiteren Adsorberbett in einer Gleichstrum-Druckentapannungs-Stufe
analog der zuvor beschriebansn Gleichstrom-Druckminderungestufe des ersten Bettes
freigesetzt
wird, in das Austritteende des ersten Bettes eingeleitet
und strömt durch dieses Bett im Gegenstrom zu dem zuvor fließenden Gasgemisch, und
zwar mit dem niedrigsten Druck. Es handelt sich dabei um die Spülstufe des ersten
Bettes, die fortgesetzt wird, bis der grtißte Teil der restlichen einen Komponente
durch das Eintrittsende des Bettes hindurch aungetreten ist. Das Gleichetrom-Druckinderungs-Gas
erfüllt nicht die Produktabnahmevorschriften, da es mindestens ein Vielfaches der
Konzentration der adsorbierbaren Komponente enthält, die das Produktges aufweist.
Dies ist auf den niedrigeren Druck des Gleichstrom-Druckminderungs-Gasse und auf
einen möglichen Durchbruch der adsorbisrbaren Komponente während der Gleichetrom-Druckminderung
zurückzuführen. Die Druckminderung kann beispielsweise die Konzentration der adsorbierbaren
Komponente um einen Faktor 2 bis 4 erhöhen; falls ein Durchbruch stattfindet, kann
diese Konzentration weiter um einen Faktor von 10 bis 1000, verglichen mit dem Produktgas,
erhöht werden. Die Zusammensetzung des Gleichstrom-Druckminderungs-Gases ist Jedoch
dem Produktgas ähnlicher als dem Einsatzgas.
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Nach der Spülstufe werden Druckauegleichegas von dem zweiten Adsorberbett
und Produktgas von dem anderen Bett in das Austrittsende des ersten Bettes eingeleitet,
um dieses im Gegenstrom wieder aufzudrücken. Dieses Druckausgleichsgas entspricht
in seinem Gehalt dem aus dem ersten Bett während der zuvor beachriebenen Druckausgleichsstufe
freigesetztem Gas. Sein Aufbereitungsgrad ist praktisch der gleiche wie der des
Produktgases
(obwohl es unter niedrigerem Druck steht), weil die
eine Komponente aus dem Gas durch selektive Adsorption in dem anfänglich reinen
Abschnitt des Adsorberbettes beseitigt wird, weil das Gas während der im Gleichstrom
erfolgenden Druckminderung Uber diesen Abschnitt strömt. Das Druckausgleichagas
ist im allgemeinen von höherer Reinheit als das oben erläuterte Gleichstrom-Druckminderungs-Gas.
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Diese Gegenstrom-Wiederaufdrück-Stufe wird fortgesetzt, bis der Druck
des ersten Bettes von dem niedrigsten Druck auf einen höheren Druck angestiegen
ist, der sich dem höchsten Druck des Einsatzgasgemisches nähert. Der letzte Teil
des Wiederaufdrückvorganges erfolgt ausschließlich mit dem Produktgas. Dadurch wird
sichergestellt, daß das Austrittsende des Bettes frei von der einen, selektiv adsorbierbaren
Komponente ist und nichts von dieser Komponente in dem abatrömenden Produktgas auftritt,
wenn das Bett auf die Adrorptlonsstufe zurückgeschaltet wird.
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Schließlich wird das Einsatzgasgemisch in das Elntrlttsende des wiederaufgedrückten
ersten Bettes analog dar zuvor beschriebenen Adsorptionsstufs erneut eingeleitet,
und die Stufen werden nacheinander wiederholt. Während der Zeltspanne zwischen den
Adsorptionsstufen des ersten Bettes durchlaufen das weitere Bett, das zweite Bett
und das andere Bett nscheinender die gleiche Stufenfolgs.
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Dieses Verfahren wurde benutzt, um Gasgemische zu trennen, die Wasserstoff
als Hauptkomponente zusammen mit selektiv adsorbierbaren kleineren Komponenten,
wie leichten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd und
Wasser, enthalten. Es wurden sehr hohe Wasserstoffausbeuten bei extrem großer Reinheit
erzielt, und zwar in einer Kombination, die weit über derjenigen liegt, die mit
bekannten adiabatischen Druckkreisprozessen erhalten werden kann. mit dem neuen
Verfahren wurde außerdem ein bemerkenswert stabiler Produktgasdruck erhalten; die
Schwankungen lagen bei nur 5 bis 10 %, wodurch es möglich wird, das Produktgas unmittelbar
und ohne Verwendung von Pufferbehältern der Saugseite eines Kompressors zuzuführen.
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Weitere merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
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Es zeigt: Figur 1 ein Flisßschema einer zur Durchführung des Verfahrens
nach der Erfindung geeigneten Anlage mit vier Adsorberbetten, Figur 2 ein in Verbindung
mit der Anlage nach Figur 1 geeignetes Zeitprogramm für die verschiedenen Verfahredstufen,
Figur
3 ein in Verbindung mit fünf Adsorberbetten geeignetes Zeitprogramm, und Figur 4
ein Fließschema einer Ausführungsform mit fünf Adsorberbetten.
