DE19526628C1 - Kolonne zum Einbau in Mikrowellenreaktoren - Google Patents

Kolonne zum Einbau in Mikrowellenreaktoren

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Description

Es ist bekannt, daß Mikrowellen zur Eintragung von Energie in ein Dielektrikum verwendet werden können. Im Rahmen verfahrenstechnischer Anwendungen wird die zugeführte elektromagnetische Energie u. a. benutzt, um chemische Reaktionen auszulösen und zu un­ terhalten oder um aus einem Feststoff eine unerwünschte Komponente auszutreiben (Mikrowellen-Trocknung bzw. -Desorption). Insbesondere im Bereich der Trocknung von Lebensmitteln und keramischen Werkstoffen sind industrielle Anwendungen veröffentlicht worden (z. B. Orth/Walter, Mikrowellenerwärmung-Anwendungen in der Industrie, Elek­ trowärme International 49 (1991) B3, B149-B155).
Sowohl im Rahmen der Katalyse als auch bei der Trocknung / Desorption sind bei der Auswahl der Reaktoren verschiedene Konzepte verfolgt worden, die im folgenden skizziert werden sollen.
Neben Desorptionskammern, die über Sicherheitsschleusen und durchlaufende Förderbän­ der befüllt werden (Gebrauchsmuster G 91 03 529.5), werden einfache vertikale Glasroh­ re, durch die das beladene Adsorbens mittels Schwerkraft gefördert wird (DE 35 11 766 A1), sowie zylindrische Kolonnen verwendet (DE 28 57 134 A1). Zusätzlich werden wabenförmige Adsorber beschrieben, bei denen einzelne Waben von den übrigen getrennt und mittels beweglicher Mikrowellen-Schlitten bestrahlt werden (CA 20 82 690 A1 (Application)).
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine zylindrische Kolonne, die, wie in Fig. 1 darge­ stellt, in einen Mikrowellenreaktor eingebaut wird und sowohl für den batch-Betrieb im Rahmen von Adsorptions-/Desorptions-Zyklen als auch für den kontinuierlichen Betrieb im Rahmen von katalytischen Reaktionen eingesetzt werden kann.
Der Erfindung liegt die folgende Problemstellung zu Grunde:
Werden in Mikrowellenreaktoren mit einem Dielektrikum (z. B. Katalysatoren oder Adsor­ bentien wie Aktivkohle oder Zeolithe) befüllte Kolonnen eingebracht, deren Radius kleiner oder gleich der Eindringtiefe der Mikrowellen in das Dielektrikum ist, so entsteht im Zentrum der Kolonne ein Bereich, in dem sich die eingestrahlten Mikrowellen überlagern. Diese Interferenz führt zu einer starken Temperaturerhöhung im Inneren des Dielektrikums. Die Folge sind unerwünschte Nebenreaktionen, Zersetzung des Dielektrikums und bei Vorhandensein entzündlicher Substanzen Brände und kleinere Explosionen. Durch diese Gefahren wird der Einsatz der Mikrowellentechnologie in der Festbett-Katalyse und bei der Regeneration beladener Adsorbentien stark eingeschränkt.
Dieses Problem wird durch die Erfindung nach den Patentansprüchen 1 und 2 gelöst.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt der Erfindung dargestellt.
Die in den Mikrowellenreaktor einzubauende Kolonne besteht aus einer für Mikrowellen transparenten Umhüllung (1), in die eine Fritte (5) eingesetzt wird. In der Mitte der Kolon­ ne wird konzentrisch zur Behälterwand ein transparentes Rohr (3) eingebaut, das über einen außerhalb der Kolonne befindlichen Stutzen (6) mit einem Mikrowellen reflektieren­ den Material (4) befüllt werden kann. Der zu bestrahlende Feststoff (2) wird über die Austrittsöffnung der Kolonne (8) in den Raum zwischen dem transparenten Rohr (3) und der äußeren Kolonnenwand (1) eingefüllt.
Die Wände der Kolonne und des Rohres, können z. B. aus Glas ausgeführt sein, während sich als reflektierendes Material ölfreie Aluminiumspäne als geeignet erwiesen haben. Alternativ zur Befüllung mit einer Schüttung eines reflektierenden Materials (Patentan­ spruch 1) kann das Rohr auch mit einem Körper beliebiger Geometrie (Patentanspruch 2) befüllt werden.
Die so präparierte Kolonne kann anschließend in der in Fig. 1 gezeigten Art und Weise in den Mikrowellenreaktor eingebaut und mit Gas zur Reaktion oder Adsorption/Desorption beaufschlagt werden.
Die Wirkung der Erfindung beruht darauf, daß durch das Dielektrikum dringende Mikrowel­ len an der Oberfläche des Reflektors diffus reflektiert werden, wodurch eine Interferenz der eingestrahlten Mikrowellen und somit die Erzeugung eines ausgeprägten Temperatur­ maximums im Zentrum der Kolonne verhindert wird. Aus dieser Reflexion resultierende lokale Interferenzen in den Randbereichen der Kolonne sind aufgrund des diffusen Charak­ ters der reflektierten Strahlung extrem unwahrscheinlich und in jedem Fall deutlich geringer als die ohne den Einbau des Reflektors festgestellte Interferenz im Zentrum der Kolonne. Die Wirksamkeit der Erfindung wurde an folgenden Verfahren exemplarisch getestet:
Beispiel 1: Entfernung von Ethanol bzw. Essigsäureethylester aus Zeolith NaX (Eindringtie­ fe der Mikrowellen: ca. 15,7 cm) durch Mikrowellen unter Spülung mit Luft bzw. Stick­ stoff in einer Kolonne mit dem Durchmesser d = 5 cm (Reflektor: Aluminium-Späne).
Beispiel 2: Katalytische Reaktion von Ethanol an Zeolith NaX (Eindringtiefe der Mi­ krowellen: ca. 15,7 cm) durch Mikrowellen unter Spülung mit Luft in einer Kolonne mit dem Durchmesser d = 5 cm (Reflektor: Aluminium-Späne).
Beispiel 3: Entfernung von Ethanol bzw. Essigsäureethylester aus Zeolith DAY (Eindringtie­ fe der Mikrowellen: < 1,5 m) durch Mikrowellen unter Spülung mit Luft bzw. Stickstoff in einer Kolonne mit dem Durchmesser d = 5 cm (Reflektor: Aluminium-Späne).

