DE19913397A1 - Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien durch kombinierte Ultraschall-Wirbelschicht-Desorption - Google Patents

Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien durch kombinierte Ultraschall-Wirbelschicht-Desorption

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien durch kombinierte Ultraschall-Wirbelschicht-Desorption. Die Regeneration der beladenen Adsorbentien erfolgt hierbei in einer Wirbelschicht, die mit Ultraschall beaufschlagt wird, um den gebundenen Stoff zu desorbieren. DOLLAR A Hierdurch können nachteilige Effekte durch die limitierte Eindringtiefe des Ultraschalls vermieden werden. Weiterhin treten die Probleme bei der Umsetzung der bisher vorgeschlagenen Verfahren in den industriellen Maßstab auf.

Description

Adsorptionsprozesse in der flüssigen Phase finden vielfach Anwendung in der Industrie, so z. B. bei der Aufbereitung von Abwässern, der Trinkwasseraufbereitung oder der Gewinnung von pharmazeutischen oder biotechnologischen Wertstoffen aus flüssigen Lösungen. Problematisch ist in der Regel die Regeneration der beladenen Adsorbentien im Anschluss an den eigentlichen Adsorptionsprozess. Üblicherweise werden hierzu Chemika­ lien oder erhitzte Flüssigkeiten eingesetzt.
Bekannt ist, dass beladene Adsorbentien auch durch Ultraschall regeneriert werden können. So beschreibt Bäßler die grundlegenden Effekte bei der Ultraschall-Desorption verschiedener Stoffe, die an Polymerharzen adsorbiert wurden (Bäßler, Reichert, Fisch­ wasser, "Einfluss von Ultraschall auf das Adsorptions- und Desorptionsverhalten von Adsorberpolymeren in wässriger Phase", Vom Wasser 87 (1996) S. 15-27). Des weiteren existiert ein Patent DE 43 12 445 C2, in dem ein Verfahren zur Regeneration durch Ultraschall beschrieben wird, bei dem zusätzlich belüftetes Wasser verwendet wird.
Die genannten Untersuchungen finden in Bechergläsern, in die ein Ultraschallhorn einge­ bracht wird, bzw. in handelsüblichen Ultraschallbädern statt. Hierbei treten mehrere Probleme auf:
  • 1. Eine solche Anordnung kann nicht in den industriellen Maßstab übertragen werden.
  • 2. Da Ultraschall eine endliche Eindringtiefe besitzt, ist insbesondere bei der Anordnung mit dem Ultraschallhorn zu erwarten, dass bei größeren Adsorbens­ mengen lediglich die Randschicht regeneriert wird, während die Beladung des inneren Bereichs unverändert bleibt.
Eine apparative Anordnung oder ein Verfahren, die einen industriellen Einsatz der UI­ traschalldesorption ermöglichen, existieren somit zur Zeit noch nicht. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem.
Das Adsorbens befindet sich in einem Doppelmantelgefäß, das temperiert werden kann. Dieses Gefäß wird von unten nach oben von einer Spülflüssigkeit durchströmt. Je nach Geschwindigkeit des Spülfluids stellt sich ein durchströmtes Festbett oder eine Wirbel­ schicht in dem Gefäß ein. Für den Teilschritt der Adsorption erweist es sich als vorteil­ haft, das System als Festbett zu betreiben, während der Regenerationsphase sollte es als Wirbelschicht betrieben werden.
Am Kopf oder am Boden oder an Seiten des Gefäßes (oder an allen Stellen gleichzeitig) befinden sich Ultraschallsender, die ein Ultraschallfeld erzeugen und so das im Gefäß befindliche Fluid und das Adsorbens beschallen.
Ist die Eindringtiefe des Ultraschalls in das vorliegende Stoffsystem limitiert, so sollte der Apparat auf jeden Fall als Wirbelschicht-Desorber betrieben werden. Durch die axiale Durchmischung der Wirbelschicht kann nämlich sichergestellt werden, dass über einen gewissen Zeitraum alle Adsorbens-Partikel in das Ultraschallfeld gelangen und dort desorbiert/regeneriert werden. Somit kann durch die kombinierte Wirbelschicht-Ultraschall- Desorption das Problem der endlichen Eindringtiefe des Ultraschalls in weiten Bereichen gelöst werden. Zudem kann dieses Verfahren in den industriellen Maßstab übertragen werden.
Als Beispiel für das Verfahren ist der Aufbau in Zeichnung 1 dokumentiert. In einem Doppelmantelgefäß (5) befindet sich das Adsorbens (2). Das Spülfluid strömt durch den Einlass (6) zunächst in den unteren Bereich des Gefässes (4), um anschließend durch eine Fritte oder einen Siebboden (3) das Adsorbens (2) aufzuwirbeln und durch den Auslass­ stutzen (7) das System zu verlassen. Während der Desorption wird der Innenraum des Gefäßes durch einen Ultraschallsender (1) mit Ultraschall beaufschlagt. Die Temperierung des Systems erfolgt über ein Kühl- oder Heizmedium, das über den Stutzen (8) oder (9) zugeführt werden kann, je nachdem ob eine Gleich- oder Gegenstromführung angestrebt wird.
Alternativ zu der dargestellten Anordnung einer einstufigen Wirbelschicht ist auch ein System als mehrstufige Wirbelschicht möglich. Weiterhin kann die Anordnung der Be­ schallungseinrichtung variiert werden. Es besteht die Möglichkeit, das System, wie in Zeichnung 1 dargestellt, von oben oder von unten oder von der Seite mit Ultraschall zu beaufschlagen. Auch eine Kombination der genannten Anordnungen ist möglich.

Claims (5)

1. Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration des beladenen Adsorbens durch Beschallung mit Ultraschall in einer Wirbelschicht erfolgt.
2. Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschallung in einer einstufigen Wirbelschicht mit einem von oben aufgesetzten Ultraschallsender erfolgt.
3. Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschallung mit Ultraschall in einer einstufigen Wirbelschicht mit einem von unten aufgesetzten Ultraschallsender erfolgt.
4. Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschallung des Adsorbens mit Ultraschall durch in die Wirbelschicht einge­ tauchte Ultraschallsender durchgeführt wird.
5. Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschallung mit Ultraschall in einer mehrstufigen Wirbelschicht erfolgt, wobei die Beschallung des Adsorbens in jeder Stufe durch an den Seiten aufgesetzte Ultraschallsender durchgeführt wird.
DE1999113397 1999-03-25 1999-03-25 Verfahren zur Regeneration beladener Adsorbentien durch kombinierte Ultraschall-Wirbelschicht-Desorption Withdrawn DE19913397A1 (de)

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