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Figur 1 zeigt vier Adsorberbetten A, 6, C und D, die strömungsmäßig
parallel zuischen eine Einsatzgasgemisch-Hauptleitung 10 und eine Produktgas-Hauptleitung
11 geschaltet sind. Über automatische Ventile IA, 18, 1C und 1D wird dem ersten
Bett A, dem zweiten Bett C, dem dritten Bett C (entsprechend dem "anderan" Bett
in der Beschreibungseinleitung) bzw. dem vierten Bett D (entsprechend dem weiteren"
Bett in der Beschreibungseinleitung) Einsatzgas zugeführt. Automatische Ventile
2A, 2C, 2C bzw. 2D leiten Produktgas aus diesen Betten in die Produktgas-Hauptleitung
11.
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Die adsorbierten Komponenten werden durch im Gegenstrom erfolgende
Druckminderung und Spülen über eine Abla#hauptleitung 12 am Eintrittsende der Betten
ausgeschieden. Die Adsorber A und B sind an ihren Eintrittsenden untereinander und
mit der Abla#hauptleitung 12 über eine Leitung 13 verbunden, in der automatische
Ventile 3A und 3C liegen. In ähnlicher Weise iind die Adsorber C und D an ihren
Eintrittsenden mit der Ablaßhauptleitung 12 über eine Leitung 14 verbunden, in der
automatische Ventile 3C und 3D liegen.
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Eine Druckauegleichcleitung 15 verbindet die Austrittsenden der Adsorber
A und B; in ähnlicher Weise ist eine Druckausgleiche leitung 16 vorgerehen, die
die Austritteenden der Adsorber C und D miteinander verbindet. Um den Druckauegleich
herbeizuführen, sind automatische Ventile 4AB und 4CD in den Leitungen 15 bzw. 16
angeordnet. In Reihe mit den Druckauegleichsventilen 4AB und 4CD liegen Ventile
17 bzw. 18, die von Hand voreingestellte Drosseleinrichtungen darstellen, die verhindern,
daß übermäßig hohe Durchflußmengen auftreten, und die eine Einstellung und Abgleichung
der Druckauegleichegeschwindigkeiten zwischen den Adsorberbettenpaaren AB und CD
gestatten.
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Automatische Ventile 5A, 5B, 5C and 5D sind an den Austrittsenden
der Betten vorgesehen. Zwei dieser Ventile öffnen gemeinsam, um Gleichatrom-Druckminderungs-Gas
von einem Adsorberbett als Spülgas in ein anderes Bett einzuleiten. Handventile
19 und 20 in den Spülgas-Verbindungsleitungen 2*,22 erfüllen den gleichen Zweck,
wie er oben in Verbindung mit den Ventilen 17 und 18 im Druckausgleichskrais erläutert
wurde.
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Die Spülgas.Verbindungsleitungen 21 und 22 (die strömungsmäßig parallel
liegen) enthalten außerdem in entgegengesetzter Strömungarichtung orientierte Gegendruckregler
23 und 24, um die Strömung in Jeder Richtung zwischen entweder dem Bett A oder dem
Bett 6 und dem Bett C oder dem Bett D zu regeln. Die Gegendruckregler 23 und 24
werden derart eingestellt, daß ein mindestdruck, beispielsweise 3,5 kg pro cm2,
in dem Bett aufrechterhalten
wird, bei dem eine Gleichstrom-Druckminderung
erfolgt.
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Wenn dieser Druck erreicht ist, werden die Gleichstrom-Druckminderungs-
und die Spülstufe beendet. Dadurch wird verhindert, daß die Gleichstrom-Druckminderung
bis zu einem übermäßig niedrigen Druck fortgesetzt wird, bei dem es zu einem Durchbruch
der Adrorptionrfront der einen Komponente kommt.
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Wie zuvor angegeben, sind die Ventile 17, 18, 19 und 20 Durchflu#mengenbegrenzer,
die eine Beschädigung der Betten aufgrund eines übermäßigen 2 P und einer zu großen
Gasgeschwindigkeit verhindern. Entsprechende Vorsorge kann während der im Ccgenstrom
erfolgenden Druckminderung mittels eines voreingestellten Drosselventile 25 getroffen
werden, des als Umleitung bezüglich eines Hauptabla#ventile 26 in der Abla#hauptleitung
12 dient. Während der Gegenstrom-Druckminderung wird das automatische Hauptabla#ventil
26 geschlossen, wodurch das Gas gezungen wird, auf dem Umweg über das Ventil 25
zu strömen.
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Während der folgenden, auf dem niedrigsten Druck stattfindenden Spülstufe
öffnet das Ventil 26, um den Strömungswiderstand in der Abla#hauptleitung 12 kleinstmöglich
zu halten.
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Es wurde oben ausgeführt, da# die Adsorptionnsstufe beendet wird,
wenn sich die Adsorptionsfront der ausgewählten Komponente vollständig innerhalb
des Bettes befindet. Dieser Punkt kann anhand der Eigenschaften und der Zusammensetzung
des Einsatzgases, der Adsorptionsmittelkapazität und der dynamischen Eingenschaften
in bekannter Weiss bestimmt werden. Auch die
Druckausgleichsstufe
wird beendet, wenn die Adsorptionsfront noch vollkommen innerhalb des Bettes liegt
und bevor ein Durch bruch erfolgt. Dies ermöglicht eine Entfernung der edsorbierbaren
Komponenten aus dem in den Zwiachanräumen aingeschlossenen Gas über das Austrittsande
des Battas, so da# des abströmende Druckausgleichagas praktisch die gleiche Reinheit
wie das Produktgas hat. Die nachfolgende Gleichatrom-Druckminderungsstufe kann über
den Durchbruchpunkt hinaus fortgesstzt werden, da das dabei ausströmende Gas nur
zum Spüler banutzt wird. Der Durchbruch kann beispielsweise dadurch erkannt werden,
da# die Konzentration der adsorbierbaren Komporante im austretenden Gas überwacht
und der Augenblick featgsatallt wird, bei dem diese Konzentration merklich anateigt
Die Spülstufe wird in besonders wirksamar Weise dadurch ausgeführt, da# nur die
in der vorhergehenden Stufe aBhgeschie@ @N @@@@@ bierbaren Stoffe bessitigt werden.