Claims (2)

1. Kolonne zum Einbau in Mikrowellenreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kolonne konzentrisch zur Kolonnenwand ein von außen befüllbares Rohr aus einem für Mikrowellen transparenten Material eingebaut und mit einer Schüttung eines Mikrowellen reflektierenden Materials befüllt ist.
2. Kolonne zum Einbau in Mikrowellenreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kolonne konzentrisch zur Kolonnenwand ein von außen befüllbares Rohr aus einem für Mikrowellen transparenten Material eingebaut ist, in das ein Körper beliebiger Geometrie aus einem Mikrowellen diffus reflektierenden Material einge­ bracht ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999003565A1 (de) * 1997-07-15 1999-01-28 Daimler-Chrysler Ag Verfahren und anlage zur entfernung gasförmiger organischer stoffe aus der luft
DE102006062651A1 (de) * 2006-11-14 2008-05-15 Helmholtz-Zentrum Für Umweltforschung Gmbh - Ufz Verfahren und Vorrichtung zur thermo-chromatographischen Erwärmung von Feststoffbetten
WO2018092160A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-24 Gruppo Distribuzione Petroli S.R.L. Device for abatement of liquid, gaseous and/or solid pollutant substances of various kind, contained into the exhaust smokes, and process for treatment and abatement of such pollutant substances

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2857134A1 (de) * 1977-10-31 1981-01-08 Battelle Development Corp Adsorbent regeneration and gas separation utilizing dielectric heating
DE9103529U1 (de) * 1991-03-22 1991-11-21 HAK-Anlagenbau GmbH für Verfahrenstechnik, Strahlungstechnik und Trocknungstechnik, 22119 Hamburg Anlage zur Rekonditionierung von Aktivkohle sowie zur Rückgewinnung des Absorptivs
CA2082690A1 (en) * 1991-12-23 1993-06-24 Donald Ernest Woodmansee In place regeneration of adsorbents using microwaves

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2857134A1 (de) * 1977-10-31 1981-01-08 Battelle Development Corp Adsorbent regeneration and gas separation utilizing dielectric heating
DE9103529U1 (de) * 1991-03-22 1991-11-21 HAK-Anlagenbau GmbH für Verfahrenstechnik, Strahlungstechnik und Trocknungstechnik, 22119 Hamburg Anlage zur Rekonditionierung von Aktivkohle sowie zur Rückgewinnung des Absorptivs
CA2082690A1 (en) * 1991-12-23 1993-06-24 Donald Ernest Woodmansee In place regeneration of adsorbents using microwaves

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
iew elektrowärme international Bd.49 (1991)B3, S.B149-155 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999003565A1 (de) * 1997-07-15 1999-01-28 Daimler-Chrysler Ag Verfahren und anlage zur entfernung gasförmiger organischer stoffe aus der luft
US6296823B1 (en) 1997-07-15 2001-10-02 Daimlerchrysler Ag Method and installation for eliminating gaseous organic substances in the air
DE102006062651A1 (de) * 2006-11-14 2008-05-15 Helmholtz-Zentrum Für Umweltforschung Gmbh - Ufz Verfahren und Vorrichtung zur thermo-chromatographischen Erwärmung von Feststoffbetten
DE102006062651B4 (de) * 2006-11-14 2009-12-31 Helmholtz-Zentrum Für Umweltforschung Gmbh - Ufz Verfahren und Vorrichtung zur thermo-chromatographischen Erwärmung von Feststoffbetten
WO2018092160A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-24 Gruppo Distribuzione Petroli S.R.L. Device for abatement of liquid, gaseous and/or solid pollutant substances of various kind, contained into the exhaust smokes, and process for treatment and abatement of such pollutant substances

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