Das hei#t, das Batt wird mittels des Spülgases nicht von sämtlicher Stoffen vollkommen
gereinigt; dadurch, daß das Sps @ns im Ge genstrom fließt, wird jedoch sichergestallt,
da# als Adsorptionsfront in Richtung auf das Eintrittsende@ @@@@ guschola wird.
Dies stellt ein reines Prod@@@as melbat @@@@@ 1 den anfänglichen Teiles der nachfolgenden
Abschtin@@@@@@@ @lcher In den meisten fällen wird durch das Verchzan menx eine adsorbierbare
Komponents aus dem Einsetzgse entr@@@@ und da@ Syetem kann derart suagelagt sein,
daß die komp@n@ @@ @@@ trennt wird, die mittels des Adsorp@ @ @@@@@ stark festgehalten
wird.
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Eins Wiederaufdrückleitung 2?, in der ein Konstantstrom-Regelvantil
28 liegt, ist an die Produktgas-Hauptlsitung 11 angeschlossen, um das aus einem
Adeorber (während der Adsorptionostufe) ausströmende, nicht adsorbierte Produktgas
einem anderen Adsorber zuzuführen, bei dem die unter niedrigstem Druck erfolgende
spülstufe abgeschlossen ist. Die Leitung 27 steht ihrerseits mit einer Produktgas
- Rückleitung 29 in Verbindung, die an die Wiederaufdrückventile 6A bis 6D angeschlosssn
ist, die die Produktg@eleitungen mit den Adeorbern A bis D verbinden.
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Dia Arbeitnweise dse produkt-Wiederaufdrückkreises sei anhand @@@@@@sorb@is
A erlautert; die weiteren Adsorber B bis D werden @loger Weiss wiederaufgedrückt.
Nachdem der Adsorber A @@@ @edrigstem Druck erfolgte Spülstufe abgeschlossen hat,
werden die Ventile 3A und 5A geschlossen und wird das Druckausgleichsventil 4AB
in der Leitung 15 geöffnet, um die erfordeäliche Verbindung mit dem Adsorber 6 herzustellen,
der zunächat unter einem höheren Druck steht. Entweder gleichzeitig damit oder dann,
wann der Druckauagleich hergestellt ist, wird ein Teil les produktgases vom Adsorber
C in der Produktgan-@@@@leitung 11 über die Leitung 27 und das Ventil 28, die @@@@ung
29 sowie das Ventil 6A abgeleitet, um in das Austrittsar das Adsorbers A einzuströmen.
Dieser Strom wird autrecht-@hal@@n die d@ @@@@@berA auf ungefähr den Produktgasdruck
@@@@sind @@@@@@@@ ist. Das Einsatzgasventil 1A und das Produkt-@ @@@ @A sind während
des Wi@@ aufdrückene selbstverständgeschlossen.
figur 2 zeigt sine
Zeitsteuerfolge, die sich in Verbindung mit der Anlage nach figur 1 eignet, um bestimmte
Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, nämlich e) eine Zwischenspeicherung
von Gas für nachfolgende Verwendung innerhalb des Prozesses zu vermeiden und b)
eine konstante Durchflußmange und einen konstanten Druck des nicht adsorbierten,
abströmenden Produktgases zu erzielen.
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Es sind mindestens vier getrennte Adsorberbetten erforderlich, und
bei dem vorliegenden Prozeß werden sechs unterschiedliche Stufen benutzt, wobei
bei jeder Stufe Gasströme eingeschaltet und/oder abgeschaltet werden. Ströme, die
in das Vier-Bett-System hinein und aus diesem herausflie#en, sind durch lotrechte
Linien angedeutet, die die Eineatzgas-Hauptleitung 10, die Hauptleitung 11 für das
abströmende, nicht adsorbierte Produktgas und die Desorbat-Abla#hauptleitung 12
verbinden.
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Die Einsatzgas-Hauptleitung 10 ist lotrecht mit Jeder der vier Adsorptionsstufen
verbunden, die ihrerseits über lotrechte Linien mit der Produktgas-Hauptleitung
11 verbunden sind. Die Gegenstrom-Druckminderungs- und Spülstufen, während deren
die adsorbiert. Komponente aus den Betten entladen wird, sind lot. recht an die
Desorbat-Ablsßhsuptleitung 12 angeschlossen. Die Wiederaufdrückstufen, bei denen
ein Teil des nicht adsorbierten Produktgases verwendet wird, sind mit der Produktgas-Hauptleitung
11
lotrecht verbunden. Alle den vier Betten zugeordneten Gasströme sind in der Figur
entsprechend bezeichnet.
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Mindestens vier Adsorberbetten müssen vorgesehen sein, um die-Jenigen
Stufen, bei denen Gleichstro-Druckminderung-Geströme verfügbar werden, mit denjenigen
Stufen zeitlich abzustimmen, bei denen diese Gasströme ausgenutzt werden können.
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Andernfalls wären große Zwischenspeicher erforderlich. Aus Figur 2
geht hervor, daß ständig eines der Adeorberbetten in der Adsorptionnsatufe arbeitet
und Produktgas mit im wesentlichen konstantes Druck an die Produktgas-Hauptleitung
11 abgibt. Gleichzeitig erfolgt bei den drei anderen Betten eine Drucksenkung im
Gleichstrom, ein Reinigen von der adsorbietten Komponente bzw. ein Wiederaufdrücken
für die nächstfolgende Adsorptionestufe. Ständig nimmt eines der Betten Produktgas
zum Wiederaufdrücken auf, so daß der produktgasverbrauch für diesen Zweck kontinuierlich
und nicht intermitterend ist.
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Bei diesem speziellen Arbeitsspiel nehmen, bezogen auf ein einzelnes
Bett, die Adsorption ein Viertel des Gesamtspieles, der Druckausgleich und die Gleichstrom-Druckssnkung
ein Viertel, die Gegenetrom-Druckeenkung und das Spülen ein weiteres Viertel sowie
das Wiederaufdrücken das restliche Viertel der Spieldauer ein. Die Ausnutzung des
Gleichstrom-Druckminderungsgases innerhalb des Systems ist durch waagrechte Flußllnlen
angedeutet, so daß Jsds Druckausglsichsatufe mit einer Wiederaufdrückstufe eines
anderen Bettes waagracht verbunden ist. Jede Glelchetrom-
Druckminderungsstufe
ist mit einer Spülstufe eines anderen Bettes waagrecht verbunden.
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Verfolgt man das gesamte Arbeitsspiel für das erste Bett (Bett A),
so ergibt sich, daß das Einsatzgas während der ersten drei minuten in das Bett einströmt
und während dieser Zeitspanne ein Teil des Produktgases vom Austrittsende abgezogen
wird und über die Produktgas-Hauptleitung 11 abströmt. Der verbleibende Teil des
Produktgases wird dem vierten Bett (Bett D) als Teil des erforderlichen Wiederaufdrückgases
zugeleitet. Das vierte Bett stellt dabei das nächste Bett dar, das nach dem ersten
Bett auf die Adsorptionsstufe geschaltet werden soll.
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Nach Abschluß der Adsorption des ersten Bettes wird dessen Druck während
0,5 minuten mit dem des zweiten Bettes (Bett B) durch Gleichetrom-Drucksenken des
ersten Bettes und Gegenstrom-Wiederaufdrücken des zweiten Bettes ausgeglichen. Sodann
wird der Druck des ersten Bettes während 2,5 minuten im Gleichstrom weiter abgesenkt;
das dabei abgegebene Gas wird unmittelbar dem dritten Bett (betts) zugeleitet, um
dieses im Gegenstrom zu spülen. Nach Abschluß der Gleichstrom-Druckminderungsstufe
hat das erste Bett die Hälfte eines insgesamt 12 minuten dauerden Arbeitsspieles
durchlaufen.
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Für die folgenden 0,5 minuten wird der Druck des ersten Bettes im
Gegenstrom gesenkt und wird das Desorbat über die Ablaßhauptleitung 12 aus dem System
abgeführt. Während der anschlisßenden
2,5 minuten wird Gleichstrom-Druckminderunge-Gas
vom vierten Bett in das Austrittsende des ersten Bettes eingeleitet, um das erste
Bett im Gegenstrom zu spülen; das erhaltene Spülgas-Desorbat-Gemisch wird über die
Ablaßhauptleitung 12 aus dem System abgeführt.
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Das erste Bett ist nunmehr gereinigt und kann während der verbleibenden
3 Minuten des Arbeitsspiels wiederaufgedrückt werden, wozu sowohl das Druckauegleichagas
vom zweiten Bett ale auch ein Teil des produktgases vom dritten Bett ausgenutzt
wird. Gase aus diesen beiden Wiederaufdrückgasquellen können dem ersten Bett gesondert
und der Reihe nach zugeführt werden, das heißt, es wird zunächst das Ausgleichagas
eingeleitet, um einen Zwischendruck zu erreichen; dann wird das Produktgas zugeführt,
um auf prsktisch den Enddruck zu kommen, bevor Einsatzgas erneut eingeleitet wird.
Das ist insofern von Vorteil, als die maximale menge an in den Zwischenräumen eingeschlossenem
Gas mit maximalem mittlerem Druck von einem Bett in ein anderes Bett überführt wird.
Ein auf diese Weise erfolgender Betrieb hat Jedoch den Nachteil, daß das Arbeitsspiel
eine Zeitspanne aufweist, innerhalb deren der Produktgasstrom für das Wiederaufdrücken
vollständig unterbrochen wird, wodurch ein unerwünschter Druckstoß in der Produktgas-Hauptleitung
entsteht.
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Bei der bevorzugten Ausführungsfor. der Erfindung wird eine solche
Diskontinuität des produktgasdruckes vermieden, indem dem ersten Bett zum Wiederaufdrücken
sowohl Druckauagleiche
als auch Produktgas zugeführt worden Anfänglich
strömt Gas von beiden Quellen gemeinsam in das Bett ein. Wenn Jedoch der Druck in
dem ersten, wiederaufgedrückten Bett ansteigt und der Druck in dem zweiten, auf
Druckausgleich geschalteten Bett absinkt, nimmt die Grö#e # P ab, die den Ausgleichsgasstrom
bewirkt. Wenn der Druckauegleich fortschreitet, macht das Gleichstrom-Druckminderungs-Gas
einen zunehmend kleineren Bruchteil der Gesamtmenge an Wiederaufdrück-Gas aus. Wenn
der Ausgleichsdruck erreicht ist, besteht der Wiederaufdrück-Gssstrom zu 100 % aus
reinem Produktgas.
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Unabhängig davon, ob die Gasströme nacheinander eingeleitet werden
oder ob, uie bevorzugt, mit progressiv anwachsendem Anteil an Produktgas gearbeitet
wird, Ist der letzte Teil des zum Wiederaufdrücken verwendeten Gases reines Produktgas.
Dies bedeutet, daß das Austrittsende des Bettes bis zu einem hohen Grad von adsorbierbafen
Komponenten gereinigt wird, weil Spuren desselben, die an diesem Ende im Adsorber
verblieben sind, durch das im Gegenstrom fließende reine Produktgas in Richtung
auf das Eintrittsende weggewaschen werden.
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Was die Spieldauer des Gesamtsystemes anbelangt, so läßt Figur 2 die
Arbeitsfolge aller vier Adsorberbetten erkennen. Nachdem das erste Bett seine Adsorptionsstufe
abgeschlossen hat, geht das vierte Bett auf diese Stufe über und durchläuft dieselbe
Folge, wie sie zuvor in Verbindung mit dem ersten Bett beschrieben wurde. Während
der Druckausgleichastufe des vierten Bettes wird
Jedoch das austretende
Gas im Gegenstrom in das dritte Bett eingeführt, um dieses teilweise wiederaufzudrücken.
Während der anschließenden Gleichstrom-Druckminderungs-Stufe wird dann das austretende
Gas benutzt, um das erste Bett im Gegenetrom zu spülen. Gas, das das zweite Bett
während dieser Gleichetrom-Druckminderungs-Stufe verläßt, dient zum Gegenatromapülen
des vierten Bettes beim niedrigsten Druckpegel. Das zum Wiederaufdrücken des vierten
Bettes dienende Gas iet Druckausgleichsgas vom dritten Bett und Produktges vom ersten
Bett.
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Nachdem die Adsorptionsstufe des vierten Bettes abgeschlossen ist,
wird das zweite Bett auf diese Stufe geschaltet. Zum Druckausgleich wird, wie zuvor
beschrieben, Gas von dort dem ersten Bett zugeleitet, um dieses teilweise wiederaufzudrücken.
Das aus dem zweiten Bett während der GleichstromDruckminderungs-Stufe austretende
Gas wird für das im Gegenstrom erfolgende Spülen des vierten Bettes benutzt. Das
zweite Bett selbst wird im Gegenstrom mittels Gas gespült, das aus dem dritten Bett
während dessen Gleichstrom-Druckminderungs-Stufe austritt. Das teilweise Wiederaufdrücken
des zweiten Bettes erfolgt mittels des Druckausgleichsgases von dem ersten Bett
. Das restliche für das Wiederaufdrücken erforderliche Produktgas wird von dem vierten
Bett geliefert.
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Nachdem die Adsorptionsstufe des zweiten Bettes abgeschlossen ist,
übernimmt das dritte Bett diese Funktion. Noch Beendigung der Adsorptionsstufe wird
aus diesem Bett austretendes Gas
während der Druckauegleichastufe
dem vierten Bett zugeleitet, um dieses teilweise wiederaufzudrücken. Während der
anschließenden Gleichstrom-Druckminderungs-Stufe tritt weiteres Gas aus dem dritten
Bett aus, das zur Gegenstromspülung des zweiten Bettes dient. Das Spülgas des dritten
Bettes wird von dem Gleichstrom-Druckminderungs-Gas des ersten Bettes gebildet.
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Zum Wiederaufdrücken des dritten Bettes dient Druckausgleichsgas aus
dem vierten Bett und Produktgas aus dem zweiten Bett.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, daß die Adsorptionsstufenfolge des
Vier-Bett-Systems nach Figur 2 in der Reihenfolge 1., 4., 2. und 3. Bett abläuft.
In dem Fließschema nach Figur 1 ist dies die Bettfolge A, D, B und C.
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Während die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einem Vier-Bett-System
erläutert wurde, ist sie ohne weiteres auch bei Systemen mit mehr als vier Betten
anwendbar. Figur 3 zeigt ein zweckmäßiges Folgeschema für ein Arbeitsspiel von 30
minuten bei einem Fünf-Bett-System. Der Hauptunterschied gegenüber Figur 2 besteht
darin, daß die Druckauegleichsetufe in zwei Teilstufen erfolgt. Das heißt, das aus
dem ersten Bett während einer ersten Teilstufe austretende Gas wird dem fünften
Bett zugeführt, um dieses im Gegenstrom teilweise wiederaufzudrücken, während in
der zweiten Teilstufe austretendes Gas dieses Bettes dem zweiten Bett zugeleitet
wird, um dieses im Gegenstrom teilweise wiederaufzudrücken, bis der Druckausgleich
mit dem ersten Bett hergestellt fest. Die erste Teilstufe des Druckausgleichs
des
ersten Bettes erfolgt also auf einem höheren Druckpegel und stellt die zweite Teilstufe
des Wiaderaufdrückens des fünften Bettes dar. Die zweite Teilstufe des Druckausgleich
des ersten Bettes läuft auf einem niedrigeren Druckpegel ab und stellt die erste
Stufe des Wiederaufdrückens des zueiten Bettes dar. In diese. Sinne wird die Erfindung
allgemein dadurch gekennzeichnet, daß"mindestens ein Teil" des abgebissenen oder
freigesetzten, zuvor in den Zwischenräumen eingeschlossenen Gases aus dem ersten
Bett in das Austrittsende des zweiten Bettes eingeführt wird. Der Vorteil eines
Fünf-Bett-Systams gegenüber einem Vier-Bett-System besteht darin, daß während des
Druckausgleichs die Druckminderung der Betten auf einen niedrigeren Druck und das
Wiederaufdrücken der Betten auf einen höheren Druck erfolgt, was seinerseits die
Verluste verringert, die bei der Gegenatrom-Drucksenkung und dem Wiederaufdrücken
mit Produktgas eintreten. Das heißt, es wird mehr in den Zwischenräumen eingeschlossenes
Gas zum Wiederaufdrücken eines anderen Adsorbers zurückgewonnen, ein kleinerer Bruchteil
dieses Gases geht zusammen mit dem Desorbat verloren, und es ist weniger Produktgas
erforderlich, um den Adsorber auf den Einsatzgasdruck zurückzubringen. Ein Nachteil
des Fünf-Bett-Systemes ist, daß ein fünftes Bett die Investitionskosten erhöht und
die Anlage komplizierter macht.
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Nachdem die Druckausgisichsetufe des ersten Bettes bei der Ausführungsform
nach Figur 3 abgeschlossen ist, wird durch Druckssnkung im Gleichstrom weiteres
i den Zwischenräumen singeschlossenes
Gas freigesetzt und dem
Austrittsende des vierten Bettes zugeleitet, um dieses auf dem niedrigsten Druckpegel
im Gegenstrom zu spülen. In der nachfolgenden Gegenstrom-Druckminderungsstufe wird
das Desorbat aus dem ersten Bett in die Ablaßhauptleitung getrieben und sus dem
System entfernt. Sodanr wird das erste Bett im Gegenstrom auf niedrigsten Druckwert
gespült, wobei in den Zwischenräumen eingeschlossenes Gas aus dem dritten Bett austritt,
während bei diesem der Druck im Gleichstrom gesenkt wird. Das gereinigte erste Bett
wird nun mittels des Druckauegleichagases der zweiten Teilstufe des fünften Bettes
im Gegenstrom teilweise wiedaraufgedrückt und dann von dem System abgetrennt. Wenn
das Druckausgleichagas der ersten Teilstufe aus dem zweiten Bett verfügbar wird,
wird mit diesem Gas das erste Bett im Gegenstrom weiter aufgedrückt.
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Dss Wiederaufdrücken wird dadurch abgeschlossen, daß Produktgas aus
dem vierten Bett eingeleitet wird.
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Wie aus Figur 3 hervorgeht, lautet eine geeignete Adsorptionsstufenfolge
für das Fünf-Bett-System bei einer Spieldauer von 30 minuten: 1:, 3., 5., 2. und
4. Bett. Bei dem Fünf-Bett-System stellt das vierte Bett D das in der Beschreibungseinleitung
und den Ansprüchen erwähnte "anders" Bett dar, während das dritte Bett C dem weiteren"
Bett entspricht.
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Figur 4 zeigt eine für das Fünf-Bett-System mit dem Strömung programm
nach Figur 3 geeignete Ventil- und Leitungsanordnung.
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Nimmt man wiederum des erste Bett A als Beispiels, so wird
während
der Adsorptionsstufe Einsatzgas über das Ventil 1A eingeführt, während Produktgas
das Austrittssnde des Bettes über das Austrittaventil 2A verläßt und zur Produktgas-Hauptleitung
11 gelangt. Während dieser Stufe wird ein Teil des Produktgases über das Ventil
28, die Leitung 27 und das Ventil 6C zu dem Austritteende des dritten Adsorbers
C zurückgeleitet, um diesen im Gegenstrom wiederaufzudrücken. Sodann erfolgt während
der ersten Teilstufe ein Gleichstrom-Druckausgleich des ersten Adsorbers A mit dem
fünften Bett E, wobei zuvor in den Zwischenräumen eingeschlossenes Gas über eine
Leitung 31 strömt, in der Ventile 4AE und 32 angeordnet sind.
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In der zweiten Teilstufe des Druckausgleichs strömt zuvor in den Zwischenräumen
eingeschlossenes Gas über die Leitung 15 mit den Ventilen 17 und 4AB zum Austrittsende
des zweiten Ad8orberbettes B.
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Das erste Bett A wird nunmehr auf die Gleichsttom-Druckminderungs-Stufe
geschaltet, wobei weiteres in den Zwischenräumen eingeschlossenes Gas in das Austrittsende
des vierten Bettes D eingeführt wird, um dieses im Gegenstrom zu spülen. Das Gas
läuft dabei über das Ventil 5A, die Leitung 21 und das Ventil 5D zum Austritteende
des Bettes D Das Decorbat-SpUlgss-Gemisch wird über das Eintrittsende des Bettes
D und das Ventil 3D in die Leitung 12 entladen und verläßt das System über des Ventil
26.
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Für die Gegenstrom-Druckminderung des Bettes A wird das Ventil 3A
geöffnet;
das Desorbat gelangt über dieses Ventil zur Ab laßhauptleitung 12.
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Um das erste Bett A bei dem niedrigsten Druckpegel des Systems zu
spülen, wird das Gleichstrorn-Druckminderungs-Gas vom Austrittsende des dritten
Bettes C über eine Leitung 33 und ein in dieser Leitung liegendes Ventil 5C' der
Leitung 22 (mit den Ventilen 20 und 24) zugeführt, um es über das Ventil 5A in das
Austrittsende des Bettes A einzuführen. Das Desorbat-Spülgas-Gemisch verläßt das
Austrittsende des ersten Bettes A und wird über die Leitung 12 aus dem System abgeführt.
Wenn die Desorption abgeschlossen ist, wird das erste Bett A teilweise wiederaufgedrückt,
indem Druckausgleichsgas der zweiten Teilstufe aus dem Austrittsende des fünften
Bettes E dem Austrittsende des ersten Bettes zugeführt wird. Dieses Gas fließt über
die Leitung 31 und die Ventile 32 und 4AE, wobei die Ventile 3A und 5A nunmehr geschlossen
sind. Wenn der Druckausgleich zwischen dem ersten Bett A und dem fünften Bett E
hergestellt ist, wird das teilweise wiederaufgedrückte erste Bett A von dem System
abgetrennt, indem das Ventil 4AE geschlossen wird.
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Wenn unter höherem Druck stehendes Druckauagleichsgas im zweiten Bett
B verfügbar wird, wird dieses Gas dem ersten Bett A zum weiteren Wiedsraufdrücken
über die Leitung 15 und die darin befindlichen Ventile 17 und 4AB zugeleitet. Das
Wiederaufdrücken des ersten Bettes A wird abgeschlossen, indem Produktgas aus dem
vierten Bett 0 eingeleitet wird, das über das Ventil 20, die Produktgas-Hauptleitung
11, die Leitung 27, das
Ventil 28 und das Ventil 6A strömt.
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Beispiel 1 mittels eines Vier-Bett-Systems wurde ein wasserstoffreiches
Einsatzgasgemisch gereinigt, das mit 96S m3/h; 14,8 kg/cm2 und 210 C (mit Wasser
gesättigt) zugeführt wurde. Jedes Adsorberbett besaß einen ersten Abschnitt mit
eine Durchmesser von 0,91 m und einer Tiefe von 2,24 m aus Aktivkohle (667 kg Adsorptionsmittel)
und einen zweiten Abschnitt mit einem Durchmesser von 0,91 m und einer Tiefe von
1,68 m aus einem kristallinen zeolithischen Molekularsieb (748 kg aktiviertes Kalziumzeolith
A) mit dem Aktivkohle-Abschnitt wurden Wasser und C02 selektiv beseitigt, während
mittels des Molekularsieb-Abschnittes CO und CH4 selektiv beseitigt wurden, obwohl
Jeder Adeorberabechnitt auch kleinere mengen der anderen Komponenten aufnahm. Das
System war dem in Figur 1 gezeigten sehr ähnlich und arbeitete mit einer Spieldauer
von 32 Minuten bei einer Wasserstoffproduktgas-Durchflu#menge von 569 m3/h. Die
Zeitvertailung der sechs Stufen des Arbeitsspiels war ungefähr wie folgt: 1. Adsorption
- 8 minuten 2. Drucksuagleich (auf 8,8 kg/m2) - 1 Minute 3. Gleichstrom-Drucksenkung
(auf 4,6 kg/cm2) - 7 Minuten 4. Gegenstrom-Drucksenkung (auf 1,05 kg/cm2) - 1 Minute
5. Spülen (bei 1,05 kg/cm2) - 7 Minuten 6. Wiederaufdrücken (auf 14 kg/cm2) - 8
Minuten
Von dem im Einsatzgas enthaltenen Wasserstoff wurden 76,5
% els Produktgas zurückgewonnen. Die Zusammensetzungen von Einsatzgas und Produktgas
waren wie folgt Einsatzqas Produktgas H2 77,1 % 99,9999 + CH4 0,013 % nicht feststellbar
@ (< 1/2 ppm.) CO 0,35 % nicht feststellbar (< 1/4 ppm.) CO2 22,5 % nicht
feststellbar 2 (c 1/4 ppm.) H2O gesättigt trocken (< - 148° C Taupunkt) Beispiel
2 Es wurde ein weiteres Vier-Bett-System ähnlich Figur 1 benutzt, bei dem die Betten
nur 817 kg aktiviertes Kalziumzeolith A enthielten. Die Betten hatten einen Durchmesser
von 0,76 m und eine Tiefe von 2,62 m und wurden in einem Arbeitsspiel von 48 minuten
Dauer umgeschaltet. Es wurde ein wesseratoffreiches Einsatzgas verwendet. Die Zeitverteilung
für die sechs Stufen war wie folgt: 1. Adsorption - 12 Minuten 2. Druckausgleich
(auf 11,6 kg/cm2) - 2 Minuten 3. Gleichstrom-Drucksenkung (auf 6,3 kg/cm2) - 10
minuten 4. Gegenstrom-Drucksenkung (auf Atmosphärendruck) -2 Minuten
5.
Spülen (bei Atmophärendruck) - 10 minuten 6. Wiederaufdrücken (auf 20,0 kg/cm2)
- 12 Minuten Das Einsatzgas bestand aus ungefähr 99,7 % H2 und 0,3 % leichten gesättigten
aliphatischen Kohlenwasserstoffen und war unter Einsatzbedingungen mit Wasser gesättigt.
Die Bedingungen der Adsorptionsstufe waren 297 m3/h, 20,7 kg/cm2 und 240 C. Die
Produktgas-Durchflußmenge betrug 229 m3/h bei 20,7 kg/cm2. Das Produktgas bestand
aus 99,9999 % H2.
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Die Beispiele 1 und 2 zeigen, daß mit dem Verfahren nach der Erfindung
eine Kombination aus hoher Produktausbeute und zunge wöhnlich hoher Produktreinheit
erhalten wird, die bei bekannten adiabatischen Druckkreisprozassen nicht möglich
ist. Wenn diese bekannten Verfahren mit Adsorptionsbetten wirtichaftlicher Größe
bei einer Ausbeute von 70 - 80 s betrieben wurden, wurde bei derartigen Einsatzgasen
ein Wasserstoff mit einer Reinheit von nur 95 - 98 % erhalten. Die überragenden
Eigenschaften des neuen Verfahrens sind weitgehend darauf zurückzuführen, daß das
in den Hohlräumen eingeschlosöene t;ab in dem sauberen Abschnitt der Betten stromabwärts
der Adsorptionsfront abgetrennt wird und daß dieses Gas in optimaler Weise für das
Wiederaufdrücken und das Spülen ausgenutzt wird. Diese optimale Ausnutzung ohne
hohen Investitionskoetenaufwand ist ihrerseits darauf zurückzuführen, daß die Beschränkungen
beseitigt sind, die sich bei derartigen Systemen durch den Zwang ergeben, daß in
den Zwischenräumen eingeschlossene Gas zwischenzuspeichern.
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Während des Arbeitens der Anlage nach dem obigen Beispiel 1 schwankte
der produktgasdruck nur um 0,35 bis 0,7 kg/cm2 bei einem mittleren Gesamtüberdruck
von ungefähr 1,34 kg/cm2. Dies ist ohne weiteres tragbar, und das Produktgas wurde
der Saugseite eines Kompressors unmittelbar ohne Pufferbehälter zugeführt. Die dieser
Druckschwankung entsprechende Schwankung der Durchflußmenge wird auf ungefähr 5
% bis 10 % geschätzt. Das für das Wiederaufdrücken abgeleitete Produktgas belief
sich auf ungefähr 255 m3/h (ständiger Fluß) oder ungefähr 31 % des insgesamt ausströmenden
Produktgases, nämlich 255/(255 + 569).
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Würden die Betten beispielsweise in der halben Zeit mit der doppelten
Gasdurchflußmenge wiederaufgedrückt, würden Zeitspannen entstehen, in denen kein
Produktgas abgeleitet wird.
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Der Strom in der Produktgas-Hauptleitung würde zwischen 314 m3/h 3
und 824 m3/h, oder 45 % des Mitteluertes, achwanken, verglichen mit 5 % bis 10 %
Schwankung bei dem Verfahren nach der Erfindung.
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Obwohl bestimmte Ausführungsformen im einzelnen beschrieben wurden,
versteht es sich, daß im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen getroffen
werden können.
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Während beispielsweise Aktivkohle und Kalziumzeolith A als Adsorptionsmittel
genannt wurden, hängt die Auswahl eines geeigneten Adsorptionsmittels von bekannten
Faktoren, beispielsweise der Zusammensetzung des zu trennenden Einsatzgaass, ab;
sie bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Während vorliegend die nichtadsorbisrt.
Ausströmung als Produktgas bezeichnet
wurde, kann es bei bestimmten
Systemen erwünscht sein, das Adeorbat als Produkt zurückzugewinnen.
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Die Erfindung wurde insbesondere in Verbindung mit der Trennung von
Gasgemischen beschrieben, bei denen Wasserstoff den Hauptbestandteil darstellt und
bei denen mittels des Trennprozesses alle Verunreinigungen als selektiv adsorbierbare
Komponenten entfernt werden sollen. Zu diesen zählen leichte Kohlenwasserstoffe,
CO, CO2, NH3, H2S, A und Wasser. Wasserstoffreiche Einsatzgase, die mindestens eine
dieser adsorbierbaren Komponenten enthalten, sind unter anderem Abgase von kathalytischen
Reformern, Schlaifenspülgas aus der Methanolsynthese, disoziiertsa Ammoniak und
Demethanisierunge-Kopfgas, Schleifenspülgas aus der Synthese von dampfreformierten
Kohlenwasserstoffen und Ammoniak, elektrolytischer Wasserstoff und Quacksilberzellen-Wasserstoff.
Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich auch zur Abtrennung einiger oder aller
der zuvor erwähnten adsorbierbaren Komponenten aus Gasgemischen, bei denen Stickstoff
oder Helium den Hauptbestandteil darstellt.